(57)【要約】【課題】ベルト厚のばらつきにより、２次転写位置で無端ベルト表面の線速度がばらついていても、２次転写された画像の画質低下を抑制する。【解決手段】設定部１０１は、所定の基準ベルト厚を有する基準無端ベルトと無端ベルト８とのベルト厚の差に基づいて発生する２次転写位置Ｐ１での線速度差に基づいて発生する２次転写画像の画質低下が抑制されるように、レジストローラ１７及び定着ローラ１４１の線速度を設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体と、
電子写真方式により前記複数の像担持体に画像を形成する画像形成手段と、
複数のローラにより張架された無端ベルトと、
前記ローラを回転駆動することで前記無端ベルトを回転駆動するベルト駆動手段と、
前記複数の像担持体に形成された可視画像を前記ベルト駆動手段により駆動される無端ベルトに１次転写する１次転写手段と、
用紙を搬送する用紙搬送手段と、
前記無端ベルトの屈曲した部位上の２次転写位置に配置され、前記無端ベルトに１次転写された可視画像を前記用紙搬送手段により搬送される用紙に２次転写する２次転写手段と、
前記用紙搬送手段による用紙搬送速度を設定する設定手段とを備え、
前記設定手段は、前記無端ベルトの所定の基準ベルト厚に応じて予め設定されている所定の用紙搬送速度を、前記基準ベルト厚と前記無端ベルトのベルト厚との差に応じて予め定められた補正値を用いて補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記無端ベルトのベルト厚を記憶する記憶手段を更に備え、
前記設定手段は、前記記憶手段に記憶されたベルト厚を基に、前記補正を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記無端ベルトは、積層構造を有することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記用紙搬送手段は、前記２次転写位置に用紙を搬送するレジストローラと、２次転写された用紙を定着する定着ローラとを含み、
前記設定手段は、前記レジストローラと前記定着ローラとの線速度を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか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、タンデム方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、駆動ローラ及び従動ローラにより張架された無端ベルトと、無端ベルトに並設され、各色のトナー像が形成される各色の感光体ドラムと、各色の感光体ドラムに形成されたトナー像を無端ベルトに１次転写する各色の１次転写ローラと、駆動ローラに対向配置され、無端ベルトに多重転写されたトナー像を用紙搬送部により搬送される用紙に２次転写する２次転写ローラとを備えるタンデム方式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においては、無端ベルトに形成されたトナー像の用紙への転写性を高めるために無端ベルトのベルト厚の増大が図られている。すなわち、無端ベルトのベルト厚を大きくして、無端ベルトの厚み方向の弾性を大きくし、用紙と無端ベルトとをより密着させることで、転写性が高められている。
【０００４】
しかしながら、無端ベルトは、２次転写位置において屈曲しており、表面側が内面側よりも伸びているため、２次転写位置における無端ベルト表面の線速度が駆動ローラの線速度よりも速くなってしまう。そのため、駆動ローラの線速度に基づいて用紙搬送速度を設定すると２次転写画像の画質が低下する虞がある。そこで、従来の画像形成装置では、２次転写位置での無端ベルト表面の線速度に基づいて用紙搬送速度を設定することがなされている。
【０００５】
特許文献１には、定着ベルトの線速度に影響を与えるローラの外径寸法等を固有情報として登録しておき、この固有情報を基に、定着ベルトの線速度を割り出し、得られた線速度と予め定められた線速度との線速差を割り出し、線速差が打ち消されるように定着ベルトの線速度を設定する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１５６８６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、無端ベルトはベルト厚が固体間でばらついており、特にベルト厚が大きな無端ベルトでは固体間のベルト厚のばらつきも大きくなるため、２次転写位置での無端ベルトの線速度のばらつきも大きくなる。したがって、所定のベルト厚を有する無端ベルトの２次転写位置での表面の線速度を基に算出された用紙搬送速度で用紙を搬送して画像を２次転写させると、２次転写された画像の画質が低下する虞がある。
【０００７】
一方、２次転写位置での無端ベルト表面の線速度を、用紙搬送速度に合うような線速度に設定すると、感光体ドラムの線速度と、１次転写位置での無端ベルト表面の線速度とが合わず、１次転写された画像の画質が低下する虞がある。
【０００８】
また、特許文献１の技術は、定着ベルトの線速度に影響を与えるローラの外径寸法等のばらつきによる線速度差に着目しており、無端ベルトのベルト厚のばらつきによる線速度差について全く考慮されていない。
【０００９】
本発明の目的は、ベルト厚のばらつきにより、２次転写位置で無端ベルト表面の線速度がばらついていても、２次転写された画像の画質低下を抑制することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明による画像形成装置は、複数の像担持体と、電子写真方式により前記複数の像担持体に画像を形成する画像形成手段と、複数のローラにより張架された無端ベルトと、前記ローラを回転駆動することで前記無端ベルトを回転駆動するベルト駆動手段と、前記複数の像担持体に形成された可視画像を前記ベルト駆動手段により駆動される無端ベルトに１次転写する１次転写手段と、用紙を搬送する用紙搬送手段と、前記無端ベルトの屈曲した部位上の２次転写位置に配置され、前記無端ベルトに１次転写された可視画像を前記用紙搬送手段により搬送される用紙に２次転写する２次転写手段と、前記用紙搬送手段による用紙搬送速度を設定する設定手段とを備え、前記設定手段は、前記無端ベルトの所定の基準ベルト厚に応じて予め設定されている所定の用紙搬送速度を、前記基準ベルト厚と前記無端ベルトのベルト厚との差に応じて予め定められた補正値を用いて補正することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、所定の基準ベルト厚と無端ベルトのベルト厚との差に基づいて、用紙搬送速度が設定される。そのため、ベルト厚のばらつきにより、２次転写位置で無端ベルト表面の線速度がばらついていても、２次転写された画像の画質低下を抑制することができる。
【００１２】
（２）また、前記無端ベルトのベルト厚を記憶する記憶手段を更に備え、前記設定手段は、前記記憶手段に記憶されたベルト厚を基に、前記補正を行うことが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、記憶手段に記憶されたベルト厚を基に、用紙搬送速度が補正されるため、無端ベルト、ベルト駆動手段、記憶手段等を含む部材が１つのユニットとして生産され、このユニットを画像形成装置の装置本体部に組み込むことで、画像形成装置が生産される場合において、装置本体部の設計を変更しなくても、ベルト厚のばらつきに起因する画質低下を抑制することができる。
【００１４】
（３）また、前記無端ベルトは、積層構造を有することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、近年、ベルト厚を確保するために採用される積層構造を有する無端ベルトにおいて、ベルト厚のばらつきに起因する画質低下を抑制することができる。
【００１６】
（４）また、前記用紙搬送手段は、前記２次転写位置に用紙を搬送するレジストローラと、２次転写された用紙を定着する定着ローラとを含み、前記設定手段は、前記レジストローラと前記定着ローラとの線速度を設定することが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、レジストローラと定着ローラとの線速度を設定することで、ベルト厚のばらつきに起因する画質低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ベルト厚のばらつきにより、２次転写位置で無端ベルト表面の線速度がばらついていても、２次転写された画像の画質低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。以下、本実施形態においては、画像形成装置の一例としてタンデム方式のカラープリンタを取り上げて説明するが、本発明に係る実施形態はそれに限られることなく、タンデム方式を採用したコピー機やファクシミリ等の画像形成装置に適用可能である。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例としてのプリンタの内部構成を概略的に示す図である。図１に示すように、プリンタ１は、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂｋ）の各色別の画像形成部２（２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｂｋ）を備える。各画像形成部２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｂｋは、現像機３、帯電部５、露光部（ＬＥＤプリントヘッドユニット等）６、トナー供給部７、クリーニング部２１、及び転写ローラ９を備える。
【００２１】
トナー供給部７は、シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの各色のトナーを貯蔵する。現像機３は、トナー供給部７から供給されるトナーを感光体ドラム４に供給するための現像ローラ３１を備える。
【００２２】
現像ローラ３１は、例えば、その表面がアルミ等の非磁性材料から構成される円筒状の現像スリーブである。この現像スリーブの内部には磁石材料等が配設されている。現像ローラ３１には、トナーとキャリア（磁性体）とからなる現像剤（２成分現像剤の場合）が磁石材料の磁力で吸着され、現像ローラ３１が図中の矢印方向（反時計回りの方向）に回転することで、現像機３内の現像剤のうちトナーのみが感光体ドラム４の表面に移動する。
【００２３】
感光体ドラム４は、無端ベルト８の下側の平坦な部位において、無端ベルト８の回転方向の上流側からシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの順番で並設されている。また、感光体ドラム４は、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）等から構成され、図１における時計回りの方向（図示のＡ方向）に回転する。
【００２４】
感光体ドラム４の対向する位置には、転写ローラ９（１次転写手段の一例）が無端ベルト８を介して配置されている。転写ローラ９は、無端ベルト８の回転により従動回転し、感光体ドラム４とで無端ベルト８をニップし、感光体ドラム４に形成された各色のトナー像を無端ベルト８に１次転写する。ここで、無端ベルト８は、各色のトナー像が多重転写されるように１次転写される。そのため、無端ベルト８にはカラーのトナー像が形成される。
【００２５】
帯電部５は、感光体ドラム４を一様に帯電する。露光部６は、外部ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等から入力された原稿画像データに基づくＬＥＤ光を一様に帯電された感光体ドラム４に照射し、静電潜像を形成する。現像機３は、感光体ドラム４にトナーを供給する。これにより、静電潜像にトナーが付着され、感光体ドラム４にトナー像が形成される。
【００２６】
クリーニング部２１は、各感光体ドラム４の円周上に配置され、感光体ドラム４上の残留トナー等を除去する。
【００２７】
無端ベルト８は、感光体ドラム４の上方に配置され、従動ローラ１０及び駆動ローラ１１により張架されている。駆動ローラ１１は、図略のモータによる駆動力を受けて回転し、無端ベルト８を回転駆動させる。従動ローラ１０は、無端ベルト８の回転によって従動回転する。これにより無端ベルト８はＢ方向（反時計回りの方向）に回転する。
【００２８】
ここで、無端ベルト８が駆動ローラ１１と接触する屈曲した部位上には２次転写位置Ｐ１が設けられている。２次転写位置Ｐ１には、無端ベルト８に形成されたトナー像を用紙Ｐに２次転写するための２次転写ローラ１８（２次転写手段の一例）が設けられている。
【００２９】
レジストローラ１７は、一対のローラから構成され、用紙Ｐの斜め送りを修正し、かつ、２次転写位置Ｐ１への用紙Ｐの搬送タイミングを調整する。定着装置１４は、一対の定着ローラ１４１を備え、用紙Ｐを加熱しつつニップすることで、２次転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させる。
【００３０】
給紙カセット１２は、プリンタ１の下部に取り付けられ、複数枚の用紙束を収納する。用紙搬送路１３は、給紙カセット１２から２次転写位置Ｐ１まで用紙Ｐを案内する。用紙搬送路１５は、２次転写された用紙Ｐを排出部１６まで案内する。用紙搬送路１３には、適所に搬送ローラが配設され、用紙Ｐは、この搬送ローラにより搬送される。
【００３１】
なお、プリンタ１は、画像形成部２Ｃ〜２Ｂｋ、無端ベルト８、駆動ローラ１１、及び従動ローラ１０により画像形成ユニットが構成されている。また、プリンタ１は、給紙カセット１２、レジストローラ１７、２次転写ローラ１８、及び用紙搬送路１５等により装置本体部が構成されている。そして、画像形成ユニットは、装置本体部とは独立して生産され、プリンタ１は、装置本体部に画像形成ユニットを組み込むことで生産される。
【００３２】
次に、プリンタ１の電気的な構成について説明する。図２は、プリンタ１のブロック図を示している。プリンタ１は、Ｃ〜Ｂｋの各色に対応する４個の感光体ドラム４、搬送ローラ１４０、レジストローラ１７、定着ローラ１４１、モータＭ１〜Ｍ８、画像形成部２、記憶部１２０、及び通信部１３０を備える。
【００３３】
モータＭ１〜Ｍ４は、Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、及びＣの感光体ドラム４を所定の線速度で回転駆動する。モータＭ５は、所定の線速度で駆動ローラ１１を回転駆動する。搬送ローラ１４０は、用紙搬送経路１３，１５に配置された搬送ローラである。モータＭ６は、搬送ローラ１４０を回転駆動する。モータＭ７は、設定部１０１により設定された線速度でレジストローラ１７を回転駆動する。モータＭ８は、設定部１０１により設定された線速度で定着ローラ１４１を回転駆動する。
【００３４】
記憶部１２０は、ＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリから構成され、無端ベルト８のベルト厚データを記憶する。このベルト厚データは、無端ベルト８固体別のベルト厚を示し、画像形成ユニットの製造時において予め測定され、書き込まれたデータである。
【００３５】
通信部１３０は、ＦＡＸ、ＬＡＮ等の通信プロトコルに準拠する通信装置により構成され、通信回線を介して接続されたＦＡＸ及び外部ＰＣから送信された原稿画像データを受信する。
【００３６】
制御部１００は、例えばマイコンにより構成され、プリンタ１の全体制御を司り、本実施形態では特に設定部１０１（設定手段の一例）を備えている。設定部１０１は、レジストローラ１７及び定着ローラ１４１の線速度を設定し、無端ベルト８のベルト厚に起因する２次転写画像の画質低下を抑制する。
【００３７】
図３は、無端ベルト８の２次転写位置Ｐ１付近の拡大図を示している。なお、図３においては、無端ベルト８のベルト厚ｔが駆動ローラ１１の径寸法よりも大きくなるように誇張して表示されている。図３に示すように、無端ベルト８は、例えば、最下層に形成された基材層８１と、基材層８１の上層に形成された弾性層８２と、弾性層８２の上層に形成された離型層８３とから構成されている。
【００３８】
ここで、基材層８１としては、例えばＰＩ（ポリイミド）を採用することができ、弾性層８２としては例えばＣＲ（クロロプレン）ゴムを採用することができ、離型層８３としては例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）コートを採用することができる。
【００３９】
このように、無端ベルト８は、近年、転写性を高めるために、積層構造を有し、ベルト厚ｔの大きなものが採用されている。そのため、無端ベルト８が駆動ローラ１１と接触する屈曲した部位において、表面側が内面側よりも大きく伸びてしまう。
【００４０】
これにより、無端ベルト８の内面側の線速度Ｖ２は、駆動ローラ１１と同じ線速度となるが、表面側の線速度Ｖ１は駆動ローラ１１の線速度よりも速くなってしまう。また、ベルト厚ｔを大きくするほど、ベルト厚ｔの固体ばらつきも大きくなるため、線速度Ｖ１の固体ばらつきも大きくなる。
【００４１】
したがって、基準ベルト厚を有する基準無端ベルトにおける基準線速度Ｖ１´を用いて２次転写画像の画質劣化が生じないようにレジストローラ１７及び定着ローラ１４１の線速度を設定しても、ベルト厚ｔが基準ベルト厚に対して大きくばらついている場合は、線速度Ｖ１が基準線速度Ｖ１´に対して大きくずれ、２次転写画像の画質が低下してしまう。
【００４２】
具体的には、レジストローラ１７の線速度が線速度Ｖ１よりも速い場合は、用紙Ｐに撓みが発生して、用紙Ｐにスジが形成され、また、レジストローラ１７の線速度が線速度Ｖ１よりも遅い場合は、用紙Ｐが引っ張られ、白抜けが発生するというように２次転写画像にジッタ画像が発生する。
【００４３】
また、定着ローラ１４１の線速度が線速度Ｖ１よりも速い場合は、２次転写画像に擦れが発生し、また、定着ローラ１４１の線速度が線速度Ｖ１よりも遅い場合は、用紙Ｐに皺が発生する。
【００４４】
以下に実験例を示す。
・駆動ローラ：φ２９．５±０．０１５  （ＥＰＤＭ  ｔ１．２ｍｍ）
・無端ベルト：ｔ  ０．５５５±０．０６ｍｍ
（積層構造：ＰＩ  ｔ０．１±０．０１ｍｍ／ＣＲゴム  ｔ０．４５±０．０５ｍｍ／ＰＴＦＥコート  ｔ０．００５ｍｍ）
・従動ローラ：φ２０±０．０１５（アルミ無垢）
・レジストローラ及び２次転写ローラ間の距離：６０ｍｍ
・２次転写ローラ及び定着ローラ間の距離：１００ｍｍ
・２次転写ローラの線速度：２００ｍｍ／ｓｅｃ
上記数値のプリンタにおいて、以下の実験結果が得られた。
・２次転写位置の線速度のばらつき：０．４％（＝１．６９ｍｍ（Ａ３サイズ）／４２０）
すなわち、無端ベルトのベルト厚のばらつきが±０．０６ｍｍである場合、２次転写位置における線速度のばらつきが±０．４％発生するとの実験結果が得られた。
【００４５】
また、２次転写位置における線速度がレジストローラの線速度に対して±０．２５％以上ずれると、２次転写画像にジッタ画像の発生が確認された。
【００４６】
また、２次転写位置における線速度が定着ローラの線速度に対して０．３％以上ずれると、２次転写画像の擦れ及び用紙Ｐの皺の発生が確認された。
【００４７】
そこで、設定部１０１は、所定の基準ベルト厚に応じて予め設定されているデフォルトの用紙搬送速度を、基準ベルト厚と無端ベルト８のベルト厚との差に基づいて発生する２次転写画像の画質低下を抑制するために、当該差に応じて予め定められた補正値を用いて補正する。
【００４８】
ここで、デフォルトの用紙搬送速度としては、レジストローラ１７及び定着ローラ１４１のデフォルトの線速度を採用することができる。デフォルトの線速度としては、基準線速度Ｖ１´に合うようなレジストローラ１７及び定着ローラ１４１の線速度、すなわち、基準線速度Ｖ１´に対して２次転写画像の画質劣化が発生しないような線速度を採用することができる。
【００４９】
したがって、設定部１０１は、記憶部１２０からベルト厚データを読み出して、無端ベルト８のベルト厚を特定し、基準ベルト厚及び無端ベルト８のベルト厚の差と、当該差に応じて予め定められたレジストローラ１７及び定着ローラ１４１のデフォルトの線速度に対する補正値との関係を予め定めた補正テーブルを用いて補正値を特定し、この補正値を用いて、レジストローラ１７及び定着ローラ１４１のデフォルトの線速度を補正し、得られた線速度をレジストローラ１７及び定着ローラ１４１の線速度として設定する。
【００５０】
図４は、補正テーブルの一例を示した図である。図４に示すように補正テーブルは、差及び補正値の欄を備えている。補正値の欄は更にレジストローラの欄と定着ローラの欄とを備えている。差の欄は、基準ベルト厚と無端ベルト８のベルト厚との差が記憶されている。この場合、無端ベルト８のベルト厚から基準ベルト厚を差し引いた値が差の値とされている。
【００５１】
レジストローラ及び定着ローラの欄には、差の欄に記載された差に対応するレジストローラ１７及び定着ローラ１４１のデフォルトの線速度に対する補正値が記憶されている。なお、差が負となる場合は、基準ベルト厚の方が無端ベルト８のベルト厚よりも厚い場合であり、この場合、線速度Ｖ１は基準線速度Ｖ１´よりも低くなるため、レジストローラ１７及び定着ローラ１４１の線速度の補正値は負の値となる。
【００５２】
よって、設定部１０１は、無端ベルト８のベルト厚と基準ベルト厚との差を求め、当該差に対して最も近似する差の値を補正テーブルの差の欄から特定する。そして、特定した差の欄に対応するレジストローラ１７及び定着ローラ１４１のデフォルトの線速度の補正値を特定する。そして、特定した補正値を、レジストローラ１７及び定着ローラ１４１のデフォルトの線速度に加算又は減算することで、レジストローラ１７及び定着ローラ１４１の線速度を補正する。
【００５３】
これにより、２次転写位置Ｐ１の近傍において、用紙Ｐは２次転写画像の画質が劣化しないような速度で搬送されることになる。なお、設定部１０１は、図４に示すような補正テーブルを用いて線速度を補正したが、これに限定されず、基準ベルト厚と無端ベルト８のベルト厚との差と、レジストローラ１７及び定着ローラ１４１の線速度の補正値との関係を示す関数を用いて補正してもよい。
【００５４】
また、図４に示す補正テーブルにおいて、各差に対応するレジストローラ１７及び定着ローラ１４１の線速度の補正値は異なる値であってもよいし、同一の値であってもよいし、デフォルトの線速度を線速度Ｖ１にするような値であってもよい。
【００５５】
次に、プリンタ１の線速度設定時の動作について説明する。図５は、プリンタ１の線速度設定時の動作を示すフローチャートである。まず、設定部１０１は、記憶部１２０からベルト厚データを読み出す（ステップＳ１）。次に、設定部１０１は、ステップＳ１で読み出したベルト厚データが示すベルト厚と基準ベルト厚との差を求める（ステップＳ２）。
【００５６】
次に、設定部１０１は、当該差に対応するレジストローラ１７及び定着ローラ１４１の線速度の補正値を特定する（ステップＳ３）。次に、設定部１０１は、特定した補正値をレジストローラ１７及び定着ローラ１４１のデフォルトの線速度に加算又は減算することで両ローラの線速度を補正する（ステップＳ４）。
【００５７】
次に、設定部１０１は、ステップＳ４で補正した両ローラの線速度を記憶部１２０に書き込む（ステップＳ５）。以後、制御部１００は、記憶部１２０に記憶された線速度で、レジストローラ１７及び定着ローラ１４１を回転駆動させ、用紙Ｐに画像を形成する。なお、図５に示すフローチャートは、例えばプリンタ１の製造工程の最終段階において実行される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例としてのプリンタの内部構成を概略的に示す図である。
【図２】プリンタ１のブロック図を示している。
【図３】無端ベルトの２次転写位置付近の拡大図を示している。
【図４】補正テーブルの一例を示す図である。
【図５】プリンタの線速度設定時の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１  プリンタ
２，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｂｋ  画像形成部
４  感光体ドラム
８  無端ベルト
９  転写ローラ
１０  従動ローラ
１１  駆動ローラ
１７  レジストローラ
１８  ２次転写ローラ
８１  基材層
８２  弾性層
８３  離型層
１００  制御部
１０１  設定部
１２０  記憶部
１４１  定着ローラ
Ｍ１〜Ｍ８  モータ
Ｐ１  ２次転写位置
【図１】
2009258347.tif 000003
【図２】
2009258347.tif 000004
【図３】
2009258347.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009258347.tif 000007