(57)【要約】【課題】  ベルト部材の長寿命化のためベルト部材の張力を小さくしているが、張力が小さい状態ではベルト部材上に形成されたパッチ画像の読取精度が低下する。【解決手段】  画像形成時におけるベルト部材にかかる張力よりも大きい張力にした状態でベルト部材上のパッチ画像が読取られる構成にする。【選択図】  図６
2010054987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体と接するベルト部材と、前記ベルト部材を張架する複数の張架部材と、前記ベルト部材上に形成された制御用トナー像を検知するトナー像検知部材と、前記トナー像検知部材の出力に基づいて前記トナー像形成手段により記録材上に画像を形成する際のトナー像形成条件を調整する調整部と、を有する画像形成装置において、
前記張架部材による前記ベルト部材の張力を変更する変更手段と、前記トナー像検知部材が前記ベルト部材上に形成された制御用トナー像を検知するときの前記張架部材による前記ベルト部材の張力は、記録材上に画像を形成する画像形成時における張力よりも大きくする機能を実行する実行部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記変更手段は前記像担持体に形成された制御用トナー像が前記ベルト部材上に転写された後に前記ベルト部材の張力を画像形成時における張力よりも大きくする機能を実行する実行部を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ベルト部材は記録材上に形成されるトナー像を担持する中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写ベルトに形成されたトナー像を記録材上に転写する転写部を形成する転写部材を有し、前記トナー像検知部材は、ベルト部材の回転方向において前記像担持体と前記ベルト部材との接触部よりも下流側で前記転写部よりも上流側の位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー像検知部材が制御用トナー像を検知した後に、前記変更手段は前記ベルト部材の張力を記録材上に画像を形成する画像形成時における張力に変更することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。より詳しくは、本発明は、トナー像が表面に形成される像担持体と接触して配置された移動可能なベルト部材を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フルカラー画像の形成が可能なカラー画像形成装置として、次のような直接転写方式や中間転写方式の画像形成装置が知られている。直接転写方式では、単数又は複数の感光ドラムに形成されたトナー像を、記録材担持体としての移動可能なベルト部材（以下「転写ベルト」という。）上に担持された記録材に転写する。中間転写方式では、単数又は複数の感光ドラムに形成されたトナー像が、中間転写体としての移動可能なベルト部材（以下「中間転写ベルト」という。）に転写されるものである。その後、中間転写ベルト上のトナー像を記録材に転写（２次転写）する。中間転写方式では、多様な記録材に画像を形成することが容易で、転写材の選択性を高めることができる。
【０００３】
図１２に、従来の中間転写方式を用いた画像形成装置の概略を示す。本図において、画像形成部たるプロセスユニットは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応して設けられている。そして、１ａ〜１ｄは感光ドラム、２ａ〜２ｄは帯電手段、３ａ〜３ｃは露光手段、４ａ〜４ｄは現像装置、５１は中間転写ベルト、５３ａ〜５３ｄは１次転写部材、６ａ〜６ｄは感光ドラムクリーニング装置、５６、５７は２次転写部材である。
【０００４】
まず、フルカラー画像を形成する場合、帯電装置２ａ〜２ｄにより、感光ドラム１ａ〜１ｄが一様に帯電された後、画像信号に応じた露光が露光手段３ａ〜３ｄによってなされることにより、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に静電潜像が形成される。その後、現像装置４ａ〜４ｄによってトナー像が現像され、感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー像は転写部材５３ａ〜５３ｄに転写バイアスが不図示の転写高圧電源から印加されることによって中間転写ベルト５１に順次転写される。感光ドラム１ａ〜１ｄ上に残った転写残トナーはクリーニング部６ａ〜６ｄによって回収される。それぞれの感光ドラム上から上記の要領で中間転写ベルト５１上に順次多重転写された画像は、２次転写部材である５６、５７間に２次転写バイアスを印加することで記録材Ｐに転写される。記録材Ｐ上のトナー像は定着装置７によって定着されることにより、フルカラー画像を得る。
【０００５】
このようなカラー画像形成装置においては、ベルト部材上に形成されたパッチ画像の濃度を検知するための光学センサ３０が設けられている。この光学センサ３０がパッチ画像の濃度を検知することにより現像剤のトナー補給制御等による各色の画像濃度制御を行ったり、レジストレーションずれを光学センサ３０で検知してレジストレーション補正を行ったりしている。この構成は、図１２に示した中間転写方式に限らず、転写ベルト方式であっても同様である。
【０００６】
光学センサ３０は、図３に示すように、発光素子３０ａからベルト部材５１上のパッチ画像に光を照射するものである。そして、パッチ画像の部分のベルト部材５１表面での正反射や乱反射、またはその両方による反射光量が受光素子３０ｂで受光される。そして、得られた画像濃度信号に基づいて画像形成条件にフィードバックして、現像剤へのトナー補給を制御したり、潜像の露光や現像バイアス等の条件を制御することにより、画像濃度を制御する。
【０００７】
しかしながら、光学センサ３０を用いて中間転写ベルト５１上のパッチ画像の濃度を検知する際に、ベルト部材５１が振動をしていると、その振動誤差を光学センサ３０が拾ってしまい、濃度を精度良く検知できないという課題があった。またこの課題に対して特許文献１では、なるべく対向ローラ付近に光学センサを設置し、振動が少ない箇所で検知しようとしているが、これでは不十分であった。また対向ローラ直上に光学センサを設けると、ローラの外径振れを拾ってしまい精度が出ないという課題があった。
【特許文献１】特開平１４−７２５７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そのため、光学センサ３０での検知精度の向上を図るために、ベルト部材を張る張力を大きくすることでベルト部材の振動を低減する構成が考えられる。
【０００９】
しかし、常に張力を大きくする構成では、中間転写ベルト５１に付与されるため中間転写ベルト５１の寿命が短くなってしまうという課題があった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、中間転写ベルトの寿命を長くしたにも関わらず、パッチ画像の濃度検知の精度の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体と接するベルト部材と、前記ベルト部材を張架する複数の張架部材と、前記ベルト部材上に形成された制御用トナー像を検知するトナー像検知部材と、前記トナー像検知部材の出力に基づいて前記トナー像形成手段により記録材上に画像を形成する際のトナー像形成条件を調整する調整部と、を有する画像形成装置において、前記張架部材による前記ベルト部材の張力を変更する変更手段と、前記トナー像検知部材が前記ベルト部材上に形成された制御用トナー像を検知するときの前記張架部材による前記ベルト部材の張力は、記録材上に画像を形成する画像形成時における張力よりも大きくする機能を実行する実行部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、中間転写ベルトの寿命を短くすることなく、パッチ画像の濃度検知の精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１４】
実施例１
［画像形成装置の全体構成及び動作］
先ず、本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、４つの感光ドラムを有し、中間転写方式を用いた、フルカラー電子写真画像形成装置である。
【００１５】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、第１、第２、第３、第４の画像形成部（プロセスユニット）Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを有する。各画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を形成するためのものである。
【００１６】
尚、本実施例では、各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの構成は、用いられるトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために図中符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して総括的に説明する。
【００１７】
画像形成部Ｓは、像担持体としての感光ドラム１を有する。感光ドラム１の周囲には、トナー像形成手段が設けられている。具体的には、１次帯電手段としての帯電ローラ２、露光手段としてのレーザースキャナ３、現像手段としての現像装置４、クリーニング手段としてのクリーニング装置６等が、感光ドラム１の回転方向に沿って順次配設されている。各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの感光ドラム１ａ〜１ｄに隣接して、回転可能なベルト部材、即ち、本実施例では中間転写ベルト５１が配置されている。
【００１８】
中間転写ベルト５１は、複数の張架部材として駆動ローラ５２、張架ローラ５５、２次転写内ローラ５６、上流規制ローラ５８ａに掛け渡されている。中間転写ベルト５１は、ベルト駆動手段である駆動ローラ５２によって駆動力が伝達されて、図示矢印Ｒ３方向に周回移動する。又、中間転写ベルト５１の内周面側において各感光ドラム１ａ〜１ｄに対向する位置には、１次転写部材としての１次転写ローラ５３ａ〜５３ｄが配置されている。各１次転写ローラ５３ａ〜５３ｄによって中間転写ベルト５１が各感光ドラム１ａ〜１ｄに向けて付勢され、各感光ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト５１とが接触する１次転写部（１次転写ニップ）Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄが形成されている。即ち、一次転写部材により感光ドラムと中間転写ベルト５１とは接触部を形成している。又、中間転写ベルト５１の外周面側において２次転写内ローラ５６に対向する位置には、２次転写部材としての２次転写外ローラ５７が配置されている。２次転写外ローラ５７が中間転写ベルト５１の外周面に接触して、２次転写部（２次転写ニップ）Ｎ２が形成されている。
【００１９】
各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄにて形成された感光ドラム１ａ〜１ｄ上の画像は、各感光ドラム１ａ〜１ｄに隣接して移動通過する中間転写ベルト５１上に順次多重転写される。その後、中間転写ベルト５１上に転写された画像は更に２次転写部Ｎ２において紙等の記録材Ｐへ転写される。
【００２０】
図２は画像形成部Ｓをより詳しく示す。図２をも参照して更に説明すると、感光ドラム１は、画像形成装置本体によって回動自在に支持されている。感光ドラム１は、アルミニウム等の導電性基体１１と、その外周に形成された光導電層１２と、を基本構成とする円筒状の電子写真感光体である。感光ドラム１は、その中心に支軸１３を有する。感光ドラム１は、駆動手段（図示せず）によって、支軸１３を中心として図示矢印Ｒ１方向に回転駆動される。本実施例では、感光ドラム１の帯電極性は負極性である。
【００２１】
感光ドラム１の図中上方には、１次帯電手段としての帯電ローラ２が配置されている。帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に接して、感光ドラム１の表面を所定の極性、電位に一様に帯電させる。帯電ローラ２は、中心に配置された導電性の芯金２１と、その外周に形成された低抵抗導電層２２と、中抵抗導電層２３と、を有し、全体としてローラ状に構成されている。帯電ローラ２は、芯金２１の両端部が軸受部材（図示せず）によって回転自在に支持されると共に、感光ドラム１に対して平行に配置されている。これら両端部の軸受部材は、押圧手段（図示せず）によって感光ドラム１向けて付勢されている。これにより、帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に所定の押圧力を持って圧接されている。帯電ローラ２は、感光ドラム１の図示矢印Ｒ１方向の回転に伴って、図示矢印Ｒ２方向に従動回転する。帯電ローラ２には、帯電バイアス出力手段としての帯電バイアス電源２４によって帯電バイアス電圧が印加される。これにより、感光ドラム１の表面は一様に接触帯電される。
【００２２】
レーザースキャナ３は、画像情報に基づいてレーザー光をＯＦＦ／ＯＮしながら走査して、帯電された感光ドラム１上を露光する。これにより、画像情報に応じた静電潜像が感光ドラム１上に形成される。
【００２３】
現像装置４は、現像剤として非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備える２成分現像剤を収容した現像容器４１を有する。現像容器４１の感光ドラム１に面した開口部内に、現像剤担持体としての現像スリーブ４２が回転自在に設置されている。現像スリーブ４２内には、磁性部材であるマグネットローラ４３が、現像スリーブ４２の回転に対して非回転に固定配置されている。マグネットローラ４３の磁界によって、２成分現像剤は、現像スリーブ４２上に担持される。又、現像スリーブ４２の図中下方位置には、現像スリーブ４２上に担持された２成分現像剤を規制して薄層化する現像剤規制部材としての規制ブレード４４が設置されている。現像容器４１内は、現像室４５と撹拌室４６とに区画されており、その図中上方には補給用のトナーを収容した補給室４７が設けられている。この補給室４７は、パッチ検方式による画像濃度制御時、攪拌室４６にトナーを補給して、現像容器４１内現像剤のトナー濃度を所定値に維持するトナー補給制御に使用される。
【００２４】
現像スリーブ４２上の２成分現像剤の薄層は、現像スリーブ４２の回転に伴って感光ドラム１と対向した現像領域へ搬送される。そして、現像スリーブ４２上の２成分現像剤は、現像領域に位置するマグネットローラ４３の現像主極の磁気力によって現像領域において穂立ちし、２成分現像剤の磁気ブラシが形成される。この磁気ブラシによって感光ドラム１の面上が擦られると共に、現像バイアス出力手段としての現像バイアス電源４８によって現像スリーブ４２に現像バイアス電圧が印加される。これにより、磁気ブラシの穂を構成するキャリアに付着しているトナーが、感光ドラム１上の静電像の露光部に付着して、トナー像が形成される。本実施例では、反転現像によって、感光ドラム１上にトナー像が形成される。
【００２５】
１次転写ローラ５３は、芯金５３１と、その外周面に円筒状に形成された導電層５３２と、によって構成されている。１次転写ローラ５３は、両端部がスプリング等の押圧部材（図示せず）によって感光ドラム１に向けて付勢されている。これにより、１次転写ローラ５３の導電層５３２は、所定の押圧力で中間転写ベルト５１を介して感光ドラム１の表面に圧接される。又、芯金５３１には、１次転写バイアス出力手段としての１次転写バイアス電源５４が接続されている。感光ドラム１と１次転写ローラ５３との間には１次転写部Ｎ１が形成される。１次転写部Ｎ１には、中間転写ベルト５１が挟まれている。１次転写ローラ５３は、中間転写ベルト５１の内周面に接触して、中間転写ベルト５１の移動に伴って回転する。そして、画像形成時に、１次転写ローラ５３には、１次転写バイアス電源５４によって、トナーの正規の帯電極性（第１の極性：本実施例では負極性）とは逆極性（第２の極性：本実施例では正極性）の１次転写バイアス電圧が印加される。そして、１次転写ローラ５３と感光ドラム１との間に、上記第１の極性のトナーを感光ドラム１上から中間転写ベルト５１に向けて移動させる方向の電界が形成される。これによって、感光ドラム１上のトナー像が、中間転写ベルト５１の表面に転写（１次転写）される。
【００２６】
１次転写工程後の感光ドラム１の表面に残留したトナー（１次転写残トナー）等の付着物は、クリーニング装置６によって清掃される。クリーニング装置６は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード６１と、搬送スクリュー６２と、ドラムクリーニング装置ハウジング６３と、を有する。クリーニングブレード６２は、加圧手段（図示せず）によって、感光ドラム１に対して、所定の角度、圧力で当接されている。これにより、感光ドラム１の表面に残留したトナー等は、クリーニングブレード６２によって感光ドラム１上から掻き取られて除去され、ドラムクリーニング装置ハウジング６３内に回収される。回収されたトナー等は、搬送スクリュー６２により搬送され、廃トナー収容部（図示せず）に排出される。
【００２７】
図１において、各感光ドラム１ａ〜１ｄの図中下方には、中間転写ベルト５１、１次転写ローラ５３ａ〜５３ｄ、２次転写内ローラ５６、２次転写外ローラ５７、中間転写ベルトクリーニング装置５９等を有して、中間転写ユニット５が構成されている。２次転写内ローラ５６は電気的に接地されている。又、転写部材である２次転写外ローラ５７には、２次転写バイアス出力手段としての２次転写バイアス電源５８が接続されている。２次転写内ローラ５６は、中間転写ベルト５１の内周面に接触して、中間転写ベルト５１の移動に伴って回転する。
【００２８】
例えば、フルカラー画像の形成時には、第１〜第４の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に各色のトナー像が形成される。この各色のトナー像は、中間転写ベルト５１を挟んで各感光ドラム１ａ〜１ｄに対向する各１次転写ローラ５３から１次転写バイアスを受けて、順次中間転写ベルト５１上に転写（１次転写）される。このトナー像は、中間転写ベルト５１の回転に伴って２次転写部Ｎ２まで搬送される。
【００２９】
中間転写ベルト５１上に形成されたトナー像が転写される記録材Ｐが、所定のタイミングで記録材供給手段８により２次転写部Ｎ２まで搬送される。即ち、転写材供給手段８において、記録材収容部としてのカセット８１からピックアップローラ８２によって１枚ずつ取り出された記録材Ｐは、搬送ローラ８３等によって２次転写部Ｎ２に搬送される。
【００３０】
本実施例では、画像形成時に、２次転写外ローラ５７には、２次転写バイアス電源５８によって、トナーの正規の帯電極性（第１の極性：本実施例では負極性）とは逆極性（第２の極性：本実施例では正極性）の２次転写バイアス電圧が印加される。そして、２次転写内ローラ５６と２次転写外ローラ５７との間に、上記第１の極性のトナーを中間転写ベルト５１上から記録材Ｐに向けて移動させる方向の電界が形成される。これによって、中間転写ベルト５１上のトナー像は、記録材Ｐ上に転写（２次転写）される。２次転写部Ｎ２においてトナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置７へと搬送される。
【００３１】
尚、２次転写工程後に中間転写ベルト５１上に残留したトナー等の付着物は、中間転写ベルトクリーニング装置５９によって除去、回収される。中間転写ベルトクリーニング装置５９は、ドラムクリーニング装置６と同様の構成を有する。
【００３２】
定着装置７は、回転自在に配設された定着ローラ７１と、定着ローラ７１に圧接しながら回転する加圧ローラ７２と、を有する。定着ローラ７１の内部には、ハロゲンランプ等のヒータ７３が配設されている。そして、このヒータ７３へ供給する電圧等を制御することにより、定着ローラ７１の表面の温度調節が行われている。定着装置７に記録材Ｐが搬送されてくると、一定速度で回転する定着ローラ７１と加圧ローラ７２とで形成されるニップ部で記録材Ｐが挟持搬送される。そして、記録材Ｐ上のトナーは、圧力、熱で記録材上に定着される。こうして、記録材Ｐ上にフルカラー画像が形成される。
【００３３】
本実施例では、感光ドラム１及び中間転写ベルト５１の移動速度に相当するプロセス速度は、２００ｍｍ／ｓｅｃである。
【００３４】
ここで、中間転写ベルト５１は、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）のような誘電体樹脂によって構成されている。本実施例では、中間転写ベルト５１として、表面抵抗率１０１２Ω／□（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃／５０％ＲＨ）、厚み１００μｍのＰＩ（ポリイミド）樹脂で形成されたものを用いた。しかし、これに限定されるものではなく、他の材料、体積抵抗率、及び厚みのものでも構わない。
【００３５】
１次転写ローラ５３は、外径８ｍｍの芯金５３１と、厚さ４ｍｍの導電性ウレタンスポンジ層５３２と、によって構成されている。１次転写ローラ５３の電気抵抗値は、約１０５Ω（２３℃／５０％ＲＨ）であった。尚、１次転写ローラ５３の電気抵抗値は、５００ｇ重の荷重の下で接地された金属ローラに当接された１次転写ローラ５３を５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金５３１に１００Ｖの電圧を印加して測定された電流値から求められる。
【００３６】
２次転写内ローラ５６は、外径１８ｍｍの芯金５６１と、厚さ２ｍｍの導電性でソリッドのシリコーンゴム層５６２と、によって構成されている。２次転写内ローラ５６の電気抵抗値は、１次転写ローラ５３と同様の測定方法において、約１０４Ωであった。更に、２次転写外ローラ５７は、外径２０ｍｍの芯金５７１と、厚さ４ｍｍの導電性のＥＰＤＭゴムのスポンジ層５７２と、によって構成されている。２次転写外ローラ５７の電気抵抗値は、１次転写ローラ５３と同様の測定方法において、印加電圧が２０００Ｖの場合に、約１０８Ωであった。
【００３７】
［パッチ検出光学センサについて］
本発明では、中間転写体の回転方向において画像形成装置の２次転写部と最終色の４色目の黒用の１次転写部の下流側にであって、二次転写部の上流側にトナー像検知部材である光学センサ３０を１つ設置した。本発明によれば、この光学センサ３０は、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成して、中間転写ベルト５１上に転写したイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによるパッチ画像の濃度を検知できるようにしてある。
【００３８】
光学センサ３０は、図３に示すように、発光素子３０ａから中間転写ベルト５１上のパッチ画像に光を照射し、パッチ画像の部分の中間転写ベルト５１表面での正反射や乱反射、またはその両方による反射光量を受光素子３０ｂで受光される。そして、発生した電気信号（画像濃度信号）を信号処理部で所定の基準値に増幅し、増幅率として保管する機構に構成されている。
【００３９】
まず、現像剤濃度の初期設定を行う。現像剤濃度の初期設定は、通常、画像形成装置本体の設置時や現像剤の交換時に行われる。
【００４０】
次に光学センサ３０がパッチ画像を読み込む手順について説明する。
【００４１】
光学センサ３０は中間転写ベルト５１の反射光量を測定し、そのときの光学センサ３０の出力値を所定値、たとえば０．５Ｖになるように調整する。ついで感光ドラム１上に制御用トナー像であるパッチ画像が感光ドラム１上に形成され、中間転写ベルト５１上に形成されたパッチ画像の濃度を光学センサ３０が検知する。そして、その画像濃度信号は初期設定値として読み込まれ、記憶部に記憶される。
【００４２】
ついで、所定のタイミング、具体的には所定の画像形成枚数毎に、パッチ画像を形成し、そのパッチ画像濃度を光学センサ３０で測定して、得られた画像濃度信号はトナー像形成条件を調整する調整部に入力される。この調整部は制御部がこの機能を有するものである。
【００４３】
この調整部は、得られた画像濃度信号を初期値と比較し、その比較結果を画像形成条件にフィードバックして、現像剤へのトナー補給条件や潜像の露光や現像バイアス等の条件といったトナー像形成条件を制御することにより、画像濃度を制御する。
【００４４】
本実施例では光学センサ３０は正反射型のものを用いたが、本発明は光学センサを正反射型のものに限定されるものではない。
【００４５】
［中間転写ベルトのばたつきについて］
ベルト部材の張力の変更する制御について説明する。図１の画像形成装置において、パッチ画像を形成し、そのパッチ画像濃度を光学センサ３０で測定して濃度信号を得る際には、ベルト部材は回転している。回転に伴い、回転している中間転写ベルト５１のベルト面に対して垂直な方向に振動してる。この振動により、光学センサとベルと面との間隔が安定しないため、濃度信号にその振動による振れが入ってしまい、画像濃度の検知精度が低下する。
【００４６】
これに対して、ベルト部材に付与される張力を強くすることで、ベルト部材の振幅が小さくなり、濃度信号の誤差が小さくなることを確認した。
【００４７】
本実施例では、記録材上に画像を形成する画像形成時の張力を５ｋｇ・ｆである。そして、パッチ画像が光学センサにより読取られるときの張力を５ｋｇ・ｆから８ｋｇ・ｆに上げることで、中間転写ベルトのばたつきによる振動を約３０μｍ抑えることができた。
【００４８】
本実施例では、光センサの検知面と中間転写ベルトとの間隔を４．５ｍｍに設定してある。この場合に、４．５ｍｍからのズレ量（ｍｍ）とそれに対するセンサ出力電圧（Ｖ）との関係を図１０に示す。張力が５ｋｇ・ｆのときには、振動は６０μｍであった。即ち、このときの光センサの出力は１．０Ｖ±０．０２Ｖであった。それに対して、張力を８ｋｇ・ｆにすると、振動は３０μｍにすることができ、光センサの出力は１．０Ｖ±０．０１Ｖとなる。このように、振動を３０μｍ抑えた場合には、センサ出力電圧としては０．０１Ｖのぶれを抑えることができた。
【００４９】
図１１は、センサ出力電圧と濃度信号レベルとの関係を示したものである。張力が５ｋｇ・ｆのときには、センサ出力電圧は０．９８Ｖであったが、張力を８ｋｇ・ｆにすると、センサ出力電圧を０．９９Ｖにすることができる。その結果、図１１に示されているそれぞれの濃度信号レベルから、濃度信号レベルとしては３〜４％のぶれを抑えることができた。
【００５０】
本実施例では、ベルト部材に付与される張力をパッチ画像濃度検出時に強める変更手段として、張架ローラによって付与される張力を可変にする機構を採用した。即ち図４に示されるように、カム構造９０を用いて、弾性部材であるバネ９１の伸縮幅を変更するものである。このカムは、駆動部９２により駆動力が伝達される。図４（ａ）のカム９０の状態は、画像形成時に状態であって、中間転写ベルトにかかる張力が小さい場合である。パッチ画像が光センサで検知されるときには、図４（ｂ）に示すように、カム９０を９０°回転させることでバネ９１を収縮させ、中間転写ベルトにかかる張力を大きくする。
【００５１】
カム構造を用いた張架ローラへの張力を強める手順については、以下のようなものが好ましい。即ち、パッチ画像を形成し、そのパッチ画像濃度を光学センサ３０で測定して画像濃度信号を得ようとした際には、パッチ画像濃度信号を得る前に、図４のカムを（ａ）の状態から（ｂ）の状態になるように回転させる。これにより、張架ローラ５５に付与されている張力をスプリング９１を介して強める。その後、パッチ画像濃度信号を得ることで、濃度信号に入る中間転写ベルトによる振動ふれを小さくすることができる。
【００５２】
本実施例の電気ブロック図を図５に示す。先ず、光センサ３０は制御部２００と接続されており、光センサ３０で読み込まれたデータは制御部２００を介して記憶部２０１に記憶される。そして、記憶部２０１で記憶されているデータと新たに読み込まれたデータとを比較し、制御部（調整部）は画像形成部Ｓの画像形成条件を変更する信号を出力する。一方、制御部２００は、変更手段であるカムの動作を制御する機能を有する構成となっている。また、制御部２００は、トナー像検知部材が中間転写ベルト上に形成された制御用トナー像を検知するときのカム機構による中間転写ベルトの張力は、記録材上に画像を形成する画像形成時における張力よりも大きくする機能を実行する実行部の機能を有する。
【００５３】
次に、パッチ画像が形成されるときの制御を図６のフローチャートを用いて説明する。
【００５４】
先ず、制御がスタートする（Ｓ００１）すると、制御部からのパッチ画像形成信号の出力が判断される（Ｓ００２）。ここで、パッチ画像形成信号の出力は、連続画像形成動作中に行われる場合や画像形成装置を画像形成可能状態（スタンバイ状態）へ立ち上げる準備期間中といった所定のタイミングで行われる。ここで、パッチ画像形成信号が出力されていなかったら、スタンバイ或いは画像形成動作の実行が継続される（Ｓ０１０）。次に、パッチ画像形成信号が出力されたら、カム位置が画像形成位置にあるかの判断が行われる（Ｓ００３）ここで、カム位置が画像形成位置にない場合には、カム位置は画像形成位置へ移動する（Ｓ００４）。次に、パッチ画像を形成すべき画像形成部の感光ドラム上へのパッチ画像の形成動作が開始される（Ｓ００５）。パッチ画像はパッチ画像を形成する画像形成部の感光ドラム１上に形成され、パッチ画像が中間転写ベルト上に形成されたかどうかが判断される（Ｓ００６）。パッチ画像が中間転写ベルト上へ形成終了でないときには、パッチ画像形成動作が継続される。パッチ画像を形成する感光ドラム上で形成されたパッチ画像が中間転写ベルト上に転写し終わったら、カム９１はパッチ画像読取専用位置（図４（ｂ））に移動する（Ｓ００７）。本実施例では、例えば、全ての画像形成部でパッチ画像を形成するという信号が出力された場合には、全ての画像形成部のパッチ画像が中間転写ベルトに転写されるまで、中間転写ベルトの張力は変更されないものである。そして、中間転写ベルト上に形成されたパッチ画像の光センサによる読取動作が終了したかどうかが判断され（Ｓ００８）、読取動作が終了した場合には、カムは９０ホームポジションに移動することになる（Ｓ００９）。そして、連続画像形成動作中にパッチ画像が形成された場合には、引続き画像形成動作が行われ、また、画像形成装置の準備期間中に行われた場合には、スタンバイ状態に向かう動作が行われる（Ｓ０１０）。そして、パッチ画像形成する制御が終了となる（Ｓ０１１）。
【００５５】
以上のように、本発明は、パッチ画像が光センサで検知されるときに、ベルト部材の張力を画像形成時の張力よりも大きくし、検知終了後に再び小さい張力とする構成である。このベルト部位に付与されている張力を弱める理由としては、張力が常に強く保たれていると、中間転写ベルト自体の破断や伸びなどの課題があるためである。
【００５６】
以上説明したように、本実施例によれば、中間転写ベルトの寿命を短くすることなく、パッチ画像の濃度検知の精度の向上を図ることができる。
【００５７】
実施例２
先ず、本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図７は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、４つの感光ドラムを有し、中間転写方式を用いた、フルカラー電子写真画像形成装置である。実施例１では、ベルト部材の張力を変更する変更手段がカム機構を用いた構成であったが、本実施例では、張力を変更するための移動可能な張架部材を設けた点が実施例１と異なる。
【００５８】
本実施例では、ベルト部材に付与される張力を大きくする場合には、前記張架ローラ以外の新たな張架部材としての張架ローラ１１０が中間転写ベルトに当接し、押下する（図８）。前記張架ローラで押下する場所としては、光学センサで検知する場所前後のローラ間では、ローラを押下することでベルト部材と光学センサ面に角度が生じてしまい、正確に検知できなくなる。よって光学センサ前後のローラ間ではなく、光学センサの直近の下流にある張架ローラ５２を超えて、張架ローラ５２と二次転写部との間に設けたものである。
【００５９】
張架ローラ１１０を中間転写ベルトに当接・押下し、張力を付与する手順については、実施例１のカム機構の動作と同じである。
【００６０】
すなわち、画像形成時には、ベルト部材の張力を小さくする必要があるため、張架ローラ１１０とベルト部材とは非接触の状態にある（図７）。この状態がホームポジションであり、実施例１の図４（ａ）の状態に相当する。そして、ベルト部材の張力を大きくする場合には、図８のように張カローラ１１０がベルト部材と接触する予め設定された位置まで移動するものである。
【００６１】
このように、新たにベルト部材を張架する張架部材を新たに設け、これをベルト部材に対して接触状態と非接触状態とに切り分ける構成であっても、中間転写ベルトの寿命を短くすることなく、パッチ画像の濃度検知の精度の向上を図ることができる。
【００６２】
実施例３
［画像形成装置の全体構成及び動作］
先ず、本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図９は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、４つの感光ドラムを有し、中間転写方式を用いた、フルカラー電子写真画像形成装置である。
【００６３】
次に、像担持体に対するベルト部材の着脱機構について説明する。
【００６４】
本実施例の画像形成装置は、フルカラーモードとブラック単色モードを持ち、それに応じて中間転写ベルトを感光体ドラムに対して当接離間させる動作を行う。
【００６５】
図９は、本実施における画像形成装置が、ブラック単色モードで作像動作を行う場合の中間転写ベルトの配置を示している。ブラック単色モードのときには、中間転写ベルト５１は感光ドラム１ｄのみに接触して転写ニップＮ１ｄを形成し、ブラックの単色画像のみが中間転写ベルトに転写される。このときの中間転写ベルト５１の位置を規制するため、上流規制ローラ５８（図中の破線位置５８ａ）は、上流規制ローラ５８の位置（図中の実線位置５８ｂ）まで退避している。
【００６６】
一方、フルカラーモードのときには、上流規制ローラ５８は破線位置５８ａの位置に移動することで、中間転写ベルト５１は破線に示されている位置に移動する。
【００６７】
本実施例では、ブラック単色モード時にブラックのパッチ画像が形成されるときには、上流規制ローラを移動させることでベルト部材の張力を大きくするものである。即ち、本実施例では、フルカラーモード時のベルト部材の張力は、ブラック単色モード時のベルト部材の張力よりも大きい構成となっているものである。
【００６８】
また、フルカラーモード時に各色のパッチ画像が形成されるときには、実施例２に示した張架ローラ１１０を移動させることでベルト部材の張力を大きくするものである。
【００６９】
本実施例では、張力を変更する変更手段を複数も受け、画像形成モードに応じてことなる部分を移動させることで、ベルト部材の張力の調整を図るものであった。
【００７０】
このように複数の変更部を有する構成であっても、中間転写ベルトの寿命を短くすることなく、パッチ画像の濃度検知の精度の向上を図ることができる。
【００７１】
なお、本実施例では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の画像を形成する装置において、ブラック単色モードにおける動作の詳細を説明した。しかし、本構成は、上記の４色以外の色を用いた画像形成装置や、淡色トナーを用いた画像形成装置に適用することも可能である。
【００７２】
また、上記の実施例では、中間転写ベルトを用いる構成であったが、転写ベルトによって担持搬送された記録材上に画像を形成する構成の直接転写方式であっても本発明の効果を得ることができる。
【００７３】
また、上記の実施例では、ベルト部材の張力を変更する変更手段がベルト部材の張力を大きくするタイミングは、像担持体からベルト部材にパッチ画像を転写し終った後に行うものであった。しかし、本発明は、この構成に限定されるものではなく、パッチ画像形成信号が入力されたら、変更手段によりベルト部材の張力が大きくされた状態で、像担持体上にパッチ画像を形成する構成であってもいい。
【００７４】
以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略断面構成図である。
【図２】図１の画像形成装置の画像形成部をより詳しく示す概略断面構成図である。
【図３】図１の画像形成装置のパッチ画像濃度検出用光学センサの概略断面構成図である。
【図４】図１の画像形成装置の張架ローラに付与する張力を変化させるためのカム構造の概略断面構成図である。
【図５】実施例１におけるブロック図である。
【図６】実施例１におけるフローチャートの図である。
【図７】図１の画像形成装置の中間転写ベルトに張力をさらに付与するための第２の張架ローラを加えた概略断面構成図である。
【図８】図７の画像形成装置において、第２の張架ローラによって中間転写ベルトにさらに張力を加えた場合の概略断面構成図である。
【図９】モノクロ単色モード時に、他のカラーのドラムと中間転写ベルトの１転部を離間させる画像形成装置の概略断面構成図である。
【図１０】光学センサと中間転写ベルトとの焦点距離が変化した際のセンサ出力電圧の変位グラフである。
【図１１】センサ出力電圧の変化に対する濃度信号レベルの変化グラフである。
【図１２】従来の画像形成装置の概略断面構成図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  感光ドラム（像担持体）
３０  光学センサ
５１  中間転写ベルト（ベルト部材）
５８  上流規制ローラ
９０  カム機構
１１０  張架ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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