JP2004029525A

JP2004029525A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004029525A
Application number: JP2002187736A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Koyanagi; 小柳　　倫明
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】本発明は、レジセンサの中間転写ベルトのバタツキをおさえて検知するとともにレジセンサの転写ベルトへの位置決め精度向上、中間転写ベルト駆動ローラ等の振動によるレジ検の検知位置の移動を減らしレジ検精度を向上することを目的とするものである。
【解決手段】本発明は、トナー像を担持する少なくとも二つ以上の感光ドラム１１ａ〜１１ｄと、感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上の現像剤像が転写される中間転写ベルト２と、各々の感光ドラム１１ａ〜１１ｄより中間転写ベルト２に転写したトナー像を検知するレジセンサユニット８０と、レジセンサユニット８０の検知情報により第１の感光ドラム１１ｄによって形成された画像とその他の感光ドラム１１ｂ〜１１ｄによって形成された画像を合わせるレジ合わせを行う制御手段と、中間転写ベルト２を保持し駆動する駆動ローラ３２とを有する画像形成装置において、レジセンサユニット８０は、駆動ローラ３２上の中間転写ベルト２上でトナー像を検知するよう配置され、駆動ローラ３２に固定され、レジセンサユニット８０の検知位置を決定する位置決め部材９１を有することを特徴とする。
【選択図】　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は静電記録方式や電子写真記録方式などを採用した画像形成装置に関し、特に複数の画像形成手段および中間転写体、転写材担持体を有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の複写機・プリンター等のカラー画像形成装置においては、図８に示すように、各色のトナー像を形成する複数の画像形成部１０で形成されたトナー像を一旦中間転写体（中間転写ベルト３１）上に順次重ね合わせてから一括して転写材Ｐに転写する中間転写方式が知られている。
【０００３】
図９に示すように、中間転写ベルト３１は、中間転写ベルト駆動ローラ３２の回転によって矢印の方向へ進められる。駆動ローラ３２への駆動入力はカップリング６７や揺動ギア等によって本体駆動やステッピングモータから行なわれる。各々の画像形成部１０で形成した中間転写ベルト３１の水平面のレジパターン６５、６６をレジセンサユニット６０によって検知し、それによって画像合わせを行う。レジセンサユニット６０は中間転写ユニット３０のフレームに位置決め手段６４を設け、中間転写ベルト３１との高さ方向と一次転写平面Ａの画像の進行方向に直交するように位置を決めている。
【０００４】
レジセンサユニット６０は画像の前後の所定位置にセンサ部６１（レジセンサ）を配置している。レジセンサ６１は発光部６２と受光部６３からなり、発光部６２の光が中間転写ベルト３１に反射して受光部６３に戻る。トナーののっているレジパターン６５、６６に反射して受光部６３に入ってくる光は小さく、一次転写平面Ａとの反射光の差によってレジパターン６５、６６を検知する。
【０００５】
レジパターン６５によりより各々の副走査の書き出しと傾きのズレ量、レジパターン６６により主走査の書き出しと全体倍率のズレ量を検知する。このデータをもとに主走査、副走査の画像書出しタイミングのずれや倍率の変化や画像の傾きなどを画像補正（以後、オートレジと呼ぶ）によって合わせる。
【０００６】
この画像合わせ（以後、オートレジモードと呼ぶ）は画像形成装置の電源立ち上げ時、ジャム処理後のリスタート時、電源ＯＮ後所定時間経過時などに行なわれる。
【０００７】
【発明（考案）が解決しようとする課題】
しかしながら、レジパターンの検知に際して中間転写ベルトの水平面で検知を行おうとすると中間転写ベルトのバタツキを拾ってしまい検知精度を落とすこととなっていた。また水平面で検知を行おうとするとレジ検を行うためにベルトの水平面を作らなければならなくその分中間転写ベルトの長さが長くなってしまい本体スペースを大きくしてしまうことになる。
【０００８】
またこの問題は、画像形成手段による濃度制御を行う為の、濃度検知用トナー像を検知する際にも、同様な問題を有している。
【０００９】
そこで本発明は、担持媒体上の形成された検知用トナー像を、担持媒体の暴れに影響されことなく、正確な検知をおこなうことを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トナー像を形成する画像形成手段と、該画像形成手段により形成された検知用トナー像を担持可能な担持媒体と、該担持媒体を保持し駆動する保持手段と、前記担持媒体上の前記検知用トナー像を検知する検知手段と、該検知手段の検知情報により画像形成条件を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、前記保持手段に設けられた前記検知手段の検知位置を決める位置決め手段を有し、前記検知手段は、前記保持手段上の前記担持媒体上で前記検知用トナー像を検知するように配置されることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態にかかる中間転写方式のカラー画像形成装置の構成図、図２は中間転写ベルトユニットの引き出しを説明する図、図３は中間転写体上のトナー像の検知を説明する図、図４は中間転写ベルトユニットを引き出したときの図、図５〜図７は検知手段の説明図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態における中間転写方式の画像形成装置は、画像読取部１Ｒ、画像出力部１Ｐから構成される。
【００１３】
画像出力部１Ｐは大別して、画像形成部１０（４つのステーションａ、ｂ、ｃ、ｄが並設されており、その構成は同一である。）、給送ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０及び制御手段である制御ユニットから構成される。
【００１４】
さらに、個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部１０は次に述べるような構成になっている。像担持体としての感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、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、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。一次帯電器１２ａ〜１２ｄにおいて感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。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ービームなどの光線を感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（トナー）をそれぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を担持媒体（中間転写体）である中間転写ベルト３１に転写する画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの感光ドラム１１回転方向下流側では、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄにより転写材に転写されずに感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。
【００１５】
給送ユニット２０は、転写材Ｐを収納するためのカセット２１ａ・２１ｂおよび手差しトレイ２７、カセット内もしくは手差しトレイより転写材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ・２２ｂおよび２６、各ピックアップローラから送り出された転写材Ｐをレジストローラまで搬送するための給送ローラ対２３及び給送ガイド２４、そして画像形成部１０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から成る。
【００１６】
中間転写ユニット３０について説明する。中間転写ベルト３１は、中間転写ベルト３１に駆動を伝達する中間転写体保持手段である駆動ローラ３２、バネ３７の付勢によって中間転写ベルト３１に適度な張力を与えるテンションローラ３３、ベルトを挟んで二次転写領域Ｔｅに対向する従動ローラ３４に巻回させる。これらのうち駆動ローラ３２とテンションローラ３３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（ウレタンまたはクロロプレン）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はカップリングや揺動ギアによって駆動入力され回転駆動される。図２に示すように、中間転写ベルトユニット３０は、中間転写ベルト３１などの部品交換のためレジマルチユニット２８を右に引き出すことによって右に引き出し装置本体から取り出すことができる。各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写ブレード３５ａ〜３５ｄが配置されている。従動ローラ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、中間転写ベルト上、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ためのクリーニング装置５０が配され、前記クリーニング装置５０は、クリーナーブレード５１（材質としては、ポリウレタンゴムなどが用いられる）および廃トナーを収納する廃トナーボックス５２から成る。
【００１７】
定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ４１ａとそのローラに加圧される４１ｂ（このローラにも熱源を備える場合もある）、及び上記ローラ対のニップ部へ転写材Ｐを導くためのガイド４３、また、上記ローラ対から排出されてきた転写材Ｐをさらに装置外部に導き出すための内排出ローラ４４、外排出ローラ４５などから成る。
【００１８】
制御ユニットは、上記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）などから成る。
【００１９】
次に装置の動作に即して説明を加える。
【００２０】
画像形成動作開始信号が発せられると、まずピックアップローラ２２ａにより、カセット２１ａから転写材Ｐが一枚ずつ送り出される。そして給送ローラ対２３によって転写材Ｐが給送ガイド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。その時レジストローラ２５ａ、２５ｂは停止されており、転写材先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部１０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と画像形成部１０より中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Ｔｅにおいてちょうど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、画像形成部１０では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１の回転方向において一番上流にある感光ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写用帯電器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部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、前画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事になる。以下も同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が中間転写ベルト３１上において一次転写される。
【００２２】
その後転写材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進入、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、高電圧を印加させる。そして前述したプロセスにより中間転写ベルト上に形成された４色のトナー画像が転写材Ｐの表面に転写される。その後転写材Ｐは搬送ガイド４３によって定着ローラニップ部まで正確に案内される。そしてローラ対４１Ａ、４１Ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が転写材表面に定着される。その後、内外排出ローラ４４、４５により搬送され、転写材は機外に排出される。
【００２３】
また単色画像を得る場合は、特定の画像形成部（例えば中間転写ベルトの進行方向最下流に位置する画像形成部１０ａ）より中間転写ベルト３１上に単色の可視画像が一次転写され、以下フルカラー画像を形成する場合と同様のプロセスを経て、単色画像を得る。
【００２４】
フルカラー画像を得るために前記複数の画像形成部１０ａ〜１０ｄによって形成された画像を重ね合わせなければならない。そのため、予め画像形成を行う前に画像を重ね合わせるための調整を行う。
【００２５】
（レジ合わせ）
次に、レジ合わせについて説明する。図３に示すように、画像形成装置はオートレジモードに入った時、各画像形成部のレジパターン６５、６６を検知する検知手段であるレジセンサユニット８０を有し、レジセンサユニット８０の検知情報に基づいて、制御ユニットによって読み取り画像に対してフィードバックをかけレジ補正を行う。
【００２６】
中間転写ベルト３１は、中間転写ベルト駆動ローラ３２の回転によって矢印の方向へ進められる。駆動ローラ３２への駆動入力はカップリング６７や揺動ギア等によって本体駆動やステッピングモータから行なわれる。各々の画像形成部１０で形成した中間転写ベルト３１のレジパターン６５、６６をレジセンサユニット８０によって検知し、それによって画像合わせを行う。
【００２７】
レジセンサユニット８０は画像の前後の所定位置にセンサ部６１（レジセンサ）を配置している。レジセンサ６１は発光部６２と受光部６３からなり、発光部６２の光が中間転写ベルト３１に反射して受光部６３に戻る。トナーののっているレジパターン６５、６６に反射して受光部６３に入ってくる光は小さく、一次転写平面Ａとの反射光の差によってレジパターン６５、６６を検知する。
【００２８】
レジパターン６５によりより各々の副走査の書き出しと傾きのズレ量、レジパターン６６により主走査の書き出しと全体倍率のズレ量を検知する。このデータをもとに主走査、副走査の画像書出しタイミングのずれや倍率の変化や画像の傾きなどを画像補正（以後、オートレジと呼ぶ）によって合わせる。
【００２９】
この画像合わせ（以後、オートレジモードと呼ぶ）は画像形成装置の電源立ち上げ時、ジャム処理後のリスタート時、電源ＯＮ後所定時間経過時などに行なわれる。
【００３０】
図４は中間転写ベルトユニット９０を引き出したときの図である。図４に示すように、転写材Ｐの幅方向両端に係合手段である係合部８２、ガイド９２が設けられ、レジセンサユニット８０は、転写材Ｐの幅方向両端の係合部８２をガイド９２に摺動可能に保持される。また、レジセンサユニット８０は、加圧手段８３を有し、加圧手段８３により中間転写ベルトユニット９０のフレームの位置決め部材９１（位置決め手段）に対して突き当たるように付勢されて位置を決めされる。
【００３１】
中間転写ベルトユニット９０を引き出すとレジセンサユニット８０との加圧が解除され、レジセンサユニット８０は係合部８２をガイド９２に保持され、装置本体に残る。
【００３２】
図５に示すように、レジセンサ６１の光軸が中間転写ベルトローラ３２の軸中心を向くように構成されている。これにより、レジセンサ６１は、駆動ローラ３２上の中間転写ベルト３１にて検知を行う。このため、駆動ローラ３２上の中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２に巻きついた安定した状態であり、中間転写ベルト３１のバタツキをおさえて検知することができる。
【００３３】
レジセンサユニット８０は、中間転写ベルトユニット９０の位置決め部材９１と係合部８２によって位置がきまる。位置決め部材９１は、略中間転写ベルト面に中心を持つＲ形状となっており、レジセンサユニット８０との係合によって、その中心を支点Ａとしてレジセンサユニット８０が回動可能となっている。これにより、図６に示すように、中間転写駆動ローラ３２が振動した場合等、駆動ローラ３２とレジ検の位置関係がずれるような場合にも、レジセンサユニット８０が支点Ａによって駆動ローラ３２に追従し、レジセンサ６１と中間転写ベルト３１との距離を変えること無く、検知可能となる。これにより、レジセンサ６１と中間転写ベルト３１の位置決め精度向上、駆動ローラ３２等の振動によるレジセンサユニット８０の検知位置の移動を減らすことが可能となる。
【００３４】
係合部８２は、ガイド９２により中間転写駆動ローラ３２の軸中心に向かって摺動可能となっていて、位置決め部材９１の支点Ａと係合部８２と駆動ローラ３２の駆動軸中心は、駆動軸中心を向いたレジセンサ６１の光軸の延長線上に位置するよう構成する。これにより、図７に示すように、中間転写駆動ローラ３２の軸が駆動の振動やなどで位置がずれたとしてもレジセンサ６１の光軸のズレを少なくできレジセンサ６１と中間転写ベルト３１との距離のずれを小さくできる。駆動ローラ３２の軸中心から位置決め部材９１の支点Ａまでの距離Ｌ１と位置決め部材９１の支点Ａからレジ検の本体との係合部８２までの距離Ｌ２とした場合、Ｌ１＜Ｌ２とすることによって係合部８２の位置のズレを小さくし、実用上問題無くすことができる。
【００３５】
なお、係合部８２、ガイド９２、位置決め部材９１、の位置関係は、これに限定されるものではなく、係合部８２、ガイド９２がレジセンサ６１と位置決め部材９１との延長線上またはそれと平行するように摺動可能であればよい。
【００３６】
また、加圧手段８３は、位置決め部材９１の支点Ａや係合部８２と同様に、駆動ローラ３２の駆動軸中心とレジセンサ６１の検知点の延長線上に位置する。これにより、レジセンサユニット８０が駆動ローラ３２に常に付勢されるため、レジセンサユニット８０のズレを少なくすることが可能である。
【００３７】
なお、上記実施例においては、検知手段を、レジパターンを検知する例について述べて来たが、本発明はこれに限るものではない。
【００３８】
例えば、濃度検知用のトナー像を形成してそのトナー像の濃度を検知することでフィードバック制御をかけるような画像形成手段における濃度制御方法に用いられる、濃度検知用トナー像の濃度検出手段にも用いる事ができる。
【００３９】
また、担持媒体として中間転写体の例を示したが、これに限るものではない。
【００４０】
例えば、担持媒体としての転写材を担持搬送するベルト体を用い、ベルト体により担持搬送される転写材に、順次トナー像を重ねて転写する装置においても適用することができる。この場合には、検知用トナー像は転写ベルト上の形成されることになる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、レジ検知の中間転写ベルトのバタツキをおさえて検知するとともにレジ検の転写ベルトの位置決め精度向上、中間転写ベルト駆動ローラ等の振動によるレジ検の検知位置の移動を減らすことが可能となる。またそれらのためにレジ検精度が上がる。
【００４２】
また、レジセンサユニットを駆動ローラの軸上に設け、駆動ローラの軸上の中間転写ベルト上で検知することによって中間転写ベルトの水平面上にレジ検センサユニットのスペースを設ける必要がなく、省スペース、装置の小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態にかかる中間転写方式のカラー画像形成装置の構成図である。
【図２】中間転写ベルトユニットの引き出しを説明する図である。
【図３】中間転写体上のトナー像の検知を説明する図である。
【図４】中間転写ベルトユニットを引き出したときの図である。
【図５】検知手段の説明図である。
【図６】検知手段の説明図である。
【図７】検知手段の説明図である。
【図８】従来の中間転写方式のカラー画像形成装置の構成図である。
【図９】従来の中間転写体上のトナー像の検知を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ　　　　…一次転写平面
Ｌ１、Ｌ２　　…距離
Ｐ　　　　…転写材
Ｔ　　　　…画像転写領域
Ｔｅ　　…二次転写領域
１Ｐ　　…画像出力部
１Ｒ　　…画像読取部
１０　　　　…画像形成部
１１　　　　…感光ドラム
１２　　　　…一次帯電器
１３　　　　…光学系
１４　　　　…現像装置
１５　　　　…クリーニング装置
２０　　　　…給送ユニット
２１ａ、２１ｂ　　…カセット
２２ａ、２２ｂ　　…ピックアップローラ
２３　　　　…給送ローラ対
２４　　　　…給送ガイド
２５ａ、２５ｂ　　…レジストローラ
２７　　　　…トレイ
２８　　　　…レジマルチユニット
３０　　　　…中間転写ユニット
３１　　　　…中間転写ベルト
３２　　　　…駆動ローラ
３３　　　　…テンションローラ
３４　　　　…従動ローラ
３５　　　　…一次転写ブレード
３６　　　　…二次転写ローラ
３７　　　　…バネ
４０　　　　…定着ユニット
４１ａ　　…定着ローラ
４３　　　　…ガイド
４４　　　　…内排出ローラ
４５　　　　…外排出ローラ
５０　　　　…クリーニング装置
５１　　　　…クリーナーブレード
５２　　　　…廃トナーボックス
６１　　　　…センサ部
６２　　　　…発光部
６３　　　　…受光部
６５、６６　　　　…レジパターン
６７　　　　…カップリング
７０　　　　…制御基板
８０　　　　…レジセンサユニット
８２　　　　…係合部
８３　　　　…加圧手段
９０　　　　…中間転写ベルトユニット
９１　　　　…位置決め部材
９２　　　　…ガイド

Claims

トナー像を形成する画像形成手段と、
該画像形成手段により形成された検知用トナー像を担持可能な担持媒体と、
該担持媒体を保持し駆動する保持手段と、
前記担持媒体上の前記検知用トナー像を検知する検知手段と、
該検知手段の検知情報により画像形成条件を制御する制御手段と、
を有する画像形成装置において、
前記保持手段に設けられた前記検知手段の検知位置を決める位置決め手段を有し、
前記検知手段は、前記保持手段上の前記担持媒体上で前記検知用トナー像を検知するように配置されることを特徴とする画像形成装置。
前記検知手段を装置本体と係合する係合手段を有し、該係合手段が前記検知手段と前記位置決め手段との延長線上またはそれと平行に摺動可能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。
前記位置決め手段と前記検知手段との当接位置が、前記担持媒体の表面と略同じ高さにすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記保持手段は、前記担持媒体を駆動する駆動ローラを有し、前記係合手段と、前記位置決め手段と、前記検知手段の検知位置と、前記駆動ローラの中心とを、略一直線上に配置することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記保持手段は、前記担持媒体を駆動する駆動ローラを有し、
前記検知手段は加圧手段を有し、該加圧手段により前記位置決め手段に対して当接するよう付勢され、
前記加圧手段は、前記駆動ローラの中心と前記検知手段の検知位置の略延長線上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記担持媒体は中間転写体であり、
前記画像形成手段により形成されたトナー像は前記中間転写体に転写された後、転写材に転写されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記担持媒体は転写材を担持搬送する転写材担持体であり、
前記画像形成手段により形成されたトナー像は、前記担持媒体に担持搬送される転写材に転写されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記検知手段は、前記検知用トナー像の濃度を検出する手段であり、
前記制御手段は、前記画像形成手段により形成されるトナー像の濃度制御を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記画像形成手段は、複数の像担持体を有し、該複数の像担持体上のトナー像が、前記担持媒体に向けて重ねて転写される画像形成方式を用い、前記検知手段は、前記検知用トナー像の位置を検知する手段であり、前記制御手段は、前記検知手段の検知情報により、前記複数の像担持体上のトナー像同士の位置を合わせるレジ合わせをおこなう、ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。