JP2011248003A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＦＧ制御方式とＦＢ制御方式とを選択的に用いて画像形成を行う場合に、モータ定速制御方式を用いた画像形成でも、ダウンタイムを発生させることなく、許容範囲を超えるような重ね位置ズレの発生を抑制することを課題とする。
【解決手段】従動ローラ６９の回転情報検知結果に基づいて中間転写ベルト６１の表面移動速度変動が小さくなるように駆動モータ９１をフィードバック制御するＦＢ制御方式と、目標一定速度の回転駆動力を駆動モータ９１に発生させることで中間転写ベルトの駆動制御を行うＦＧ制御方式とを選択的に用いて画像形成を行う画像形成装置において、ＦＧ制御方式により画像形成を行う際、駆動ローラ６６の検知温度と基準温度との温度差が規定の温度差を超えたら駆動モータの目標一定速度を変更する。
【選択図】図７

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは複数の像担持体上に形成された可視像を互いに重ね合わせて画像を形成する画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置としては、例えば、複数の像担持体上に互いに異なる色の可視像をそれぞれ形成し、これらの可視像を互いに重ね合わせてカラー画像を形成するものが広く知られている。このように複数の可視像が互いに重なり合うように精度よく位置合わせすることは困難であり、複数の可視像間の重ね位置ズレによる不良画像が生じやすい。特に、互いに異なる色の可視像を互いに重ね合わせてカラー画像を形成する場合には、重ね位置ズレが色ズレとなって顕著な画質劣化を引き起こす。そのため、このような画像形成装置においては、重ね位置ズレを抑制する手段が必要である。

重ね位置ズレを抑制する方法としては、例えば、互いに重なり合った状態の複数の可視像を外周面に担持する転写ベルト等のベルト部材に対し、その外周面にベルト表面移動方向に並べた各可視像のマークを配列してなるマークパターンを複数形成する。そして、各マークパターンの各マークをセンサで検出して、各可視像の理想位置からのズレ量を計算して補正する位置ズレ補正処理を行うという方法が提案されている（特許文献１、特許文献２等）。この方法において継続して重ね位置ズレが抑制され続けるには、位置ズレ補正処理により重ね位置ズレが補正されてから次の位置ズレ補正処理が行われるまでの間、ベルト部材の表面移動速度が目標一定速度に一致するようにベルト部材を等速駆動させることが重要となる。そして、ベルト部材を等速駆動させる方法としては、主に、以下の２つの方法が挙げられる。

第１の方法は、ベルト部材を張架している複数の支持ローラのうちの従動ローラの回転情報（回転角速度、回転速度、回転位置等）を検知し、その検知結果に基づいてベルト部材の表面移動速度の変動（目標一定速度からのズレ）が小さくなるようにベルト部材の駆動源をフィードバック制御する駆動制御方法（以下「ＦＢ制御方式」という。）である（特許文献３等）。このＦＢ制御方式において、フィードバックする回転情報には、駆動ローラの偏心や熱膨張あるいはベルト部材の厚み偏差などに起因したベルト部材の表面移動速度変動成分の情報が反映されている。そのため、このような回転情報に基づいて駆動源を駆動制御することで、上述した表面移動速度変動をキャンセルすることが可能であり、ベルト部材の表面移動速度が目標一定速度に一致するような高精度なベルト部材の等速駆動を実現できる。

しかしながら、ＦＢ制御方式には、一般に、次のような欠点がある。
ベルト部材が中間転写ベルトである画像形成装置を例に挙げると、厚紙の通紙時に、その厚紙の先端が中間転写ベルトに衝突する時や、その厚紙の後端がレジストローラ対から抜ける時などに、中間転写ベルトに大きな駆動負荷変動を与える外乱が生じる。ＦＢ制御方式では、このような駆動負荷変動が回転情報に反映され、外乱に基づくフィードバック制御がなされる結果、駆動源の適正な駆動制御が妨げられやすい。そのため、中間転写ベルト等のベルト部材の駆動制御にＦＢ制御方式を用いる場合には、このような外乱の影響を小さくすることが必要になるが、そのような制御ゲインを設定することは現実的に難しい。
また、ＦＢ制御方式の場合、一般に、画像形成速度のモードが変更されてベルト部材の表面移動速度が変わると、ベルト部材固有の共振に対する余裕度が変わる。そのため、フィードバック制御の制御パラメータを画像形成速度のモードごとに最適化する必要がある。このような最適化を行わないと、バンディングやショックジターなどの画像濃淡ムラの異常画像が発生するためである。

第２の方法は、目標一定速度に従った一定速度の回転駆動力を駆動源に発生させることで、ベルト部材の駆動制御を行う駆動制御方法（以下「モータ定速制御方式」という。）である。この駆動制御方法としては、例えば、駆動源であるモータのＦＧ信号を直接読み取り、これをモータドライバに入力してモータを目標の一定回転速度で駆動させる駆動制御方式が知られている。このようなモータ定速制御方式は、上述したＦＢ制御方式と比較して、上記のような外乱の影響を受けにくいという利点がある。しかしながら、駆動源が定速駆動しても、駆動ローラの偏心や熱膨張、ベルト部材の厚み偏差などに起因して、ベルト部材の表面移動速度は目標一定速度から外れてしまうことがある。そのため、モータ定速制御方式は、上述したＦＢ制御方式と比較して、ベルト部材の表面移動速度を高い精度で定速駆動させることができないという欠点がある。

これらの２つの駆動制御方式は、いずれも長所と短所があるので、画像形成条件などに応じて適した駆動制御方式を選択してベルト部材を駆動することが好ましい。例えば、許容範囲を超える外乱を生じさせる厚紙への画像形成時には、その外乱の影響を受けにくいモータ定速制御方式によりベルト部材を駆動して画像形成を行い、それ以外の画像形成時には、高精度なベルト部材の等速駆動が可能なＦＢ制御方式によりベルト部材を駆動して画像形成を行う。モータ定速制御方式を用いて画像形成を行う場合でも、駆動ローラの偏心あるいはベルト部材の厚み偏差などに起因したベルト部材の表面移動速度変動が許容範囲内であれば、重ね位置ズレによる画質劣化を許容範囲内に収めることができ、深刻な画質劣化は回避できる。

ところが、モータ定速制御方式を用いて画像形成を行う場合でも、より高品質な画像が求められている。モータ定速制御方式においてベルト部材に表面移動速度変動を生じさせる要因は種々存在するが、その中でも駆動ローラの熱膨張に起因したベルト部材の表面移動速度変動すなわち駆動ローラの熱膨張に起因してベルト部材の表面移動速度が目標一定速度から外れることが、重ね位置ズレに対して大きな影響を及ぼす。具体的には、例えば多数の画像を連続して形成する場合、画像形成装置内の温度は徐々に上昇するため、駆動ローラの温度も上昇して徐々に膨張し、駆動ローラの径が増大していく。そのため、モータ定速制御方式の場合には、ベルト部材の表面移動速度が駆動ローラの径の増大に伴って徐々に大きくなり、目標一定速度よりも速い速度となってしまう。このようにベルト部材の表面移動速度が目標一定速度よりも速くなってしまうと、その速度差に応じて重ね位置ズレ量が増大し、許容範囲を超える重ね位置ズレが発生してしまう。このような駆動ローラの熱膨張に起因したベルト部材の表面移動速度ズレは、重ね位置ズレに対して大きな影響を及ぼすので、この表面移動速度ズレを抑制することは、モータ定速制御方式を用いて画像形成を行う際の画質向上を図る上で効果的である。

ここで、上記位置ズレ補正処理を頻繁に行えば、駆動ローラの熱膨張に起因したベルト部材の表面移動速度ズレが許容範囲を超える前にその表面移動速度ズレを補正でき、許容範囲を超える重ね位置ズレの発生を抑制できる。しかしながら、上記位置ズレ補正処理は、非画像形成動作中にトナーパターンを作成してこれを検知するという一連の処理が必要となる関係で、その位置ズレ補正処理中は画像形成動作を行うことができない。そのため、位置ズレ補正処理を頻繁に行うことは、画像形成動作を行えないダウンタイムの増大を招く。よって、位置ズレ補正処理を頻繁に行うことは避ける必要がある。

一方、駆動ローラの熱膨張に起因したベルト部材の表面移動速度ズレを抑制する方法として、駆動ローラの温度を検知し、その検知結果をフィードバックして駆動源の目標速度を補正し、ベルト部材の表面移動速度ズレを抑制する方法が考えられる（特許文献４）。この方法を利用すれば、ダウンタイムを発生させることなく、駆動ローラの熱膨張に起因したベルト部材の表面移動速度ズレが許容範囲を超える前にその表面移動速度ズレを補正でき、許容範囲を超える重ね位置ズレの発生を抑制できる。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、モータ定速制御方式とＦＢ制御方式とを選択的に用いて画像形成を行う場合に、モータ定速制御方式を用いた画像形成でも、ダウンタイムを発生させることなく、許容範囲を超えるような重ね位置ズレの発生を抑制できる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の像担持体と、該複数の像担持体上にそれぞれ可視像を形成する可視像形成手段と、駆動ローラを含む複数の支持ローラに張架され、該駆動ローラが回転駆動することにより表面移動するベルト部材と、上記駆動ローラへ伝達される回転駆動力を発生させる駆動源と、上記複数の支持ローラのうちの従動ローラの回転情報を検知する回転情報検知手段と、該回転情報検知手段の検知結果に基づいて上記ベルト部材の表面移動速度変動が小さくなるように上記駆動源をフィードバック制御して、該ベルト部材の駆動制御を行うフィードバック制御手段とを有し、上記駆動源からの回転駆動力により表面移動するベルト部材の外周面上に又は該ベルト部材の外周面に担持された記録材上に、上記複数の像担持体上にそれぞれ形成された可視像を互いが重なり合うように転写することで、画像を形成する画像形成装置において、目標一定速度に従った一定速度の回転駆動力を上記駆動源に発生させることで、上記ベルト部材の駆動制御を行う定速駆動制御手段と、所定の選択条件に従って、上記定速駆動制御手段による駆動制御を行って画像形成を行うか又は該フィードバック制御手段による駆動制御を行って画像形成を行うかを選択する駆動制御選択手段と、上記駆動ローラの温度又は該駆動ローラの周囲の温度を検知する温度検知手段とを有し、上記定速駆動制御手段は、上記駆動制御選択手段が上記定速駆動制御手段による駆動制御を選択して該駆動制御により上記ベルト部材を駆動して画像形成を行う場合、上記温度検知手段が検知した温度と基準温度との温度差が規定の温度差を超えたら、上記駆動ローラの熱膨張によって生じる上記ベルト部材の表面移動速度と目標速度とのズレが小さくなるように、上記目標一定速度を変更することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記駆動ローラは、上記従動ローラよりも線膨張率が大きいことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、所定の非画像形成タイミングで上記複数の像担持体上に形成した所定の可視像パターンを上記ベルト部材の外周面上に転写したものを検知するパターン検知手段と、該パターン検知手段の検知結果に基づいて各像担持体間における可視像の転写位置ズレを補正する位置ズレ補正手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記複数の像担持体は４個の潜像担持体であり、各潜像担持体に互いに色が異なる単色の可視像を形成してこれらの可視像を互いが重なり合うように転写することでカラー画像を形成するものであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記回転情報検知手段は、フォトインタラプタを用いたものであることを特徴とするものである。

本発明においては、所定の選択条件に従って、定速駆動制御手段による駆動制御（モータ定速制御方式）を行って画像形成を行うか又は該フィードバック制御手段による駆動制御（ＦＢ制御方式）を行って画像形成を行うかを選択することができる。したがって、ベルト部材の駆動制御方式を画像形成条件の違いに応じて適切に選択し得る選択条件を設定することで、いずれかの駆動制御のみでしか画像形成を行えない従来の画像形成装置と比較して、より多くの画像形成条件において重ね位置ズレが抑制された高品質な画像を形成することができる。
特に、本発明においては、モータ定速制御方式で画像形成を行う際、駆動ローラの検知温度と基準温度との温度差が規定の温度差を超えたら駆動源の目標一定速度が補正され、駆動ローラの熱膨張によって生じるベルト部材の表面移動速度ズレが小さくなる。したがって、ダウンタイムを発生させることなく、駆動ローラの熱膨張に起因したベルト部材の表面移動速度ズレが許容範囲を超える前にその表面移動速度ズレを補正でき、許容範囲を超える重ね位置ズレの発生を抑制できる。

本発明によれば、モータ定速制御方式とＦＢ制御方式とを選択的に用いて画像形成を行う場合に、モータ定速制御方式を用いた画像形成でも、ダウンタイムを発生させることなく、許容範囲を超えるような重ね位置ズレの発生を抑制できるという優れた効果が得られる。

実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。 同プリンタの作像ユニットを示す概略構成図である。 同プリンタにおける位置ズレ補正処理の主な流れを示すフローチャートである。 同位置ズレ補正処理で用いるトナーパターンの一例を示す説明図である。 ＦＢ制御方式の駆動制御を実現するためのフィードバック制御手段を示す説明図である。 モータ定速制御方式であるＦＧ制御方式の駆動制御を実現するための定速駆動制御手段を示す説明図である。 同プリンタにおける画像形成動作の流れを示すフローチャートである。 駆動ローラの熱膨張により中間転写ベルトの線速が増大することを説明するための説明図である。 ＦＧ制御方式を用いて画像形成動作しているときに位置ズレ補正処理を行った比較例のグラフである。 ＦＧ制御方式を用いて画像形成動作しているときにモータ速度微調処理を行った本実施形態のグラフである。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。
図１は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。
このプリンタは、トナー像形成手段たる作像ユニットとして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）用の４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。Ｙトナー像を生成するための作像ユニット１Ｙを例にすると、これは図２に示すように、プロセスユニット２Ｙと現像ユニット２５Ｙとを有している。これらユニットは、作像ユニット１Ｙとしてプリンタ本体に対して一体的に着脱される。プリンタ本体から取り外した状態では、現像ユニット２５Ｙを図示しないプロセスユニットに対して着脱することができる。

先に示した図２において、プロセスユニット２Ｙは、像担持体としての潜像担持体たるドラム状の感光体３Ｙ、ドラムクリーニング装置４Ｙ、図示しない除電装置、帯電装置２０Ｙなどを有している。

帯電装置２０Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動せしめられる感光体３Ｙの表面を一様帯電せしめる。同図においては、図示しない電源によって帯電バイアスが印加されながら、図中反時計回りに回転駆動される帯電ローラ２１Ｙを感光体３Ｙに接触又は接近させることで、感光体３Ｙを一様帯電せしめる方式の帯電装置２０Ｙを示した。帯電ローラ２１Ｙの代わりに、帯電ブラシを接触又は接近させるものを用いてもよい。また、スコロトロンチャージャーやコロトロンチャージャーのように、チャージャー方式によって感光体３Ｙを一様帯電せしめるものを用いてもよい。但し、スコロトロンチャージャー方式は、放電の際にオゾンが発生するため、対環境を重視する観点から、近年においてはあまり使用されていない。また、コロトロンチャージャー方式は、オゾンの発生は少ないが、感光体をプラスに帯電させるものであるので、反転現象方式が主流になっている近年においてはあまり使用されていない。近年においては、帯電ローラ方式が最も一般的な方式である。帯電ローラ方式には、帯電ローラを感光体に接触させる接触帯電ローラ方式と、帯電ローラを感光体に非接触で接近させる非接触帯電ローラ方式とがある。

接触帯電ローラ方式において、帯電ローラに印加する帯電バイアスとして、直流に交流を重畳したものを採用する場合には、直流だけからなるものを採用する場合に比べて、高画質を得ることができる。この反面、感光体にトナーを固着させるいわゆるフィルミングを発生させ易くなるというデメリットがある。また、重畳バイアスの場合には、交流を定電流制御することによって、環境変化による帯電ローラの抵抗値変動によらず、感光体の表面の帯電電位を安定化させることができるというメリットがある反面、高圧電源のコストが高くなり、且つ交流高周波の音がうるさいというデメリットがある。直流だけからなる帯電バイアスを採用する場合には、環境変化による帯電ローラの抵抗値変動により、帯電電位を変化させ易くなるため、環境変化に伴って電圧値を変化させる対策が必要になる。

一方、非接触帯電ローラ方式において、帯電バイアスとして交流電圧を採用し、それを定電流制御すると、感光体と帯電ローラのギャップ変動によって帯電電位にムラを発生させ易くなるため、ギャップ変動に追従した電圧値の変更を行う必要がある。但し、非接触方式であるため、帯電ローラの汚れに対しては、接触方式よりも余裕がある。交流電圧を変更する方法としては、帯電ローラ近傍の温度を検知した結果に応じて電圧値を切り替える方法、感光体上の地汚れを定期的に検知した結果に応じて電圧値を切り替える方法、フィードバック電流値によって印加電圧を決定する方法などが挙げられる。これらの方法を採用することにより、感光体表面電位を約−５００Ｖ〜−７００Ｖに帯電させる。

帯電ローラの駆動方式としては、感光体に圧接させ、摩擦力で連れまわりさせる方法や、感光体ギヤ等から駆動力をもらう方法などがある。低速機では、前者の方法が取られる場合が多いが、高速、高画質を要求される機械では、後者の場合が多い。

図２において、帯電ローラ２１Ｙの表面がトナーによって汚れると、その汚れの箇所における帯電能力が低下して、感光体３Ｙを狙いの電位に帯電させることが困難になる。そこで、帯電ローラ２１Ｙには、その表面に付着したトナーを除去するためのクリーニングローラ２２Ｙを当接させている。このクリーニングローラ２２Ｙとしては、回転可能に支持される回転軸部材に繊維を静電植毛した植毛ローラや、回転軸部材の回りにメラミン樹脂をローラ上に配したメラミンローラ等を用いることができる。長寿命化の観点からすると、メラミンローラが有利である。クリーニングローラ２２Ｙと帯電ローラ２１Ｙとの間で、スリップが発生すると、トナーを帯電ローラ２１Ｙ表面に擦りつけてフィルミングを発生させ易くなるので両者の線速は同じに設定することが望ましい。より好ましくは、クリーニングローラ２２Ｙを従動ローラとして帯電ローラ２１Ｙに連れ回らせるようにする。

帯電装置２０Ｙによって一様帯電せしめられた感光体３Ｙの表面は、後述する光書込ユニットから発せられるレーザ光によって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。

現像手段たる現像ユニット２５Ｙは、第１搬送スクリュウ２８Ｙが配設された第１剤収容部２６Ｙを有している。また、透磁率センサからなるトナー濃度センサ（以下、トナー濃度センサという）２９Ｙ、第２搬送スクリュウ３０Ｙ、現像ロール３１Ｙ、ドクターブレード３４Ｙなどが配設された第２剤収容部２７Ｙも有している。これら２つの剤収容部内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーとからなる図示しないＹ現像剤が内包されている。第１搬送スクリュウ２８Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、第１剤収容部２６Ｙ内のＹ現像剤を図紙面に直交する方向における手前側から奥側へと搬送する。そして、第１剤収容部２６Ｙと第２剤収容部２７Ｙとの間の仕切壁に設けられた図示しない連通口を経て、第２剤収容部２７Ｙ内に進入する。

第２剤収容部２７Ｙ内の第２搬送スクリュウ３０Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、Ｙ現像剤を図中奥側から手前側へと搬送する。搬送途中のＹ現像剤は、第１剤収容部２７Ｙの底部に固定されたトナー濃度センサ２９Ｙによってそのトナー濃度が検知される。このようにしてＹ現像剤を搬送する第２搬送スクリュウ３０Ｙの図中上方には、現像ロール３１Ｙが第２搬送スクリュウ３０Ｙと平行な姿勢で配設されている。この現像ロール３１Ｙは、図中反時計回り方向に回転駆動せしめられる非磁性パイプからなる現像スリーブ３２Ｙにマグネットローラ３３Ｙを内包している。第２搬送スクリュウ３０Ｙによって搬送されるＹ現像剤の一部は、マグネットローラ３３Ｙの発する磁力によって現像スリーブ３２Ｙ表面に汲み上げられる。そして、現像部材たる現像スリーブ３２Ｙと所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード３４Ｙによってその層厚が規制された後、感光体３Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体３Ｙ上のＹ用の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体３Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費したＹ現像剤は、現像ロール３１Ｙの現像スリーブ３２Ｙの回転に伴って第２搬送スクリュウ３０Ｙ上に戻される。そして、図中手前端まで搬送されると、図示しない連通口を経て第１剤収容部２８Ｙ内に戻る。

トナー濃度センサ２９ＹによるＹ現像剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として図示しない制御部に送られる。Ｙ現像剤の透磁率は、Ｙ現像剤のＹトナー濃度と相関を示すため、トナー濃度センサ２９はＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。上記制御部はＲＡＭを備えており、この中にトナー濃度センサ２９Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆや、他の現像ユニットに搭載されたＣ，Ｍ，Ｋ用のトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるＣ用Ｖｔｒｅｆ、Ｍ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータを格納している。Ｙ用の現像ユニット２５Ｙについては、トナー濃度センサ２９Ｙからの出力電圧の値とＹ用Ｖｔｒｅｆを比較し、図示しないＹ用のトナー供給装置を比較結果に応じた時間だけ駆動させる。この駆動により、現像に伴うＹトナーの消費によってＹトナー濃度を低下させたＹ現像剤に対し、第１剤収容部２６Ｙで適量のＹトナーが供給される。このため、第２剤収容部２７Ｙ内のＹ現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他色用のプロセスユニット（１Ｃ，Ｍ，Ｋ）内における現像剤についても、同様のトナー供給制御が実施される。

感光体３Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述する中間転写ベルトに中間転写される。プロセスユニット２Ｙのドラムクリーニング装置４Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体３Ｙ表面に残留したトナーを除去する。これによってクリーニング処理が施された感光体３Ｙ表面は、図示しない除電装置によって除電される。この除電により、感光体３Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。

先に示した図１においては、他色用の作像ユニット１Ｃ，Ｍ，Ｋでも、同様にして感光体３Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＣ，Ｍ，Ｋトナー像が形成されて、ベルト部材としての中間転写ベルト６１上に重ね合わせて転写される。

作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの図中下方には、光書込ユニット４０が配設されている。潜像形成手段たる光書込ユニット４０は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、各作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット４０は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー４１によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに照射するものである。かかる構成のものに代えて、ＬＤＥアレイによる光走査を行うものを採用することもできる。

光書込ユニット４０の下方には、第１給紙カセット５１、第２給紙カセット５２が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ、記録部材たる記録紙Ｐが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Ｐには、第１給紙ローラ５１ａ、第２給紙ローラ５２ａがそれぞれ当接している。第１給紙ローラ５１ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられると、第１給紙カセット３１内の一番上の記録紙Ｐが、カセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路５３に向けて排出される。また、第２給紙ローラ５２ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられると、第２給紙カセット５２内の一番上の記録紙Ｐが、給紙路５３に向けて排出される。

給紙路５３内には、複数の搬送ローラ対５４が配設されており、給紙路５３に送り込まれた記録紙Ｐは、これら搬送ローラ対５４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路５３内を図中下側から上側に向けて搬送される。

給紙路５３の末端には、レジストローラ対５５が配設されている。レジストローラ対５５は、記録紙Ｐを搬送ローラ対５４から送られてくる記録紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。

各作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの図中上方には、中間転写ベルト６１を張架しながら図中反時計回りに無端移動せしめる転写ユニット６０が配設されている。転写手段たる転写ユニット６０は、中間転写ベルト６１の他、ベルトクリーニングユニット６２、第１ブラケット６３、第２ブラケット６４などを備えている。また、４つの１次転写ローラ６５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、２次転写バックアップローラとしても機能する駆動ローラ６６、従動ローラ６７、補助ローラ６８、従動ローラであるテンションローラ６９なども備えている。中間転写ベルト６１は、これら８つの支持ローラに張架されながら、駆動ローラ６６の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。４つの１次転写ローラ６５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト６１を感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト６１の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト６１は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト６１上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

２次転写バックアップローラ６６は、中間転写ベルト６１のループ外側に配設された２次転写ローラ７０との間に中間転写ベルト６１を挟み込んで２次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対５５は、ローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを、中間転写ベルト６１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで、２次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト６１上の４色トナー像は、２次転写バイアスが印加される２次転写ローラ７０と２次転写バックアップローラ６６との間に形成される２次転写電界や、ニップ圧の影響により、２次転写ニップ内で記録紙Ｐに一括２次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。

２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト６１には、記録紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット６２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット６２は、クリーニングブレード６２ａを中間転写ベルト６１のおもて面に当接させており、これによってベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。

転写ユニット６０の第１ブラケット６３は、図示しないソレノイドの駆動のオンオフに伴って、補助ローラ６８の回転軸線を中心にして所定の回転角度で揺動するようになっている。実施形態に係るプリンタは、モノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイドの駆動によって第１ブラケット６３を図中反時計回りに少しだけ回転させる。この回転により、補助ローラ６８の回転軸線を中心にしてＹ，Ｃ，Ｍ用の１次転写ローラ６５Ｙ，Ｃ，Ｍを図中反時計回りに公転させることで、中間転写ベルト６１をＹ，Ｃ，Ｍ用の感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍから離間させる。そして、４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋのうち、Ｋ用の作像ユニット１Ｋだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。これにより、モノクロ画像形成時にＹ，Ｃ，Ｍ用の作像ユニットを無駄に駆動させることによるそれら作像ユニットの消耗を回避することができる。

２次転写ニップの図中上方には、定着ユニット８０が配設されている。この定着ユニット８０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ８１と、定着ベルトユニット８２とを備えている。定着ベルトユニット８２は、定着部材たる定着ベルト８４、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ８３、テンションローラ８５、駆動ローラ８６、図示しない温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト８４を加熱ローラ８３、テンションローラ８５及び駆動ローラ８６によって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動せしめる。この無端移動の過程で、定着ベルト８４は加熱ローラ８３によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト８４の加熱ローラ８３掛け回し箇所には、図中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ８１がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ８１と定着ベルト８４とが当接する定着ニップが形成されている。

定着ベルト８４のループ外側には、図示しない温度センサが定着ベルト８４のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト８４の表面温度を検知する。この検知結果は、図示しない定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ８３に内包される発熱源や、加圧加熱ローラ８１に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。これにより、定着ベルト８４の表面温度が約１４０［°］に維持される。

上述した２次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、中間転写ベルト６１から分離した後、定着ユニット８０内に送られる。そして、定着ユニット８０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト８４によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が定着せしめられる。

このようにして定着処理が施された記録紙Ｐは、排紙ローラ対８７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部８８が形成されており、排紙ローラ対８７によって機外に排出された記録紙Ｐは、このスタック部８８に順次スタックされる。

転写ユニット６０の上方には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを収容する４つのトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。トナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ内のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーは、作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの現像ユニット２５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに適宜供給される。これらトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。

次に、実施形態に係るプリンタの位置ズレ補正処理について説明する。
図３は、位置ズレ補正処理の主な流れを示すフローチャートである。
位置ズレ補正処理は、電源投入時、ジョブ終了時などの所定の非画像形成動作時に実行される。本実施形態の位置ズレ補正処理では、まず、図４に示すようなトナーパターンが中間転写ベルト６１上に形成する（Ｓ１）。そして、中間転写ベルト６１上のトナーパターンをマークセンサ９４によって検知し（Ｓ２）、その検知結果から、各マークの理想位置からのズレ量を計算し、必要な位置ズレ補正量を算出する（Ｓ３）。そして、この位置ズレ補正量に基づいて、後述するＦＢ制御やＦＧ制御に用いる駆動モータ９１の目標回転速度を補正する（Ｓ４）。なお、位置ズレ補正量は、光書込ユニットによる書込タイミングなど、他の転写位置を調整し得る他の制御にフィードバックしてもよい。

図５は、ＦＢ制御方式の駆動制御を実現するためのフィードバック制御手段を示す説明図である。
本実施形態では、ＦＢ制御方式を実施するため、中間転写ベルト６１を張架する従動ローラであるテンションローラ６９の回転情報を検知する回転情報検知手段が設けられている。この回転情報検知手段としては、エンコーダを用いるものが一般的であるが、本実施形態ではフォトインタラプタ９３を用いた安価な手段を採用している。具体的には、テンションローラ６９の回転軸に、その回転方向に沿って多数のスリットが設けられた円盤を固定し、そのスリットが通過する領域にフォトインタラプタ９３を配置した構成を採用している。ＦＢ制御方式では、フォトインタラプタ９３の出力（センサ信号）がモータドライバ９２へ入力される。これにより、モータドライバ９２は、フォトインタラプタ９３のセンサ信号からテンションローラ６９の回転情報を把握することができる。モータドライバ９２は、フォトインタラプタ９３のセンサ信号に基づき、テンションローラ６９の回転速度変動をキャンセルするように駆動源である駆動モータ９１を駆動制御する。これにより、このように駆動制御された駆動モータ９１の回転駆動力が駆動ローラ６６に伝達されて、中間転写ベルト６１の表面移動速度が目標一定速度となるように高精度に駆動する。

図６は、モータ定速制御方式であるＦＧ制御方式の駆動制御を実現するための定速駆動制御手段を示す説明図である。
本実施形態では、駆動モータ９１がＦＧセンサを備えたＤＣブラシレスモータであり、ＦＧ制御方式を用いて駆動制御する場合にはそのＦＧ信号がモータドライバ９２へ入力される。これにより、モータドライバ９２は、ＦＧ信号から駆動モータ９１の回転情報を把握することができる。モータドライバ９２は、ＦＧ信号に基づき、駆動モータ９１の回転速度が目標一定速度となるように駆動モータ９１を駆動制御する。これにより、このように駆動制御された駆動モータ９１の回転駆動力が駆動ローラ６６に伝達されて、中間転写ベルト６１が駆動する。

図７は、本実施形態における画像形成動作の流れを示すフローチャートである。
本実施形態においては、下記の表１に示すように、画像形成動作モードとして、画像形成速度が異なる３種類のモードが用意されており、これらのモードを選択的に用いて画像形成を行う。具体的には、画像形成を行う記録材の種類（紙種）をユーザーが操作パネル等を操作して入力し、その入力結果が、普通紙に相当するものである場合には高速モードで画像形成を行い、中厚紙に相当するものである場合には中速モードで画像形成を行い、厚紙に相当するものである場合には低速モードで画像形成を行う。なお、各モード時における中間転写ベルトの制御条件は下記の表１に示すとおりである。

本実施形態において、まず、印刷命令（印刷ジョブ）が入力されると（Ｓ１１）、その印刷命令に基づいて速度モードを決定する（Ｓ１２）。この決定により、高速モード又は中速モードが決定された場合（Ｓ１３のＮｏ）、図示しない画像形成装置本体の制御装置は、駆動制御選択手段として機能し、中間転写ベルト６１の駆動制御方式としてＦＢ制御方式を選択する（Ｓ１４）。そして、ＦＢ制御方式により、その速度モードに従った線速（目標速度）で中間転写ベルト６１を駆動制御しながら、印刷命令に係る画像形成動作を開始する（Ｓ１５）。そして、印刷命令に係る画像形成動作中に、その連続印刷枚数が規定枚数に達すると（Ｓ１６，Ｓ１７）、画像形成動作を一時的に中断して、上述した位置ズレ補正処理を実行し（Ｓ１８）、その位置ズレ補正処理の終了後に中断した画像形成動作を再開する。そして、印刷命令に係る画像形成動作が終了したら（Ｓ１６のＹｅｓ）、次の印刷命令を受信するまで待機する。

一方、低速モードが決定された場合（Ｓ１３のＹｅｓ）、厚紙に対して画像形成を行うため、厚紙の先端が中間転写ベルト６１に衝突する時や、厚紙の後端がレジストローラ対５５から抜ける時などに、中間転写ベルト６１に大きな駆動負荷変動を与える外乱が生じ、ＦＢ制御方式では適正な駆動制御が困難である。そこで、本実施形態では、低速モード時には、制御装置は、ＦＧ制御方式を選択し（Ｓ１９）、ＦＧ制御方式により、低速モードに従った線速（目標速度）で中間転写ベルト６１を駆動制御しながら、印刷命令に係る画像形成動作を開始する（Ｓ２０）。

ここで、ＦＧ制御方式においては、連続画像形成動作によって機内温度が上昇するにつれて駆動ローラ６６の温度が上昇し、駆動ローラ６６の径が熱膨張により増大していく。その結果、図８に示すように、駆動モータ９１の回転角速度ωが一定であっても、中間転写ベルト６１の線速（表面移動速度）が徐々に速くなって目標線速よりも速い速度となってしまう。そして、中間転写ベルト６１の線速が目標線速よりも許容範囲を超えてズレたものとなると、重ね位置ズレ量が許容範囲を超え、顕著な画質劣化を引き起こす。

このような画質劣化に対し、ＦＢ制御方式と同様に、印刷命令に係る画像形成動作中に連続印刷枚数が所定枚数に達したときに位置ズレ補正処理を実行するようにしても、その画質劣化を抑制することが可能である。しかしながら、その場合には、図９に示すように、位置ズレ補正処理の実行時にダウンタイムが発生し、印刷命令に係る画像形成動作時間が長期化してしまう。

そこで、本実施形態では、図６に示すように、駆動ローラ６６の近傍に温度検知手段としての温度センサ９５を設け、制御装置は、温度センサ９５の検知結果から、駆動ローラ６６の温度が予め決められた規定温度を超えたか否かを監視している（Ｓ２２）。そして、制御装置は、温度センサ９５の検知結果に基づいて駆動ローラ６６の温度が規定温度を超えたと判断した場合（Ｓ２２のＹｅｓ）、その規定温度時の駆動ローラ６６の径（熱膨張により増大した径）に対応する中間転写ベルト線速が目標線速に一致するような目標回転速度で駆動モータ９１を駆動させる制御命令をモータドライバ９２に入力するモータ速度微調処理を実行する（Ｓ２３）。このモータ速度微調処理により、駆動モータ９１の回転速度は中間転写ベルト６１の線速ズレ分だけ小さくなり、中間転写ベルト６１は、目標線速で駆動することができるようになる。しかも、このモータ速度微調処理は、画像形成動作中に行うことができることから、図１０に示すようにダウンタイムを発生させない。このようにダウンタイムを発生させないことから、モータ速度微調処理の実行頻度を高くすることができ、これによりわずかなズレも頻繁に補正して色ズレの少ない高品質な画像を維持できる。

なお、検知温度が規定温度を超えたかどうかの判断は、例えば次のように行うことができる。画像形成動作開始時に温度センサ９５で温度検知し、これを開始時温度として所定の温度記憶手段に記憶しておく。そして、画像形成動作中に温度センサ９５で現在温度が連続的にあるいは断続的に検知し、その現在温度と開始時温度との差が予め決めておいた温度差情報の温度差を超えたかどうかによって判断することができる。

以上、本実施形態に係るプリンタは、複数の像担持体としての４つの感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋと、これらの４つの感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にそれぞれ可視像としてのトナー像を形成する可視像形成手段としての帯電装置２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、光書込ユニット４０、現像ユニット２５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ等と、駆動ローラ６６を含む複数の支持ローラ６５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ，６６，６７，６８，６９に張架され、駆動ローラ６６が回転駆動することにより表面移動するベルト部材としての中間転写ベルト６１と、駆動ローラ６６へ伝達される回転駆動力を発生させる駆動源としての駆動モータ９１と、上記複数の支持ローラのうちの従動ローラであるテンションローラ６９の回転情報を検知する回転情報検知手段としてのフォトインタラプタ９３と、フォトインタラプタ９３の検知結果に基づいて中間転写ベルト６１の表面移動速度変動が小さくなるように駆動モータ９１をフィードバック制御（ＦＢ制御）して中間転写ベルト６１の駆動制御を行うフィードバック制御手段としてのモータドライバ９２及び制御装置とを有し、駆動モータ９１からの回転駆動力により表面移動する中間転写ベルト６１の外周面上に担持された記録材上に４つの感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にそれぞれ形成されたトナー像を互いが重なり合うように転写することでカラー画像を形成する画像形成装置である。このプリンタは、目標一定速度に従った一定速度の回転駆動力を駆動モータ９１に発生させることで中間転写ベルト６１の駆動制御を行う定速駆動制御手段としてＦＧ制御方式を実行する制御装置と、所定の選択条件（速度モードが低速モードであるか否か）に従って、ＦＧ制御方式による駆動制御を行って画像形成を行うか又はＦＢ制御方式による駆動制御を行って画像形成を行うかを選択する駆動制御選択手段としての制御装置と、駆動ローラ６６の周囲の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ９５とを有している。そして、制御装置は、ＦＧ制御方式を選択して中間転写ベルト６１を駆動して画像形成を行う場合、温度センサ９５が検知した温度と基準温度（開始時温度）との温度差が規定の温度差を超えたら、駆動ローラ６６の熱膨張によって生じる中間転写ベルト６１の表面移動速度（線速）と目標速度（目標線速）とのズレが小さくなるように、駆動モータ９１の目標一定速度を変更する。これにより、ＦＧ制御方式とＦＢ制御方式とを選択的に用いて画像形成を行う場合に、ＦＧ制御方式を用いた画像形成動作時において、ダウンタイムを発生させることなく、許容範囲を超えるような重ね位置ズレの発生を抑制でき、色ズレの少ない画像を継続して形成することができる。
本実施形態では、駆動ローラ６６が熱膨張しても色ズレを抑制できる結果、駆動ローラ６６として、線熱膨張率が比較的大きいものも採用することが可能となる。実際、本実施形態では、ＦＢ制御方式を採用しているので、これに使用する回転情報を得るための従動ローラであるテンションローラ６９には線熱膨張率が小さいものも採用しているが、駆動ローラ６６はテンションローラ６９よりも線熱膨張率が大きい安価なローラを採用してコストダウンを実現している。
また、本実施形態では、所定の非画像形成タイミングで４つの感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上に形成した所定のマークパターンを中間転写ベルト６１の外周面上に転写したものを検知するパターン検知手段としてのマークセンサ９４を設け、制御装置は、マークセンサ９４の検知結果に基づいて各感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ間における転写位置ズレ（重ね位置ズレ）を補正する位置ズレ補正処理を実行するようにしている。これにより、種々の要因に起因して生じる重ね位置ズレを定期的にリセットし、長期間継続して色ズレの少ない画像を形成することができる。
また、本実施形態では、回転情報検知手段がフォトインタラプタを用いたものであるため、回転情報検知手段としてエンコーダを用いる場合よりも低コスト化を実現できる。

３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ 感光体
６１ 中間転写ベルト
６６ 駆動ローラ
６９ テンションローラ（従動ローラ）
９１ 駆動モータ
９２ モータドライバ
９３ フォトインタラプタ
９４ マークセンサ
９５ 温度センサ

特開２００２−２０７３３８号公報 特開２００４−１３９０３６号公報 特開２００４−１８７４１３号公報 特開２００２−０９９１７５号公報

Claims (5)

1. 複数の像担持体と、
   該複数の像担持体上にそれぞれ可視像を形成する可視像形成手段と、
   駆動ローラを含む複数の支持ローラに張架され、該駆動ローラが回転駆動することにより表面移動するベルト部材と、
   上記駆動ローラへ伝達される回転駆動力を発生させる駆動源と、
   上記複数の支持ローラのうちの従動ローラの回転情報を検知する回転情報検知手段と、
   該回転情報検知手段の検知結果に基づいて上記ベルト部材の表面移動速度変動が小さくなるように上記駆動源をフィードバック制御して、該ベルト部材の駆動制御を行うフィードバック制御手段とを有し、
   上記駆動源からの回転駆動力により表面移動するベルト部材の外周面上に又は該ベルト部材の外周面に担持された記録材上に、上記複数の像担持体上にそれぞれ形成された可視像を互いが重なり合うように転写することで、画像を形成する画像形成装置において、
   目標一定速度に従った一定速度の回転駆動力を上記駆動源に発生させることで、上記ベルト部材の駆動制御を行う定速駆動制御手段と、
   所定の選択条件に従って、上記定速駆動制御手段による駆動制御を行って画像形成を行うか又は該フィードバック制御手段による駆動制御を行って画像形成を行うかを選択する駆動制御選択手段と、
   上記駆動ローラの温度又は該駆動ローラの周囲の温度を検知する温度検知手段とを有し、
   上記定速駆動制御手段は、上記駆動制御選択手段が上記定速駆動制御手段による駆動制御を選択して該駆動制御により上記ベルト部材を駆動して画像形成を行う場合、上記温度検知手段が検知した温度と基準温度との温度差が規定の温度差を超えたら、上記駆動ローラの熱膨張によって生じる上記ベルト部材の表面移動速度と目標速度とのズレが小さくなるように、上記目標一定速度を変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記駆動ローラは、上記従動ローラよりも線膨張率が大きいことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   所定の非画像形成タイミングで上記複数の像担持体上に形成した所定の可視像パターンを上記ベルト部材の外周面上に転写したものを検知するパターン検知手段と、
   該パターン検知手段の検知結果に基づいて各像担持体間における可視像の転写位置ズレを補正する位置ズレ補正手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   上記複数の像担持体は４個の潜像担持体であり、各潜像担持体に互いに色が異なる単色の可視像を形成してこれらの可視像を互いが重なり合うように転写することでカラー画像を形成するものであることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   上記回転情報検知手段は、フォトインタラプタを用いたものであることを特徴とする画像形成装置。

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