(57)【要約】【課題】  トナー等による粉塵環境においても経時的に読取精度も損なうことがなく、これにより複数画像の転写位置ずれを防止することが可能な構成を備えたベルト装置提供する。【解決手段】  複数のローラに掛け回されて展張面を有するベルト装置２において、上記展張面の表裏いずれかの面に該展張面の移動方向に沿って設けられたマーキング１５Ｃからなるリニアスケール１５と、上記リニアスケール１５を読み取るために設けられたセンサ手段１６とを備え、上記リニアスケール１５は、アルミ薄膜がラダー状にパターン化され、上記センサ手段１６はマイクロ磁気センサが用いられることを特徴とする。【選択図】    図３
2005215553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローラに掛け回されて展張面を有するベルト装置において、
上記展張面の表裏いずれかの面に該展張面の移動方向に沿って設けられたマーキングからなるリニアスケールと、
上記リニアスケールを読み取るために設けられたセンサ手段とを備え、
上記リニアスケールは、アルミ薄膜がラダー状にパターン化され、上記センサ手段はマイクロ磁気センサが用いられることを特徴とするベルト装置。
【請求項２】
請求項１記載のベルト装置において、
上記リニアスケールは、上記ベルトの一面側に設けられている薄膜の非金属層表面に形成されていることを特徴とするベルト装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のベルト装置を用いることを特徴とする転写装置。
【請求項４】
請求項３記載の転写装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像形成装置において、
上記ベルトの展張面に沿って複数の画像形成部が並置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置において、
上記ベルトは、各画像形成部からの画像を重畳転写された上で記録シートに対して一括転写する構成を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５記載の画像形成装置において、
上記ベルトは、各画像形成部に向けて記録シートを担持した状態で搬送しながら搬送することにより各作像部からの画像を記録シートの重畳転写する構成を備えている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】
本発明は、ベルト装置および転写装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、ベルトに対して複数色の画像を転写する際の画像位置ずれ検知機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体に担持されているトナー像などの可視像を記録シートなどに転写することで画像出力が得られるようになっている。  
画像形成装置の形式には、単一色の画像を形成可能な形式に加えて、複数色の画像形成が可能な、いわゆるカラー複写機やカラープリンタと称される形式がある。
【０００３】
後者の形式であるカラー画像形成装置においては、潜像担持体として一つのドラム状の感光体周囲に、作像に関わる帯電装置や現像装置およびクリーニング装置を作像する色の数に対応して配置し、感光体上で各色の画像を形成した上で記録シートなどに転写する１ドラム型や、作像する色の数に対応する感光体を備え、各感光体の周りに上述した作像に関わる装置を配置し、各感光体で形成された画像をこれら感光体間に移動可能なベルトなどの転写・搬送体に記録シートを吸着して搬送する過程において各画像を順次直接転写する方式、あるいは、上記ベルトに対して各画像を順次転写した後、重畳画像を記録シートに対して一括転写する間接転写方式式を採用する型があり、後者の型式の代表的なものとしてタンデム型と称される構成がある（例えば、非特許文献１）。
【０００４】
１ドラム型とタンデム型との大きな違いは、感光体に対する作像回数の違いがあり、前者では感光体ドラムを色の数に対応した回数だけ回転させることが必要となるが、後者では各感光体が１回転するだけで済む。このため、後者では前者に比べて高速の画像形成が可能となる反面、各感光体を設置するためのスペースなどが必要となることから、装置の大型化を招くという欠点がある。しかし、フルカラーが象を獲る場合においてもモノクロ画像を得る場合と同様な処理時間が要求されてきている傾向があるため、後者の型式を採用されることが多くなってきている。
【０００５】
ところで、複数の色の画像を順次転写する場合には、画像同士の位置ずれが原因して色ずれを起こすことがないようにすることが画像品質の低下を防止する上で重要となる。  
そこで、従来では、転写装置に用いられるベルトなどの移動体に所定間隔でマーキングを施し、このマーキングを識別してベルトの移動量を検知することでベルトの移動速度のずれを検出するリニアエンコード方式を採用する場合がある（例えば、特許文献１）。
【０００６】
【非特許文献１】コロナ社発刊「続  電子技術の基礎と応用」第３３頁  図１．２１，第３６頁  図１．２５  （１９９６年１１月１５日初版第１刷）
【特許文献１】特開平１１−２４５０７号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リニアエンコード方式を用いた場合には、マーキングの読み取りによりベルトの移動速度の変化を識別でき、これにより、識別結果に応じたベルトの速度に関するフィードバック制御を実行したり、書き込みタイミングの調整を行うことで画像同士の位置ずれを矯正することができる。
【０００８】
リニアエンコード方式においては、特許文献１にも開示されているように、光学式の読み取り手段を用いたリニアコーダを用いることが一般的であるが、この構成においては次のような問題がある。  
ベルト自体が透明であればエンコーダマークをベルト自体に印刷し、光学センサで計測可能であるが、転写用途の場合ある程度の導電性が必要なのでカーボン等導電物質が混ざり、透明性は得難い。このため、反射式の光学エンコーダを用いることとなる。この場合、一般的に反射率を得るために金属のエッチングや印刷を使うことが多い。このような構成では、初期的には優れた性能を得ることができるが、経時的な性能変化が問題となる。
【０００９】
電子写真方式においては、乾式トナーを使う以上、機械内がある程度、粉塵環境になることは避けられない。当然ベルト上のリニアエンコーダにもトナーが堆積し、光学センサによる検出に支障を来たす。このため、常時接触する表面のクリーニング機構が必須となるが、コスト上や構成上、接触式のクリーニング機構となり、リニアエンコーダの表面に傷が付き、やはり光学センサによる検出に支障を来たす。更には、光学センサ自体の汚れも発生するため、メンテナンスが煩雑にあるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、トナー等による粉塵環境においても経時的に読取精度も損なうことがなく、これにより複数画像の転写位置ずれを防止することが可能な構成を備えたベルト装置および転写装置および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】
【００１１】
請求項１記載の発明は、複数のローラに掛け回されて展張面を有するベルト装置において、上記展張面の表裏いずれかの面に該展張面の移動方向に沿って設けられたマーキングからなるリニアスケールと、上記リニアスケールを読み取るために設けられたセンサ手段とを備え、上記リニアスケールは、アルミ薄膜がラダー状にパターン化され、上記センサ手段はマイクロ磁気センサが用いられることを特徴としている。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のベルト装置において、上記リニアスケールは、上記ベルトの一面側に設けられている薄膜の非金属層の表面に形成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のベルト装置を転写装置に用いることを特徴としている。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の転写装置を画像形成装置に用いることを特徴としている。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の画像形成装置において、上記ベルトの展張面に沿って複数の画像形成部が並置されていることを特徴ととしている。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、上記ベルトは、各画像形成部からの画像を重畳転写された上で記録シートに対して一括転写する構成を備えていることを特徴としている。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、上記ベルトは、各画像形成部に向けて記録シートを担持した状態で搬送しながら搬送することにより各作像部からの画像を記録シートの重畳転写する構成を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、無端ベルト体にリニアエンコーダ装置を設けるにあたり、アルミ薄膜層のラダー状スケールと、マイクロ磁気センサを使用したことにより、経時的に汚損しても測定精度の低下が無い、リニアエンコーダ装置を有するベルト装置を得ることが可能となる。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、リニアスケールが非金属層表面に位置しているので、ベルトが導電性であってもスケールとの間の導電遮断性が維持されることになる。これにより、マイクロ磁気センサを用いた場合の漏洩電流の低減を図ってセンサでの検出感度の低下を防止することが可能となる。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、ベルトの速度あるいは位置情報が正確に得られるので、転写画像が複数重畳されるような場合での画像同士の位置ずれを矯正することが可能となる。
【００２１】
請求項４および５記載の発明によれば、複数の画像の転写ずれによる色ずれなどの発生を防止することが可能となる。
【００２２】
請求項６および７記載の発明によれば、画像を重畳転写する際にベルトの速度あるいは位置情報に関して周辺部の汚染などに影響されることなく正確に割り出せるので、重畳画像同士の位置ずれを矯正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】
【００２３】
以下、図面に示す実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例】
【００２４】
図１には、本発明実施例によるベルト装置から構成される転写装置およびこれを組み込んだ画像形成装置が示されている。  
図１に示す画像形成装置１は、色分解に対応した色の画像を形成可能な潜像担持体としての感光体を複数並置したタンデム方式の構成を備え、各感光体上で形成されたトナー像を中間転写体に重畳転写したうえでその重畳画像を記録用紙などのシートに対して一括転写することで多色画像を形成可能なカラープリンタである。本発明では、画像形成装置として、カラープリンタに限らず、カラー複写機、ファクシミリ装置および印刷機なども含まれること勿論である。
【００２５】
図１において、カラープリンタ１は、画像形成部１Ａが縦方向の中央部に位置し、その下方には給紙部１Ｂが、さらに画像形成部１Ａの上方には原稿載置台１Ｃ１を備えた原稿走査部１Ｃがそれぞれ配置されている。  
画像形成部１Ａには、水平方向に展張面を有する中間転写ベルト２で構成された中間転写装置が配置されており、中間転写ベルト２の上位には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。
【００２６】
画像形成部１Ａには、補色関係にある色のトナー（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）による画像を担持可能な感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｂが中間転写体２の展張面に沿って並置されている。なお、以下の説明において、全ての感光体に共通する内容の場合には感光体を符号３により示す。  
各感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｂは、それぞれ同じ方向（図１では、反時計方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周辺には、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４，書き込み装置５，現像装置６，転写バイアス印加手段の一つである１次転写装置７（図１では、便宜上、ブラックを対象として符号７Ｂで示してある），およびクリーニング装置８が配置されている（便宜上、感光体３Ｂを対象として、各装置の符号にＢを付して示してある）。
【００２７】
中間転写ベルト２は、各感光体を備えた作像ユニットからの可視像を順次転写される１次転写部に相当しており、複数のローラ２Ａ〜２Ｃに掛け回されて感光体との対峙位置において同方向に移動可能な構成を備え、展張面を構成するローラ２Ａ、２Ｂとは別のローラ２Ｃは、中間転写ベルト２を挟んで２次転写装置９に対峙している。なお、図１中、符号１０は、中間転写ベルト２のクリーニング装置を示している。なお、中間転写装置を構成する中間転写ベルト２に関しては、画像形成装置１の全体構成説明の後で詳細を説明する。
【００２８】
２次転写装置９は、帯電駆動ローラ９Ａおよび従動ローラ９Ｂに掛け回されて２次転写装置９が位置する２次転写位置において中間転写ベルト２と同方向に移動可能な転写ベルト９Ｃを備えており、転写ベルト９Ｃを帯電駆動ローラ９Ａにより帯電させることで記録シートを静電吸着しながら搬送する過程で中間転写ベルト２に重畳された多色画像を一括転写によってあるいは担持されている単一色の画像をそれぞれ記録シートに転写することができる。
【００２９】
２次転写位置には給紙部１Ｂから記録シートが給送されるようになっている。  
給紙部１Ｂは、複数の給紙カセット１Ｂ１と、給紙カセット１Ｂ１から繰り出しコロ１Ｂ４により繰り出される記録シートの搬送路に配置された複数の搬送ローラ１Ｂ２と、２次転写位置前方に位置するレジストローラ１Ｂ３とを備えている。本実施例では、給紙部１Ｂには、給紙トレイ１Ｂ１から繰り出される記録シートの搬送路に加えて給紙カセット１Ｂ１内に収容されていない種類の記録シートを２次転写位置に向け給送できる構成が備えられており、この構成は、画像形成部１Ａの壁面の一部を起倒可能に設けた手差しトレイ１Ａ１と繰り出しコロ１Ａ２とを備えている。  
給紙カセット１Ｂ１からレジストローラ１Ｂ３に向けた記録シートの搬送路途中には、手差しトレイ１Ａ１から繰り出された記録シートの搬送路が合流し、いずれの搬送路から給送される記録シートもレジストローラ１Ｂ３によってレジストタイミングが設定されるようになっている。
【００３０】
書き込み装置５（図１では、便宜上、符号５Ｂで示してある）は、原稿走査部１Ｃに有する原稿載置台１Ｃ１上の原稿を走査することにより得られる画像情報あるいは図示しないコンピュータから出力される画像情報により書き込み光が制御されて感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｂに対して画像情報に応じた静電潜像を形成するようになっている。
【００３１】
原稿走査部１Ｃには、原稿載置台１Ｃ１上の原稿を露光走査するスキャナ１Ｃ２が備えられており、さらに原稿載置台１Ｃ１の上面には、自動原稿給送装置１Ｃ３が配置されている。自動原稿給送装置１Ｃ３は、原稿載置台１Ｃ１に対して開披可能に設けられており、原稿載置台１Ｃ１上に繰り出される原稿を反転させることができることにより原稿の表裏各面での走査が行えるようになっている。
【００３２】
スキャナ１Ｃ２には、照明光源を備えた第１走行体１Ｃ２Ａと、反射鏡を備えて第１走行体と所定の速度比により移動可能な第２走行体１Ｃ２Ｂと、原稿からの反射光を読み取りセンサ１Ｃ２Ｃに結像させるためのレンズ１Ｃ２Ｄとが備えられている。
【００３３】
書き込み装置５により形成された感光体３（図１において符号３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｂで示す部材）上の静電潜像は、現像装置６（図１では、便宜上、符号６Ｂで示してある）によって可視像処理され、中間転写ベルト２に１次転写される。中間転写ベルト２に対して各色毎のトナー像が重畳転写されると、２次転写装置９により記録シートに対して一括して２次転写される。
【００３４】
２次転写された記録シートは、表面に担持している未定着画像を定着装置１１によって定着される。定着装置１１は、詳細を図示しないが加熱ローラにより加熱される定着ベルト１１Ａと定着ベルト１１Ａに対向当接する加圧ローラ１１Ｂとを備えたベルト定着構造を備えており、定着ベルト１１Ａと加圧ローラ１１Ｂとの当接領域、つまりニップ領域を設けることにより別ローラ方式の定着構造に比べて記録シートへの加熱領域を広げることができるようになっている。  
定着装置１１を通過した記録シートは、定着装置１１の後方に配置されている搬送路切り換え爪１２によって搬送方向が切り換えられるようになっており、排紙トレイ１３に向けた搬送路と、反転搬送路ＲＰとに搬送方向が選択される。
【００３５】
以上のような構成を備えたカラープリンタ１では、原稿載置台１Ｃ１上に載置された原稿を露光走査することによりあるいはコンピュータからの画像情報により、一様帯電された感光体３に対して静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置６によって可視像処理された後、トナー像が中間転写ベルト２に１次転写される。
【００３６】
中間転写ベルト２に転写されたトナー像は、単一色画像の場合にはそのまま給紙部１Ｂから繰り出された記録シートに対して転写され、多色画像の場合には１次転写が繰り返されることで重畳された上で記録シートに対して一括して２次転写される。２次転写後の記録シートは定着装置１１により未定着画像を定着された後、排紙トレイ１３あるいは、反転されて再度レジストローラ１Ｂ３に向けて給送される。
【００３７】
次に中間転写ベルト２について説明すると次のとおりである。  
中間転写ベルト２は、詳細を図示しないが、伸びの少ないフッ素系樹脂や伸びの大きいゴム材料に帆布等の伸びにくい材料で構成された基部からなるベース層と、このベース層の上面に設けられたフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジェン共重合ゴムなどが用いられる弾性体層とを備えている。弾性体層の表面にはフッ素系樹脂が被覆されて平滑性を向上させたコート層が設けられている。
【００３８】
中間転写ベルト２は、少なくとも一対のローラである支持ローラ２Ａ、２Ｂおよびバックアップ機能を有するローラ２Ｃにそれぞれ掛け回されて駆動ローラ２Ａの反時計方向の回転によって駆動されるようになっている。  
支持ローラ２Ａおよび２Ｂ間で展張される面、つまり曲率のない平面が各作像ユニットの感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｂに対向している。  
中間転写ベルト２を挟んで各感光体と対向する位置には、感光体上の可視像を静電転写するための転写ローラ７（図１では符号７Ｂで示してある）がそれぞれ配置されている。
【００３９】
図２は、中間転写ベルト２の周辺部を示した図である。なお、図２に示す中間転写ベルト２は、図１に示してないが、各感光体３と対向する展張面と反対側の展張面に張力付与のためのテンションローラ２Ｅが設けられた構成が示されている。  
図２において中間転写ベルト２には、そのベース層において移動方向と直角な方向に相当する幅方向の一端にローラの端面に当接可能な厚さを有する寄り止め２Ｅが一体化されている。
【００４０】
中間転写ベルト２における幅方向端部近傍には、スケール１５が設けられている。  
スケール１５は、図３（Ａ）に示すように、樹脂製あるいは非金属からなるフィルム層１５Ａと、このフィルム層１５Ａを中間転写ベルト２の表裏いずれかの面、本実施例では図２に示すようにベース面側に貼り付けるための粘着層１５Ｂとで構成されている。  
フィルム層１５Ａには、図３（Ｂ）に示すように、中間転写ベルト２における展張面の移動方向に沿ってその全周にわたり所定間隔を持たせて形成されたラダー状のアルミ薄膜層からなるマーキング１５Ｃが形成されており、間欠的に連続することでリニアスケールを構成している。
【００４１】
一方、スケール１５と対向する位置には、図２および図３に示すように、スケール１５と非接触かつ所定間隔Ｌ（図３（Ａ）参照）を持たせてマイクロ磁気センサ１６が配置されている。  
マイクロ磁気センサ１６は、スケール１５のマーキング１５Ｃに感応して読み取り信号を出力でき、マーキング１５Ｃの読み取り間隔タイミングの変化により中間転写ベルト２の移動速度の変化あるいはベルトの位置変化などの情報を出力できるようになっている。
【００４２】
本実施例は以上のような構成であるから、中間転写ベルト２が駆動されると、スケール１５も移動を開始し、これに伴いマーキング１５Ｃの現出タイミングがマイクロ磁気センサ１６によって読み取られる。  
マイクロ磁気センサ１６からの出力信号に基づき、画像形成装置１側に装備されている制御部（図示されず）は、中間転写ベルト２の移動速度を割り出し、正常でない場合、つまり、各感光体同士での画像転写位置がずれる虞があるような場合には、中間転写ベルト２の駆動ローラに対してフィードバック制御を実行し、画像同士の位置ずれが起きない状態に速度の矯正を行う。
【００４３】
本実施例によれば、中間転写ベルト２の速度変化や位置変化を検出する構成として、周辺部に飛散するトナー等の粉塵による汚染が原因する検出精度の悪化を防止することができ、しかも、マーキング自体も中間転写ベルト２の透明性などを要求されないので、コスト上昇を抑えて正確な速度検出による位置ずれ防止、換言すれば色ずれの発生を防止することができる。
【００４４】
次に本実施例の要部構成に関する変形例について説明する。  
図４に示す画像形成装置１００は、その要部のみが示されており、各感光体で形成された画像を中間転写装置ではなく、直接記録シートに転写する構成を備えており、この構成では、各感光体３に対向するベルト１０１が、給紙装置から繰り出された記録シートを静電吸着した状態で移動し、各感光体３から直接画像を記録シートに順次転写することができる。この場合においてもベルト１０１のベース面には、図２および図３に示した場合と同様なスケール１５０（便宜上、一部のみが示されている）が形成されており、このスケール１５０のマーキングがマイクロ磁気センサ１６によって読み取られるようになっている。
【００４５】
図５は、前述した１ドラムを対象としてこれの複数回の回転毎の画像転写を中間転写ベルト２に実行する形式の構成が示されており、この場合においても、中間転写ベルト２のベース面には、図２および図３に示した場合と同様に、スケール１５が設けられると共に、スケール１５のマーキング１５Ｃを読み取るマイクロ磁気センサ１６が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例によるベルト装置から構成されている転写装置を組み込んだ画像形成装置の一例を示す図である。
【図２】図１に示した転写装置に用いられる中間転写ベルトとその周辺構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示した中間転写ベルトの構成を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）はベルト内側から見た図である。
【図４】図２に示した転写装置の要部構成に関する変形例を示す図である。
【図５】図２に示した転写装置の要部構成に関する他の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，１００  画像形成装置
２，１０１  ベルト
３          感光体
１５        スケール
１５Ｃ      マーキング
１６        マイクロ磁気センサ
【図１】
2005215553.tif 000003
【図２】
2005215553.tif 000004
【図３】
2005215553.tif 000005
【図４】
2005215553.tif 000006
【図５】
2005215553.tif 000007