JP3959919B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式のカラープリンタやカラー複写機などに用いられる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式のカラープリンタやカラー複写機などに用いられるカラー画像形成装置において、複数色のトナー像が最終的に用紙上に重ね合わせるように転写されて形成される多色トナー像の各色のトナー像どうしの間に色ズレを生じることがあり、画質劣化の要因の一つとなっている。
【０００３】
この色ズレは種々の要因によって生じるものであるが、一般にデジタルカラー画像形成装置では、駆動機構により回転駆動される複数の感光体ドラムに対して互いに独立した複数の潜像形成手段により、互いに異なる色の画像情報を走査線に沿って書き込むことにより静電潜像を形成し、これらの静電潜像を複数の現像手段により現像してそれぞれの色のトナー像を形成し、それらを被転写材上に重ね合わせて転写してカラー画像を得ているので、各感光体ドラムの機械的な精度、各潜像形成手段により感光体ドラム上に書き込まれる走査線の走査位置精度、走査装置の書込レンズのばらつきに起因する走査線の曲がりおよび傾き（スキュー）、倍率誤差、また装置全体の温度変化による書込位置および倍率の変動等の要因により、これらが最終的なカラー画像に色ムラ、色ズレとなって現れ画像品質を劣化させる。
【０００４】
そこで、例えば、特開平−２９７５７４号公報記載の画像形成装置や特開平６−３５２８７号公報記載の多重画像出力装置においては、上記の色ズレの補正方法として、潜像形成手段により感光体ドラム上に書き込まれる走査線の走査線の曲がりおよび傾きを、光学部品を機械的に変位させることにより補正する方法が開示されている。
【０００５】
また、特開平０９−９０６９５号公報には、複数の感光体ドラムにそれぞれ異なる色の画像情報に基づき走査線を書き込んで静電潜像を形成し、これらの静電潜像をトナーで現像して被転写材上に重ね合わせて転写してカラー画像を得る画像形成装置において、潜像形成手段により感光体ドラム上に書き込まれる走査線の曲がりおよび傾きを測定する手段と、その測定結果に応じて画像データを副走査方向にもしくは２次元的に座標変換処理して、各色間の色ズレを補正する補正方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上記のような種々の方法を単独であるいは適宜組み合わせて実施することにより、感光体ドラム上に書き込まれる走査線の曲がりおよび傾きを補正することは広く行われているが、最近の画像形成装置の小型化の趨勢に伴い、次に示すような色ズレについての全く新たな問題が生じている。
【０００７】
すなわち、複数の感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルトに一次転写する方式のカラー画像形成装置において、装置全体を小型化するために中間転写ベルトを張架する張架ロールの小径化が進められ、それに伴い、張架ロールの剛性が低下し、そのため、張架ロールが中間転写ベルトの張力によってベンディングしやすくなるという問題が起きやすくなる。
【０００８】
このように張架ロールがベンディングを起こすと２本の張架ロールで張架された区間内で、ベルト幅方向中央部におけるベルト長手方向の長さが、ベルト幅方向両端部におけるベルト長手方向の長さよりも短くなる。その結果、上記の区間内における中間転写ベルトの平均移動速度がベルト幅方向で異なった状態となり、中間転写ベルト上に転写されたトナー像は、中間転写ベルトの移動に伴って歪みを生じる。このトナー像の歪みは、潜像形成手段の光学部品の歪みによるＢＯＷ（ボウ）現象と同じように弓状に湾曲した歪みとして現れるが、特徴的な症状は、中間転写ベルトに転写されたトナー像の移動距離が長いほど影響度合いが大きいという点にある。
【０００９】
すなわち、複数の画像形成エンジンを備えたタンデム構成のカラー画像形成装置では、第１色目の画像形成エンジンで形成され中間転写ベルト上に最初に転写された第１色目のトナー像が、最終色の画像形成エンジンから転写される最終色のトナー像の転写を受ける転写位置に達するまでの中間転写ベルトの移動区間内で、ベルト幅方向の不均一な伸びにより生じるトナー像のボウが、４色のうちでも最も大きい曲率を持っており、最終色の画像形成エンジンに近い色の画像形成エンジンで形成され転写されたトナー像ほどそのボウの曲率が小さくなる。
【００１０】
従来は、画像形成装置に対する小型化の要請もさほど強くはなかったこともあり、張架ロールの直径としては２５ｍｍ以上のものが多用されてきたが、最近の装置の小型化に伴い、中間転写ベルトの張架ロールの径も小さくなる一方であり、例えば直径２０ｍｍ〜１５ｍｍ、あるいはそれ以下のものを用いようとすると、張架ロールの直径は曲げ量に対して４乗で効いてくるため、小型化された画像形成装置では上記ボウの問題は特に重要な技術課題としてクローズアップされつつある。
【００１１】
前述のように、特開平０９−９０６９５号公報には、感光体ドラム上の走査線の曲がりおよび傾きを測定しその測定結果に応じて画像データを座標変換処理することにより色ズレを補正する方法が開示されているが、従来の補正方法は、走査線のボウ（弓状湾曲）を最小に抑えて、直線として扱えるようにするか、それとも各色共にほぼ同一のボウに揃えることにより、ボウの差分としての色ズレを目立たないようにさせるものであり、このような考え方では、上記の中間転写ベルトのベルト幅方向の不均一な伸びに起因する、新たな色ズレ問題には対処することができない。何故ならば、このトナー像の弓状湾曲歪みは潜像形成手段において発生しているものではなく一次転写後の中間転写ベルト上の特定の移動区間内で発生しているものだからである。
【００１２】
なお、上記の説明では、中間転写方式のカラー画像形成装置において、張架ロールのベンディングにより中間転写ベルトがベルト幅方向に不均一に伸びるために、中間転写ベルト上のトナー像に弓状湾曲歪みが発生し、そのため最終画像に色ズレが生じる例について説明したが、中間転写方式以外のカラー画像形成装置においても、これと同様のメカニズムによる色ズレが生じることがある。
【００１３】
例えば、感光体ドラム上に形成したトナー像を、循環移動する無端状の用紙搬送ベルト上に担持された用紙に直接、重ね合わせるように転写してカラー画像を形成する方式の画像形成装置、あるいは、感光体ドラムを用いずに循環移動する無端状の感光体ベルト上に、複数色分の帯電手段、潜像形成手段、および現像手段からなるトナー像形成ユニットにより、順次トナー像を重ね合わせるようにして多色トナー像を形成し、それを最終的に用紙上に転写してカラー画像を形成する方式の画像形成装置においても上記の中間転写方式のカラー画像形成装置と同様、無端ベルトのベルト幅方向の不均一な伸びに起因するトナー像の弓状湾曲歪みが発生しそれによる色ズレが生じることがある。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑み、無端ベルトのベルト幅方向の不均一な伸びに起因するトナー像の弓状湾曲歪みによる色ズレの発生が防止された画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第１の画像形成装置は、
複数の感光体ドラムと、それら複数の感光体ドラムそれぞれの表面を走査する複数の走査装置からなる潜像形成手段と、表面に直接にあるいは表面に担持された記録媒体上に、上記各感光体ドラム上の各トナー像の転写を受ける無端ベルトと、その無端ベルトを張架する複数の張架ロールからなる張架装置と、上記複数の感光体ドラム上に形成されたトナー像を上記無端ベルト上に直接にあるいは上記無端ベルト上に担持された記録媒体上に転写する複数の一次転写手段とを有する画像形成装置において、
上記複数の一次転写手段がトナー像を転写する上流側の一次転写位置から下流側の一次転写位置までのベルト移動区間に応じて、弓状湾曲歪みによる色ずれの発生を打ち消すように補正を行う補正手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、上記目的を達成する本発明の第２の画像形成装置は、
所定方向に循環移動する感光体としての無端ベルトと、その無端ベルトを張架する複数の張架ロールからなる張架装置と、上記無端ベルト表面の、無端ベルト移動方向の相互に離れた複数の潜像書込位置それぞれにおいて、互いに異なる色の画像情報それぞれを担持する各光ビームで走査する複数の走査装置からなる潜像形成手段とを有する画像形成装置において、
上記複数の潜像書込位置のうちの上流側の潜像書込位置から下流側の潜像書込位置までのベルト移動区間に応じて、弓状湾曲歪みによる色ずれの発生を打ち消すように補正を行う補正手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
ここで、上記補正手段が、上記潜像形成手段の、各走査装置による走査線の形状を、上記ベルト移動区間の距離に応じて補正するものであることが好ましい。
【００１８】
また、上記補正手段が、上記ベルト移動区間における上記無端ベルトの幅方向両側端部の移動速度と、上記無端ベルトの幅方向中央部の移動速度とが略同一となるように上記無端ベルトの張力の幅方向の分布を補正するものであることも好ましい。
【００１９】
さらに、上記補正手段が、上記ベルト移動区間を張架する張架ロールとして、上記張架ロールの長手方向中央部の直径が長手方向両端部の直径よりも大きな直径の張架ロールを用いることにより上記補正を行うものであることも好ましい態様の一つである。
【００２０】
また、上記補正手段が、上記ベルト移動区間で上記無端ベルトを張架する張架ロールとして、上記張架ロール表面に弾性体を被覆した張架ロールを用いることにより上記補正を行うものであることも好ましい。
【００２１】
また、上記補正手段が、上記ベルト移動区間における上記無端ベルトの幅方向両側端部の移動速度と、上記ベルト移動区間における上記無端ベルトの幅方向中央部の移動速度とが略同一となるように、上記無端ベルトの幅方向中央部を押圧して幅方向中央部の周長を幅方向両端部の周長よりも伸張させることにより上記補正を行う伸張手段を備えたものであることも好ましい態様の一つである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１の画像形成装置が適用されるカラープリント装置の概略構成図である。
【００２４】
図１に示すカラープリント装置１は、並列に配置され矢印Ａ方向に回転するＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４色に対応する４つの感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋと、これら各感光体ドラム表面を一様に帯電させる帯電器８と、上記４色に対応する色の画像情報それぞれを担持する各光ビームで各感光体ドラムの回転軸幅方向に延びる走査線に沿って走査することにより各感光体ドラム上に静電潜像を形成する複数の走査装置３からなる潜像形成手段と、各感光体ドラム上に形成された静電潜像を互いに異なる色のトナーで現像して各感光体ドラム上に各トナー像を形成する４つの現像器４と、矢印Ｂ方向に循環移動しながら各感光体ドラム上の各トナー像の転写を受ける、無端ベルトからなる中間転写ベルト５と、その中間転写ベルト５を張架する複数の張架ロール６からなる張架装置と、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５上で重ね合わせるように転写して中間転写ベルト５上に多色トナー像を形成する、各感光体ドラムと接する各一次転写位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に配置された複数の一次転写器７と、中間転写ベルト５上に形成された多色トナー像を記録媒体Ｐに二次転写する二次転写器９とを備えており、記録媒体Ｐに二次転写された多色トナー像を図示しない定着器により定着して記録媒体Ｐ上にカラー画像を形成する。
【００２５】
次に、このカラープリント装置１の動作について説明する。
【００２６】
このカラープリント装置１に画像信号が入力されると、スクリーン処理などの画像信号処理が施された後、パルス幅変調されＰＷＭ信号に変換されて、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４色に対応する４つの走査装置３に送られる。各走査装置３は、帯電器８により表面が一様に帯電された上記４色に対応する各感光体ドラム上に露光光を走査し各感光体ドラム上にそれぞれの色に対応する静電潜像を形成する。
【００２７】
各感光体ドラム上に形成された静電潜像は、上記４色のうちのいずれかの色のトナーがそれぞれ収納された４つの現像器３でそれぞれ現像され、各感光体ドラム上に上記各色の画像信号に応じたトナー像が形成される。各感光体ドラム上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト５上に順次重ね合わされるように一次転写されて中間転写ベルト５上に多色トナー像を形成する。この多色トナー像は記録媒体Ｐに二次転写される。
【００２８】
記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像は、図示しない定着器により定着されて記録媒体Ｐ上にカラー画像が形成される。
【００２９】
以上説明したカラープリント装置１による本発明の第１の実施形態について説明する。
【００３０】
前述のように、最近の画像形成装置の小型化の趨勢に応じて、中間転写ベルト方式の画像形成装置では中間転写ベルトの張架ロールの小径化が進められており、それに伴い張架ロールのベンディングにより発生する中間転写ベルト上のトナー像の弓状湾曲歪みの問題がクローズアップされるようになっている。
【００３１】
図２は、中間転写ベルトの張力により張架ロールがベンディングした状態を示す図である。
【００３２】
図２に示すように、張架ロール６は、通常ロール軸方向両端部で支持されているので、中間転写ベルト５の張力により矢印Ｔ方向にベンディングしようとする力が働き張架ロール６の剛性とバランスしたところでその形状を保つ。
【００３３】
ここで張架ロールの剛性について考えてみると、一般に良く知られているベンディングの公式から、直径３０ｍｍの張架ロールの剛性を
１＝πＤ4 ／６４とすると、
直径２５ｍｍの張架ロールの剛性は、
１（２５）＝３９７６０．７８２０２ｍｍ4
となり、
直径２０ｍｍの張架ロールの剛性は、
１（２０）＝７８５３．９８１６３４ｍｍ4
となる。すなわち、張架ロールの直径が４／５になると剛性は実に約１／５に低下してしまう。これにより同一材質であっても、ベンディング量は５倍ほど増え、中間転写ベルト上のトナー像の弓状湾曲歪みに及ぼす影響も５倍に増加する。
【００３４】
図２に示したように、張架ロール６がベンディングすることにより、張架ロール６に張架された中間転写ベルト５は、ベルト長手方向の伸びがベルト幅方向に不均一に伸びるため、中間転写ベルト５上に転写されたトナー像には弓状湾曲歪みが発生する。
【００３５】
図３は、中間転写ベルトの長手方向の伸びの不均一性を示す図（ａ）、およびその結果生じるトナー像の弓状湾曲歪みを示す図（ｂ，ｃ，ｄ）である。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、２本の張架ロール６ａ，６ｂで張架されながらＢ方向に移動する中間転写ベルト５において、２本の張架ロール６ａ，６ｂがベルトの張力によりロール軸方向中央部が互いに引き寄せ合うような形状に湾曲して、ベルト幅方向中央部におけるベルト移動方向の距離がＬ１、ベルト幅方向両端部におけるベルト移動方向の距離がＬ２になった状態を想定する。この場合、この距離Ｌ１および距離Ｌ２をベルトは同一時間ｔで移動するから、それぞれの部位での移動速度Ｖ１およびＶ２は、それぞれ
Ｖ１＝Ｌ１／ｔ
Ｖ２＝Ｌ２／ｔ
であり、かつ
Ｌ１＜Ｌ２
であるから
Ｖ１＜Ｖ２
となる。
【００３７】
そのため、図３（ｂ）に示すように、ベルト移動方向最上流側の一次転写位置Ｔ１で感光体ドラム２から中間転写ベルト５上に転写された第１色目のトナー像１１のうちベルト幅方向中央部に転写されたトナー像１１ａは、ベルト幅方向両端部に転写されたトナー像１１ｂよりも遅い移動速度でＢ方向に移動し、その結果、ベルト移動方向最下流側の一次転写位置Ｔ４に到達した時点ではトナー像は図３の紙面に向かって右側に凸状に湾曲した形状の弓状湾曲歪みを有するトナー像１１’となる。
【００３８】
また、図３（ｃ）に示すように、一次転写位置Ｔ２において転写された第２色目のトナー像１２が一次転写位置Ｔ４に到達した時点におけるトナー像１２’の弓状湾曲歪みは第１色目の弓状湾曲歪みの曲率よりも小さく、さらに、図３（ｄ）に示すように、一次転写位置Ｔ３において転写された第３色目のトナー像１３が一次転写位置Ｔ４に到達した時点におけるトナー像１３’の弓状湾曲歪みはさらに小さい曲率を有するものとなる。
【００３９】
このように、４個所の一次転写位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のうちの、ベルト移動方向最下流側の一次転写位置Ｔ４を除く他の３個所で転写されたトナー像１１，１２，１３は、それぞれ互いに異なる曲率で弓状に湾曲しながら順次重ね合わされ、最後に一次転写位置Ｔ４において第４色目のトナーが重ね合わされるので、結局、多色トナー像には色ズレが生じることになる。
【００４０】
そこで、本発明の第１の実施形態では、このような弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正を行う補正手段として、各色トナー像が中間転写ベルトに転写される際に、各色トナー像の弓状湾曲がほぼ同一形状で重なっていれば問題とならないわけであるから、最終色トナー像の転写位置に至るまでの中間転写ベルトの移動に伴ってトナー像が次第に歪んでいく分を見込んで、各感光体ドラム上に形成する静電潜像に予め各色毎に曲率の異なる弓状湾曲を付与しておくことにより弓状湾曲歪みの発生を打ち消すようにしている。
【００４１】
この「各感光体ドラム上に形成する静電潜像を予め弓状に湾曲させる」こと自体は、前述のように従来から行われている走査装置の光学的方法による色ズレ補正と似ているが、本実施形態においては、中間転写ベルトの長手方向の伸びのベルト幅方向の不均一性に基づく、中間転写ベルト上のトナー像の最終の転写位置までの移動区間の長さに応じて各色ごとに異なる曲率を有する弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正する点が従来の補正方法とは異なっている。
【００４２】
図４は、比較のために示した従来の光学的方法による色ズレ補正方法の説明図である。
【００４３】
図４には、走査装置により４つの感光体ドラム上にそれぞれの走査装置により、各感光体ドラム軸方向に沿った線画像を書き込んだ場合における、各感光体ドラム上に形成される走査線の軌跡１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを同一面上に図示したものである。これら４本の走査線の軌跡は本来同一となるべきものであるが、走査装置その他の機械的誤差、電気的誤差などの影響により、図示のように４本の走査線の軌跡は少しづつ相違する場合がほとんどである。そこで、それぞれの走査装置による走査線の軌跡を予め補正することによりこれらの各走査線の軌跡を所定の許容範囲Ｒ内に収めるように補正が行われる。
【００４４】
このように従来の補正では、各感光体ドラム上に描かれる各走査線の軌跡を極力同一形状となるように補正が行われるが、本実施形態においては、図３を参照して説明したように、中間転写ベルトの長手方向の伸びのベルト幅方向の不均一性に基づく、中間転写ベルト上のトナー像の弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正を行なう。
【００４５】
図５は、第１の実施形態における、各感光体ドラム上の走査線の軌跡を補正する方法の説明図である。
【００４６】
図５に示すように、中間転写ベルトがＢ方向に移動するものとした場合、最初の転写色の静電潜像の走査線の軌跡１４Ｃの曲率を、最終色の静電潜像の走査線の軌跡１４Ｋの曲率に比べて、図３を参照して説明した第１色目のトナー像１１’の弓状湾曲歪みを打ち消すような曲率のものとする。
【００４７】
同様に、第２色目の静電潜像の走査線の軌跡１４Ｍの曲率を、最終色の静電潜像の走査線の軌跡１４Ｋの曲率に比べて、図３を参照して説明した第２色目のトナー像１２’の弓状湾曲歪みを打ち消すような曲率のものとする。第３色目も同様である。
【００４８】
このように、第１色目から第３色目までの静電潜像の走査線の軌跡をそれぞれ中間転写ベルトのベルト幅方向に不均一な伸びに起因する弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正することにより中間転写ベルト上の多色トナー像の色ズレの発生が抑制される。
【００４９】
すなわち、第１の実施形態における補正手段は、潜像形成手段の、各走査装置による感光体ドラム表面を走査する走査線の形状を、中間転写ベルトの移動区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の各距離に応じて、すなわち、図３に示した第４色目の一次転写位置Ｔ４から各一次転写位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３までのベルト移動距離に応じて補正するものである。
【００５０】
各感光体ドラム上の走査線の軌跡を補正する具体的方法としては種々のものを採用することができるが、そのうちの一つの方法として、レーザビーム走査装置の光学部品、例えば非球面結像ミラーを機械的にベンディングさせる方法がある。
【００５１】
図６は、本発明の第１の実施形態に用いられる非球面結像ミラーのベンディング装置を示す図である。
【００５２】
図６（ａ）には、支持部材２４により支持された非球面結像ミラー２１に入射するレーザビーム２２によって、図示のような走査線軌跡２３が描かれる様子が示されている。
【００５３】
図６（ｂ）には、非球面結像ミラー２１の長手方向両端部２１ａを支持する支持部材２４に、非球面結像ミラー２１の長手方向両端部２１ａを矢印Ａ方向に機械的に変位させて非球面結像ミラー２１を図示のように弓状に湾曲させるスクリュー機構２５ａを有するベンディング装置が示されている。このスクリュー機構２５ａを操作することにより走査線軌跡２６の形状を変化させることができる。
【００５４】
このように、スクリュー機構２５ａを有するベンディング装置を用いて走査線軌跡２６の形状を変化させることにより、中間転写ベルト上のトナー像の弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正することができる。
【００５５】
なお、上記の第１の実施形態の方法による走査線軌跡の補正には限界があり、常に無条件で十分な補正効果が得られるというわけではない。その限界を超えて補正しようとすると、露光スポットが長円形になったり、ピントが最良のピント位置から外れてしまって書込ビーム径が不良となり、照度ムラ等による画質劣化が目立つようになってしまうので画質劣化を起こさない範囲内で補正を行う必要がある。
【００５６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５７】
図７は、本発明の第２の実施形態における画像データの座標変換処理によるボウ補正方法を示す図である。
【００５８】
図７（ａ）には、走査装置に入力される前の、画像データ列３１をＸ，Ｙ座標系上に表したもの、およびこれらの画像データ３１を座標変換することによりボウ補正するためのボウ関数３２が示されている。すなわち、このボウ関数３２は、Ｘ軸上のセンター座標３３をＣｔｒとする、ΔＹ＝−ａ（Ｘ−Ｃｔｒ）2 なる関数で表すことができる。このボウ関数３２を用い、図７（ａ）の画像データ列３１を次式により座標変換する。
【００５９】
Ｘ’＝Ｘ
Ｙ’＝Ｙ＋ａ（Ｘ−Ｃｔｒ）2
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した画像データ列を上式により座標変換した後の画像データ列を示す図である。
【００６０】
図７（ｂ）に示すように、画像データ列を補正座標系（Ｘ’，Ｙ’）により矢印方向にシフトさせることにより、図７（ａ）に示したボウ関数３２を打ち消す形状に座標変換された画像データ列３４を得ることができる。
【００６１】
こうして、本発明の第２の実施形態では、走査装置に入力される前の画像データを座標変換処理することにより中間転写ベルト上に転写されたトナー像の弓状湾曲歪みの発生を防止することができる。
【００６２】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００６３】
上記の各実施形態では、潜像形成手段の各走査装置による感光体ドラム表面を走査する走査線の形状に予め弓状の湾曲を与えておいて中間転写ベルト上のトナー像の弓状湾曲歪みを打ち消す補正方式によるものであるが、この補正方式によらずに、中間転写ベルト側でトナー像の弓状湾曲歪みを打ち消す補正方式について次に説明する。
【００６４】
以下に示す本発明の第３、第４、および第５の各実施形態は、中間転写ベルトのベルト移動区間（図３：Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）における中間転写ベルトの幅方向両側端部の移動速度と、中間転写ベルトの幅方向中央部の移動速度とが略同一となるように中間転写ベルトの張力の幅方向の分布を補正するものである。
【００６５】
図８は、本発明の第３の実施形態におけるボウ補正手段を示す図である。
【００６６】
第３の実施形態では、図８（ａ）に示すように、中間転写ベルト４１の張架ロール４２として、張架ロール４２の長手方向中央部４２ｃの直径を長手方向両端部４２ｅの直径よりも大きな直径の張架ロール４２を用いることにより弓状湾曲歪みの補正を行うものである。この張架ロール４２の回転軸４３をベアリング４４で支持して中間転写ベルト４１を張架すると、張架ロール４２はベンディングしようとする。しかし、張架ロール４２の長手方向中央部４２ｃの直径は長手方向両端部４２ｅの直径よりも大きいので、張架ロール４２が湾曲しようとする度合いと、ロール軸方向の径の相違の度合いとが互いに打ち消し合い、図８（ｂ）に示すように、張架ロール４２’と中間転写ベルト４１’との接触面４２’を湾曲させないように設定することによって、中間転写ベルト４１’の張力の幅方向の分布は平均化されて中間転写ベルト４１’に不均一な伸びが発生せず、中間転写ベルト４１’上に転写されたトナー像の弓状湾曲を防止することができる。
【００６７】
この第３の実施形態の補正方式は、いわゆるクラウンロールを用いる方式である。
【００６８】
クラウンロール自体は、従来からベルトのＷａｌｋｉｎｇ（蛇行）規制手段として知られているが、従来のＷａｌｋｉｎｇ規制手段では、Ｗａｌｋｉｎｇによってベルトの一方の端部が張架ロールの径の太い中央部に近付いていくとそのベルト端部の張力が高くなり、それがＷａｌｋｉｎｇを元に戻そうとする力として作用する。従って、張架ロールのクラウン量は、ベルトがＷａｌｋしようとする力と釣り合うように決定される。
【００６９】
これに対して、本実施形態における張架ロールのクラウンは、ロールベンディングにより生じる中間転写ベルトの幅方向の周長差がキャンセルされるように中間転写ベルトのロール軸方向の周長を揃えることを目的としているので、張架ロールのクラウン量は、ベルト張力とロール剛性とによって決められる。
【００７０】
なお、張架ロールのクラウン量は、複数のロールに振り分けられていてもよいし、また、このクラウンロールが、Ｗａｌｋｉｎｇ規制用のロールを兼ねるものであってもよい。
【００７１】
図９は、本発明の第４の実施形態におけるボウ補正手段を示す図である。
【００７２】
第４の実施形態は、図９（ａ）に示すように、中間転写ベルト５１を張架する張架ロール５２として、ロール表面に弾性体を被覆した張架ロール５２を用いることにより中間転写ベルト５１’に不均一な伸びが生じないように補正を行うものである。すなわち、張架ロール５２として、通常のロール基材５２ｂの表面に弾性体層５２ａを被覆した張架ロール５２を用いる。
【００７３】
このような、表面に弾性体層５２ａを有する張架ロール５２を用いた場合は、図９（ｂ）に示すように、張架ロール５２’が中間転写ベルト５１’の張力によりベンディングしたとしても、中間転写ベルト５１’の幅方向の張力分布は張架ロール５２表面の弾性体層５２ａにより平均化されるので、中間転写ベルト５１’に不均一な伸びが発生することがなく、中間転写ベルト５１’上のトナー像の弓状湾曲を防止することができる。
【００７４】
図１０は、本発明の第５の実施形態におけるボウ補正手段を示す図である。
【００７５】
第５の実施形態は、図１０（ａ）に示すように、２本の張架ロール６２により張架された中間転写ベルト６１のベルト移動区間内に、中間転写ベルト６１の幅方向中央部を押圧して幅方向中央部の周長を幅方向両端部の周長よりも伸張させる伸張手段６３を備えたことにより、ベルト移動区間における中間転写ベルト６１の幅方向両側端部の移動速度と幅方向中央部の移動速度とを略同一となるようにしている。
【００７６】
このような伸張手段６３を備えた場合は、図１０（ｂ）に断面図として示したように、中間転写ベルト６１のベルト移動区間内において、中間転写ベルト６１の幅方向中央部６１ｃが伸張手段６３により押圧されて幅方向中央部６１ｃの周長を長手方向両端部６１ｅの周長よりも伸張させる。その結果、中間転写ベルト６１の幅方向の張力分布は平均化されるので、中間転写ベルト６１上のトナー像の弓状湾曲を防止することができる。
【００７７】
以上、第１および第２の実施形態のように、潜像形成手段の各走査装置による感光体ドラム上の走査線の形状に予め弓状の湾曲を与えておいて中間転写ベルト上のトナー像の弓状湾曲歪みを打ち消す補正方式と、第３、第４、および第５の実施形態のように中間転写ベルト側でトナー像の弓状湾曲歪みを打ち消す補正方式とについてそれぞれ別に説明したが、これら２つの補正方式を適宜組み合わせて実施するようにしてもよい。
【００７８】
次に、本発明の第１の画像形成装置についてのさらに他の実施形態について説明する。
【００７９】
図１１は、本発明の第６の実施形態が適用されるカラープリント装置の概略構成図である。
【００８０】
図１１に示すカラープリント装置１０は、図１に示したカラープリント装置１と類似の構成を有している。両者の相違点は、カラープリント装置１は、無端ベルトからなる中間転写ベルト５を備えた中間転写方式のカラープリント装置であるのに対して、カラープリント装置１０は、記録媒体Ｐを表面に担持して矢印Ｂ方向に搬送する無端ベルトからなる用紙搬送ベルト１６を備え、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を、用紙搬送ベルト１６に担持された記録媒体Ｐ上で重ね合わせるように転写する方式のカラープリント装置であるという点である。
【００８１】
図１１に示すように、この第６の実施形態のカラープリント装置１０は、並列に配置され矢印Ａ方向に回転するＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４色に対応する４つの感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋと、これら各感光体ドラム表面を一様に帯電させる帯電器８と、上記４色に対応する色の画像情報それぞれを担持する各光ビームで各感光体ドラムの回転軸幅方向に延びる走査線に沿って走査することにより各感光体ドラム上に静電潜像を形成する複数の走査装置３からなる潜像形成手段と、各感光体ドラム上に形成された静電潜像を互いに異なる色のトナーで現像して各感光体ドラム上に各トナー像を形成する４つの現像器４と、矢印Ｂ方向に循環移動しながら表面に担持された記録媒体Ｐ上に、各感光体ドラム上の各トナー像の転写を受ける無端ベルトからなる用紙搬送ベルト１６と、その用紙搬送ベルト１６を張架する複数の張架ロール６からなる張架装置と、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙搬送ベルト１６に担持された記録媒体Ｐ上で重ね合わせるように転写して記録媒体Ｐ上に多色トナー像を形成する、各感光体ドラムと接する各一次転写位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に配置された複数の一次転写器７とを備えており、記録媒体Ｐに転写された多色トナー像を図示しない定着器により定着して記録媒体Ｐ上にカラー画像を形成する。
【００８２】
この第６の実施形態のカラープリント装置１０においても、図２を参照して説明したのと同様、用紙搬送ベルト１６の張力により張架ロール６のベンディングが生じ、図３を参照して説明したのと同様、ベルト長手方向の伸びがベルト幅方向に不均一となり、記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像が弓状湾曲歪みを示す。なお、用紙搬送ベルト１６上に担持された記録媒体Ｐは、用紙搬送ベルト１６とは必ずしも用紙前面にわたって密着しているわけではないが、部分的にでも密着に近い状態で担持されている部分では、記録媒体Ｐ上のトナー像も図３に示したのと同様の弓状湾曲歪みを生じる。
【００８３】
そこで、この第６の実施形態においても、図６を参照して説明した第１の実施形態におけると同様、スクリュー機構２５ａを有するベンディング装置を用いて走査線軌跡２６の形状を変化させることにより、用紙搬送ベルト１６上に担持された記録媒体Ｐ上のトナー像の弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正して、トナー像の弓状湾曲歪みを防止することが望ましい。あるいは、図７を参照して説明した第２の実施形態におけると同様、走査装置に入力される前の画像データ３１を座標変換してボウ補正することにより、トナー像の弓状湾曲歪みを防止するようにしてもよい。
【００８４】
また、図８を参照して説明した第３の実施形態における中間転写ベルト４１と同様、用紙搬送ベルト１６の張架ロール４２として、張架ロール４２の長手方向中央部４２ｃの直径を長手方向両端部４２ｅの直径よりも大きな直径の張架ロール４２を用いることにより弓状湾曲歪みの補正を行うようにしてもよく、また、図９を参照して説明した第４の実施形態における中間転写ベルト５１と同様、用紙搬送ベルト１６を張架する張架ロール５２として、ロール表面に弾性体を被覆した張架ロール５２を用いることにより中間転写ベルト５１’に不均一な伸びが生じないように補正を行うようにしてもよく、さらに、図１０を参照して説明した第５の実施形態における中間転写ベルト６１と同様、用紙搬送ベルト１６のベルト移動区間内に、ベルト幅方向中央部を押圧して幅方向中央部の周長を幅方向両端部の周長よりも伸張させる伸張手段６３を備えることにより、ベルト移動区間におけるベルト幅方向両側端部の移動速度と幅方向中央部の移動速度とを略同一となるようにしてもよい。
【００８５】
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。
【００８６】
図１２は、本発明の第７の実施形態が適用されるカラープリント装置の概略構成図である。
【００８７】
図１２に示す第７の実施形態は、本発明の第２の画像形成装置をカラープリント装置に適用した場合の実施形態を示すものである。
【００８８】
この本発明の第２の画像形成装置では、上記の各実施形態に示した本発明の第１の画像形成装置とは異なり、いわゆる感光体ベルト方式の画像形成装置に関するものである。
【００８９】
図１２に示すように、この第７の実施形態のカラープリント装置７０は、矢印Ｂ方向に循環移動する感光体としての無端ベルト７５と、無端ベルト７５を張架する複数の張架ロール７６からなる張架装置と、無端ベルト７５表面の、ベルト移動方向の相互に離れた複数の潜像書込位置Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４それぞれにおいて、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４色の画像情報それぞれを担持する各光ビームで、無端ベルト７５の幅方向に延びる各走査線に沿って走査することにより、無端ベルト７５の移動に同期して無端ベルト７５上の同一箇所に各静電潜像を形成する複数の走査装置７３からなる潜像形成手段と、上記各潜像書込位置の、ベルト移動方向下流側に隣接した各現像位置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４において無端ベルト７５上に形成された各静電潜像を互いに異なる色のトナーで現像して各トナー像を無端ベルト７５上の同一箇所に順次重ねることにより多色トナー像を形成する複数の現像器７４と、無端ベルト７５上に形成された多色トナー像を記録媒体Ｐに二次転写する二次転写器７９と、上記各潜像書込位置の手前にそれぞれ配置された、無端ベルト７５表面を一様に帯電させる帯電器７８とを備え、記録媒体Ｐ上に形成された多色トナー像を最終的に記録媒体Ｐに定着することにより記録媒体Ｐ上に定着トナー像を形成するものであり、これらの複数の潜像書込位置Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４のうちのベルト移動方向最下流側の潜像書込位置Ｆ４を除く任意の潜像書込位置から最下流側の潜像書込位置Ｆ４までのベルト移動区間Ｓ内における、無端ベルト７５の、上記張架装置により張架された結果生じるベルト長手方向の伸びのベルト幅方向の不均一性に基づく任意の潜像書込位置で無端ベルト７５上に形成された静電潜像が最下流側の潜像書込位置Ｆ４に到達した時に弓状に湾曲する弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正を行う補正手段を備えている。
【００９０】
この第７の実施形態のカラープリント装置７０においても、図２を参照して説明したのと同様、無端ベルト７５の張力により張架ロール７６のベンディングが生じ、図３を参照して説明したのと同様、ベルト長手方向の伸びがベルト幅方向に不均一となり、張架ロール７６上に現像されたトナー像が弓状湾曲歪みを示す。
【００９１】
そこで、この第７の実施形態においても、図６を参照して説明した第１の実施形態におけると同様、スクリュー機構２５ａを有するベンディング装置を用いて走査線軌跡２６の形状を変化させることにより、無端ベルト７５上に形成されたトナー像の弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正することが望ましく、あるいは、図７を参照して説明した第２の実施形態におけると同様、走査装置に入力される前の画像データ３１を座標変換してボウ補正することにより、トナー像の弓状湾曲歪みを防止するようにしてもよい。
【００９２】
また、図８を参照して説明した第３の実施形態における中間転写ベルト４１と同様、無端ベルト７５の張架ロール４２として、張架ロール４２の長手方向中央部４２ｃの直径を長手方向両端部４２ｅの直径よりも大きな直径の張架ロール４２を用いることにより弓状湾曲歪みの補正を行うようにしてもよく、また、図９を参照して説明した第４の実施形態における中間転写ベルト５１と同様、無端ベルト７５を張架する張架ロール７６として、ロール表面に弾性体を被覆した張架ロール５２（図９参照）を用いることにより無端ベルト７５に不均一な伸びが生じないように補正を行うようにしてもよく、さらに、図１０を参照して説明した第５の実施形態における中間転写ベルト６１と同様、無端ベルト７５のベルト移動区間内に、ベルト幅方向中央部を押圧して幅方向中央部の周長を幅方向両端部の周長よりも伸張させる伸張手段６３を備えることにより、ベルト移動区間におけるベルト幅方向両側端部の移動速度と幅方向中央部の移動速度とを略同一となるようにしてもよい。
【００９３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の第１の画像形成装置によれば、複数の感光体ドラムに対応した複数の一次転写位置のうちの無端ベルトの移動方向最下流側の一次転写位置を除く任意の一次転写位置から最下流側の一次転写位置までのベルト移動区間内における、無端ベルトのベルト幅方向の不均一な伸びに起因するトナー像の弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正を行う補正手段を備えたことにより色ズレの少ないカラー画像形成装置を実現することができる。
【００９４】
また、本発明の第２の画像形成装置によれば、複数の潜像書込位置のうちの無端ベルト移動方向最下流側の潜像書込位置を除く任意の潜像書込位置から最下流側の潜像書込位置までのベルト移動区間内における、無端ベルトのベルト幅方向の不均一な伸びに起因するトナー像の弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正を行う補正手段を備えたことにより色ズレの少ないカラー画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置が適用されるカラープリント装置の概略構成図である。
【図２】中間転写ベルトの張力により張架ロールがベンディングした状態を示す図である。
【図３】中間転写ベルトの長手方向の伸びの不均一性を示す図（ａ）、およびその結果生じるトナー像の弓状湾曲歪みを示す図（ｂ，ｃ，ｄ）である。
【図４】比較のために示した従来の光学的方法による色ズレ補正方法の説明図である。
【図５】第１の実施形態における、各感光体ドラム上の走査線の軌跡を補正する方法の説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に用いられる非球面結像ミラーのベンディング装置を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における画像データの座標変換処理によるボウ補正方法を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態におけるボウ補正手段を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態におけるボウ補正手段を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態におけるボウ補正手段を示す図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態が適用されるカラープリント装置の概略構成図である。
【図１２】本発明の第７の実施形態が適用されるカラープリント装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１ カラープリント装置
２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋ 感光体ドラム
３ 走査装置
４ 現像器
５ 中間転写ベルト
６，６ａ，６ｂ 張架ロール
７ 一次転写器
８ 帯電器
９ 定着器
１０ カラープリント装置
１１，１１ａ，１１ｂ，１１’，１２’，１３，１３’ トナー像
１４Ｃ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｋ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 軌跡
１６ 用紙搬送ベルト
２１ 非球面結像ミラー
２１ａ 端部
２２ レーザビーム
２３，２６ 走査線軌跡
２４ 支持部材
２５ａ スクリュー機構
３１，３４ 画像データ列
３２ ボウ関数
３３ センター座標
４１ 中間転写ベルト
４２ 張架ロール
４２’ 接触面
４２ｃ 中央部
４２ｅ 両端部
４３ 回転軸
４４ ベアリング
５１，５１’ 中間転写ベルト
５２，５２’ 張架ロール
５２ａ 弾性体層
５２ｂ ロール基材
６１ 中間転写ベルト
６１ｃ 中央部
６１ｅ 両端部
６２ 張架ロール
６３ 伸張手段
７０ カラープリント装置
７３ 走査装置
７４ 現像器
７５ 無端ベルト
７６ 張架ロール
７８ 帯電器
７９ 二次転写器
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４ 現像位置
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４ 潜像書込位置
Ｌ１．Ｌ２ 距離
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 移動区間
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４ 一次転写位置
Ｖ１，Ｖ２ 移動速度
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式のカラープリンタやカラー複写機などに用いられる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式のカラープリンタやカラー複写機などに用いられるカラー画像形成装置において、複数色のトナー像が最終的に用紙上に重ね合わせるように転写されて形成される多色トナー像の各色のトナー像どうしの間に色ズレを生じることがあり、画質劣化の要因の一つとなっている。
【０００３】
この色ズレは種々の要因によって生じるものであるが、一般にデジタルカラー画像形成装置では、駆動機構により回転駆動される複数の感光体ドラムに対して互いに独立した複数の潜像形成手段により、互いに異なる色の画像情報を走査線に沿って書き込むことにより静電潜像を形成し、これらの静電潜像を複数の現像手段により現像してそれぞれの色のトナー像を形成し、それらを被転写材上に重ね合わせて転写してカラー画像を得ているので、各感光体ドラムの機械的な精度、各潜像形成手段により感光体ドラム上に書き込まれる走査線の走査位置精度、走査装置の書込レンズのばらつきに起因する走査線の曲がりおよび傾き（スキュー）、倍率誤差、また装置全体の温度変化による書込位置および倍率の変動等の要因により、これらが最終的なカラー画像に色ムラ、色ズレとなって現れ画像品質を劣化させる。
【０００４】
そこで、例えば、特開平−２９７５７４号公報記載の画像形成装置や特開平６−３５２８７号公報記載の多重画像出力装置においては、上記の色ズレの補正方法として、潜像形成手段により感光体ドラム上に書き込まれる走査線の走査線の曲がりおよび傾きを、光学部品を機械的に変位させることにより補正する方法が開示されている。
【０００５】
また、特開平０９−９０６９５号公報には、複数の感光体ドラムにそれぞれ異なる色の画像情報に基づき走査線を書き込んで静電潜像を形成し、これらの静電潜像をトナーで現像して被転写材上に重ね合わせて転写してカラー画像を得る画像形成装置において、潜像形成手段により感光体ドラム上に書き込まれる走査線の曲がりおよび傾きを測定する手段と、その測定結果に応じて画像データを副走査方向にもしくは２次元的に座標変換処理して、各色間の色ズレを補正する補正方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上記のような種々の方法を単独であるいは適宜組み合わせて実施することにより、感光体ドラム上に書き込まれる走査線の曲がりおよび傾きを補正することは広く行われているが、最近の画像形成装置の小型化の趨勢に伴い、次に示すような色ズレについての全く新たな問題が生じている。
【０００７】
すなわち、複数の感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルトに一次転写する方式のカラー画像形成装置において、装置全体を小型化するために中間転写ベルトを張架する張架ロールの小径化が進められ、それに伴い、張架ロールの剛性が低下し、そのため、張架ロールが中間転写ベルトの張力によってベンディングしやすくなるという問題が起きやすくなる。
【０００８】
このように張架ロールがベンディングを起こすと２本の張架ロールで張架された区間内で、ベルト幅方向中央部におけるベルト長手方向の長さが、ベルト幅方向両端部におけるベルト長手方向の長さよりも短くなる。その結果、上記の区間内における中間転写ベルトの平均移動速度がベルト幅方向で異なった状態となり、中間転写ベルト上に転写されたトナー像は、中間転写ベルトの移動に伴って歪みを生じる。このトナー像の歪みは、潜像形成手段の光学部品の歪みによるＢＯＷ（ボウ）現象と同じように弓状に湾曲した歪みとして現れるが、特徴的な症状は、中間転写ベルトに転写されたトナー像の移動距離が長いほど影響度合いが大きいという点にある。
【０００９】
すなわち、複数の画像形成エンジンを備えたタンデム構成のカラー画像形成装置では、第１色目の画像形成エンジンで形成され中間転写ベルト上に最初に転写された第１色目のトナー像が、最終色の画像形成エンジンから転写される最終色のトナー像の転写を受ける転写位置に達するまでの中間転写ベルトの移動区間内で、ベルト幅方向の不均一な伸びにより生じるトナー像のボウが、４色のうちでも最も大きい曲率を持っており、最終色の画像形成エンジンに近い色の画像形成エンジンで形成され転写されたトナー像ほどそのボウの曲率が小さくなる。
【００１０】
従来は、画像形成装置に対する小型化の要請もさほど強くはなかったこともあり、張架ロールの直径としては２５ｍｍ以上のものが多用されてきたが、最近の装置の小型化に伴い、中間転写ベルトの張架ロールの径も小さくなる一方であり、例えば直径２０ｍｍ〜１５ｍｍ、あるいはそれ以下のものを用いようとすると、張架ロールの直径は曲げ量に対して４乗で効いてくるため、小型化された画像形成装置では上記ボウの問題は特に重要な技術課題としてクローズアップされつつある。
【００１１】
前述のように、特開平０９−９０６９５号公報には、感光体ドラム上の走査線の曲がりおよび傾きを測定しその測定結果に応じて画像データを座標変換処理することにより色ズレを補正する方法が開示されているが、従来の補正方法は、走査線のボウ（弓状湾曲）を最小に抑えて、直線として扱えるようにするか、それとも各色共にほぼ同一のボウに揃えることにより、ボウの差分としての色ズレを目立たないようにさせるものであり、このような考え方では、上記の中間転写ベルトのベルト幅方向の不均一な伸びに起因する、新たな色ズレ問題には対処することができない。何故ならば、このトナー像の弓状湾曲歪みは潜像形成手段において発生しているものではなく一次転写後の中間転写ベルト上の特定の移動区間内で発生しているものだからである。
【００１２】
なお、上記の説明では、中間転写方式のカラー画像形成装置において、張架ロールのベンディングにより中間転写ベルトがベルト幅方向に不均一に伸びるために、中間転写ベルト上のトナー像に弓状湾曲歪みが発生し、そのため最終画像に色ズレが生じる例について説明したが、中間転写方式以外のカラー画像形成装置においても、これと同様のメカニズムによる色ズレが生じることがある。
【００１３】
例えば、感光体ドラム上に形成したトナー像を、循環移動する無端状の用紙搬送ベルト上に担持された用紙に直接、重ね合わせるように転写してカラー画像を形成する方式の画像形成装置、あるいは、感光体ドラムを用いずに循環移動する無端状の感光体ベルト上に、複数色分の帯電手段、潜像形成手段、および現像手段からなるトナー像形成ユニットにより、順次トナー像を重ね合わせるようにして多色トナー像を形成し、それを最終的に用紙上に転写してカラー画像を形成する方式の画像形成装置においても上記の中間転写方式のカラー画像形成装置と同様、無端ベルトのベルト幅方向の不均一な伸びに起因するトナー像の弓状湾曲歪みが発生しそれによる色ズレが生じることがある。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑み、無端ベルトのベルト幅方向の不均一な伸びに起因するトナー像の弓状湾曲歪みによる色ズレの発生が防止された画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第１の画像形成装置は、
複数の感光体ドラムと、それら複数の感光体ドラムそれぞれの表面を走査する複数の走査装置からなる潜像形成手段と、表面に直接にあるいは表面に担持された記録媒体上に、上記各感光体ドラム上の各トナー像の転写を受ける無端ベルトと、その無端ベルトを張架する複数の張架ロールからなる張架装置と、上記複数の感光体ドラム上に形成されたトナー像を上記無端ベルト上に直接にあるいは上記無端ベルト上に担持された記録媒体上に転写する複数の一次転写手段とを有する画像形成装置において、
上記複数の一次転写手段がトナー像を転写する上流側の一次転写位置から下流側の一次転写位置までのベルト移動区間に応じて、弓状湾曲歪みによる色ずれの発生を打ち消すように補正を行う補正手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、上記目的を達成する本発明の第２の画像形成装置は、
所定方向に循環移動する感光体としての無端ベルトと、その無端ベルトを張架する複数の張架ロールからなる張架装置と、上記無端ベルト表面の、無端ベルト移動方向の相互に離れた複数の潜像書込位置それぞれにおいて、互いに異なる色の画像情報それぞれを担持する各光ビームで走査する複数の走査装置からなる潜像形成手段とを有する画像形成装置において、
上記複数の潜像書込位置のうちの上流側の潜像書込位置から下流側の潜像書込位置までのベルト移動区間に応じて、弓状湾曲歪みによる色ずれの発生を打ち消すように補正を行う補正手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
ここで、上記補正手段が、上記潜像形成手段の、各走査装置による走査線の形状を、上記ベルト移動区間の距離に応じて補正するものであることが好ましい。
【００１８】
また、上記補正手段が、上記ベルト移動区間における上記無端ベルトの幅方向両側端部の移動速度と、上記無端ベルトの幅方向中央部の移動速度とが略同一となるように上記無端ベルトの張力の幅方向の分布を補正するものであることも好ましい。
【００１９】
さらに、上記補正手段が、上記ベルト移動区間を張架する張架ロールとして、上記張架ロールの長手方向中央部の直径が長手方向両端部の直径よりも大きな直径の張架ロールを用いることにより上記補正を行うものであることも好ましい態様の一つである。
【００２０】
また、上記補正手段が、上記ベルト移動区間で上記無端ベルトを張架する張架ロールとして、上記張架ロール表面に弾性体を被覆した張架ロールを用いることにより上記補正を行うものであることも好ましい。
【００２１】
また、上記補正手段が、上記ベルト移動区間における上記無端ベルトの幅方向両側端部の移動速度と、上記ベルト移動区間における上記無端ベルトの幅方向中央部の移動速度とが略同一となるように、上記無端ベルトの幅方向中央部を押圧して幅方向中央部の周長を幅方向両端部の周長よりも伸張させることにより上記補正を行う伸張手段を備えたものであることも好ましい態様の一つである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１の画像形成装置が適用されるカラープリント装置の概略構成図である。
【００２４】
図１に示すカラープリント装置１は、並列に配置され矢印Ａ方向に回転するＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４色に対応する４つの感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋと、これら各感光体ドラム表面を一様に帯電させる帯電器８と、上記４色に対応する色の画像情報それぞれを担持する各光ビームで各感光体ドラムの回転軸幅方向に延びる走査線に沿って走査することにより各感光体ドラム上に静電潜像を形成する複数の走査装置３からなる潜像形成手段と、各感光体ドラム上に形成された静電潜像を互いに異なる色のトナーで現像して各感光体ドラム上に各トナー像を形成する４つの現像器４と、矢印Ｂ方向に循環移動しながら各感光体ドラム上の各トナー像の転写を受ける、無端ベルトからなる中間転写ベルト５と、その中間転写ベルト５を張架する複数の張架ロール６からなる張架装置と、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５上で重ね合わせるように転写して中間転写ベルト５上に多色トナー像を形成する、各感光体ドラムと接する各一次転写位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に配置された複数の一次転写器７と、中間転写ベルト５上に形成された多色トナー像を記録媒体Ｐに二次転写する二次転写器９とを備えており、記録媒体Ｐに二次転写された多色トナー像を図示しない定着器により定着して記録媒体Ｐ上にカラー画像を形成する。
【００２５】
次に、このカラープリント装置１の動作について説明する。
【００２６】
このカラープリント装置１に画像信号が入力されると、スクリーン処理などの画像信号処理が施された後、パルス幅変調されＰＷＭ信号に変換されて、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４色に対応する４つの走査装置３に送られる。各走査装置３は、帯電器８により表面が一様に帯電された上記４色に対応する各感光体ドラム上に露光光を走査し各感光体ドラム上にそれぞれの色に対応する静電潜像を形成する。
【００２７】
各感光体ドラム上に形成された静電潜像は、上記４色のうちのいずれかの色のトナーがそれぞれ収納された４つの現像器３でそれぞれ現像され、各感光体ドラム上に上記各色の画像信号に応じたトナー像が形成される。各感光体ドラム上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト５上に順次重ね合わされるように一次転写されて中間転写ベルト５上に多色トナー像を形成する。この多色トナー像は記録媒体Ｐに二次転写される。
【００２８】
記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像は、図示しない定着器により定着されて記録媒体Ｐ上にカラー画像が形成される。
【００２９】
以上説明したカラープリント装置１による本発明の第１の実施形態について説明する。
【００３０】
前述のように、最近の画像形成装置の小型化の趨勢に応じて、中間転写ベルト方式の画像形成装置では中間転写ベルトの張架ロールの小径化が進められており、それに伴い張架ロールのベンディングにより発生する中間転写ベルト上のトナー像の弓状湾曲歪みの問題がクローズアップされるようになっている。
【００３１】
図２は、中間転写ベルトの張力により張架ロールがベンディングした状態を示す図である。
【００３２】
図２に示すように、張架ロール６は、通常ロール軸方向両端部で支持されているので、中間転写ベルト５の張力により矢印Ｔ方向にベンディングしようとする力が働き張架ロール６の剛性とバランスしたところでその形状を保つ。
【００３３】
ここで張架ロールの剛性について考えてみると、一般に良く知られているベンディングの公式から、直径３０ｍｍの張架ロールの剛性を
１＝πＤ4 ／６４とすると、
直径２５ｍｍの張架ロールの剛性は、
１（２５）＝３９７６０．７８２０２ｍｍ4
となり、
直径２０ｍｍの張架ロールの剛性は、
１（２０）＝７８５３．９８１６３４ｍｍ4
となる。すなわち、張架ロールの直径が４／５になると剛性は実に約１／５に低下してしまう。これにより同一材質であっても、ベンディング量は５倍ほど増え、中間転写ベルト上のトナー像の弓状湾曲歪みに及ぼす影響も５倍に増加する。
【００３４】
図２に示したように、張架ロール６がベンディングすることにより、張架ロール６に張架された中間転写ベルト５は、ベルト長手方向の伸びがベルト幅方向に不均一に伸びるため、中間転写ベルト５上に転写されたトナー像には弓状湾曲歪みが発生する。
【００３５】
図３は、中間転写ベルトの長手方向の伸びの不均一性を示す図（ａ）、およびその結果生じるトナー像の弓状湾曲歪みを示す図（ｂ，ｃ，ｄ）である。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、２本の張架ロール６ａ，６ｂで張架されながらＢ方向に移動する中間転写ベルト５において、２本の張架ロール６ａ，６ｂがベルトの張力によりロール軸方向中央部が互いに引き寄せ合うような形状に湾曲して、ベルト幅方向中央部におけるベルト移動方向の距離がＬ１、ベルト幅方向両端部におけるベルト移動方向の距離がＬ２になった状態を想定する。この場合、この距離Ｌ１および距離Ｌ２をベルトは同一時間ｔで移動するから、それぞれの部位での移動速度Ｖ１およびＶ２は、それぞれ
Ｖ１＝Ｌ１／ｔ
Ｖ２＝Ｌ２／ｔ
であり、かつ
Ｌ１＜Ｌ２
であるから
Ｖ１＜Ｖ２
となる。
【００３７】
そのため、図３（ｂ）に示すように、ベルト移動方向最上流側の一次転写位置Ｔ１で感光体ドラム２から中間転写ベルト５上に転写された第１色目のトナー像１１のうちベルト幅方向中央部に転写されたトナー像１１ａは、ベルト幅方向両端部に転写されたトナー像１１ｂよりも遅い移動速度でＢ方向に移動し、その結果、ベルト移動方向最下流側の一次転写位置Ｔ４に到達した時点ではトナー像は図３の紙面に向かって右側に凸状に湾曲した形状の弓状湾曲歪みを有するトナー像１１’となる。
【００３８】
また、図３（ｃ）に示すように、一次転写位置Ｔ２において転写された第２色目のトナー像１２が一次転写位置Ｔ４に到達した時点におけるトナー像１２’の弓状湾曲歪みは第１色目の弓状湾曲歪みの曲率よりも小さく、さらに、図３（ｄ）に示すように、一次転写位置Ｔ３において転写された第３色目のトナー像１３が一次転写位置Ｔ４に到達した時点におけるトナー像１３’の弓状湾曲歪みはさらに小さい曲率を有するものとなる。
【００３９】
このように、４個所の一次転写位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のうちの、ベルト移動方向最下流側の一次転写位置Ｔ４を除く他の３個所で転写されたトナー像１１，１２，１３は、それぞれ互いに異なる曲率で弓状に湾曲しながら順次重ね合わされ、最後に一次転写位置Ｔ４において第４色目のトナーが重ね合わされるので、結局、多色トナー像には色ズレが生じることになる。
【００４０】
そこで、本発明の第１の実施形態では、このような弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正を行う補正手段として、各色トナー像が中間転写ベルトに転写される際に、各色トナー像の弓状湾曲がほぼ同一形状で重なっていれば問題とならないわけであるから、最終色トナー像の転写位置に至るまでの中間転写ベルトの移動に伴ってトナー像が次第に歪んでいく分を見込んで、各感光体ドラム上に形成する静電潜像に予め各色毎に曲率の異なる弓状湾曲を付与しておくことにより弓状湾曲歪みの発生を打ち消すようにしている。
【００４１】
この「各感光体ドラム上に形成する静電潜像を予め弓状に湾曲させる」こと自体は、前述のように従来から行われている走査装置の光学的方法による色ズレ補正と似ているが、本実施形態においては、中間転写ベルトの長手方向の伸びのベルト幅方向の不均一性に基づく、中間転写ベルト上のトナー像の最終の転写位置までの移動区間の長さに応じて各色ごとに異なる曲率を有する弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正する点が従来の補正方法とは異なっている。
【００４２】
図４は、比較のために示した従来の光学的方法による色ズレ補正方法の説明図である。
【００４３】
図４には、走査装置により４つの感光体ドラム上にそれぞれの走査装置により、各感光体ドラム軸方向に沿った線画像を書き込んだ場合における、各感光体ドラム上に形成される走査線の軌跡１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを同一面上に図示したものである。これら４本の走査線の軌跡は本来同一となるべきものであるが、走査装置その他の機械的誤差、電気的誤差などの影響により、図示のように４本の走査線の軌跡は少しづつ相違する場合がほとんどである。そこで、それぞれの走査装置による走査線の軌跡を予め補正することによりこれらの各走査線の軌跡を所定の許容範囲Ｒ内に収めるように補正が行われる。
【００４４】
このように従来の補正では、各感光体ドラム上に描かれる各走査線の軌跡を極力同一形状となるように補正が行われるが、本実施形態においては、図３を参照して説明したように、中間転写ベルトの長手方向の伸びのベルト幅方向の不均一性に基づく、中間転写ベルト上のトナー像の弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正を行なう。
【００４５】
図５は、第１の実施形態における、各感光体ドラム上の走査線の軌跡を補正する方法の説明図である。
【００４６】
図５に示すように、中間転写ベルトがＢ方向に移動するものとした場合、最初の転写色の静電潜像の走査線の軌跡１４Ｃの曲率を、最終色の静電潜像の走査線の軌跡１４Ｋの曲率に比べて、図３を参照して説明した第１色目のトナー像１１’の弓状湾曲歪みを打ち消すような曲率のものとする。
【００４７】
同様に、第２色目の静電潜像の走査線の軌跡１４Ｍの曲率を、最終色の静電潜像の走査線の軌跡１４Ｋの曲率に比べて、図３を参照して説明した第２色目のトナー像１２’の弓状湾曲歪みを打ち消すような曲率のものとする。第３色目も同様である。
【００４８】
このように、第１色目から第３色目までの静電潜像の走査線の軌跡をそれぞれ中間転写ベルトのベルト幅方向に不均一な伸びに起因する弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正することにより中間転写ベルト上の多色トナー像の色ズレの発生が抑制される。
【００４９】
すなわち、第１の実施形態における補正手段は、潜像形成手段の、各走査装置による感光体ドラム表面を走査する走査線の形状を、中間転写ベルトの移動区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の各距離に応じて、すなわち、図３に示した第４色目の一次転写位置Ｔ４から各一次転写位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３までのベルト移動距離に応じて補正するものである。
【００５０】
各感光体ドラム上の走査線の軌跡を補正する具体的方法としては種々のものを採用することができるが、そのうちの一つの方法として、レーザビーム走査装置の光学部品、例えば非球面結像ミラーを機械的にベンディングさせる方法がある。
【００５１】
図６は、本発明の第１の実施形態に用いられる非球面結像ミラーのベンディング装置を示す図である。
【００５２】
図６（ａ）には、支持部材２４により支持された非球面結像ミラー２１に入射するレーザビーム２２によって、図示のような走査線軌跡２３が描かれる様子が示されている。
【００５３】
図６（ｂ）には、非球面結像ミラー２１の長手方向両端部２１ａを支持する支持部材２４に、非球面結像ミラー２１の長手方向両端部２１ａを矢印Ａ方向に機械的に変位させて非球面結像ミラー２１を図示のように弓状に湾曲させるスクリュー機構２５ａを有するベンディング装置が示されている。このスクリュー機構２５ａを操作することにより走査線軌跡２６の形状を変化させることができる。
【００５４】
このように、スクリュー機構２５ａを有するベンディング装置を用いて走査線軌跡２６の形状を変化させることにより、中間転写ベルト上のトナー像の弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正することができる。
【００５５】
なお、上記の第１の実施形態の方法による走査線軌跡の補正には限界があり、常に無条件で十分な補正効果が得られるというわけではない。その限界を超えて補正しようとすると、露光スポットが長円形になったり、ピントが最良のピント位置から外れてしまって書込ビーム径が不良となり、照度ムラ等による画質劣化が目立つようになってしまうので画質劣化を起こさない範囲内で補正を行う必要がある。
【００５６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５７】
図７は、本発明の第２の実施形態における画像データの座標変換処理によるボウ補正方法を示す図である。
【００５８】
図７（ａ）には、走査装置に入力される前の、画像データ列３１をＸ，Ｙ座標系上に表したもの、およびこれらの画像データ３１を座標変換することによりボウ補正するためのボウ関数３２が示されている。すなわち、このボウ関数３２は、Ｘ軸上のセンター座標３３をＣｔｒとする、ΔＹ＝−ａ（Ｘ−Ｃｔｒ）2 なる関数で表すことができる。このボウ関数３２を用い、図７（ａ）の画像データ列３１を次式により座標変換する。
【００５９】
Ｘ’＝Ｘ
Ｙ’＝Ｙ＋ａ（Ｘ−Ｃｔｒ）2
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した画像データ列を上式により座標変換した後の画像データ列を示す図である。
【００６０】
図７（ｂ）に示すように、画像データ列を補正座標系（Ｘ’，Ｙ’）により矢印方向にシフトさせることにより、図７（ａ）に示したボウ関数３２を打ち消す形状に座標変換された画像データ列３４を得ることができる。
【００６１】
こうして、本発明の第２の実施形態では、走査装置に入力される前の画像データを座標変換処理することにより中間転写ベルト上に転写されたトナー像の弓状湾曲歪みの発生を防止することができる。
【００６２】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００６３】
上記の各実施形態では、潜像形成手段の各走査装置による感光体ドラム表面を走査する走査線の形状に予め弓状の湾曲を与えておいて中間転写ベルト上のトナー像の弓状湾曲歪みを打ち消す補正方式によるものであるが、この補正方式によらずに、中間転写ベルト側でトナー像の弓状湾曲歪みを打ち消す補正方式について次に説明する。
【００６４】
以下に示す本発明の第３、第４、および第５の各実施形態は、中間転写ベルトのベルト移動区間（図３：Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）における中間転写ベルトの幅方向両側端部の移動速度と、中間転写ベルトの幅方向中央部の移動速度とが略同一となるように中間転写ベルトの張力の幅方向の分布を補正するものである。
【００６５】
図８は、本発明の第３の実施形態におけるボウ補正手段を示す図である。
【００６６】
第３の実施形態では、図８（ａ）に示すように、中間転写ベルト４１の張架ロール４２として、張架ロール４２の長手方向中央部４２ｃの直径を長手方向両端部４２ｅの直径よりも大きな直径の張架ロール４２を用いることにより弓状湾曲歪みの補正を行うものである。この張架ロール４２の回転軸４３をベアリング４４で支持して中間転写ベルト４１を張架すると、張架ロール４２はベンディングしようとする。しかし、張架ロール４２の長手方向中央部４２ｃの直径は長手方向両端部４２ｅの直径よりも大きいので、張架ロール４２が湾曲しようとする度合いと、ロール軸方向の径の相違の度合いとが互いに打ち消し合い、図８（ｂ）に示すように、張架ロール４２’と中間転写ベルト４１’との接触面４２’を湾曲させないように設定することによって、中間転写ベルト４１’の張力の幅方向の分布は平均化されて中間転写ベルト４１’に不均一な伸びが発生せず、中間転写ベルト４１’上に転写されたトナー像の弓状湾曲を防止することができる。
【００６７】
この第３の実施形態の補正方式は、いわゆるクラウンロールを用いる方式である。
【００６８】
クラウンロール自体は、従来からベルトのＷａｌｋｉｎｇ（蛇行）規制手段として知られているが、従来のＷａｌｋｉｎｇ規制手段では、Ｗａｌｋｉｎｇによってベルトの一方の端部が張架ロールの径の太い中央部に近付いていくとそのベルト端部の張力が高くなり、それがＷａｌｋｉｎｇを元に戻そうとする力として作用する。従って、張架ロールのクラウン量は、ベルトがＷａｌｋしようとする力と釣り合うように決定される。
【００６９】
これに対して、本実施形態における張架ロールのクラウンは、ロールベンディングにより生じる中間転写ベルトの幅方向の周長差がキャンセルされるように中間転写ベルトのロール軸方向の周長を揃えることを目的としているので、張架ロールのクラウン量は、ベルト張力とロール剛性とによって決められる。
【００７０】
なお、張架ロールのクラウン量は、複数のロールに振り分けられていてもよいし、また、このクラウンロールが、Ｗａｌｋｉｎｇ規制用のロールを兼ねるものであってもよい。
【００７１】
図９は、本発明の第４の実施形態におけるボウ補正手段を示す図である。
【００７２】
第４の実施形態は、図９（ａ）に示すように、中間転写ベルト５１を張架する張架ロール５２として、ロール表面に弾性体を被覆した張架ロール５２を用いることにより中間転写ベルト５１’に不均一な伸びが生じないように補正を行うものである。すなわち、張架ロール５２として、通常のロール基材５２ｂの表面に弾性体層５２ａを被覆した張架ロール５２を用いる。
【００７３】
このような、表面に弾性体層５２ａを有する張架ロール５２を用いた場合は、図９（ｂ）に示すように、張架ロール５２’が中間転写ベルト５１’の張力によりベンディングしたとしても、中間転写ベルト５１’の幅方向の張力分布は張架ロール５２表面の弾性体層５２ａにより平均化されるので、中間転写ベルト５１’に不均一な伸びが発生することがなく、中間転写ベルト５１’上のトナー像の弓状湾曲を防止することができる。
【００７４】
図１０は、本発明の第５の実施形態におけるボウ補正手段を示す図である。
【００７５】
第５の実施形態は、図１０（ａ）に示すように、２本の張架ロール６２により張架された中間転写ベルト６１のベルト移動区間内に、中間転写ベルト６１の幅方向中央部を押圧して幅方向中央部の周長を幅方向両端部の周長よりも伸張させる伸張手段６３を備えたことにより、ベルト移動区間における中間転写ベルト６１の幅方向両側端部の移動速度と幅方向中央部の移動速度とを略同一となるようにしている。
【００７６】
このような伸張手段６３を備えた場合は、図１０（ｂ）に断面図として示したように、中間転写ベルト６１のベルト移動区間内において、中間転写ベルト６１の幅方向中央部６１ｃが伸張手段６３により押圧されて幅方向中央部６１ｃの周長を長手方向両端部６１ｅの周長よりも伸張させる。その結果、中間転写ベルト６１の幅方向の張力分布は平均化されるので、中間転写ベルト６１上のトナー像の弓状湾曲を防止することができる。
【００７７】
以上、第１および第２の実施形態のように、潜像形成手段の各走査装置による感光体ドラム上の走査線の形状に予め弓状の湾曲を与えておいて中間転写ベルト上のトナー像の弓状湾曲歪みを打ち消す補正方式と、第３、第４、および第５の実施形態のように中間転写ベルト側でトナー像の弓状湾曲歪みを打ち消す補正方式とについてそれぞれ別に説明したが、これら２つの補正方式を適宜組み合わせて実施するようにしてもよい。
【００７８】
次に、本発明の第１の画像形成装置についてのさらに他の実施形態について説明する。
【００７９】
図１１は、本発明の第６の実施形態が適用されるカラープリント装置の概略構成図である。
【００８０】
図１１に示すカラープリント装置１０は、図１に示したカラープリント装置１と類似の構成を有している。両者の相違点は、カラープリント装置１は、無端ベルトからなる中間転写ベルト５を備えた中間転写方式のカラープリント装置であるのに対して、カラープリント装置１０は、記録媒体Ｐを表面に担持して矢印Ｂ方向に搬送する無端ベルトからなる用紙搬送ベルト１６を備え、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を、用紙搬送ベルト１６に担持された記録媒体Ｐ上で重ね合わせるように転写する方式のカラープリント装置であるという点である。
【００８１】
図１１に示すように、この第６の実施形態のカラープリント装置１０は、並列に配置され矢印Ａ方向に回転するＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４色に対応する４つの感光体ドラム２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋと、これら各感光体ドラム表面を一様に帯電させる帯電器８と、上記４色に対応する色の画像情報それぞれを担持する各光ビームで各感光体ドラムの回転軸幅方向に延びる走査線に沿って走査することにより各感光体ドラム上に静電潜像を形成する複数の走査装置３からなる潜像形成手段と、各感光体ドラム上に形成された静電潜像を互いに異なる色のトナーで現像して各感光体ドラム上に各トナー像を形成する４つの現像器４と、矢印Ｂ方向に循環移動しながら表面に担持された記録媒体Ｐ上に、各感光体ドラム上の各トナー像の転写を受ける無端ベルトからなる用紙搬送ベルト１６と、その用紙搬送ベルト１６を張架する複数の張架ロール６からなる張架装置と、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙搬送ベルト１６に担持された記録媒体Ｐ上で重ね合わせるように転写して記録媒体Ｐ上に多色トナー像を形成する、各感光体ドラムと接する各一次転写位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に配置された複数の一次転写器７とを備えており、記録媒体Ｐに転写された多色トナー像を図示しない定着器により定着して記録媒体Ｐ上にカラー画像を形成する。
【００８２】
この第６の実施形態のカラープリント装置１０においても、図２を参照して説明したのと同様、用紙搬送ベルト１６の張力により張架ロール６のベンディングが生じ、図３を参照して説明したのと同様、ベルト長手方向の伸びがベルト幅方向に不均一となり、記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像が弓状湾曲歪みを示す。なお、用紙搬送ベルト１６上に担持された記録媒体Ｐは、用紙搬送ベルト１６とは必ずしも用紙前面にわたって密着しているわけではないが、部分的にでも密着に近い状態で担持されている部分では、記録媒体Ｐ上のトナー像も図３に示したのと同様の弓状湾曲歪みを生じる。
【００８３】
そこで、この第６の実施形態においても、図６を参照して説明した第１の実施形態におけると同様、スクリュー機構２５ａを有するベンディング装置を用いて走査線軌跡２６の形状を変化させることにより、用紙搬送ベルト１６上に担持された記録媒体Ｐ上のトナー像の弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正して、トナー像の弓状湾曲歪みを防止することが望ましい。あるいは、図７を参照して説明した第２の実施形態におけると同様、走査装置に入力される前の画像データ３１を座標変換してボウ補正することにより、トナー像の弓状湾曲歪みを防止するようにしてもよい。
【００８４】
また、図８を参照して説明した第３の実施形態における中間転写ベルト４１と同様、用紙搬送ベルト１６の張架ロール４２として、張架ロール４２の長手方向中央部４２ｃの直径を長手方向両端部４２ｅの直径よりも大きな直径の張架ロール４２を用いることにより弓状湾曲歪みの補正を行うようにしてもよく、また、図９を参照して説明した第４の実施形態における中間転写ベルト５１と同様、用紙搬送ベルト１６を張架する張架ロール５２として、ロール表面に弾性体を被覆した張架ロール５２を用いることにより中間転写ベルト５１’に不均一な伸びが生じないように補正を行うようにしてもよく、さらに、図１０を参照して説明した第５の実施形態における中間転写ベルト６１と同様、用紙搬送ベルト１６のベルト移動区間内に、ベルト幅方向中央部を押圧して幅方向中央部の周長を幅方向両端部の周長よりも伸張させる伸張手段６３を備えることにより、ベルト移動区間におけるベルト幅方向両側端部の移動速度と幅方向中央部の移動速度とを略同一となるようにしてもよい。
【００８５】
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。
【００８６】
図１２は、本発明の第７の実施形態が適用されるカラープリント装置の概略構成図である。
【００８７】
図１２に示す第７の実施形態は、本発明の第２の画像形成装置をカラープリント装置に適用した場合の実施形態を示すものである。
【００８８】
この本発明の第２の画像形成装置では、上記の各実施形態に示した本発明の第１の画像形成装置とは異なり、いわゆる感光体ベルト方式の画像形成装置に関するものである。
【００８９】
図１２に示すように、この第７の実施形態のカラープリント装置７０は、矢印Ｂ方向に循環移動する感光体としての無端ベルト７５と、無端ベルト７５を張架する複数の張架ロール７６からなる張架装置と、無端ベルト７５表面の、ベルト移動方向の相互に離れた複数の潜像書込位置Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４それぞれにおいて、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４色の画像情報それぞれを担持する各光ビームで、無端ベルト７５の幅方向に延びる各走査線に沿って走査することにより、無端ベルト７５の移動に同期して無端ベルト７５上の同一箇所に各静電潜像を形成する複数の走査装置７３からなる潜像形成手段と、上記各潜像書込位置の、ベルト移動方向下流側に隣接した各現像位置Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４において無端ベルト７５上に形成された各静電潜像を互いに異なる色のトナーで現像して各トナー像を無端ベルト７５上の同一箇所に順次重ねることにより多色トナー像を形成する複数の現像器７４と、無端ベルト７５上に形成された多色トナー像を記録媒体Ｐに二次転写する二次転写器７９と、上記各潜像書込位置の手前にそれぞれ配置された、無端ベルト７５表面を一様に帯電させる帯電器７８とを備え、記録媒体Ｐ上に形成された多色トナー像を最終的に記録媒体Ｐに定着することにより記録媒体Ｐ上に定着トナー像を形成するものであり、これらの複数の潜像書込位置Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４のうちのベルト移動方向最下流側の潜像書込位置Ｆ４を除く任意の潜像書込位置から最下流側の潜像書込位置Ｆ４までのベルト移動区間Ｓ内における、無端ベルト７５の、上記張架装置により張架された結果生じるベルト長手方向の伸びのベルト幅方向の不均一性に基づく任意の潜像書込位置で無端ベルト７５上に形成された静電潜像が最下流側の潜像書込位置Ｆ４に到達した時に弓状に湾曲する弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正を行う補正手段を備えている。
【００９０】
この第７の実施形態のカラープリント装置７０においても、図２を参照して説明したのと同様、無端ベルト７５の張力により張架ロール７６のベンディングが生じ、図３を参照して説明したのと同様、ベルト長手方向の伸びがベルト幅方向に不均一となり、張架ロール７６上に現像されたトナー像が弓状湾曲歪みを示す。
【００９１】
そこで、この第７の実施形態においても、図６を参照して説明した第１の実施形態におけると同様、スクリュー機構２５ａを有するベンディング装置を用いて走査線軌跡２６の形状を変化させることにより、無端ベルト７５上に形成されたトナー像の弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正することが望ましく、あるいは、図７を参照して説明した第２の実施形態におけると同様、走査装置に入力される前の画像データ３１を座標変換してボウ補正することにより、トナー像の弓状湾曲歪みを防止するようにしてもよい。
【００９２】
また、図８を参照して説明した第３の実施形態における中間転写ベルト４１と同様、無端ベルト７５の張架ロール４２として、張架ロール４２の長手方向中央部４２ｃの直径を長手方向両端部４２ｅの直径よりも大きな直径の張架ロール４２を用いることにより弓状湾曲歪みの補正を行うようにしてもよく、また、図９を参照して説明した第４の実施形態における中間転写ベルト５１と同様、無端ベルト７５を張架する張架ロール７６として、ロール表面に弾性体を被覆した張架ロール５２（図９参照）を用いることにより無端ベルト７５に不均一な伸びが生じないように補正を行うようにしてもよく、さらに、図１０を参照して説明した第５の実施形態における中間転写ベルト６１と同様、無端ベルト７５のベルト移動区間内に、ベルト幅方向中央部を押圧して幅方向中央部の周長を幅方向両端部の周長よりも伸張させる伸張手段６３を備えることにより、ベルト移動区間におけるベルト幅方向両側端部の移動速度と幅方向中央部の移動速度とを略同一となるようにしてもよい。
【００９３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の第１の画像形成装置によれば、複数の感光体ドラムに対応した複数の一次転写位置のうちの無端ベルトの移動方向最下流側の一次転写位置を除く任意の一次転写位置から最下流側の一次転写位置までのベルト移動区間内における、無端ベルトのベルト幅方向の不均一な伸びに起因するトナー像の弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正を行う補正手段を備えたことにより色ズレの少ないカラー画像形成装置を実現することができる。
【００９４】
また、本発明の第２の画像形成装置によれば、複数の潜像書込位置のうちの無端ベルト移動方向最下流側の潜像書込位置を除く任意の潜像書込位置から最下流側の潜像書込位置までのベルト移動区間内における、無端ベルトのベルト幅方向の不均一な伸びに起因するトナー像の弓状湾曲歪みの発生を打ち消すように補正を行う補正手段を備えたことにより色ズレの少ないカラー画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置が適用されるカラープリント装置の概略構成図である。
【図２】中間転写ベルトの張力により張架ロールがベンディングした状態を示す図である。
【図３】中間転写ベルトの長手方向の伸びの不均一性を示す図（ａ）、およびその結果生じるトナー像の弓状湾曲歪みを示す図（ｂ，ｃ，ｄ）である。
【図４】比較のために示した従来の光学的方法による色ズレ補正方法の説明図である。
【図５】第１の実施形態における、各感光体ドラム上の走査線の軌跡を補正する方法の説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に用いられる非球面結像ミラーのベンディング装置を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における画像データの座標変換処理によるボウ補正方法を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態におけるボウ補正手段を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態におけるボウ補正手段を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態におけるボウ補正手段を示す図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態が適用されるカラープリント装置の概略構成図である。
【図１２】本発明の第７の実施形態が適用されるカラープリント装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１ カラープリント装置
２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋ 感光体ドラム
３ 走査装置
４ 現像器
５ 中間転写ベルト
６，６ａ，６ｂ 張架ロール
７ 一次転写器
８ 帯電器
９ 定着器
１０ カラープリント装置
１１，１１ａ，１１ｂ，１１’，１２’，１３，１３’ トナー像
１４Ｃ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｋ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 軌跡
１６ 用紙搬送ベルト
２１ 非球面結像ミラー
２１ａ 端部
２２ レーザビーム
２３，２６ 走査線軌跡
２４ 支持部材
２５ａ スクリュー機構
３１，３４ 画像データ列
３２ ボウ関数
３３ センター座標
４１ 中間転写ベルト
４２ 張架ロール
４２’ 接触面
４２ｃ 中央部
４２ｅ 両端部
４３ 回転軸
４４ ベアリング
５１，５１’ 中間転写ベルト
５２，５２’ 張架ロール
５２ａ 弾性体層
５２ｂ ロール基材
６１ 中間転写ベルト
６１ｃ 中央部
６１ｅ 両端部
６２ 張架ロール
６３ 伸張手段
７０ カラープリント装置
７３ 走査装置
７４ 現像器
７５ 無端ベルト
７６ 張架ロール
７８ 帯電器
７９ 二次転写器
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４ 現像位置
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４ 潜像書込位置
Ｌ１．Ｌ２ 距離
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 移動区間
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４ 一次転写位置
Ｖ１，Ｖ２ 移動速度
Claims (3)
- 複数の感光体と、
前記各感光体表面にトナー像を形成する現像器と、
前記各感光体表面に形成されたトナー像を表面に直接に、あるいは表面に担持された記録媒体上に担持する無端ベルトと、
前記無端ベルトを張架する複数の張架ロールとを有し、
前記複数の張架ロールは２本の張架ロールにより前記感光体と対向する面を形成し、
当該２本の張架ロールにより張架された無端ベルトのベルト移動区間内に、無端ベルトの幅方向中央部を押圧して前記無端ベルトの前記複数の感光体が配置された面の幅方向中央部の周長を幅方向両端部の周長よりも伸張させる伸張手段を配置したことを特徴とする画像形成装置。 - 前記伸張手段は、前記無端ベルト移動方向最下流側の一次転写位置を除く任意の一次転写位置から該最下流側の一次転写位置までのベルト移動区間内に配置されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記伸張手段が、前記複数の張架ロールの幅方向の長さよりも短い長さを有するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
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