(57)【要約】  【課題】  カラー画像を形成できる画像形成装置において色ずれを防止するため、画像形成ユニットに接して走行するベルト（中間転写または用紙搬送用）の速度を測定するのに、ベルトに直接設けたマークを用いるとマークが劣化し、測定できなくなることがある。また、製造時のベルトの速度測定にかかる装置の調整が個体毎に必要である。  【解決手段】  ベルト６１の速度測定に、トナー画像をマークとして用いる。画像形成ユニットの感光体ドラム５１に前記マークの静電潜像を形成するために光走査ユニット５３でレーザ光を照射した瞬間からセンサ９２により前記マークのトナー画像９１を検出するまでの時間と、レーザ光を照射する位置Ａと検出位置Ｃまでの距離から速度を算出する。また、センサ９２を前記マークを形成する画像形成ユニット５０ｄのフレーム５７に対して固定する。【選択図】      図５
2005309050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンデム配置された複数の画像形成ユニットと、前記画像形成ユニットに接して走行するベルトと、前記ベルトを支持する複数の支持ローラと、前記ベルト表面を監視するセンサとを備えた画像形成装置において、前記センサは、前記画像形成ユニットのうち１個が前記ベルト上に形成する前記ベルトの速度検知用マークを検知するものであり、且つこの速度検知用マークを形成する画像形成ユニットに固定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記センサが固定されている前記画像形成ユニットが前記複数の画像形成ユニットのうち前記ベルトの回転方向最下流部に位置し、且つ前記支持ローラの１個が前記センサに対向することを特徴とする請求項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、カラーの画像形成が可能な画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー画像を得る画像形成装置として、複数の画像形成ユニットを水平方向に並列に配置して、中間転写体上に各画像形成ユニットで形成した画像を順次重ねて転写し、その後用紙に一括してその画像を転写し、定着器によって定着して用紙上にカラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置が知られている。
【０００３】
このような画像形成装置を用いて色ずれのないカラー画像を形成するためには、各画像形成ユニットで形成した画像をまず中間転写体上に正確に重ねる必要がある。各画像形成ユニットで形成された画像は中間転写体に転写され、中間転写体とともに移動しながら一定時間をおいて順次重ねられるため、各画像を正確に重ねるためには、中間転写体の速度を一定の基準速度に制御する必要がある。
【０００４】
前記速度を一定の基準速度に制御する方法として、特許文献１のように、中間転写体としての中間転写ベルト上に設けた１個のマークをセンサにより検知して、中間転写ベルトが１周する周期が基準からずれていれば随時補正するというものが提案されている。
【０００５】
また別の方法として、トナー画像のマークを利用して測定した速度をもとに中間転写体の速度を一定に制御する方法も知られている。この方法では、まず、画像形成ユニットの感光体ドラム上に前記マークの静電潜像を形成するためにレーザ光を照射した時点から、トナー画像となった前記マークが、前記中間転写体の収められたシャーシに取り付けられたセンサにより検知されるまでの時間を測定する。この時間と、レーザを照射する位置からセンサが検知する位置までの距離とから中間転写体の速度を求め、基準速度からのずれがあれば随時補正する。
【特許文献１】特開平８−２２０９６７号公報（第１頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のように中間転写ベルト上に設けられた１個のマークを用いて中間転写ベルトの速度を測定する場合、長期の使用によりマークが汚れたり剥がれたりすることにより劣化して、利用できなくなることがある。また、速度を測定するのにマークを２回検出する必要があるため、中間転写ベルトが１周するまで速度を測定できず、速度を随時調整することができない。
【０００７】
画像形成ユニットにより形成されたマークをセンサで検知して速度を検出するものにあっては、速度測定の都度マークが形成されるため、マークの汚れや剥がれを懸念する必要はない。また、中間転写ベルトの一部の区間を用いて速度を測定するため、中間転写ベルトが１周しなくても速度を測定できる。しかし、通常の場合、センサは前記中間転写ベルトの収められたシャーシに取り付けられている。ここで、前記画像形成ユニットと前記シャーシとは別の構成部分であるため、製造時の寸法公差の積み上げにより、レーザ光を照射する位置からセンサが検知する位置までの距離が、画像形成装置の個体毎にばらつきのあるものとなる。そのため画像形成装置の製造時に、個体毎に基準速度を調整する必要があり、製造上の時間と費用がかかった。
【０００８】
そこで、本発明では、画像の色ずれを補正するために画像形成ユニットに接して走行するベルト（中間転写ベルトまたは用紙搬送ベルト）の速度を測定するにあたって劣化することのないマークを用いること、基準速度を画像形成装置の個体毎に調整するのを不要にして製造上の時間と費用を節減できるようにすること、および前記マークを確実に検知できるようにすることにより、容易に色ずれのないカラー画像が得られるカラー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】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明の画像形成装置では、タンデム配置された複数の画像形成ユニットと、前記画像形成ユニットに接して走行するベルトと、前記ベルトを支持する複数の支持ローラと、前記ベルトの表面を監視するセンサとを備えた画像形成装置において、前記センサは、前記画像形成ユニットのうち１個が前記ベルト上に形成する前記ベルトの速度検知用マークを検知するものであり、且つこの速度検知用マークを形成する画像形成ユニットに固定されている構成とする。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置では、前記センサが固定されている前記画像形成ユニットが前記複数の画像形成ユニットのうち前記ベルトの回転方向最下流部に位置し、且つ前記支持ローラの１個が前記センサに対向するものとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による画像形成装置では、ベルトの速度の測定は画像形成ユニットのうち１個が形成する速度検知用マークを用いるものであり、この速度検知用マークは測定毎に更新されるため、劣化して速度を測定できなくなることがない。また、速度検知用マークを検知するセンサが、速度検知用マークを形成する画像形成ユニットに固定されているため、速度検知用マークを形成するためのレーザ光照射位置からセンサの検知位置までの距離が画像形成装置の個体毎にばらつくことがなくなり、製造時に速度測定の基準を画像形成装置の個体毎に調整する必要がなくなる。
【００１２】
また、本発明によれば、センサが固定されている画像形成ユニットが複数の画像形成ユニットのうちベルトの回転方向最下流部に位置し、且つ支持ローラの１個がセンサに対向するため、センサが検知する位置でのベルトの振れがなく、確実にセンサが速度検知用マークを検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。図１は本発明の画像形成装置の第１実施形態に係る複写機の概略構成図である。本体ハウジング１は、上ハウジング１１と下ハウジング１３と、その間に位置する連結ハウジング１２とを有し、上ハウジング１１の上には原稿搬送部２が載置される。原稿搬送部２は紙面の奥側を支点として開閉自在に取り付けられている。
【００１４】
原稿搬送部２は、原稿給紙トレイ２１、原稿搬送部本体２２、原稿排紙トレイ２３および原稿カバー２４を備える。原稿排紙トレイ２３は、原稿カバー２４上面の一部として一体に形成されている。原稿給紙トレイ２１は原稿搬送路２７の上流端をなし、原稿排紙トレイ２３は原稿搬送路２７の下流端をなす。原稿搬送部本体２２内の原稿搬送路２７には、原稿搬送方向上流側から順にピックアップローラ２２ａ、搬送ローラ対２２ｂ、レジストローラ対２２ｃおよび排出ローラ対２２ｄが設けられている。そして、レジストローラ対２２ｃと排出ローラ対２２ｄとの間に画像読取り部２５が設けられている。原稿給紙トレイ２１に画像面を上向きにセットされた画像原稿（不図示）は、コピー開始ボタン（不図示）が押されると、前記各ローラによって原稿搬送路２７を搬送され、途中画像読取り部２５で露光部３によって画像が読み取られる。
【００１５】
露光部３は上ハウジング１１に内蔵されている。露光部３は、露光ランプ３１、反射板３２、第１のミラー３３、第２のミラー３４、第３のミラー３５、集光レンズ３６およびイメージセンサ（例えばライン型のＣＣＤ）３７を備える。露光ランプ３１および第１のミラー３３は第１のキャリッジ（不図示）上に搭載され、第２のミラー３４および第３のミラー３５は第２のキャリッジ（不図示）上に搭載されている。いわゆるシートスルー方式で原稿画像を読み取る場合には、第１のキャリッジが画像読取り部２５の直下に移動し、露光ランプ３１からの光照射光が移動中の原稿を露光する。照射光は第１のミラー３３、第２のミラー３４、第３のミラー３５および集光レンズ３６を通じてＣＣＤ３７に到達して光電変換処理を経て電気信号となるように読み取られる。他方、原稿固定方式で原稿画像を読み取る場合には、原稿載置板２６上に載置された原稿画像は露光部３による読取走査を受けることにより、ＣＣＤ３７上に縮小結像され、光電変換処理を経て電気信号となるように読み取られる。
【００１６】
連結ハウジング１２内には排紙トレイ８が設けられており、画像が形成された用紙Ｐが排出される。
【００１７】
下ハウジング１３内には、給紙部４、画像形成部５および定着装置７が内蔵されている。まず給紙部４について説明する。給紙部４は給紙カセット４１、給紙ローラ４２、給紙トレイ４３、給紙ローラ４４および搬送ローラ４５からなる。下ハウジング１３の下部には用紙Ｐが収容された給紙カセット４１が配設され、用紙Ｐはここから給紙ローラ４２により１枚ずつ用紙搬送路４６へ送り出され、搬送ローラ４５によって搬送される。また、下ハウジング１３の左側下部には開閉可能な給紙トレイ４３が備えられており、ここに用紙Ｐを載置しておくことにより、前記と同様に用紙Ｐは給紙ローラ４４により１枚ずつ用紙搬送路４６へ送り出され、搬送ローラ４５によって搬送される。
【００１８】
次に画像形成部５について説明する。図２は第１実施形態に係る画像形成部５の概略構成図である。画像形成部５はイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック用の画像形成ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄ、一次転写ローラ５８、中間転写ベルト６１および二次転写ローラ６２からなる。
【００１９】
中間転写ベルト６１は、支持ローラ６５ａ、６５ｂおよび６５ｃで不等辺三角形をなすように張架支持されている。支持ローラ６５ａと６５ｃの間ではベルトは水平をなし、この部分の下面に全ての画像形成ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄが接触している。支持ローラ６５ａは中間転写ベルト６１を駆動させるものであり、中間転写ベルト６１は図２において右回り（矢印方向）に回転する。ただし、支持ローラは、第１実施形態では６５ａ、６５ｂおよび６５ｃの３本としているが、下部２本が水平方向に並ぶ限りにおいて４本以上であってもよい。
【００２０】
画像形成ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄはタンデム配置されており、配列順序は変更可能である。各々の画像形成ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄと中間転写ベルト６１を挟んで対向する位置に一次転写ローラ５８が１本ずつ配置される。
【００２１】
二次転写ローラ６２は一次転写ローラ５８と同様のローラからなり、支持ローラ６５ａのところで中間転写ベルト６１との間にニップを形成する。画像を形成する際に、後に説明するように画像形成ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄから一次転写ローラ５８によって各色のトナー画像を転写された中間転写ベルト６１は、二次転写ローラ６２のニップ部において用紙Ｐにトナーを転写する。
【００２２】
画像形成ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄの画像を形成する部分はいずれも同じ構造であり、図３に代表として示す５０ａの概略図のように、中間転写ベルト６１の回転に合わせて回転する感光体ドラム５１の周囲に、感光体ドラム５１の上方から回転方向（矢印方向）に従って、帯電器５２、光走査ユニット５３、現像器５４、さらに中間転写ベルト６１との接触部を挟んで、クリーニング器５６を周辺要素として配列し、フレーム５７によって中間転写ベルト６１と対向する面以外の周囲を囲まれている。
【００２３】
最後に定着装置７について説明する。定着装置７は定着ローラ７１と加圧ローラ７２とが圧接してなり、ここで用紙Ｐに転写されたトナー画像が加熱・加圧されて用紙Ｐに定着される。
【００２４】
次に動作を説明する。中間転写ベルト６１は図２において右回り（矢印方向）に回転し、これに接触する各画像形成ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄの感光体ドラム５１は対応して左回り（矢印方向）に回転する。図３において感光体ドラム５１が回転すると、感光体ドラム５１の表面は、まず帯電器５２により均一に帯電される。次に光走査ユニット５３から、露光部３において読み取られた原稿画像の電気信号に基づいて照射されるレーザ光により、用紙Ｐに形成される画像の部分又は前記画像以外の部分に相当する電荷が消去され、感光体ドラム５１の表面に静電潜像が形成される。そして現像器５４によって感光体ドラム５１上の前記静電潜像にトナーが供給されトナー画像として顕像化する。
【００２５】
感光体ドラム５１がさらに回転し、前記トナー画像が中間転写ベルト６１を挟んで一次転写ローラ５８と対向する位置に来たときに、一次転写ローラ５８にトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、前記トナー画像が感光体ドラム５１から中間転写ベルト６１に転写される。感光体ドラム５１の表面の前記静電潜像は除電器５６により除電され、転写されなかった残留トナーはクリーニング器５６によって除去される。
【００２６】
中間転写ベルト６１上に画像形成ユニット５０ａから５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの順にトナー画像が転写され、積み重ねられるが、その際、各トナー画像がずれないようにするため、所定の時間Ｔをおいて転写される。所定の時間Ｔは、各画像形成ユニットの設置された間隔と、中間転写ベルト６１の速度によって定められている。
【００２７】
以上により、中間転写ベルト６１上に各色のトナー画像が積み重ねられる。
【００２８】
さらに中間転写ベルト６１が回転し、前記積み重ねられたトナー画像が二次転写ローラ６２と対向する位置に来たときに、それに合わせて中間転写ベルト６１と二次転写ローラ６２との間に用紙Ｐが用紙搬送路４６を搬送されてくる。このとき二次転写ローラ６２にトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、前記積み重ねられたトナー画像が中間転写ベルト６１から用紙Ｐに転写される。中間転写ベルト６１上の転写されなかった残留トナーはクリーニング器（不図示）によって中間転写ベルト６１上から除去される。トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置７に搬送され、前述したようにトナー画像が定着され、排紙トレイ８に排出される。
【００２９】
前記所定の時間Ｔは中間転写ベルト６１の基準速度Ｖｓに対して決定される。隣接する画像形成ユニットの感光体ドラム５１の中間転写ベルト６１に接する位置の間隔が全て同一のＤであるとすると、
Ｔ＝Ｄ／Ｖｓ
となる。ここで、中間転写ベルト６１の基準速度Ｖｓは支持ローラ６５ａ、６５ｂおよび６５ｃの摩耗、中間転写ベルト６１の熱膨張などの要因により、変動することがあるため、正確に測定し、基準速度Ｖｓとなるように制御する必要がある。
【００３０】
中間転写ベルト６１の速度ｖを測定するために、従来、図８の画像形成ユニット５０ｄとセンサ９２の概略図に示すように、トナー画像からなるマーク９１およびセンサ９２を用いる方法が利用されている。マーク９１は、画像形成ユニット５０ｄによって形成され、センサ９２はマーク９１を形成する画像形成ユニットの中間転写ベルト６１の回転方向下流部に位置する。ここで、マーク９１を形成する画像形成ユニットは図では５０ｄとなっているが、５０ａ、５０ｂまたは５０ｃのいずれかであっても構わない。
【００３１】
光走査ユニット５３から、マーク９１を形成するためのレーザ光が照射され静電潜像が形成された時点から、現像器５４によりマーク９１がトナー画像として顕像化し、回転する中間転写ベルト６１に転写され、センサ９２に検知されるまでの時間をｔとする。また、光走査ユニット５３がレーザ光を照射する位置Ａから感光体ドラム５１が中間転写ベルト６１に接する位置Ｂまでの感光体ドラム５１に沿った距離をＬ１、位置Ｂから中間転写ベルト６１がセンサ９２に対向する位置Ｃまでの距離をＬ２とする。このとき、速度ｖは図示しない制御装置により時間ｔを測定することにより、
ｖ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／ｔ
として計算することができる。速度ｖが基準速度Ｖｓからずれた場合、速度ｖが基準速度Ｖｓとなるように、前記制御装置により、中間転写ベルト６１を駆動する支持ローラ６５ａの回転速度を制御する。
【００３２】
従来、センサ９２は、図９の画像形成部５を下方から見た斜視図に示すように、中間転写ベルト６１の取り付けられたシャーシ５９に固定されている。シャーシ５９と画像形成ユニット５０ｄとは画像形成装置の別の構成部分であるため、画像形成装置製造時の寸法公差の積み上げにより、Ｌ２が画像形成装置の個体毎に異なるものとなり、個体毎に時間Ｔの調整をする必要があった。
【００３３】
本発明の第１実施形態において、センサ９２は、図４の画像形成部を下方から見た斜視図および図５の画像形成ユニット５０ｄとセンサ９２の概略図に示すように、画像形成ユニット５０ｄのフレーム５７に固定されている。ここで、４個の画像形成ユニットのうち中間転写ベルト６１の回転方向最下流部に位置する画像形成ユニット５０ｄがセンサの固定対象として選択されているが、固定対象はマーク９１を形成する画像形成ユニットであれば、５０ａ〜５０ｄのいずれでも構わない。これにより、Ｌ２が画像形成装置の個体によらず一定となり、製造時の時間Ｔの調整が不要となり、色ずれを容易に防ぐことができる。
【００３４】
図６は本発明の画像形成装置の第２実施形態に係る、画像形成部５の概略構成図である。第２実施形態において、センサ９２が固定されているのが中間転写ベルト６１の回転方向最下流部に位置する画像形成ユニット５０ｄであることは第１実施形態と同様であるが、中間転写ベルト６１は４本の支持ローラ６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄにより支持されており、支持ローラ６５ｄはセンサ９２に対向する位置となるように配置されている。
【００３５】
このように構成することにより、センサ９２がマーク９１を検知する位置では中間転写ベルト６１が振れることがないため、センサ９２が確実にマーク９１を検知することができ、色ずれを確実に防ぐことができる。
【００３６】
図７は本発明の画像形成装置の第３実施形態に係る、複写機の概略構成図である。第１、第２実施形態におけるベルトは画像形成ユニットによって形成された画像が転写される中間転写ベルトであったが、第３実施形態におけるベルトは用紙を搬送する用紙搬送ベルト６６である。用紙搬送ベルト６６は画像形成ユニットからトナー画像が用紙Ｐ上に転写されるように用紙Ｐを搬送するもので、用紙搬送ベルト６６上にも画像形成ユニットからトナー画像を転写されることもできる。そのため、第１、第２実施形態と同様のトナー画像を用いた方法で用紙搬送ベルト６６の速度を測定することができる。
【００３７】
第３実施形態において、センサ９２が固定されているのが用紙搬送ベルト６６の回転方向最下流部に位置する画像形成ユニット５０ｄであり、用紙搬送ベルト６６上に転写されたマークを用いて用紙搬送ベルト６６の回転速度を制御するのは第１、２実施形態と同様である。ここで、下ハウジング１３右側に開閉可能な給紙トレイ４３、下ハウジング１３左側に排紙トレイ９が備えられている。給紙トレイ４３上に用紙Ｐを載置しておくことにより、用紙Ｐは給紙ローラ４４により１枚ずつ用紙搬送路４６へ送り出され、用紙搬送ベルト６６によって搬送され、画像形成ユニット５０ａから５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの順にトナー画像が転写され、積み重ねられ、定着装置７によってトナー画像が用紙Ｐ上に定着され、排紙トレイ９に排出される。
【００３８】
このように構成することにより、色ずれを容易に防ぐことができるとともに、用紙Ｐ上に直接トナー画像が転写されるため鮮明な画像が得られ、また用紙Ｐの搬送経路が短くなるため画像が形成された用紙が得られるまでの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図
【図２】本発明の第１実施形態に係る画像形成部の構成図
【図３】画像形成ユニットの構成図
【図４】本発明の第１実施形態に係る中間転写ベルトの速度の測定機構および画像形成部の下方からの斜視図
【図５】本発明の第１実施形態に係る中間転写ベルトの速度の測定機構の構成図
【図６】本発明の第２実施形態に係る画像形成部の構成図
【図７】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図
【図８】従来の中間転写ベルトの速度の測定機構の構成図
【図９】従来の中間転写ベルトの速度の測定機構および画像形成部の下方からの斜視図
【符号の説明】
【００４０】
１    本体ハウジング
２    原稿搬送部
３    露光部
４    給紙部
５    画像形成部
５１    感光体ドラム
５３    光走査ユニット
５７    フレーム
５８    一次転写ローラ
６１    中間転写ベルト
６６    用紙搬送ベルト
９２    センサ
【図１】
2005309050.tif 000003
【図２】
2005309050.tif 000004
【図３】
2005309050.tif 000005
【図４】
2005309050.tif 000006
【図５】
2005309050.tif 000007
【図６】
2005309050.tif 000008
【図７】
2005309050.tif 000009
【図８】
2005309050.tif 000010
【図９】
2005309050.tif 000011