JP2005227352A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各色トナー像のレジストレーションずれを防止し、高品質の画像を形成し得る電子写真装置を提供する。
【解決手段】各色トナー像の位置合わせ用のレジストレーション補正制御を行う電子写真装置において、画像検出手段は、像担持体１０１とその上に形成されたレジパッチ３０６が通過する位置へ光を照射する発光手段３０１と、像担持体１０１の搬送方向に沿って配置した受光手段３０２、３０３を有し、像担持体１０１による受光手段３０２、３０３出力とレジパッチ３０６による受光手段出力３０２、３０３の出力差に応じて発光手段３０１の発光量を調整する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、カラー電子写真装置に係り、特にレジストレーションずれの検出精度を向上させることによりレジストレーション補正制御の精度を高め、高品質の画像を提供し得る電子写真装置に関する。

近年、ドキュメントをカラー化し、且つ迅速に作成したいという需要が高まるに従って、レーザビームプリンタのカラー化、高速化が急速に進んでいる。

カラープリンタの一例として、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナーを用い、各色毎の画像形成手段を設け、各画像形成手段で形成されたトナー像を像担持体に重ねて転写し、カラー画像を形成するタンデム方式のカラー電子写真装置が知られている。

タンデム方式の電子写真装置は一般に複数個の画像形成手段が独立して異なるトナー像を各感光体上に順次形成し、これらの感光体上のトナー像を像担持体上に多重転写するように構成されている。このためプリント速度の高速化が容易であるという利点を有する反面、画像形成手段で形成されたトナー像を像担持体上に転写するときに位置がずれ易く、各色のトナー像の重ね合わせ位置がずれる現象であるレジストレーションずれが発生し易いという問題がある。

このレジストレーションずれの原因として、初期的なものとしては、各画像形成手段の製造公差及び取付け公差があり、経時的なものとしては電子写真装置の機内温度の変化による部材の熱膨張や変形などがある。また各画像形成手段内部の露光手段としてレーザを用いる場合、ポリゴンミラーの位相が各画像形成手段で異なることもレジストレーションずれの原因となる。

従来から、上記レジストレーションずれを防止する手段として、像担持体上にレジストレーション補正制御用のトナー像であるレジパッチを各色で形成し、画像検出手段によって各色間のトナー像のレジストレーションずれ量を検出し、この検出結果をもとに露光手段において、各画像形成装置毎に潜像を形成するためのレーザ光の書き出しタイミングの調整や、ポリゴンミラーの位相制御を行う方式が提案されている。

前記レジパッチ検出器は、像担持体である中間転写ベルトの搬送方向に沿って前後に配置した受光手段と、中間転写ベルトの無印字部分及び中間転写ベルト上に形成されたレジパッチに向けて光を照射する発光手段により構成されている。レジパッチが画像検出手段を通過するときに一方の受光手段より山形の波形が出力され、それより幾らか時間が遅れて、他方の受光手段から山形の波形が出力される。これら２つの発光手段から出力される波形の差分をとり増幅することにより、レジパッチを精度良く検出することができる（特許文献１：特開２００１−１３４０３４号公報）。

従来の画像検出手段において、中間転写ベルトや発光手段の経時的変化により受光手段出力が低下し、レジパッチを誤検出するのを防止するために、中間転写ベルトの無印字部分の受光手段出力がＡｏとなる発光手段の発光量を基準値Ｐｏとして既定し、画像検出手段毎について、発光手段の発光量Ｐｏとしたとき無印字部分の受光手段出力ＡがＡｏとなるように初期調整する。
特開２００１−１３４０３４号公報

前上述のように従来のレジパッチ検出器は、中間転写ベルトの無印字部分による受光手段の出力Ａｏを規定値として使用しているので、例えば像担持体が、標準紙、光沢紙のように反射率の異なる用紙の場合には、用紙に応じて画像検出手段の再調整を行わなければならない問題がある。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し,像担持体種によらず、再調整することなく適正にレジパッチを検出でき、各色トナー像のレジストレーションずれを防止し、高品質の画像を形成し得る電子写真装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、感光体を帯電させ、露光手段で前記感光体に帯電電位部と放電電位部からなる静電像を形成し、その静電像をトナーによって現像し感光体上にトナー像を形成する複数の画像形成手段と、各画像形成手段の感光体上に形成されたそれぞれ色の異なるトナー像が順次転写される像担持体と、その像担持体上に各色トナー像により形成されたレジパッチを検出する画像検出手段とを備え、各色トナー像の位置合わせのためのレジストレーション補正制御を行う電子写真装置を対象とするものである。

そして前記画像検出手段は、前記像担持体とレジパッチが通過する位置へ光を照射する発光手段と、前記像担持体の搬送方向に沿って前後に配置され像担持体またはレジパッチからの反射光を受光する２個の受光手段とを有し、前記像担持体の反射による受光手段出力とレジパッチの反射による受光手段出力の出力差に応じて前記発光手段の発光量を調整する手段を備えたことを特徴とするものである。

本発明に係る電子写真装置によれば、像担持体の無印字部分による受光量を補正することにより、像担持体種によらず、再調整することなく適正にレジパッチを検出でき、保守性に優れる画像検出手段により各色トナー像のレジストレーションずれを有効に防止し、高品質の画像を形成し得る電子写真装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電子写真装置の概略構成図である。同図において、符号１０１は像担持体（記録媒体）、１０２は例えば黒用の第１画像形成手段、１０３はイエロー用の第２画像形成手段、１０４はマゼンタ用の第３画像形成手段、１０５はシアン用の第４画像形成手段、１０６〜１０９は転写機、１１０は画像検出手段である。

前記画像形成手段１０２〜１０５の各々は図２に示すように、帯電器２０１、感光体２０２、露光手段２０３、現像機２０５、感光体クリーナ２０６などを有している。

第１画像形成手段１０２では、帯電器２０１により負帯電のＯＰＣを用いた感光体２０２が一様に帯電される。次に露光手段２０３においては画像データに応じて、感光体２０２へ潜像を形成するための潜像形成光２０４が照射される。

この後、感光体２０２上に形成された潜像は、現像機２０５により黒色トナーで現像されトナー像が形成され、そのトナー像は転写機１０６により像担持体１０１上に転写されて、ついで像担持体１０１に転写されずに感光体２０２上に残った残留トナーは感光体クリーナ２０６で回収される。

異なる色のトナーを備える第２〜第４画像形成手段１０３〜１０５においても同様に各々の感光体２０２上にトナー像が形成され、転写機１０７〜１０９で像担持体１０１上に各色のトナー像が転写されて、一連の印刷プロセスを終了する。

図３は、画像検出手段１１０の概略構成図である。符号３０１は発光手段である白色ＬＥＤ、３０２、３０３は受光手段、３０４はレジパッチ検出回路部、３０５は制御部、３０６はレジパッチである。

図４は、像担持体１０１上での発光手段３０１と受光手段３０２、３０３ならびにレジパッチ３０６の配置を示す概略構成図である。白色ＬＥＤ３０１と受光手段３０２、３０３は白色ＬＥＤ３０１からの光が像担持体１０１により反射されるときに、入射角と反射角が等しくなるように配置され、受光手段３０２、３０３は像担持体１０１の搬送方向に沿って前後に配置されている。

図５は、レジパッチ検出回路部３０４の具体的な構成図である。符号５０１はオペアンプ、５０２はピークホールド回路、５０３は差動増幅回路、５０４はクリッパ回路、５０５はコンパレータである。

図６は受光手段３０２、３０３の受光によるオペアンプ５０１の出力を示す特性図、図７はレジパッチ検出時の動作を示す図、図８は差動増幅回路５０３のピーク出力と交点を示す図である。

以下、画像検出手段１１０によるレジパッチ３０６の検出方法の詳細について図５〜図７を用いて説明する。

図６のＡは像担持体１０１の無印字部分による受光手段出力、ＢＹはイエロー（Ｙ）トナーパッチ３０６による受光手段出力、ＢＣはシアン（Ｃ）トナーパッチ３０６による受光手段出力、ＢＭはマゼンタ（Ｍ）トナーパッチ３０６による受光手段出力、ＢＫは黒（Ｋ）トナーパッチ３０６による受光手段出力をそれぞれ示す。レジパッチ位置はこの無印字部分の出力Ａと各色トナーパッチ３０６の出力ＢＹ、ＢＣ、ＢＭ、ＭＫとの差、すなわち（Ａ−ＢＹ）、（Ａ−ＢＣ）、（Ａ−ＢＭ）、（Ａ−ＢＫ）をもとに検出することになる。

図４に示すように、レジパッチ３０６を設けた像担持体１０１が画像検出手段１１０を通過するとき、レジパッチ３０６が受光手段３０２の下を通過する直前のセンサ出力を像担持体１０１の出力として図５に示すピークホールド回路５０２により保持しながらＡを出力し、Ｋトナーレジパッチ３０６が通過しているときのセンサ出力をレジパッチ３０６の出力としてオペアンプ５０１よりＢＫを出力している。

次に差動増幅回路５０３によりレジパッチ３０６が画像検出手段１１０を通過しているときに生じるＡとＢＫの電圧差（Ａ−ＢＫ）を抽出し山形の波形を出力する。受光手段３０３も同様に電位差（Ａ−ＢＫ）を抽出し山形の波形を出力するが、配置が受光手段３０２に比べ像担持体１０１の搬送方向に対して下流部になるため、出力される波形は受光手段３０２より位相がずれて図７（ａ）に示すように出力される。

その後、コンパレータ５０５により受光手段３０２、３０３による受光手段出力の差分をとることになるが、このとき、像担持体１０１を検出している時は受光手段３０２、３０３による出力はＡと共に同電位となるため、レジパッチ誤検出防止として図７（ｂ）に示すように、山形波形を出力する２個のうち、いずれかの受光手段３０２,３０３の差動増幅回路５０３の出力においてクリッパ回路５０４により任意の電位Ｖｃを設けておく。

このように信号処理を行い、受光手段３０２、３０３による出力が交差する位置でパルス波形Ｖｏを得ることによりレジパッチ３０６の位置を精度良く検出することができる。この際、差動増幅回路５０３では最大出力電位をＶｍａｘ、差動増幅率αとしたとき受光手段３０２、３０３による出力の交点電位ＶがＶｃ＜Ｖ＜Ｖｍａｘとなるよう設定されている。

本発明においては、受光手段３０２もしくは受光手段３０３からの像担持体１０１、レジパッチ３０６による出力電圧により制御部３０５にて、パルス波形Ｖｏを得ることができるように発光手段３０１の発光量を制御するものである。

次に像担持体１０１が定まった１種ではなく、例えば標準紙、光沢紙のように反射率の異なる用紙の場合の動作について説明する。

標準紙により初期設定を行う。この初期設定により、像担持体１０１として標準紙を使用するとき、受光手段３０２によるオペアンプ５０１出力はＡｏとなるように白色ＬＥＤ３０１発光量がＰｏに調整される。レジパッチ３０６の反射光量を受けた受光手段３０２によるオペアンプ５０１出力は、トナー色によりそれぞれＢＫ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＹとなるが、ピークホールド回路５０２の出力はほぼ一定値Ａｏとなる。そして、各トナー毎にピーク電圧が（Ａ−ＢＹ）×α、（Ａ−ＢＣ）×α、（Ａ−ＢＭ）×α、（Ａ−ＢＫ）×αとなる山形の波形の交点によりレジパッチ位置を検出することは前述の通りである。

次に標準紙とは異なる反射率をもつ、例えば標準紙に比べて反射率の高い光沢紙の場合の動作について説明する。

このとき、光沢紙の無印字部分による受光手段３０２の出力は、白色ＬＥＤ３０１の発光量がＰｏのままで標準紙時のＡｏより反射率が高いためΔＡ高い（Ａｏ＋ΔＡ）、レジパッチ３０６による受光手段３０２の出力も同様に各トナー毎にそれぞれ増加し（ＢＫ＋ΔＢ１）、（ＢＣ＋ΔＢ２）、（ＢＹ＋ΔＢ３）、（ＢＭ＋ΔＢ４）と出力される。このときΔＡ＞ΔＢｎ（ｎ＝１、２、３、４）
このまま、補正しない場合、図８に示すようにＫトナーにおける山形波形はピーク値が（Ａｏ＋ΔＡ−（ＢＫ＋ΔＢ１））となり受光手段３０２、３０３による交点ＶはＶｍａｘ以上となる。このため、レジパッチ位置検出のパルス出力Ｖｏは正確なレジパッチ位置を検出することができない。

そこで、上述のような誤検出を避けるために制御部３０５が動作するのである。 図９は、制御部３０５の概略構成図である。符号９０１は差分検出部、９０２は演算回路部である。

制御部３０５は像担持体１０１の無印字部分による受光手段３０２の出力、レジパッチ３０６による受光手段３０２の出力を受けて、差分検出部９０１にて（Ａｏ＋ΔＡ−（ＢＫ＋ΔＢ１））を検出し、演算回路部９０２において受光量が減少し山形波形のピーク値がα×（Ａｏ＋ΔＡ−（ＢＫ＋ΔＢ１））からα×（Ａｏ−ＢＫ）へ変化するように発光手段３０１の光量を調整する。

上記の対策をすることで、受光手段３０２、３０３による山形波形の交点ＶをＶｍａｘ以下で検出することができ、レジパッチ３０６を正確な位置で検出することができる。

もちろんこれは一例であり本発明の像担持体１０１が用紙に限定されるものではなく、例えば像担持体１０１が中間転写ベルトの場合に生じる経時的劣化に伴う反射率の変化にも同様に適応できる。

以上に述べた本実施形態によれば、像担持体１０１の無印字部分による受光量を補正することにより、像担持体種によらず、再調整することなく適正にレジパッチ３０６を検出でき、保守性に優れる画像検出手段１１０により各色トナー像のレジずれを防止し、高品質の画像を形成し得る電子写真装置を提供できる効果がある。

本発明の実施形態に係る電子写真装置の概略構成図である。 その電子写真装置における画像形成手段の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る画像検出手段の概略構成図である。 その画像検出手段における発光手段と受光手段の配置図である。 本発明の実施形態に係るレジパッチ検出回路図である。 受光手段の出力波形図である。 レジパッチ検出動作時を示す波形図である。 差動増幅回路部における出力信号のピーク値と交点の関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る制御部の概略構成図である。

符号の説明

１０１：像担持体、１０２〜１０５：画像形成手段、１０６〜１０９：転写器、１１０：画像検出手段、２０１：帯電器、２０２：感光体、２０３：露光手段、２０４：潜像形成光、２０５：現像機、２０６：感光体クリーナ、３０１：発光手段、３０２、３０３：受光手段、３０４：レジパッチ検出回路部、３０５：制御部、３０６：レジパッチ、５０１：オペアンプ、５０２：ピークホールド回路、５０３：差動増幅回路、５０４：クリッパ回路、５０５：コンパレータ、９０１：差分検出部、９０２：演算回路部。

Claims (1)

1. 感光体を帯電させ、露光手段で前記感光体に帯電電位部と放電電位部からなる静電像を形成し、その静電像をトナーによって現像し感光体上にトナー像を形成する複数の画像形成手段と、
   各画像形成手段の感光体上に形成されたそれぞれ色の異なるトナー像が順次転写される像担持体と、
   その像担持体上に各色トナー像により形成されたレジパッチを検出する画像検出手段とを備え、
   各色トナー像の位置合わせのためのレジストレーション補正制御を行う電子写真装置において、
   前記画像検出手段は、前記像担持体とレジパッチが通過する位置へ光を照射する発光手段と、前記像担持体の搬送方向に沿って前後に配置され像担持体またはレジパッチからの反射光を受光する２個の受光手段とを有し、
   前記像担持体の反射による受光手段出力とレジパッチの反射による受光手段出力の出力差に応じて前記発光手段の発光量を調整する手段を備えたことを特徴とする電子写真装置。
   
   

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