JP2015108655A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写部材の幅サイズの増大を抑制しつつ、中間転写部材の速度変動を検知可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】調整用画像Ｉａを、中間転写部材１６上の記録媒体接触領域Ｇ１，Ｇ２の間に形成する。そして、中間転写部材１６上の画像検知手段５０による検知位置Ｓから二次転写部Ｎ２までの中間転写部材１６の移動方向の距離Ｌｓを、中間転写部材１６上の記録媒体接触領域Ｇ１，Ｇ２間の間隔ΔＬよりも短くした。
【選択図】図７

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。

画像形成装置として、中間転写ベルト等の無端状の中間転写部材を介して、感光体上の画像を用紙に転写する間接転写方式の画像形成装置が知られている。斯かる方式の画像形成装置においては、中間転写部材上の画像を用紙に転写する二次転写部から、用紙の後端が抜け出る際、中間転写部材に突発的な負荷がかかり、中間転写部材の移動速度が変動することがある。そして、この速度変動が原因で、感光体上の画像を中間転写部材上に転写する一次転写部においていわゆるショックジターと称される画像転写不良が発生することがある。

ところで、上記のような中間転写部材の速度変動を検知する方法として、例えば、特許文献１には、中間転写ベルト上に複数のパターン像をベルト移動方向に渡って並ぶように形成し、各パターン像の通過タイミングを検知することで、中間転写ベルトの移動速度を算出する方法が提案されている。また、特許文献１に記載の方法では、パターン像が用紙に転写されないようにするため、パターン像を中間転写ベルト上の用紙接触領域よりも幅方向外側に転写するようにしている。

しかしながら、パターン像を中間転写ベルト上の用紙接触領域よりも幅方向外側に転写するように構成すると、パターン像を転写するスペース分、中間転写ベルトの幅サイズを大きくする必要がある。その結果、画像形成装置が大型化するといった問題があった。

そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、中間転写部材の幅サイズの増大を抑制しつつ、中間転写部材の速度変動を検知可能な画像形成装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、本発明は、表面に画像を担持する像担持体と、前記像担持体に画像を形成する画像形成手段と、無端状に移動可能で、前記像担持体と対向する一次転写部にて前記像担持体上の画像が転写される中間転写部材と、前記中間転写部材に当接する二次転写部にて前記中間転写部材上の画像を記録媒体に転写する二次転写部材と、前記中間転写部材の移動方向における前記一次転写部から前記二次転写部までの間で、前記中間転写部材上の調整用画像を検知可能な画像検知手段と、前記画像検知手段の検知情報に基づいて前記中間転写部材の速度を演算可能な演算手段と、複数の記録媒体を間隔をあけて前記二次転写部へ連続して搬送可能な搬送手段とを備える画像形成装置において、前記調整用画像を、前記中間転写部材上の記録媒体接触領域間に形成し、前記中間転写部材上の前記画像検知手段による検知位置から前記二次転写部までの前記中間転写部材の移動方向の距離を、前記中間転写部材上の前記記録媒体接触領域間の間隔よりも短くしたことを特徴とする。

本発明によれば、調整用画像を、中間転写部材上の記録媒体接触領域間に形成することで、調整用画像を中間転写部材上の記録媒体接触領域よりも外側に転写しなくてもよくなる。これにより、中間転写部材の幅サイズが増大するのを防止でき、装置の大型化を回避することが可能となる。

また、本発明では、画像検知手段による検知位置から二次転写部までの中間転写部材の移動方向の距離を、中間転写部材上の記録媒体接触領域間の間隔よりも短くしている。このように構成することで、記録媒体の後端が二次転写部を通過する前後のタイミングで、画像検知手段によって中間転写部材上の調整用画像を検知することができる。これにより、記録媒体の後端が二次転写部を通過する前後での中間転写部材の速度変動を算出することが可能となる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタの斜視図である。 前記レーザプリンタの概略断面図である。 用紙の後端が二次転写部を通過する際に生じる中間転写ベルトの速度変動を説明するための図である。 前記中間転写ベルトの速度変動を示すグラフである。 中間転写ベルトの移動速度を検知するための構成を示す図である。 中間転写ベルト上に転写されるパターン像を示す図である。 画像検知手段の配置を示す図である。 転写動作を示す図である。 本実施形態おける印刷動作のフローチャートである。 本発明の他の実施形態を示すブロック図である。 本発明のさらに別の実施形態を示すブロック図である。 比較例を示す図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。なお、各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

なお、以下の説明で「画像形成装置」とは、紙、ＯＨＰシート、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に現像剤を付着させて画像形成を行う装置を意味する。また「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与することをも意味する。また、「シート状体」とは紙（用紙）に限らず、ＯＨＰシート、布帛なども含み、現像剤を付着させることができる媒体の意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものも含む。以下の実施形態ではシート状体を「用紙」として説明し、また各構成部品の説明にある寸法、材質、形状、その相対配置などは例示であって、特に特定的な記載がない限りこの発明の範囲をそれらに限定する趣旨ではない。

図１、図２は、複数の感光体が並行に配設されたタンデム型のカラーレーザープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）の一例を示し、図１はプリンタの外観斜視図、図２はプリンタの概略断面図である。このプリンタの下部に複数枚の用紙を積層状態で収納する給紙トレイ３０が配置されている。給紙トレイ３０の上部に内部点検用の転写カバー８が配設され、また装置の上部に排紙トレイ４５が配設されている。転写カバー８は下部の回転軸１２を中心として外側に開放可能とされている。

プリンタの内部には、図２に示すように、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための画像形成部（作像装置）として、４つのプロセスユニット１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｋが配設されている。４つのプロセスユニット１（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）は、トナーの色が異なる点以外はいずれもほぼ同じ構成である。以下の説明では、便宜上、構成部材を示す番号の後ろに作像する画像のトナー色に対応させてＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）を添え字として付すことにする。特に一般的説明では、これらの添え字を適宜省略する。

各プロセスユニット１（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）は、それぞれ、表面に画像を担持する像担持体としてのドラム状の感光体２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、２Ｋを備え、４個の感光体２（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）は、画像形成部内の図中左右方向に等間隔で離間させて並列に配設されている。各感光体２（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）はプリンタの動作時に、不図示の駆動源から駆動が伝達されることにより、時計方向に回転する。

各感光体２（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）の周囲には、感光体２（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）に画像を形成する画像形成手段として、感光体２（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ４（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）と、感光体２（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）の表面に現像剤であるトナーを供給してトナー画像（可視画像）を形成する現像手段としての現像ローラ５（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）など、電子写真方式の作像に必要な部材、装置が配備されている。感光体２（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）の上方には色毎の画像データ対応のレーザ光Ｌを、各帯電ローラ４（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）で一様に帯電済みの各感光体２（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）の表面に走査し、静電潜像を形成するための潜像形成手段としての露光機７が設けられている。各帯電ローラ４と各感光体２との間には、この露光機７により照射するレーザ光Ｌが感光体２に向けて入り込むように、細長いスペースが感光体２の回転軸の方向に確保されている。

図１に示す露光機７は、レーザ光源、ポリゴンミラー等を用いたレーザスキャン方式の露光装置で、不図示の４個の半導体レーザから、形成すべき画像データに応じて変調したレーザ光Ｌを発する。露光機７は金属あるいは樹脂製の筐体により、光学部品、制御用部品を収納し、上面の出射口には、透光性の防塵部材を備えている。図２の露光機７は１個の筐体で構成されているが、複数の露光装置を各作像部に個別に設けることもできる。また、レーザ光を採用する露光装置のほかに、公知のＬＥＤアレイと結像手段とを組合せた露光装置も採用できる。

シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーは、各色を扱う現像装置で消費されると、不図示のトナー検知手段により検知される。そして、プリンタ内に備える各色のトナーを収納している現像剤収容部としての４つのトナーボトル６（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）から、不図示のトナー補給手段により、各現像装置に供給される。

現像ローラ５（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）は、ステンレスやアルミニウム製の円筒を有し、回転可能に、かつ、感光体２（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）との距離が正規に確保されるように、現像ローラ５のフレームに支持され、内部には所定の磁力線が構成されるようにマグネットが備えてある。レーザ光Ｌにより各感光体２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの表面に形成された色毎の静電潜像は、所定の色のトナーを扱う現像装置により現像され、顕像となる。

感光体２（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）の下部には転写装置１５が配設されている。この転写装置１５は、中間転写部材としての無端状の中間転写ベルト１６を有し、中間転写ベルト１６の一端が従動ローラ１７に巻き掛けられ、他端は駆動ローラ１８に巻き掛けられている。そして不図示の駆動源によって駆動される駆動ローラ１８が回転することによって中間転写ベルト１６が矢印方向に走行し、現像ローラ５との対向部を通過したあとの各感光体２の表面が、中間転写ベルト１６の上面に接触するようになっている。中間転写ベルト１６の内周部には各感光体２に対向させて一次転写部材としての４つの一次転写ローラ１９（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）が設けられている。各一次転写ローラ１９（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）が中間転写ベルト１６に対向する一次転写部では、バイアスを印加することで感光体２（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）が担持するトナー画像が中間転写ベルト１６に静電的に転写される。

中間転写ベルト１６の右端部付近の外周部には、ベルトクリーニング装置２１が設けられている。このベルトクリーニング装置２１は中間転写ベルト１６の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去るためのものである。

中間転写ベルト１６としては、例えば、基体の厚さが５０〜６００［μｍ］の樹脂フィルム或いはゴムを基体とするベルトを使用することができる。当該ベルトは、各感光体２が担持するトナー像を、各一次転写ローラ１９にバイアスを印加することにより、ベルト表面に転写できるような抵抗値を有する。一次転写ローラ１９は、例えば芯金たる金属ローラの表面に導電性ゴム材料を被覆したもので、芯金部に不図示の電源からバイアスが印加される。前記導電性ゴム材料は例えばウレタンゴムにカーボンが分散されたもので、体積抵抗１０５［Ωｃｍ］程度に抵抗が調整されている。なお、一次転写ローラとしては、ゴム層を有さない金属ローラも採用可能である。

中間転写ベルト１６の外周で、中間転写ベルト１６を挟んで駆動ローラ１８と対向する位置に、二次転写部材としての二次転写ローラ２０が設けてある。二次転写ローラ２０は、例えば芯金たる金属ローラの表面に導電性ゴムを被覆したもので、芯金部に電源からバイアスが印加される。前記導電性ゴムにはカーボンが分散されており、体積抵抗は１０７［Ωｃｍ］程度に抵抗が調整されている。

二次転写ローラ２０は駆動ローラ１８と対向する位置で中間転写ベルト１６に当接し、二次転写部としての二次転写ニップを形成している。二次転写ニップでは、中間転写ベルト１６と二次転写ローラ２０の間に記録媒体である用紙Ｐを通過させながら、バイアスを印加することで中間転写ベルト１６が担持するトナー画像が用紙Ｐに静電的に転写される。

中間転写ベルト１６とその下方の給紙トレイ３０との間には、廃トナーを収容する粉体収容器１０が配設されている。この粉体収容器１０に、中間転写ベルト１６に残った余分なトナーをプレードで掻き取って収納するようにしている。

この実施形態のプリンタでは、給紙トレイ３０と二次転写ローラ２０の間の上下方向の間隔を、その間にガイド５５、５６やタイミングローラ対３２を配設する関係で、ある程度大きく設定する必要がある。このため、中間転写ベルト１６と給紙トレイ３０との間にデッドスペースが出来るが、このデッドスペースに粉体収容器１０を設置することで当該スペースを有効利用し、プリンタ全体の小型化を図っている。

給紙トレイ３０の内部には、複数枚の用紙Ｐを積層状態で載せるための底板４６が配設されている。この底板４６は図２の左端が支軸によって回動自在に支持され、右端が上下方向に揺動可能とされている。そして、底板４６は図示しないバネの力で常時上方に付勢されている。給紙トレイ３０の前側上部に、搬送手段としての給紙ローラ４７が配設されている。この給紙ローラ４７は底板４６上に載置された用紙Ｐの束の最上部に当接し、この最上部の用紙Ｐを前側の搬送路３１に向けて繰り出すことができるようになっている。給紙ローラ４７は用紙Ｐを前側に搬送する機能があればよく、必ずしもローラの形態である必要はない。給紙ローラ４７に代えて、例えば２つのローラ間に掛け渡した無端状の回転ベルトを使用してもよい。

搬送路３１の末端付近には、用紙を一旦停止させるタイミングローラ対３２が配設されている。このタイミングローラ対３２は、中間転写ベルト１６の直近上流側に位置し、中間転写ベルト１６上のトナー像と、用紙先端位置とを精度良く合わせるために、用紙を一旦停止させて当該用紙Ｐを一時的に弛ませる。そして中間転写ベルト１６上に形成されたトナー像が、二次転写ニップで用紙Ｐに転写される直前に、一旦停止させていた用紙Ｐを所定のタイミングで二次転写ニップに送り出す。

図１、図２のようにフルフロントオペレーションタイプのプリンタでは、中間転写ベルト１６の手前側に両面ユニット９を配置する場合が多い。このため、二次転写ローラ２０やタイミングローラ対３２の手前側にはスペース的な余裕が少ない。そこで二次転写ローラ２０やタイミングローラ対３２のニップを斜め方向に配置して省スペース化を図っている。特に二次転写ローラ２０の圧縮バネ２５は大型であるため、斜め方向に配置することで両面ユニット９のデッドスペースを有効利用し、プリンタの前後方向の省スペース化を図ることができる。

図２のタイミングローラ対３２は中間転写ベルト１６の駆動ローラ１８よりも装置奥側に配設されている。このためタイミングローラ対３２のカバー側ローラは転写カバー８に対して図２の位置のままでは転写カバー８を開く際にその回転軌跡Ａ２が駆動ローラ１８と干渉する。すなわち、転写カバー８の回転軸１２を中心とする半径Ｒ２の回転軌跡Ａ２が駆動ローラ１８と干渉する。この干渉を回避するため、当該カバー側ローラは転写カバー８を開く途中で図示しない退避機構によって回転軌跡Ａ２の半径方向内方に揺動するように構成されている。

二次転写ローラ２０と駆動ローラ１８のニップ部の上方には、転写後搬送路３３が配設されている。その転写後搬送路３３の末端付近に、定着手段としての定着装置３４が設けてある。定着装置３４は、図示しないハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ３４ａと、この定着ローラ３４ａに対して所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ３４ｂを備えている。なお、定着装置としては無端状の回転ベルトを採用したものやＩＨ加熱方式など他の構成も可能である。

定着装置３４の上方に定着後搬送路３５が配設されており、この定着後搬送路３５の末端側で排紙路３６と反転搬送路４１に分岐している。定着後搬送路３５の側方に、揺動軸４２ａを中心に揺動駆動する切替部材４２が配設されている。排紙路３６の末端には排出装置としての排紙ローラ対３７が配設されている。

前記切替部材４２を図２の実線の回動位置とすることで、定着が終了した用紙Ｐが排紙路３６に案内され、排紙ローラ対３７の回転によって排紙トレイ４５上に排紙・スタックさせる。また、片面への定着を終了した用紙Ｐの後端が切替部材４２を通過した後、当該切替部材４２を図示実線位置から反時計方向に回動して排紙ローラ対３７を逆回転させると、用紙Ｐが切替部材４２で反転搬送路４１に案内される。そして当該用紙Ｐは反転搬送ローラ対４３、４４によってタイミングローラ対３２に送られる。

続いて、このプリンタの基本動作について説明する。
図１において、図示しないプリンタの制御部からの搬送信号によって給紙トレイ３０の給紙ローラ４７が回転すると、給紙トレイ３０の底板４６上に積載された用紙Ｐの最上部の用紙Ｐのみがその下側の用紙Ｐから分離されて搬送路３１へ送り出される。用紙Ｐの先端がタイミングローラ対３２のニップ部に到達すると、中間転写ベルト１６上に形成されるトナー画像とタイミング（同期）をとり、かつ、用紙Ｐの先端スキューを補正するため、用紙Ｐに弛みを形成した状態で待機する。

次に、プリンタの作像動作を１つのプロセスユニット１Ｋを例に説明する。まず、感光体２Ｋの表面が帯電ローラ４Ｋによって均一な高電位に帯電される（マイナス帯電）。この感光体２Ｋの表面に対して、画像データに基づいて露光機７からレーザ光Ｌが照射され、当該照射された部分の電位が低下することで感光体２Ｋの表面に静電潜像が形成される。一方、トナーボトル６Ｋから未使用のブラックトナーが現像ローラ５Ｋの外周面に供給される。現像ローラ５Ｋの外周面に保持されたブラックトナーは、感光体２Ｋの表面の静電潜像に静電吸着され、当該静電潜像がトナーで現像されて可視像となる。この可視像が、感光体２Ｋと同期して移動する中間転写ベルト１６の表面に対し、プラスに帯電された一次転写ローラ１９による転写作用を受けて一次転写される。このような潜像形成、現像、一次転写の各動作は、すべてのプロセスユニット１（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）で画像データと対応してタイミングをとって順次行われる。

この結果、中間転写ベルト１６の表面上に、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、及びブラックＫの各色トナー画像が順次重なり合った４色トナー画像が担持され、この４色トナー画像が矢印の方向に表面移動する中間転写ベルト１６と共に搬送される。

ドラムクリーニング装置３Ｋは、中間転写行程を経た後の感光体２Ｋ表面に付着している残留トナーを除去する。除去された残留トナーは、図示しない廃トナー搬送手段によって、プロセスユニット１Ｋ内にある廃トナー収容部へ送られ回収される。また、図示しない除電装置は、クリーニング後の感光体２Ｋの残留電荷を除電する。

以上のように各色トナー画像が中間転写ベルト１６に転写されると、タイミングローラ対３２と給紙ローラ４７が駆動を開始し、中間転写ベルト１６に転写されたトナー画像とタイミング（同期）をとって用紙Ｐが二次転写ローラ２０へ送られる。二次転写ローラ２０はプラスに帯電されており、この二次転写ローラ２０の二次転写ニップによって、送られてきた用紙Ｐに中間転写ベルト１６上のトナー画像が転写される。中間転写ベルト１６の表面の残留トナーや異物は次の作像・転写工程のためにベルトクリーニング装置２１によって除去される。中間転写ベルト１６から除去されたトナーや異物は、図示しない廃トナー搬送手段によって、粉体収容器１０へと搬送され、粉体収容器１０内に回収される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは転写後搬送路３３を通って定着装置３４へと搬送される。定着装置３４に送り込まれた用紙Ｐは、定着ローラ３４ａと加圧ローラ３４ｂ間に挟まれ、その未定着トナー画像が加熱・加圧されて用紙Ｐに定着される。トナー画像が定着された用紙Ｐは、定着装置３４から定着後搬送路３５へ送り出される。

定着装置３４から用紙Ｐを送り出したタイミングでは、切替部材４２は図１の実線で示す位置にあり、定着後搬送路３５の末端付近を開放している。用紙Ｐは定着後搬送路３５を通過した後、排紙ローラ対３７に挟み込まれ、排紙トレイ４５へ画像面が下向き（フェースダウン）で排出される。

次に、プリンタで、用紙Ｐの両面に画像を形成する両面印刷時の動作について説明する。両面印刷を行う場合は、排紙ローラ対３７によって搬送される用紙Ｐの後端が、定着後搬送路３５を通り抜けると、切替部材４２が図１の点線の位置に揺動して定着後搬送路３５の末端付近が閉鎖される。これとほぼ同時に、排紙ローラ対３７が逆回転し、用紙Ｐが逆送されて反転搬送路４１へ進入する。反転搬送路４１内を搬送される用紙Ｐは、反転搬送ローラ対４３、４４を経てタイミングローラ対３２に至り、中間転写ベルト１６上に形成された裏面用のトナー画像とタイミングを合わせて送り出される。

用紙Ｐの裏面に形成すべき画像は、用紙Ｐが所定のところまで搬送された時に開始される作像工程により順次形成される。この場合の作像工程もまた前述の片面印刷時のフルカラートナー画像形成と同様であり、このフルカラートナー画像を中間転写ベルト１６上に担持させる。ただし、用紙Ｐは搬送路で前後が反転されているため、最初に作像されたときに対し、用紙搬送方向で逆から作像されるよう、露光機７から出射される画像データの作成が制御、実行される。

タイミングローラ対３２から送り出された用紙Ｐは、二次転写ローラ２０を通過する際にその裏面に中間転写ベルト１６上のトナー画像が転写される。用紙Ｐの裏面のトナー画像が定着装置３４によって定着された後、定着後搬送路３５、排紙路３６、排紙ローラ対３７を順次経由して排紙トレイ４５へ排出される。なお、プリントは両面作像の効率を上げるために搬送路３１内で数枚の用紙Ｐを同時に搬送することができる。

ところで、図３（ａ）に示すように、中間転写ベルト１６と二次転写ローラ２０との当接により形成される二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２から、定着ローラ３４ａと加圧ローラ３４ｂとの当接により形成される定着部（定着ニップ）Ｎ３までの用紙搬送方向の距離Ｄが、用紙Ｐの長さＥよりも短い場合、用紙Ｐは二次転写部Ｎ２と定着部Ｎ３の両方で挟まれながら搬送される。このとき、定着ローラ３４ａは内部に熱源を有しているため、熱膨張によりローラ径が変動しやすく、定着部Ｎ３における用紙Ｐの搬送速度が安定しない。このため、用紙Ｐは、二次転写部Ｎ２と定着ニップＮ３との間で、弛んだ状態で搬送される場合もあれば、張架された状態で搬送される場合もある。ただし、常に用紙Ｐが弛んだ状態となるように搬送速度を設定すると、用紙Ｐに転写されたトナー像が搬送ガイド等に接触して乱れる虞がある。よって、二次転写部Ｎ２と定着部Ｎ３との間で用紙Ｐが張架された状態を許容しなければならない。

しかしながら、用紙Ｐが張架された状態で搬送される場合に生じる問題として、感光体２と一次転写ローラ１９とが対向する一次転写部におけるショックジターが挙げられる。二次転写部Ｎ２における中間転写ベルト１６の移動速度Ｖ₁は、定着ローラ３４ａの回転速度Ｖｆよりも小さい。加えて、定着部Ｎ３における用紙搬送力は二次転写部Ｎ２における用紙搬送力よりも大幅に大きいため、二次転写部Ｎ２にて挟まれている用紙Ｐは定着部Ｎ３へ引っ張り上げられる状態となる。その結果、用紙Ｐの張力により中間転写ベルト１６の移動速度Ｖ₁は狙いの移動速度Ｖｐよりもおおきくなってしまう。さらに、用紙Ｐが搬送され、図３（ｂ）に示すように、用紙Ｐの後端が二次転写部Ｎ２を抜けると、用紙Ｐの張力がなくなり、中間転写ベルト１６の移動速度Ｖ₁は狙いの移動速度Ｖｐに戻ろうとするため、中間転写ベルト１６の速度変動が生じる。この速度変動が瞬間的に発生するため、衝撃となって移動速度Ｖ₁はＶ₂へ一瞬大きく低下する（図４参照）。

また、このとき、一次転写部で感光体２から中間転写ベルト１６へトナー像が転写されていると、上記中間転写ベルト１６の瞬間的な速度低下によって、一次転写部で転写されるトナー像がベルト移動方向に縮んでしまい、横黒帯状の異常画像が発生する。なお、このような異常画像は、後端が二次転写部Ｎ２から抜けた用紙の後に搬送される用紙に対して現れる。なお、中間転写ベルトの突発的な速度変動に起因する異常画像（ショックジター）は、二次転写部と定着部とでの搬送速度の関係だけに限らず、用紙の厚さや剛性などによっても生じる。

本発明では、上記のような異常画像（ショックジター）を防ぐべく、中間転写ベルトの移動速度を検知するようにしている。
具体的に、本実施形態のプリンタは、図５に示すように、調整用画像であるパターン像を検知する画像検知手段５０と、画像検知手段５０の検知情報に基づいて中間転写ベルト１６の速度を演算可能な演算手段５１とを備える。画像検知手段５０は、中間転写ベルト１６の外周面と対向して配置された光学式センサで構成されている。また、演算手段５１は、装置全体の制御を行うＣＰＵ等の制御手段５２の一部を構成するものである。

図６（ａ）に示すように、パターン像Ｉａは、一定の幅Ｗ［ｍｍ］、及び一定の間隔Δｘ［ｍｍ］で連続して感光体上に書き込まれ、現像された後、中間転写ベルト１６上に転写される。連続したｎ個のパターン像Ｉａを、順番にＩａ１、Ｉａ２、Ｉａ３・・・Ｉａｎとし、上記画像検知手段５０が最初のパターン像Ｉａ１を検知してから最後のパターン像Ｉａｎを検知するまでの時間をＴｎとすると、ｎ個のパターン像にて、下記式（１）のように中間転写ベルト１６の移動速度Ｖｐ［ｍｍ／ｓ］は算出される。

Ｖｐ＝（Ｗ＋Δｘ）×（ｎ−１）／Ｔｎ・・・式（１）

なお、画像検知手段５０は所定の周期で検知するように構成されているため、この検知周期に基づく検知タイミングが、図６(ａ)に示す最初のパターン像Ｉａ１の前端位置と最後のパターン像Ｉａｎの前端位置に一致するとは限らない。ただし、検知周期は、パターン像Ｉａが検知位置を通過する時間よりは短いタイミングで設定されているので、パターン像Ｉａの幅Ｗ内のいずれかの箇所で検知されるようになっている。従って、画像検知手段５０によって検知されるパターン像Ｉａの検知範囲距離Ｌｎ［ｍｍ］は、最大で図６（ｂ）に示す範囲となり、最小で図６（ｃ）に示す範囲となる。検知範囲距離Ｌｎ［ｍｍ］が最大となった場合と最小となった場合の、中間転写ベルト１６の移動速度の最大値Ｖｐ_ｍａｘ［ｍｍ／ｓ］及び最小値Ｖｐ_ｍｉｎ［ｍｍ／ｓ］は、下記式（２）、式（３）のように表される。

Ｖｐ_ｍａｘ＝｛（Ｗ＋Δｘ）×（ｎ−１）＋Ｗ｝／Ｔｎ・・・式（２）
Ｖｐ_ｍｉｎ＝｛（Ｗ＋Δｘ）×（ｎ−１）−Ｗ｝／Ｔｎ・・・式（３）

よって、最大の検出誤差（Ｖｐ_ｍａｘ−Ｖｐ_ｍｉｎ）は、下記式（４）で示されるようになる。

Ｖｐ_ｍａｘ−Ｖｐ_ｍｉｎ＝２Ｗ／Ｔｎ・・・式（４）

ここで、上記最大検出誤差を極力小さくし、中間転写ベルト１６の移動速度の検知精度を上げるには、検知時間Ｔｎをより大きくするか、パターン像Ｉａの幅Ｗをより小さくする必要がある。しかし、パターン像Ｉａの幅Ｗを小さくしすぎると、画像検知手段５０の検知周期ｔｓ［ｓ］の間にパターン像Ｉａが検知されずに通過してしまう可能性があるため、連続したパターン像Ｉａを確実に検知するには、幅Ｗは少なくとも検知周期ｔｓに相当する距離よりも長く設定しなければならない。そのため、下記式（５）に示す関係を満たす必要がある。なお、式（５）中のＶｕは、中間転写ベルト１６の移動速度の設計上限値である。

Ｗ＞ｔｓ×Ｖｕ・・・式（５）

従って、上記式（５）に示す関係を満たす範囲で、パターン像Ｉａの幅Ｗをより小さくするか、あるいは、検知時間Ｔｎをより大きくするかによって、最大検出誤差を極力小さくし、中間転写ベルト１６の移動速度の検知精度を向上させることが可能である。

また、パターン像Ｉａは、中間転写ベルト１６上に転写されるが、その転写位置を、従来のように中間転写ベルト１６上の用紙接触領域よりも幅方向外側に設定すると、中間転写ベルト１６の幅サイズが増大し、装置の大型化につながるといった問題がある。

そこで、本発明においては、図７に示すように、中間転写ベルト１６上の先行の画像転写領域Ｇ１と、その次の後行の画像転写領域Ｇ２との間の、領域Ｕに、パターン像Ｉａを転写するようにする。これにより、中間転写ベルト１６の幅サイズが増大するのを防止でき、装置の大型化を回避することが可能となる。なお、本実施形態では、中間転写ベルト１６上の画像転写領域Ｇ１，Ｇ２は、二次転写部Ｎ２にて用紙が中間転写ベルト１６上に接触する用紙接触領域（記録媒体接触領域）と一致する。従って、中間転写ベルト１６上の画像転写領域Ｇ１，Ｇ２同士の間隔は、連続搬送される用紙同士の間隔と同じであるので、以下、便宜的に、画像転写領域Ｇ１，Ｇ２間の領域Ｕを「紙間」と称する。

上記のように、パターン像Ｉａを紙間Ｕに転写するようにしたことで、画像検知手段５０がパターン像Ｉａを検知するのに要する時間Ｔｎは、紙間Ｕが検知位置Ｓを通過するのに要する時間よりも短くなければならない。そのため、紙間Ｕの間隔（記録媒体接触領域間の間隔）をΔＬとし、中間転写ベルト１６の移動速度の設計下限値をＶｂとすると、下記式（６）に示す関係を満たす必要がある。

Ｔｎ＜ΔＬ／Ｖｂ・・・式（６）

なお、上述の演算方法は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。また、パターン像の検知範囲を、パターン像１つ分ずつずらして連続的に検知し、これらの複数の検知情報から中間転写ベルト１６の移動速度を算出することで、移動速度をより細かい時間単位で監視することが可能である。

また、本発明では、用紙の後端が二次転写部を通過する前後での中間転写ベルトの速度変動を検知することを目的としているので、画像検知手段５０は、用紙の後端が二次転写部を通過する前後でパターン像を検知できなければならない。そこで、本発明では、画像検知手段５０を次のような位置に配置している。

図８(ａ)は、Ａ４サイズの用紙の印刷における転写動作を示す図である。同図において、符号Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３は、それぞれ、中間転写ベルト１６上に転写されたＡ４サイズのトナー像であり、これらのトナー像Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３相互間が紙間Ｕ１，Ｕ２である。この場合、用紙Ｐの後端が二次転写部Ｎ２を通過する直前及び直後では、中間転写ベルト１６上に２カ所の紙間Ｕ１，Ｕ２が存在する。従って、画像検知手段５０は、２つの紙間Ｕ１，Ｕ２のいずれかにおいてパターン像Ｉａを検知できるように配置される必要がある。

一方、図８（ｂ）は、Ｂ５サイズの用紙の印刷における転写動作を示す図である。同図において、符号Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４は、それぞれ、中間転写ベルト１６上に転写されたＢ５サイズのトナー像であり、これらのトナー像Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４相互間が紙間Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ１３である。この場合、用紙Ｐの後端が二次転写部Ｎ２を通過する直前及び直後では、中間転写ベルト１６上に３カ所の紙間Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ１３が存在する。従って、画像検知手段５０は、３つの紙間Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ１３のいずれかにおいてパターン像Ｉａを検知できるように配置される必要がある。

上記のように、Ａ４サイズの用紙とＢ５サイズの用紙とでは、中間転写ベルト１６上に形成される紙間の個数や配置が異なる。しかしながら、用紙サイズが異なっても、二次転写部Ｎ２の直前の紙間Ｕ１，Ｕ１１においては領域が少なくとも一部共通する。従って、この共通する領域に画像検知手段５０を配置する必要がある。

また、図１２に示す例のように、画像検知手段５０は、先行の画像転写領域Ｇの後端が二次転写部Ｎ２に達する直前、すなわち、用紙の後端が二次転写部Ｎ２を通過する直前に、紙間Ｕの領域から外れていてはいけない。

そのため、本発明では、図７に示すように、中間転写ベルト１６上の画像検知手段５０による検知位置Ｓから二次転写部Ｎ２までの中間転写ベルト１６の移動方向の距離Ｌｓを、紙間Ｕの間隔ΔＬよりも短くしている。このような位置に画像検知手段５０を配置することで、用紙の後端が二次転写部Ｎ２を通過する直前及び直後に、画像検知手段５０によって紙間Ｕ上のパターン像Ｉａを検知することが可能となる。なお、本実施形態では、画像検知手段５０を中間転写ベルト１６の幅方向両端側に１つずつ、合計２つ配置しているが、画像検知手段５０の配置数は１つであってもよい。

また、紙間Ｕの間隔ΔＬは、フルカラー印刷かモノクロ印刷かのモード選択や、用紙サイズなどによって変更可能となっていることが多い。従って、画像検知手段５０の配置は、変更可能なすべての紙間の間隔に対応できる配置であることが好ましい。なお、少なくとも１種類の紙間の間隔に対応した配置であっても本発明の効果を奏することは可能である。そのため、上記検知位置Ｓから二次転写部Ｎ２までの中間転写ベルト１６の移動方向の距離Ｌｓは、変更可能なすべての紙間Ｕのうち最小の間隔ΔＬ_ｍｉｎよりも短く設定されるのがよい。

図９は、本実施形態における印刷動作のフローチャートである。
以下、本実施形態における連続印刷動作の１枚目〜３枚目のフローを説明する。
まず、フローＳ１にてユーザーがパーソナルコンピュータでプリンタドライバを起動し、紙厚・紙サイズを指定し、例えば３枚の印刷指示を実行する。すると、フローＳ２にて各駆動の回転数や、書込みの倍率といった動作条件を確定し、フローＳ３で印刷動作が開始される。印刷動作はフローＳ１６の作像動作とフローＳ１７の紙搬送動作に分かれる。フローＳ１６では露光機７によって画像の書込みが行われ、感光体２にトナー像が描かれ、一次転写部材１９によって中間転写ベルト１６へトナー像が転写される。一方、フローＳ１７の紙搬送動作では、フローＳ７にて給紙トレイ３０内の用紙Ｐが給紙ローラ４７によって給紙される。その後、フローＳ８にてタイミングローラ対３２で用紙Ｐを待機させ、トナー像とタイミングが合うように、フローＳ９にて搬送開始される。その後、フローＳ１０にて用紙Ｐにトナー像が二次転写され、フローＳ１１にて定着処理が行われる。

その後、フローＳ１２で二次転写が完了したとき、すなわち用紙Ｐの後端が二次転写部Ｎ２を抜けたとき、中間転写ベルト１６に速度変動が生じる。ここで、中間転写ベルト１６上のパターン像Ｉａを検知した像検知手段５０の検知情報から、中間転写ベルト１６の速度変動量ΔＶを算出すると共に、フローＳ４の画像書き込み開始から前記速度変動が発生したタイミングＴ１と、画像書き込み開始から前記速度変動が終了したタイミングＴ２とを検出する。用紙Ｐは定着後、フローＳ１４にて排紙され、フローＳ１５で１枚目印刷完了となる。

また、フロー１３にて検出された、速度変動量ΔＶとその開始タイミングＴ１及び終了タイミングＴ２は、フローＳ２３にて３枚目の動作条件へフィードバックされる。なお、フローＳ１９の２枚目の動作については、フローＳ１３よりも時系列の順序が早いため、フィードバックが間に合わないので、３枚目以降へのフィードバックとなる。３枚目は、フローＳ２４での印刷開始後、紙搬送動作フローＳ１７は１枚目と同じであるが、作像動作における画像の書込みが１枚目と異なった動作となる。１枚目にて検知したベルトの速度変動ΔＶが発生したときの一次転写部におけるトナー画像の縮みを補正するため、３枚目の画像を補正する補正値ｋは、転写ベルトの狙いの速度をＶｐとすると下記式（７）のようになる。

ｋ = (Ｖｐ＋ΔＶ)/Ｖｐ・・・式（７）

そして、３枚目に関して速度変動が対応するタイミングにのみ、すなわち、フローＳ２６にて補正開始時間が到達し、かつ、フローＳ２７にて補正開始時間が完了していない場合に、フローＳ２８にて画像の倍率を上記式（７）を用いて補正する。

補正方法としては、３通り考えられる。第一に、制御手段５２によって画像形成手段６１（図５参照）の画像形成速度を制御し、感光体２への画像の書込み間隔を変える方法である。露光機７にて画像データに対応してレーザを発光しているが、この発光間隔を補正実行するタイミングのみｋ倍することにより、指定箇所のみ画像の倍率を変えることが可能である。

また、第二に、制御手段５２によって感光体駆動手段６２（図５参照）を制御し、感光体２の回転速度（表面移動速度）Ｖoを指定のタイミングでのみｋ倍する方法である。これにより、感光体２上の画像はｋ倍に伸びるので同様の効果を得ることが可能である。

第三の方法としては、制御手段５２によって中間転写ベルト駆動手段６３を制御し、指定のタイミング（二次転写を用紙Ｐが抜けるタイミング）でのみ中間転写ベルト１６の移動速度を変更し、狙いの速度Ｖｐで動くように補正する方法である。また、上記３つの補正方法のうち、２つ以上を組み合わせて補正を行ってもよい。

なお、第一、第二の方法における補正開始のタイミングＴは、露光開始から次の露光開始までの時間（副走査方向の画像長さＬｇ＋紙間の間隔ΔL）と、露光位置から一次転写部までの距離をＬａ、露光位置から二次転写部までに存在可能な画像の頁数をｔ、感光体２の回転速度をＶoとすると、下記式（８）で表され、第三の方法の場合は下記式（９）で表される。なお、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に関してはｔ＝２、ブラックに関してはt＝３となり、Ｔは各色で異なった値となる場合がある。

Ｔ = Ｔ１−｛Ｌａ＋t（Ｌ＋ΔＬ）｝/Ｖo・・・式（８）
Ｔ = Ｔ１−t（Ｌ＋ΔＬ）/Ｖo・・・式（９）

これにより、画像の補正が実行完了となり、ショックジターを防ぐことができる。なお、用紙が二次転写部Ｎ２を通過するごとに（１枚ごとに）このフローを実行可能であるが、中間転写ベルトの速度変動が１枚ごとに変わらないのであれば、連続印刷動作の１枚目と２枚目の紙間に転写されるパターン像の検知のみで速度変動の演算を実施してもよい。この場合、２枚目以降の紙間にパターン像を転写しなくてもよいので、トナーの消費量を抑えることが可能である。

一方、中間転写ベルトの速度変動が１枚ごとに大きくなる、又は小さくなるような場合もある。考えられる理由としては、定着ローラ３４ａの熱量の増減によりローラ径が変動し、定着部Ｎ３における速度が不安定になっている可能性がある。このような場合は１枚ごとに速度を検出して行き、１枚ごとの速度変動、速度変動発生タイミングのずれが一様であると仮定して、倍率やタイミングを調整していくことにより、さらに安定してショックジターを防ぐことが可能となる。また、定着ローラ３４ａの速度（記録媒体搬送速度）を安定化させるために、定着駆動の回転数へフィードバックをかけてもよい。

また、１枚目の用紙が二次転写部Ｎ２を通過した際の速度変動情報をフィードバックして補正する対象は、少なくても２枚目以降の印刷動作からとなる制約がある。そこで、図１０に示すように、演算手段５１で演算した結果を記録する記録部６４を備え、図９のフローＳ１にて指定された紙厚、紙サイズに対して、フローＳ１３検出された速度変動量ΔＶとその開始タイミングＴ１及び終了タイミングＴ２を随時記録しておいてもよい。これにより、電源立ち上げ直後の印刷でも、記録部６４で記録された過去の印刷情報に基づいて、画像の倍率補正ができるようになるので、実際の使用方法として連続印刷を実施する機会が少ない場合でも、印刷開始１枚目からショックジターを防ぐことが可能となる。

さらに、図１１に示すように、トナーボトル６（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）内のトナー量を検知可能な現像剤量検知手段６５を設け、この現像剤量検知手段６５の検知情報に基づいて、制御手段５２がパターン像の形成を行うか否かの判断を行うようにしてもよい。これにより、トナーボトル６（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）内のトナー残量が少なくなった場合は、パターン像を形成しないようにすることで、トナーの消費を抑えることができる。また、パターン像の形成を行わない場合であっても、上記のように、記録部６４に記録されている過去の情報を用いることで、補正を実行することが可能である。また、現像剤量検知手段６５の検知情報に基づいて、制御手段５２がパターン像の形成に用いるトナーとしていずれのトナーボトル６（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）内のトナーを選択するかを判断するようにしてもよい。これにより、一部のトナーボトル内のトナー残量が少なくなった場合は、比較的残量の多いトナーボトル内のトナーを用いてパターン像を形成することが可能である。

２ 感光体（像担持体）
６ トナーボトル（現像剤収容部）
１６ 中間転写ベルト（中間転写部材）
１９ 一次転写ローラ（一次転写部材）
２０ 二次転写ローラ（二次転写部材）
３４ 定着装置（定着手段）
４７ 給紙ローラ（搬送手段）
５０ 画像検知手段
５１ 演算手段
５２ 制御手段
６１ 画像形成手段
６２ 感光体駆動手段
６３ 中間転写ベルト駆動手段
６４ 記録部
６５ 現像剤量検知手段
Ｇ１ 画像転写領域（記録媒体接触領域）
Ｇ２ 画像転写領域（記録媒体接触領域）
Ｉａ パターン像（調整用画像）
Ｌｓ 検知位置から二次転写部までの中間転写部材の移動方向の距離
Ｎ２ 二次転写部
Ｓ 検知位置
ΔＬ 紙間の間隔（記録媒体接触領域間の間隔）

特許５１２４１９９号公報

Claims (12)

1. 表面に画像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に画像を形成する画像形成手段と、
   無端状に移動可能で、前記像担持体と対向する一次転写部にて前記像担持体上の画像が転写される中間転写部材と、
   前記中間転写部材に当接する二次転写部にて前記中間転写部材上の画像を記録媒体に転写する二次転写部材と、
   前記中間転写部材の移動方向における前記一次転写部から前記二次転写部までの間で、前記中間転写部材上の調整用画像を検知可能な画像検知手段と、
   前記画像検知手段の検知情報に基づいて前記中間転写部材の速度を演算可能な演算手段と、
   複数の記録媒体を間隔をあけて前記二次転写部へ連続して搬送可能な搬送手段とを備える画像形成装置において、
   前記調整用画像を、前記中間転写部材上の記録媒体接触領域間に形成し、
   前記中間転写部材上の前記画像検知手段による検知位置から前記二次転写部までの前記中間転写部材の移動方向の距離を、前記中間転写部材上の前記記録媒体接触領域間の間隔よりも短くしたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記連続搬送される記録媒体同士の間隔を変更可能な画像形成装置であって、
   前記中間転写部材上の前記画像検知手段による画像検知位置から前記二次転写部までの前記中間転写部材の移動方向の距離を、前記変更可能なすべての記録媒体同士の間隔のうち最小の間隔に対応した前記記録媒体接触領域間の間隔よりも短くした請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記演算手段の演算結果に基づいて前記画像形成手段の画像形成速度を制御可能な制御手段を備える請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記演算手段の演算結果に基づいて前記像担持体の表面移動速度を制御可能な制御手段を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記演算手段の演算結果に基づいて前記中間転写部材の移動速度を制御可能な制御手段を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 連続搬送される１枚目の記録媒体と２枚目の記録媒体との間の間隔に対応する前記記録媒体接触領域間に形成された前記調整用画像を前記画像検知手段によって検知し、その検知情報に基づいて前記演算手段が前記中間転写部材の速度を演算すようにした請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記画像検知手段の複数の検知情報に基づいて、前記演算手段が前記中間転写部材の速度を演算するようにした請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 画像が転写された記録媒体を搬送しつつ当該記録媒体に画像を定着する定着手段を備える画像形成装置であって、
   前記演算手段の演算結果に基づいて前記定着手段の記録媒体搬送速度を制御可能な制御手段を備える請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記演算手段の演算結果を記録する記録部を備える請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 画像形成を行うための現像剤を収容する現像剤収容部と、
    前記現像剤収容部内の現像剤量を検知可能な現像剤量検知手段とを備える画像形成装置であって、
    前記現像剤量検知手段の検知情報に基づいて前記調整用画像の形成を行うか否かの判断を行う制御手段を備える請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 画像形成を行うための現像剤を収容する複数の現像剤収容部と、
    前記各現像剤収容部内の現像剤量を検知可能な現像剤量検知手段とを備える画像形成装置であって、
    前記現像剤量検知手段の検知情報に基づいて前記調整用画像の形成に用いる現像剤としていずれの前記現像剤収容部内の現像剤を選択するかを判断する制御手段を備える請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機、及びインクジェット記録装置の２つ以上を組み合わせた複合機として構成した請求項１から１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。