(57)【要約】【課題】  印刷動作を停止させる回数及びトナーの消費を抑えつつ、色ずれの発生を抑え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。【解決手段】  機内温度の変化量によって色ずれの原因が異なること注目し、色ずれの原因に応じて適切な手段を選択する。選択の基準には、機内の速度に応じて変化する転写ベルトの速度を用いる。機内温度の変化が小さいときは、色ずれの原因が、転写ベルトの速度の変化であるので、転写ベルトの速度を調整することによって、色ずれの発生する環境を解消させる。転写ベルトの速度の調整には、印刷動作を停止させたり、トナーを消費したりすることがないので、本発明は、印刷動作を停止させる回数及びトナーの消費を抑えつつ、色ずれの発生を抑えることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められたタイミングで転写ベルトに画像を形成する書込ユニットが上記転写ベルトに沿って複数配列されたタンデム方式の画像形成装置において、
上記転写ベルトの速度を計測する計測手段と、
上記転写ベルトの基準速度を記憶する記憶手段と、
計測された速度と上記基準速度の差が所定速度以上であるか否かを判断する判断手段と、
所定速度未満の判断があると、上記転写ベルトの速度を上記基準速度にする速度調整手段と、
所定速度以上の判断があると、上記各書込ユニットで検知パターンを上記転写ベルトに形成し、形成した各検知パターンの上記転写ベルト上の位置に基づいて、上記タイミングを調整するタイミング調整手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記タイミング調整手段が上記調整をすると、上記基準速度を上記計測手段にて計測された速度に書き換える基準速度更新手段を備えた請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記転写ベルトは、駆動ローラと従動ローラに巻き掛けられており、
上記計測手段は、上記従動ローラの角速度に基づいて、上記転写ベルトの速度を計測する請求項１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、プリンタ、複写機、複合機などの画像形成装置に関し、特にトナー画像の色ずれを防止する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー画像を別個の書込ユニットにて形成するタンデム方式の画像形成装置が普及している。ＣＭＹＫの各色の書込ユニットは、各色のトナー画像が転写される転写ベルト上に転写ベルトの進行方向に連なって配列され、各色のトナー画像は、この転写ベルトの同じ位置に転写されて重ね合わされる。
【０００３】
転写ベルトは複数のローラに回転可能に巻き掛けられている。複数のローラのうち１つはモータで駆動される駆動ローラとなっている。駆動ローラはモータによって一定の角速度で駆動され、駆動ローラが一定の角速度で駆動されることにより、転写ベルトは一定の速度で回転する。転写ベルトが駆動ローラ上を滑ると、駆動ローラの角速度が一定であっても転写ベルトが一定の速度で回転できないので、駆動ローラの素材には摩擦力の高いゴムが使用されている。
【０００４】
タンデム方式が採用された画像形成装置では、各色のトナー画像が転写ベルトの同じ位置に転写されるように、各色の書込ユニットのトナー画像を転写するタイミングは、各書込ユニットの間隔と転写ベルトの速度に基づいた時間だけずらされている。
【０００５】
駆動ローラの素材に用いられるゴムは熱膨張が大きいため、機内温度の上昇によって駆動ローラは膨張する。従って、駆動ローラの角速度が一定であっても、機内温度の変化によって転写ベルトの速度は変化する。各色の書込ユニットのトナー画像を転写するタイミングは、各書込ユニットの間隔と転写ベルトの速度に基づいて定められているので、転写ベルトの速度が変化すると、各色のトナー画像間で転写される位置がずれる、いわゆる色ずれが発生する。
【０００６】
また、機内温度が大きく変化すると、部品が大きく膨張したり変形したりする大きな歪が生じるため、機内温度の大きな変化があると、転写ベルトの速度だけでなく、このような歪も色ずれの原因となる。
【０００７】
このような機内温度の変化による色ずれを防止するために、特開平２−３０４４６５号に記載されているような、各書込ユニットのトナー画像を転写ベルトに転写するタイミングを機内温度に基づいて調整するタイミング調整が提案されている。
【特許文献１】特開平２−３０４４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このタイミング調整は次の手順で行われる。まず、各色の書込ユニットによって、正方形や線状のトナー画像（以下、検知パターンという）を形成して転写ベルトに転写する。次に、転写ベルトに転写された各色の検知パターンの間隔に基づいて、この間隔が色ずれの発生していない場合の間隔となるように、各色の書込ユニットが検知パターンを転写するタイミングを算出する。タイミングを算出すると、算出したタイミングで転写が行なわれるように、各色の書込ユニットによって各色の検知パターンを再度形成して、転写ベルトに転写する。そして、転写された各色の検知パターンの間隔が色ずれの発生していない場合の間隔になっているか否かの確認を行う。
【０００９】
色ずれの発生していない場合の間隔になっているときは、算出したタイミングを各書込ユニットがトナー画像を転写するタイミングとして決定し、この決定にてタイミング調整を終了する。色ずれの発生していない場合の間隔になっていないときは、色ずれの発生していない場合の間隔になるまで、上記の方法でタイミングの算出をやり直す。
【００１０】
タイミング調整の間、各書込ユニットで検知パターンを形成したり、転写ベルトに検知パターンを転写したりするので、タイミング調整の間は、画像形成装置は、ユーザが所望する画像を印刷する通常の印刷動作を行なうことができない。また、タイミング調整の際には各色の検知パターンを形成するために、タイミング調整のためだけにトナーを消費してしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、タイミング調整の実行回数が少なくても、色ずれの発生を抑え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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、機内温度の変化量によって色ずれの原因が異なること注目し、色ずれの原因に応じて適切な手段を選ぶことによって、色ずれを抑えながらタイミング調整の実行回数を減らすことを実現している。
【００１３】
機内温度の変化量によって色ずれの原因が異なるため、本発明では、機内温度を正確に取得する必要がある。機内温度を計測する手段として、温度センサを機内に設置する方法があるが、用紙の通過などによって温度センサ近傍に給紙カセットや外部からの空気が流れ込んで一時的に温度変化が生じる可能性があるので、温度センサは機内温度を正確に取得できない場合がある。
【００１４】
上述したように、転写ベルトの速度は、駆動ローラの熱膨張によって変化するので、本発明では、機内温度の変化量に代えて転写ベルトの速度の変化量に基づいて色ずれを抑える手段を選ぶ。
【００１５】
本発明の画像形成装置は、色ずれの発生が起こらない機内温度に対応する転写ベルトの速度である基準速度を記憶している。そして、転写ベルトの実際の速度を計測し、この計測した速度と基準速度との差が小さい場合は、転写ベルトの速度を基準速度にする。これは、機内温度の変化が小さい場合は、転写ベルトの速度が色ずれの発生原因であるので、転写ベルトの速度を基準速度にして色ずれの原因を解消させるためである。転写ベルトの速度を基準速度にするためには、検知パターンを転写ベルトに形成したり、検知パターンの間隔を計測したりする必要がないので、転写ベルトの速度を基準速度にする手段によって色ずれの原因の解消が即座に行われる。
【００１６】
一方、速度差が大きい場合は、従来と同じようなタイミング調整を行う。差の大小の基準は、例えば、トナー画像を形成する書込ユニットや書込ユニットを固定するための部品の歪によって肉眼で確認できる大きさの色ずれが発生する機内温度差に対応する速度差とする。
【００１７】
速度差が大きい場合、タイミング調整を行うのは、部品が歪むと、転写ベルトの速度を調整しても位置ずれを解消することができず、また。部品の歪量は、温度だけでなく湿度など様々な要因によって異なるので、速度を調整するだけでは位置ずれの原因を解消することができないためである。
【００１８】
以上のように、速度差が小さい場合は、タイミング調整を行なわずに、転写ベルトの速度を調整するのでタイミング調整の回数を減らす事ができる。
【００１９】
上記の基準速度は、限定されるものでないが、タイミング調整でタイミングの決定を行なった場合は、その時計測された速度に変更してもよい。このように変更する場合は、タイミングの決定が行なわれた以降は、そのタイミングが決定されるときに計測された速度と、その後に計測された実際の転写ベルトの速度の差異に基づいて色ずれを抑える手段を選ぶことになる。
【００２０】
転写ベルトの速度の計測方法は特に限定されるものでないが、転写ベルトが巻きかけられている従動ローラの角速度に基づいて行なってもよい。これは、従動ローラには通常アルミなどの金属が使用されているので、従動ローラは熱膨張がほとんどなく、従動ローラの角速度と転写ベルトの速度は機内温度に関係なく一定の関係となるためである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、タイミング調整の実行回数が少なくても、色ずれの発生を抑えることができる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本実施の形態では、本発明の画像形成装置１００は、タンデム方式を採用したカラープリンタとして適用されている。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１１０に沿って配列されたＣＭＹＫ各色のトナー画像を別個に形成する書込ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋを備える。
【００２３】
各書込ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋのトナー画像の形成について書込ユニット１０１Ｙを用いて説明する。
【００２４】
書込ユニット１０１Ｙは、感光ドラム１０２Ｙと、帯電器１０３Ｙ、露光器１０４Ｙ、
現像器１０５Ｙ、転写器１０６Ｙなどで構成されている。書込ユニット１０１Ｙにおけるイエローのトナー画像を形成は、感光ドラム１０２Ｙを矢印方向に回転させながら、感光ドラム１０２Ｙを帯電器１０３Ｙで帯電させ、その後露光器１０４Ｙで感光ドラム１２１を照射して感光ドラム１２１に潜像を形成し、現像器１０５Ｙで潜像にイエローのトナーを付着させることで行なわれる。感光ドラム１０２Ｙに形成されたイエローのトナー画像は、転写器１０６Ｙに対向する位置に到達すると、転写器１０６Ｙにて中間転写ベルト１１０に転写される。
【００２５】
中間転写ベルト１１０は、駆動ローラ１１１、従動ローラ１１２、１１３に巻き掛けられている。駆動ローラ１１１は、モータ２０３によって回転され、駆動ローラ１１１が回転することによって中間転写ベルト１１０は回転する。駆動ローラ１１１は、中間転写ベルト１１０が滑らず、且つ駆動ローラ１１１と同じ速さで回転できるように素材にゴムが使用されている。従動ローラ１１２、１１３は素材に金属が使用されている。本実施の形態では、従動ローラ１１２は、中間転写ベルト１１０の内側から外側に付勢され、中間転写ベルト１１０に一定の張力を与えるテンションローラとして機能している。
【００２６】
このようにモータ２０３によって回転する中間転写ベルト１１０は、各書込ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋの転写器１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ、１０６Ｋを通過する際に各色のトナー画像が転写される。
【００２７】
各書込ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋにて個別に形成された各色のトナー画像が中間転写ベルト１１０の同じ位置に重さなり合うように、各書込ユニット１０１Ｙにおけるトナー画像の形成のタイミングが図２に示す印刷制御手段２０１にて制御されている。印刷制御手段２０１は、各書込ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋのおける各感光ドラムの回転、帯電、露光、トナーの付着等の書込動作のタイミングを、図２に示すタイミング管理手段２０２に記憶されたタイミングに応じて行なっている。
【００２８】
このタイミングは、各書込ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋ間の中間転写１１０ベルトの進行方向の距離、中間転写ベルト１１０の速度に基づいて決定されたものである。
【００２９】
中間転写ベルト１１０に転写されたトナー画像は、駆動ローラ１１０と対向する位置に配置された転写ローラ１２１と中間転写ベルト１１０との間を通過する用紙に転写ローラ１２１によって転写される。この用紙は、画像形成装置１００の下部に設けられた２つの給紙カセット１４１、１４２のいずれかのカセットからピックアップローラ１４３、１４４によって引き出されたものである。
【００３０】
トナー画像が転写された用紙は、定着ローラ１２２と加圧ローラ１２３の間に送り込まれ、定着ローラ１２２と加圧ローラ１２３によってトナー画像の定着が行なわれ、その後排紙トレイ１３０に排紙される。
【００３１】
以上のように画像形成装置は、個別に形成されたトナー画像が重なり合うように、各書込ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋにおける感光ドラムの書込動作のタイミングが制御されている。
【００３２】
画像形成装置１００とＬＡＮ等で接続された端末から印刷対象となる画像データをＣＭＹＫに色分解したＣＭＹＫの画像データが入力されると、印刷制御手段２０１は、タイミング管理手段２０２に記憶されたタイミングで、ＣＭＹＫの画像データに対応するトナー画像を各書込ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋにて形成して中間転写ベルト１１０に転写する。印刷制御手段２０１は、中間転写ベルト１１０に転写されたトナー画像を用紙に２次転写して、トナー画像が２次転写された用紙を排紙トレイ１３０に排紙する。
【００３３】
しかし、画像形成装置１００の機内温度が上昇すると、素材にゴムが使用された駆動ローラ１１１が膨張して、中間転写ベルト１１０の速度が上昇する。中間転写ベルトの速度が上昇すると、各書込ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋ間の距離と中間転写ベルト１１０の速度に基づいて決定されたタイミング管理手段２０２に記憶されたタイミングで書込動作が行うと色ずれが発生する。
【００３４】
また、機内温度が大幅に上昇すると、画像形成装置の部品に歪みが発生する。例えば、露光器１０４Ｙを支持している部品１５０に歪が発生すると、露光器１０４Ｙが照射する感光ドラム１０２Ｙ上の位置がずれ、潜像の形成される感光ドラム１０２Ｙ上の位置が変化する。潜像の形成される位置が変化すると、トナー画像が形成される位置も変化し、トナー画像が転写器１０６Ｙに到達するまでの時間も変化する。転写器１０６Ｙに到達するまでの時間が変化すると、中間転写ベルト１１０への転写のタイミングが変化して、これによっても色ずれが発生する。
【００３５】
機内温度の変化によって発生する色ずれを防止するため、画像形成装置１００は、機内温度の変化に伴って変動する中間転写ベルト１１０の速度を所定の間隔で計測する計測手段２０４を備える（図４、Ｓ４０１）。中間転写ベルト１１０の速度の計測は、従動ローラ１１３の回転数を用いて行なう。従動ローラ１１３の側面には、図３に示す４箇所にミラー３０２が埋め込まれた反射板３０１が取り付けられており、この反射板３０１を光センサ３０３にて照射して、反射板３０１からの反射のあった回数をカウントすることで行なう。
【００３６】
中間転写ベルト１１０の速度の計測に従動ローラ１１３の回転数を使用するのは、従動ローラは金属製であるため機内温度の変化ではほとんど膨張することがなく、正確に中間転写ベルト１１０の速度を計測することができるからである。
【００３７】
計測手段２０４は、計測した速度を判断手段２０５に入力する。速度が入力されると、判断手段２０５は、記憶手段２０８から基準速度を取得する（図４、Ｓ４０２）。基準速度を取得すると、判断手段２０５は、入力された速度と基準速度の速度差を算出する。速度差を算出すると、判断手段２０５は、算出された速度が、部品の歪が肉眼で確認できる大きさの位置ずれが発生する温度差より大きい温度差に対応する速度差であるか否かを判断する（図４、Ｓ４０３）。
【００３８】
速度差が小さいものと判断すると、判断手段２０５は、速度調整手段２０６に中間転写ベルト１１０の速度を基準速度にするように指示する。
【００３９】
一方、温度差が大きいものと判断すると、判断手段２０５は、各書込ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋの書込動作のタイミング調整をするようにタイミング調整手段２０７に指示する。
【００４０】
速度調整手段２０６は、中間転写ベルト１１０の速度を基準速度にする指示があると、モータ２０３の速度を調整して、計測手段２０１から得られる速度が記憶手段２０８に記憶された基準速度となるようにモータの回転数を調整する（図４、Ｓ４０４）。
【００４１】
このように、色ずれの原因が中間転写ベルト１１０の速度変化による場合は、中間転写ベルト１１０の速度を基準速度にするだけで、色ずれの発生する環境を解消することができる。中間転写ベルト１１０の速度の変更はモータ２０３の回転数を変えることで実現できるので、色ずれの発生する環境を解消するために、従来のタイミング調整のように、通常の印刷動作を止めずに、通常の印刷動作を行いながら色ずれの発生する環境の解消ができる。また、モータ２０３の回転数を変えるだけであるので、トナーを一切消費する事がなく、色ずれの発生する環境の解消ができる。
【００４２】
タイミング調整手段２０７は、タイミングを調整するように指示されると、まず、印刷制御手段２０１が、端末等から入力された画像データの印刷動作が行われているかどうかを判断する。タイミング調整手段２０７は、印刷動作が行われていない場合は、タイミング調整が終了するまで印刷制御手段２０１の印刷動作を禁止する。タイミング調整手段２０７は、印刷動作が行われている場合は、現在の印刷動作に用いられている用紙への印刷が終了すると、タイミング調整が終了するまで印刷制御手段２０１の印刷動作を禁止する。
【００４３】
印刷動作の禁止を行うと、タイミング調整手段２０７は、タイミング管理手段２０２に記憶されたタイミングで各書込ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋを用いて各色の検知パターンを中間転写ベルト１１０に形成する。次にタイミング調整手段２０７は、中間転写ベルト１１０に形成した各色の検知パターンの間隔を計測する。タイミング調整手段２０７は、色ずれの発生しない場合の検知パターンの間隔を記憶しており、この記憶している間隔と、計測した各色の検知パターンの間隔に基づいて、色ずれが発生しない各書込ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋの書込動作のタイミングを算出する。タイミング調整手段２０７は、算出したタイミングで各書込ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋを用いて再度各色の検知パターンを形成する。タイミング検知手段２０７は、再度形成した各色の検知パターンの間隔と記憶している間隔に基づいて、算出したタイミングが色ずれの発生しないタイミングか否かを判断する。
【００４４】
色ずれの発生しないタイミングでないと判断すると、タイミング調整手段２０７は、色ずれの発生しないタイミングと判断できるまでタイミングの算出をやり直す。
【００４５】
色ずれの発生しないタイミングと判断すると、タイミング調整手段２０７は、タイミング管理手段２０２に記憶されたタイミングを算出したタイミングに書き換える（図４、Ｓ４０５）。よって、以後は、タイミング調整にて算出されたタイミングで、各書込ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｋの書込動作が行われる。
【００４６】
この書換えによってタイミング調整が終了する。タイミング調整が終了すると、タイミング調整手段２０７は印刷制御手段２０１の印刷動作の禁止を解除する。
【００４７】
このように実際に各色の検知パターン（トナー画像）を中間転写ベルト１１０に形成し、この間隔から色ずれが発生しないタイミングを算出することによって、色ずれ量が、中間転写ベルト１１０速度の変化量だけでなく部品の歪など複雑な要因によって決定される場合であっても、色ずれが発生しないタイミングを算出することができる。
【００４８】
タイミング調整が終了すると、基準速度更新手段２０９は、判断手段２０５にてステップ４０３において基準速度との速度差が算出された計測手段２０４によって計測された速度を記憶手段２０８に記憶された基準速度にする（図４、Ｓ４０６）。
【００４９】
このように基準速度を更新することで、タイミング調整が行われたときの機内温度がその後保たれた場合、中間転写ベルト１１０の速度はタイミング調整が行われたときと同じとなるので、このような場合タイミング調整や中間転写ベルト１１０の速度の調整をする必要がなくなる。
【００５０】
以上では図１に示すように、中間転写ベルト１１０を使ってトナー画像の転写を行なう画像形成装置に本発明を適用した場合について説明したが、中間転写ベルト１１０のない画像形成装置であっても、ＣＭＹＫ各色のトナー画像を別個の書込ユニットで形成し、角色のトナー画像を重ね合わせる事で画像の転写を行なうものであれば本発明を適用することはできる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施の形態における画像形成装置の内部構成図である。
【図２】実施の形態における画像形成装置の機能ブロック図である。
【図３】図３（ａ）は従動ローラの側面図、図３（ｂ）は従動ローラの断面図である。
【図４】実施の形態における位置ずれの解消の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１００  画像形成装置
２０１  印刷制御手段
２０２  タイミング管理手段
２０３  モータ
２０４  計測手段
２０５  判断手段
２０６  速度調整手段
２０７  タイミング調整手段
２０８  記憶手段
２０９  基準速度更新手段
【図１】
2006337433.tif 000003
【図２】
2006337433.tif 000004
【図３】
2006337433.tif 000005
【図４】
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