(57)【要約】【課題】  ベルト上のトナーを検知するセンサーの検知タイミングは、ベルトが伸びると、その検知タイミングが変化してしまう。センサーの検知タイミングによって、二次転写のタイミングを修正している画像形成装置では、このセンサー検知タイミングの変化が、転写材上におけるトナー像の位置のズレになってしまう。そこで、本発明は、ベルトの伸びに合わせて検知タイミングを修正する。【解決手段】  テンションローラーの対向位置にセンサーを配置し、ベルトの伸びに応じてテンションローラーの位置が変化すると、ベルト周上におけるセンサーの位置が変化する構成とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動するベルトと、前記ベルトを張架する張架部材と、前記ベルトの表面を検知する検知手段と、を有し、前記張架部材は前記ベルトを前記ベルトの裏面側から表面側に向かって広げることが可能である画像形成装置において、
前記張架部材が移動することによって前記検知手段が移動し、前記張架部材に対する前記検知手段の位置が変化することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ベルトはトナー像を担持し、前記ベルト上のトナー像は転写位置において転写され、前記張架部材は、前記転写位置に対して前記ベルトの移動方向の上流側に配置されてい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】
前記検知手段が検知する前記ベルト上における位置と前記転写位置との距離の変化を抑制する方向に前記検知手段が移動することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記検知手段が移動することにより、前記検知手段が検知する前記ベルト上における位置と前記転写位置の距離が略一定に維持され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】
前記検知手段は、前記ベルトがその裏面において前記張架部材と接触している範囲内を検知することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記検知手段は、前記張架部材の周りを回転移動することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ベルトが無端状であり、前記ベルトの周長変化に応じて、前記張架部材が移動することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
転写材を前記転写位置へ搬送する搬送手段を有し、前記検知手段の出力に応じて、前記搬送手段の搬送開始タイミングが設定されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
トナー像を担持する像担持体を有し、前記ベルトが前記像担持体からトナー像の転写を受けることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記ベルトが感光体ベルトであることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項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、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置のうち、感光体ベルト、中間転写ベルト等のベルトを利用する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置として、感光体上に形成した画像を無端ベルト状の中間転写ベルトに複数回重ね合わせるように一次転写し、前記中間転写ベルト上の重ね合わせた画像を転写材に二次転写するカラー画像形成装置が知られている。この装置では、感光体上への画像形成を開始した後、転写材搬送手段によって予め設定したタイミングで転写材を送出し、中間転写ベルトに対向する二次転写位置に向けて搬送する。このように転写材を送出・搬送することにより、中間転写ベルト上の画像の先端を転写材の先端に合わせて中間転写ベルト上の画像を転写材に転写することができる。また、二次転写位置へ転写材を送るタイミングを、ベルト上に配置されているセンサーの検知結果に基づいて修正する発明も開示されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−１２２０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
背景技術に記載した画像形成装置のように、ベルトを用いた画像形成装置では、ベルト上の画像先端と転写材の先端を合わせるように、転写材の送出開始タイミングや、二次転写位置に向けて転写材を搬送するときの搬送速度等を設定している。ところが、装置内の温度等の環境変動や中間搬送ベルトの材料特性の経時的な変化、あるいは製造時のばらつき等により、中間転写ベルトの周長が変化する場合がある。このように中間搬送ベルトの周長が変化すると、転写材の送出を開始する時点での中間転写ベルト上の画像先端と二次転写位置との距離が、予め設定した基準距離から変化する。この変化により、画像先端と転写材先端との位置合わせが不十分となり、画像位置ずれが発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、移動するベルトと、前記ベルトを張架する張架部材と、前記ベルトの表面を検知する検知手段と、を有し、前記張架部材は前記ベルトを前記ベルトの裏面側から表面側に向かって広げることが可能である画像形成装置において、前記張架部材が移動することによって前記検知手段が移動し、前記張架部材に対する前記検知手段の位置が変化することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
以上説明したように、本発明によれば、ベルトの周長が環境温度や経時的な理由等によって変化した場合でも、センサーが検知するタイミングが補正される。このことによって、例えば、転写材に転写される画像の位置ずれを抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
（第１の実施の形態）
図１から図４は、第１の実施の形態を示したものである。まず、図１により本実施の形態が具現化されるカラー画像形成装置について説明する。
【０００７】
本実施の形態のカラー画像形成装置は４色分のプロセスカートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋが、各々画像形成ステーションに着脱可能である。また、画像形成装置は、レーザ光を照射可能な光学ユニット２０、中間転写ベルトユニット３０、転写材搬送ユニット４０、及び定着ユニット５０などを備えている。
【０００８】
各プロセスカートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋは基本的に同一構造であり、それぞれ電子写真感光体である感光ドラム１２、帯電手段１３、現像装置１４及びクリーニング装置１５が一体的に構成されている。
【０００９】
中間転写ベルトユニット３０は、無端状のベルトである中間転写ベルト３１及び中間転写ベルト３１を張架する張架部材である複数のローラーから構成されている。中間転写ベルト３１を回転可能に支持するローラーには、中間転写ベルト３１を回転駆動する駆動ローラー３２、中間転写ベルト３１を外側に広げる方向に付勢して中間転写ベルト３１に張力を作用させるるテンションローラー３３及び補助ローラー３４がある。テンションローラー３３はテンションバネ３５によって、付勢されている。中間転写ベルトユニット３０は、さらに、各感光ドラム１２に形成されたトナー像を中間転写ベルト３１に転写する一次転写手段である一次転写ローラー３６を複数有するとともに、中間転写ベルト３１上に転写されたトナー像を検知する検知センサー３９を備えている。
【００１０】
中間転写ベルト３１上に転写されたトナー像は、二次転写位置において、二次転写ローラー３７によって転写材Ｓに転写される。二次転写位置通過後に中間転写ベルト３１上に残ったトナーはクリーニング手段３８によって除去される。
【００１１】
転写材搬送ユニット４０は、各給紙カセット４１から転写材Ｓを二次転写位置に搬送するピックアップローラー４２、給紙ローラー４３、及び二次転写位置に送出される転写材Ｓの先端を検知する転写材先端センサー４４などを備えている。
【００１２】
定着ユニット５０は、定着ローラー５１及び加圧ローラー５２を備え、転写材Ｓ上のトナー像に熱と圧を加えることで定着を行う。
【００１３】
上記構成において、まず１色目のイエローのプロセスカートリッジ１０ｙにおいて、感光ドラム１２が帯電手段１３によって一様に帯電された後光学ユニット２０から照射されたレーザ光２１によって潜像が形成される。そして、形成された潜像をトナーが現像装置１４によって現像し、感光ドラム１２上にトナー像が形成される。感光ドラム１２上に形成されたトナー像は、一次転写ローラー３６の作用によって中間転写ベルト３１上に一次転写される。一次転写が終了した感光ドラム１２はクリーニング装置１５によってクリーニングされ、次の画像形成に供される。同様の画像形成工程がマゼンタ、シアン、ブラック用の各プロセスカートリッジ１０ｍ、１０ｃ、１０ｋにおいても行われて各色のトナー像が形成され、先に形成されたトナー像に順番に重ね転写される。
【００１４】
一方、転写材Ｓが給紙カセット４１から転写材搬送ユニット４０によって二次転写位置に搬送され、二次転写ローラー３７の作用によって中間転写ベルト３１上に形成されたトナー像が転写材Ｓに転写される。トナー像を転写された転写材Ｓは定着ユニット５０に搬送され、定着ローラー５１と加圧ローラー５２のニップ部にてトナー像が定着され、排紙ローラー５３によって排紙トレー５４上に排紙される。
【００１５】
図２は本実施の形態の要部である検知部を拡大した図である。テンションローラー３３の軸中心３３ａ、検知センサー３９を支持するセンサー支持部材６０、センサー支持部材６０に設けた突起部６０ａ、中間転写ベルトユニット３０のフレームに設けたセンサー位置決めカム６１が配置されている。検知センサー３９は不図示の発光素子及び受光ユニットを備えており、センサー支持部材６０が回動しても、テンションローラー３３の中心に向かって光が照射されるように、センサー支持部材６０に固定されている。
【００１６】
センサー支持部材６０は、回転中心が中間転写ベルトを張架するテンションローラー３３の軸中心３３ａと同軸上にある。テンションローラー３３はテンションバネ３５によって付勢されており、中間転写ベルトユニット３０のフレームに、水平方向のみ移動可能に支持されている。一方、センサー支持部材６０はテンションローラー３３の軸中心３３ａを中心に、図２上で反時計方向に回転する方向に付勢手段によって付勢されている。そして、センサー支持部材６０に設けた突起部６０ａがセンサー位置決めカム６１に突き当たるように配置されている。
【００１７】
これらの構成によって、中間転写ベルト３１の周長が変化すると、テンションローラー３３が移動して、中間転写ベルト３１の弛みを吸収する。すると、中間転写ベルト３１の伸縮に応じて、センサーの対向位置が変化することになる。
【００１８】
また、カム６１の面ａは図２または図３に示されているような曲面を有している。この曲面形状によって、以下の作用が生ずる。
【００１９】
中間転写ベルト３１が伸びると、テンションローラー３３が水平方向右側に移動する。すると、テンションローラー３３とセンサー位置決めカム６１との距離が小さくなり、突起部６０ａがカム６１の面ａに沿って移動し、検知センサー３９が下方向に移動することになる。一方、中間転写ベルト３１が縮むと、テンションローラー３３が左側に移動し、突起部６０ａがカム６１の面ａに沿って移動し、検知センサー３９が上方向に移動することになる。そして、例えば、図２に示すように、中間転写ベルト３１の周長が長い場合には、検知センサー３９はポイントＰ１のトナー画像を検知し、中間転写ベルト３１の周長が短い場合にはポイントＰ２のトナー画像を検知する。
【００２０】
更に、テンションローラー３３上のポイントＰ１からポイントＰ２までの距離は、図２（ａ）の状態から図２（ｂ）の状態になる場合の中間転写ベルト３１の周長変化量と等しくなるように、突起部６０ａ及びカム６１の面ａが構成している。このことによって、図３に示すように、ポイントＰ１及びポイントＰ２から二次転写位置Ｄまでのトナー像移動距離Ｌはほぼ等しくなる。
【００２１】
上述のように、中間転写ベルト３１の周長が変化した場合に、その変化量に略等しい距離画像検知位置を移動する。このことにより、中間転写ベルト３１の周長に依存せず、検知センサー３９が中間転写ベルト３１上のトナー画像を検知してから、トナー画像が二次転写位置Ｄに到達するまでの時間を略一定に保持することが可能となる。また、検知センサー３９はテンションローラー３３の軸中心３３ａを中心に回転し、かつ中間転写ベルト３１テンションローラー３３に巻きかけられた領域の範囲内で移動するように構成している。このため、中間転写ベルト３１の周長が変化した場合でも検知センサー３９と中間転写ベルト３１表面との距離は略一定となり、検知センサー３９による画像検知精度が損なわれることが抑止される。
【００２２】
図４は、上記構成の画像形成装置における転写材搬送制御の一例を示すフローチャートである。この制御では、まず中間転写ベルト３１上にテストパターンを形成する（Ｓ４０１）。画像形成開始から検知センサー３９によって画像を検知するまでの時間Ｔ１を求めるためのテストパターンを形成する（Ｓ４０１）。次にテストパターンを検知センサー３９により検知し（Ｓ４０２）、時間Ｔ１を算出する（Ｓ４０３）。画像検知位置から二次転写位置までの距離Ｌは中間転写ベルト３１の周長によらず略一定である。このため、画像検知位置から二次転写位置までトナー像が移動するのに要する時間Ｔ２は、中間転写ベルト３１の回転速度をＶｉとしたときにＴ２＝Ｌ／Ｖｉで求めることができる。よって、画像形成開始からトナー像が二次転写位置Ｄまで到達するまでの時間Ｔ３はＴ３＝Ｔ１＋Ｔ２で算出できる。このため、画像形成開始からＴ３後に転写材Ｓの画像転写領域先端が二次転写位置Ｄまで搬送されるように、転写材搬送ユニット４０によって転写材Ｓを送出する送出時間ＴＳ１を設定する（Ｓ４０４）。その後、転写材Ｓに転写する印刷画像の形成を開始し（Ｓ４０５）、印刷画像形成開始から送出時間ＴＳ経過した後にピックアップローラー４２及び給紙ローラー４３を回転駆動して転写材Ｓを二次転写位置に送出する（Ｓ４０６）。
【００２３】
なお、上記図４の制御では、Ｓ４０１からＳ４０４までの送出時間ＴＳ１を設定するシーケンスを印刷動作時に毎回行う必要は無く、画像形成装置の電源をＯＮした際に行った後に一回だけ行っても良い。また、一定枚数以上連続的に印刷した場合や、装置内部の温度・湿度を検知する環境センサーの検知結果が大きく変化した場合等、中間転写ベルト３１の周長変化が想定される場合にのみ行えば十分である。
【００２４】
温度や湿度等の環境変化、中間転写ベルト３１の経時的な変化、あるいは中間転写ベルト３１の製造時のばらつき等によって中間転写ベルト３１の周長が変化することがある。しかし、本実施の形態によれば、中間転写ベルト３１の周長が変化しても中間転写ベルト３１上のトナー像の先端に合わせて二次転写位置に転写材Ｓを搬送することが可能となり、転写材Ｓに転写される画像の位置ずれを抑止することができる。
【００２５】
（第２の実施の形態）
発明の第２の実施の形態における画像形成装置の構成は上述の第１の実施の形態と同様であり、転写材Ｓの搬送制御が異なる。装置構成に関する説明は省略し、転写材搬送制御についてのみ説明する。
【００２６】
図５は、第２の実施の形態における転写材搬送制御の一例を示すフローチャートである。この制御では、画像形成装置が印刷を行う画像のデータを受信した後、印刷画像を形成する前に、まず中間転写ベルト３１上の画像の先端を検知するための先端検知用パターンを形成する（Ｓ５０１）。次に、先端検知用パターンの形成から一定の間隔を置いて、受信した画像データに従った印刷画像の形成を開始する（Ｓ５０２）。このとき、印刷画像を転写材Ｓに二次転写する際に、先端検知用パターンが転写材の領域外となるように、先端検知用パターンと印刷画像との間隔をあらかじめ設定しておく。次に、先端検知用パターンが検知センサー３９の画像検知位置に到達したことを検知センサー３９によって検知し（Ｓ５０３）する。そして、先端検知用パターンが検知されてからあらかじめ設定された送出時間ＴＳ２だけ経過した後にピックアップローラー４２及び給紙ローラー４３を回転駆動して転写材Ｓを二次転写位置に送出する（Ｓ５０４）。一方、上述したように画像検知位置から二次転写位置Ｄまでの距離Ｌは一定に保持されている。なので、このように、先端検知用パターンを検知してから一定時間経過した後に転写材Ｓを送出することによって、中間転写ベルト上のトナー画像の先端を転写材Ｓの転写位置に合わせることができる。
【００２７】
（第３の実施の形態）
図６は、発明の第３の実施の形態を示したものである。本実施の形態における機械的構造は第１の実施の形態のものとほぼ同じであるから、第１の実施の形態に示した構造要素と同じものは図６においても図１から図３と同じ符号で表示し、これらの構造要素については説明を省略する。
【００２８】
本実施の形態に示す画像形成装置は、検知センサー３９を支持するセンサー支持部材７１がピニオン７１ａを備え、中間転写ベルトユニット３０のフレームに設けたラック７４と連結している。
【００２９】
センサー支持部材７１は、第１の実施の形態と同様にその回動中心が中間転写ベルトを張架するテンションローラー３３の軸中心３３ａと同軸上に位置する。そして、センサー支持部材７１の回動中心は、中間転写ベルト３１の周長が変化変化した場合、テンションローラー３３の移動に追従して、水平方向に移動する。一方、ラック７４は、不図示の中間転写ベルトユニット３０のフレームに固定されているため、中間転写ベルト３１の周長に依存せず、一定の位置にある。よって、図６（ａ）に示すように中間転写ベルト３１の周長が短くなって、テンションローラー３３が図６の右側に移動する。すると、ラック７４によりピニオン７１ａが回転駆動され、図６（ｂ）に示すように検知センサー３９によって中間転写ベルト３１上のトナー画像を検知する位置が移動する。そして、第１の実施の形態と同様に、ポイントＰ１及びポイントＰ２から二次転写位置Ｄまでトナー像が移動する距離が、中間転写ベルト３１の周長に依存せず、略一定となるようにラック７４及びピニオン７１ａが構成されている。
【００３０】
なお、テンションローラー３３の移動に連動してセンサー支持部材７１を揺動させる手段は上述のラックとピニオンに限らず、タイミングベルト等を用いる方法でもよい。
【００３１】
（第４の実施の形態）
図７は、第４の実施の形態を示したものである。本実施の形態が第１及び第２の実施の形態と異なるのは、検知センサー３９の検知対象が中間転写ベルト３１上に形成したトナー像ではなく、反射シール８０となっている点である。また、画像形成部の中間転写ベルト３１回転方向上流には、画像形成開始のタイミングを決定するためのベルトトップ検知センサー８１を備えている。その他の要素は第１の実施の形態と同じであるため、図１から図３と同じ符号で表示し、これらの構造要素については説明を省略する。
【００３２】
本実施の形態では、画像形成装置が印刷を行う画像のデータを受信した後、まずベルトトップ検知センサー８１により反射シール８０の検知を行う。そして、ベルトトップ検知センサー８１により反射シール８０が検知されてから一定のタイミングで各色の画像形成を開始する。その後、中間転写ベルト３１上の反射シール８０の位置を検知センサー３９によって検知し、第２の実施の形態と同様の制御を行うことによって転写材Ｓの搬送タイミングをとり、中間転写ベルト３１上に形成されたトナー像を転写材上の所定位置に転写する。
【００３３】
上記の実施の形態では、中間転写ベルトを用いた画像形成装置について説明したが、トナー像を担持するという観点から、感光体ベルトへも転用が可能であることは、いうまでもない。また、上記の実施の形態は、ベルト上の像の位置を検知したタイミングを基に、ベルト上の像を転移させる対象の移動タイミングを図るものであり、トナー像をベルト上から転写材へ転写するものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置の例示的な断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る検知センサーの動作を説明するための概略構成図である。
【図３】第１の実施の形態に係る検知センサーの動作を説明するための概略構成図である。
【図４】第１の実施の形態に係る画像形成装置の制御方法を示す例示的なフローチャートである。
【図５】第２の実施の形態に係る画像形成装置の制御方法を示す例示的なフローチャートである。
【図６】第３の実施の形態に係る検知センサーの動作を説明するための概略構成図である。
【図７】第４の実施の形態に係る画像形成装置の要部を説明するための概略構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  プロセスカートリッジ
２０  光学ユニット
３０  中間転写ベルトユニット
３１  中間転写ベルト
３３  テンションローラー
３９  検知センサー
４０  転写材搬送ユニット
５０  定着ユニット
６０  検知センサー支持部材
６１  センサー位置決めカム
【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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