JP2010122552A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価なＩＤセンサを用いて中間転写ベルトの蛇行量を検出し、その検出結果に基づいて中間転写ベルトを制御することによって色ずれの無い高質なカラー画像を安定的に得ることができるカラー画像形成装置を提供すること。
【解決手段】回転駆動される複数の感光ドラム（像担持体）２ａ〜２ｄと、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄに当接して移動する無端状の中間転写ベルト７を備え、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７で重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、中間転写ベルト７の幅方向端部近傍に反射板２７とＩＤセンサ２６を対向配置し、中間転写ベルト７の蛇行量を濃度差に置き換えてＩＤセンサ２６によって検出し、その検出結果に基づいて中間転写ベルト７の蛇行が釣り合う位置を算出し、その算出結果に基づいて中間転写ベルト７を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の像担持体上にそれぞれ形成されたトナー像を中間転写ベルトで重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関するものである。

電子写真方式によって用紙にカラー画像を形成するカラー複写機やカラープリンタ等のカラー画像形成装置は、複数の像担持体と、これらの像担持体に無端状の中間転写ベルトを挟んで対向する複数の一次転写手段を前記中間転写ベルトに沿って並設し、各像担持体上に形成されたカラートナー像を中間転写ベルト上に重畳転写してカラー画像を形成するものであって、中間転写ベルト上のカラー画像は記録材である用紙に一括転写される。

斯かるカラー画像形成装置においては、無端状の中間転写ベルトは複数のローラ間に張架されて走行するが、これに蛇行が発生すると該中間転写ベルト上に重畳転写されるカラー画像に色ずれが生じ、画質の低下を招く原因となってしまう。

そこで、中間転写ベルトの蛇行を距離センサによって直接検出したり、中間転写ベルトの幅方向端縁に当接する接触子の移動を遮光センサによって検出し、その検出結果に基づいて中間転写ベルトを制御してその蛇行量を所定の範囲内に抑える方法が採用されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特開平８−２１７３０２号公報 特開２００８−０２６６７６号公報 特開２００８−１２２７７６号公報

しかしながら、従来のように中間転写ベルトの蛇行量を高価な距離センサによって検出する方法はコスト的に不利であり、又、中間転写ベルトの蛇行量を接触子と遮光センサによって検出し、その検出結果に基づいて中間転写ベルトを制御してその蛇行量を所定の範囲内に抑える方法では、中間転写ベルトが所定の範囲内で蛇行し続けるためにカラー画像の色ずれの問題を解消することができない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、安価なＩＤセンサを用いて中間転写ベルトの蛇行量を検出し、その検出結果に基づいて中間転写ベルトを制御することによって色ずれの無い高質なカラー画像を安定的に得ることができるカラー画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、回転駆動される複数の像担持体と、これらの像担持体に当接して移動する無端状の中間転写ベルトを備え、各像担持体上に形成されたトナー像を前記中間転写ベルト上又は該中間転写ベルト上を搬送される用紙上で重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、前記中間転写ベルトの幅方向端部近傍に反射板とＩＤセンサを対向配置し、前記中間転写ベルトの蛇行量を濃度差に置き換えて前記ＩＤセンサによって検出し、その検出結果に基づいて前記中間転写ベルトの蛇行が釣り合う位置を算出し、その算出結果に基づいて前記中間転写ベルトを制御することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記中間転写ベルトの幅方向端縁に当接するアクチュエータを支軸を中心として揺動可能に設け、該アクチュエータの一部に前記反射板と前記ＩＤセンサ間に位置する遮光部を形成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ＩＤセンサとして前記中間転写ベルト上のカラー画像の濃度を検出するカラー濃度センサを用いることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、中間転写ベルトの蛇行量を濃度差（つまり、ＩＤセンサ上に投影される中間転写ベルトからの反射光の面積と反射板からの反射光の面積の比率）に置き換えてＩＤセンサによって検出し、その検出結果に基づいて中間転写ベルトの蛇行が釣り合う位置を算出し、その算出結果に基づいて中間転写ベルトを制御するようにしたため、安価なＩＤセンサを用いて色ずれの無い高質なカラー画像を安定的に得ることができる。

請求項２記載の発明によれば、中間転写ベルトの蛇行によってアクチュエータが支軸を中心として揺動し、該アクチュエータに形成された遮光部が反射板からの反射光を遮光するため、中間転写ベルトの蛇行量を反射光量に置き換えてＩＤセンサによって検出することができるが、中間転写ベルトからの反射光を検出しないため、検出結果が中間転写ベルトの耐久劣化による色変化の影響を受けることがなく、中間転写ベルトの蛇行量を常に正確に検出することができる。

請求項２記載の発明によれば、ＩＤセンサとして中間転写ベルト上のカラー画像の濃度を検出するカラー濃度センサを利用するため、中間転写ベルトの蛇行量を安価に検出することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るカラー画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図であり、図示のカラーレーザープリンタはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。

上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。

ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モータによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。

更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。

又、前記転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて感光ドラム２ａ〜２ｄに中間転写ベルト７を挟んで当接可能に対向配置されており、中間転写ベルト７に沿って感光ドラム２ａ〜２ｄと共にタンデムに並設されている。ここで、中間転写ベルト７は、二次転写対向ローラ８とテンションローラ９及び駆動ローラ１０との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの下面側に走行可能に配置されており、前記二次転写対向ローラ８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１１に当接可能に配置されている。又、テンションローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置１２が設けられている。

ところで、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが一列に並設されており、これらのトナーコンテナ１３ａ〜１３ｄの近傍には不図示のレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）が配置されンいる。

又、装置本体１００内の下部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されており、この給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されている。そして、給紙カセット１４の近傍には、該給紙カセット１４から用紙を取り出すピックローラ１５と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して搬送パスＬへと送り出すフィードローラ１６とリタードローラ１７が設けられている。

上記搬送パスＬは、装置本体１００内の一側部（図１の右側）において横Ｕ字状に湾曲して他側側（図１の左側）へと略水平に延びた後、装置本体１００の上面に形成された排紙トレイ１８まで上方に向かって垂直に延設されている。そして、この搬送パスＬの略Ｕ字状を成す湾曲部には大小異径の搬送ローラ１９，２０が配置され、水平部にはレジストローラ対２１と前記二次転写ローラ１１及び定着装置２２が配置され、垂直部には搬送ローラ対２３，２４と排紙ローラ対２５が配置されている。

次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタによる画像形成動作について説明する。

画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、不図示のレーザースキャナユニットは、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。

そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。

そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１１間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックローラ１５とフィードローラ１６及びリタードローラ１７によって搬送パスＬへと送り出された用紙がレジストローラ対２１によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１１によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。

而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、搬送ローラ対２３，２４によって搬送パスＬの垂直部を上方に向かって搬送され、排紙ローラ対２５によって排紙トレイ１８上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１２によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。

次に、前記中間転写ベルト７の蛇行量の検出方法と蛇行制御について説明する。

＜実施の形態１＞
図２は中間転写ベルトの蛇行量の検出方法を示す画像形成部（中間転写ベルトと感光ドラム及び転写ローラ部分）の斜視図、図３は中間転写ベルトの蛇行量の検出方法を示す中間転写ベルトの幅方向端部の模式図、図４はＩＤセンサの出力電圧と中間転写ベルトの蛇行量との関係を示す図である。

図２及び図３に示すように、中間転写ベルト７の幅方向一端部近傍には、中間転写ベルト７を挟んでこれの上下にＩＤセンサ２６と矩形の反射板２７が対向配置されている。尚、ＩＤセンサ２６には、中間転写ベルト７上のカラー画像の濃度を検出するカラー濃度センサが用いられている。

而して、本実施の形態では、中間転写ベルト７の蛇行量は濃度差（つまり、ＩＤセンサ２６上に投影される中間転写ベルト７からの反射光の面積と反射板２７からの反射光の面積の比率）に置き換えてＩＤセンサ２６によって検出される。ここで、ＩＤセンサ２６の出力電圧（Ｖ）と中間転写ベルト７の蛇行量（ｍｍ）との関係を示すが、図示の関係に基づいてＩＤセンサ２６の出力電圧（Ｖ）から中間転写ベルト７の蛇行量（ｍｍ）を検出することができる。

上述のようにＩＤセンサ２６によって中間転写ベルト７の蛇行量が検出されると、その検出結果に基づいて中間転写ベルト７の蛇行が釣り合う位置が算出され、その算出結果に基づいてテンションローラ９の左右の傾きが調整されて中間転写ベルト７の蛇行が制御される。

以上のように、本実施の形態では、中間転写ベルト７の蛇行量を濃度差（つまり、ＩＤセンサ２６上に投影される中間転写ベルト７からの反射光の面積と反射板２７からの反射光の面積の比率）に置き換えてＩＤセンサ２６によって検出し、その検出結果に基づいて中間転写ベルト７の蛇行が釣り合う位置を算出し、その算出結果に基づいてテンションローラ９の左右の傾きを調整して中間転写ベルト７の蛇行を制御するようにしたため、安価なＩＤセンサ２６を用いて色ずれの無い高質なカラー画像を安定的に得ることができる。特に、本実施の形態では、ＩＤセンサ２６として中間転写ベルト上のカラー画像の濃度を検出するカラー濃度センサを利用するため、中間転写ベルト７の蛇行量を安価に検出することができる。

＜実施の形態２＞
次に、中間転写ベルトの蛇行量の検出方法の実施の形態を図５及び図６に基づいて説明する。

図５は中間転写ベルトの蛇行量の検出方法を示す画像形成部（中間転写ベルトと感光ドラム及び転写ローラ部分）の斜視図、図６は中間転写ベルトの蛇行量の検出方法を示す中間転写ベルトの幅方向端部の模式図である。

本実施の形態では、中間転写ベルト７の幅方向端縁近傍には、中間部が支軸２８によって揺動可能に軸支されたＬ字状のアクチュエータ２９が配置されており、該アクチュエータ２９の上端部は中間転写ベルト７の幅方向一端縁に当接している。又、アクチュエータ２９の下端部は直角Ｌ字状に屈曲する遮光部２９ａが形成されており、この遮光部２９ａを挟んでこれの上下には矩形の反射板２７とＩＤセンサ２６が対向配置されている。

而して、本実施の形態においては、中間転写ベルト７の蛇行に追従してアクチュエータ２９が支軸２８を中心として揺動し、該アクチュエータ２９に形成された遮光部２９ａが反射板２７からの反射光を遮光するため、中間転写ベルト７の蛇行量を反射光量に置き換えてＩＤセンサ２６によって検出することができるが、ＩＤセンサ２６は中間転写ベルト７からの反射光を検出しないため、ＩＤセンサ２６による検出結果が中間転写ベルト７の耐久劣化による色変化の影響を受けることがなく、中間転写ベルト７の蛇行量を常に正確に検出することができる。尚、本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様にＩＤセンサ２６によって中間転写ベルト７の蛇行量が検出されると、その検出結果に基づいて中間転写ベルト７の蛇行が釣り合う位置が算出され、その算出結果に基づいてテンションローラ９の左右の傾きが調整されて中間転写ベルト７の蛇行が制御される。従って、安価なＩＤセンサ２６を用いて色ずれの無い高質なカラー画像を安定的に得ることができる。

尚、以上は特にカラーレーザープリンタに対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、カラー複写機やカラー複合機等の他の任意のカラー画像形成装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。又、以上は複数の像担持体上に形成された各トナー像を中間転写体に順次重畳転写する方式を採用するカラー画像形成装置に対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、複数の像担持体上に形成された各トナー像を中間転写体上を搬送される用紙上に順次重畳転写する方式を採用するカラー画像形成装置に対しても同様に適用可能である。

本発明に係るカラーレーザープリンタの断面図である。 本発明の実施の形態１に係る中間転写ベルトの蛇行量の検出方法を示す画像形成部（中間転写ベルトと感光ドラム及び転写ローラ部分）の斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る中間転写ベルトの蛇行量の検出方法を示す中間転写ベルトの幅方向端部の模式図である。 ＩＤセンサの出力電圧と中間転写ベルトの蛇行量との関係を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る中間転写ベルトの蛇行量の検出方法を示す画像形成部（中間転写ベルトと感光ドラム及び転写ローラ部分）の斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る中間転写ベルトの蛇行量の検出方法を示す中間転写ベルトの幅方向端部の模式図である。

符号の説明

１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 帯電器
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ａ〜５ｄ 転写ローラ（一次転写手段）
６ａ〜６ｄ ドラムクリーニング装置
７ 中間転写ベルト（中間転写体）
８ 二次転写対向ローラ
９ テンションローラ
１０ 駆動ローラ
１１ 二次転写ローラ
１２ ベルトクリーニング装置
１３ａ〜１３ｄ トナーコンテナ
１４ 給紙カセット
１５ ピックローラ
１６ フィードローラ
１７ リタードローラ
１８ 排紙トレイ
１９，２０ 搬送ローラ
２１ レジストローラ対
２２ 定着装置
２３，２４ 搬送ローラ対
２５ 排紙ローラ対
２６ ＩＤセンサ
２７ 反射板
２８ 支軸
２９ アクチュエータ
２９ａ アクチュエータの遮光部
１００ 画像形成装置本体
Ｌ 搬送パス

Claims (3)

1. 回転駆動される複数の像担持体と、これらの像担持体に当接して移動する無端状の中間転写ベルトを備え、各像担持体上に形成されたトナー像を前記中間転写ベルト上又は該中間転写ベルト上を搬送される用紙上で重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、
   前記中間転写ベルトの幅方向端部近傍に反射板とＩＤセンサを対向配置し、前記中間転写ベルトの蛇行量を濃度差に置き換えて前記ＩＤセンサによって検出し、その検出結果に基づいて前記中間転写ベルトの蛇行が釣り合う位置を算出し、その算出結果に基づいて前記中間転写ベルトを制御することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記中間転写ベルトの幅方向端縁に当接するアクチュエータを支軸を中心として揺動可能に設け、該アクチュエータの一部に前記反射板と前記ＩＤセンサ間に位置する遮光部を形成したことを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
3. 前記ＩＤセンサとして前記中間転写ベルト上のカラー画像の濃度を検出するカラー濃度センサを用いることを特徴とする請求項１又は２記載のカラー画像形成装置。

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