画像形成装置
【課題】装置の大型化を招くことなく、色ずれを効果的に低減できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度を速度検知手段によりそれぞれ検知する。これにより、各ステーションの一次転写部ＴａないしＴｄでの中間転写ベルト６の回転速度がわかるため、これに基づいて、中間転写ベルト６の回転速度を調整する。この結果、感光ドラム１ａないし１ｄの周速の差などによる外力の影響を小さくして、一次転写部ＴａないしＴｄで色ずれを低減できる。また、速度検知手段は、一次転写ローラ５ａないし５ｄに設けられているため、装置の大型化を招くことはない。
【解決手段】一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度を速度検知手段によりそれぞれ検知する。これにより、各ステーションの一次転写部ＴａないしＴｄでの中間転写ベルト６の回転速度がわかるため、これに基づいて、中間転写ベルト６の回転速度を調整する。この結果、感光ドラム１ａないし１ｄの周速の差などによる外力の影響を小さくして、一次転写部ＴａないしＴｄで色ずれを低減できる。また、速度検知手段は、一次転写ローラ５ａないし５ｄに設けられているため、装置の大型化を招くことはない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体から一次転写されたトナー像を記録材に二次転写する中間転写ベルトや、その表面に記録材を載せて搬送し、像担持体上のトナー像を該記録材に転写する記録材搬送ベルト等のベルト状回転体を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真作像プロセスを用いた電子写真カラー画像形成装置は、１つもしくは複数の感光ドラムを備えている。そして、感光ドラム上に担持された単色のトナー像を、中間転写ベルト又は記録材搬送ベルトにより搬送される記録材に転写するプロセスを複数回繰り返す。これにより、記録材上にフルカラーのトナー像を形成する。
【０００３】
また、近年では、カラー画像形成装置の生産性向上のため、いわゆるタンデム型の構造が主流となってきている。即ち、複数の感光ドラムを中間転写ベルト又は記録材搬送ベルトの回転方向に並べて配置し、中間転写ベルト又は記録材搬送ベルトにより搬送される記録材に順次転写していく画像形成装置が主流となってきている。
【０００４】
タンデム型のカラー画像形成装置の場合、中間転写ベルトや記録材搬送ベルト（以下、ベルト状回転体と総称する）を回転させ、その表面又はその表面に載せた記録材上で、各感光ドラム上に形成された複数色のトナー像を重ね合わせる。このため、そのベルト状回転体の回転速度の変動等により、各色のトナー像が転写される位置が回転方向にずれるといった問題（以下、色ずれと呼ぶ）が生じる可能性がある。
【０００５】
具体的に説明すると、タンデム型のカラー画像形成装置は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色の感光ドラムを有する各ステーションを、ベルト状回転体の回転方向に並べている。そして、ベルト状回転体の回転方向上流から各ステーションにより、各色のトナー像を順次重ねていく。例えば、Ｙステーションにより転写されたトナー像は、ベルト状回転体の回転によりＭステーションに移動し、Ｍのトナー像が重ねられる。同様に、Ｃステーション、Ｋステーションで各色のトナー像を重ねる。このように各色のトナー像を重ねるべく、各ステーションの感光ドラムは、回転方向下流側に向かう程、ベルト状回転体の移動分遅れて作像される。したがって、ベルト状回転体の移動が所望のタイミングとずれた場合には、回転方向（副走査方向）の色ずれが生じる。
【０００６】
ベルト状回転体のタイミングがずれる原因として、ベルト状回転体の厚さムラや張力ムラ等により、ベルト状回転体の回転速度が一周内で一定でないことが挙げられる。即ち、ベルト状回転体は、駆動ローラや従動ローラ、感光ドラム、クリーニングブレード等の当接物やベルト自体の物性の不均一性等により、ベルト一周内で張力が均一でない。このため、ベルト状回転体の回転速度は一周内で一定とならない。したがって、上述のような色ずれを低減するためには、ベルト状回転体の回転速度の速度変動が各ステーションで小さくなるように制御することが重要となる。このような制御をするために、ベルト状回転体上に設けたマーカを検知したり、ベルト状回転体の従動ローラの角速度を検出して、ベルト状回転体の回転速度を制御する構造が知られている（特許文献１ないし４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１０８１６９号公報
【特許文献２】特開２００５−１１５３９８号公報
【特許文献３】特開２００５−２４６１６号公報
【特許文献４】特開２００５−９１８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述のような張力ムラなどの要因に加えて、次のような外力によりベルト状回転体の回転速度が変動する。即ち、各感光ドラムの周速とベルト状回転体の周速とは、各感光ドラムからのトナー像の転写性を考慮して略同一となるように設定されるが、各部品の公差やモータの個体差等によりこれらの周速を完全に一致させることは難しい。したがって、ベルト状回転体は、各感光ドラムとの周速差により各感光ドラムから力（外力）を受け、回転速度が変動する。また、このような外力は、各感光ドラムと対向しベルト状回転体を挟むように配置された転写ローラによる加圧力や、各感光ドラム表面の摩擦係数等により、大きさ及び方向が変化する。したがって、色ずれを低減させるためには、上述の外力の影響をなるべく小さくできるように、ベルト状回転体の回転速度を制御する必要がある。
【０００９】
これに対して、特許文献１ないし４に記載された構造の場合、上述の外力を考慮した速度検知及び制御を行っていないため、色ずれの低減を十分に図れない。但し、特許文献４に記載された構造の場合、各感光ドラムの間部分でベルト状回転体の速度検知を行っているため、前記特許文献１ないし３に記載された構造よりも、色ずれの低減を図れると考えられる。
【００１０】
しかしながら、各感光ドラムの間部分で検出される回転速度は、ベルト状回転体の撓みや伸びが生じるため、各感光ドラムにより転写されるそれぞれの転写部での回転速度と異なる。即ち、各感光ドラム同士も、例えば、周速が同一となるようにそれぞれ独立のモータで駆動されるが、各モータの個体差や部品精度のばらつき等により、実際に各周速を同一にすることは難しい。このような各感光ドラム同士の周速の違いにより、各感光ドラムの間部分でベルト状回転体が撓んだり伸びたりして、この間部分で検出される速度と転写部での速度とが一致しない。また、ベルト状回転体が中間転写ベルトである場合、各転写部でのトナーの載り量の違いにより、中間転写ベルトと感光ドラムとの摩擦係数が変化する。このため、各転写部で中間転写ベルトが受ける力（外力）が異なり、各転写部で中間転写ベルトの回転速度がずれる可能性がある。したがって、特許文献４に記載された構造の場合、上述の外力により速度変動が生じる部分である転写部での回転速度を正確に検出できず、やはり、色ずれの低減を十分に図れない。
【００１１】
また、特許文献４に記載された構造の場合、各感光ドラムの間部分に速度検知手段を配置するため、装置全体が大型化する。即ち、感光ドラムの周囲には、帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段等の多くの部品が配置される。このため、特許文献４に記載された構造のように、各感光ドラムの間部分に速度検知手段を配置した場合には、各感光ドラム同士の間隔を大きくする必要があり、装置全体が大型化する。
【００１２】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、装置の大型化を招くことなく、色ずれを効果的に低減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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、像担持体と、回転可能に張架され該像担持体と当接するベルト状回転体と、該ベルト状回転体に従動して回転し、該像担持体に担持されたトナー像を該ベルト状回転体の表面又はその表面に載せた記録材に転写させる転写ローラと、該ベルト状回転体を回転駆動する駆動手段と、を備えた画像形成装置において、前記転写ローラの回転速度を検知する速度検知手段と、該速度検知手段により検知した前記転写ローラの回転速度に基づいて、前記駆動手段を制御して前記ベルト状回転体の回転速度を調整する制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、転写ローラの回転速度を検知しているため、転写部でのベルト状回転体の回転速度を検知できる。このため、ベルト状回転体が像担持体から受ける外力の影響による誤差が少なくなるように、ベルト状回転体の回転速度を調整できる。この結果、像担持体及びベルト状回転体の周速の設定や像担持体の駆動方式によらず、副走査方向の色ずれの低減を効果的に図れる。また、このような制御を行うために、転写ローラに速度検知手段を設けており、感光ドラムに隣接した位置に新たな部材を設けていないため、装置全体の大型化を招くことはない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の断面を示す概略図。
【図２】同じく中間転写ベルト周辺の構成を示す概略図。
【図３】（Ａ）は一次転写ローラの弾性部の自由状態を、（Ｂ）は一次転写ローラと中間転写ベルトとが当接している状態をそれぞれ示す、図２のイ−イ断面に相当する図。
【図４】本発明の実施形態に係る信号処理を表すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第一の実施形態＞
図１ないし図４により、本発明の第一の実施形態について説明する。まず、図１により、本発明の対象となる画像形成装置の概略について説明する。図１に示す画像形成装置は、中間転写方式のタンデム型カラーデジタルプリンタである。それぞれが像担持体である４本の感光ドラム１ａないし１ｄは、それぞれ帯電ローラ２ａないし２ｄにより表面を一様な電荷に帯電される。レーザスキャナ３ａないし３ｄにはそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像信号が入力され、この画像信号に応じてドラム表面をレーザ光で照射することにより電荷を中和し、潜像を形成する。各感光ドラム１ａないし１ｄ上に形成された潜像は、現像器４ａないし４ｄにより、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーで現像され、各感光ドラム１ａないし１ｄの表面にトナー像が形成される。
【００１７】
各感光ドラム１ａないし１ｄ上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５ａないし５ｄと各感光ドラム１ａないし１ｄとの間で、ベルト状回転体である中間転写ベルト６を挟持することにより、中間転写ベルト６に順番に一次転写される。そして、中間転写体ベルト６にフルカラーのトナー像が形成される。各感光ドラム１ａないし１ｄ上の転写残トナーは、ドラムクリーナ７ａないし７ｄにより回収される。
【００１８】
一方、カセット８、９もしくは手差し給紙部１０の何れかから給紙された紙等の記録材は、搬送ローラ１１によりレジストローラ１２に向かって送られる。停止しているレジストローラ１２に対して記録材の先端が突き当たり、ループを形成して斜行を補正した後、中間転写ベルト６上のトナー像と同期してレジストローラ１２の回転を開始させる。中間転写ベルト６上のトナー像は二次転写ローラ１３及び二次転写内ローラ１９によって記録材に転写され、定着器１４で熱及び圧力により記録材に定着される。その後、記録材は排紙部１５から機外へと排出される。また、二次転写部において転写されなかった中間転写ベルト６上の転写残トナーは、中間転写ベルトクリーナ１６により回収される。
【００１９】
次に図２及び図３により、中間転写ベルト６の速度検知に関する部分について説明する。中間転写ベルト６は、駆動手段である駆動ローラ１７、テンションローラ１８、二次転写内ローラ１９の３本のローラにより回転可能に張架されている。駆動ローラ１７及び二次転写内ローラ１９は、装置に固定されたフレーム２０に回転可能に支持されている。また、駆動ローラ１７は、駆動手段を構成する駆動モータ３４により、例えば歯車などを介して駆動され、中間転写ベルト６を回転駆動する。図示の例の場合、駆動ローラ１７が図２の時計方向に回転することにより、中間転写ベルト６も時計方向に回転する。テンションローラ１８及び二次転写内ローラ１９は、中間転写ベルト６が回転することにより従動回転する。
【００２０】
テンションローラ１８は、フレーム２０に対して、図２の左右方向に移動可能な軸受２１により、その両端近傍を回転可能に支持されている。また、軸受２１は、ばね２２により図２の左方向に付勢されている。そして、テンションローラ１８により中間転写ベルト６の張力を調整している。即ち、中間転写ベルト６の長さやその他の部品の寸法が部品の寸法公差により振れても、テンションローラ６の位置が図２の左右方向にずれることにより吸収され、中間転写ベルト６はほぼ一定の張力で張架される。
【００２１】
また、中間転写ベルト６の表面に当接するように、感光ドラム１ａないし１ｄが、回転方向に並べて配置されている。各感光ドラム１ａないし１ｄは、１本ずつ独立のモータ（不図示）により、中間転写ベルト６との当接部において中間転写ベルト６表面と各感光ドラム１ａないし１ｄ表面との進行方向が同じになるように回転される。即ち、各感光ドラム１ａないし１ｄは、図２の反時計方向に回転される。各感光ドラム１ａないし１ｄと同軸上の一部には、エンコーダなどの各感光ドラム１ａないし１ｄの角速度を検知する検知手段（不図示）がそれぞれ取り付けられている。そして、それぞれの検知手段の出力信号により、各感光ドラム１ａないし１ｄの角速度が一定になるようにモータを制御する。ここで、各感光ドラム１ａないし１ｄから中間転写ベルト６ヘのトナー像の転写性を考慮して、各感光ドラム１ａないし１ｄの表面の周速と中間転写ベルト６の表面の周速とは、初期状態で、同一になるように設定されている。
【００２２】
中間転写ベルト６を挟んで各感光ドラム１ａないし１ｄに対向した位置（内側）には、図３に示すように、それぞれ両端を軸受２３により回転可能に支持された一次転写ローラ５ａないし５ｄが配置されている。本実施形態の場合、一次転写ローラ５ａないし５ｄが、特許請求の範囲に記載した転写ローラに相当する。軸受２３は、フレーム２０により一方向（図２、３の上下方向）に移動可能にガイドされており、ばね２４により感光ドラム１ａないし１ｄに向けて付勢されている。このように一次転写ローラ５ａないし５ｄは、中間転写ベルト６を挟んで各感光ドラム１ａないし１ｄに付勢されているため、中間転写ベルト６が回転することにより従動回転を行なう。
【００２３】
一次転写ローラ５ａないし５ｄは、両端部を軸受２３に支持された芯金２５の軸方向中間部の周りに円筒状の弾性部２６を、芯金２５の軸方向両端寄り部分に円筒状突き当て部であるカラー２７を、それぞれ固定してなる。弾性部２６は、発泡ポリウレタン等の弾性に富む部材を円筒状に形成してなるもので、各一次転写ローラ５ａないし５ｄの径方向に弾性変形可能である。カラー２７は、ポリアセタール等の摺動性の良い合成樹脂を円筒状に形成してなるもので、弾性部２６の自由状態での外径よりも小さい外径を有し、且つ、弾性部２６よりも高い剛性を有する。
【００２４】
カラー２７の外径は、弾性部２６の半径とカラー２７の半径との差分、弾性部２６が中間転写ベルト６に弾性的に当接することにより、必要な一次転写圧が確保できるように設定されている。即ち、カラー２７が中間転写ベルト６と当接することにより、弾性部２６の弾性変形量を一定値に規制する。そして、弾性部２６の弾性変形量が大きすぎたり小さすぎたりしないようにして、必要な一次転写圧を確保している。したがって、使用状態では、弾性部２６が中間転写ベルト６を介して各感光ドラム１ａないし１ｄに当接して弾性変形し、両端のカラー２７が、中間転写ベルト６を挟んで各感光ドラム１ａないし１ｄと当接する。これにより、各感光ドラム１ａないし１ｄと一次転写ローラ５ａないし５ｄとの中心距離が一定に保たれ、中間転写ベルト６と一次転写ローラ５ａないし５ｄの中心との距離も一定に保たれる。また、弾性部２６は、その表面の摩擦係数が高いため、中間転写ベルト６を介して感光ドラム１ａないし１ｄに当接した状態では、一次転写ローラ５ａないし５ｄは中間転写ベルト６に対してすべることなく従動回転する。
【００２５】
図３に示すように、一次転写ローラ５ａないし５ｄの芯金２５の一端には、エンコーダ２８がそれぞれ固定されている。エンコーダ２８は、例えば、円板の回転方向に関して複数のスリットを形成したもので、光や磁気の変化を検知する検知部３５を側面に対向させて配置している。したがって、各一次転写ローラ５ａないし５ｄと共にエンコーダ２８が回転すると、この回転に応じた信号が検知部３５からそれぞれ出力され、各一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度が検知される。本実施形態の場合、エンコーダ２８と検知部３５とにより速度検知手段を構成する。また、特許請求に範囲に記載した転写ローラの回転速度は、転写ローラの角速度や周速を含む概念である。したがって、速度検知手段は、一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度や周速をそれぞれ検知できれば、その他の構成であっても良い。また、本実施形態の場合、エンコーダ２８及び検知部３５を全ての一次転写ローラ５ａないし５ｄに設け、各エンコーダ２８及び検知部３５により全ての転写ローラ５ａないし５ｄの角速度をそれぞれ検知している。
【００２６】
ここで、一次転写ローラ５ａないし５ｄの両端寄りにはカラー２７が固定されているため、上述したように、一次転写ローラ５ａないし５ｄの中心と中間転写ベルト６との距離は一定に保たれる。従って、一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度を検知することにより、この角速度とカラー２７の半径とから一次転写ローラ５ａないし５ｄの周速が求められる。そして、この周速から、一次転写ローラ５ａないし５ｄに接している部分である各一次転写部ＴａないしＴｄでの中間転写ベルト６の回転速度が求められる。これにより、中間転写ベルト６が各ステーションの感光ドラム１ａないし１ｄから受ける力が異なり、各ステーション間で僅かに撓みや伸びが生じているような場合に関しても、各一次転写部ＴａないしＴｄでの中間転写ベルト６の回転速度を正確に検知できる。
【００２７】
前述したように、タンデム型カラー画像形成装置においては、各ステーションの一次転写部ＴａないしＴｄで、中間転写ベルト６が各感光ドラム１ａないし１ｄから受ける外力の影響等により、中間転写ベルト６の回転速度が変動する。したがって、副走査方向の色ずれを低減するためには、このような外力の影響をなるべく小さくできるように、中間転写ベルト６の回転速度を制御すれば良い。隣接する２ステーション間を考えた場合、２個所の一次転写部での中間転写ベルト６の回転速度が同一であれば、２ステーション間で中間転写ベルト６が伸びたり撓んだりしていない状態であり、２個所の一次転写部で受ける外力の和が最小である。つまり、隣接する２ステーションの一次転写部での中間転写ベルト６の速度の平均値を、中間転写ベルト６の目標速度になるように制御することが、２個所の一次転写部で受ける外力の和を最小にすることであり、副走査方向の色ずれの低減になる。
【００２８】
本実施形態の画像形成装置では、図１に示したように、感光ドラム１ａないし１ｄが４本配置されているため、イエロー〜マゼンタ間、マゼンタ〜シアン間、シアン〜ブラック間の３個所について、それぞれ中間転写ベルト６の回転速度の平均値を計算する。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションの一次転写ローラ５ａないし５ｄにそれぞれ設けられたエンコーダ２８と検知部３５とから成る速度検知手段３６ａないし３６ｄからの出力信号を、Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋとする（図４参照）。即ち、これら各出力信号Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋは、各一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度に対応する値である。また、隣接する２ステーション間の平均値を、Ｖｙｍ、Ｖｍｃ、Ｖｃｋとすると、各平均値は、次のように表される。
Ｖｙｍ＝（Ｖｙ＋Ｖｍ）／２
Ｖｍｃ＝（Ｖｍ＋Ｖｃ）／２
Ｖｃｋ＝（Ｖｃ＋Ｖｋ）／２
【００２９】
制御対象は、中間転写ベルト６を駆動する駆動ローラ１７の回転速度のみであるため、これら３つの平均値のさらに平均値Ｖａｖｅを計算し、この値が中間転写ベルト６の目標速度となるように制御する。
Ｖａｖｅ＝（Ｖｙｍ＋Ｖｍｃ＋Ｖｃｋ）／３
＝（Ｖｙ＋２Ｖｍ＋２Ｖｃ＋Ｖｋ）／６
【００３０】
つまり、回転方向中間に位置するＭ及びＣステーションの速度検知手段３６ｂ、３６ｃの出力信号は、回転方向最上流及び最下流に位置するＹ及びＫステーションの速度検知手段３６ａ、３６ｄの出力信号の２倍の重み付けがされている。即ち、特定の速度検知手段である速度検知手段３６ｂ、３６ｃの出力信号を、他の速度検知手段である速度検知手段３６ａ、３６ｄの出力信号よりも、中間転写ベルト６の回転速度の調整に与える影響が大きくなるように扱っている。これは、例えばＭステーションの速度は、Ｙ及びＣステーション間の中間転写ベルト６の挙動に影響を与えるのに対して、Ｋステーションの速度は、Ｃステーションとの間の中間転写ベルト６の挙動にしか影響を与えていないからである。したがって、このような考え方から、中間転写ベルト６の回転方向最上流及び最下流に位置する転写ローラ以外（一次転写ローラ５ａ、５ｄ以外）の転写ローラである一次転写ローラ５ｂ、５ｃの速度検知手段３６ｂ、３６ｃの出力信号に重み付けをする。このような重み付けは、制御手段であるＣＰＵ２９により行う。
【００３１】
以上の考え方に基づき、図４により各ステーションの一次転写部で測定された中間転写ベルト６の速度信号の実際の処理について説明する。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションの一次転写ローラ５ａないし５ｄに配置された速度検知手段３６ａないし３６ｄの出力信号Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋは、ＣＰＵ２９に入力される。ＣＰＵ２９内では各速度検知手段３６ａないし３６ｄの出カ信号に、重み調整部３０ａないし３０ｄにより所定の係数をかける。ここでは、前述の式により、Ｙ及びＫの重み調整部３０ａ、３０ｄの係数は１．０、Ｍ及びＣの重み調整部３０ｂ、３０ｃの係数は２．０となる。重み調整部３０ａないし３０ｄにより所定の係数をかけられた信号Ｖｓｙ、Ｖｓｍ、Ｖｓｃ、Ｖｓｋは、平均値演算回路３１に入力され、平均値Ｖａｖｅが計算される。ここでは上記の重み係数がかけられているため、Ｖａｖｅ＝（Ｖｙ＋２Ｖｍ＋２Ｖｃ＋Ｖｋ）／６となる。比較器３２では、この平均値Ｖａｖｅと中間転写ベルト６の目標値Ｖｔ（目標速度）を比較し、中間転写ベルト６の速度との誤差信号Ｖｄを算出する。
【００３２】
なお、この目標値Ｖｔは、中間転写ベルト６と各感光ドラム１ａないし１ｄとの周速が一致するように、予め設定された中間転写ベルト６の回転速度に基づく値である。具体的には、目標値Ｖｔは、この回転速度と一次転写ローラ５ａないし５ｄのカラー２７の半径とから求めた、一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度に対応する値となる。このような目標値Ｖｔは、各一次転写部ＴａないしＴｄで、中間転写ベルト６が各感光ドラム１ａないし１ｄから受ける外力の影響がない場合の値である。
【００３３】
以上のようにして計算された演算結果である誤差信号Ｖｄは、駆動回路３３に入力される。そして、駆動回路３３により、中間転写ベルト６の速度の平均値Ｖａｖｅが目標値Ｖｔになるよう速度制御しながら、中間転写ベルト６の駆動手段としての駆動ローラ１７を駆動するための駆動モータ３４を駆動する。例えば、平均値Ｖａｖｅが目標値Ｖｔよりも速い場合、中間転写ベルト６の回転速度が各感光ドラム１ａないし１ｄの平均回転速度に対し速いため、何れかの一次転写部で中間転写ベルト６を撓ませるような外力が作用していると考えられる。このため、この場合には、中間転写ベルト６の回転速度を遅くする制御を行えば、外力の影響を小さくできる。同様に、平均値Ｖａｖｅが目標値Ｖｔよりも遅い場合、中間転写ベルト６の回転速度を速くするような制御を行う。
【００３４】
このように、平均値Ｖａｖｅを目標値Ｖｔとなるように制御することで、各ステーション間での中間転写ベルト６の撓みや伸びを最小に抑えることができる。このため、各ステーションの一次転写部ＴａないしＴｄにおいて中間転写ベルト６が受ける外力が最小となり、副走査方向の色ずれを最小に抑えることが可能となる。なお、上述のような制御は、中間転写ベルト６の回転時に常に行っても良いし、例えば、画像形成装置の電源を入れたときや、各ジョブの開始直前、或は、所定時間の間隔をあけて定期的に行っても良い。このように、中間転写ベルトの回転速度の制御を、常に又は定期的に行えば、各ステーションや中間転写ベルト６の各構成部品の誤差や劣化などに拘らず、中間転写ベルト６を色ずれが生じにくいように制御できる。
【００３５】
また、本実施形態の場合、中間転写ベルト６の速度を検知するために、画像形成装置にすでに配置されている一次転写ローラ５ａないし５ｄの長手方向端部に速度検知手段３６ａないし３６ｄを設けただけである。このため、機能部品が密集しているステーション間に新たに速度検知手段を配置する必要がなく、画像形成装置の大型化を防ぐことが可能となる。
【００３６】
なお、本実施形態では、各ステーションの速度検知手段３６ａないし３６ｄの出力信号Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋに、ＣＰＵ２９内の重み調整部３０ａないし３０ｄにて重み付けを行なっているが、重み付けの係数は、上述の数値に限定されるものではない。上述した各感光ドラム１ａないし１ｄからの外力以外の要因等を考慮して、重み付けの係数を決定しても良い。
【００３７】
また、上述の説明では、一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度（出力信号）により計算を行ったが、これら各角速度から各一次転写部ＴａないしＴｄでの中間転写ベルト６の回転速度を求めてから、同様の計算を行っても良い。この場合、目標値も（角速度に対応する値ではなく）中間転写ベルト６の回転速度となる。
【００３８】
また、本実施形態では、一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度に基づいて中間転写ベルト６の回転速度を制御して、各ステーションの色ずれを抑えているが、この制御で不十分な場合には、各ステーションの感光ドラムの露光位置をずらす制御を行っても良い。例えば、ドラム表面に静電潜像を形成するためのレーザ光を照射するタイミングを所定のタイミングからずらすことにより、露光位置を感光ドラムの回転方向にずらす。このために、各一次転写ローラ５ａないし５ｄの回転速度を検出し、中間転写ベルト６の回転速度Ｖａｖｅと比較して、各ステーションで転写されるトナー像のずれを検出する。そして、このトナー像のずれに応じて露光のタイミングをずらす。これにより例えば各一次転写ローラの回転速度の差が大きいような場合において、色ずれの低減をより図れる。
【００３９】
＜第二の実施形態＞
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態の場合、Ｙステーションの一次転写ローラ５ａに固定された速度検知手段３６ａの出力信号Ｖｙに対し、重み調整部３０ａで係数０．８をかけている点のみ、第一の実施の実施形態と異なる。その他の構造及び作用は、第一の実施形態と同じである。以下、ＣＰＵ２９内でＹの信号にのみ小さい係数を掛けている理由を説明する。
【００４０】
図１、２に示すように、中間転写ベルト６の回転方向最上流に位置する一次転写ローラ５ａの上流には、中間転写ベルト６の張力を調整するテンションローラ１８を配置している。最上流の感光ドラム１ａはＹのトナーを有し、一次転写ローラ５ａは、このＹのトナーを有する感光ドラム１ａと対向する。即ち、各ステーションのうち、Ｙステーションがテンションローラ１８に最も近い位置に存在する。このため、テンションローラ１８の位置が変動すると、Ｙステーションにより検知される出力信号Ｖｙの変動が、他のステーションにより検知される出力信号Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋと比較して大きくなる。そして、Ｙステーションの信号Ｖｙにつられて、Ｍ、Ｃ、Ｋの色ずれが相対的に悪化してしまう可能性がある。テンションローラ１８の位置変動の要因としては、中間転写ベルト６を張架している各ローラの偏芯などがある。
【００４１】
一方で、Ｙのトナー像は他の色のトナー像と比較して見えにくいため、Ｍ、Ｃ、Ｋの色ずれが極小であれば、Ｙのずれが他の色に対して若干大きくても、出力された画像としては色ずれが目立ちにくい。従って、Ｙステーションの中間転写ベルト６の速度の出カ信号Ｖｙのみ、他のステーションの信号Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋより重み付けを軽くした上で平均化する。これにより、テンションローラ１８の位置変動の影響を受けやすいＹステーションの信号Ｖｙにつられて、Ｍ、Ｃ、Ｋの色ずれが相対的に悪化してしまうという問題を解消できる。
【００４２】
本実施形態の場合、中間転写ベルト６の平均値はＶａｖｅは、次のように表される。
Ｖａｖｅ＝（０．８Ｖｙ＋２Ｖｍ＋２Ｖｃ＋Ｖｋ）／５．８
【００４３】
なお、本実施形態の場合も、各ステーションの速度検知手段３６ａないし３６ｄの出力信号Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、ＶｋにＣＰＵ２９内の重み調整部３０ａないし３０ｄにて重み付けを行なっているが、重み付けの係数は、上述の数値に限定されるものではない。特に、Ｙステーションの出力信号Ｖｙにかける重み付け係数は、テンションローラ１８の影響を低減する観点から、０を含み１未満の数値（０≦Ｖｙの重み係数＜１）とすることができる。即ち、最上流のＹステーションの速度検知手段３６ａの出力信号Ｖｙが、０ないし他のステーションの速度検知手段３６ｂないし３６ｄの出力信号Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋよりも小さくなるように、信号Ｖｙに重み付けを行う。このような重み付けの係数は、例えば、テンションローラ１８により中間転写ベルト６を付勢する向きや大きさ、中間転写ベルト６の材質などを考慮して定める。
【００４４】
また、重み付けを０とする考え方により、例えばＹステーションの速度検知手段は実装しないなど、目標とする色ずれ低減のレベルに応じて速度検知手段の数を減らしても良い。即ち、最上流のＹステーションの一次転写ローラ５ａにはエンコーダ及び検知部を設けないようにしても良い。これにより、エンコーダ及び検知部の数を減らして装置の低コスト化を図れる。
【００４５】
また、上述のように重み係数を０を含む１未満の数値とするのは、最上流のＹステーション以外に、最下流のＫステーションであっても良い。即ち、画像形成装置によっては、二次転写部が最下流のＫステーションの近傍に位置する場合がある。この場合、Ｋステーションが、二次転写部に記録材が進入する際の中間転写ベルトの速度変動の影響を受ける可能性がある。したがって、上述のＹステーションと同様の考えで、このような二次転写部の影響を少なくするために、Ｋステーションの重み係数を０を含む１未満の数値とする。勿論、Ｋステーションに速度検知手段を設けないようにしても良い。何れにしても、最上流及び最下流に位置するステーションで検知される回転速度は、一次転写部での外力以外の影響を受け易い。従って、このような影響が大きい場合には、最上流及び最下流に位置するステーションの出力信号に、中間に位置するステーションの出力信号よりも小さくなるような重み付けを行う。また、最上流又は最下流に位置するステーションの色ずれを低減させるために、このステーションで前述の露光位置の制御も行っても良い。
【００４６】
一方、上述の第一、第二の実施形態と異なり、演算手段に重み調整部を設けず、即ち各ステーションの出力信号に重み付けをせず、各ステーションの信号を同一に扱うことも可能である。これは、例えば、各感光ドラム１ａないし１ｄの角速度同士の誤差が殆どない等、各ステーションの速度信号の差が比較的小さい場合には、重み付けをしなくても大きな誤差とならず有効である。このような演算手段の簡素化により、演算に要する時間を短縮でき、装置全体の処理速度の向上に寄与する。また、この場合に、速度検知手段であるエンコーダを、各一次転写ローラ５ａないし５ｄのうちの何れか１個に設けても良い。即ち、各ステーションの速度信号の差が小さい場合には、少なくとも１個の一次転写ローラの回転速度を検知することにより、一次転写部での中間転写ベルト６の回転速度を制御可能である。この場合に好ましくは、最上流及び最下流を除く転写ローラのうちの少なくとも１個に速度検知手段を配置することが好ましい。但し、制御の精度を向上させるためには、多くの（少なくとも２個の）転写ローラの回転速度を検知することが好ましい。
【００４７】
また、上述の各実施形態では、中間転写ベルトを用いた画像形成装置を例に説明を行ったが、本発明は、記録材搬送ベルトを用いた直接転写の画像形成装置にも適用可能である。即ち、ベルト状回転体が、記録材を搬送する記録材搬送ベルトであり、記録材搬送ベルトにより搬送される記録材を、転写ローラと感光ドラムとの間で挟持することにより、記録材にトナー像を直接転写する構造に、本発明を適用可能である。この構造の場合も、転写ローラの回転速度を検知し、検知された信号に基づいて記録材搬送ベルトの回転速度を調整する。
【符号の説明】
【００４８】
１ａ〜１ｄ・・・感光ドラム、５ａ〜５ｄ・・・一次転写ローラ、６・・・中間転写ベルト、１７・・・駆動ローラ、１８・・・テンションローラ、１９・・・二次転写内ローラ、２５・・・芯金、２６・・・弾性部、２７・・・カラー、２８，２８ａ〜２８ｄ・・・エンコーダ、２９・・・ＣＰＵ、３４・・・駆動モータ、３５・・・検知部、３６ａ〜３６ｄ・・・速度検知手段、Ｔａ〜Ｔｄ・・・一次転写部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体から一次転写されたトナー像を記録材に二次転写する中間転写ベルトや、その表面に記録材を載せて搬送し、像担持体上のトナー像を該記録材に転写する記録材搬送ベルト等のベルト状回転体を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真作像プロセスを用いた電子写真カラー画像形成装置は、１つもしくは複数の感光ドラムを備えている。そして、感光ドラム上に担持された単色のトナー像を、中間転写ベルト又は記録材搬送ベルトにより搬送される記録材に転写するプロセスを複数回繰り返す。これにより、記録材上にフルカラーのトナー像を形成する。
【０００３】
また、近年では、カラー画像形成装置の生産性向上のため、いわゆるタンデム型の構造が主流となってきている。即ち、複数の感光ドラムを中間転写ベルト又は記録材搬送ベルトの回転方向に並べて配置し、中間転写ベルト又は記録材搬送ベルトにより搬送される記録材に順次転写していく画像形成装置が主流となってきている。
【０００４】
タンデム型のカラー画像形成装置の場合、中間転写ベルトや記録材搬送ベルト（以下、ベルト状回転体と総称する）を回転させ、その表面又はその表面に載せた記録材上で、各感光ドラム上に形成された複数色のトナー像を重ね合わせる。このため、そのベルト状回転体の回転速度の変動等により、各色のトナー像が転写される位置が回転方向にずれるといった問題（以下、色ずれと呼ぶ）が生じる可能性がある。
【０００５】
具体的に説明すると、タンデム型のカラー画像形成装置は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色の感光ドラムを有する各ステーションを、ベルト状回転体の回転方向に並べている。そして、ベルト状回転体の回転方向上流から各ステーションにより、各色のトナー像を順次重ねていく。例えば、Ｙステーションにより転写されたトナー像は、ベルト状回転体の回転によりＭステーションに移動し、Ｍのトナー像が重ねられる。同様に、Ｃステーション、Ｋステーションで各色のトナー像を重ねる。このように各色のトナー像を重ねるべく、各ステーションの感光ドラムは、回転方向下流側に向かう程、ベルト状回転体の移動分遅れて作像される。したがって、ベルト状回転体の移動が所望のタイミングとずれた場合には、回転方向（副走査方向）の色ずれが生じる。
【０００６】
ベルト状回転体のタイミングがずれる原因として、ベルト状回転体の厚さムラや張力ムラ等により、ベルト状回転体の回転速度が一周内で一定でないことが挙げられる。即ち、ベルト状回転体は、駆動ローラや従動ローラ、感光ドラム、クリーニングブレード等の当接物やベルト自体の物性の不均一性等により、ベルト一周内で張力が均一でない。このため、ベルト状回転体の回転速度は一周内で一定とならない。したがって、上述のような色ずれを低減するためには、ベルト状回転体の回転速度の速度変動が各ステーションで小さくなるように制御することが重要となる。このような制御をするために、ベルト状回転体上に設けたマーカを検知したり、ベルト状回転体の従動ローラの角速度を検出して、ベルト状回転体の回転速度を制御する構造が知られている（特許文献１ないし４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１０８１６９号公報
【特許文献２】特開２００５−１１５３９８号公報
【特許文献３】特開２００５−２４６１６号公報
【特許文献４】特開２００５−９１８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述のような張力ムラなどの要因に加えて、次のような外力によりベルト状回転体の回転速度が変動する。即ち、各感光ドラムの周速とベルト状回転体の周速とは、各感光ドラムからのトナー像の転写性を考慮して略同一となるように設定されるが、各部品の公差やモータの個体差等によりこれらの周速を完全に一致させることは難しい。したがって、ベルト状回転体は、各感光ドラムとの周速差により各感光ドラムから力（外力）を受け、回転速度が変動する。また、このような外力は、各感光ドラムと対向しベルト状回転体を挟むように配置された転写ローラによる加圧力や、各感光ドラム表面の摩擦係数等により、大きさ及び方向が変化する。したがって、色ずれを低減させるためには、上述の外力の影響をなるべく小さくできるように、ベルト状回転体の回転速度を制御する必要がある。
【０００９】
これに対して、特許文献１ないし４に記載された構造の場合、上述の外力を考慮した速度検知及び制御を行っていないため、色ずれの低減を十分に図れない。但し、特許文献４に記載された構造の場合、各感光ドラムの間部分でベルト状回転体の速度検知を行っているため、前記特許文献１ないし３に記載された構造よりも、色ずれの低減を図れると考えられる。
【００１０】
しかしながら、各感光ドラムの間部分で検出される回転速度は、ベルト状回転体の撓みや伸びが生じるため、各感光ドラムにより転写されるそれぞれの転写部での回転速度と異なる。即ち、各感光ドラム同士も、例えば、周速が同一となるようにそれぞれ独立のモータで駆動されるが、各モータの個体差や部品精度のばらつき等により、実際に各周速を同一にすることは難しい。このような各感光ドラム同士の周速の違いにより、各感光ドラムの間部分でベルト状回転体が撓んだり伸びたりして、この間部分で検出される速度と転写部での速度とが一致しない。また、ベルト状回転体が中間転写ベルトである場合、各転写部でのトナーの載り量の違いにより、中間転写ベルトと感光ドラムとの摩擦係数が変化する。このため、各転写部で中間転写ベルトが受ける力（外力）が異なり、各転写部で中間転写ベルトの回転速度がずれる可能性がある。したがって、特許文献４に記載された構造の場合、上述の外力により速度変動が生じる部分である転写部での回転速度を正確に検出できず、やはり、色ずれの低減を十分に図れない。
【００１１】
また、特許文献４に記載された構造の場合、各感光ドラムの間部分に速度検知手段を配置するため、装置全体が大型化する。即ち、感光ドラムの周囲には、帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段等の多くの部品が配置される。このため、特許文献４に記載された構造のように、各感光ドラムの間部分に速度検知手段を配置した場合には、各感光ドラム同士の間隔を大きくする必要があり、装置全体が大型化する。
【００１２】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、装置の大型化を招くことなく、色ずれを効果的に低減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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、像担持体と、回転可能に張架され該像担持体と当接するベルト状回転体と、該ベルト状回転体に従動して回転し、該像担持体に担持されたトナー像を該ベルト状回転体の表面又はその表面に載せた記録材に転写させる転写ローラと、該ベルト状回転体を回転駆動する駆動手段と、を備えた画像形成装置において、前記転写ローラの回転速度を検知する速度検知手段と、該速度検知手段により検知した前記転写ローラの回転速度に基づいて、前記駆動手段を制御して前記ベルト状回転体の回転速度を調整する制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、転写ローラの回転速度を検知しているため、転写部でのベルト状回転体の回転速度を検知できる。このため、ベルト状回転体が像担持体から受ける外力の影響による誤差が少なくなるように、ベルト状回転体の回転速度を調整できる。この結果、像担持体及びベルト状回転体の周速の設定や像担持体の駆動方式によらず、副走査方向の色ずれの低減を効果的に図れる。また、このような制御を行うために、転写ローラに速度検知手段を設けており、感光ドラムに隣接した位置に新たな部材を設けていないため、装置全体の大型化を招くことはない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の断面を示す概略図。
【図２】同じく中間転写ベルト周辺の構成を示す概略図。
【図３】（Ａ）は一次転写ローラの弾性部の自由状態を、（Ｂ）は一次転写ローラと中間転写ベルトとが当接している状態をそれぞれ示す、図２のイ−イ断面に相当する図。
【図４】本発明の実施形態に係る信号処理を表すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第一の実施形態＞
図１ないし図４により、本発明の第一の実施形態について説明する。まず、図１により、本発明の対象となる画像形成装置の概略について説明する。図１に示す画像形成装置は、中間転写方式のタンデム型カラーデジタルプリンタである。それぞれが像担持体である４本の感光ドラム１ａないし１ｄは、それぞれ帯電ローラ２ａないし２ｄにより表面を一様な電荷に帯電される。レーザスキャナ３ａないし３ｄにはそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像信号が入力され、この画像信号に応じてドラム表面をレーザ光で照射することにより電荷を中和し、潜像を形成する。各感光ドラム１ａないし１ｄ上に形成された潜像は、現像器４ａないし４ｄにより、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーで現像され、各感光ドラム１ａないし１ｄの表面にトナー像が形成される。
【００１７】
各感光ドラム１ａないし１ｄ上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５ａないし５ｄと各感光ドラム１ａないし１ｄとの間で、ベルト状回転体である中間転写ベルト６を挟持することにより、中間転写ベルト６に順番に一次転写される。そして、中間転写体ベルト６にフルカラーのトナー像が形成される。各感光ドラム１ａないし１ｄ上の転写残トナーは、ドラムクリーナ７ａないし７ｄにより回収される。
【００１８】
一方、カセット８、９もしくは手差し給紙部１０の何れかから給紙された紙等の記録材は、搬送ローラ１１によりレジストローラ１２に向かって送られる。停止しているレジストローラ１２に対して記録材の先端が突き当たり、ループを形成して斜行を補正した後、中間転写ベルト６上のトナー像と同期してレジストローラ１２の回転を開始させる。中間転写ベルト６上のトナー像は二次転写ローラ１３及び二次転写内ローラ１９によって記録材に転写され、定着器１４で熱及び圧力により記録材に定着される。その後、記録材は排紙部１５から機外へと排出される。また、二次転写部において転写されなかった中間転写ベルト６上の転写残トナーは、中間転写ベルトクリーナ１６により回収される。
【００１９】
次に図２及び図３により、中間転写ベルト６の速度検知に関する部分について説明する。中間転写ベルト６は、駆動手段である駆動ローラ１７、テンションローラ１８、二次転写内ローラ１９の３本のローラにより回転可能に張架されている。駆動ローラ１７及び二次転写内ローラ１９は、装置に固定されたフレーム２０に回転可能に支持されている。また、駆動ローラ１７は、駆動手段を構成する駆動モータ３４により、例えば歯車などを介して駆動され、中間転写ベルト６を回転駆動する。図示の例の場合、駆動ローラ１７が図２の時計方向に回転することにより、中間転写ベルト６も時計方向に回転する。テンションローラ１８及び二次転写内ローラ１９は、中間転写ベルト６が回転することにより従動回転する。
【００２０】
テンションローラ１８は、フレーム２０に対して、図２の左右方向に移動可能な軸受２１により、その両端近傍を回転可能に支持されている。また、軸受２１は、ばね２２により図２の左方向に付勢されている。そして、テンションローラ１８により中間転写ベルト６の張力を調整している。即ち、中間転写ベルト６の長さやその他の部品の寸法が部品の寸法公差により振れても、テンションローラ６の位置が図２の左右方向にずれることにより吸収され、中間転写ベルト６はほぼ一定の張力で張架される。
【００２１】
また、中間転写ベルト６の表面に当接するように、感光ドラム１ａないし１ｄが、回転方向に並べて配置されている。各感光ドラム１ａないし１ｄは、１本ずつ独立のモータ（不図示）により、中間転写ベルト６との当接部において中間転写ベルト６表面と各感光ドラム１ａないし１ｄ表面との進行方向が同じになるように回転される。即ち、各感光ドラム１ａないし１ｄは、図２の反時計方向に回転される。各感光ドラム１ａないし１ｄと同軸上の一部には、エンコーダなどの各感光ドラム１ａないし１ｄの角速度を検知する検知手段（不図示）がそれぞれ取り付けられている。そして、それぞれの検知手段の出力信号により、各感光ドラム１ａないし１ｄの角速度が一定になるようにモータを制御する。ここで、各感光ドラム１ａないし１ｄから中間転写ベルト６ヘのトナー像の転写性を考慮して、各感光ドラム１ａないし１ｄの表面の周速と中間転写ベルト６の表面の周速とは、初期状態で、同一になるように設定されている。
【００２２】
中間転写ベルト６を挟んで各感光ドラム１ａないし１ｄに対向した位置（内側）には、図３に示すように、それぞれ両端を軸受２３により回転可能に支持された一次転写ローラ５ａないし５ｄが配置されている。本実施形態の場合、一次転写ローラ５ａないし５ｄが、特許請求の範囲に記載した転写ローラに相当する。軸受２３は、フレーム２０により一方向（図２、３の上下方向）に移動可能にガイドされており、ばね２４により感光ドラム１ａないし１ｄに向けて付勢されている。このように一次転写ローラ５ａないし５ｄは、中間転写ベルト６を挟んで各感光ドラム１ａないし１ｄに付勢されているため、中間転写ベルト６が回転することにより従動回転を行なう。
【００２３】
一次転写ローラ５ａないし５ｄは、両端部を軸受２３に支持された芯金２５の軸方向中間部の周りに円筒状の弾性部２６を、芯金２５の軸方向両端寄り部分に円筒状突き当て部であるカラー２７を、それぞれ固定してなる。弾性部２６は、発泡ポリウレタン等の弾性に富む部材を円筒状に形成してなるもので、各一次転写ローラ５ａないし５ｄの径方向に弾性変形可能である。カラー２７は、ポリアセタール等の摺動性の良い合成樹脂を円筒状に形成してなるもので、弾性部２６の自由状態での外径よりも小さい外径を有し、且つ、弾性部２６よりも高い剛性を有する。
【００２４】
カラー２７の外径は、弾性部２６の半径とカラー２７の半径との差分、弾性部２６が中間転写ベルト６に弾性的に当接することにより、必要な一次転写圧が確保できるように設定されている。即ち、カラー２７が中間転写ベルト６と当接することにより、弾性部２６の弾性変形量を一定値に規制する。そして、弾性部２６の弾性変形量が大きすぎたり小さすぎたりしないようにして、必要な一次転写圧を確保している。したがって、使用状態では、弾性部２６が中間転写ベルト６を介して各感光ドラム１ａないし１ｄに当接して弾性変形し、両端のカラー２７が、中間転写ベルト６を挟んで各感光ドラム１ａないし１ｄと当接する。これにより、各感光ドラム１ａないし１ｄと一次転写ローラ５ａないし５ｄとの中心距離が一定に保たれ、中間転写ベルト６と一次転写ローラ５ａないし５ｄの中心との距離も一定に保たれる。また、弾性部２６は、その表面の摩擦係数が高いため、中間転写ベルト６を介して感光ドラム１ａないし１ｄに当接した状態では、一次転写ローラ５ａないし５ｄは中間転写ベルト６に対してすべることなく従動回転する。
【００２５】
図３に示すように、一次転写ローラ５ａないし５ｄの芯金２５の一端には、エンコーダ２８がそれぞれ固定されている。エンコーダ２８は、例えば、円板の回転方向に関して複数のスリットを形成したもので、光や磁気の変化を検知する検知部３５を側面に対向させて配置している。したがって、各一次転写ローラ５ａないし５ｄと共にエンコーダ２８が回転すると、この回転に応じた信号が検知部３５からそれぞれ出力され、各一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度が検知される。本実施形態の場合、エンコーダ２８と検知部３５とにより速度検知手段を構成する。また、特許請求に範囲に記載した転写ローラの回転速度は、転写ローラの角速度や周速を含む概念である。したがって、速度検知手段は、一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度や周速をそれぞれ検知できれば、その他の構成であっても良い。また、本実施形態の場合、エンコーダ２８及び検知部３５を全ての一次転写ローラ５ａないし５ｄに設け、各エンコーダ２８及び検知部３５により全ての転写ローラ５ａないし５ｄの角速度をそれぞれ検知している。
【００２６】
ここで、一次転写ローラ５ａないし５ｄの両端寄りにはカラー２７が固定されているため、上述したように、一次転写ローラ５ａないし５ｄの中心と中間転写ベルト６との距離は一定に保たれる。従って、一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度を検知することにより、この角速度とカラー２７の半径とから一次転写ローラ５ａないし５ｄの周速が求められる。そして、この周速から、一次転写ローラ５ａないし５ｄに接している部分である各一次転写部ＴａないしＴｄでの中間転写ベルト６の回転速度が求められる。これにより、中間転写ベルト６が各ステーションの感光ドラム１ａないし１ｄから受ける力が異なり、各ステーション間で僅かに撓みや伸びが生じているような場合に関しても、各一次転写部ＴａないしＴｄでの中間転写ベルト６の回転速度を正確に検知できる。
【００２７】
前述したように、タンデム型カラー画像形成装置においては、各ステーションの一次転写部ＴａないしＴｄで、中間転写ベルト６が各感光ドラム１ａないし１ｄから受ける外力の影響等により、中間転写ベルト６の回転速度が変動する。したがって、副走査方向の色ずれを低減するためには、このような外力の影響をなるべく小さくできるように、中間転写ベルト６の回転速度を制御すれば良い。隣接する２ステーション間を考えた場合、２個所の一次転写部での中間転写ベルト６の回転速度が同一であれば、２ステーション間で中間転写ベルト６が伸びたり撓んだりしていない状態であり、２個所の一次転写部で受ける外力の和が最小である。つまり、隣接する２ステーションの一次転写部での中間転写ベルト６の速度の平均値を、中間転写ベルト６の目標速度になるように制御することが、２個所の一次転写部で受ける外力の和を最小にすることであり、副走査方向の色ずれの低減になる。
【００２８】
本実施形態の画像形成装置では、図１に示したように、感光ドラム１ａないし１ｄが４本配置されているため、イエロー〜マゼンタ間、マゼンタ〜シアン間、シアン〜ブラック間の３個所について、それぞれ中間転写ベルト６の回転速度の平均値を計算する。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションの一次転写ローラ５ａないし５ｄにそれぞれ設けられたエンコーダ２８と検知部３５とから成る速度検知手段３６ａないし３６ｄからの出力信号を、Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋとする（図４参照）。即ち、これら各出力信号Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋは、各一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度に対応する値である。また、隣接する２ステーション間の平均値を、Ｖｙｍ、Ｖｍｃ、Ｖｃｋとすると、各平均値は、次のように表される。
Ｖｙｍ＝（Ｖｙ＋Ｖｍ）／２
Ｖｍｃ＝（Ｖｍ＋Ｖｃ）／２
Ｖｃｋ＝（Ｖｃ＋Ｖｋ）／２
【００２９】
制御対象は、中間転写ベルト６を駆動する駆動ローラ１７の回転速度のみであるため、これら３つの平均値のさらに平均値Ｖａｖｅを計算し、この値が中間転写ベルト６の目標速度となるように制御する。
Ｖａｖｅ＝（Ｖｙｍ＋Ｖｍｃ＋Ｖｃｋ）／３
＝（Ｖｙ＋２Ｖｍ＋２Ｖｃ＋Ｖｋ）／６
【００３０】
つまり、回転方向中間に位置するＭ及びＣステーションの速度検知手段３６ｂ、３６ｃの出力信号は、回転方向最上流及び最下流に位置するＹ及びＫステーションの速度検知手段３６ａ、３６ｄの出力信号の２倍の重み付けがされている。即ち、特定の速度検知手段である速度検知手段３６ｂ、３６ｃの出力信号を、他の速度検知手段である速度検知手段３６ａ、３６ｄの出力信号よりも、中間転写ベルト６の回転速度の調整に与える影響が大きくなるように扱っている。これは、例えばＭステーションの速度は、Ｙ及びＣステーション間の中間転写ベルト６の挙動に影響を与えるのに対して、Ｋステーションの速度は、Ｃステーションとの間の中間転写ベルト６の挙動にしか影響を与えていないからである。したがって、このような考え方から、中間転写ベルト６の回転方向最上流及び最下流に位置する転写ローラ以外（一次転写ローラ５ａ、５ｄ以外）の転写ローラである一次転写ローラ５ｂ、５ｃの速度検知手段３６ｂ、３６ｃの出力信号に重み付けをする。このような重み付けは、制御手段であるＣＰＵ２９により行う。
【００３１】
以上の考え方に基づき、図４により各ステーションの一次転写部で測定された中間転写ベルト６の速度信号の実際の処理について説明する。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションの一次転写ローラ５ａないし５ｄに配置された速度検知手段３６ａないし３６ｄの出力信号Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋは、ＣＰＵ２９に入力される。ＣＰＵ２９内では各速度検知手段３６ａないし３６ｄの出カ信号に、重み調整部３０ａないし３０ｄにより所定の係数をかける。ここでは、前述の式により、Ｙ及びＫの重み調整部３０ａ、３０ｄの係数は１．０、Ｍ及びＣの重み調整部３０ｂ、３０ｃの係数は２．０となる。重み調整部３０ａないし３０ｄにより所定の係数をかけられた信号Ｖｓｙ、Ｖｓｍ、Ｖｓｃ、Ｖｓｋは、平均値演算回路３１に入力され、平均値Ｖａｖｅが計算される。ここでは上記の重み係数がかけられているため、Ｖａｖｅ＝（Ｖｙ＋２Ｖｍ＋２Ｖｃ＋Ｖｋ）／６となる。比較器３２では、この平均値Ｖａｖｅと中間転写ベルト６の目標値Ｖｔ（目標速度）を比較し、中間転写ベルト６の速度との誤差信号Ｖｄを算出する。
【００３２】
なお、この目標値Ｖｔは、中間転写ベルト６と各感光ドラム１ａないし１ｄとの周速が一致するように、予め設定された中間転写ベルト６の回転速度に基づく値である。具体的には、目標値Ｖｔは、この回転速度と一次転写ローラ５ａないし５ｄのカラー２７の半径とから求めた、一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度に対応する値となる。このような目標値Ｖｔは、各一次転写部ＴａないしＴｄで、中間転写ベルト６が各感光ドラム１ａないし１ｄから受ける外力の影響がない場合の値である。
【００３３】
以上のようにして計算された演算結果である誤差信号Ｖｄは、駆動回路３３に入力される。そして、駆動回路３３により、中間転写ベルト６の速度の平均値Ｖａｖｅが目標値Ｖｔになるよう速度制御しながら、中間転写ベルト６の駆動手段としての駆動ローラ１７を駆動するための駆動モータ３４を駆動する。例えば、平均値Ｖａｖｅが目標値Ｖｔよりも速い場合、中間転写ベルト６の回転速度が各感光ドラム１ａないし１ｄの平均回転速度に対し速いため、何れかの一次転写部で中間転写ベルト６を撓ませるような外力が作用していると考えられる。このため、この場合には、中間転写ベルト６の回転速度を遅くする制御を行えば、外力の影響を小さくできる。同様に、平均値Ｖａｖｅが目標値Ｖｔよりも遅い場合、中間転写ベルト６の回転速度を速くするような制御を行う。
【００３４】
このように、平均値Ｖａｖｅを目標値Ｖｔとなるように制御することで、各ステーション間での中間転写ベルト６の撓みや伸びを最小に抑えることができる。このため、各ステーションの一次転写部ＴａないしＴｄにおいて中間転写ベルト６が受ける外力が最小となり、副走査方向の色ずれを最小に抑えることが可能となる。なお、上述のような制御は、中間転写ベルト６の回転時に常に行っても良いし、例えば、画像形成装置の電源を入れたときや、各ジョブの開始直前、或は、所定時間の間隔をあけて定期的に行っても良い。このように、中間転写ベルトの回転速度の制御を、常に又は定期的に行えば、各ステーションや中間転写ベルト６の各構成部品の誤差や劣化などに拘らず、中間転写ベルト６を色ずれが生じにくいように制御できる。
【００３５】
また、本実施形態の場合、中間転写ベルト６の速度を検知するために、画像形成装置にすでに配置されている一次転写ローラ５ａないし５ｄの長手方向端部に速度検知手段３６ａないし３６ｄを設けただけである。このため、機能部品が密集しているステーション間に新たに速度検知手段を配置する必要がなく、画像形成装置の大型化を防ぐことが可能となる。
【００３６】
なお、本実施形態では、各ステーションの速度検知手段３６ａないし３６ｄの出力信号Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋに、ＣＰＵ２９内の重み調整部３０ａないし３０ｄにて重み付けを行なっているが、重み付けの係数は、上述の数値に限定されるものではない。上述した各感光ドラム１ａないし１ｄからの外力以外の要因等を考慮して、重み付けの係数を決定しても良い。
【００３７】
また、上述の説明では、一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度（出力信号）により計算を行ったが、これら各角速度から各一次転写部ＴａないしＴｄでの中間転写ベルト６の回転速度を求めてから、同様の計算を行っても良い。この場合、目標値も（角速度に対応する値ではなく）中間転写ベルト６の回転速度となる。
【００３８】
また、本実施形態では、一次転写ローラ５ａないし５ｄの角速度に基づいて中間転写ベルト６の回転速度を制御して、各ステーションの色ずれを抑えているが、この制御で不十分な場合には、各ステーションの感光ドラムの露光位置をずらす制御を行っても良い。例えば、ドラム表面に静電潜像を形成するためのレーザ光を照射するタイミングを所定のタイミングからずらすことにより、露光位置を感光ドラムの回転方向にずらす。このために、各一次転写ローラ５ａないし５ｄの回転速度を検出し、中間転写ベルト６の回転速度Ｖａｖｅと比較して、各ステーションで転写されるトナー像のずれを検出する。そして、このトナー像のずれに応じて露光のタイミングをずらす。これにより例えば各一次転写ローラの回転速度の差が大きいような場合において、色ずれの低減をより図れる。
【００３９】
＜第二の実施形態＞
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態の場合、Ｙステーションの一次転写ローラ５ａに固定された速度検知手段３６ａの出力信号Ｖｙに対し、重み調整部３０ａで係数０．８をかけている点のみ、第一の実施の実施形態と異なる。その他の構造及び作用は、第一の実施形態と同じである。以下、ＣＰＵ２９内でＹの信号にのみ小さい係数を掛けている理由を説明する。
【００４０】
図１、２に示すように、中間転写ベルト６の回転方向最上流に位置する一次転写ローラ５ａの上流には、中間転写ベルト６の張力を調整するテンションローラ１８を配置している。最上流の感光ドラム１ａはＹのトナーを有し、一次転写ローラ５ａは、このＹのトナーを有する感光ドラム１ａと対向する。即ち、各ステーションのうち、Ｙステーションがテンションローラ１８に最も近い位置に存在する。このため、テンションローラ１８の位置が変動すると、Ｙステーションにより検知される出力信号Ｖｙの変動が、他のステーションにより検知される出力信号Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋと比較して大きくなる。そして、Ｙステーションの信号Ｖｙにつられて、Ｍ、Ｃ、Ｋの色ずれが相対的に悪化してしまう可能性がある。テンションローラ１８の位置変動の要因としては、中間転写ベルト６を張架している各ローラの偏芯などがある。
【００４１】
一方で、Ｙのトナー像は他の色のトナー像と比較して見えにくいため、Ｍ、Ｃ、Ｋの色ずれが極小であれば、Ｙのずれが他の色に対して若干大きくても、出力された画像としては色ずれが目立ちにくい。従って、Ｙステーションの中間転写ベルト６の速度の出カ信号Ｖｙのみ、他のステーションの信号Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋより重み付けを軽くした上で平均化する。これにより、テンションローラ１８の位置変動の影響を受けやすいＹステーションの信号Ｖｙにつられて、Ｍ、Ｃ、Ｋの色ずれが相対的に悪化してしまうという問題を解消できる。
【００４２】
本実施形態の場合、中間転写ベルト６の平均値はＶａｖｅは、次のように表される。
Ｖａｖｅ＝（０．８Ｖｙ＋２Ｖｍ＋２Ｖｃ＋Ｖｋ）／５．８
【００４３】
なお、本実施形態の場合も、各ステーションの速度検知手段３６ａないし３６ｄの出力信号Ｖｙ、Ｖｍ、Ｖｃ、ＶｋにＣＰＵ２９内の重み調整部３０ａないし３０ｄにて重み付けを行なっているが、重み付けの係数は、上述の数値に限定されるものではない。特に、Ｙステーションの出力信号Ｖｙにかける重み付け係数は、テンションローラ１８の影響を低減する観点から、０を含み１未満の数値（０≦Ｖｙの重み係数＜１）とすることができる。即ち、最上流のＹステーションの速度検知手段３６ａの出力信号Ｖｙが、０ないし他のステーションの速度検知手段３６ｂないし３６ｄの出力信号Ｖｍ、Ｖｃ、Ｖｋよりも小さくなるように、信号Ｖｙに重み付けを行う。このような重み付けの係数は、例えば、テンションローラ１８により中間転写ベルト６を付勢する向きや大きさ、中間転写ベルト６の材質などを考慮して定める。
【００４４】
また、重み付けを０とする考え方により、例えばＹステーションの速度検知手段は実装しないなど、目標とする色ずれ低減のレベルに応じて速度検知手段の数を減らしても良い。即ち、最上流のＹステーションの一次転写ローラ５ａにはエンコーダ及び検知部を設けないようにしても良い。これにより、エンコーダ及び検知部の数を減らして装置の低コスト化を図れる。
【００４５】
また、上述のように重み係数を０を含む１未満の数値とするのは、最上流のＹステーション以外に、最下流のＫステーションであっても良い。即ち、画像形成装置によっては、二次転写部が最下流のＫステーションの近傍に位置する場合がある。この場合、Ｋステーションが、二次転写部に記録材が進入する際の中間転写ベルトの速度変動の影響を受ける可能性がある。したがって、上述のＹステーションと同様の考えで、このような二次転写部の影響を少なくするために、Ｋステーションの重み係数を０を含む１未満の数値とする。勿論、Ｋステーションに速度検知手段を設けないようにしても良い。何れにしても、最上流及び最下流に位置するステーションで検知される回転速度は、一次転写部での外力以外の影響を受け易い。従って、このような影響が大きい場合には、最上流及び最下流に位置するステーションの出力信号に、中間に位置するステーションの出力信号よりも小さくなるような重み付けを行う。また、最上流又は最下流に位置するステーションの色ずれを低減させるために、このステーションで前述の露光位置の制御も行っても良い。
【００４６】
一方、上述の第一、第二の実施形態と異なり、演算手段に重み調整部を設けず、即ち各ステーションの出力信号に重み付けをせず、各ステーションの信号を同一に扱うことも可能である。これは、例えば、各感光ドラム１ａないし１ｄの角速度同士の誤差が殆どない等、各ステーションの速度信号の差が比較的小さい場合には、重み付けをしなくても大きな誤差とならず有効である。このような演算手段の簡素化により、演算に要する時間を短縮でき、装置全体の処理速度の向上に寄与する。また、この場合に、速度検知手段であるエンコーダを、各一次転写ローラ５ａないし５ｄのうちの何れか１個に設けても良い。即ち、各ステーションの速度信号の差が小さい場合には、少なくとも１個の一次転写ローラの回転速度を検知することにより、一次転写部での中間転写ベルト６の回転速度を制御可能である。この場合に好ましくは、最上流及び最下流を除く転写ローラのうちの少なくとも１個に速度検知手段を配置することが好ましい。但し、制御の精度を向上させるためには、多くの（少なくとも２個の）転写ローラの回転速度を検知することが好ましい。
【００４７】
また、上述の各実施形態では、中間転写ベルトを用いた画像形成装置を例に説明を行ったが、本発明は、記録材搬送ベルトを用いた直接転写の画像形成装置にも適用可能である。即ち、ベルト状回転体が、記録材を搬送する記録材搬送ベルトであり、記録材搬送ベルトにより搬送される記録材を、転写ローラと感光ドラムとの間で挟持することにより、記録材にトナー像を直接転写する構造に、本発明を適用可能である。この構造の場合も、転写ローラの回転速度を検知し、検知された信号に基づいて記録材搬送ベルトの回転速度を調整する。
【符号の説明】
【００４８】
１ａ〜１ｄ・・・感光ドラム、５ａ〜５ｄ・・・一次転写ローラ、６・・・中間転写ベルト、１７・・・駆動ローラ、１８・・・テンションローラ、１９・・・二次転写内ローラ、２５・・・芯金、２６・・・弾性部、２７・・・カラー、２８，２８ａ〜２８ｄ・・・エンコーダ、２９・・・ＣＰＵ、３４・・・駆動モータ、３５・・・検知部、３６ａ〜３６ｄ・・・速度検知手段、Ｔａ〜Ｔｄ・・・一次転写部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、回転可能に張架され該像担持体と当接するベルト状回転体と、該ベルト状回転体に従動して回転し、該像担持体に担持されたトナー像を該ベルト状回転体の表面又はその表面に載せた記録材に転写させる転写ローラと、該ベルト状回転体を回転駆動する駆動手段と、を備えた画像形成装置において、
前記転写ローラの回転速度を検知する速度検知手段と、
該速度検知手段により検知した前記転写ローラの回転速度に基づいて、前記駆動手段を制御して前記ベルト状回転体の回転速度を調整する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体及び前記転写ローラは、前記ベルト状回転体の回転方向に複数並べて配置され、
前記速度検知手段は、前記各転写ローラのうちの少なくとも２個にそれぞれ配置され、該各転写ローラの回転速度に基づく信号をそれぞれ出力し、
前記制御手段は、前記少なくとも２個の速度検知手段の出力信号に基づいて制御を行うことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、特定の速度検知手段の出力信号を、他の速度検知手段の出力信号よりもベルト状回転体の回転速度の調整に与える影響が大きくなるように扱うことを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記特定の速度検知手段は、ベルト状回転体の回転方向最上流及び最下流に位置する転写ローラ以外の転写ローラに配置された速度検知手段であることを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写ローラは、前記ベルト状回転体に弾性的に当接する弾性部と、該ベルト状回転体と当接して該弾性部の弾性変形量を一定値に規制する円筒状突き当て部と、を備えたことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
像担持体と、回転可能に張架され該像担持体と当接するベルト状回転体と、該ベルト状回転体に従動して回転し、該像担持体に担持されたトナー像を該ベルト状回転体の表面又はその表面に載せた記録材に転写させる転写ローラと、該ベルト状回転体を回転駆動する駆動手段と、を備えた画像形成装置において、
前記転写ローラの回転速度を検知する速度検知手段と、
該速度検知手段により検知した前記転写ローラの回転速度に基づいて、前記駆動手段を制御して前記ベルト状回転体の回転速度を調整する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体及び前記転写ローラは、前記ベルト状回転体の回転方向に複数並べて配置され、
前記速度検知手段は、前記各転写ローラのうちの少なくとも２個にそれぞれ配置され、該各転写ローラの回転速度に基づく信号をそれぞれ出力し、
前記制御手段は、前記少なくとも２個の速度検知手段の出力信号に基づいて制御を行うことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、特定の速度検知手段の出力信号を、他の速度検知手段の出力信号よりもベルト状回転体の回転速度の調整に与える影響が大きくなるように扱うことを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記特定の速度検知手段は、ベルト状回転体の回転方向最上流及び最下流に位置する転写ローラ以外の転写ローラに配置された速度検知手段であることを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写ローラは、前記ベルト状回転体に弾性的に当接する弾性部と、該ベルト状回転体と当接して該弾性部の弾性変形量を一定値に規制する円筒状突き当て部と、を備えたことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２７９３２（Ｐ２０１１−２７９３２Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７２４７０（Ｐ２００９−１７２４７０）
【出願日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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