JP2006194996A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 中間転写ベルトの耐屈曲性を向上させて良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 中間転写ベルトのベルト基材を熱可塑性エラストマーアロイで構成したため、ＰＣ樹脂やＰＥＴ樹脂製の中間転写ベルトに比べて耐屈曲性を格段に向上させることができ、トナー像の転写不良を防止して良好な品質で画像を形成することができる。また、中間転写ベルトの非画像領域に形成された回転周期検出マークをセンサで検出し、該センサから回転周期検出信号に基づき中間転写ベルトの回転周期を算出し、リファレンス周期Ｔrとの相違量（｜Ｔ−Ｔr｜）を演算することで機内温度の変動を求めている。そして、機内温度の変動に起因する中間転写ベルトの速度変動や装置各部の伸縮が生じた結果、色ずれ発生の可能性が高まるタイミングで色ずれ補正処理が適切に実行される。
【選択図】 図６

Description

この発明は、像形成手段により形成されたトナー像を所定方向に循環移動する中間転写ベルトに転写して該トナー像を一時的に担持する画像形成装置に関するものである。

プリンタ、複写機およびファクシミリ装置などの画像形成装置では、感光体ドラムなどの潜像担持体の周囲に帯電部、像書込部および現像部を配置した画像形成ステーションが設けられている。また、該画像形成ステーションで形成されたトナー像を中間転写ベルトに１次転写して一時的に担持した後に、複写紙、転写紙などの記録媒体に２次転写する装置がある。このように中間転写ベルトを用いた画像形成装置としては、例えばタンデム方式のカラー画像形成装置がある。このカラー画像形成装置では、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの画像形成ステーションが中間転写ベルトに沿って設けられ、各画像形成ステーションで形成されたトナー像が中間転写ベルト上で重ね合わされてカラー画像が形成される。そして、該カラー画像は適当なタイミングで記録媒体に転写される。

このように中間転写ベルトは画像形成装置の主要構成部品であり、特に機械的強度や機械的精度を確保するためにはベルト基材の選択が重要となる。そこで、従来では、このような機械的強度や機械的精度に鑑みて、例えば特許文献１に記載されているように、ポリカーボネートを主成分とするＰＣ（ポリカーボネート）樹脂が用いられていた。

特開平４−３１３７５７号公報（段落番号[００１０]、[００１１]）

しかしながら、ＰＣ樹脂を中間転写ベルトのベルト基材として用いた場合には、耐屈曲性に劣り、トナー像の転写不良が生じることがあった。また、タンデム方式のカラー画像形成装置では、次のような問題も発生することがあった。すなわち、この装置では、色ずれが色調の変化として現れるために、予め色ずれを検出するための基準パターン像（以下、「レジストマーク」という）を中間転写ベルト上に形成するとともに、各レジストマークを光学センサで検出することでレジストマークの位置情報を求め、その位置情報に基づき各トナー像の位置合わせ（色ずれ補正）を行っている。しかしながら、ＰＣ樹脂をベルト基材とする中間転写ベルトは耐屈曲性に劣ることから、中間転写ベルト上に転写されたレジストマークの検出不良が生じることがあった。このような検出不良が発生すると、各レジストマークの位置検出精度が低下し、色ずれ補正を良好に行うことができず、色ずれ状態のまま印字されるという問題や所望の色調が得られないという問題などが発生することがあった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、中間転写ベルトの耐屈曲性を向上させて良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

この発明は、像形成手段により形成されたトナー像を所定方向に循環移動する中間転写ベルトに転写して該トナー像を一時的に担持する画像形成装置であって、上記目的を達成するため、前記中間転写ベルトは熱可塑性エラストマーをアロイ主成分とする熱可塑性エラストマーアロイをベルト基材としていることを特徴としている。

このように構成された発明では、中間転写ベルトのベルト基材が熱可塑性エラストマーをアロイ主成分とする熱可塑性エラストマーアロイで構成されている。本発明者は、中間転写ベルトのベルト基材として後述するように種々の材料を検討した結果、熱可塑性エラストマーアロイをベルト基材として用いることで優れた耐屈曲性を有する中間転写ベルトが得られることがわかった。そこで、本発明では、ベルト基材として熱可塑性エラストマーアロイが採用された中間転写ベルトが用いられている。これによって、トナー像の転写不良を防止して良好な品質で画像を中間転写ベルトに転写して担持することが可能となっている。

また、中間転写ベルトのベルト基材として熱可塑性エラストマーアロイの物理特性を検討したところ、ＰＣ樹脂をはじめとして従来より中間転写ベルトの基材として実際に使用されてきたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂などに比べて熱膨張率が高いという特性を有している。つまり、装置内部の温度が変化すると、その温度変化に応じて中間転写ベルトが比較的大きく伸縮し、中間転写ベルトが１周するのに要する時間、つまり中間転写ベルトの回転周期が変動する。また、テンションローラを用いて中間転写ベルトに対して所定の張力を与える装置では、中間転写ベルトの伸縮に応じてテンションローラの位置が変動する。このように、熱可塑性エラストマーアロイをベルト基材とする中間転写ベルトを用いた場合には、中間転写ベルトの伸縮量が装置の内部温度を示す指標値となり得る。そこで、この発明では、検出手段によって中間転写ベルトの回転周期やテンションローラの位置を検出することで中間転写ベルトの伸縮を求め、これによって装置内部の温度、いわゆる機内温度を検出している。そして、その検出結果に基づき装置各部の動作条件が制御される。したがって、装置内部の温度状態に応じて装置各部が動作することとなり、画像をさらに良好に形成することができる。

また、温度の計測領域を考慮した場合にも、画像形成装置において従来より多用されている温度センサに比べて優れた利点を有している。すなわち、高品質な画像を形成するためには機内温度に応じて装置各部を制御することが望まれるが、この場合、機内温度を正確に計測することが重要となる。しかしながら、温度センサを用いた装置では、局部領域の温度しか計測することができず、その温度センサの検出結果は機内温度を正確に反映したものではない。これに対し、中間転写ベルトはトナー像を担持しながら所定方向に循環移動するものであり、その伸縮は装置内部の平均的な温度を反映したものとなる。したがって、機内温度を正確に計測することができ、優れた品質で画像を形成することができる。

ここで、中間転写ベルトの伸縮を検出して得られる機内温度に基づく制御内容として、例えば、(1)色ずれ補正処理の実行タイミングの制御、(2)最適化処理の実行タイミングの制御、(3)中間転写ベルトへの前記トナー像の転写条件の制御などが含まれる。これらの制御因子（色ずれ補正、最適化処理、転写条件）はいずれも画像品質に対して大きな影響力を有しているため、これらを適切に制御することで画像品質をさらに高めることができる。もちろん、制御内容はこれらに限定されるものではなく、機内温度の変動により影響を受ける制御因子全般に対して中間転写ベルトの伸縮検出結果に基づく制御を行うことができる。

図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成するカラー印字処理、およびブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する単色印字処理を選択的に実行する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令（印字指令）がメインコントローラ５１に与えられると、このメインコントローラ５１からの指令に応じてエンジンコントローラ５２がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート（記録材）Ｓに画像形成指令に対応する画像を形成する。

図１において、本実施形態の画像形成装置１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２の前面（同図の右手側面）に開閉自在に装着された第１の開閉部材３と、ハウジング本体２の上面に開閉自在に装着された第２の開閉部材（排紙トレイを兼用している）４とを有している。また、第１の開閉部材３には、開閉蓋３ａがハウジング本体２の前面に開閉自在に装着されている。なお、この開閉蓋３ａは第１の開閉部材３と連動して、または独立して開閉可能となっている。

ハウジング本体２内には、電源回路基板、メインコントローラ５１およびエンジンコントローラ５２を内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット６、送風ファン７、転写ベルトユニット９および給紙ユニット１０もハウジング本体２内に配設されている。一方、第１の開閉部材３側には、２次転写ユニット１１、定着ユニット１２およびシート搬送機構１３が配設されている。なお、この実施形態では、画像形成ユニット６および給紙ユニット１０内の消耗品は、装置本体に対して着脱自在に構成されている。そして、これらの消耗品および転写ベルトユニット９については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。

転写ベルトユニット９は、ハウジング本体２の下方に配設され後述するブラック用駆動モータにより回転駆動される駆動ローラ１４と、駆動ローラ１４の斜め上方に配設される従動ローラ１５と、この２本のローラ１４、１５間に張架されて図示矢印方向Ｄ16へ循環駆動される中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の表面に当接されるベルトクリーナ１７とを備えている。この従動ローラ１５は駆動ローラ１４に対して斜め上方（図１中の左手上方）に配置されている。このため、中間転写ベルト１６は傾斜状態のまま方向Ｄ16に回転移動する。また、中間転写ベルト１６を駆動した際のベルト搬送方向Ｄ16が下向き（図１の右下向き）になるベルト面１６ａは下方に位置している。本実施形態においては、ベルト面１６ａがベルト駆動時のベルト張り面（駆動ローラ１４により引っ張られる面）となっており、各色の感光体ドラム（像担持体）２０の周速よりも遅い周速を有している。このように中間転写ベルト１６の周速を各感光体ドラム２０の周速よりも遅くなるように設定することで、感光体ドラム２０は中間転写ベルト１６に回転を抑える向きに引っ張られるようにして駆動している。

また、この実施形態では、中間転写ベルト１６を熱可塑性エラストマー（以下「ＴＰＥ」という）をアロイ主成分とする熱可塑性エラストマーアロイをベルト基材としたものを採用している。その主たる理由は耐屈曲性にある。すなわち、中間転写ベルト１６のベルト基材としては、従来よりＰＣ樹脂やＰＥＴ樹脂などが多用されてきたが、耐屈曲性において必ずしも十分であるというわけではなく、「発明が解決しようとする課題」の項で詳述したような課題を有していた。特に、中間転写ベルト１６を架張するために設けられたローラのローラ本数を低減させたり、ローラを小型化する場合には、ローラでの中間転写ベルト１６の湾曲度合いを高める必要があるが、その場合には耐屈曲性が大きな問題となってくる。そこで、本発明者らは中間転写ベルト１６のベルト基材としてＰＣ樹脂やＰＥＴ樹脂をはじめとし、ＰＩ（ポリイミド）樹脂、ＰＡ（ポリアミド）樹脂、ＴＰＥアロイの物理特性を検討した結果、ＴＰＥアロイをベルト基材として用いることで優れた耐屈曲性を有する中間転写ベルト１６が得られることがわかった。そこで、本実施形態では、ベルト基材としてＴＰＥアロイを採用した中間転写ベルト１６を用いている。

駆動ローラ１４は、２次転写ローラ１９のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ１４の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０^５Ω・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する２次転写バイアス発生部から２次転写ローラ１９を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ１４に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、２次転写部へシートＳが進入する際の衝撃が中間転写ベルト１６に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。

また、本実施形態においては、駆動ローラ１４の径を従動ローラ１５の径より小さくしている。これにより、２次転写後のシートＳがシートＳ自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ローラ１５をベルトクリーナ１７のバックアップローラとして兼用させている。このベルトクリーナ１７は、搬送方向下向きのベルト面１６ａ側に設けられており、図１に示すように、残留トナーを除去するクリーニングブレード１７ａと、除去したトナーを搬送するトナー搬送部材とを備えている。そして、クリーニングブレード１７ａは従動ローラ１５への中間転写ベルト１６の巻きかけ部において中間転写ベルト１６に当接して２次転写後に中間転写ベルト１６の表面に残留しているトナーをクリーニング除去する。

駆動ローラ１４および従動ローラ１５は転写ベルトユニット９の支持フレーム（図示省略）に回転自在に支持されている。また、中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａ裏面には、後述する各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２０に対向して１次転写ローラ２１が設けられている。これら４つの１次転写ローラ２１は上記支持フレームに対して回転自在に軸支され、１次転写バイアス発生部５２５と電気的に接続されており、適当なタイミングで１次転写バイアス発生部５２５から１次転写バイアスが印加される。

上記支持フレームは、駆動ローラ１４を回動中心として矢印方向Ｄ21にハウジング本体２に対して回動自在となっている。そして、図示を省略するアクチュエータを作動させることで支持フレームが回動してイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃの感光体ドラム２０に対向して配置された１次転写ローラ２１が感光体ドラム２０に向かって近接し、また感光体ドラム２０から離間移動する。このため、イエロー、マゼンタおよびシアン用の１次転写ローラ２１が感光体ドラム２０に向かって近接移動すると、中間転写ベルト１６を挟んで該感光体ドラム２０に当接する（図１中の実線）。そして、この当接位置が１次転写位置となっており、該１次転写位置でトナー像が中間転写ベルト１６に転写される。逆に、イエロー、マゼンタおよびシアン用の１次転写ローラ２１が感光体ドラム２０から離間移動すると、画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃの感光体ドラム２０と中間転写ベルト１６とは互いに離間する（図１中の破線）。一方、ブラック（Ｋ）の画像形成ステーションＫの感光体ドラム２０に対向して配置された１次転写ローラ２１については、中間転写ベルト１６を挟んで該感光体ドラム２０に当接されたまま回転するように構成されている。したがって、図１の実線で示すように、全１次転写ローラ２１を感光体ドラム２０側に位置させることでカラー印字処理が実行可能となる。一方、同図の破線で示すように、ブラック用の１次転写ローラ２１を残して他の１次転写ローラ２１を感光体ドラム２０から離間させることでモノクロ印字処理のみを実行しつつ中間転写ベルト１６が画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃから離間してイエロー、マゼンタおよびシアン色については非印字状態とすることができる。なお、ブラック用の１次転写ローラ２１についても、必要に応じて感光体ドラム２０から離間移動させるように構成してもよい。

図３は駆動ローラ近傍に配設されたセンサを示す図である。この実施形態では、２種類の光学センサが設けられている。すなわち、転写ベルトユニット９の支持フレームには、駆動ローラ１４に近接してテストパターンセンサ１８が設置されている。このテストパターンセンサ１８は、いわゆる反射方式の光センサであり、中間転写ベルト１６の画像領域（画像が形成される最大領域）の表面部分１８１に向けて光を照射する投光部（図示省略）と、中間転写ベルト１６の表面やレジストマークＲＭにより反射された光を受光する受光部（図示省略）を備えている。そして、投光部から中間転写ベルト１６上のレジストマークＲＭに光が照射される一方、該レジストマークＲＭからの光が受光部で受光されて該受光部での受光量に対応する信号がテストパターンセンサ１８から出力される。そして、テストパターンセンサ１８からの出力信号に基づき中間転写ベルト１６上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正する。

また、この実施形態では、上記センサ１８に加えて、中間転写ベルト１６の特徴部位（例えば回転周期検出マークＴＭ）を検出する回転周期検出センサ６０が支持フレームに取り付けられている。この回転周期検出センサ６０もテストパターンセンサ１８と同様にいわゆる反射方式の光センサである。すなわち、センサ６０は、中間転写ベルト１６の非画像領域（画像が形成されない領域）の表面部分６０１に向けて光を照射する投光部（図示省略）と、中間転写ベルト１６の表面や回転周期検出マークＴＭにより反射された光を受光する受光部（図示省略）を備えている。そして、投光部から中間転写ベルト１６上の回転周期検出マークＴＭに光が照射される一方、該レジストマークＲＭからの光が受光部で受光されて該受光部での受光量に対応する信号が回転周期検出センサ６０から出力される。つまり、図４に示すように中間転写ベルト１６の回転周期検出マークＴＭがセンサ６０を通過するたびに回転周期検出信号が出力される。したがって、回転周期検出信号の間隔を計測することで中間転写ベルト１６の回転周期Ｔ（Ｔ1，Ｔ2，…）を求めることができる。このように、この実施形態では、回転周期検出センサ６０が本発明の「中間転写ベルトの回転周期を検出する検出手段」として機能しており、次に説明する理由からセンサ６０による検出結果に基づき装置１の内部温度、つまり機内温度を精度良く求めることができる。なお、この実施形態では、回転周期検出マークＴＭを設け、いわゆる反射方式で回転周期検出信号を得ているが、例えばマークＴＭの代わりにホールを穿設し、いわゆる透過方式でホールを検出して回転周期検出信号を得るように構成してもよい。

図５は温度に応じた中間転写ベルトの回転周期を示すグラフである。同図には、ＰＣ樹脂、ＰＥＴ樹脂およびＴＰＥアロイをベルト基材とする中間転写ベルト１６の回転周期Ｔが温度変化に伴い変動する様子が示されている。同図から明らかなようにＴＰＥアロイをベルト基材とするベルトを中間転写ベルト１６として用いた場合には、温度上昇に伴って回転周期Ｔが長くなっている。これは、ＴＰＥの熱膨張率が従来よりベルト基材として用いられているＰＣ樹脂やＰＥＴ樹脂の熱膨張率に比べて比較的大きく、機内温度に応じて比較的大きく伸縮することに起因している。このようにＴＰＥアロイを用いた場合には、中間転写ベルト１６の伸縮量が機内温度を示す指標値となり得る。そこで、この実施形態では、回転周期検出センサ６０によって中間転写ベルト１６の回転周期を検出することで中間転写ベルト１６の伸縮を求め、これによって機内温度を検出することができる。そして、その検出結果に基づき装置各部の動作条件を後述するように制御している。

図１に戻って装置構成の説明を続ける。画像形成ユニット６は、複数（本実施形態では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イエロー用），Ｍ（マゼンタ用），Ｃ（シアン用），Ｋ（ブラック用）を備えている。各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは本発明の「像形成手段」に相当するものであり、これらにはそれぞれ感光体ドラム２０が設けられている。また、各感光体ドラム２０の周囲には、帯電部２２、像書込部２３、現像部２４および感光体クリーナ２５が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。なお、図１において、画像形成ユニット６の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上、一部の画像形成ステーションのみに符号を付けて他の画像形成ステーションについては符号を省略する。また、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの配置順序は任意である。

各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２０は１次転写位置ＴＲ1で中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接されるように配置されている。また、これらの感光体ドラム２０はそれぞれ専用の駆動モータに接続され、図示矢印Ｄ20に示すように、中間転写ベルト１６の搬送方向に所定周速で回転駆動される。

帯電部２２は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム２０の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム２０の回転動作に伴って感光体ドラム２０に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部（図示省略）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電位置で感光体ドラム２０の表面を帯電させる。

像書込部２３は、発光ダイオードやバックライトを備えた液晶シャッタ等の素子を感光体ドラム２０の軸方向（図１の紙面に対して垂直な方向）に列状に配列したアレイ状書込ヘッドを用いており、感光体ドラム２０から離間配置されている。また、アレイ状書込ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトである。そのため、感光体ドラム２０に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。

そして、本実施形態においては、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２０、帯電部２２、現像部２４および感光体クリーナ２５を交換カートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ（図２）としてユニット化している。また、各交換カートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋには、該交換カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。そして、各交換カートリッジに設けられた送受信部５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ，５３Ｋと、本体側に設けられた送受信部５２２Ｙ，５２２Ｍ，５２２Ｃ，５２２Ｋとがそれぞれ互いに近接配置され、エンジンコントローラ５２のＣＰＵ５２１とメモリ９１〜９４との間で無線通信が行われる。こうすることで、各交換カートリッジに関する情報がＣＰＵ５２１に伝達されるとともに、各メモリ９１〜９４内の情報が更新記憶される。

次に、現像部２４の詳細について、画像形成ステーションＫを代表して説明する。この現像部２４は、トナーを貯留するトナー貯留容器２６と、このトナー貯留容器２６内に配設された２つのトナー撹拌供給部材２８，２９と、トナー撹拌供給部材２９に近接配置された仕切部材３０と、仕切部材３０の上方に配設されたトナー供給ローラ３１と、トナー供給ローラ３１および感光体ドラム２０に当接して所定の周速で図示矢印方向に回転する現像ローラ３３と、現像ローラ３３に当接される規制ブレード３４とから構成されている。

そして、各現像部２４では、トナー撹拌供給部材２９により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材３０の上面に沿ってトナー供給ローラ３１に供給される。また、こうして供給されたトナーは供給ローラ３１を介して現像ローラ３３の表面に供給される。そして、現像ローラ３３に供給されたトナーは規制ブレード３４により所定厚さの層厚に規制され、感光体ドラム２０へと搬送される。そして、現像ローラ３３と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ３３に印加される現像バイアスによって、現像ローラ３３と感光体ドラム２０とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ３３から感光体ドラム２０に移動して、像書込部２３により形成された静電潜像が顕像化される。

また、この実施形態では、感光体ドラム２０の回転方向Ｄ20において１次転写位置ＴＲ1の下流側に、感光体ドラム２０の表面に当接して感光体クリーナ２５が設けられている。この感光体クリーナ２５は、感光体ドラム２０の表面に当接することで１次転写後に感光体ドラム２０の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。

給紙ユニット１０は、シートＳが積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５からシートＳを一枚ずつ給送するピックアップローラ３６とからなる給紙部を備えている。第１の開閉部材３内には、２次転写領域ＴＲ2へのシートＳの給紙タイミングを規定するレジストローラ対３７と、駆動ローラ１４および中間転写ベルト１６に圧接される２次転写手段としての２次転写ローラ１９と、定着ユニット１２と、排紙ローラ対３９と、両面プリント用搬送路４０を備えている。

２次転写ローラ１９は、中間転写ベルト１６に対して離当接自在に設けられ、２次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１２は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ４５と、この加熱ローラ４５を押圧付勢する加圧ローラ４６とを有している。そして、シートＳに２次転写された画像は、加熱ローラ４５と加圧ローラ４６で形成するニップ部で所定の温度でシートＳに定着される。本実施形態においては、中間転写ベルト１６の斜め上方に形成される空間、換言すれば、中間転写ベルト１６に対して画像形成ユニット６と反対側の空間に定着ユニット１２を配設することが可能になり、電装品ボックス５、画像形成ユニット６および中間転写ベルト１６への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。

また、こうして定着処理を受けたシートＳは排紙ローラ対３９を経由してハウジング本体２の上面部に設けられた第２の開閉部材（排紙トレイ）４に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排紙ローラ対３９後方の反転位置まで搬送されてきた時点で排紙ローラ対３９の回転方向を反転し、これによりシートＳは両面プリント用搬送路４０に沿って搬送される。そして、レジストローラ対３７の手前で再び搬送経路に乗せられるが、このとき、２次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト１６と当接して画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。

また、この装置１では、図２に示すように、メインコントローラ５１のＣＰＵ５１１により制御される表示部５４を備えている。この表示部５４は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ５１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。

なお、図２において、符号５１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース５１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ５１に設けられた画像メモリである。また、符号５２３はＣＰＵ５２１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号５２４はＣＰＵ５２１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。

図６は図１の画像形成装置の動作を示す図である。この装置では、同図に示すように、回転周期検出センサ６０によって中間転写ベルト１６の回転周期を検出し、その検出結果に基づき色ずれ補正処理の実行タイミングを制御している。より具体的には、ＲＯＭ５２３に記憶されている色ずれ補正に関するプログラムにしたがってエンジンコントローラ５２のＣＰＵ５２１が装置各部を以下のように制御して色ずれ補正処理の実行タイミングを調整している。

ステップＳ１で回転周期検出センサ６０から回転周期検出信号が２回出力されると、最初の回転周期検出信号の出力から次の信号の出力までの時間を内部タイマー（図示省略）がカウントして中間転写ベルト１６が１周する時間、つまり回転周期Ｔが算出される（ステップＳ２）。そして、この回転周期Ｔがリファレンス周期ＴrとしてＲＡＭ５２４に記憶される（ステップＳ３）。こうして、機内温度の変動を検出する準備が完了する。

そして、回転周期検出信号が出力されるたびに（ステップＳ４）、前回の回転周期検出信号からの経過時間を内部タイマーがカウントして回転周期Ｔが算出される（ステップＳ５）。また、この回転周期Ｔとリファレンス周期Ｔrとの差の絶対値｜Ｔ−Ｔr｜が予め設定されている許容値Ｔaと比較される（ステップＳ６）。すなわち、絶対値｜Ｔ−Ｔr｜は回転周期の変動量を示すものであり、機内温度の変動を指標している。そこで、この実施形態では、ステップＳ６で許容値Ｔaを超えて機内温度が変動しているか否かを判定している。

このステップＳ６で「ＮＯ」と判定する、つまり回転周期の変動量が小さく機内温度の変動が小さいと判定した場合には、ステップＳ４に戻り、次の回転周期検出信号の検出および回転周期Ｔの算出を繰り返す。一方、ステップＳ６で「ＹＥＳ」と判定する、つまり回転周期の変動量が許容値Ｔaを超えて変動し、機内温度の変動が大きいと判定した場合には、中間転写ベルト１６の速度変動が生じるとともに、装置各部の伸縮が生じている可能性が高いため、色ずれ補正処理を実行する（ステップＳ７）。

この色ずれ補正処理では、画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって、例えば図３に示すように中間転写ベルト１６の画像領域に中間転写ベルト１６の搬送方向Ｄ16に直交する主走査方向Ｘに平行に延びる帯状形状（例えば幅０．５ｍｍ）のレジストマークＲＭが、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に搬送方向（副走査方向）D16にそれぞれ所定間隔（例えば０．５ｍｍ）の間隔をおいて形成される。なお、同図には、イエローのレジストマークＲＭ(Y)、ブラックのレジストマークＲＭ(K)、シアンのレジストマークＲＭ(C)、マゼンタのレジストマークＲＭ(M)およびイエローのレジストマークＲＭ(Y)のみが図示されているが、各色について複数本ずつ形成している。そして、上記のようにして中間転写ベルト１６上に形成されたレジストマークＲＭ(K)、ＲＭ(C)、ＲＭ(M)、ＲＭ(Y)は中間転写ベルト１６の移動とともに搬送方向Ｄ16に移動してテストパターンセンサ１８の検出領域１８１を通過する。このとき、テストパターンセンサ１８から出力される信号の電圧レベルが受光量に応じて変化する。このため、電圧レベルを計測することでテストパターンセンサ１８を各レジストマークＲＭが通過するタイミングを測定することができ、レジストマークＲＭの位置情報を取得することができる。そして、全てのレジストマークＲＭについて位置情報が得られると、それらの位置情報に基づき色ずれ補正を行う。

こうして色ずれ補正処理と並行して、または完了後に、ＲＡＭ５２４に記憶されているリファレンス周期ＴrをステップＳ５で算出された回転周期Ｔに書き換えた（ステップＳ８）後、ステップＳ４に戻って、上記一連の動作（ステップＳ４〜Ｓ８）を繰り返す。

以上のように、この実施形態によれば、中間転写ベルト１６のベルト基材をＴＰＥアロイで構成したため、ＰＣ樹脂やＰＥＴ樹脂製の中間転写ベルトに比べて耐屈曲性を格段に向上させることができ、トナー像の転写不良を防止して良好な品質で画像を形成することができる。

また、この実施形態では、ＴＰＥアロイをベルト基材とする中間転写ベルト１６を用いた場合には、中間転写ベルト１６の伸縮量が装置の内部温度を示す指標値となり得ることに着目し、色ずれ補正処理の実行タイミングを制御している。すなわち、中間転写ベルト１６の非画像領域に回転周期検出マークＴＭを設けるとともに、該マークＴＭを検出するための回転周期検出センサ６０を設けている。そして、該センサ６０から回転周期検出信号に基づき中間転写ベルト１６の回転周期を算出し、リファレンス周期Ｔrとの相違量（｜Ｔ−Ｔr｜）を演算することで機内温度の変動を求めているため、機内温度の変動を正確に求めることができる。というのも、中間転写ベルト１６はトナー像を担持しながら所定方向に循環移動するものであり、その伸縮は装置内部の平均的な温度を反映したものとなるからである。

そして、この実施形態では、機内温度の変動が許容を超えた場合に色ずれ補正処理を実行している。したがって、機内温度の変動に起因する中間転写ベルト１６の速度変動や装置各部の伸縮が生じた結果、色ずれ発生の可能性が高まるタイミングで色ずれ補正処理が適切に実行されるため、色ずれや色調低下などの発生を未然に防止することができる。

ところで、ベルト基材をＴＰＥアロイで構成した中間転写ベルト１６を用いた場合には、機内温度の変動による中間転写ベルト１６の伸縮量が比較的大きくなる。したがって、図７に示すように、固定配置されたローラ１４、１５以外にテンションローラ６１を設けて中間転写ベルト１６に対して所定の張力を与えるように構成するのが望ましい。つまり、転写ベルトユニット９が、同図に示すように、駆動ローラ１４、従動ローラ１５、６２およびテンションローラ６１の間に中間転写ベルト１６を張架して図示矢印方向Ｄ16へ循環駆動するように構成してもよい。このように構成された装置においても、上記実施形態と同様に、回転周期検出センサ６０から回転周期検出信号に基づき中間転写ベルト１６の回転周期を算出し、機内温度の変動を求めることができる。また、同図に示すように、テンションローラ６１の近傍にポジションセンサ６３を設け、ポジションセンサ６３によるテンションローラ６１の位置により機内温度の変動を求めるようにしてもよい。というのも、機内温度の変動により中間転写ベルト１６が伸縮すると、その伸縮量に応じてテンションローラ６１が移動し、ポジションセンサ６３からの出力される電圧値が図８に示すように変化するからである。そこで、回転周期信号の代わりにポジションセンサ６３からの出力信号に基づき機内温度の変動を検出して色ずれ補正処理の実行タイミングを制御するようにしてもよい。すなわち、ポジションセンサ６３を本発明の「テンションローラの位置を検出する検出手段」として機能させるように構成してもよい。以下、図９を参照しつつ詳述する。

図９は本発明にかかる画像形成装置の他の実施形態の動作を示すフローチャートである。この装置では、同図に示すように、ポジションセンサ６３によってテンションローラ６１の位置を検出し、その検出結果に基づき色ずれ補正処理の実行タイミングを制御している。より具体的には、ＲＯＭ５２３に記憶されている色ずれ補正に関するプログラムにしたがってエンジンコントローラ５２のＣＰＵ５２１が装置各部を以下のように制御して色ずれ補正処理を実行する。

ステップＳ２１でポジションセンサ６３からの出力信号に基づきテンションローラ６１の位置Ｐが検出される。そして、この検出結果（テンションローラ６１の位置Ｐ）がリファレンス位置ＰrとしてＲＡＭ５２４に記憶される（ステップＳ２２）。こうして、機内温度の変動を検出する準備が完了する。

そして、カラー印字指令が与えられるたびに（ステップＳ２３）、ポジションセンサ６３からの出力信号に基づきテンションローラ６１の位置Ｐが検出される。また、位置Ｐとリファレンス位置Ｐrとの差の絶対値｜Ｐ−Ｐr｜が予め設定されている許容値Ｐaと比較される（ステップＳ２５）。すなわち、絶対値｜Ｐ−Ｐr｜はテンションローラ６１の変動量を示すものであり、機内温度の変動を指標している。そこで、この実施形態では、ステップＳ２５で許容値Ｐaを超えて機内温度が変動しているか否かを判定している。

このステップＳ２５で「ＮＯ」と判定する、つまりテンションローラ６１の変動量が小さく機内温度の変動が小さいと判定した場合には、色ずれ補正処理を行うことなしにカラー印字処理を実行した（ステップＳ２６）後、ステップＳ２３に戻って次のカラー印字指令を待つ。一方、ステップＳ２５で「ＹＥＳ」と判定する、つまりテンションローラ６１の変動量が許容値Ｐaを超えて変動し、機内温度の変動が大きいと判定した場合には、中間転写ベルト１６の速度変動が生じるとともに、装置各部の伸縮が生じている可能性が高いため、上記実施形態と同様の色ずれ補正処理を実行する（ステップＳ２７）。

こうして色ずれ補正処理と並行して、または完了後に、ＲＡＭ５２４に記憶されているリファレンス位置ＰrをステップＳ２４で検出されたテンションローラ６１の位置Ｐに書き換えた（ステップＳ２８）。また、色ずれ補正処理の完了を待ってカラー印字処理を実行した（ステップＳ２９）後、ステップＳ２３に戻って次のカラー印字指令を待つ。

以上のように、この実施形態では、機内温度の指標値としてテンションローラ６１の位置を用いているが、その他の点では先の実施形態と同様であり、その結果、同様の作用効果が得られる。すなわち、中間転写ベルト１６のベルト基材をＴＰＥアロイで構成したため、耐屈曲性の向上によりトナー像の転写不良を防止して良好な品質で画像を形成することができる。また、中間転写ベルト１６の伸縮に対応して移動するテンションローラ６１の位置を検出し、リファレンス位置Ｐrとの相違量（｜Ｐ−Ｐr｜）を演算することで機内温度の変動を求めているため、機内温度の変動を正確に求めることができる。そして、機内温度の変動が許容を超えた場合に色ずれ補正処理を実行しているため、色ずれや色調低下などの発生を未然に防止することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、中間転写ベルト１６の回転周期やテンションローラ６１の位置に基づき機内温度の変動を検出し、色ずれ補正処理の実行タイミングを制御しているが、他の処理タイミングを制御するようにしてもよい。というのも、機内温度の変動による画像品質への悪影響は色ずれのみ限定されるものではなく、例えば各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋでトナー像を形成する際の動作条件（現像バイアス、露光エネルギー、帯電バイアスなど）の最適値が変動してしまうことがある。このように各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋでの動作条件が最適値からずれると、トナー像の濃度が所望値から変動して画質低下を招く。そこで、中間転写ベルト１６の回転周期やテンションローラ６１の位置に基づき動作条件を最適化する最適化処理の実行タイミングを制御してもよく、これによって常に良好な動作条件でトナー像が形成されて画像品質を高めることができる。なお、ここでいう「最適化処理」とは、画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの動作条件を変更設定しながらトナー像をパッチ画像として形成するとともにパッチ画像の濃度を検出して動作条件を最適化する処理をいうものである。また、トナー像の転写条件も機内温度の影響を受け易く、色ずれ補正処理や最適化処理と同様に、中間転写ベルト１６の回転周期やテンションローラ６１の位置に基づき転写条件を制御するのが望まれる。

また、上記実施形態では、中間転写ベルト１６の回転周期やテンションローラ６１の位置に基づき機内温度の変動を検出しているが、予め回転周期やテンションローラ位置に対応する機内温度を示すテーブルや関数を求めるとともにＲＯＭ５２３に記憶しておき、回転周期やテンションローラ位置を検出した際にテーブルや関数に基づき機内温度そのものを求めるように構成してもよい。すなわち、上記テーブルや関数を予め用意しておくことで中間転写ベルト１６の伸縮を機内温度用の温度センサとして機能させることができる。

さらに、上記実施形態では、いわゆるタンデム方式の画像形成装置に本発明を適用しているが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、像形成手段により形成されたトナー像を所定方向に循環移動する中間転写ベルトに転写して該トナー像を一時的に担持する画像形成装置全般に対して本発明を適用することができる。

本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。 図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。 駆動ローラ近傍に配設されたセンサを示す図。 回転周期検出センサから出力される回転周期検出信号の一例を示す図。 温度に応じた中間転写ベルトの回転周期を示すグラフ。 図１の画像形成装置の動作を示す図。 本発明にかかる画像形成装置の他の実施形態を示す図。 ポジションセンサからの出力とテンションローラ位置との関係を示す図。 図７の画像形成装置の動作を示す図。

符号の説明

１…画像形成装置、 ９…転写ベルトユニット、 １４…駆動ローラ（固定ローラ）、 １５…従動ローラ（固定ローラ）、 １６…中間転写ベルト、 ５２…エンジンコントローラ（制御手段）、 ６０…回転周期検出センサ（検出手段）、 ６１…テンションローラ、 ６３…ポジションセンサ（検出手段）、 ５２１…ＣＰＵ（制御手段）、 Ｐ…（テンションローラの）位置、 ＲＭ、ＲＭ(K)、ＲＭ(C)、ＲＭ(M)、ＲＭ(Y) …レジストマーク、 Ｔ…回転周期、 Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ…画像形成ステーション（像形成手段）

Claims (6)

1. 像形成手段により形成されたトナー像を所定方向に循環移動する中間転写ベルトに転写して該トナー像を一時的に担持する画像形成装置において、
   前記中間転写ベルトは熱可塑性エラストマーをアロイ主成分とする熱可塑性エラストマーアロイをベルト基材としていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記中間転写ベルトの回転周期を検出する検出手段と、
   前記検出手段による検出結果に基づき装置各部の動作条件を制御する制御手段と
   をさらに備えた請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記中間転写ベルトは固定配置された複数の固定ローラと可動自在に設けられたテンションローラとに掛け渡されており、前記中間転写ベルトの伸縮に応じて前記テンションローラが移動して前記中間転写ベルトの張力が調整される請求項１記載の画像形成装置であって、
   前記テンションローラの位置を検出する検出手段と、
   前記検出手段による検出結果に基づき装置各部の動作条件を制御する制御手段と
   をさらに備えた画像形成装置。
4. 前記像形成手段として、それぞれが互いに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備え、前記複数の画像形成ステーションを前記中間転写ベルトの移動方向に沿って配置し、前記複数の画像形成ステーションにより形成されるトナー像をレジストマークとして前記中間転写ベルト表面上で前記移動方向に離間して形成するとともに各レジストマークを検出して前記複数色の間での色ずれを補正する、色ずれ補正処理を実行する請求項２または３記載の画像形成装置であって、
   前記制御手段は、前記検出手段による検出結果に基づき、前記色ずれ補正処理の実行タイミングを制御する画像形成装置。
5. 前記像形成手段の動作条件を変更設定しながらトナー像をパッチ画像として形成するとともに前記パッチ画像の濃度を検出して前記動作条件を最適化する、最適化処理を実行する請求項２ないし４のいずれかに記載の画像形成装置であって、
   前記制御手段は、前記検出手段による検出結果に基づき、最適化処理の実行タイミングを制御する画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記検出手段による検出結果に基づき、前記中間転写ベルトへの前記トナー像の転写条件を制御する請求項２ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。

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