(57)【要約】【課題】色ズレの無い高質なカラー画像を安定的に得ることができるカラー画像形成装置を提供すること。【解決手段】モータからギヤ列を経て伝達される回転動力によって回転駆動される駆動ローラ８と、該駆動ローラ８によって回転駆動される無端状の中間転写ベルト７と、該中間転写ベルト７の走行方向に沿ってタンデムに配置された複数の感光ドラム（像担持体）２ａ〜２ｄと、各感光ドラム２ａ〜２ｄから前記中間転写ベルト７上に重畳転写されたカラートナー像を検知するＩＤセンサ２５を備えたカラー画像形成装置において、前記ギヤ列を構成する複数のギヤのギヤ比を整数倍とし、前記各感光ドラム２ａ〜２ｄの配置間隔Ｌを前記駆動ローラ８の周長の整数倍とするとともに、前記ＩＤセンサ２５の感光ドラム２ｄとの配置間隔を各感光ドラム２ａ〜２ｄの配置間隔Ｄの整数倍とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータからギヤ列を経て伝達される回転動力によって回転駆動される駆動ローラと、該駆動ローラによって回転駆動される無端状の中間転写ベルトと、該中間転写ベルトの走行方向に沿ってタンデムに配置された複数の像担持体と、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に当接する複数の一次転写ローラと、各像担持体から前記中間転写ベルト上に重畳転写されたカラートナー像を検知するＩＤセンサを備えたカラー画像形成装置において、
前記各像担持体の配置間隔を前記駆動ローラの周長の整数倍とするとともに、前記ＩＤセンサの像担持体との配置間隔を各像担持体の配置間隔の整数倍としたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動ローラを回転駆動するモータからの前記ギヤ列を構成する複数のギヤのギヤ比を整数倍としたことを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記ＩＤセンサは、前記中間転写ベルトと前記駆動ローラの巻き付き部の上流側端部又は下流側端部の近傍に対向して配置したことを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式によってカラー画像を形成するカラー複写機やカラープリンタ等のカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置に対するカラー化の要求が強く、この要求に応えてカラー画像形成装置が開発され、既に実用に供されている。このカラー画像形成装置にはモノクロ並みの出力スピードが要求されることからタンデム型のカラー画像形成装置が注目されている。
【０００３】
タンデム型のカラー画像形成装置は、モータからギヤ列を経て伝達される回転動力によって回転駆動される駆動ローラと、該駆動ローラによって回転駆動される無端状の中間転写ベルトと、該中間転写ベルトの走行方向に沿ってタンデムに配置された複数の像担持体と、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に当接する複数の一次転写ローラを備え、各像担持体上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト上に重畳転写することによってカラー画像を形成するものである。
【０００４】
ところで、斯かるカラー画像形成装置においては、カラー画像の色ズレを防ぐためには中間転写ベルト上に重畳転写される各色のトナー像の位置を合わせる必要がある。このため、各色のトナーを用いて中間転写ベルト上に形成されたパッチ画像の位置をＩＤセンサによって検出し、その検出結果に基づいて各像担持体に対する露光タイミング等を変更して各色のトナー像の位置合わせを行っている。具体的には、像担持体からトナー像が中間転写ベルト上に転写されてからＩＤセンサに到達するまでの時間を計測することによって中間転写ベルトの速度を求め、この速度と像担持体間の間隔に基づいて各色の書き出しタイミングを調整している。
【０００５】
尚、特許文献１には、トナーパターン像読取時にはトナー濃度センサ（ＩＤセンサ）を分離爪の移動機構と協働して検知位置に移動させ、それ以外のときにはトナー濃度センサを検知位置から離れた収納位置に移動させることによって、該トナー濃度センサの汚損を防ぐとともに、清掃部材によってトナー濃度センサを清掃するようにした構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−１２８０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、カラー画像形成装置においては、中間転写ベルトの走行速度は駆動ローラの周速に依存しており、像担持体からトナー像が中間転写ベルト上に転写されてからＩＤセンサに到達するまでの時間は厳密には駆動ローラの周速によって異なる。従って、駆動ローラの回転ムラや振れ等によって該駆動ローラの周速に変動が発生すると、各色の書き出しタイミングの調整を高精度に行うことができず、カラー画像に色ズレが発生する。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、色ズレの無い高質なカラー画像を安定的に得ることができるカラー画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、モータからギヤ列を経て伝達される回転動力によって回転駆動される駆動ローラと、該駆動ローラによって回転駆動される無端状の中間転写ベルトと、該中間転写ベルトの走行方向に沿ってタンデムに配置された複数の像担持体と、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に当接する複数の一次転写ローラと、各像担持体から前記中間転写ベルト上に重畳転写されたカラートナー像を検知するＩＤセンサを備えたカラー画像形成装置において、前記各像担持体の配置間隔を前記駆動ローラの１周長とするとともに、前記ＩＤセンサの像担持体との配置間隔を各像担持体の配置間隔の整数倍としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記駆動ローラを回転駆動するモータからの前記ギヤ列を構成する複数のギヤのギヤ比を整数倍としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ＩＤセンサは、前記中間転写ベルトと前記駆動ローラの巻き付き部の上流側端部又は下流側端部の近傍に対向して配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、モータの回転動力を駆動ローラに伝達するギヤ列を構成する複数のギヤのギヤ比を整数倍としたため、駆動ローラの１回転によって全てのギヤとモータが整数回だけ回転することとなり、駆動ローラの速度ムラの周期は１回転毎となる。又、各像担持体の配置間隔を駆動ローラの１周長とするとともに、ＩＤセンサの像担持体との配置間隔を各像担持体の配置間隔の整数倍としたため、駆動ローラに起因する中間転写ベルトの速度ムラがキャンセルされ、中間転写ベルトの速度と像担持体間の間隔に基づいて各色の書き出しタイミングが高精度に調整されて色ズレの無い高質なカラー画像を安定的に得ることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、駆動ローラを回転駆動するモータからのギヤ列を構成する複数のギヤのギヤ比が整数倍とすることにより、ギヤ列による中間転写ベルトの速度ムラもキャンセルされるため、書き出しタイミングの調整の精度が更に向上する。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、ＩＤセンサを、中間転写ベルトと駆動ローラの巻き付き部の上流側端部又は下流側端部の近傍に対向して配置することにより、中間転写ベルトとＩＤセンサの位置が正確に保持され、書き出しタイミングの調整の精度が常に確保される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るカラー画像形成装置（カラーレーザープリンタ）の側断面図である。
【図２】本発明に係るカラー画像形成装置（カラーレーザープリンタ）における感光ドラムとＩＤセンサの配置関係を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るのカラー画像形成装置における感光ドラムとＩＤセンサの配置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図であり、図示のカラーレーザープリンタはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。
【００１８】
上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、像担持体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。
【００１９】
ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モータによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
【００２０】
更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。
【００２１】
又、前記転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、駆動ローラ８と従動ローラ９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記駆動ローラ８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１０に当接可能に配置されている。又、従動ローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。
【００２２】
ところで、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。
【００２３】
又、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方にはレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１３が配置され、その下方の本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１４の近傍には、給紙カセット１４から用紙を取り出すピックアップローラ１５と、取り出された用紙を分離して搬送パスＳへと１枚ずつ送り出すフィードローラ１６とリタードローラ１７が設けられている。
【００２４】
又、装置本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＳには、用紙を搬送する搬送ローラ対１８と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラ対１９が設けられている。尚、搬送パスＬの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＬ’が形成されており、この搬送パスＬ’には複数の反転ローラ対２０が適当な間隔で設けられている。
【００２５】
ところで、装置本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＬは、装置本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には定着装置２２と排紙ローラ対２３，２４が設けられている。
【００２６】
次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタによる画像形成動作について説明する。
【００２７】
画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、レーザースキャナユニット１３は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。
【００２８】
そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。
【００２９】
上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。
【００３０】
以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。
【００３１】
そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が駆動ローラ８と二次転写ローラ１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラ１５とフィードローラ１６及びリタードローラ１７によって搬送パスＬへと送り出された用紙がレジストローラ対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。
【００３２】
而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対２３，２４によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。
【００３３】
ところで、斯かるレーザービームプリンタにおいて形成されたカラー画像の色ズレを防ぐためには、中間転写ベルト７上に重畳転写される各色のトナー像の位置を合わせる必要がある。このため、各色のトナーを用いて中間転写ベルト７上に形成されたパッチ画像の位置を検出し、その検出結果に基づいて各感光ドラム２１ａ〜２ｄに対するレーザースキャナユニット１３からのレーザー光による露光タイミング等を変更して各色のトナー像の位置を合わせを行っている。
【００３４】
ここで、本発明の要旨を図２に基づいて説明する。
【００３５】
図２は図１に示したレーザープリンタにおける感光ドラムとＩＤセンサの配置関係を示す図であり、図示のように、ブラックの感光ドラム２ｄの下流側（中間転写ベルト７の走行方向下流側）には、中間転写ベルト７上に形成される各色のパッチ画像の位置を検出するためのＩＤセンサ（濃度センサ）２５が配設されている。尚、ＩＤセンサ２５は、中間転写ベルト７に形成されたパッチ画像に向けてレーザー光を照射する発光素子と、パッチ画像からの反射光を受光する受光素子とで構成されている。
【００３６】
而して、各感光ドラム２ａ〜２ｄから各色のパッチ画像が中間転写ベルト７上に転写されてからＩＤセンサ２５に到達するまでの時間を計測することによって中間転写ベルト７の速度を求め、この速度と感光ドラム２ａ〜２ｄ間の間隔に基づいて各色の書き出しタイミングを調整することによってカラー画像の色ズレの発生を防ぐようにしている。
【００３７】
ところで、中間転写ベルト７の走行速度は駆動ローラ８の周速に依存しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄからパッチ画像が中間転写ベルト７上に転写されてからＩＤセンサ２５に到達するまでの時間は厳密には駆動ローラ８の周速によって異なる。従って、駆動ローラ８の回転ムラや振れ等によって該駆動ローラ８の周速に変動が発生すると、各色の書き出しタイミングの調整を高精度に行うことができず、カラー画像に色ズレが発生することは前述の通りである。尚、駆動ローラ８は、不図示のモータから不図示のギヤ列を経て伝達される回転動力によって回転駆動され、中間転写ベルト７は駆動ローラ８によって所定の速度で回転駆動される。
【００３８】
そこで、本実施の形態では、モータからの回転動力を駆動ローラ８に伝達するギヤ列を構成する複数のギヤのギヤ比を整数倍とし、各感光ドラム２ａ〜２ｄの配置間隔Ｄを駆動ローラ８の１周長とするとともに、ＩＤセンサ２５を感光ドラム２ｄから各感光ドラム２ａ〜２ｄの配置間隔Ｄの整数倍（本実施の形態では、１倍＝駆動ローラ８の１周長）としている。
【００３９】
又、ＩＤセンサ２５は、中間転写ベルト７と駆動ローラ８の巻き付き部における移動方向の上流側端部の近傍に対向して配置される。そのため、中間転写ベルト７のＩＤセンサ２５に対向する面は平面であり、駆動ローラ８で支持されているためばたつくことがなく、ＩＤセンサ２５との距離が一定に保持される。これにより、センサ２５の反射光の変動が抑制されて正確に受光されるため、中間転写ベルト７上のパッチ画像を精度良く検知することが可能である。
【００４０】
而して、本実施の形態によれば、モータの回転動力を駆動ローラ８に伝達するギヤ列を構成する複数のギヤのギヤ比を整数倍としたため、駆動ローラ８の１回転によって全てのギヤとモータが整数回だけ回転することとなり、駆動ローラ８の速度ムラの周期は１回転毎となる。
【００４１】
又、本実施の形態では、各感光ドラム２ａ〜２ｄの配置間隔Ｌを駆動ローラ８の１周長とするとともに、ＩＤセンサ２５の感光ドラム２ｄとの配置間隔を感光ドラム２ａ〜２ｄの配置間隔Ｄとしたため、駆動ローラ８に起因する中間転写ベルト７の速度ムラがキャンセルされ、中間転写ベルト７の速度と感光ドラム２ａ〜２ｄの配置間隔Ｄに基づいて各色の書き出しタイミングが高精度に調整される。このため、本実施の形態によれば、色ズレの無い高質なカラー画像を安定的に得ることができる。
【００４２】
図３は本発明の実施の形態２に係るカラー画像形成装置における感光ドラムとＩＤセンサの配置関係を示す図である。中間転写ベルト７’は複数の従動ローラ９’と駆動ローラ８’により張設されて、上面が水平面であり下方に湾曲するように循環配置されている。中間転写ベルト７’の上方には上面の水平面に対して感光ドラム２ａ’〜２ｄ’が接するように各色の画像形成ユニットが配置されている。画像形成ユニットの基本的な構成先の実施形態の画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋと同様であるため説明を省略する。各感光ドラム２ａ’〜２ｄ
’の間隔はＤ’に設定されておいる。又、転写ベルト７’の下方に湾曲した部分の最下部には対向ローラとしての従動動ローラ９’に対向して二次転写ローラ１０’が配置されている。
【００４３】
ここで、先の実施形態と同様に感光ドラム２ａ’〜２ｄ’の配置間隔Ｄ’は駆動ローラ８’の周長と同じに設定されている。また、モータの回転動力を駆動ローラ８’に伝達するギヤ列を構成する複数のギヤのギヤ比も同様に整数倍としている。そして、中間転写ベルト７’上に形成されたパッチ画像を検知するためのＩＤセンサ（濃度センサ）２５’は、間転写ベルト７’と駆動ローラ８’の巻き付き部における移動方向の下流側端部の近傍に対向して配置される。また、先の実施形態と同様に、中間転写ベルト７’の感光ドラム２ｄ’とのニップ部からＩＤセンサ２５’が対向する位置までの長さが、感光ドラム２ａ’〜２ｄ’の配置間隔Ｄ’になるように設定されている。これにより、駆動ローラ８’に起因する中間転写ベルト７’の速度ムラがキャンセルされるとともに、パッチ画像を高精度に検知することが可能である。
【００４４】
尚、以上は本発明をカラーレーザープリンタに対して適用した形態について説明したが、本発明は、カラー複写機等の他の任意のカラー画像形成装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４５】
１Ｍ            マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ            シアン画像形成ユニット
１Ｙ            イエロー画像形成ユニット
１Ｋ            ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ      感光ドラム
２ａ’〜２ｄ’  感光ドラム
３ａ〜３ｄ      帯電器
４ａ〜４ｄ      現像装置
５ａ〜５ｄ      転写ローラ
６ａ〜６ｄ      ドラムクリーニング装置
７，７’        中間転写ベルト
８，８’        駆動ローラ
９，９’        従動ローラ
１０，１０’    二次転写ローラ
１１            ベルトクリーニング装置
１２ａ〜１２ｄ  トナーコンテナ
１３            レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
１４            給紙カセット
１５            ピックアップローラ
１６            フィードローラ
１７            リタードローラ
１８            搬送ローラ対
１９            レジストローラ対
２０            搬送ローラ対
２１            排紙トレイ
２２            定着装置
２３，２４      排紙ローラ対
２５，２５’    ＩＤセンサ
１００          画像形成装置本体
Ｄ，Ｄ’        感光ドラムの配置間隔
Ｌ，Ｌ’        搬送パス
【図１】
2011075858.tif 000003
【図２】
2011075858.tif 000004
【図３】
2011075858.tif 000005