JP2005017422A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】転写ベルトは、前記回転速度補正データの元となる情報を内容として含むベルト情報を備える一方、前記所定のベルト情報を読み取って前記回転速度補正データの元となる情報を取得して、その取得した前記回転速度補正データの元となる情報に基づいて前記回転速度補正データを更新・記憶すことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ装置、複写機、デジタル複合機などに適用可能な画像形成装置に関し、特に、印刷対象画像を構成する各色成分の画像をそれら各色成分に対応して並列配置された感光体上に書き込むと共に、それら各感光体上に書き込んだ画像を、回転する駆動ローラに掛け渡されて周方向に移動する転写ベルト上に順次転写してカラー重ね画像を形成する画像形成手段を備える一方、前記転写ベルトの周方向における位置とその位置における厚さとの関係に基づく回転速度補正データを参照して前記転写ベルトの周方向の移動速度が前記転写ベルトの周方向の厚さの偏差によらず一定になるように前記駆動ローラの回転角速度を制御する回転速度制御手段とを備えた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
今日、電子写真方式の画像形成装置においては、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなどカラー出力の画像形成装置の需要が多くなってきている。
【0003】
特に最近では、カラー出力時もモノクロ並みのスピードが望まれることから、印刷対象のカラー画像を構成する各成分ごとに、感光体、現像器、書き込み光学系等を備え、各感光体上にそれぞれの色成分の単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写して用紙上にカラー画像を記録するいわゆるタンデム方式の画像形成装置が主流となってきている。タンデム方式の画像形成装置には、直接転写方式のものと、間接転写方式のものとがある。
【0004】
直接転写方式のものは、図17に示すように、図示しないモータにより回転駆動される駆動ローラ152と、従動ローラ153との間に掛け渡された転写ベルト151の上面側がC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(黒)の各色成分にそれぞれ対応した各感光体ドラム(102C、M、Y、K)と各転写ローラ(103C、M、Y、K)との間に回転挟持されつつ図において左方向に搬送移動される一方、各感光体ドラム(102C、M、Y、K)上は、図示しない帯電器により一様に帯電され、それぞれがプロッタ制御部110により制御される書き込みユニット(101C、M、Y、K)により各色成分の画像に応じて除電されて、各静電潜像が形成され、それら各静電潜像に、各現像器(103C、M、Y、K)により各色のトナーが付着されて得られる各色のトナー像は、搬送ローラ106を介して転写ベルト151上に密着載置され搬送移動する記録紙上に順次直接に転写されて、カラー重ね画像が形成される。その記録紙上に転写形成されたカラー重ね画像は定着部109をその記録紙が通過することにより熱定着される。
【0005】
間接転写方式のものは、図18に示すように、図示しないモータにより回転駆動される駆動ローラ152と、従動ローラ153との間に掛け渡された転写ベルト151の下面側がC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(黒)の各色成分にそれぞれ対応した各感光体ドラム(102C、M、Y、K)と各転写ローラ(103C、M、Y、K)との間に回転挟持されつつ図において左方向に搬送移動される一方、各感光体ドラム(102C、M、Y、K)上は、図示しない帯電器により一様に帯電され、それぞれがプロッタ制御部110により制御される書き込みユニット(101C、M、Y、K)により各色成分の画像に応じて除電されて、各静電潜像が形成され、それら各静電潜像に、各現像器(103C、M、Y、K)により各色のトナーが付着されて得られる各トナー像は、転写ベルト151上にいったん転写されて、カラー重ね画像が形成される。そして、搬送ローラ108を介して駆動ローラ152と2次転写ローラ160との間を回転挟持されて通過する記録紙に再転写される。その記録紙上に転写形成されたカラー重ね画像は定着部109をその記録紙が通過することにより熱定着される。
【0006】
上記直接転写方式及び間接転写方式のいずれの方式の場合も、各色の感光体上に形成された画像は転写ベルト151上の異なる位置で、直接記録紙に、もしくは、転写ベルト151上に転写される。
【0007】
もし、各感光体ドラム(102C、M、Y、K)上に各成分の画像を同一タイミングで形成して転写ベルト151上に転写するとすると、当然各色の画像がずれることになるため、プロッタ制御部110では、各感光体ドラム(102C、M、Y、K)の転写ベルト151に対する配置間隔に応じた遅延量をもって各書き込みユニット(101C、M、Y、K)に対して画像を出力する。
【0008】
具体的には、例えば、各感光体ドラム(102C、M、Y、K)の配置間隔が10.0cmで、転写ベルトの移動速度が10.0cm/秒だとすると、各色成分の画像の書き込みタイミングを1秒ずつずらす必要がある。
【0009】
しかし、もし、駆動ローラ152が一定の回転速度で駆動されているにもかかわらず、転写ベルト151が1周回転する間の移動速度が一定でないような場合には、例えば1秒間に転写ベルト151が移動する距離が一定とはならないため、各色成分の画像の転写位置に相互のズレが生じてしまい、結果的に、転写ベルト151上(の記録紙)に転写されたカラー重ね画像に色ズレが発生してしまうことになる。
【0010】
そのため、タンデム方式の画像形成装置では、色ずれを低減するために転写ベルト151が1周回転するうちの、少なくとも、トナー像が転写されている期間は、常に一定速度で移動する必要がある。
【0011】
転写ベルト151の、トナー像が転写される外面の移動速度Vは、駆動ローラ152の半径をR、転写ベルト151の厚さをrとし、駆動ローラ152の回転各速度をω(ラジアン)とすると、
V = (R + r)・ω・t … (式1)
となる。
【0012】
駆動ローラ152の半径Rを高精度に加工することは比較的容易である。一方、転写ベルト151はフィルム状のもので構成上均一の厚みを実現することが困難で、とくに長手方向(周方向)に厚みの偏差をもちやすい。
【0013】
転写ベルト151の厚みが1周に渡って均一でない場合、ベルトを駆動する駆動ローラ152の速度を一定に制御しても、転写ベルト151の移動速度に周期的な変動が発生してしまう。
【0014】
つまり、転写ベルト151の厚さrの下限をr_min、上限をr_maxとすると、転写ベルト151の一周に渡る厚さの偏差、つまり、下限r_minから偏差のΔrは、
0≦Δr≦(r_max−r_min)
の範囲にあり、また、(式1)は、
V = (R + (r_min + Δr) )・ω・t … (式2)
と書き直される。
【0015】
転写ベルト151の1周のうちの特定の位置をxとすれば、Δrはそのxの関数であり、Δr(x)で表される。そのため、駆動ローラ152の外周に接している位置xに応じて、Δr(x)が変化し、角速度ωが一定でもVが変動してしまうことになる。
【0016】
そのように、タンデム方式の画像形成装置では、転写ベルト151の厚さの変位に起因して、各色成分の画像の転写位置に相互のズレが生じ、結果的に出力された画像に色ずれが発生しやすくなるという問題がある。
【0017】
色ずれが発生を防ぐためには、転写ベルト151の厚さの周方向の偏差によらず、転写ベルト151の移動速度を一定にするようにすればよく、具体的には、駆動ローラ152の回転角速度ωを、転写ベルト151の駆動ローラ152の外周に接している部分の厚さが厚いときには、遅く、薄いときには速くないように調節すればよい。
【0018】
そのような、ベルトの速度変動を低減するための方法としては、従来種々の提案がなされている。
【0019】
例えば、特許文献1に記載の従来技術では、ベルト上に縞状のパターン設け、このパターンをセンサで検出することでベルトの速度を検出し、ポリゴンモータにフィードバック制御を行うようにしている。
【0020】
また、特許文献2に記載の従来技術のように、ベルトを懸架する従動ローラを設置の軸上にエンコーダを設置しエンコーダ出力をフィードバックすることで、速度制御を行うようにしている。
【0021】
また、特許文献3に記載の従来技術では、ベルトの厚み偏差をあらかじめ計測しておき、その情報に基づいて各色の書き込みタイミングを制御することで、速度変動を低減させるようにしている。
【0022】
【特許文献1】
特開平06−127037号公報
【特許文献2】
特開平11−174932号公報
【特許文献3】
特開2001−51479号公報
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特許文献1に記載の従来技術では、ベルトの表面速度を精度よく検出することが可能となる反面、転写ベルト上に縞状のパターンを設けることは技術的に困難であるため、製造上高価なものになる問題がある。
【0024】
また、制御方法に応じた高分解能のセンサが必要になることと、センサ信号をフィードバックして制御するためには専用の回路が必要となるため、この構成を実現するには非常に高価なシステムになってしまうという問題がある。
【0025】
また、前記特許文献2に記載の従来技術では、従動ローラやエンコーダ等の部品が必要なることと、フィードバック制御のための専用の回路が必要となるため、高価なシステムになってしまうという問題がある。
【0026】
また、前記特許文献3に記載の従来技術では、ベルトの厚み偏差の情報はあらかじめ工場で正確に測定しておき、そのデータを用いて各色の書き込みタイミングを制御するため、機器内部にエンコーダ等の検出手段が不要となり比較的低コストで実現できる利点はある。
【0027】
しかし、ベルトの厚み偏差は各ベルトごとの製造時のばらつきに起因するものであるため角ベルト固有の情報であり、あるベルトについての厚み偏差の情報を、他のベルトのそれとして流用することはできない。
【0028】
そのため、ベルトを交換した場合には、交換したベルトの厚さの偏差に関する情報を機器に設定する必要がある。また、ベルトは消耗部品であり、一定枚数以上の印刷を行った場合には交換する必要が発生する。
【0029】
画像形成装置のうちの、特に、プリンタでは、サービスマンがメンテナンス作業を行うことの多いファクシミリ装置や複写機と違って、ベルトのユニットの交換を、ユーザが行う場合が多いため、交換するベルトユニットに厚さの偏差に関するデータを添付しておき、ユーザーが操作部を使用して設定することも考えられるが、操作が煩雑であることと、誤設定された場合に印刷品質が著しく劣化する可能性があるなど問題が多い。
【0030】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、装置に新たに装着された転写ベルトの厚さの偏差についての情報を、煩雑な操作なしに自動的に取得して、その取得した情報に基づいてその新たに装着された転写ベルトの移動速度が一定になるように制御して常に高品質な出力画像を得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。
【0031】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の画像形成装置は、印刷対象画像を構成する各色成分の画像をそれら各色成分に対応して並列配置された感光体上に書き込むと共に、それら各感光体上に書き込んだ画像を、回転する駆動ローラに掛け渡されて周方向に移動する転写ベルト上に順次転写してカラー重ね画像を形成する画像形成手段を備える一方、前記転写ベルトの周方向における位置とその位置における厚さとの関係に基づく回転速度補正データを参照して前記転写ベルトの周方向の移動速度が前記転写ベルトの周方向の厚さの偏差によらず一定になるように前記駆動ローラの回転角速度を制御する回転速度制御手段とを備えた画像形成装置において、前記転写ベルトは、前記回転速度補正データの元となる情報を内容として含むベルト情報を備える一方、装置本体側は、前記回転速度補正データを記憶する補正データ記憶手段と、前記所定のベルト情報を読み取って前記回転速度補正データの元となる情報を取得するベルト情報読取手段と、そのベルト情報読取手段により取得された、前記回転速度補正データの元となる情報に基づいて前記回転速度補正データを更新・記憶する補正データ更新手段とを備えたことを特徴とする。
【0032】
請求項2に記載の画像形成装置は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記転写ベルトが備える前記ベルト情報は、光学的に検出可能なパターンとして構成される一方、前記ベルト情報読取手段は、前記所定のベルト情報を光学的に読み取って前記回転速度補正データの元となる情報を取得するものであることを特徴とする。
【0033】
請求項3に記載の画像形成装置は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記転写ベルトが備える前記ベルト情報は、磁気的に検出可能なパターンとして構成される一方、前記ベルト情報読取手段は、前記所定のベルト情報を磁気的に読み取って前記回転速度補正データの元となる情報を取得するものであることを特徴とする。
【0034】
請求項4に記載の画像形成装置は、請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置において、前記転写ベルトにおける前記ベルト情報の配設位置を、前記転写ベルトにおける周方向の位置を特定する際の基準となるホームポジションとしても検出することを特徴とする。
【0035】
請求項5に記載の画像形成装置は、請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置において、前記転写ベルトが新たに交換されたものであるか否かを検出するベルト交換検出手段を更に備え、前記補正データ更新手段は、前記ベルト交換検出手段により、前記転写ベルトが新たに交換されたものであると検出された場合にのみ、前記ベルト情報読取手段により取得された前記回転速度補正データの元となる情報に基づいて前記回転速度補正データを更新・記憶することを特徴とする。
【0036】
請求項6に記載の画像形成装置は、請求項1ないし5のいずれかに記載の画像形成装置において、前記ベルト情報を読み取る際には、前記転写ベルトの移動速度を、通常のカラー重ね画像形成時よりも遅く制御する速度制限手段を更に備えたことを特徴とする。
【0037】
請求項7に記載の画像形成装置は、請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置において、前記転写ベルトは、その上に記録紙を密着載置して前記各感光体から直接当該記録紙に前記カラー重ね画像を転写させる直接転写方式に係る転写ベルトであることを特徴とする。
【0038】
請求項8に記載の画像形成装置は、請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置において、前記転写ベルトは、その上に前記各感光体から転写されたカラー重ね画像を記録紙に再転写する間接転写方式に係る転写ベルトであることを特徴とする。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0040】
先ず、図1に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置のブロック構成について示す。
【0041】
同図において、CPU2は、ROM3に書き込まれた制御手順を実行して、RAM4を作業領域として使用しつつ装置各部を制御する中央演算処理装置である。
【0042】
ROM3は、前述したように、CPU2が装置各部を制御するための制御手順を記したプログラムや、その制御手順において参照される固定的なデータが記憶されているリードオンリメモリである。
【0043】
RAM4は、前述したようにシステム制御部2の作業領域として、印刷しようとする1ページ分の画像データを展開したりするなど、一時的なデータを記憶するために使用されるランダムアクセスメモリである。
【0044】
パラメータメモリ5は、装置動作に関連したデータのうち、一時的ではく、装置電源しゃ断時にも保持して次回の動作時にも参照される性質のデータを記憶するためのメモリであり、具体的には、バッテリバックアップされたSRAM(スタティックRAM)や、EEPROM(電気的に書き換え可能な読み出し専用メモリ)等により構成されるものである。
【0045】
操作表示部6は、図示は省略するが、印刷の強制中断を指示するためなどの各種入力キーが配設される一方、ユーザに知らせるべき装置の動作状態や各種メッセージを表示するための液晶表示器などの表示器を備えたものである。
【0046】
モータ7aは、モータドライブ回路7aを介してモータドライブ回路7から与えられる駆動信号により回転駆動され、また、その駆動信号の制御により、回転速度が調節される。モータ7aは、後述する駆動ローラ32を回転駆動する。
【0047】
I/O部8は、多数の入出力ポートから構成されるものであり、HPマーク検出センサ41からの検出信号やベルト情報検出センサ42からの検出信号が入力される。なお、HPマーク検出センサ41及びベルト情報検出センサ42については後述する。
【0048】
カウンタ9は、センサによるマークの検出時間等の装置制御に関わる時間計測をするためのカウンタである。
【0049】
プロッタ10は、印刷対象画像を記録紙上に定着形成して出力するもので、カラー画像に対応している。そのプロッタ10は「画像形成手段」に相当する。なお、プロッタ10の詳細については、後述する。
【0050】
他装置インターフェース11は、パーソナルコンピュータなどの他装置200から転送されてくる印刷依頼に係る画像データを受信してCPU2に渡すためのインターフェースであり、具体的には、LANインターフェースなどで構成されるものである。
【0051】
システムバス14は、上記各部がデータをやり取りするための信号ラインであり、具体的には、データバス、アドレスバス、制御バス、I/Oバスなどの各種バスの集合として構成されている。
【0052】
以上のように構成される画像形成装置1のパラメータメモリ5には、図2に示すようよに、記憶領域5aに回転速度補正データを記憶している。その記憶領域5aは、補正データ記憶手段に相当するものである。
【0053】
回転速度補正データ5aは、後述する転写ベルト31の周方向における位置とその位置における厚さとの関係に基づくものであり、回転速度制御手段としてのモータ制御部7は、回転速度補正データ5aを参照して転写ベルト31の周方向の移動速度が転写ベルト31の周方向の厚さの偏差によらず一定になるように駆動ローラ32の回転角速度を制御する。
【0054】
図3にプロッタ10の構成について示す。
【0055】
同図において、プロッタ10は、カラー画像対応のタンデム方式のものであり、また、直接転写方式のものであり、モータ7bにより回転駆動される駆動ローラ32と、従動ローラ33との間に掛け渡された転写ベルト31の上面側がC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(黒)の各色成分にそれぞれ対応した各感光体ドラム(22C、M、Y、K)と各転写ローラ(23C、M、Y、K)との間に回転挟持されつつ図において左方向に搬送移動される一方、各感光体ドラム(22C、M、Y、K)上は、図示しない帯電器により一様に帯電され、それぞれがプロッタ制御部20により制御される書き込みユニット(21C、M、Y、K)により各色成分の画像に応じて除電されて、各静電潜像が形成され、それら各静電潜像に、各現像器(23C、M、Y、K)により各色のトナーが付着されて得られる各トナー像は、搬送ローラ34を介して転写ベルト31上に密着載置され搬送移動する記録紙上に順次直接に転写されて、カラー重ね画像が形成される。その記録紙上に転写形成されたカラー重ね画像は定着部35をその記録紙が通過することにより熱定着される。
【0056】
詳細には、他装置200から他装置インターフェース11を介して転送されてくる印刷依頼に係る画像データは、CPU2により、システムバス12を介してプロッタ制御部20に渡される。
【0057】
その渡された画像データは、プロッタ制御部20において、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(黒)の各色成分の画像データに分解され、書き込み用の各色のデータに変換される。
【0058】
感光体ドラム(22C、M、Y、K)は、書き込みユニット(21C、M、Y、K)から出力されるレーザー等の光で露光され、ドラム上に画像データに応じた静電潜像が作られる。ドラム上に形成された静電潜像は、現像器(23C、M、Y、K)で、各色のトナーを使用して現像される。
【0059】
現像された画像は、感光体ドラム(22C、M、Y、K)と転写ローラ(23C、M、Y、K)との挟持部で記録紙上に転写され、記録紙上にカラー重ね画像が形成される。
【0060】
転写ベルト31は、駆動ローラ32の軸に連結されたモータ7bで駆動されており、転写ベルト31を一定速度で動作するよう制御している。しかし、転写ベルト31の周方向の厚みが均一でない場合、駆動ローラ32の回転角速度が固定されていると、転写ベルト31の表面速度に周期的にうねるような速度変動が発生してしまう。
【0061】
その速度変動を補正するために、図2に示したように、回転速度補正データ5aとして、あらかじめ転写ベルト31の1周期分の厚み偏差、または、その偏差に起因する速度変動の情報を保持しておき、その情報に基づいてベルトの速度変動がキャンセルされるように転写ベルト31が掛けられた駆動ローラ32の駆動軸の回転速度(モータ7bの回転速度)を制御することで、ベルトの速度変動を低減させる制御を行う。
【0062】
回転速度補正データ5aとしては、転写ベルト31の1周の各位置における厚み偏差の情報を直接記憶しておいいて、回転速度制御のときに、その厚み偏差の情報に基づいて、モータ速度制御のための出力パルスの周波数をリアルタイムに算出して制御するようにしてもよい。
【0063】
または、転写ベルト31の1周の各位置における厚み偏差の情報に基づいて、モータ速度制御のための出力パルスの周波数を予め算出したデータを、回転速度補正データ5aとして記憶しておいて、回転速度制御のときには、その補正データ5aを単に読み出し参照するだけでよいようにしておいてもよく、回転速度補正データ5aのデータ内容は、転写ベルト31の1周の各位置における厚み偏差に基づいて、転写ベルト31の周方向の移動速度を一定に保つ制御ができるものであれば、どのような形式であってもよく、その形式により本発明は限定されるものではない。
【0064】
転写ベルト31の周方向の移動速度の制御は、ベルトの1回転周期に同期した速度変動を、駆動ローラ32の回転速度の制御により、補正するものであるため、現在、転写ベルト31の周方向のどの位置が、駆動ローラ32の外周に掛かっているかを装置側は把握する必要がある。
【0065】
そのため、図4に示すように、転写ベルト31上の側端部に、転写ベルト31の周方向における位置特定の基準位置となるHP(ホームポジション)マーク31aを形成しておく。
【0066】
そのHPマーク31aは、図5に模式的に示すように、HPマーク検出センサ41により検出されるが、転写ベルト31の周方向におけるHPマーク31aを基点とした特定の位置は、HPマーク31aを検出した時点からの駆動ローラ32の回転量に基づいて得ることができる。
【0067】
図5に模式的に示すように、転写ベルト32の1周分に渡る各位置における厚さの偏差Δr、つまり、転写ベルト32の厚さrの下限をr_min、上限をr_maxとすると、
0≦Δr≦(r_max−r_min)
の範囲内にある偏差Δrは、HPマーク31aからの周方向の距離xに応じて、図に示すように、製造工程におけるばらつきに起因する、うねるような変動を生じ、その変動の特性は、1つ1つのベルトに固有のものである。
【0068】
転写ベルト31の1周に渡る厚さの変動についてのデータ、つまり、回転速度補正データ5aの基となるデータの定義形態により、本発明は限定されるものではないが、本実施の形態では、図に示すように、HPマーク31aを起点として、転写ベルト31の1周をP0ないしP9の10点に等分割し、それら各点の位置に対応する偏差Δrの値の列として定義する。
【0069】
具体的には、偏差Δrを例えば4ビットで表現するとすると、(r_max−r_min)に相当する上限値は値15となり、0の相当する下限値は値0と定義する。そのため、例えば数値列(7,6,5,6,7,8,9,10、9,8)により、転写ベルト32の、HPマーク31aを起点とした、一周に渡る各位置における厚さの偏差についての情報を得ることができる。
【0070】
転写ベルト31の移動速度Vは、駆動ローラ32の半径をRとし、駆動ローラ32の回転角速度をωとすると、
V = (R + (r_min + Δr) )・ω・t … (式3)
となる、移動速度VをΔrの変動によらず一定になるようなωを、転写ベルト31のHPマーク31aを基準とする位置xの関数として、つまり、速度変動の情報として得ることもできる。
【0071】
本発明は、そのような、厚さの偏差についての情報またはそれに基づいた速度変動の情報を、ベルト情報31bとして、転写ベルト31自身が備えている点に特徴がある。なお、厚さの偏差に基づいた速度変動の情報は、実質的には厚さの偏差についての情報と同等である。
【0072】
図6に示すように、本実施の形態では、転写ベルト31の側端部に、転写ベルト31の1周にわたる厚さの偏差についての情報(それに基づいた速度変動情報であってもい)を内容とするベルト情報31bを、HPマーク31aと共に備えている。それらのベルト情報31bやHPマーク31aは転写ベルト31上の、カラー重ね画像が形成さる領域である作業領域の外に形成されるものである。そのベルト情報31bは、装置本体側の、ベルト情報読取手段としてのベルト情報検出センサ42により検出される。
【0073】
そのベルト情報31bとなる厚さ偏差についての情報は、製造される転写ベルト31のそれぞれについてあらかじめ高精度の測定器を使用した測定を個別に行い、収集されたものである。
【0074】
次に、以上の構成の画像形成装置における、補正データ更新手段に相当する回転速度補正データ更新処理、及び、その更新処理により更新される回転速度補正データを参照した画像形成処理手順について、図7を参照して説明する。
【0075】
同図において、図示しない装置の電源がONになると、CPU2は、各種初期化処理の1つとして、回転速度補正データ更新処理が行われる。
【0076】
その更新処理においては、先ず、モータ制御部7により、モータ7bを、通常の画像形成処理時おける回転速度よりもずっと低い速度で回転させる低速回転モードでの制御を開始する(処理S101)。この処理S101は、速度制限手段に相当するものである。
【0077】
それにより、駆動ローラ32は、ゆっくりと回転し、それに伴い転写ベルト31の移動搬送が開始された後、ベルト情報読み取り処理が行われる(処理S102)。
【0078】
なお、処理S101を省いて、画像形成時と同一の回転速度にモータ7bを制御するようにしてよいが、処理S101により低速回転モードにしてから、それら続く回転速度補正データ更新処理を行うことには利点がある。
【0079】
つまり、転写ベルト31駆動用のモータ7bは高精度の速度制御が必要なため、一般的にはステッピングモータまたはPLLサーボモータが使用されるが、、モータ制御部7からモータドライブ回路7aに供給するクロックの周波数をベルト情報31bの検出時は低い周波数に変化させることで速度を低速に変更するようにすることで、転写ベルト31上に記載されたベルト情報31bを検出する際には、通常の画像形成処理時に比べて転写ベルト31の移動速度が低速にでき、それにより、ベルト情報31bを確実に検出でき、また、ベルト情報検出センサ42による検出も低速でよいため、ベルト情報31bの読み取り検出に起因するコストの増大を最低限に抑えることができる。
【0080】
処理S102においては、具体的には、HPマーク31aが、HPマーク検出センサ41で検出された後、ベルト情報31bがベルト情報検出センサ42に読み取られ、その読み取られた、厚さ偏差の情報をCPU2が得る。
【0081】
CPU2は、その得た厚さ偏差の情報に基づいて回転速度補正データを再作成し(処理S103)、パラメータメモリ5の記憶領域5aに、更新・記憶する(処理S104)。最後に、モータ7bの低速回転モードを解除して処理を終了する(処理S105)。
【0082】
今回の電源ONが、転写ベルト31のユニットの交換後の初回のものであった場合には、処理S104により、今回交換された新しい転写ベルト31についての回転速度補正データに更新される。一方、今回の電源ONが、転写ベルト31のユニットの交換後の初回のものない場合には、処理S104により、転写ベルト31についての回転速度補正データが同一内容で上書き更新される。
【0083】
いずれの場合にせよ、回転速度補正データ5aは、現在装置に実際に組み込まれている転写ベルト31の厚さ偏差を正しく反映したものであり、その補正データ5aを参照した回転速度補正制御においては、転写ベルト31の移動速度を一定に保つことができる。
【0084】
つまり、電源ON後、装置が画像形成可能な状態に移行後に、他装置200からの画像データの転送に応じて行われる画像形成処理においては、処理S104で正しく更新されている回転速度補正データ5aを参照しつつモータ制御部7がモータ速度制御を行いつつ(処理S201)、各色成分の画像を形成し転写ベルト31上に重ね合わせて転写する処理を(処理S202)、全ページについての画像形成が完了するまで行い(判断S203のNoのループ)、全ページについての画像形成が完了すると(判断S203のYes)、処理終了する。
【0085】
それにより、ユーザーが設定操作を行わなくても、ベルト情報に基づいた速度補正処理が行われ、転写ベルト31が交換された場合でも色ズレのない高品質なカラー重ね画像を常に得ることができるようになる。
【0086】
なお、図7に示した回転速度補正データ更新処理においては、ベルト情報31bの検出を1回のみ行うようにしているか、転写ベルト31を2周以上回転させ、複数回ベルト情報31bの検出を行い、複数の検出結果が互いに一致した場合に、その一致したデータを有効なデータとして検出するようにすることで、誤検出を防止するようにしてもよい。
【0087】
また、ベルト情報31bの検出結果が転写ベルト31の周方向に所定の数のデータを検出できなかった場合や、検出した値が所定の範囲外の値で合った場合は、転写ベルト31を2回3回と追加的に回転させてベルト情報31bの検出を再度行い、正常な値を検出するまで繰り返す構成とし、誤検出を防止するようにしてもよい。それにより、いっそう確実にベルト情報31bを検出でき、結果として、回転速度補正データの正確性を高めて、転写ベルト31の移動速度の変動に起因する色ズレの発生をいっそう確実に防止するこができるようになる。
【0088】
ベルト情報31bのベルト情報検出センサ42による検出についての更に詳細に説明する。
【0089】
ベルト情報31bは、図8に示すように、バーコード状に白黒縞状の、光学的に検出可能なパターンとして構成される一方、ベルト情報検出センサ42は、そのパターンを光学式のセンサにより検出する。
【0090】
図8に示すベルト情報31bの光学パターンは、開始部分と終了部分が判別できるように情報を付加したものであり、処理S102のベルト情報31bの読み取り検出時は、転写ベルト31が移動しつつ、ベルト情報検出センサ42の出力信号が開始部分の情報に一致するかの確認を行い、開始部分の情報に一致した場合、そこから、センサ出力信号が終了部分の情報に一致するまでの間のデータを、転写ベルト31の厚さの偏差を示すデータとして検出する。
【0091】
転写ベルト31の厚さの偏差情報の光学パターンによる表現方法としては、太さ可変の数本のバーの組で1つのデジタル値を表現するデジタル的な方法や、各バーの幅がそのまま偏差情報を示すアナログ的な方法など、最適な方法を適用できる。
【0092】
ベルト情報検出センサ42によるベルト情報31bの光学パターンの検出は、センサ出力をコンパレータで2値化し、カウンタ9を参照してエッジの間隔の時間を計数することでライン幅を求める処理により行う。HPマーク検出センサ41によるHPマーク31aの検出についても同様である。
【0093】
HPマーク31aとベルト情報31bを示すパターンとは、異なるライン幅のラインを使用して構成することで区別して検出することは容易にできる。
【0094】
図9(a)、(b)及び(c)に、光学的なパターンとして構成されるベルト情報31aをベルト情報検出センサ42による読み取る場合の形態の複数種類について模式的に示す。
【0095】
同図(a)においては、転写ベルト31の外周面上のベルト情報31b(図示せず)を反射型のセンサにより検出する。具体的には、レーザーダイオードなどにより構成される発光部42aからのビーム光が転写ベルト31のベルト情報31bの白黒パターンに応じた光量で反射して得られる反射光をフォトダイオードなどにより構成される受光部42bにより受光して読み取り検出する。
【0096】
同図(b)においては、同図(a)と同様の検出方式で、転写ベルト31の内周面の方にベルト情報31b(図示せず)を形成して検出するようにしている点が異なる。同図(b)の配置構成では、駆動ローラ32と従動ローラ33との間の空きスペースを利用してベルト情報検出センサ42を配置できる。
【0097】
同図(c)においては、転写ベルト31が透過性の素材により構成される場合に適用できるもので、発光部42aから転写ベルト31の外周面または内周面に形成した、透過と不透過の縞模様のベルト情報31b(図示せず)にビーム光を照射し、その透過光を受光部42bにより受光するようにしている。
【0098】
同図(a)、(b)または(c)のいずれのものを適用しても、光学的なパターンとして転写ベルト31上に形成されたベルト情報31bを読み取り検出することができる。
【0099】
転写ベルト31上に形成されたベルト情報31bの読み取り検出形態としては、図10に示すような磁気的な検出形態も適用可能である。
【0100】
図10(a)においては、転写ベルト31の外周面上のベルト情報31b(図示せず)を磁気的なパターンとして形成する一方、ベルト情報検出センサ42として、磁気センサ43を使用する。磁気センサ43は、検出部43aとして、磁気ヘッドやホール素子を配置する。検出部43aは、当然ながら、転写ベルト31上に形成されるベルト情報を磁気的に検出できる、そのベルト情報に対向する装置本体側の適当な位置に配置される。
【0101】
磁気的なパターンとして構成されるベルト情報31bは、具体的には、磁気特性をもつテープ状の部材に転写ベルト31の厚さ偏差についてのデータを書き込んでおき、これを転写ベルト31の作像領域外の側端部に貼付する構成とする。また、ベルトの作像領域外の側端部に磁性体を塗布しておき、その部分に磁気ヘッドにより直接データを書き込む構成としてもよい。
【0102】
また、転写ベルト31上のHPマーク31aの検出も、HPマーク31aを磁気センサ43により検出可能な磁性を帯びたマークとして形成することで、磁気センサ43により検出できるようにし、磁気センサ43が、ベルト情報検出センサ42とHPマーク検出センサ41とを兼ねるように構成してもよい。
【0103】
また、図10(b)に示すうよに、磁気センサ43と光学センサ44との2つのセンサを装置本体側に備え、HPマーク31a及びベルト情報31bをそれぞれ、磁気的なパターン及び光学的なパターンとして構成するか、またはその逆に構成することで、磁気センサ43及び光学センサ44をそれぞれベルト情報検出センサ42及びHPマーク検出センサ41、または、HPマーク検出センサ41及びベルト情報検出センサ42として使用するようにしてもよい。
【0104】
その場合、それぞれ検出方式が異なるため、HPマーク31aとベルト情報31bとを容易に区別して検出できる利点がある。
【0105】
図11に、ベルト情報31bがHPマーク31aを兼ねることができる転写ベルト31上におけるパターン形成について模式的に示す。
【0106】
同図においはて、転写ベルト31上にHPマーク31aは形成されず、ベルト情報31bのみが形成されていて、ベルト情報31bがHPマーク31aを兼ねるようにしている。
【0107】
ベルト情報検出センサ42は、転写ベルト31が周方向に移動するに伴って、ベルト情報31bのパターンの開始部分を検出した時点を、HPマーク31aの検出位置として見し、その検出位置を基準として、転写ベルト31の厚さ偏差によらず転写ベルト31の移動速度が一定になるように、モータ7bの回転速度制御を行うようにする。その回転速度制御においては、転写ベルト31の周方向のどの位置が駆動ローラ32の外周に掛かっているのかは、HPマーク検出センサ41としてのベルト情報検出センサ42の位置と駆動ローラ32との位置関係から一義的に決定でき、ベルト情報31bがHPマーク31aを兼ねるようにしても、回転速度制御の精度に影響はない。
【0108】
次に、図7に示した回転速度補正データ更新処理手順の変形例について、図12に示す。
【0109】
図12に示す処理手順は、図7に示した回転速度補正データ更新処理手順における処理S101の前に、ベルト交換検出手段に相当する処理S301のベルト交換有無検出処理と、判断302とを追加したもので、それ以外は、図7に示した手順と同一で、同一手順には、同一の手順番号(例えば「S101」)を付記して、重複する説明は省略する。
【0110】
まず、電源がONになると、処理S301において、今回の電源ONが、転写ベルト31が交換された後の初めてのものであるかを検出する処理である、ベルト交換有検出処理を行う。
【0111】
その処理S301の検出結果が「交換有り」の場合には(判断S302のYes)、処理S101以降の処理を行い、回転速度補正データの更新を行う。処理S301の検出結果が「交換なし」の場合には(判断S302のNo)、そのまま処理を終了する。それにより、回転速度補正データの更新が不可欠な転写ベルト31が交換された場合に限り、回転速度補正データの更新が行われ、重複する無駄な更新は行われないため、その分、無駄な転写ベルト31の駆動がなくなり、その分転写ベルト31の寿命の節約ができる。
【0112】
図13に、処理S301のベルト交換有無検出処理の具体的な処理例について示す。
【0113】
同図においては、操作表示部6の各種キーのうちの、ベルト交換したことを示す所定のキー操作入力の有無を確認する(処理S401)。具体的には、例えばキーAとキーBとを共に押下し続けるキー操作入力などの、ベルト交換したことを示す特別なキー操作の有無を確認する。
【0114】
処理S401の確認の結果、所定のキー操作入力があった場合には(判断S402のYes)、ベルト交換有りと検出する(処理S403)。所定のキー操作入力がなかった場合には(判断S402のNo)、ベルト交換なしと検出する(処理S404)。
【0115】
ベルト交換の有無を操作入力により指示するにしても、ベルト情報に関しては、転写ベルト31上のベルト情報31bの読み取り検出により自動的に取得されるため、厚さ偏差の情報の手入力などの煩わしい操作は不要である。
【0116】
ベルト交換有無の検出形態としては、他の形態も考えられる。図14に、その一例を示す。
【0117】
同図に示すものは、転写ベルト31を含むベルトユニット70側に、同図(a)に示すように、凸形状の新品検知用部材71が、ベルトユニット70を装置本体にセットして転写ベルト31を一定回数以上回転させると、同図(b)に示すように、凸形状の新品検知用部材71が平面になる部材を設ける一方、装置本体側には、新品検知用部材71が凸状態でON(同図(a))、平面状態でOFF(同図(b))となる新品検知スイッチ80を設けておき、そのスイッチ80と抵抗Rとの接続点からベルト交換検出信号Sbを取り出し、I/O部8に入力して検出するようにしてよい。その場合、ベルト交換検出信号SbのHレベルが通常使用時を示しLレベルが新品交換時を示すことになる。新品検知用部材71としては、一定回数以上の転写ベルト31の回転による摩耗により凸部が平面になる柔らかい部材や、一定回数以上の転写ベルト31の回転により凸部が欠落するもろい部材により構成できる。また、新品検知用部材71としては、装置本体側の機構により強制的な押下によりスライドして平面化される構成であってもよい。
【0118】
または、図15に示すように、転写ベルト31を一定回数以上回転させる断線する新品検知用回路72をベルトユニット70の側に設ける一方、装置本体側には、その新品検知用回路72と電気的に接続される抵抗Rを設けておき、その新品検知用回路72と抵抗Rとの接続点から、ベルト交換検出信号Sbを取り出し、I/O部8に入力して検出するようにしてよい。その場合、ベルト交換検出信号SbのHレベルが通常使用時を示しLレベルが新品交換時を示すことになる。新品検知用回路72としては、一定回数以上の転写ベルト31の回転により機械的に疲労して断線するもろい材質の線材や、一定回数以上転写ベルト31が回転したときに装置本体側からの大電流により溶断するヒューズにより構成でき、また、一定回数以上転写ベルト31が回転したときに装置本体側のカッター機構により切断される構成とすることもできる。
【0119】
そのようにして得られるベルト交換検出信号Sbを参照して行われる、図16に示す処理手順は、図12の処理S301のベルト交換有無検出処理として適用できる。
【0120】
図16において、ベルト交換検出信号SbのレベルがHレベルまたはLレベルのいずれであるかを確認する(処理S501)。処理S501の確認の結果、信号SbのレベルがLレベルである場合には(判断S502のYes)、ベルト交換有りと検出する(処理S503)。信号SbのレベルがLレベルでない(Hレベルである)場合には(判断S502のNo)、ベルト交換なしと検出する(処理S504)。
【0121】
これにより、ベルト交換の有無の検出も自動化できるため、ユーザに対して、転写ベルト31の厚みの偏差に応じたモータ7bの回転速度制御の必要性をなんら意識させることなく、単にベルトユニット70の交換作業を行うのみで、更新回数を必要最小限に抑えた回転速度補正データの更新を行うことができる。
【0122】
なお、以上説明した実施の形態においては、本発明を、直接転写方式の画像形成装置の転写ベルトの速度制御に適用した場合について説明したが、本発明は、それに限らず、図18に示したような間接転写方式の画像形成装置の転写ベルトの速度制御に対しても同様に適用できることはいうまでもない。また、本発明に係るベルトの速度制御は、ベルトの厚さの偏差の各ベルトごとの個体差に起因するベルトの移動速度の変動が問題となるような、ベルト機構を用いる多種多様な装置に対しても同様に適用できることはいうまでもない。
【0123】
【発明の効果】
請求項1に係る発明によれば、前記転写ベルト上にベルト情報を読み取って前記回転速度補正データを自動的に更新して前記転写ベルトの移動速度が一定になるように制御するようにしたため、装置に新たに装着された転写ベルトの厚さの偏差についての情報を、煩雑な操作なしに自動的に取得でき、また、常に色ズレのない高品質な出力画像を得ることが可能となる効果が得られる。
【0124】
請求項2に係る発明によれば、光学的に検出可能なパターンを光学的によみとるようにすることで、検出回路を簡易な回路で構成することができ、低コストで実現することが可能となる効果が得られる。また、パターン検出用のセンサとしては、前記転写ベルトの周方向の位置を特定するための基準となる、ホームポジションマークを検出するために元から装置が備えている光学式センサを共用して使用することも可能であるため、特別な装置を付加することなく低コストで実現することが可能となる効果が得られる。
【0125】
請求項3に係る発明によれば、磁気的な記録できる部材に前記ベルト情報を書き込むことで、電気的に書き込み処理を行うことが可能であるため、光学的に読み取るためのバーコード状の光学的なパターンを作成するのに比べて容易にベルト上にベルト情報の書き込み処理を行うことが可能となる。また、光学的読み取る場合は、センサおよび転写ベルト表面がトナーの飛散等により汚れた場合に検出精度が劣化する可能性があるが、磁気的な読み取りの場合、、表面の汚れの影響を受けにくいため、光学式の読み取りと比較して汚れ対して強いという利点がある。
【0126】
請求項4に係る発明によれば、前記転写ベルトの速度制御を行うためには、基準位置を検出する必要があるため、ベルト上にベルトのホームポジションを示すマークが必要であるが、ベルト情報の配置位置をホームポジションとしても検出するようにすることで、ホームポジションマークを別途用意する必要がなくなる。また、ホームポジションマークの検出と、ベルトの情報を示すマークとの検出を別々の処理で行う必要がなくなるため、処理の方法も容易になる利点がある。
【0127】
請求項5に係る発明によれば、ベルト情報を検出してから、その情報に基づいてベルトの速度制御を開始する場合、ベルト情報を検出し、ベルトが安定して駆動されるまでに時間がかかるため、印刷開始までの時間が長くなるという問題があり、また、ベルトのパターン検出のために制御を行わない場合にくらべて転写ベルトを回転させることが多くなるためベルトの寿命が短くなるということに鑑みて、ベルト情報の検出はベルト交換時に一度だけ行うようにしたため、通常の印刷処理の速度に影響を及ぼすことはなく、また、ベルト情報の検出はベルト交換時に一度だけ行うだけのため、ベルトの寿命に影響をあたえることもない。また、ベルト交換時は、ベルト上の汚れも少ない状態なので、検出精度の面からも有利となる。
【0128】
請求項6に係る発明によれば、印刷速度が高速な画像形成装置においては、ベルト上のパターンを検出する場合、ベルト上のパターンがセンサ上を通過する時間が短くなるため、検出に失敗する可能性が高くなり、また、検出精度を維持するには、ベルトの速度に応じて高速な応答特性のセンサが必要になることと、処理回路側も高速な処理を要求されるため、検出回路のコストが高くなるという点に鑑みて、前記ベルト情報を読み取る際には、前記転写ベルトの移動速度を、通常のカラー重ね画像形成時よりも遅くするようにしたため、ベルト上のパターンがセンサの検出部分を通過する時間を長くすることができ、その分センサ検出の精度が向上し、ベルト情報の検出の確実性が向上する。これにより、応答速度の遅いセンサを使用しても正確に検出できることに加えて、検出回路の処理速度も遅くてよいため低コストでベルト情報の検出機能を実現することができるようになる。また、ベルト情報を検出する時のベルトの速度を遅く制御するだけで実現できるため、通常の印刷速度が高速な画像形成装置においても、同じ構成のままで使用することが可能となる。また、ベルトの情報の検出は、ベルトの交換時に行うものとすれば、ベルト情報を検出する時のベルト駆動速度を遅くしても、通常の印刷処理の速度に影響を及ぼすこともない。
【0129】
請求項7に係る発明によれば、直接転写方式に係る転写ベルトにおいて、請求項1ないし6に係る発明の効果を得ることができる。
【0130】
請求項8に係る発明によれば、間接転写方式に係る転写ベルトにおいて、請求項1ないし6に係る発明の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る画像形成装置のブロック構成について示す図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る画像処理装置のパラメータメモリの記憶内容について示す図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る画像処理装置のプロッタの構成について示す図である。
【図4】ホームポジション(HP)マークを備えた転写ベルトなどについて示す模式図である。
【図5】転写ベルトの1周分に渡る各位置における厚さの偏差について示す模式図である。
【図6】HPマークと共にベルト情報を備える転写ベルトについて示す模式図である。
【図7】回転速度補正データ更新処理手順について示すフローチャートである。
【図8】ベルト情報の詳細パターンなどについて示す模式図である。
【図9】ベルト情報などの光学的な読み取り形態の複数種類について示す模式図である。
【図10】ベルト情報などの磁気・光学的な読み取り形態の複数種類について示す模式図である。
【図11】HPマークを兼ねるベルト情報を備えた転写ベルトなどについて示す模式図である。
【図12】回転速度補正データ更新処理手順の別例について示すフローチャートである。
【図13】ベルト交換有無検出処理の具体的な処理手順について示すフローチャートである。
【図14】ベルト交換有無検出のための構成の一例について示す模式図である。
【図15】ベルト交換有無検出のための構成の別例について示す模式図である。
【図16】ベルト交換有無検出処理の具体的な処理手順の別例について示すフローチャート
【図17】直接転写方式の画像形成装置について説明するための図である。
【図18】間接転写方式の画像形成装置について説明するための図である。
【符号の説明】
1 画像形成装置
2 CPU
3 ROM
4 RAM
5 パラメータメモリ
6 操作表示部
7 モータ制御部
8 I/O部
9 カウンタ
10 プロッタ
11 他装置インターフェース
12 システムバス
Claims (8)
- 印刷対象画像を構成する各色成分の画像をそれら各色成分に対応して並列配置された感光体上に書き込むと共に、それら各感光体上に書き込んだ画像を、回転する駆動ローラに掛け渡されて周方向に移動する転写ベルト上に順次転写してカラー重ね画像を形成する画像形成手段を備える一方、前記転写ベルトの周方向における位置とその位置における厚さとの関係に基づく回転速度補正データを参照して前記転写ベルトの周方向の移動速度が前記転写ベルトの周方向の厚さの偏差によらず一定になるように前記駆動ローラの回転角速度を制御する回転速度制御手段とを備えた画像形成装置において、
前記転写ベルトは、前記回転速度補正データの元となる情報を内容として含むベルト情報を備える一方、
装置本体側は、前記回転速度補正データを記憶する補正データ記憶手段と、前記所定のベルト情報を読み取って前記回転速度補正データの元となる情報を取得するベルト情報読取手段と、そのベルト情報読取手段により取得された、前記回転速度補正データの元となる情報に基づいて前記回転速度補正データを更新・記憶する補正データ更新手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記転写ベルトが備える前記ベルト情報は、光学的に検出可能なパターンとして構成される一方、前記ベルト情報読取手段は、前記所定のベルト情報を光学的に読み取って前記回転速度補正データの元となる情報を取得するもの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。
- 前記転写ベルトが備える前記ベルト情報は、磁気的に検出可能なパターンとして構成される一方、前記ベルト情報読取手段は、前記所定のベルト情報を磁気的に読み取って前記回転速度補正データの元となる情報を取得するもの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。
- 前記転写ベルトにおける前記ベルト情報の配設位置を、前記転写ベルトにおける周方向の位置を特定する際の基準となるホームポジションとしても検出することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記転写ベルトが新たに交換されたものであるか否かを検出するベルト交換検出手段を更に備え、前記補正データ更新手段は、前記ベルト交換検出手段により、前記転写ベルトが新たに交換されたものであると検出された場合にのみ、前記ベルト情報読取手段により取得された前記回転速度補正データの元となる情報に基づいて前記回転速度補正データを更新・記憶することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記ベルト情報を読み取る際には、前記転写ベルトの移動速度を、通常のカラー重ね画像形成時よりも遅く制御する速度制限手段を更に備えたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記転写ベルトは、その上に記録紙を密着載置して前記各感光体から直接当該記録紙に前記カラー重ね画像を転写させる直接転写方式に係る転写ベルトであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記転写ベルトは、その上に前記各感光体から転写されたカラー重ね画像を記録紙に再転写する間接転写方式に係る転写ベルトであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置。
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