(57)【要約】【課題】  中間転写体として弾性層を有する中間転写ベルトを用いた場合において、トナー像の搬送タイミングと転写材の搬送タイミングがずれることで発生する画像ずれを回避する。【解決手段】  中間転写ベルトを画像担持面から内側に屈曲させる外掛けローラに対向して中間転写体位置検知手段を設け、中間転写ベルトのホームポジションフラグを検出する。ホームポジションフラグは、より弾性率の高い基層の裏面に貼付する。【選択図】  図１
2008039992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置を示す位置検知マークを備え、回動し、複数の層で構成される像担持ベルトと、
前記位置検知マークを検知する位置検知マーク検知手段と、
前記像担持ベルトの第１の面に接し、前記像担持ベルトを支持する第１支持部材と、
前記像担持ベルトの第１の面の裏側の第２の面に接し、前記像担持ベルトを支持する第２支持部材と、を有する画像形成装置において、
前記位置検知マーク検知手段は、前記像担持ベルトを介して、前記第１の支持部材に対向する位置に設けられ、
前記複数の層の中で前記第２の面を含む層は、前記複数の層の中で最も弾性率の低くないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
位置を示す位置検知マークを複数備え、複数の層で構成される像担持ベルトと、
前記位置検知マークを検知する位置検知マーク検知手段と、
前記像担持ベルトの第１の面に接し、前記像担持ベルトを支持する第１支持部材と、
前記像担持ベルトの第１の面の裏側の第２の面に接し、前記像担持ベルトを支持する第２支持部材と、
前記像担持ベルトの駆動を行う像担持ベルト駆動手段とを有する画像形成装置において、
前記位置検知マーク検知手段は、前記像担持ベルトを介して、前記第１の支持部材に対向する位置に設けられ、
前記複数の層の中で前記第２の面を含む層は、前記複数の層の中で最も弾性率の低くないことを特徴とし、
前記位置検知マークの検知結果に応じて、前記像担持ベルト駆動手段の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子写真方式などの画像形成方式を採用した、モノカラー、あるいはフルカラー画像の形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、電子写真方式を採用した画像形成装置の一例を、図３に示す。
【０００３】
感光体ドラム１ｙは、帯電ローラ３ｙによって表面を一様に帯電され、レーザードライバ２ｙによって、画像情報に対応したレーザー照射を受けることで、表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、イエロー成分に対応した現像手段４ｙによって、帯電したイエロートナーが静電的に付着することで顕像化される。感光体ドラム１ｙ上のトナー像は、1次転写ローラ６ｙによって中間転写体５上に静電的に1次転写される。
【０００４】
上記の色成分形成プロセスは、残りのマゼンダ、シアン、ブラック各色成分についても同様に行われることで、中間転写体５上にフルカラー画像が形成される。
【０００５】
さらに、所定のタイミングで搬送されてくる転写材Ｐ上に、2次転写ローラ８２によって、静電的に2次転写される。トナー像を転写された転写材は、定着手段９まで搬送され、加熱定着を受け、永久画像となる。
【０００６】
中間転写体５は、複数のローラ１０１、１０２、１０３によって張架されており、特に１０３は中間転写体をトナー担持面側から内側に屈曲させる外掛けローラと呼ばれる張架ローラである。外掛けローラ１０３によって、中間転写体５を内側に屈曲させることで空いたスペースに定着器９を配設することができ、画像形成装置の小型化を可能にしている。
【０００７】
上記のような画像形成装置において、転写材Pが搬送されてくる給紙タイミングと中間転写体５上のトナー像が搬送されてくるタイミングがずれてしまうと、画像ずれが発生してしまうため、これを回避するために、中間転写体５上に、トナー像による位置検知パターンを形成して、この位置検知パターンをホームポジションセンサＳで検知を行い、ずれ量をフィードバックして補正する技術が公知である。（例えば、特許文献１参照。）。あるいは、中間転写体のトナー担持面あるいは非トナー担持面に、中間転写体位置検知手段を予め設けておき、位置検知手段で検知を行う技術も公知である。（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
以上のように、中間転写体上の位置検知手段を検知手段によって検知を行う場合には、上記構成の画像形成装置のように、ホームポジションセンサＳと対向する位置で中間転写体が張架されていることで、ホームポジションセンサＳと中間転写体５との距離が規制されるため、安定した中間転写体の位置検知が可能となる。
【特許文献１】特開平１１−１９４５６１号公報
【特許文献２】特開平８−１３７１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、中間転写体として、少なくとも１層以上の弾性層を有するベルトを用いた場合には、下記に示す理由から、中間転写体の位置検知が適切に行われなくなる恐れがある。
【００１０】
図４に示すように、２層構成の中間転写体５について、表層５２の厚みをｄ２、基層５１の厚みをｄ１、張架ローラ１０１の半径をｒとする。このとき、中間転写体５が角度ｂだけ張架ローラ１０１に巻きついている場合には、中間転写体の最表面の巻き付け長さは、（ｒ＋ｄ１＋ｄ２）×ｂとなる。一方、この巻き付け部における、中間転写体５最下面の巻き付け長さは、ｒ×ｂとなる。このため、中間転写体の最表面と最下面とでは、両者の差分である、（ｄ１＋ｄ２）×ｂだけ長さが違うため、中間転写体全体で、最表面に近くなるにつれて、伸びていることになり、中間転写ベルト５の厚み方向で、伸び量の分布が発生していることになる。
【００１１】
一方で、図３に示すような画像形成装置においては、実際に中間転写体５に対して各色成分のトナーを重ねて形成する１次転写部は、張架ローラ１０１ほど巻きついていない場合もある。たとえば、ブラックトナーステーションにおける１次転写部は図５に示すように構成され、図中１ｋは感光体ドラム、６ｋは１次転写ローラ、５２は表層、５１は基層である。このような場合においては、ベルトはストレートに張架された状態で一次転写部に供されるため、ベルト最表面と最下面とで長さに違いは無く、中間転写ベルト全体として、厚み方向で伸び量の分布が発生していない。
【００１２】
このとき、張架ローラ１０１に張架された状態で検知された中間転写体５の最表層の状態と異なる条件下で画像形成が行われることとなり、張架ローラ１０１において検知された中間転写体５の位置情報を参照できず、画像ずれが発生してしまう恐れがある。
【００１３】
図３に示すような構成に限らず、中間転写体５の位置検知を行うために、位置検知手段としてのホームポジションセンサＳに対向する位置に、中間転写体５の張架部材を用いた場合においては、位置検知を行う張架構成と、１次転写、ならびに２次転写を全く同じ構成にする必要があるため、特に複数色の画像形成を行うことのできるフルカラー画像形成装置においては、構成の複雑化を招く恐れがある。
【００１４】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、中間転写体として少なくとも１層以上の弾性層を有するベルトにおいても、画像ずれを有効に回避することのできる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】
【００１５】
本発明は、
位置を示す位置検知マークを備え、回動し、複数の層で構成される像担持ベルトと、
前記位置検知マークを検知する位置検知マーク検知手段と、
前記像担持ベルトの第１の面に接し、前記像担持ベルトを支持する第１支持部材と、
前記像担持ベルトの第１の面の裏側の第２の面に接し、前記像担持ベルトを支持する第２支持部材と、を有する画像形成装置において、
前記位置検知マーク検知手段は、前記像担持ベルトを介して、前記第１の支持部材に対向する位置に設けられ、
前記複数の層の中で前記第２の面を含む層は、前記複数の層の中で最も弾性率の低くないことを特徴とするものである。
【００１６】
また本発明は、
位置を示す位置検知マークを複数備え、複数の層で構成される像担持ベルトと、
前記位置検知マークを検知する位置検知マーク検知手段と、
前記像担持ベルトの第１の面に接し、前記像担持ベルトを支持する第１支持部材と、
前記像担持ベルトの第１の面の裏側の第２の面に接し、前記像担持ベルトを支持する第２支持部材と、
前記像担持ベルトの駆動を行う像担持ベルト駆動手段とを有する画像形成装置において、
前記位置検知マーク検知手段は、前記像担持ベルトを介して、前記第１の支持部材に対向する位置に設けられ、
前記複数の層の中で前記第２の面を含む層は、前記複数の層の中で最も弾性率の低くないことを特徴とし、
前記位置検知マークの検知結果に応じて、前記像担持ベルト駆動手段の制御を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
以上から明らかなように、高画質化およびトナー利用率の安定性を高めつつ、高精度の中間転写ベルトの位置検知を行うことで、長期に渡って色ずれを起さない、小型の画像形成装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【００１９】
（実施の形態１）
図１を用いて、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例である電子写真方式のフルカラーレーザープリンタの概略構成を説明する。
【００２０】
本実施例は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの計４色のトナー像を重ねてフルカラー画像を形成する画像形成装置である。
【００２１】
図中、１ｙ〜１ｋは画像情報の担持体としての感光体ドラムである。感光体ドラムは、外径３０ｍｍのアルミニウム製のシリンダに、有機感光体（ＯＰＣ）を主成分とする感光体を成膜して構成したものであり、帯電ローラ３ｙ〜３ｋによって表面を一様に帯電された後、レーザー２ｙ〜２ｋの照射を受け、各色成分に対応する静電潜像を表面に形成される。本実施例においては、レーザー２ｙ〜２ｋとして、波長７００ｎｍのレーザーを用いており、この波長域において、感光体ドラム１ｙ〜１ｋは大きな感度を持っている。また、レーザー２ｙ〜２ｋの駆動は、図示しないレーザードライバによって制御されている。
【００２２】
形成された静電潜像に対し、トナー現像器４ｙ〜４ｋによって各色トナー像が現像され、可視像となる。感光体ドラム１ｙ〜１ｋ上に形成された各色トナー像は、１次転写ローラ６ｙ〜６ｋによって、中間転写ベルト５上に１次転写される。各色トナー像を中間転写ベルト５に転移した感光体ドラム１ｙ〜１ｋは、感光体ドラムクリーナ７ｙ〜７ｋによって表面を清掃され、次回以降の画像形成動作に供される。
【００２３】
中間転写ベルト５上に形成されたトナー像は、２次転写内ローラ８１及び２次転写外ローラ８２から構成される２次転写部まで搬送され、所定のタイミングで搬送される転写材Ｐ上に一括転写され、定着器９によって加熱加圧定着を受け、永久画像となる。
【００２４】
トナー像を転写材に転写した後、中間転写ベルトは、中間転写ベルトクリーナ１０によって清掃を受け、次回以降の画像形成に供される。
【００２５】
以下では、イエロートナーの可視像を形成する画像形成部について、各部材の構成、および画像形成条件を説明する。
【００２６】
イエロートナー現像器４ｙは、図示しない現像器内のイエロートナー搬送機構によって現像スリーブにイエロートナーを搬送し、現像スリーブの外周に圧接された規制ブレードによって現像スリーブの外周にイエロートナーを薄層塗布し、イエロートナーに電荷を付与した後、現像スリーブにＤＣバイアスにＡＣバイアスを重畳した現像バイアスを印加することで感光体ドラム１上に形成された静電潜像に対し、現像を行う。現像スリーブは、感光体ドラム１に対向した位置に微小間隔（３００μｍ）をもって配設される。
【００２７】
中間転写ベルト５は、基層５１、および基材の表面に形成された弾性層５２、および弾性層の表面に形成された表面層５３の３層構成である。
【００２８】
基層５１は、厚さ８５μｍのポリイミド樹脂フィルムを基材としており、カーボンブラックを分散して、表面抵抗率で１×１０１２Ω／□、体積抵抗率で１×１０９．５Ω・ｃｍとなるように抵抗調整した。また、基材の弾性率を１．５〜８ＧＰａとなるように調整した。中間転写ベルトの周長は８９５ｍｍとし、駆動速度（プロセススピード）を２７４ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００２９】
弾性層５２は、フッ素系ゴムにより形成される。なお、弾性層１５ｂの体積抵抗率は１０９．５Ωｃｍとなるように形成されており、厚みは２５０μｍである。弾性層の弾性率は、０．１〜１０００ＭＰａとなるように調整した。
【００３０】
表面層５３は、トナーの離型性が高い素材が好ましく、本実施例においては、ＰＦＡにより形成されており、体積抵抗率は１０１２Ωｃｍ、厚みは１５μｍである。表面層の弾性率は、０．０１〜１ＧＰａとなるように調整した。
【００３１】
本実施例において、弾性率として引張弾性率と規定した。引張弾性率の試験方法はＪＩＳ  Ｋ７１６１に準じ、試験片はＪＩＳ  Ｋ７２６２に準じる。試験条件としては、測定は、（株）オリエンテック製卓上型材料試験機ＳＴＡ−１２２５を用いて行い、クロスヘッド速度１００ｍｍ／ｍｉｎ、試験片幅５ｍｍ、試験片長さ１００ｍｍであり、２３℃、５０％Ｒｈ環境下で行った。
【００３２】
１次転写ローラ５は、外径８ｍｍの鋼鉄製の芯金に、発泡処理をしたＥＰＤＭを基材とする、発泡ゴム層を設けたスポンジローラとし、外径を１６ｍｍとした。ローラの抵抗値は、２３℃・５０％Ｒｈ環境下で、１０６．５Ω（１００Ｖ印加時）となるように、イオン伝導性の抵抗調整剤を分散することで抵抗調整を行った。
【００３３】
２次転写外ローラ７２は、外径１２ｍｍの鋼鉄製の芯金に、発泡処理をしたＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）を基材とする発泡ゴム層を設けたスポンジローラとし、ＮＢＲゴム層を含めた外径を２４ｍｍとした。ローラの抵抗値は、２３℃・５０％Ｒｈ環境下で、１０７．５Ω（２ｋＶ印加時）となるように、イオン伝導性の抵抗調整剤を分散することで抵抗調整を行った。
【００３４】
中間転写ベルト５は、本実施例においては４本のローラによって張架されており、駆動ローラ１０１、およびテンションローラ１０２は、外径３０ｍｍのＳＵＳ製のローラであり、接地されている。外掛けローラ１０３は、外径２４ｍｍのＳＵＳ製のローラの表層に、ＰＦＡがコートされて構成される。
【００３５】
本実施例において、外掛けローラ１０３によって、中間転写ベルト５を画像担持面から内側に屈曲させることで、余裕ができたスペースに定着器９を配設することで、画像形成装置の小型化を実現できる。
【００３６】
本実施例において、ホームポジションセンサＳは、図２に示すように、反射光を検知する鏡面反射型のセンサとなっており、中間転写ベルト裏面に貼付された中間転写ベルトホームポジションフラグＦの検知位置に対して、所定の角度φだけ傾斜して配置されたＬＥＤ光源２０１と、受光素子としてのフォトトランジスタ２０２とから構成されており、受光素子２０２は所定の角度φだけ傾斜して配置されている。ＬＥＤ光源２０１から基準濃度パターンに対して照射された反射光が、受光素子によって検知されることで、ホームポジションフラグＦの存在を検知し、この情報に基づいて中間転写ベルト５の位置情報を検知することが可能である。
【００３７】
本実施例において、検知された中間転写ベルト５の位置情報によって、転写材の２次転写部への給紙タイミング、および画像形成タイミングへフィードバックされることで、一次転写部での各色成分を重ねる際の色ずれの防止、および転写材に二次転写を行う際の色ずれの防止のための制御を行っている。
【００３８】
本実施例において、ホームポジションセンサＳは、図１に示すように、中間転写ベルト５の外掛けローラ１０３に、中間転写ベルト５を介して対向していることを特徴とする。
【００３９】
これは、中間転写ベルト５の裏面にホームポジションフラグＦを添付することで、長期の使用にわたっても、ホームポジションフラグのトナー汚れを有効に回避することが可能であり、したがって長期にわたって高精度の中間転写ベルト５の位置検知を行うことができるためである。
【００４０】
また、本実施例において、中間転写ベルト５は、基層５１、弾性層５２、表面層５３の３層構成になっている。これは、弾性率の低い弾性層５２を設けることで、一次転写部および二次転写部においてトナー像の厚み、あるいは転写材表面の凹凸に対応して中間転写ベルト１５が厚み方向に変形するように構成することによって転写性を高めることで、画像形成装置の高画質化およびトナー利用率の安定性を高める機能を有するものである。基層５１として弾性率のより高い樹脂層とすることで、ベルトの幅方向の変形を抑えることで、高精度の回転駆動を可能にする。本実施例において、ホームポジションフラグＦを、回転駆動中に大きく伸縮する弾性層側ではなく、伸縮のより小さい基層側に添付することで、ホームポジションフラグＦの伸縮を避け、高精度の中間転写ベルト５の位置検知を実現することが可能となる。
【００４１】
本実施例においては、外掛けローラ１０３に張架されている箇所で検知を行うことにより、ホームポジションセンサSと、ホームポジションフラグFとの距離を一定に保つことが可能になる。外掛けローラに張架されていない場所で検知を行おうとすると、対向部材がない状態で位置検知を行う必要があり、中間転写ベルト５の振動によって、ホームポジションフラグFとホームポジションセンサSとの距離が不安定になる恐れがあることから、より高精度の中間転写ベルト５の位置検知を実現することが可能になる。
【００４２】
さらには、ホームポジションセンサＳを中間転写ベルト５が張架されているスペースの内側に配設させることで、画像形成装置の大型化を避けることができるため、外掛けローラ１０３によって実現される画像形成装置の小型化を妨げることがない、という利点も有る。
【００４３】
したがって、高画質化およびトナー利用率の安定性を高めつつ、高精度の中間転写ベルトの位置検知を行うことで、長期に渡って画像ずれを起さない、小型の画像形成装置を提供することが可能となる。
【００４４】
（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００４５】
図６は、本実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラーレーザープリンタの概略構成図である。なお、同図において、図１と同符号は、同一または相当部分を示している。
図中、Ｆｖは中間転写ベルト５の裏面に貼付されたホームポジションフラグであり、中間転写ベルト５の駆動方向に対して等間隔に貼付されている。本実施例においては、ホームポジションフラグＦｖは、長方形の形状であり、中間転写ベルト５の駆動方向に対して５ｍｍの長さの辺を持つ。ホームポジションフラグＦｖは複数貼付されており、本実施例においては、１０ｍｍの間隔を持って、中間転写ベルト５の裏面全周にわたって貼付されている。
【００４６】
本実施例においても、第１の実施の形態と同様に、ホームポジションセンサSは、外掛けローラ１０３に対向する位置に配設されており、高精度の中間転写ベルト５の位置検知を行うことが可能である。
【００４７】
さらに、本実施例においては、中間転写ベルト５裏面に等間隔に貼付されたホームポジションフラグＦｖを検知し続けることで、中間転写ベルト５の駆動速度、および駆動速度のムラを直接検知することが可能になる。検知された中間転写ベルト５の駆動速度、および駆動速度ムラについて、図示しない中間転写ベルト５駆動手段にフィードバックされ、適正な駆動速度となるように、駆動速度を適宜調整することができる。これにより、中間転写ベルト５の駆動速度を高精度で安定させることが可能になり、より高精度に画像ずれを回避することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施の形態の概略図である。
【図２】ホームポジションセンサの構成の概略図である。
【図３】従来の画像形成装置の概略図である。
【図４】従来の画像形成装置の課題を説明するための図である。
【図５】従来の画像形成装置の課題を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ｙ〜１ｋ  感光体ドラム
２ｙ〜２ｋ  露光手段
３ｙ〜３ｋ  帯電手段
４ｙ〜４ｋ  現像器
５  中間転写ベルト
５１  中間転写体基層
５２  中間転写体弾性層
６ｙ〜６ｋ  1次転写ローラ
７ｙ〜７ｋ  感光体ドラムクリーナ
８１  ２次転写内ローラ
８２  ２次転写外ローラ
９  定着手段
１０  中間転写体クリーナ
１０１、１０２  中間転写体張架ローラ
１０３  外掛けローラ
２０１  発光素子
２０２  受光素子
Ｆ  中間転写体位置検知手段
Ｓ  ホームポジションセンサ
【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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