JP2004264379A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムの像形成開始位置と、中間転写ベルトのベルト転写開始位置とがより正確に検出できるカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成制御部６０は、マークＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５に汚れがあってもマークセンサ４０は、マークの前縁部のみを検出するので正確にマークの位置を検出できる。最初に検出されるマークを準備マークとし、それを基準に次にくるマークを位置決めマークとするが、このマークの前縁部を検出するまでは、マークセンサをディセーブルにしてその間のノイズの影響を除去する。各色の静電潜像形成に対応して同じ位置決めマークを検出するが、前縁部を検出するのに可能な短時間だけ、マークセンサをイネーブルにするので誤検出が発生しないし、位置決めマーク検出点を基準として各色の静電潜像を同じタイミングで形成するので、各色のトナー像の重ね合わせを正確に行うことができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像形成装置に関し、特に、露光位置で感光体上に各色に対応した静電潜像を順番に形成し、それを現像位置で現像して各色のトナー像に形成し、形成した各色のトナー像を転写位置で中間転写ベルトの同じ位置に順番に重ねて転写し、中間転写ベルト上に重ねて転写されたカラー画像を記録用紙上にて一括転写してカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中間転写体としての中間転写ベルトを用いるカラー画像形成装置においては、カラーの各色のトナー像の中間転写ベルト上への転写位置を合わせる等のために、中間転写ベルト上にトナー像の転写を開始するベルト転写開始位置および感光体ドラムの上に形成される静電潜像の像形成開始位置とを確定する必要がある。ベルト転写開始位置と像形成開始位置とが決定されると、この両方の位置は各色に関して同時に転写位置に到達することとなる。このように機能させるために、例えば、中間転写ベルトの内側に図７のような長方形シート状の位置検出用のマークＭ０を貼付する。中間転写ベルトが回転すると、マークセンサが通過するマークＭ０からの反射を図８のように光学的に検出し、センサ出力として出力している。そして、センサ出力があった時点を基準として所定時間が経過したときに露光位置にある感光体ドラムの表面を像形成開始位置と決定する。換言すれば、この像形成開始位置が転写位置に到達したときに、転写位置に到達する中間転写ベルトの位置がベルト転写開始位置である。しかし、マークＭ０の一部が図９のように汚れていると、センサ出力が２個に分かれて出力されたりして誤動作を招きやすく、また、マークＭ０以外のところが反射を起こすと、誤ったセンサ出力を発生させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の中間転写ベルトの基準位置の検出方法では、マークの汚れ等により基準位置の検出に誤りが生じる可能性があり、また、マークの存在しない位置で反射等があると誤ったセンサ出力を発生させる。特に、カラー画像を形成するためにリボルバを使用する画像形成のように、４色のトナー像を中間転写ベルト上に重ね合わせるためには、感光体ドラムの像形成開始位置に対する中間転写ベルトのベルト転写開始位置がより優れた信頼性で正確に検出できる技術が必要となる。
【０００４】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、従来の画像形成装置に大幅な改造を加えること無く、中間転写ベルトのベルト転写開始位置がより優れた信頼性で正確に検出できるカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、本発明は、中間転写体に設けられたマークを検出することで、中間転写体の所定の位置を検出し、該所定の位置に基づいて複数色のトナー像を中間転写体の同じ領域に重ねて転写させるようにしたカラー画像形成装置において、前記マークを検出するマークセンサと、前記マークセンサが前記マークを検出する時点前の所定時点を設定するための時点設定手段と、前記時点設定手段の設定時点に基づいて、前記マークセンサをイネーブル状態に設定すると共に、前記マークセンサが前記マークを検出すると前記マークセンサをディセーブル状態に設定するマークセンサ制御部とを備えるものである。
【０００６】
このような構成によれば、マークに汚れがあっても、例えば前縁部のみの検出により正確にマークの位置を検出できると共に、マークが到達する近傍まではマークセンサをディセーブルにすることができるので、ノイズの影響を受けることも少なくなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明のカラー画像形成装置の実施の形態を示す構成図、図２は、図１の中間転写ベルトに貼付された複数の位置検出用のマークを説明するための中間転写ベルトの展開図、図３は、図２の複数のマークの関係を説明するための図、図４は、図１のカラー画像形成装置の画像形成を制御する画像形成制御部を示すブロック図、図５は、図４の画像形成制御部の制御動作を説明するためのタイムチャート、図６は、図４の画像形成制御部の制御により、どのように正確にマークセンサがマークを検出するのかを説明するためのチャートである。
【０００８】
図１で示されるカラー画像形成装置１００は、感光体ドラム１０と、露光装置１１と、現像装置２０Ｋと、現像装置２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙを装着したリボルバ２０と、ローラ３２，３３，３４に一定の張力をもって張架された中間転写ベルト３０と、転写ローラ３１と、マークセンサ４０と、レジストローラ５１と、２次転写ローラ５２と、定着ローラ５３とを有する。感光体ドラム１０および中間転写ベルト３０は、不図示の駆動制御装置によって制御を受け、矢印ＲＡ，ＲＣの方向にそれぞれ回転する。また、感光体ドラム１０の表面に沿って、不図示の除電装置、クリーニング装置、帯電装置等が適宜に配置されている。露光装置１１は、レーザ光によって感光体ドラム１０の表面に画像情報に基づく露光を行い静電潜像を形成する。
【０００９】
現像装置２０Ｋは、第１の現像位置に配置され、露光装置１１によって形成されたブラックの静電潜像を現像し、ブラックのトナー像を形成する。リボルバ２０は駆動制御装置によって矢印ＲＢで示される方向に回転駆動され、回転中心ＣＣから見て半径方向に角度を１２０度変えられる毎に、内蔵するシアン、マゼンタ、イエローの現像装置２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙを第２の現像位置Ｐ２に順次に移動し、露光装置１１によって形成された感光体ドラム１０の上のシアン、イエロー、マゼンタの静電潜像の現像を行い各色のトナー像を形成する。
【００１０】
中間転写ベルト３０が感光体ドラム１０と接触する転写位置ＴＲにおいては、転写ローラ３１が、感光体ドラム１０との間に中間転写ベルト３０を挟むように配置されている。マークセンサ４０は、中間転写転写ベルト３０の内側に貼付されたマーク（前縁部）を検出し、中間転写ベルト３０の回転基準位置を検出する。レジストローラ５１は、給紙装置（不図示）から送られた記録用紙ＰＰを転写に適したタイミングでローラ３３と２次転写ローラ５２との間に送り込む。２次転写ローラ５２は、中間転写ベルト３０の上に重ねて形成されたブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナー像を送り込まれた記録用紙ＰＰの上に一括転写する。定着ローラ５３は記録用紙ＰＰに一括転写されたトナー像を定着させる。
【００１１】
上述の中間転写ベルト３０の内面には図２および図３に示されるように複数の長方形シート状の位置検出用のマークＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５が回転方向ＲＣに対して等間隔で貼られている。すなわち、最初のマークＭ１のエッジに合わせて、中間転写ベルト３０を切断してみると、全長Ｌで５枚のマークＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５が間隔Ｓで貼られている。但し最後のマークＭ５から切断ラインまでは多少の誤差があるので間隔Ｓと若干異なるｙとなる場合が多い。これらのマークＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５は、鏡状の反射面を有しており、マークセンサ４０は、これらのマークＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５に光を当ててその反射光によりマークＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５の位置を検出することが可能にされている。
【００１２】
次に、上述のマークを利用して感光体ドラム上の像形成開始位置および中間転写ベルトの上にトナー像の転写が開始されるベルト転写開始位置を決めるための方法について図４および図５を参照して説明する。カラー画像形成装置１００が起動され、作動状態になると、図４に示される画像形成制御部６０のＣＰＵ６１は、マークセンサ４０を介してマークＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５の検出を開始する。このとき、ＣＰＵ６１は、イネーブル信号（ＥＮＡＢＬＥ−０）を“Ｈ”（ハイレベル）にし、ＡＳＩＣ６２によるマークＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５の検出をディセーブルにしておく。
【００１３】
ＣＰＵ６１は、マークセンサ４０がマークセンサ４０の前を最初に通過するマーク（例えば、マークＭ１）を準備マークとしてその前縁部を検出し、検出後は直ちに検出を中止する。準備マークの検出から所定時間の後に他のマーク（例えば、マークＭ２）が位置決めマークとしてマークセンサ４０を通過することが予め決められているので、マークＭ２の到着の直前の時刻ｔ１（図５）に合わせてＥＮＡＢＬＥ−０を短時間“Ｌ”（ロウレベル）にして、ＡＳＩＣ６２によるマーク検出を可能にする。このことにより、準備マークの検出の後、ＥＮＡＢＬＥー０が“Ｌ”になるまで、マークセンサ４０は、ディセーブルなのでその間のノイズ等の悪影響を受けることがない。ここでＣＰＵ６１とＡＳＩＣ６２はマークセンサ制御部を構成している。
【００１４】
ＥＮＡＢＬＥ−０が“Ｌ”になると、ＡＳＩＣ６２は、マークセンサ４０の出力信号ＭＡＲＫ−０から位置決めマークであるマークＭ２の前縁部による出力を検出する。このように、ＥＮＡＢＬＥ−０を短時間“Ｌ”にしてマークの前縁部を検出することにより、図６に示されるように、従来回路では誤検出されていた２個のセンサ出力が正確に１個のセンサ出力として検出される。マークＭ２の前縁部を検出した時刻ｔ２において、ＡＳＩＣ６２のカウンタ６２ａは、レーザユニット６３から供給されるＨＳＹＮＣのカウントを開始し、所定の時間（スタートカウント）の経過した時刻ｔ１０に垂直同期信号ＭＶＤＥＮ−０を“Ｌ”に設定する。さらに、この設定後に一定のカウント（エンドカウント）を行った時点で垂直同期信号ＭＶＤＥＮ−０を“Ｈ”に戻す。すなわち、スタートカウント後からエンドカウントまでの間でＭＶＤＥＮ−０を“Ｌ”に設定する。ＡＳＩＣ制御部６２ｂは、ＭＶＤＥＮ−０が“Ｌ”になる時刻ｔ１０から時刻ｔ１１（αは余裕）の間において、データ処理部６２ｃを駆動して、ある色（例えば、ブラック）のイメージデータをバス６４から取り入れレーザユニット６３に出力する。
【００１５】
ＡＳＩＣ６２から露光装置１１として用いられているレーザユニット６３に上述のイメージデータが出力開始されると、その時点に露光位置にある感光体ドラム１０の表面を静電潜像の像形成開始位置として、レーザユニット６３は、水平同期信号ＨＳＹＮＣ−０に同期して水平走査を行って感光体ドラム１０上にブラックの静電潜像形成を開始する。また、ＡＳＩＣ６２は、レーザユニット６３に出力するイメージデータの量に応じてＣＰＵ６１にＰＶＤＥＮ−０をフィードバックする。この静電潜像の形成が完了すると、その静電潜像は現像装置２０Ｋによって現像された後に転写位置ＴＲに到達する。感光体ドラム１０の上の静電潜像の像形成開始位置が転写位置に到達する時間は一定となるように予め決められているので、中間転写ベルト３０についてもマークＭ２が検出されてから同じ時間が経過したときに転写位置に到達する中間転写ベルト３０の位置がベルト転写開始位置となる。したがって、像形成開始位置とベルト転写開始位置とは、転写位置ＴＲで一致し、ブラックのトナー像の転写が行われる。
【００１６】
以降の色のトナー像の転写についても同様に像形成開始位置とベルト転写開始位置とは転写位置ＴＲで一致する。すなわち、シアンについては、ブラックで使用した中間転写ベルト３０のマークＭ２が一周して再びマークセンサ４０の前に現れるまでの時間（一周に要する時間）は予め決められているので、その時間の直前にＣＰＵ６１は、前述の短時間だけＥＮＡＢＬＥ−０を“Ｌ”にし、ＡＳＩＣ６２がマークＭ２を検出することができるようにする。そこでＡＳＩＣ６２は、マークＭ２を検出してブラックの場合と同様に、ＭＶＤＥＮー０を“Ｌ”に設定し、シアンのイメージデータをレーザユニット６３に出力する。シアンのイメージデータの出力開始時には、ブラックの場合と同じ像形成開始位置が露光位置に到達しているので、レーザユニット６３は、その像形成開始位置に合わせるように、水平同期信号ＨＳＹＮＣ−０に同期して水平走査を開始し、感光体ドラム１０の上にシアンの静電潜像を形成する。
【００１７】
上述のように形成されたシアンの静電潜像は現像装置２０Ｃによって現像され、現像されたトナー像の像形成開始位置は、転写位置ＴＲにおいて、回転してくる中間転写ベルト３０のベルト転写開始位置に一致するので、シアンのトナー像は、中間転写ベルト３０の上のブラックのトナー像の上に正確に重ねられて転写される。シアンのトナー像に続くマゼンタおよびイエローのトナー像についても同様な処理が行われ、４色のトナー像が重ねて転写される。この例の場合、ＣＰＵ６１によるマークＭ１の検出は正常に行われたが、ＡＳＩＣ６２によるマークＭ２の検出が所定のタイミングで検出されなかった場合には、マークＭ１の検出を無効にして新たに検出を再開する。例えば、ＣＰＵ６１は、マークＭ３を検出し、ＡＳＩＣ６２はマークＭ４を検出するようにする。あるいは、ＣＰＵ６１によるマークＭ１の検出は有効としておいて、ＡＳＩＣ６２がマークＭ２の検出が所定のタイミングで検出されなかった時点で、マークＭ３の検出に切り替える等により適宜に対応することも可能である。
【００１８】
以上、本発明の実施の形態には、露光位置で感光体上に各色に対応した静電潜像を順番に形成し、それを現像位置で現像して各色のトナー像に形成し、形成した各色のトナー像を転写位置で中間転写ベルトの同じ位置に順番に重ねて転写し、中間転写ベルト上に重ねて転写されたカラー画像を記録用紙上にて一括転写してカラー画像を形成するために、予め設定された間隔をもって中間転写ベルトに配置された複数の位置検出用のマークと、位置検出用のマークの通過路に配置され、位置検出用のマークの通過を検出可能にされているマークセンサと、複数の位置検出用のマークとマークセンサとを利用してカラー画像形成を制御する画像形成制御部とを有するカラー画像形成装置であって、前記画像形成制御部は、カラー画像形成のイニシャル時に、マークセンサのマーク検出をイネーブルに設定し、マークセンサを最初に通過するマークの前縁部を検出することにより、そのマークを準備マークとして検出し、準備マーク検出後に次のマークとして選択された位置決めマークがマークセンサを通過するタイミングまではマークセンサのマーク検出をディセーブルに設定する第１のステップと、位置決めマークがマークセンサを通過するタイミングに合わせて、位置決めマークの前縁部のみを検出できるように、マークセンサのマーク検出を短時間だけイネーブルにし、マークセンサが位置決めマークを検出した時点から予め決められた時間経過後に露光位置に到達している感光体表面を像形成開始位置として最初の色の画像情報に基づく露光を行って静電潜像を形成する第２のステップと、位置決めマークが次にマークセンサを通過するタイミングに合わせてマークセンサのマーク検出を短時間イネーブルにし、マークセンサが位置決めマークを検出した時点から予め決められた時間経過後に露光位置に到達している感光体表面を像形成開始位置として次の色の画像情報に基づく露光を行って静電潜像を形成することを残りの色の画像形成が完了するまで繰り返し行う第３のステップとを実行する画像形成装置が開示されている。
【００１９】
このような構成によれば、マークに汚れがあっても前縁部のみの検出により正確に準備マークの位置を検出でき、位置決めマークが到達するまではマークセンサをディセーブルにしているのでその間のノイズの影響を受けることもない。また、位置決めマークを検出する場合も、位置決めマークの前縁部を検出するのに可能な短時間においてのみ、マークセンサの検出をイネーブルにするので誤検出が発生せず、各カラーのトナー像の重ね合わせを正確に行うことができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明のカラー画像形成装置は、以上において説明したように構成されているので、従来の画像形成装置に大幅な改造を加えること無く、中間転写ベルトのベルト転写開始位置がより優れた信頼性で正確に検出できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラー画像形成装置の実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１の中間転写ベルトに貼付された複数のマークを説明するための中間転写ベルトの展開図である。
【図３】図２の複数のマークの関係を説明するための図である。
【図４】図１のカラー画像形成装置の画像形成を制御する画像形成制御部を示すブロック図である。
【図５】図４の画像形成制御部の制御動作を説明するためのタイムチャートである。
【図６】図４の画像形成制御部の制御により、どのように正確にマークセンサがマークを検出するのかを説明するためのタイムチャートである。
【図７】従来の中間転写ベルトに付けられたマークを示す図である。
【図８】マークとマークセンサとセンサ出力の関係を説明するための図である。
【図９】マークの中央部分が汚れていた場合のマークとマークセンサとセンサ出力の関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ 感光体ドラム、１１ 露光装置、２０ リボルバ、２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ 現像装置、３０ 中間転写ベルト、３１ 転写ローラ、３２，３３，３４ ローラ、４０ マークセンサ、５１ レジストローラ、５２ ２次転写ローラ、５３ 定着ローラ、Ｐ１ 第１の現像位置、Ｐ２ 第２の現像位置、ＴＲ 転写位置、ＰＰ 記録用紙。

Claims (4)

1. 中間転写体に設けられたマークを検出することで、中間転写体の所定の位置を検出し、該所定の位置に基づいて複数色のトナー像を中間転写体の同じ領域に重ねて転写させるようにしたカラー画像形成装置において、
   前記マークを検出するマークセンサと、
   前記マークセンサが前記マークを検出する時点前の所定時点を設定するための時点設定手段と、
   前記時点設定手段の設定時点に基づいて、前記マークセンサをイネーブル状態に設定すると共に、前記マークセンサが前記マークを検出すると前記マークセンサをディセーブル状態に設定するマークセンサ制御部とを備えることを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記マークは複数設けられていることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
3. 前記時点設定手段は、前記マークセンサによって検出されたマークの検出時点に基づいて、前記所定時点を設定することを特徴とする請求項１または請求項２記載のカラー画像形成装置。
4. 前記中間転写体には、前記マークセンサにより検出され、前記時点設定手段により所定時点を設定するための時点設定用マークが設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカラー画像形成装置。

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