(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像形成ステーションを、複数のローラに掛け渡した転写ベルトの進行方向に沿って配設し、それぞれの画像形成ステーションの像担持体上に形成した色の異なるトナー像を、前記転写ベルトに直接的に又は間接的に順次に転写し重ね合わせてカラーのトナー像を形成する画像形成装置において、
前記各像担持体によって前記転写ベルト表面に形成したレジストレーション補正用のパターン画像を検知する検知手段と、
該検知手段の検知結果に基づいて各色のレジストレーションを補正する制御手段と、
前記転写ベルトの裏面に接触する平板状の背面支持部材と、
前記背面支持部材に対して前記転写ベルトを押圧する少なくとも３個の押圧部材と、を備え、
前記検知手段は、前記少なくとも３個の押圧部材に囲まれて、裏面に前記背面支持部材が接触する前記転写ベルトの領域において、前記パターン画像を検知する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記押圧部材は、押圧コロである、
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】
前記転写ベルトが、前記複数の像担持体上に形成されたトナー像が順次に転写される転写材を担持し搬送する転写材搬送ベルトである、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写ベルトが、前記複数の像担持体上に形成されたトナー像が順次に転写される中間転写ベルトである、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の画像形成ステーションを有する複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に、従来の、４個の画像形成ステーションを有する電子写真方式の４色フルカラーの画像形成装置を示す。
【０００３】
これら画像形成ステーションにおいては、表面を均一に帯電した感光ドラム２、３、４、５上に、記録情報に応じて光変調されたレーザビームやＬＥＤなどの発光素子により光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像してそれぞれ色の異なるトナー像を形成する。これらトナー像は、転写ベルトとしての転写材搬送ベルト１表面に担持されて搬送される転写材Ｐに順次に転写されて重ね合わせられる。
【０００４】
さらに、感光ドラム２、３、４、５上に形成したトナー像を、直接、転写材Ｐ上に重畳転写するかわりに、図１１に示すように、一旦、転写ベルトとしての中間転写ベルト１Ａなどの中間転写体上に重畳転写したのち、一括して転写材Ｐ上に転写するものもある。
【０００５】
この種の画像形成装置において、各感光ドラム間の機械的取り付け誤差及び各レーザビームの光路長誤差、光路変化、ＬＥＤの環境温度による反りなどにより、転写ベルト（転写材搬送ベルト）上の転写材に又は転写ベルト（中間転写ベルト）上に直接、転写された各トナー像のレジストレーションが合わなくなる。このため、従来から転写ベルトの搬送方向に沿っての各感光ドラムの下流側の転写ベルト上に、レジストレーション補正用のパターン画像を形成し、このパターン画像をＣＣＤセンサ１０ｂ等で読み取り、各色に相当する感光ドラム上でのレジストレーションずれを検出し、記録されるべき画像信号に電気的補正をかけたり、レーザビームの光路中に設けられている反射ミラーを駆動して光路長変化又は光路変化等の補正を行ったりしていた。
【０００６】
このような画像形成装置に用いられる転写ベルトとしては、１０10〜１０15Ω・cm程度の導電性を有し、それ自体、弾性的に伸縮するゴム系、あるいは伸縮性を有さない樹脂系のベルト等が用いられる。これらの転写ベルトを、相互に平行に配置したローラ４２、４３などの支持部材に張架し、転写ベルト自体の弾性力によって、又はばね４４などの付勢部材によりローラ４３を付勢することによる付勢力によって所定のテンションを与えつつ、ローラの回転等によって駆動する。
【０００７】
転写ベルトの材質の選択要因は様々あるが、とくにベルトに耐久性を持たせたい、あるいはベルトの伸びによる画像ずれ等を防ぎたい場合には、非伸縮性の樹脂ベルトが選択される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の転写ベルトは、ローラ間に張架され、テンションを与えられた状態において平面となることが望ましいが、特に、樹脂性のベルトにおいては製造時に円筒状に成型された形状のクセが残留したり、ローラによって与えられる屈曲の影響、内部の材質の不均一などによって若干の波打ちを生ずることがある。また、ローラの偏心や回転むらに起因する振動が発生し、ベルト面がその法線方向に細かく変動することもある。
【０００９】
このような現象によってベルト面とレジストレーション補正用のパターン画像を読み取るＣＣＤセンサ１０との距離が変化すると、パターン読取り光学系においてＣＣＤセンサ１０上に正しく補正用のパターン画像が結像しなくなり、転写ベルト上でのレジストレーションずれを正しく検出することができなくなる。
【００１０】
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであり、常に転写ベルト表面と読取り手段との距離を適正に保って、転写ベルト上のレジストレーションずれを正しく検出することのできる画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１に係る本発明は、複数の画像形成ステーションを、複数のローラに掛け渡した転写ベルトの進行方向に沿って配設し、それぞれの画像形成ステーションの像担持体上に形成した色の異なるトナー像を、前記転写ベルトに直接的に又は間接的に順次に転写し重ね合わせてカラーのトナー像を形成する画像形成装置において、前記各像担持体によって前記転写ベルト表面に形成したレジストレーション補正用のパターン画像を検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に基づいて各色のレジストレーションを補正する制御手段と、前記転写ベルトの裏面に接触する平板状の背面支持部材と、前記背面支持部材に対して前記転写ベルトを押圧する少なくとも３個の押圧部材と、を備え、前記検知手段は、前記少なくとも３個の押圧部材に囲まれて、裏面に前記背面支持部材が接触する前記転写ベルトの領域において、前記パターン画像を検知することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記押圧部材が押圧コロである、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項３に係る本発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記転写ベルトが、前記複数の像担持体上に形成されたトナー像が順次に転写される転写材を担持し搬送する転写材搬送ベルトである、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項４に係る本発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記転写ベルトが、前記複数の像担持体上に形成されたトナー像が順次に転写される中間転写ベルトである、ことを特徴とする。
【００２２】
〔作用〕
レジストレーション補正用のパターン画像を読み取る読取り手段に対して、転写ベルトを挟んで対向する位置に、転写ベルトの裏面に接触するような背面支持部材を設けることによって、転写ベルトの波打ち、振動を押さえ、常に転写ベルト表面と読取り部の距離とを適正に保つことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
〈実施の形態１〉
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す。なお、同図は、電子写真方式の画像形成装置の概略構成を示す図であるが、一次帯電器、露光器、現像器、転写帯電器、クリーニング装置等のプロセス機器については、周知のものを使用することができるため、その説明及び図示は省略してある。この点については、後述の実施の形態についても同様である。
【００２５】
同図中の符号１は、その表面に転写材を担持して搬送する転写材搬送ベルト（転写ベルト）であり、パルスモータ１５の駆動が駆動ローラ４２に伝達されることによって、矢印Ｒ１方向に所定速度で回転（移動）される。転写材搬送ベルト１の材質としては、ポリイミド等の非弾性樹脂フィルムが用いられている。４３はテンションローラであって、圧縮ばね４４などの付勢手段によって矢印Ｆ方向に付勢され、転写材搬送ベルト１にテンションを与えている。４０、４１は、テンションローラである。このようにテンションを与えることによって、転写材搬送ベルト１は駆動ローラ４２等のローラと密着し、かつ、滑りなく矢印Ｒ１方向に駆動される。
【００２６】
２、３、４、５は感光ドラムであり、一次帯電器（不図示）によって均一に帯電された後、それぞれマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（ＢＫ）に対応するレーザビームＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の走査により形成された静電潜像が、現像器（不図示）に収容されたトナーにより現像（可視化）され、転写材搬送ベルト１上に順次に一次転写されて重ね合わされる。１１、１２、１３、１４はドラムモータであり、感光ドラム２〜５を所定の速度（プロセススピード）で回転させる。なお、本発明においてレジストレーション補正用のパターン画像を形成するパターン形成手段は、ＲＯＭ（不図示）等に記憶された所定のレジストレーション補正用のパターンデータを読み出して、このパターンデータに基づいて変調されたレーザビームＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の走査により感光ドラム２〜５の軸方向に互いに異なる２つの所定位置に一対のパターン潜像を形成し、この潜像を各マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（ＢＫ）の色トナーで現像し、これを転写材搬送ベルト１に転写するという手段に対応し、本実施の形態では、転写材搬送ベルト１の回転方向（矢印Ｒ１方向）に直交する幅方向の所定位置に対向するように一対形成される。図２に、転写材搬送ベルト１上に形成した、４色のパターン画像を示す。同図中のＡ１、Ａ２は、読取り手段１０によってパターン画像を読み取るときのパターン画像読取りエリアである。
【００２７】
パターン画像の読取り手段（検知手段）１０は、照明ランプ６、７、集光レンズ８、反射ミラー９、ＣＣＤセンサ１０ａ、１０ｂ等より構成され、パルスモータ１５の駆動に伴って移動する転写材搬送ベルト１上に形成されたパターン画像、例えば所定幅を有する十字マークを照明して得られる反射光を、ＣＣＤセンサ１０ａ、１０ｂに結像させることにより、パターン読取りを行う。このとき、ポリイミドベルトの自然色とコントラストを取りにくいブラック（ＢＫ）のパターン画像は、一旦、背景色としてイエロー（Ｙ）のパッチを形成した上にパターン画像を形成するようにしている。
【００２８】
５１は、コントローラ部であり、通常の画像形成、及び所定のレジストレーション補正用のパターン画像の形成、所定のレジストレーション補正用のパターンの読取りをＲＯＭ等に記憶された制御プロセスに基づいて総括的に制御する。
【００２９】
読取り手段１０は、その読取り位置（レンズ８の焦点位置）が、転写材搬送ベルト１にローラ４２が接する位置Ａから転写材搬送ベルト１がローラ４２から離間する位置Ｂの間に位置するように配置されている。
【００３０】
このように構成された画像形成装置において、各画像形成プロセス機器により転写材搬送ベルト１上にレジストレーション補正用のパターン画像を形成するパターン画像形成手段（本実施の形態ではコントローラ部５１のパッチ形成部）が所定のタイミングで転写材搬送ベルト１上にパターン画像を形成すると、読取り手段１０が転写材搬送ベルト１上に転写されたレジストレーション補正用のパターン画像の読取りを開始し、その読取りデータに演算処理手段（本実施の形態ではコントローラ部５１）が所定の演算処理を行い、その結果を各色ごとに記憶手段に記憶させ、補正手段（本実施の形態ではコントローラ部５１）が記憶された演算結果を解析して各画像形成ステーションのレジストレーションを機械的又は電気的に補正し、感光ドラムの回転むらに影響されない各感光ドラムのレジストレーションずれ情報を正確に算出して、各感光ドラムのレジストレーションずれを精度良く補正する。補正の方法としては、前述したように、レーザ光の反射ミラーを移動させたり、画像の電気信号を加工したりする方法を取り得る。
【００３１】
ここにおいて、前述したように転写材搬送ベルト１に付与されたテンションによって転写材搬送ベルト１は、ローラ４２の外周面に密着している。このため、転写材搬送ベルト１に成型時のクセが残っていたり、転写材搬送ベルト１が振動したりする場合においても、読取り位置においては転写材搬送ベルト１表面はレンズ８と所定の最適な間隔を保持することができ、レジストレーション補正用のパターン画像の読取りにおいて読取り誤差等が発生するのを防止することができる。
【００３２】
本実施の形態においては駆動ローラ４２上に読取り位置がある。駆動ローラ４２は一般に、画像形成装置本体から駆動を伝達されるために、転写材搬送ベルト１を支持する複数のローラのうち最も画像形成装置本体に対する位置精度が良く、また、転写材搬送ベルト１を駆動するために、転写材搬送ベルト１との間の摩擦係数が高く設定されていてベルト走行方向のずれも少ない等の利点がある。したがって、読取り位置を設定するのに適している。
【００３３】
なお、駆動ローラ４２以外の張架ローラであっても、読取り手段１０に対して所定の位置に保持されるローラであれば、相応の効果をあげることができる。
【００３４】
〈実施の形態２〉
図３に、本実施の形態を示す。
【００３５】
同図において、ブラック用の感光ドラム５と駆動ローラ４２との間における、転写材搬送ベルト１の裏面に接する位置に背面支持板（背面支持手段）２０が設けられている。転写材搬送ベルト１は背面支持板２０に接しつつ矢印Ｒ１方向に回転（走行）することによってこの範囲においては振動を抑制される。
【００３６】
読取り手段１０は、読取り位置（レンズ８の焦点位置）が転写材搬送ベルト１が背面支持板２０と接する範囲に位置するように配置されている。
【００３７】
このように配置することによって、読取り位置において転写材搬送ベルト１表面は正しくレンズ８と所定の間隔を保持することができ、レジストレーション補正用のパターン画像の読取りにおいて、読取り誤差等が発生するのを防止することができるのは実施の形態１と同様であり、さらに実施の形態１よりも読取り手段１０の配置の自由度を増すことができる。
【００３８】
〈実施の形態３〉
図４に、本実施の形態を示す。
【００３９】
同図において、ブラック用の感光ドラム５と駆動ローラ４２との間には、背面支持板２１が設けられている。背面支持板２１は、転写材搬送ベルト１の裏面に接触する面が緩やかに湾曲されている。転写材搬送ベルト１は背面支持板２１部において屈曲するようになっており、転写材搬送ベルト１に与えられたテンションによって転写材搬送ベルト１の裏面は背面支持板２１に密着するようになっている。
【００４０】
読取り手段１０は、読取り位置（レンズ８の焦点位置）が、転写材搬送ベルト１が背面支持板２１に接する位置Ｃから、転写材搬送ベルト１が背面支持板２１から離間する位置Ｄの間に位置するように配置されている。
【００４１】
このように配置することによって、読取り位置において転写材搬送ベルト１表面は正しくレンズ８と所定の間隔を保持することができ、レジストレーション補正用のパターン画像の読取りにおいて、読取り誤差等が発生するのを防止することができるのは実施の形態２と同様であり、さらに、転写材搬送ベルト１に成型時のクセなど振動以外に起因する波打ちが発生していて背面支持板２１を接触させることによる制振効果だけでは中間転写ベルト２１の法線方向の移動を押さえられない場合などに有効である。
【００４２】
〈実施の形態４〉
図５、図６に、本実施の形態を示す。
【００４３】
同図において、ブラック用の感光ドラム５と駆動ローラ４２との間には、転写材搬送ベルト１の裏面に接するように平板状の背面支持板２２が設けられている。転写材搬送ベルト１を挟んで背面支持板２２と対向する位置における、転写材搬送ベルト１の画像形成領域外には、押圧コロ２３、２４が設けられており、転写材搬送ベルト１を背面支持板２２に対して押圧し、波打ち、振動等による転写材搬送ベルト１の浮きを押さえている。
【００４４】
読取り手段１０は、読取り位置（レンズ８の焦点位置）が、転写材搬送ベルト１が背面支持板２２に対して押圧された位置に配置されている。
【００４５】
このように配置することによって、読取り位置において転写材搬送ベルト１表面は正しくレンズ８と所定の間隔を保持することができ、レジストレーション補正用のパターン画像の読取りにおいて、読取り誤差等が発生するのを防止することができるのは前述の実施の形態１、２、３と同様である。
【００４６】
本実施の形態は、さらに転写材搬送ベルト１の波打ち、振動に対応できる点は実施の形態３と同様であるが、転写材搬送ベルト１を屈曲させる必要が無く、配置の自由度がさらに広いという利点がある。
【００４７】
また、図７に示すように３個以上の押圧コロ２３、２４Ａ、２４Ｂを用いて転写材搬送ベルト１が背面支持板２２に密着した平面領域（図７の斜線部）を形成することによって、さらに読取り手段１０の配置可能範囲を広くすることもできる。
【００４８】
〈実施の形態５〉
図８に、実施の形態５を示す。
【００４９】
同図においてブラック用の感光ドラム５と駆動ローラ４２との間には、駆動ローラ４２とほぼ平行に、回転可能に支持された背面支持ローラ（背面支持手段）２５がベルトの裏面に接するように設けられている。
【００５０】
読取り手段１０は、読取り位置（レンズ８の焦点位置）が、転写材搬送ベルト１が背面支持ローラ２５と接する位置に配置されている。
【００５１】
このように配置することによって、読取り位置において転写材搬送ベルト１表面は正しくレンズ８と所定の間隔を保持することができ、レジストレーション補正用のパターン画像の読取りにおいて、読取り誤差等が発生するのを防止することができるのは前述の実施の形態１、２、３、４と同様である。
【００５２】
本実施の形態によれば、さらに、背面支持ローラ２５が転写材搬送ベルト１の裏面に接しつつ回転するので、背面支持手段（実施の形態２、３、４の背面支持板２０、２１、２２等）による構成の自由度を維持しつつ、背面支持手段と転写材搬送ベルト１との摩擦によってベルト裏面が消耗するのを防ぐ利点がある。本実施の形態においても、さらに背面支持ローラ２５によって転写材搬送ベルト１を屈曲させたり、押圧コロによってベルトを背面支持ローラ２５に密着させることによってより高い効果を得ることができるのは実施の形態３、４と同様である。
【００５３】
〈実施の形態６〉
図９に、本実施の形態を示す。
【００５４】
本実施の形態は、転写ベルトとして、前述の転写材搬送ベルト１に代えて、中間転写ベルト１Ａを使用した例である。中間転写ベルト１Ａは、モータ１５によって矢印方向に回転される駆動ローラ４２と、従動ローラ４３と、二次転写対向ローラ４５とに掛け渡されている。二次転写対向ローラ４５は、中間転写ベルト１Ａをその裏面側から二次転写ローラ４７に押し付けている。各感光ドラム２〜５上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１Ａに順次に一次転写されて重ね合わされた後、二次転写ローラ４７によって転写材Ｐ上に一括で二次転写される。
【００５５】
読取り手段１０は、読取り位置（レンズ８の焦点位置）が中間転写ベルト１Ａが駆動ローラ４２に接触する部分に対応する範囲に位置するように配置されている。
【００５６】
このように配置することによって、読取り位置において中間転写ベルト１Ａ表面は正しくレンズ８と所定の間隔を保持することができ、レジストレーション補正用のパターン画像の読取りにおいて、読取り誤差等が発生するのを防止することができる。
【００５７】
なお、上述の実施の形態中においてはレジストレーション補正用のパターン画像を読み取る読取り手段として、照明ランプ、集光レンズ、反射ミラー、ＣＣＤ等で構成されるものとして説明したが、読取り方式としてはこれに限られるものではない。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、レジストレーション補正用のパターン画像を読み取る読取り手段に対して、転写ベルトを挟んで対向する位置に、転写ベルトの裏面に接触するような背面支持部材を設けることによって、転写ベルトの波打ち、振動を押さえ、常に転写ベルト表面と読取り部の距離とを適正に保つことができ、レジストレーションずれを正しく検知して色ずれのない良好なから画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図２】レジストレーション補正用のパターン画像を示す図。
【図３】実施の形態２の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図４】実施の形態３の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図５】実施の形態４の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図６】実施の形態４の読取り可能範囲を説明する斜視図。
【図７】実施の形態４の別の読取り可能範囲を説明する斜視図。
【図８】実施の形態５の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図９】実施の形態６の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図１０】従来の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図１１】従来の別の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【符号の説明】
１          転写ベルト（転写材搬送ベルト）
１Ａ        転写ベルト（中間転写ベルト）
２〜５      像担持体（感光ドラム）
１０        検知手段（読取り手段）
２０、２１、２２
背面支持手段（背面支持板）
２３、２４、２４Ａ、２４Ｂ
押圧手段（押圧コロ）
２５        背面支持手段（背面支持ローラ）
４２        駆動ローラ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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