JP3260809B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンター、
ＦＡＸ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、
詳しくは被担持物としてトナー、転写紙またはトナーお
よび転写紙を担持し、次工程まで前記被担持物を搬送す
る担持体を有する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トナー像を担持し、回転駆動されること
により、トナー像を次工程領域まで搬送する担持体を有
し、該担持体は無端ベルト状に形成され、複数のローラ
に巻掛けられ張力を付与され回転駆動される画像形成装
置では、重ね画像の位置ズレを測定するには画像を出力
してみて、その画像から読み取るしかなく、またその位
置ずれを防止するにも画像から位置ずれを測定し、それ
をフィードバックするという大変手間のかかるものであ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、画像から位
置ズレ量を読み取るのと同等の効果を、ベルトの１回転
するときのベルト駆動ローラの回転パルス数を測定する
だけで得て、容易に位置ズレ量を把握し、そのデータを
フィードバックし、それにより位置ズレ防止の制御を行
い、駆動ローラとベルトのスリップによる位置ズレのな
い画像形成装置を提供する事を課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題
を、トナー像と転写紙の少なくとも一方よりなる被担持
物を担持し回転駆動されることにより該被担持物を次工
程領域まで搬送する担持体を有し、該担持体は無端ベル
ト状に形成され、複数のローラに巻掛けられ張力を付与
され回転駆動される画像形成装置において、前記無端ベ
ルトと該ベルトを駆動する駆動ローラとのスリップを測
定するスリップ測定手段と、前記スリップ測定手段によ
り測定した前記無端ベルトと前記駆動ローラとのスリッ
プ値が所定の基準値を超えた場合に警告を表示する警告
手段とを設け、前記無端ベルトが潜像担持体に接離可能
に形成され、前記スリップ測定手段が、前記駆動ローラ
の回転数を測定するエンコーダと、該エンコーダからの
値をカウントするカウンターと、ベルトの１回転を感知
するセンサーとを有し、前記ベルトをフリー状態で１回
転させたときの前記カウンターのカウント値と、前記ベ
ルトを潜像担持体に当接させた状態で１回転させたとき
の前記カウンターのカウント値とを比較して、前記無端
ベルトと前記駆動ローラとのスリップ値を求めることを
特徴とする画像形成装置により解決した。

【０００５】

【作用】本発明により、スリップ測定手段により測定し
た無端ベルトと駆動ローラとのスリップ値が所定の基準
値を超えた場合はその旨を警告手段により警告すること
で、ベルト交換や駆動ローラ清掃時期を知らせることが
できる。

【０００６】

【実施例】本発明は被担持物としてトナー、転写紙また
はトナーおよび転写紙を担持し、次工程まで前記被担持
物を搬送する担持体を有する画像形成装置に関するもの
である。前記担持体は具体的には、像担持体上から転写
したトナー像を担持し転写紙等の被転写体に転写する工
程まで転写駆動されることによりトナー像を搬送する中
間転写体、または転写紙だけ又はトナー像を担持した転
写紙を搬送する搬送ベルト等であり、他の静電的に被担
持物を担持搬送する担持体に関して共通の技術的思想で
ある。

【０００７】以下、本発明の担持体を中間転写ベルトと
した実施例に基づいて説明する。

【０００８】図１は、本発明に係わるカラー複写装置の
概略構成図、また図２は感光体・中間転写ベルト回りの
拡大図である。以下に、本装置の構成・動作を説明す
る。

【０００９】カラー画像読み取り装置（以下、カラース
キャナーと称す）１は、原稿３の画像を照明ランプ４、
ミラー群５、およびレンズ６を介してカラーセンサー７
に結像して、原稿のカラー画像情報を、例えばＢｌｕｅ
（Ｂと略す）、Ｇｒｅｅｎ（Ｇと略す）、Ｒｅｄ（Ｒと
略す）の色分解光毎に読み取り電気的な画像信号に変換
する。そして、このカラースキャナー１で得たＢ、Ｇ、
Ｒの色分解画像信号強度レベルをもとにして、画像処理
部（図示なし）で色変換処理を行い。Ｂｌａｃｋ（以
下、Ｂｋと記す）、Ｃｙａｎ（同、Ｃ）、Ｍａｇｅｎｔ
ａ（同、Ｍ）、Ｙｅｌｌｏｗ（同、Ｙ）のカラー画像デ
ータを得る。

【００１０】これを、次に述べるカラー画像記録装置
（以下、カラープリンターと称す）２によって、Ｂｋ、
Ｃ、Ｍ、Ｙの顕像化を行い、これを重ね合わして４色フ
ルカラー画像を形成する。

【００１１】次にカラープリンター２の概要を説明す
る。書き込み光学ユニット８は、カラースキャナー１か
らのカラー画像データを光信号に変換して、原稿画像に
対応した光書き込みを行ない、潜像担持体としての感光
体ドラム９に静電潜像を形成する。

【００１２】感光体ドラム９は矢印の如く反時計方向に
回転するが、その回りには感光体クリーニングユニット
（クリーニング前除電器を含む）１０、除電ランプ１
１、帯電器１２、電位センサー１３、Ｂｋ現像器１４、
Ｃ現像器１５、Ｍ現像器１６、Ｙ現像器１７、現像濃度
パターン検知器１８、担持体としての中間転写ベルト１
９などが配置されている。各現像器は、静電潜像を原稿
するために現像剤を感光体９に対向させるよう回転する
現像スリーブ１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａと、現像
剤を汲み上げ・攪拌するために回転する現像パドル１４
ｂ、１５ｂ、１６ｂ、１７ｂおよび現像剤のトナー濃度
検知センサー１４ｃ、１５ｃ、１６ｃ、１７ｃなどで構
成されている。現像動作の順序（カラー画像形成順序）
を、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの例で以下説明する。ただし、画
像形成順序はこれに限定されるものではない。

【００１３】コピー動作が開始されると、カラースキャ
ナ１の所定のタイミングの時点からＢｋ画像データの読
み取りがスタートし、この画像データに基づきレーザー
光による光書き込み・潜像形成が始まる（以下、Ｂｋ画
像データによる静電潜像をＢｋ潜像と称す。Ｃ、Ｍ、Ｙ
についても同じ）。このＢｋ潜像の先端部から現像可能
とすべく、Ｂｋ現像器１４の現像位置に潜像先端部が到
達する前に現像スリーブ１４ａを回転開始してＢｋ潜像
をＢｋトナーで現像する。そして以降、Ｂｋ潜像領域の
現像動作を続けるが、Ｂｋ潜像後端部がＢｋ現像位置を
通過した時点で現像不作動状態にする。これは少なくと
も、次のＣ画像データによるＣ潜像先端部が到達する前
に完了させる。

【００１４】感光体９に形成したＢｋトナー像は、感光
体と等速駆動されている中間転写ベルト１９の表面に転
写する（以下、感光体から中間転写ベルトへのトナー像
転写をベルト転写と称す）。ベルト転写は、感光体９と
中間転写ベルト１９が接触状態において、転写バイアス
ローラ２０に所定のバイアス電圧を印加することで行
う。なお、中間転写ベルト１９には感光体９に順次形成
するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を同一面に順次位置合
わせして４色重ねてベルト転写画像を形成し、その後転
写紙に一括転写を行う。

【００１５】この中間転写ベルトユニットの構成・動作
については後述する。

【００１６】感光体９ではＢｋ工程の次にＣ工程に進む
が所定のタイミングからカラースキャナー１によるＣ画
像データ読み取りが始まりその画像データによるレーザ
ー光書き込みでＣ潜像形成を行う。

【００１７】Ｃ現像器１５はその現像位置に対して、先
のＢｋ潜像後端部が通過した後でかつＣ潜像の先端が到
達する前に現像スリーブ１５ａを回転開始してＣ潜像を
Ｃトナーで現像する。以後Ｃ潜像領域の現像を続ける
が、潜像後端部が通過した時点で、先のＢｋ現像器の場
合と同様に現像不作動状態にする。これもやはり次のＭ
潜像先端部が到達する前に完了させる。

【００１８】なおＭおよびＹの工程については、それぞ
れの画像データ読み取り、潜像形成・現像の動作が上述
のＢｋ・Ｃの工程と同様であるので説明は省略する。

【００１９】次に、中間転写ベルトユニットについて説
明する。

【００２０】中間転写ベルト１９は、駆動ローラ２１、
ベルト転写バイアスローラ２０、および従動ローラに巻
き掛けられ張力を付与されており、図示してない駆動モ
ータにより後述の如く駆動制御される。

【００２１】ベルトクリーニングユニット２２は、ブラ
シローラ２２ａ、ゴムブレード２２ｂ、およびベルトか
らの接離機構２２ｃなどで構成されており、１色目のＢ
ｋ画像をベルト転写した後の第２色、第３色、第４色目
をベルト転写している間は、接離機構２２ｃによって中
間転写ベルト１９の面から離間させる。

【００２２】紙転写ユニット２３は、紙転写バイアスロ
ーラ２３ａ、ローラークリーニングブレード２３ｂ、お
よびベルトからの接離機構２３ｃなどで構成されてい
る。バイアスローラー２３ａは、通常は中間転写ベルト
１９の面から離間しているが、中間転写ベルト１９の面
に形成された４色の重ね画像を転写紙に一括転写する時
にタイミングを取って接離機構２３ｃで押圧され、紙転
写バイアスローラ２３ａに所定のバイアス電圧を印加し
て紙への転写を行う。

【００２３】なお、転写紙２４は給紙ローラー２５、レ
ジストローラ２６によって、中間転写ベルト面の４色重
ね画像の先端部が紙転写位置に到達するタイミングに合
わせて給紙される。

【００２４】中間転写ベルト１９の動き方は、１色目の
Ｂｋトナー像のベルト転写が後端部まで終了した後の動
作方式として次の３通りが考えられるが、この中の１方
式かまたはコピーサイズに応じて（コピー速度面など
で）効率的な方式の組合わせによって動作させる。

【００２５】１）一定速往動方式 １．Ｂｋトナー像のベルト転写後も、そのまま一定速で
往動を続ける。

【００２６】２．そして中間転写ベルト１９の面上のＢ
ｋ画像先端位置が、再び感光体９との接触部のベルト転
写位置に到達した時、感光体９側は次のＣトナー像の先
端部が丁度その位置にくるようにタイミングを取って画
像形成されている。

【００２７】その結果、Ｃ画像はＢｋ画像に正確に位置
合わせして中間転写ベルト１９上に重ねてベルト転写さ
れる。

【００２８】３．その後も同様動作によってＭ、Ｙ画像
工程に進み、４色重ねのベルト転写画像を得る。

【００２９】４．４色目のＹトナー像ベルト転写工程に
引き続きそのまま往動しながら中間転写ベルト面上の４
色重ねトナー像を、上記したように転写紙２４に一括転
写する。

【００３０】２）スキップ往動方式 １．Ｂｋトナー像のベルト転写が終了したら、感光体９
の面からベルト１９を離間させ、そのままの往動方向に
高速スキップさせて所定量を移動したら当初の往動速度
に戻す。

【００３１】またその結果再び感光体９に中間転写ベル
ト１９を接触させる。

【００３２】２．そして中間転写ベルト１９の面上のＢ
ｋ画像先端位置が再びベルト転写位置に到達した時、感
光体９の側は次のＣトナー像の先端部が丁度その位置に
くるようにタイミングを取って画像形成されている。

【００３３】その結果、Ｃ画像はＢｋ画像に正確に位置
合わせして重ねてベルト転写される。

【００３４】３．その後も同様動作によってＭ、Ｙ画像
工程に進み４色重ねのベルト転写画像を得る。

【００３５】４．４色目のＹトナー像ベルト転写工程に
引き続きそのままの往動速度で、ベルト１９面上の４色
重ねトナー像を転写紙２４に一括転写する。

【００３６】３）往復動（クイックリターン）方式 １．Ｂｋトナー像のベルト転写が終了したら、感光体９
の面からベルト１９を離間させ、そして往動を停止させ
ると同時に逆方向に高速リターンさせる。

【００３７】リターンは、ベルト１９の面上のＢｋ画像
先端位置がベルト転写相当位置を逆方向に通過し、さら
に予め設定された距離分を移動した後に停止させて待機
状態にする。

【００３８】２．次に感光体９の側のＣトナー像の先端
部がベルト転写位置より手前の所定位置に到達した時点
に、中間転写ベルト１９を再び往動方向にスタートさせ
る。またベルト１９を感光体９の面に再び接触させる。

【００３９】この場合も、Ｃ画像がベルト１９の面上で
Ｂｋ画像に正確に重なるような条件に制御されてベルト
転写される。

【００４０】３．その後も同様動作によってＭ、Ｙ画像
工程に進み４色重ねのベルト転写画像を得る。

【００４１】４．４色目のＹトナー像のベルト転写工程
に引き続き、リターンせずにそのままの速度で往動し
て、ベルト１９面上の４色重ねトナー像を転写紙２４に
一括転写する。

【００４２】中間転写ベルト面から４色重ねトナー像を
一括転写された転写紙２４は、紙搬送ユニット２７によ
り定着器２８に搬送され、所定温度にコントロールされ
た定着ローラ２８ａと加圧ローラ２８ｂでトナー像を溶
融定着してコピートレイ２９に搬出されフルカラーコピ
ーを得る。

【００４３】ベルト転写後の感光体９は、感光体クリー
ニングユニット１０で表面をクリーニングされまた除電
ランプ１１で均一に除電する。

【００４４】また、転写紙２４にトナー像を転写した後
の中間転写ベルト１９はクリーニングユニット２２を再
び接離機構２２ｃで押圧して表面をクリーニングする。

【００４５】リピートコピーの時は、カラースキャナ１
の動作および感光体９への画像形成は、１枚目のＹ（４
色目）画像工程に引き続き所定のタイミングで２枚目の
Ｂｋ（１色目）画像工程に進む。

【００４６】また、中間転写ベルト１９の方は１枚目の
４色重ね画像の転写紙への一括転写工程に引き続き表面
をクリーニングユニット２２でクリーニングされた領域
に、２枚目のＢｋトナー像がベルト転写されるようにす
る。その後は、１枚目と同様動作になる。

【００４７】なお、転写紙カセット３０、３１、３２、
３３には各種サイズの転写紙が収納されており、操作パ
ネル（図示なし）で指定されたサイズ紙の収納カセット
からタイミングを取ってレジストローラ２６の方向に給
紙、搬送される。ＯＨＰ用紙や厚紙などのために手差し
給紙トレイ３４を設けることもできる。

【００４８】以上は４色フルカラーを得るコピーモード
の説明であったが、３色コピーモード、２色コピーモー
ドの場合は指定された色と回数の分について上記同様の
動作を行うことになる。また単色コピーモードの場合
は、所定枚数が終了するまでの間その色の現像器のみを
現像作動状態にして、中間転写ベルト１９は、感光体９
面に接触したまま往動方向に一定速駆動しさらにベルト
クリーナー２２もベルト１９に接触したままの状態でコ
ピー動作を行う。

【００４９】次に中間転写ベルト１９と駆動ローラ２１
のスリップ測定方法を説明する。

【００５０】図３に示すように中間転写ベルト１９上に
マーク３７をはりつけ、中間転写ベルト１９を回転さ
せ、そのマーク３７をマーク検知センサー３８で読み取
る。駆動ローラ２１に取り付けたエンコーダ３５の出力
パルスをカウンタ３６でカウントし、マーク検知センサ
ー３８から出力された信号によりトリガーをかけて、中
間転写ベルト１９の１回転するときの駆動ローラ２１の
回転数（パルス数）を読み取ることにより比較する。

【００５１】その際、中間転写ベルト１９に何も当接し
ない状態での駆動ローラ２１のパルス数を読み取り、つ
ぎに感光体ドラム９を中間転写ベルト１９に当接してそ
のときのパルス数を測定する。そしてそのパルス数をフ
リー時のパルス数と比較して中間転写ベルト１９と駆動
ローラ２１のスリップ値を求める。そしてこのスリップ
値がある基準値をこえると操作部に警告やサービスマン
コールを表示する。

【００５２】尚 １パルスの長さ＝（ベルト周長）／
（ベルト駆動ローラパルス数） で表され、許容できる画像上の位置ずれを０．１５mm以
内とすると、ベルト周長が５４０mmの例では、ベルト駆
動ローラパルス数が２８５２５パルスのとき、１パルス
長さ＝５４０／２８５２５≒１８μ となり、目標パル
ス数は０．１５／０．０１８≒８パルスとなる。

【００５３】図４はベルト駆動線速比とベルト駆動ロー
ラパルス数の関係を示し、図５はベルト駆動線速比と画
像位置ずれの関係を示し、ベルト駆動線速比は（中間転
写ベルト線速）／（感光体ドラム線速）により求められ
る。

【００５４】図４において、曲線Ａは、フリー時、即ち
中間転写ベルト１９が感光体ドラム９と、ベルトクリー
ニングユニットと紙転写ユニット、例えば紙転写バイア
スローラのいずれからも離間した状態における変化を示
す。此の時のパルス数が基準パルスとなる。理想的に
は、ベルト駆動線速比に関係なく一定である。

【００５５】曲線Ｂは、駆動ローラ２１が新品の状態で
摩擦係数が比較的高い時（例えば、対ベルトμ≒１．
５）の、中間転写ベルト１９が感光体ドラム９に当接し
た時のベルト駆動線速比と駆動ローラのパルス数の関係
を示し、感光体速度の影響が少なく、パルス数がフリー
時に近似している。従ってフルカラーコピーの画像位置
ずれ量も少ない。

【００５６】曲線Ｃは、機械内部の浮遊トナー、粉塵等
の付着により摩擦係数が低下している（例えば、対ベル
トμ≒０．３〜０．４）駆動ローラ２１の場合の、中間
転写ベルト１９が感光体ドラム９に当接した時のベルト
駆動線速比と駆動ローラのパルス数の関係を示す。図４
でパルス数が増えるということは、ベルト１周に対して
駆動ローラが多く回転することを示し、スリップしてい
る。逆に少ないときは、感光体駆動力によりベルトが引
っ張られている。

【００５７】フリー時は前の説明の高速リターン時に相
当する。

【００５８】パルス数がフリー時より、当接時の方が多
い時は、当接時にスリップしているので、ベルトリター
ン量が多くなり、コピー上の位置ずれは作像順と逆にな
る。この場合（＋）で示す。フリー時より、当接時の方
が少ない時は、ベルトリターン量の不足となり、コピー
上の位置ずれは作像の順となる。この場合（−）で示
す。

【００５９】図５において、曲線Ａは図４の曲線Ａに対
応し、曲線Ｂは図４の曲線Ｃに対応する。

【００６０】図４、図５より駆動ローラ２１のパルス数
を測定することにより重ね画像の位置ズレを測定するの
と同等の効果があり、画像を出力しなくても位置ズレ量
を推測できる。

【００６１】図４より中間転写ベルトをフリーの状態で
回転させたときの駆動ローラのパルス数と感光体ドラム
９に中間転写ベルト１９を当接させたときの駆動ローラ
のパルス数との差をとった値をスリップ値とすることに
より図４の重ね画像の位置ズレとスリップ値の対応がと
れており、画像を出力することなく、画像の位置ズレを
検討できる。

【００６２】ある値を規定してその値と感光体ドラム９
に中間転写ベルト１９を当接したときの駆動ローラ２１
のパルス数をスリップ値とすることにより、当接時しか
測定しないので簡単に画像を出力することなく、画像の
位置ズレを検討できる。

【００６３】

【発明の効果】本発明により、スリップ測定手段により
測定した無端ベルトと駆動ローラとのスリップ値が所定
の基準値を超えた場合はその旨を警告手段により警告す
るので、ユーザはベルト交換や駆動ローラ清掃時期が来
たことを容易に知ることができる。

【００６４】スリップ測定手段は、ベルトをフリー状態
で１回転させたときの駆動ローラの回転数とベルトを潜
像担持体に当接させた状態で１回転させたときの駆動ロ
ーラの回転数とによりスリップ値を算出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー複写装置の概略構成図。

【図２】感光体・中間転写ベルト回りの拡大図。

【図３】中間転写ベルトスリップ測定概略構成図。

【図４】感光体当接時のベルト駆動線速比と駆動ローラ
パルス数の関係を示す図である。

【図５】感光体当接時のベルト駆動線速比と画像位置ズ
レ量の関係を示す図である。

【符号の説明】

１９ 中間転写ベルト ２１ 駆動ローラ ３５ エンコーダ ３６ カウンタ ３７ マーク ３８ 検知センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 21/00 ５１２ Ｇ０３Ｇ 21/00 ５１２ Ｈ０４Ｎ 1/14 Ｈ０４Ｎ 1/14 (72)発明者 堺 良博 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 宗像 伶夫 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 河石 康則 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 上山 英樹 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平２−77071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−7650（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−282865（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 303 B41J 29/46 G03G 15/01 114 G03G 15/16 G03G 21/00 370 G03G 21/00 512 G03G 21/14 H04N 1/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像と転写紙の少なくとも一方より
   なる被担持物を担持し回転駆動されることにより該被担
   持物を次工程領域まで搬送する担持体を有し、該担持体
   は無端ベルト状に形成され、複数のローラに巻掛けられ
   張力を付与され回転駆動される画像形成装置において、 前記無端ベルトと該ベルトを駆動する駆動ローラとのス
   リップを測定するスリップ測定手段と、 前記スリップ測定手段により測定した前記無端ベルトと
   前記駆動ローラとのスリップ値が所定の基準値を超えた
   場合に警告を表示する警告手段とを設け、 前記無端ベルトが潜像担持体に接離可能に形成され、 前記スリップ測定手段が、前記駆動ローラの回転数を測
   定するエンコーダと、該エンコーダからの値をカウント
   するカウンターと、ベルトの１回転を感知するセンサー
   とを有し、前記ベルトをフリー状態で１回転させたとき
   の前記カウンターのカウント値と、前記ベルトを潜像担
   持体に当接させた状態で１回転させたときの前記カウン
   ターのカウント値とを比較して、前記無端ベルトと前記
   駆動ローラとのスリップ値を求めることを特徴とする画
   像形成装置。