JP2000293007A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パターン画像を正確に検知して、適正なレジ
ストレーション補正を行う。 【解決手段】 各感光ドラムによって中間転写ベルト３
１上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６０、６１と、検知手段６０、６
１の検知結果に基づいて各色のレジストレーションを補
正する補正手段８０とを備える。中間転写ベルト３１の
進行方向Ｂについての最下流側に配設された感光ドラム
１１ａと中間転写ベルト３１との間の転写領域を最下流
転写領域Ｔａとし、また、最下流転写領域Ｔａの下流側
でかつこれに最も近い位置に配置されたローラ３２に中
間転写ベルト３１が接触を開始する位置を接触開始位置
Ｃ₁とする。検知手段６０、６１は、最下流転写領域Ｔ
ａと、接触開始位置Ｃ₁ との間において、パターン画像
を検知するので、中間転写ベルト３１がローラ３２にか
かることでパターン画像が劣化する前に正確に検知でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザプ
リンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーの画像形成装置において、異なる
色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーション
を、トナー像が転写される転写材を担持搬送する転写材
搬送ベルト、又はトナー像が直接転写される中間転写ベ
ルトの移動方向に沿って並べるように配設したものが知
られている。なお、以下では、転写材搬送ベルトと中間
転写ベルトとをまとめて、「転写ベルト」というものと
する。

【０００３】この種の画像形成装置において、帯電・露
光・現像等によってトナー像を形成する各画像形成ステ
ーションの感光ドラム間の機械的取り付け誤差、又は露
光手段としての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等の理由により、各感
光ドラム上で形成された各トナー像のレジストレーショ
ンが、トナー像が最終的に多重転写される転写材上で合
わなくなる。このため、従来から、各画像形成ステーシ
ョンによって、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、露光時の画像信号に
電気的補正をかけたり、レーザビーム光路中に設けられ
ている折り返しミラーを駆動して光路長変化又は光路変
化の補正を行ったりしている。

【０００４】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、ベルトに所定の張力を付与するテンシ
ョン付与ローラが不要であること、また、ベルトの回動
に伴ってベルトの進行方向に直角な幅方向にベルトが寄
っていく現象を制御しやすいことなどから、弾性的に伸
縮するゴム等の弾性体が用いられている。このような転
写ベルトは、平行に支持されたローラ等の複数の支持部
材に張架され、駆動伝達ローラの回転によって、各画像
形成ステーションに沿って回転駆動される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
画像形成装置における弾性体を用いた転写ベルトにおい
ては、図５に示すような現象が発生する。図５はローラ
３２と他のローラ（不図示）に転写ベルト３１を張架し
て矢印Ｂ方向に回転駆動したようすを示すものであり、
転写ベルト３１の断面に等間隔の縞３１ａを入れて、転
写ベルト３１の伸縮状態を模式的に示したものである。
このとき、転写ベルト上に形成されたレジストレーショ
ン補正用のパターン画像は、転写ベルト３１がローラ３
２を通過する際の表面の伸縮によって飛び散りやすく、
画像品位が低下し、ＣＣＤセンサ等のパターン画像検知
手段が誤検知してしまい、レジストレーション補正が適
切になされないという問題があった。

【０００６】本発明は、上述事情に鑑みてなされたもの
であり、レジストレーション補正を的確に行って、色ず
れのない高品質な画像を形成することのできる画像形成
装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【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無端ベルトの進行方
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、前記無端
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無端ベルト上に形成したレ
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補正手段と、を備え、前記無端
ベルトの進行方向についての最下流側に配設された画像
形成ステーションの像担持体と前記無端ベルトの間の転
写領域を最下流転写領域とし、また、前記複数のローラ
のうちの、前記最下流転写領域の下流側でかつ該最下流
転写領域に最も近い位置に配置されたローラに前記無端
ベルトが接触を開始する位置を接触開始位置とすると、
前記検知手段は、前記最下流転写領域と、前記接触開始
位置との間において、前記レジストレーション補正用の
パターン画像を検知する、ことを特徴とする。

【０００８】請求項２に係る本発明は、請求項１の画像
形成装置において、前記無端ベルトが、前記複数の像担
持体から前記トナー像が直接的に転写される中間転写ベ
ルトである、ことを特徴とする。

【０００９】請求項３に係る本発明は、請求項１の画像
形成装置において、前記無端ベルトが、前記複数の像担
持体から前記トナー像が転写される転写材を担持搬送す
る転写材搬送ベルトである、ことを特徴とする。

【００１０】

【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。

【００１１】〈実施の形態１〉図４に、本発明に係る画
像形成装置の一例を示す。同図に示す画像形成装置は、
並列に配設した４個の画像形成ステーションを有する中
間転写体方式の４色フルカラーのレーザビームプリンタ
である。

【００１２】同図に示す画像形成装置は、プリンタ部１
Ｐとリーダ部１Ｒとを備えている。

【００１３】プリンタ部１Ｐは大別して、４個の同じ構
成の画像形成ステーションａ、ｂ、ｃ、ｄを有する画像
形成部１０、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３
０、定着ユニット４０、及び制御ユニット（不図示）か
ら構成される。以下、順に詳述する。

【００１４】画像形成部１０は次に述べるような構成に
なっている。像担持体としてのドラム型の電子写真感光
体（以下「感光ドラム」という。）１１ａ、１１ｂ、１
１ｃ、１１ｄがその中心で軸支され、矢印方向に回転駆
動される。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向し
てその回転方向に一次帯電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、
１２ｄ、光学系１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、折り
返しミラー１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、現像器１
４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。一次
帯電器１２ａ〜１２ｄによって、感光ドラム１１ａ〜１
１ｄの表面は、所定の極性、所定の電位に均一に帯電さ
れる。帯電後の感光ドラム表面は、次いで光学系１３ａ
〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調した例えば
レーザビームなどの光線を折り返しミラー１６ａ〜１６
ｄを介して露光させることによって、静電潜像が形成さ
れる。さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック
との４色のトナー（現像剤）をそれぞれ収納した現像器
１４ａ〜１４ｄによって上述の静電潜像にトナーが付着
され、トナー像として現像される。このトナー像が中間
転写ベルト（無端ベルト）３１に転写される領域を一次
転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄとすると、感光ドラム
１１ａ〜１１ｄの回転方向に沿っての画像転写領域Ｔａ
〜Ｔｄの下流側に配設されたクリーニング装置１５ａ、
１５ｂ、１５ｃ、１５ｄにより、中間転写ベルト３１に
転写されずに感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたト
ナー（転写残トナー）を掻き落としてドラム表面の清掃
を行う。以上の各画像形成プロセスにより、各色のトナ
ーによる画像形成が順次行われる。上述の一次転写領域
Ｔａ〜Ｔｄのうち、中間転写ベルト３１の進行方向（移
動方向）についての最も下流側の一次転写領域Ｔａを特
に、最下流転写領域という。

【００１５】給紙ユニット２０は、転写材Ｐを収納する
ための給紙カセット２１ａ、２１ｂ、及び手差しトレイ
２７、給紙カセット２１ａ、２１ｂ、又は手差しトレイ
２７から転写材Ｐを１枚ずつ送り出すためのピックアッ
プローラ２２ａ、２２ｂ、２６、各ピックアップローラ
２２ａ、２２ｂ、２６から送り出された転写材Ｐをレジ
ストローラ２５ａ、２５ｂまで搬送するための給紙ロー
ラ対２３及び給紙ガイド２４、そして画像形成ユニット
ａ、ｂ、ｃ、ｄの画像形成タイミングに合わせて転写材
Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ
２５ａ、２５ｂを備えている。

【００１６】中間転写ユニット３０は、中間転写体とし
てベルト状の中間転写ベルト３１を備えている。中間転
写ベルト３１は、３本のローラ、すなわち中間転写ベル
ト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２と、中間転写ベ
ルト３１の回転によって従動回転する従動ローラ３３
と、中間転写ベルト３１を挟んで二次転写領域Ｔｅに対
向する二次転写対向ローラ３４とに巻回されている。こ
れらローラのうち駆動ローラ３２と従動ローラ３３との
間に一次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ３２は金
属ローラの表面に数mm厚のゴム（ウレタン又はクロロプ
レン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いで
いる。駆動ローラ３２はパルスモータ（不図示）によっ
て回転駆動される。各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間
転写ベルト３１とが対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄに
は、中間転写ベルト３１の裏面（内周面）に一次転写用
の帯電器３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが配置されて
いる。二次転写対向ローラ３４に対向して二次転写ロー
ラ３６が配置され、中間転写ベルト３１とのニップによ
って二次転写領域Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６
は、中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧され
ている。また、中間転写ベルト３１の移動方向（矢印Ｂ
方向）についての二次転写領域Ｔｅの下流には中間転写
ベルト３１の画像形成面をクリーニングするクリーニン
グ装置５０が配設されている。クリーニング装置５０
は、画像形成面に付着した転写残トナーなどを除去する
ためのクリーニングブレード５１、及び除去した転写残
トナーを廃トナーとして収納する廃トナーボックス５２
とを有している。

【００１７】定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒー
タなどの熱源４１ａを有する定着ローラ４６と、内部に
熱源４１ｂを有し定着ローラ４６に当接された加圧ロー
ラ４７と、これら定着ローラ４６と加圧ローラ４７との
ニップ部へ転写材Ｐを導くためのガイド４３と、ニップ
部から排出されてきた転写材Ｐをさらに画像形成装置本
体外部に排出するための内排紙ローラ４４、外排紙ロー
ラ４５と、排出された転写材Ｐを受け止める排紙トレイ
４８とを備えている。

【００１８】制御ユニットは、上述の各ユニット内の機
構の動作を制御するための制御基板７０や、モータドラ
イブ基板（不図示）などを備えている。

【００１９】次に、上述構成の画像形成装置の動作につ
いて説明する。

【００２０】画像形成動作開始信号が発せられると、例
えば、ピックアップローラ２２ａにより、給紙カセット
２１ａから転写材Ｐが１枚ずつ送り出される。そして給
紙ローラ対２３によって転写材Ｐが給紙ガイド２４の間
を案内されてレジストローラ２５ａ、２５ｂまで搬送さ
れる。そのときレジストローラは停止されており、転写
材Ｐ先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成ス
テーションが画像の形成を開始するタイミングに合わせ
てレジストローラ２５ａ、２５ｂは回転を始める。この
回転時期は、転写材Ｐと画像形成ステーションから中間
転写ベルト３１上に一次転写されたトナー像とが二次転
写領域Ｔｅにおいて一致するようにそのタイミングが設
定されている。

【００２１】一方、画像形成ステーションでは、画像形
成動作開始信号が発せられると、前述した画像形成プロ
セスによって、中間転写ベルト３１の回転方向において
一番上流にある画像形成ステーションｄの感光ドラム１
１ｄ上に形成されたトナー像が、高電圧が印加された一
次転写用の帯電器３５ｄによって一次転写領域Ｔｄにお
いて中間転写ベルト３１に一次転写される。一次転写さ
れたトナー像は、次の一次転写領域Ｔｃまで搬送され
る。そこでは各画像形成ユニット間をトナー像が搬送さ
れる時間だけ遅延して画像形成が行われており、中間転
写ベルト３１上の前のトナー像の上にレジストを合わせ
て次のトナー像が転写されることになる。以下も同様の
工程が繰り返され、最終的に４色のトナー像が中間転写
ベルト３１上に一次転写されて重ね合わされる。

【００２２】その後、中間転写ベルト３１の矢印Ｂ方向
に回転に伴って転写材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進入し、
中間転写ベルト３１に接触すると、転写材Ｐの通過タイ
ミングに合わせて二次転写ローラ３６に、高電圧が印加
させる。そして前述したプロセスにより中間転写ベルト
３１上の４色のトナー像が転写材Ｐの表面に一括で二次
転写される。その後、転写材Ｐは搬送ガイド４３によっ
て定着ローラ４６と加圧ローラ４７とのニップ部まで正
確に案内される。そして、転写材Ｐは、これらローラに
より、加熱、加圧されて表面にトナー像が定着される。
その後、内、外排紙ローラ４４、４５によって排紙トレ
イ４８上に排出される。

【００２３】つづいて、本実施の形態における特徴的な
部分を、図１、図２を参照して説明する。

【００２４】図１は、画像形成装置のレジストレーショ
ン補正用のパターン画像を検知するためのパターン画像
検知手段（ＣＣＤセンサを含む）６０、６１近傍の概略
図である。中間転写ベルト３１は、原材料としてゴム、
エラストマー等の弾性体が用いられ、周方向のヤング率
は１×１０⁷ Ｐａ以上である。中間転写ベルト３１の厚
さは、厚み精度や強度を確保し、かつ柔軟な回転駆動を
実現するという観点から０．３〜３mmが望ましい。さら
に中間転写ベルト３１は、金属粉末（カーボンなど）等
の導電剤を添加することで所望の抵抗値（体積抵抗値と
しては１×１０¹¹Ω・cm以下が望ましい）に調整されて
いる。また、矢印Ｂ方向に回転し、領域Ｃ内において駆
動ローラ３２に対して巻き付いて駆動力が伝達されてい
る。この領域Ｃのうち、特に、中間転写ベルト３１が駆
動ローラ３２との接触を開始する位置を接触開始位置Ｃ
₁ という。一方、パターン画像検知手段６０、６１は、
４個の画像形成ステーションのうち、ベルト進行方向
（矢印Ｂ方向）に沿っての最下流に位置する画像形成ス
テーションａの感光ドラム１１ａと駆動ローラ３２との
間に位置し、中間転写ベルト３１上の位置Ｓａにおい
て、中間転写ベルト３１上に形成されたレジストレーシ
ョン補正用のパターン画像を読み取るようになってい
る。すなわち、パターン画像検知手段６０、６１は、最
下流転写領域Ｔａと接触開始領域Ｃ₁ との間において、
レジストレーション補正用のパターン画像６２を検知す
るように構成されている。また、パターン画像検知手段
６０、６１は、図２（図１の主要部分の上視図である）
に示すように、中間転写ベルト３１の幅方向の両端部に
配置されている。そして、パターン画像検知手段６０、
６１は、補正手段８０に接続されている。

【００２５】上述の構成により、レジストレーションの
補正は、以下のように行う。

【００２６】画像形成動作を行う前に、各感光ドラム１
１ａ〜１１ｄによって所定のタイミングで中間転写ベル
ト３１上にレジストレーション補正用のパターン画像６
２を多数形成し、これをパターン画像検知手段６０、６
１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知する。この検知結果に基づき、
補正手段８０は、記録されるべき画像信号に電気的補正
をかけたり、レーザビーム光路中に設けられている折り
返しミラー１６ａを駆動して光路長変化や光路変化の補
正を行ったりしている。

【００２７】このとき、本実施の形態によれば、感光ド
ラム１１ａを含む複数の感光ドラムによって中間転写ベ
ルト３１上に形成されたレジストレーション補正用のパ
ターン画像６２が中間転写ベルト３１の回転によって領
域Ｃに進入し、転写ベルト３１の表面の伸縮によってパ
ターン画像を形成しているトナーが飛び散り、画像品質
を低下させてしまう前に、パターン画像検知手段６０が
位置Ｓａにおいてレジストレーション補正用のパターン
画像６２を読み取るため、レジストレーション補正用の
パターン画像６２の劣化による誤検知を防ぎ、正確なレ
ジストレーション補正を実現することができる。

【００２８】〈実施の形態２〉図３に、実施の形態２の
特徴的な部分を示す。同図は、画像形成装置のレジスト
レーション補正用のパターン画像を検知するためのパタ
ーン画像検知手段（ＣＣＤセンサを含む）６０、６１近
傍の概略図である。

【００２９】本実施の形態によれば、パターン画像検知
手段６０は反射ミラー６３によって射出光を反射させ、
位置Ｓａにおいてレジストレーション補正用のパターン
画像を読み取る構成になっている。したがって、本実施
の形態においても感光ドラム１１ａを含む複数の感光ド
ラムによって中間転写ベルト３１上に形成されたレジス
トレーション補正用のパターン画像が中間転写ベルト３
１の矢印Ｂ方向の回転によって領域Ｃに進入し、中間転
写ベルト３１の表面の伸縮によって飛び散り、画像品質
を低下させてしまう前に、パターン画像検知手段６０、
６１が位置Ｓａにおいてレジストレーション補正用のパ
ターン画像を読み取るため、レジストレーション補正用
のパターン画像の画像劣化による誤検知を防ぎ、正確な
レジストレーション補正を実現することができる。さら
に反射ミラー６３を用いることで、パターン画像検知手
段６０、６１を所望の位置に配設できるため、中間転写
ベルト３１の長さを短くすることができ、画像形成装置
の小型化をも実現することができる。

【００３０】以上説明した実施の形態１、２において
は、無端ベルトが中間転写ベルト３１である場合を例に
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
無端ベルトが表面に転写材Ｐを担持して搬送する転写材
搬送ベルトである場合についても、ほぼ同様に適用する
ことができ、同様の効果をあげることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
無端ベルト上に形成され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が、最下流転写領域と
接触開始位置との間において、無端ベルト上のパターン
画像を検知することにより、無端ベルトがローラに巻き
付いて表面が伸縮してパターン画像が劣化してしまう前
に、パターン画像を読み取ることができるので、パター
ン画像を正確に検知することができ、適正なレジストレ
ーション補正を行うことができる。したがって、色ずれ
のない良好なカラー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におけるレジストレーション補正
用のパターン画像を検知するための検知手段近傍の概略
図。

【図２】図１の上面図。

【図３】実施の形態２におけるレジストレーション補正
用のパターン画像を検知するための検知手段近傍の概略
図。

【図４】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す縦
断面図。

【図５】駆動ローラ近傍において、中間転写ベルトが伸
縮するようすを示す模式図。

【符号の説明】

１１ａ 最下流側の画像形成ステーションの像担持
体（感光ドラム） １１ｂ、１１ｃ、１１ｄ像担持体（感光ドラム） ３１ 無端ベルト（中間転写ベルト） ３２ ローラ（駆動ローラ） ３３ ローラ（従動ローラ） ３４ ローラ（二次転写対向ローラ） ６０、６１ 検知手段（パターン画像検知手段） ６２ パターン画像 ８０ 補正手段 Ｃ 領域 Ｃ₁ 接触開始位置 Ｔａ 最下流転写領域 ａ、ｂ、ｃ、ｄ画像形成ステーション（ステーション）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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無端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、前記無端ベルトに直接的
   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無端ベルト上に形成したレ
   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
   ョンを補正する補正手段と、を備え、 前記無端ベルトの進行方向についての最下流側に配設さ
   れた画像形成ステーションの像担持体と前記無端ベルト
   の間の転写領域を最下流転写領域とし、また、前記複数
   のローラのうちの、前記最下流転写領域の下流側でかつ
   該最下流転写領域に最も近い位置に配置されたローラに
   前記無端ベルトが接触を開始する位置を接触開始位置と
   すると、 前記検知手段は、前記最下流転写領域と、前記接触開始
   位置との間において、前記レジストレーション補正用の
   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。
2. 【請求項２】 前記無端ベルトが、前記複数の像担持体
   から前記トナー像が直接的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に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記無端ベルトが、前記複数の像担持体
   から前記トナー像が転写される転写材を担持搬送する転
   写材搬送ベルトである、 ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。