(57)【要約】【課題】  徐々にずれる位置ズレを低減可能にするカラー画像形成装置を提供する。【解決手段】  書き込みユニット５、現像装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、感光体ベルト１、中間転写ベルト１０、この中間転写ベルト１０のトナー像を転写紙１７ａに転写する転写ユニット１４、前記感光体ベルト１を駆動する感光体ベルト駆動ユニット２、および前記中間転写ベルト１０を駆動する中間転写ベルト駆動ユニット１１を有する画像形成装置において、２色以上の作像中に前記中間転写ベルト１０に負荷変動が生じる場合、前記中間転写ベルト１０への負荷入力時に、前記感光体ベルト１のトナー像が前記中間転写ベルト１０に１次転写される間のタイミングでは、前記中間転写ベルト１０の線速を上げる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
書き込みユニット、現像装置、感光体ベルト、中間転写ベルト、該中間転写ベルトのトナー像を転写紙に転写する転写ユニット、前記感光体ベルトを駆動する感光体ベルト駆動ユニット、および前記中間転写ベルトを駆動する中間転写ベルト駆動ユニットを有するカラー画像形成装置において、２色以上の作像中に前記中間転写ベルトに負荷変動が生じた場合、前記中間転写ベルトへの負荷入力時に、前記感光体ベルトのトナー像が前記中間転写ベルトに１次転写される間のタイミングにおいて、前記中間転写ベルトの線速を上げることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記中間転写ベルトに与えられる負荷の大きさに応じて、前記中間転写ベルトの線速を変化させる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】
負荷により変化する前記中間転写ベルトの線速を計測する計測手段を有し、その計測結果をフィードバックして前記中間転写ベルトの線速を最適に調整する調整手段を有することを特徴とする請求項１または２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、４色の色重ねで感光体から中間転写ベルトに転写するカラー画像形成装置の色ずれ防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像形成装置においては、近年、画像出力可能枚数の増加にともない、クリーニングユニットや２次転写ユニットの負荷変動を作像タイミングから外すことができない状況となっている。
図４は４色のカラー作像タイミングを示すタイミングチャートである。感光体への書き込み位置Ａに、Ｂｋの潜像が書き込まれ、Ｂｋ現像ユニットにより、Ｂｋトナー像が感光体に作像され、１次転写位置Ｂで中間転写ベルトに１次転写される。
この動作をＭ、Ｃ、Ｙと繰り返し、４色目のＹが転写された後、転写紙に２次転写され、転写残トナーがベルトクリーニング装置によりクリーニングされるまでの流れが図示されている。図４の１枚目の作像で説明すると、Ｂｋが１次転写される間はベルトクリーニング装置が中間転写ベルトに当接しており、Ｍ、Ｃ、Ｙではベルトクリーニング装置は離間している。
ベルトクリーニング装置が中間転写ベルトに当接しているときは、離間しているときと比較して、中間転写ベルトの線速が遅くなる。これはベルトクリーニング装置の当接負荷により、ベルトが伸びたり、中間転写ベルトを駆動する中転駆動ローラの弾性層の潰れにより生じる。
また、中転駆動ローラ径が小径になること、さらに、中転駆動ローラと中間転写ベルトの微少なスリップ、また、中間転写ベルトを駆動する駆動系のトルク不足等が原因で起こる。
１次転写される間にベルトクリーニング装置当接負荷が無いＭ、Ｃ、Ｙの中間転写ベルト線速に比べて、１次転写される間にベルトクリーニング装置当接負荷があるＢｋの中間転写ベルト線速が遅くなることで、中間転写ベルト上でＢｋはＭ、Ｃ、Ｙに対して位置ズレを起こしてしまう。
説明しやすくするため、１次転写される間のＢｋの中間転写ベルト１０の線速をＶ１、１次転写される間のＭ、Ｃ、Ｙの中間転写ベルト１０の線速をＶ２とすると、Ｖ１＜Ｖ２となる。
図５はＶ１、Ｖ２の速度を一定とした場合、感光体ベルトから１次転写された中間転写ベルト上のトナー像（仮にキャタピラ画像）を示す概略図である。仮に長さ間隔をＬとして、Ｍ、Ｃ、Ｙが４Ｌの間隔で書かれたトナー像に対して、Ｂｋは３Ｌの間隔で書かれた場合、Ｂｋ基準での位置ズレは、画像の後端にいくにつれてズレ量が大きくなる徐々ズレとして現れてくる。
図５では先端で４色が合うようにしているため、後端にいくにつれてズレ量が大きくなっているが、逆に後端が合うようにすれば、先端のズレ量が拡大することになる。
このように、位置ズレの量が一定ではなく、徐々にずれてしまう現象に対しては位置ズレの調整が困難であり、各色をぴったり合わせることは不可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、４色の色重ねで、１色目が感光体から中間転写ベルトに転写する間にクリーニングユニットが中間転写ベルトに当接し、２色目以降はクリーニングユニットが離間する場合、クリーニングユニットの当接負荷により、１色目の中間転写ベルトの線速が、２色目以降の線速より遅くなってしまう。
これにより、２色目以降の線速が一定として考えると、２色目以降の画像に対して、１色目が先端から後端にかけて徐々にずれていく現象として現れてくるため、位置ズレとしては非常に好ましくない状態となる。
つまり、負荷変動が非作像間のタイミングで行われる場合は、他の色と平行にずれるだけであるので、ずれている色を他の色に合うように書き込みタイミングをずらすだけで、色重ね精度は比較的簡単に向上できる。
しかし、１色だけ徐々にずれる場合は、紙の先端を合わせても後端がずれ、後端を合わせても先端がずれるため位置ズレを合わせることは不可能である。また、とくにハーフトーン等の画像では、１枚の画像の中でも色重ねのズレ量が異なるため、位置ズレが目立ち、色味も変化して見えてしまう欠点がある。
そこで本発明の目的は、上記した実情を考慮して、このような徐々にずれる位置ズレを低減可能にす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】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、書き込みユニット、現像装置、感光体ベルト、中間転写ベルト、中間転写ベルトのトナー像を転写紙に転写する転写ユニット、前記感光体ベルトを駆動する感光体ベルト駆動ユニット、および前記中間転写ベルトを駆動する中間転写ベルト駆動ユニットを有するカラー画像形成装置において、２色以上の作像中に前記中間転写ベルトに負荷変動が生じる場合、前記中間転写ベルトへの負荷入力時に、前記感光体ベルトのトナー像が前記中間転写ベルトに１次転写される間のタイミングにおいて、前記中間転写ベルトの線速を上げるカラー画像形成装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記中間転写ベルトに与えられる負荷の大きさに応じて、前記中間転写ベルトの線速を変化させる請求項１記載のカラー画像形成装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、負荷により変化する前記中間転写ベルトの線速を計測する計測手段を有し、その計測結果をフィードバックして前記中間転写ベルトの線速を最適に調整する調整手段を有する請求項１または２記載のカラー画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、中間転写ベルトに負荷があるときとないときで、中間転写ベルトの線速が同じになるため、徐々にずれる位置ズレを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明によるカラー画像形成装置の実施の形態の全体構成を示す概略図である。図１において、レーザ書き込みにより形成される静電潜像および現像されたトナー像を担持する感光体は、この装置においては、可撓性のベルト状像担持体としての感光体ベルト１である。
感光体ベルト１は、回動ローラ２、３ａ、３ｂ間に架設され、回動ローラ２の回転駆動により、図中の矢印Ａ方向（時計方向）に回動（副走査）され、ベルト表面が画像形成面となるように構成する。
感光体ベルト１に静電潜像、トナー像を形成するための手段として、感光体ベルト１の表面を均一に帯電するための帯電チャージャ４と、レーザ書き込みユニット５、カラー現像装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを備えている。
カラー現像装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、カラー構成色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｂｋ）それぞれの現像ユニットからなる。ここで用いる現像ユニットは、一成分系の現像剤（トナー）により現像を行うようにした手段を備える。
また、本実施の形態では、感光体ベルト１の画像を、中間転写体を介して転写紙に形成する方式によるため、中間転写ベルト１０を有する。中間転写ベルト１０は、回動ローラ１１、１２の間に架設され、回動ローラ１１の回転駆動によって、図中の矢印Ｂ方向（反時計方向）に回動される。
感光体ベルト１と中間転写ベルト１０は感光体ベルト１の回動ローラ３ｂを設けた部分で接触している。この接触部の中間転写ベルト１０側には、導電性を有するバイアスローラ１３が中間転写ベルト１０裏面に所定の条件で接触している。
中間転写ベルト１０の裏面には、この中間転写ベルト１０への位置合わせ用のマーク２２が設けられ、そのマーク２２を検知する検知手段２１を備える。このマーク検知により書き込み信号を制御する。
転写紙の処理に係わる構成要素として、給紙台（給紙カセット）１７、給紙ローラ１８、搬送ローラ対１９ａ、１９ｂ、レジストローラ対２０ａ、２０ｂよりなる給紙部と、中間転写ベルト１０からの画像を転写する中間転写ローラ１４と、定着装置２３と、排紙ローラ対２４ａ、２４ｂと、排紙スタック部２５を有している。
【０００７】
ここで、図１に示した実施の形態のカラー画像形成装置の画像形成動作について説明する。図１において、可撓性のベルト状像担持体としての感光体ベルト１は、帯電チャージャ４により一様に帯電された後、レーザ書き込みユニット５により、画像情報に基づいて発光が制御されるレーザの走査露光を受け、表面には静電潜像が形成される。
感光体ベルト１を回転させながら走査露光し、静電潜像を形成する１工程に用いる画像情報は、所望のフルカラー画像をマゼンタ、シアン、イエロー、および黒の色情報に分解した単色の画像情報である。
この情報によって、半導体レーザの発光を制御する。発生するレーザビームは、光学装置により走査、および光路調整し、書き込みビーム光Ｌとして出力する。
各色の書き込みタイミングは中間転写ベルト１０に設けられたマーク２２を検知した信号により制御され、単色の画像情報に基づいて形成された静電潜像はカラー現像装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにより対応するマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、および黒（Ｂｋ）トナーで各々単色現像され、感光体ベルト１上に各々の色画像が順次形成される。
図１中の矢印Ａ方向に回転する感光体ベルト１上に形成されたＭ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの各単色画像は、同図中の矢印Ｂ方向に回転する中間転写ベルト１０上に、バイアスローラ１３に印加された所定の転写バイアスの作用により、順次重ね転写される。
中間転写ベルト１０上に重ね合わされたＭ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの画像は、給紙台（給紙カセット）１７から給紙ローラ１８、搬送ローラ対１９ａ、１９ｂ、レジストローラ対２０ａ、２０ｂを経て、転写部へ搬送された転写紙１７ａ上に中間転写ローラ１４により一括転写される。
転写終了後、転写紙１７ａは、定着装置２３により定着されて、フルカラー画像が完成し、排紙ローラ対２４ａ、２４ｂを経て、排紙スタック部２５にプリント画像を排出する。
なお、図１中の感光体ベルト１における画像形成の最終工程として感光体ベルト１上のトナーをクリーニングする。そのために、感光体ベルト１に常時当接するクリーニングブレード１５が設けられている。同様に、中間転写ベルト１０にもクリーニングユニット１６が設けられている。
クリーニングユニット１６のクリーニングブラシ１６ａは画像形成動作中には中間転写ベルト１０表面から離間した位置に保持され、形成像が転写紙１７ａ上に転写された後に、中間転写ベルト１０表面に当接される。また、感光体ベルト１、帯電チャージャ４、中間転写ベルト１０、クリーニングブレード１５、クリーニングユニット１６を一体化し、プロセスカートリッジとして、本体に対して着脱可能に構成することができる。
【０００８】
図２は図１に示したカラー画像形成装置の制御系の１例を示すブロック図である。次いで、図１に示したカラー画像形成装置の制御系に関して説明する。図２に示すように、制御系をメイン制御部２７と複数の周辺制御部によって構成する。
メイン制御部２７は、上記で概要を示した画像形成に係わる動作全体を統括し、構成要素として、ＣＰＵ２８、制御プログラムおよび各種データを記憶したＲＯＭ２９、ワーク領域として各種データを一時的に記憶するＲＡＭ３０、装置の動作条件を定めるパラメータや装置の管理に必要な情報を保存する不揮発メモリのＮＶＲＡＭ３５を有している。
また、メイン制御部２７はＩ／Ｏインターフェース３１を介してレーザ光学系制御部３２、現像バイアス制御部３３、トナー付着量センサ２６、感光体・転写ベルト駆動制御部３４等を接続する。
レーザ光学系制御部３２はレーザ書き込みユニット５を制御し、現像バイアス制御部３３はカラー現像装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ各々に印加する現像バイアスを制御し、感光体・転写ベルト駆動制御部３４は、感光体ベルト１と中間転写ベルト１０の回動を制御する。
これらの制御動作はいずれもＣＰＵ２８からの指令により行う。トナー付着量センサ２６は感光体ベルト１上に所定の条件下で形成されたトナーの付着量を検知し、検知データを受け取るＣＰＵ２８では、トナーの付着量から後述する現像バイアスの調整値を求め、現像バイアス制御部３３に設定し、トナー濃度の制御を行う。
従来技術に関連して説明したように、１次転写される間にベルトクリーニング装置当接負荷が無いＭ、Ｃ、Ｙの中間転写ベルト線速に比べて、１次転写される間にベルトクリーニング装置当接負荷があるＢｋの中間転写ベルト線速が遅くなることで、中間転写ベルト上でＢｋはＭ、Ｃ、Ｙに対して位置ズレを起こしてしまう。
【０００９】
感光体ベルト１は感光体駆動ローラ２、中間転写ベルト１０は中間転写ベルト駆動ローラ１２により駆動される。回動ローラ（感光体ベルト駆動ローラ）２、および中間転写ベルト駆動ローラ１２は本体側に配置された各々独立した駆動系を備えている。
駆動系と感光体ベルト駆動ローラ２、および中間転写ベルト駆動ローラ１２はジョイントにより結合され動力が伝わる（図示せず）。ここで作像のタイミングを従来技術に関連して説明した図４の１枚目作像のタイミングチャートで説明すると、Ｂｋが中間転写ベルト１０に１次転写される間はベルトクリーニング装置当接負荷がある。
このＢｋが中間転写ベルト１０に１次転写される間の中間転写ベルト１０の線速をＶＢｋとする。また、Ｍ、Ｃ、Ｙが中間転写ベルト１０に１次転写される間はベルトクリーニング装置当接負荷がない。このＭ、Ｃ、Ｙが中間転写ベルトに１次転写される間の中間転写ベルト１０の線速をそれぞれＶＭ、ＶＣ、ＶＹとする。
そして以下の条件式を満たすように、中間転写ベルト１０を駆動する駆動系を制御する。
（ＶＭ−ＶＢｋ）／ＶＭ＜０．０２％
（ＶＣ−ＶＢｋ）／ＶＣ＜０．０２％
（ＶＹ−ＶＢｋ）／ＶＹ＜０．０２％
また、上記説明では、ベルトクリーニング装置当接負荷があるのはＢｋであるが、作像の順番が異なる場合や、２色のみを現像する２色モード等でも、同様にベルトクリーニング装置当接負荷の有り無しによって、中間転写ベルト１０の線速が変化することを低減する必要がある。
そこで、中間転写ベルト１０にベルトクリーニング装置負荷がある場合に１次転写される作像色の中間転写ベルト１０線速をＶα、中間転写ベルトにベルトクリーニング装置負荷が無い場合に１次転写される作像色の中間転写ベルト線速をＶΒとする。
この仮定によると中間転写ベルト１０を駆動する駆動系の制御は、以下の条件式を満たす。
（ＶΒ−Ｖα）／ＶΒ＜０．０２％
【００１０】
図４の２枚目作像タイミングを見ると、ベルトクリーニング装置当接負荷に加えて、２次転写の時に２次転写ローラ１４の負荷が中間転写ベルト１０に加えられている。このように、１枚目作像と２枚目（２枚目以降）作像で、中間転写ベルト１０への当接負荷が異なる場合、それぞれの負荷条件に対して中間転写ベルト１０の線速を制御する必要がある。
ベルトクリーニング装置当接時に１次転写される作像色（図５ではＢｋ）において、１次転写間で２次転写当接負荷が加えられている間の中間転写ベルト線速をＶγ、１次転写間でベルトクリーニング装置負荷のみの時の中間転写ベルト線速をＶδとし、無負荷時の中間転写ベルト線速をＶΒとする。
この仮定によると、以下の条件式を満たすように、中間転写ベルト１０を駆動する駆動系を制御する。
（ＶΒ−Ｖα）／ＶΒ＜０．０２％
（ＶΒ−Ｖδ）／ＶΒ＜０．０２％
中間転写ベルト１０のマーク２２をマーク検知手段２１で検知して、書き込みのタイミング制御を行っているが、このマーク検知手段２１でカウントしたマークにより、中間転写ベルト１０の線速もしくは、中間転写ベルト１周の時間を算出する。
【００１１】
図３は中間転写ベルト線速補正を説明するフローチャートである。上記で示したそれぞれの条件式を満たさない場合に、条件式を満たすように中間転写ベルト１０を駆動する駆動系制御を補正する。
すなわち、まず、中間転写ベルトマーク２２を検知する（Ｓ１）。次いで、中間転写ベルト１０の線速を算出する（Ｓ２）。ここで条件式を満足させる（Ｓ３）。満足させてないならば、中間転写ベルト駆動系を制御する（Ｓ４）。制御結果で条件式を満足させ（Ｓ３）、中間転写ベルト駆動系制御補正なしとする（Ｓ５）。
中間転写ベルト１０への負荷が、１枚目はクリーニングユニットの負荷のみで、２枚目以降はクリーニングユニットと２次転写ユニットの両方の負荷があるというように負荷条件が異なる場合でも、それぞれ独立に中間転写ベルト１０の線速を制御するため、１枚目でも２枚目以降でも同様に徐々にずれる位置ズレを低減できる。
中間転写ベルト１０への負荷は様々な影響により変化してくる。例えば、クリーニングユニット１６のブラシの倒れやヘタリ、ブレードが付いている場合は先端の摩耗により負荷が減る場合や、経時による中間転写ベルト１０の伸び率の変化、マルス等の潤滑材を中間転写ベルトに塗布している場合は、潤滑材の塗れ具合による中間転写ベルト１０上のμの変化等、様々な要因により、中間転写ベルト１０の線速が変化する。
このため、あるタイミングで（プロセスコントロールモード）中間転写ベルト１０に負荷がある場合、ない場合の線速を計測し、両者が同じ線速になるように中間転写ベルト１０の線速を調整するフィードバック手段を有する。
これによって、経時変化に対しても徐々にずれる位置ズレを低減できる。さらに、１作像毎にこの補正を行えば、精度の良い調整が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるカラー画像形成装置の実施の形態の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示したカラー画像形成装置の制御系の一例を示すブロック図である。
【図３】中間転写ベルト線速補正を説明するフローチャートである。
【図４】４色のカラー作像タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】Ｖ１、Ｖ２の速度を一定とした場合、感光体ベルトから１次転写された中間転写ベルト上のトナー像（仮にキャタピラ画像）を示す概略図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  感光体ベルト、２  回動ローラ（感光体ベルト駆動ローラ、感光体ベルト駆動ユニット）、５  レーザ書き込みユニット、６ａ  カラー現像装置、６ｂ  カラー現像装置、６ｃ  カラー現像装置、６ｄ  カラー現像装置、１０  中間転写ベルト、１１  回動ローラ（中間転写ベルト駆動ユニット）、１４  中間転写ローラ（転写ユニット）、１７ａ  転写紙、２３  定着装置、２１  マーク検知手段（中間転写ベルトマークセンサ、計測手段）、２２  中間転写ベルトマーク、２７  メイン制御部、２８  ＣＰＵ（調整手段）
【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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