JP5864867B2

JP5864867B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5864867B2
Application number: JP2011027156A
Authority: JP
Inventors: 尚之外村; 名田　卓生; 卓生名田; 飯田　健一; 健一飯田
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Filing date: 2011-02-10
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Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式などによって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

従来、複数の画像形成部を備え、シート搬送ベルトで搬送されるシートや中間転写ベルトに順次トナー像を転写する画像形成装置がある。この種の画像形成装置では、シート搬送ベルトや中間転写ベルトのスピードが変わったりすると、シートに対する各色の転写位置が所望の位置にならず、色ズレが発生する。

転写時の色ズレを防止するために、特許文献１に記載の方法が提案されている。具体的には、まず、像担持体としての感光ドラムあるいは中間転写ベルト上に形成されたマークパターンを検出し、検出したマーク間隔から像担持体の速度を検出する。その結果を転写体担持体としてのシート搬送ベルトの駆動制御回路にフィードバックして像担持体とシート搬送ベルトの相対速度を合わせる。

しかし、マークパターンのズレ量の検知は、シートが搬送されていない状態で行われる。ここで、実際の画像形成時にシートが転写部に挟持されると、転写部における摩擦抵抗が変化する。このため、特許文献１の方法では、シートの搬送速度と像担持体の搬送速度が合わないことで画像が乱れることがあった。

そこで、特許文献２に記載の画像形成装置では、像担持体上に各色のマークパターンを形成する。各色のマークパターンの各マークをセンサで検出して、画像形成時していないとき（シート無し）の像担持体の速度Ｖ１と、画像形成時（シート有り）の像担持体の速度Ｖ２を検出する。制御部によって速度差ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ２を算出し、ΔＶの値によって像担持体の駆動を制御する。これにより、シートの有無による摩擦抵抗の変化に対して色ズレを抑制している。特許文献２の構成では、シートを搬送中にマークパターンを読み取る必要があるため、マークパターンは主走査方向にシートより外側の、転写ベルト両端部に配置されている。

特開昭６２−２２６１６７特開２００４−１３９０３６

しかしながら、特許文献２の構成では、画像形成時に転写部に介在するトナー像の影響が考慮されていない。すなわち、シートが転写ニップ部に有る状態で、トナーの無い状態（ベタ白）とトナーの有る状態では摩擦抵抗が変化する。このため、転写ニップ部におけるトナー像の有無で、転写ベルトのテンションが変化したり、駆動系の変形が解放したりすることで、転写ベルトやシートの速度が変動して画像が乱れるおそれがある。

そこで本発明は、像担持ベルトとシート搬送ベルトの相対速度によって発生する画像ブレを精度良く検出することで、高品質な画像を安定的に出力することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、トナー像を担持し移動可能な無端状の像担持ベルトと、前記像担持ベルトにトナー像を形成可能な画像形成部と、シートを搬送し移動可能な無端状のシート搬送ベルトと、前記像担持ベルトから前記シート搬送ベルトが搬送するシートにトナー像を転写する転写部材と、制御部と、を有し、前記制御部によって前記像担持ベルトと前記シート搬送ベルトの相対速度を複数段階に制御させることが可能であり、前記画像形成部は、前記像担持ベルトと前記シート搬送ベルトが第１の相対速度で回転移動する状態で第１のトナーパターンを前記像担持ベルトに形成し、前記像担持ベルトと前記シート搬送ベルトを前記第１の相対速度と異なる第２の相対速度に変更し、前記第２の相対速度で前記像担持ベルトと前記シート搬送ベルトを所定量移動させた後に前記像担持ベルトと前記シート搬送ベルトが前記第２の相対速度で回転移動する状態で第２のトナーパターンを前記像担持ベルトに形成し、前記転写部材は、前記シート搬送ベルトが搬送する一枚のシートに前記第１のトナーパターンと前記第２のトナーパターンを転写し、前記第１のトナーパターンと前記第２のトナーパターンと前記所定量のそれぞれが、前記像担持ベルトの移動方向において前記像担持ベルトと前記シート搬送ベルトが形成する転写ニップの幅よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、像担持ベルトとシート搬送ベルトの相対速度によって発生する画像ブレを精度良く検出することで、高品質な画像を安定的に出力することができる。

第１実施形態に係る画像形成装置の構成図である。第１実施形態に係る制御構成のブロック図である。ベルト間の摩擦力の変化による中間転写ベルトの挙動と、発生する色ズレを説明する図である。ベルト間の摩擦力の変化による中間転写ベルトの挙動と、発生する色ズレを説明する図である。（ａ）ベルト同士及びベルトとシートとの動摩擦係数の関係を示す図である。（ｂ）中間転写ベルトとシートとの動摩擦係数とトナーの有無の関係を示す図である。画像ブレの検出に使用したシートの平面図である。（ａ）二次転写ベルトの速度と画像ブレのランクの関係を示す図である。（ｂ）二次転写ベルトの速度と画像倍率の関係を示す図である。第１実施形態に係る二次転写ベルトの速度制御のフローチャート図である。第１実施形態に係る中間転写ベルトユニットの斜視図である。（ａ）二次転写ニップの拡大図である。（ｂ）両端余白量と画像ブレのランクの関係を示す図である。二次転写ニップの拡大図である。第１実施形態に係るキャリブレーションパターンを印字したシートの平面図である。第２実施形態に係る二次転写ベルトの速度制御のフローチャート図である。第２実施形態に係るキャリブレーションパターンを印字したシートの平面図である。第２実施形態に係るキャリブレーションパターンを印字したシートの平面図である。

[第１実施形態]
本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００において、一次帯電器６ａによって帯電された感光ドラム２ａは、露光装置１により画像露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像装置３ａによりイエロートナーを用いてイエロートナー像として現像される。イエロートナー像は、一次転写ローラ４ａにより、中間転写ベルト（像担持体）８上に一次転写される。一次転写後ｂに感光ドラム２ａの表面に付着している転写残トナーはクリーニング装置５によって除去される。

同様にして、他の感光ドラム２ｂ、２ｃ、２ｄにおいて、マゼンダ、シアン、ブラックのトナー像が形成され、中間転写ベルト８に一次転写される。二次転写後に中間転写ベルト８に残った転写残トナーは、二次転写対向ローラ１５近傍に設置された中間転写ベルトクリーナ１８によって除去される。中間転写ベルト８上に重畳して転写された４色のトナー像は、中間転写ベルト８の矢印方向の回転に伴い、二次転写部に移動される。

一方、給送カセット３０に積載されたシートＰは、給送ローラ３１、分離ローラ３２により一枚ずつに分離され、レジストローラ対３３に給送される。レジストローラ対３３で斜行を矯正されたシートＰは、二次転写ベルト（シート担持体）２１、二次転写ローラ２２により、中間転写ベルト８上の４色のトナー像を二次転写される。トナー像を二次転写されたシートＰは、定着器４０でトナー像を定着され、定着搬送ローラ対４３、排出ローラ対４４により、排出トレイ４５に排出される。

両面印字を行う場合、トナー像が第一面に定着されたシートＰは、定着搬送ローラ対４３を経て、排出フラッパ４６と両面フラッパ４７の切換により、両面反転ローラ対４８に導かれ、一旦、両面一時排出トレイ４９上に搬送される。この際、両面反転ローラ対４８には、シートＰの後端が保持されたままの状態となる。そして、シートＰは、両面反転ローラ対４８の反転回転により本体内に引き込まれ、搬送ローラ対５０、搬送ローラ対５１、搬送ローラ対５２により、再び、レジストローラ対３３のニップ部を経て、二次転写部へ搬送され、第二面にトナー像を転写される。

（画像形成装置１００の制御構成）
図２は画像形成装置の制御構成の構成図である。図２に示すように、画像形成装置１００は、画像形成装置に対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部ホスト機器６０、あるいは、画像形成装置が別途備える原稿読み取り部（不図示）からのＲＧＢ画像信号を受信する。

画像処理制御部６１では、受信したＲＧＢ信号を、ＣＭＹＫ信号に変換し、階調、濃度補正を加えた後に、露光装置１用の露光信号を生成する。画像形成制御部６２では、画像形成動作を統括して制御すると共に、色ズレ検知センサ（パッチ検出手段）１７を用いた画像形成動作補正時の画像形成装置の制御を行っている。

画像形成制御部６２は、処理を制御するＣＰＵ７０、ＲＯＭ７１、ＲＡＭ７２を有している。ＲＯＭ７１は、ＣＰＵ７０により実行されるプログラムなどを記憶している。ＲＯＭ７１は、ＣＰＵ７０による制御処理時に各種データを記憶する。

画像形成部６３は、感光ドラム２、一次帯電器６、現像装置３、クリーニング装置５、露光装置１を有している。中間転写ベルト駆動モータ６４は、画像形成制御部６２からの指示により、中間転写ベルト８を所定の速度で回転駆動する。二次転写ベルト駆動モータ６５は、画像形成制御部６２からの指示により、二次転写ベルト駆動ローラ２３を所定の速度で回転駆動する。色ズレ検知センサ部６６は、色ズレ検知センサ１７を用いて中間転写ベルト８上のトナーパッチの検出を行っている。

（二次転写部の摩擦力変化による中間転写ベルト８の挙動）
ここで、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１とのニップ部（二次転写部）の摩擦力の変化による中間転写ベルト８の挙動と、発生する色ズレに関して説明する。

図３は中間転写ベルト８に対する二次転写ベルト２１による摩擦力Ｆａが、中間転写ベルト８の回転方向に作用する場合を示す図である。この場合、図３に示すように、中間転写ベルト８は二次転写ベルト２１からの摩擦力Ｆａによって、回転させられる方向に力を受ける。そのため、中間転写ベルトクリーナ１８とイエローの感光ドラム２ａ間に緩みＬが生じる。

摩擦力Ｆａは、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の回転が開始する際には静摩擦力であり、その後で動摩擦力となる。静摩擦力は動摩擦力よりも大きい。従って、緩みＬは中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の回転が開始する際が最も大きく、その後、静摩擦から動摩擦に切り替わった後でベルトの回転とともに徐々に減少する。

一方、緩みＬがある状態では、中間転写ベルト８を駆動する駆動系の負荷は緩和されている。この駆動系は樹脂製のギアなどで構成されるため、駆動する際の負荷により微少な変形が生じると、変形に相当する量だけ回転が遅くなる。従って、中間転写ベルト８の回転速度は中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の回転開始時が最も速く、中間転写ベルト８の回転とともに徐々に遅くなっていく。

つまり、イエローの画像を形成した時点の中間転写ベルト８の回転速度に対して、ブラックの画像を形成する時点の中間転写ベルト８の回転速度は遅くなっている。従って、ブラックに対してイエローが進むようなプラスの色ズレが発生する。

図４（ａ）、図４（ｂ）は中間転写ベルト８に対する二次転写ベルト２１による摩擦力Ｆａが、中間転写ベルト８の回転方向と逆方向に作用する場合を示す図である。図４（ａ）に示すように、一次転写ローラ４の中心は、感光ドラム２の中心に対して、中間転写ベルト８の回転方向の下流にずれて配置されている。下流にずれた一次転写ローラ４によって中間転写ベルト８は微少な量Ｂだけ押し上げられている。

中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１が回転を開始すると、中間転写ベルト８は二次転写ベルト２１からの摩擦力Ｆａによってブレーキがかかる。そのため、中間転写ベルト８のベルトテンションが上がって、図４（ｂ）に示すように中間転写ベルト８が押し下げられる。

前述したように、摩擦力Ｆａは、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の回転が開始する際には静摩擦力であり、その後で動摩擦力となる。静摩擦力は動摩擦力よりも大きい。従って、ベルトの押し上げ量Ｂは、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の回転が開始する際が最も小さく、回転とともに徐々に増加して元の押し上げ量Ｂに戻っていく。

一方、中間転写ベルト８の押し上げ量Ｂがある状態では、中間転写ベルト８を駆動する駆動系の負荷は緩和されている。従って、ベルトの回転速度は、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の回転開始時が最も遅く、中間転写ベルト８の回転とともに徐々に速くなっていく。

つまり、イエローの画像を形成した時点の中間転写ベルト８の回転速度に対して、ブラックの画像を形成する時点の中間転写ベルト８の回転速度は速くなっている。従って、ブラックに対してイエローが遅れるようなマイナスの色ズレが発生する。

（シートの有無、トナーの有無による二次転写部の摩擦力の変化）
色ズレを防止するために、感光ドラム２あるいは中間転写ベルト８上に予め形成されたマークあるいは、トナーによるマークパターンを形成し各マークパターンを検出することで、感光ドラム２あるいは中間転写ベルト８の速度を検出する。そして、その結果を二次転写ベルト２１の駆動制御回路にフィードバックして感光ドラム２あるいは中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の相対速度を合わせる提案がされている。

しかし、マークパターンのズレ量を検知する際はシートが搬送されていない状態で行われる。そのため、実際の画像形成時にシートが転写部に挟持されると転写部における摩擦抵抗が変化する。このため、シートの搬送速度と感光ドラム２あるいは中間転写ベルト８の搬送速度が合わないことで画像が乱れることがあった。

図５（ａ）は中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１同士の動摩擦係数と、シートと中間転写ベルト８あるいは二次転写ベルト２１との動摩擦係数の測定結果を示すものである。

使用したシートの種類は、ＨｅｗｌｅｔｔＰａｃｋａｒｄ社製の光沢コート紙であるＣｏｌｏｒＬａｓｅｒＰｈｏｔｏＰａｐｅｒ、Ｇｌｏｓｓｙと坪量１２０ｇ／ｃｍ^２の厚紙を用いた。本実施形態では中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１は異なる材質を使用したために、それぞれのベルトに対するシートの動摩擦係数を測定した。

図５（ａ）に示すように中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の動摩擦係数よりもシートとベルトの動摩擦係数の方が高い結果が得られた。また、シートと二次転写ベルト２１の動摩擦係数よりシートと中間転写ベルト８の動摩擦係数のほうが高い結果が得られた。

つまり、シートが搬送されていない状態でマークパターンのズレ量を検知することで、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の速度を合わせても、画像形成するためにシートが二次転写ニップに侵入すると、動摩擦係数が変化するため中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の速度が僅かにずれ、画像が乱れることがあった。

また、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１との間に作用する摩擦力は、二次転写部に介在するトナーの有無によっても変化する。

図５（ｂ）は中間転写ベルト８とシートの動摩擦係数がトナーの有無によって変化する測定結果を示すものである。図５（ａ）と同様に、使用したシートの種類は、ＨｅｗｌｅｔｔＰａｃｋａｒｄ社製の光沢コート紙であるＣｏｌｏｒＬａｓｅｒＰｈｏｔｏＰａｐｅｒ、Ｇｌｏｓｓｙと坪量１２０ｇ／ｃｍ^２の厚紙である。

図５（ｂ）に示すようにトナーが中間転写ベルト８とシートの間に介在することで動摩擦係数は大きく低下する。摩擦力Ｆａは動摩擦係数が変化し、且つ速度差があるときに変化する。つまり、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の速度が僅かにずれた状態で、トナーの無い状態（ベタ白）からトナーの有る状態に変わった瞬間に動摩擦係数が変化すると、シートの搬送速度と中間転写ベルト８の搬送速度が合わない現象が発生する。その結果として、画像が乱れる。

以上説明したように、二次転写ニップでのトナー有無に関わらず、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の搬送速度を高い精度で合わせる必要がある。

図７（ａ）は図６に示すようなベタ白からトナーのある状態に変化する印字パターンを印字させて、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の速度差と画像ブレの関係を示す実験結果を示す図である。画像ブレとは、転写時に中間転写ベルト８の速度が所定の速度から変動することにより、トナー像が予定の転写位置からずれて転写されることによって生じるものである。

図６のトナー有りの部分は、２ドット巾（６００ＤＰＩ相当の画像形成装置）の横線を３ドットの間隔を空けて繰り返したハーフトーンであり、このパターンが画像ブレに対して検出力の高いパターンとなっている。

図７（ａ）では、横軸には二次転写ベルト２１の速度を、設計中心値からの変化率でパーセント表示した。なお、設計中心値では二次転写ベルト２１の速度と、中間転写ベルト８の速度は等速となるように設定されている。使用したシートは、ＨｅｗｌｅｔｔＰａｃｋａｒｄ社製の光沢コート紙であるＣｏｌｏｒＬａｓｅｒＰｈｏｔｏＰａｐｅｒ、Ｇｌｏｓｓｙである。光沢コート紙を使用する理由は、図５（ｂ）に示すように、厚紙より光沢コート紙の方がトナー有無による動摩擦係数の差が大きく、画像ブレに対して検出力の高いシートのためである。

画像ブレを評価する画像ランクＡ〜Ｄは、連続プリント時の平均のランクを画像ランクとした。Ａ：発生無し、Ｂ：極軽微なレベル（顕微鏡のみ検出可能）、Ｃ：軽微なレベル（目視での検出限界付近）、Ｄ：発生顕著（明らかにカスタマーが問題とするレベル）とした。

図７（ａ）に示した通り、二次転写ベルト２１の速度を中間転写ベルト８に対して約−０．８〜−０．５％にすることで良好な画像が得られている。このとき、設計中心値より二次転写ベルト２１の速度を若干遅くしないと良好な画像が得られなかった理由は、部品精度が設計中心値からずれていたためである。

図７（ａ）に示すように、二次転写部へのトナー有無による動摩擦係数の大きな変化に対しても中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の速度差がない設定にすることで、問題ない画像が得られることがわかる。但し、その精度は高いものが求められることも明らかである。

図７（ｂ）は二次転写部へのトナー有無がシートの搬送速度へ及ぼす影響を変化の詳細な検討結果を示す図である。横軸は二次転写ベルト２１の速度を、設計中心値からの変化率でパーセント表示した。

図７（ｂ）はシートの背景がベタ白の時と、背景に２ドット巾（６００ＤＰＩ相当の画像形成装置）の横線を３ドットの間隔を空けて繰り返したハーフトーンを全面に印字したときの画像倍率の変化を示すものである。画像倍率とは、転写時に発生するトナー像の位置ズレの度合いをいう。例えば、前記横線を転写する予定の位置からのずれた量をいう。

図７（ｂ）に示すように、二次転写ニップに介在するトナーが少ない背景ベタ白の時に比べ、二次転写ニップに介在するトナーが多い背景ハーフトーンの時のほうが、画像倍率の変化率が大きい。これは、中間転写ベルト８とシートの間にトナーが介在することで摩擦係数が下がることにより、二次転写ベルト２１のシートに対する拘束力が強くなるため、二次転写ベルト２１の速度変化が、シートの搬送速度に対して影響が大きくなることを示している。

また、図７（ｂ）より背景がベタ白のときとハーフトーンのときでも画像倍率が一致する二次転写ベルト２１の速度は約−０．７％であり、このときは図７（ａ）からも明らかなように良好な画像が得られている。

以上のように、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の搬送速度を高精度に一致させれば、二次転写ニップに介在するトナーの有無によらず、問題ない画像が得られることがわかる。

（ベルト相対速度キャリブレーション制御）
図８は中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の相対速度キャリブレーション制御のフローチャート図である。図８に示すように、まず、給送カセット３０内のシートＰは、レジストローラ対３３に搬送され（Ｆ１）、レジストローラ対３３で挟持されて停止する（Ｆ２）。

キャリブレーション制御に使用するシートＰは、ＨｅｗｌｅｔｔＰａｃｋａｒｄ社製の光沢コート紙であるＣｏｌｏｒＬａｓｅｒＰｈｏｔｏＰａｐｅｒ、Ｇｌｏｓｓｙが好ましい。光沢コート紙を使用する理由は、図５（ｂ）に示すように、厚紙より光沢コート紙の方がトナー有無による動摩擦係数の差が大きく、画像ブレに対して検出力の高いシートのためである。

二次転写ベルト速度ＳｔをＳ１に、変数ｎを１に設定して、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の駆動を開始する（Ｆ３）。なお、二次転写ベルト速度Ｓ１は設計中心値であり、画像形成制御部のＲＯＭ７１に記憶されている。

次に、図９（ａ）に示すようなトナーパターン（以下、キャリブレーションパターンという）ＴＰａを中間転写ベルト８上に形成する（Ｆ４）。キャリブレーションパターンＴＰａは、ブラックステーションで形成される。ブラックステーションで形成する理由は画像ブレに対して検出力の高い色のためである。図９（ａ）では説明の都合上、実際のブラックステーションより上流位置にキャリブレーションパターンＴＰａを示している。

キャリブレーションパターンＴＰａは中間転写ベルト８の搬送方向（副走査方向）に対して幅Ｄを持つ印字パターンである。図１０（ａ）に示すように、キャリブレーションパターンＴＰａの幅Ｄは二次転写ニップの幅Ｔに対して十分広い幅となっている。これは、キャリブレーションパターンＴＰａの幅Ｄが二次転写ニップの幅Ｔより狭いと、トナー有無による摩擦係数の変化が小さく、画像ブレが検出しにくいためである。本実施形態ではキャリブレーションパターンＴＰａの幅Ｄは約１５ｍｍから３０ｍｍに設定した。

また、二次転写ニップの幅Ｔに介在するトナー量としては、キャリブレーションパターンＴＰａの主走査方向（副走査方向と直交する方向）の幅Ｗも重要なパラメータである。図１０（ｂ）は図６に示すトナー有りの部分（キャリブレーションパターンＴＰａ）の幅Ｗのシートの幅ＷＰに対する余白αの関係について実験で求めた結果を示す図である。画像ランクＡ〜Ｄは、図７（ａ）で示したランクと同じ評価基準である。シートＰのサイズはレターサイズ紙を使用し、画像ブレを発生しやすくするために、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の速度差をつけて印字を行った。

図１０（ｂ）に示すように、両端余白量を大きくする、つまりキャリブレーションパターンＴＰａの主走査方向の幅Ｗを狭くしていくと、画像ブレが改善する。実験結果より、画像ブレの検出力を高くするためには、キャリブレーションパターンＴＰａの主走査方向の幅Ｗはシートの幅ＷＰに対して１／３以上の幅であることが望ましい。

次に、二次転写ベルト速度ＳｔをＳ２に設定して中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の駆動を開始する（Ｆ５）。速度Ｓ２はＳ１よりも０．１％減速された速度設定である。なお、この比率は０．１％に限定されるものではなく、各ベルトの周速に関連する部品構成、精度によって最適な値が変化する。

続いて、所定量（間隔）Ｒだけ中間転写ベルト８が搬送される（Ｆ６）。中間転写ベルト８が搬送される所定量Ｒは、キャリブレーションパターンＴＰａと後述するキャリブレーションパターンＴＰｂの間隔である。所定量Ｒも画像ブレの検出のためには重要なパラメータのひとつである。中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の搬送速度に差があった状態では、上述のようにトナーがない中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１同士がシートＰを介して接触している時間がないと、図３を用いて説明した緩みＬが生じない。あるいは、図４（ａ）、図４（ｂ）を用いて説明した押し上げ量Ｂが押し下げられない。

図１１に示すように、画像ブレを検出するための最小の中間転写ベルト８の搬送量Ｒは、転写ニップの幅Ｔよりも広ければ良い。ただし、上述の二次転写ベルト２１の速度設定をＳ１からＳ２に変化させる制御に要する時間及び画像ブレの検知精度を高めるために、中間転写ベルト８の搬送所定量Ｒは、極力大きくすることが望ましい。本実施形態では搬送所定量Ｒは約５０ｍｍから８０ｍｍに設定した。

次に、図９（ｂ）に示すように、キャリブレーションパターンＴＰｂを中間転写ベルト８上に形成する（Ｆ７）。キャリブレーションパターンＴＰｂの副走査方向の幅Ｄと主走査方向の幅ＷはキャリブレーションパターンＴＰａと同一寸法である。

続いて、二次転写ベルト速度ＳｔをＳ３に設定して中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の駆動を開始する（Ｆ８）。速度Ｓ３はＳ１よりも０．１％増速された速度設定である。なお、この比率は０．１％に限定されるものではなく、各ベルトの周速に関連する部品構成、精度によって最適な値が変化する。

次に、所定量Ｒだけ中間転写ベルト８が搬送された後（Ｆ９）、図９（ｃ）に示すように、キャリブレーションパターンＴＰｃを中間転写ベルト８上に形成する（Ｆ１０）。その後、レジストローラ対３３によって挟持されて停止していたシートＰが搬送され、中間転写ベルト８上のキャリブレーションパターンＴＰａ、ＴＰｂ、ＴＰｃのトナー像がシートＰ上へ一括して二次転写される（Ｆ１１）。図１２に示すように、キャリブレーションパターンＴＰａ、ＴＰｂ、ＴＰｃを転写されたシートＰは、トナー像を定着され、排出トレイ４５に排出される。

そして、変数ｎが２になっているかどうかを判断する（Ｆ１２）。変数ｎが２になっていない場合には、ｎ＝ｎ＋１とし（Ｆ１３）、色ズレ検知の精度を高めるためにＦ１〜Ｆ１１で実施した動作を繰り返す。ここでは変数ｎを２に設定したものの、これに限定されるものではない。変数ｎが２になっている場合には、キャリブレーションモードを終了する。

オペレータはシートＰに転写された、キャリブレーションパターンＴＰａ、ＴＰｂ、ＴＰｃの目視し、設定速度Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３から画像ブレが発生していない最適な設定速度を選択する。そして、画像形成装置に対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部ホスト機器５０、あるいは、画像形成装置が別途備える操作部（不図示）から設定速度Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を入力することにより、ＲＡＭ７２に記憶させる。

（キャリブレーション実施タイミング）
まず、製造時に上記キャリブレーション制御を行うことで、ユーザーは画像形成装置の使用開始時から安定した画像を出力できる。次に、中間転写ベルトユニット、二次転写ベルトユニットの少なくともどちらか一方を交換した場合にも上記キャリブレーション制御を行う。なぜならば、各ベルトの速度は、ベルトの膜厚や駆動ローラの外径によって微妙に変化するからである。

なお、ユニット交換ではなくベルトのみを交換した場合にも同様に上記キャリブレーション制御を実施すると良い。また、ユーザーが操作パネル等から、任意のタイミングで相対速度調整制御を実施するようにしてもかまわない。また、本実施形態では、二次転写ベルト２１の速度を調整する構成について説明したが、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の相対速度を調整すればよく、中間転写ベルト８、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の両方を調整してもよい。

上述したように、本実施形態によれば、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の相対速度を変えて複数のキャリブレーションパターンＴＰａ、ＴＰｂ、ＴＰｃを形成して、画像ブレのない相対速度を選択することで、中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の速度を一致させることができる。これにより、各ベルト８、２１は常に安定して駆動させることができる。これによってユーザーは画像不良のない安定した出力を得られる。

また、本実施形態ではカラー画像形成装置の構成について説明を行ったが、モノクロ画像形成装置でも同様の構成にすることで同じ効果が得られる。また、前述した実施形態では像担持体として中間転写ベルトを有する形態で説明を行ったが、像担持体が感光体ベルトであり、感光体ベルトからシートに直接転写を行う構成でもよい。

[第２実施形態]
次に本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。図１３は本実施形態に係る中間転写ベルト８と二次転写ベルト２１の相対速度キャリブレーション制御のフローチャート図である。

図１３に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、上記第１実施形態の相対速度キャリブレーション制御において、両面反転機構を用いてシートＰの裏面にもキャリブレーションパターンＴＰを形成するものである。

上記第１実施形態の相対速度キャリブレーション制御ではシートＰへの片面印字でのキャリブレーションであるため、１枚のシートＰで二次転写ベルト２１を変更できる速度の数が限られてしまう。実際、図７（ａ）に示すように部品公差によっては、設計値から大きくずれた二次転写ベルト２１の速度設定値が、画像ブレの発生しない場合がある。

本実施形態では、両面反転機構を使用することで、１枚のシートＰで二次転写ベルト２１の変更できる速度の数を２倍にできるため、速度変更範囲を広くしたキャリブレーション制御が可能である。

まず、図８の相対速度キャリブレーション制御で、片面（第一面）にキャリブレーションパターンＴＰａ、ＴＰｂ、ＴＰｃを形成したシートＰは、図１３に示す両面キャリブレーションパターンで、両面搬送経路Ｇで反転搬送され（Ｆ２１）、レジストローラ対３３で停止する（Ｆ２２）。

その後、図１３のＦ２３〜Ｆ３１で、上記第１実施形態と同様に、シートの裏面（第二面）に図１４に示す３つのキャリブレーションパターンＴＰを形成する。この時、３つのキャリブレーションパターンＴＰを形成する際の二次転写ベルト速度ＳｔをＳ４〜Ｓ６に設定した。速度Ｓ４はＳ１よりも０．２％減速された速度設定である。速度Ｓ５はＳ１よりも０．２％増速された速度設定である。速度Ｓ６はＳ１よりも０．３％減速された速度設定である。所定量Ｒ１は約５０ｍｍから８０ｍｍに設定した。

続いて、変数ｎが２になっているかどうかを判断する（Ｆ３２）。ここで、ｎが２になっていない場合には、再度、両面搬送経路ＧにシートＰが搬送される。そして、今度は、二次転写ベルト速度ＳｔをＳ７、Ｓ８、Ｓ９として、キャリブレーションパターンＴＰａ〜ＴＰｃが形成された面に図１５に示す３つのキャリブレーションパターンＴＰを形成する（Ｆ２１〜Ｆ３１）。

速度Ｓ７はＳ１よりも０．３％増速された速度設定である。速度Ｓ８はＳ１よりも０．４％減速された速度設定である。速度Ｓ９はＳ１よりも０．４％増速された速度設定である。なお、上記二次転写ベルト２１の速度Ｓｔの設定値は限定されるものではなく、各ベルトの周速に関連する部品構成、精度によって最適な値が変化する。また、中間転写ベルト８が搬送される所定量Ｒ２は、２回目に第一面に転写するキャリブレーションパターンＴＰが１回目に第一面に転写されたキャリブレーションパターンＴＰａ、ＴＰｂ、ＴＰｃと重ならないように、約５０ｍｍから８０ｍｍに設定されている。

なお、両面反転機構への再搬送は１回に限られたものではなく、中間転写ベルト２１の搬送量Ｒが二次転写ニップの幅Ｔ以下にならない限り、複数回実行することが可能である。

上記のような制御により、１枚のシートＰで二次転写ベルト２１の変更できる速度の数を２倍にできるため、速度変更範囲を広くしたキャリブレーション制御が可能である。よって、上記第１実施形態よりも多くのキャリブレーションパターンＴＰから目視で画像ブレの発生していない、二次転写ベルト２１の設定速度を選択できるため、精度の高いキャリブレーション制御が実施できる。

Ｆａ …摩擦力
Ｇ …両面搬送経路
Ｌ …緩み
Ｐ …シート
２ａ …感光ドラム
３ａ …現像装置
４ａ …一次転写ローラ
８ …中間転写ベルト（像担持体）
１５ …二次転写対向ローラ
１７ …色ズレ検知センサ
１８ …中間転写ベルトクリーナ
２１ …二次転写ベルト（シート担持体）
２２ …二次転写ローラ
２３ …二次転写ベルト駆動ローラ
４０ …定着器
４３ …定着搬送ローラ対
４４ …排出ローラ対
４５ …排出トレイ
４６ …排出フラッパ
４７ …両面フラッパ
４８ …両面反転ローラ対
４９ …両面一時排出トレイ
５０〜５２ …搬送ローラ対
６０ …外部ホスト機器
６１ …画像処理制御部
６４ …中間転写ベルト駆動モータ
６５ …二次転写ベルト駆動モータ
６６ …色ズレ検知センサ部
７０ …ＣＰＵ
７１ …ＲＯＭ
７２ …ＲＡＭ
７３ａ …現像手段
１００ …画像形成装置

Claims

トナー像を担持し移動可能な無端状の像担持ベルトと、
前記像担持ベルトにトナー像を形成可能な画像形成部と、
シートを搬送し移動可能な無端状のシート搬送ベルトと、
前記像担持ベルトから前記シート搬送ベルトが搬送するシートにトナー像を転写する転写部材と、
制御部と、を有し、
前記制御部によって前記像担持ベルトと前記シート搬送ベルトの相対速度を複数段階に制御させることが可能であり、前記画像形成部は、前記像担持ベルトと前記シート搬送ベルトが第１の相対速度で回転移動する状態で第１のトナーパターンを前記像担持ベルトに形成し、前記像担持ベルトと前記シート搬送ベルトを前記第１の相対速度と異なる第２の相対速度に変更し、前記第２の相対速度で前記像担持ベルトと前記シート搬送ベルトを所定量移動させた後に前記像担持ベルトと前記シート搬送ベルトが前記第２の相対速度で回転移動する状態で第２のトナーパターンを前記像担持ベルトに形成し、前記転写部材は、前記シート搬送ベルトが搬送する一枚のシートに前記第１のトナーパターンと前記第２のトナーパターンを転写し、前記第１のトナーパターンと前記第２のトナーパターンと前記所定量のそれぞれが、前記像担持ベルトの移動方向において前記像担持ベルトと前記シート搬送ベルトが形成する転写ニップの幅よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
前記一枚のシートに転写された前記第１のトナーパターンと前記第２のトナーパターンを定着する定着手段と、操作部と、を有し、前記制御部は、前記第１のトナーパターンと前記第２のトナーパターンが定着されたシートが前記装置本体の外に排出された後に、前記操作部からの指示によって、前記相対速度を設定することが可能なことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記像担持ベルトの移動速度を一定にしつつ、前記シート搬送ベルトの移動速度を変更することで前記相対速度を変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
前記第１及び前記第２のトナーパターンの主走査方向の幅Ｗは、前記シートの幅ＷＰに対して１／３以上の幅であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。