JP2006146192A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タンデム型のカラー画像形成装置において、低コストの構成および短時間で位相合せを行うようにすることができるカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】モノクロ用感光体モータ、モノクロ用位相合せセンサ６、モノクロ位相合せ用フィラー４、カラー用感光体モータ、カラー用位相合せセンサ３、カラー用位相合せフィラー１を備えることで、エンコーダなどを使用しなくともよい。また、カラー用フィラー１は、カラー感光体２の駆動部のいずれか一つに装着され、カラー用位相合せセンサ３により検知される。一方、モノクロ用フィラー４は、ブラック感光体５の駆動部に装着され、モノクロ用位相合せセンサ６により検知される。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザー駆動装置と感光体を各色ごとに有しているタンデム型のカラー画像形成装置に関する。

従来、各色の画像を形成する複数の策像ユニット転写ベルト上を、搬送される記録シートの搬送方向に並列して配置し、画像形成タイミングをずらしながら記録シートを各色の画像を多重転写してカラー画像を得る装置として、タンデム型のカラー画像形成装置が用いられている。

上記のタンデム型のカラー画像形成装置は、各色の画像をそれぞれ別個の作像ユニットで形成するため、色ズレが生じ易い。

ここで、レジスト補正、いわゆる各作像ユニットにより、所定形状のレジストマークを転写ベルト上に形成し、これらを光学センサで検知してレジストマーク間の位置ズレ量を算出し、当該位置ズレ量に基づき画像を補正して各色の画像全体の書き込み位置の補正を行うことにより、タンデム型の画像形成装置において感光体ドラム間の位相関係が変化しても効率よく色ズレデータを更新して、色ズレを低減させることができる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、上記の色ズレ補正をする技術を用いても、各感光体ドラムの回転むらや転写ベルトの走行むら等の、駆動系を要因とする色ズレが発生する場合に、各色のレジストパターンを転写ベルト上に当該転写ベルトの１周分だけ繰り返し形成して、これを光電センサで検出し、転写ベルトの周回位相に応じた色ズレ量である色ズレデータを得て、この転写ベルト１周分の色ズレ量を平均化して得られた色ズレ量を代表値とすると共に、この代表値と上記周回位相に応じた色ズレ量との差分を求め、当該転写ベルトの周回位相に関連付けて差分データとして記憶しておき、実際のレジスト補正時には、各画像形成領域の間である転写ベルトにより搬送される記録シートと記録シートの間の短い範囲内で小数のレジストパターンを形成し、そのレジストパターンの検出により得られた色ズレ量を、上記差分データの内、そのレジスト補正時のパターン検出タイミングと同位相のもので補正することで、短い幅のレジストパターンでありながらベルトの走行むらや感光体ドラムの回転むらに影響されない色ズレ量を求めることにより、駆動系を起因する色ズレを解消するために、各色の色ズレ補正量を取得することができる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−２８４５６９号公報 特開平１０−１４８９９２号公報

しかしながら、上述した従来例においては次のような問題点があった。

タンデム型のカラー画像形成装置において、モノクロ画像を形成するモードでは、ブラックの感光体であるＢＫ感光体のみを使用し、イエロー、マゼンダ、シアンの感光体であるカラー感光体は使用しないため、モノクロ画像を形成するモードから、カラー画像を形成するモードへ切り替えられた場合には、ブラックの感光体と他のカラー感光体の位相を合わせる必要があるが、そのためには、エンコーダ等の機構を必要とし、コストや処理時間がかかるという問題点があった。

そこで、本発明は、エンコーダなどを使用しないことにより低コストの構成で位相合せが可能となり、かつ、短時間で位相合せを行うことが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。

請求項１記載の発明は、モノクロ画像とカラー画像を形成するタンデム型のカラー画像形成装置において、カラー感光体の位相を検知するカラー位相検知手段と、測定時間開始時からカラー用位相測定手段が、カラー感光体の位相を決定するまでの時間を測定するカラー用時間測定手段と、モノクロ感光体の位相を検知するモノクロ位相検知手段と、測定時間開始時からモノクロ用位相測定手段が、モノクロ感光体の位相を決定するまでの時間を測定するモノクロ用時間測定手段と、カラー用時間測定手段により、測定された時間と、モノクロ用時間測定手段により測定された時間の差分を算出する算出手段と、カラー用時間測定手段により、測定された時間と、モノクロ用時間測定手段により測定された時間の差分が、時間αとなるように、カラー感光体の駆動部およびモノクロ感光体の駆動部を制御する制御手段と、カラー用位相合せセンサの変化点が先に入力された場合、カラー用時間測定手段およびモノクロ用時間測定手段において、カラー用位相合せセンサの入力から、モノクロ用位相合せセンサの入力まで、カラー感光体の位相を検知するまでの時間αを測定する手段と、モノクロ用位相合せセンサの変化点が先に入力された場合、モノクロ用時間測定手段およびカラー用時間測定手段において、モノクロ用位相合せセンサの入力から、カラー用位相合せセンサの入力まで、モノクロ感光体の位相を検知するまでの時間「−α」を測定する手段とを有することを特徴とするカラー画像形成装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のカラー画像形成装置において、時間αの値を、任意に設定することができる設定手段を備えることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のカラー画像形成装置において、カラー用位相検知手段およびモノクロ用位相検知手段は、半月フィラーによって、感光体の位相を検知することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置において、カラー用位相検知手段およびモノクロ用位相検知手段により、感光体の位相が検知された際に、割込処理を実行する割込手段を備えることを特徴とする。

本発明のカラー画像形成装置によれば、低コストの構成および短時間で位相合せを行うようにすることができる。

次に、本発明の一実施の形態の構成について図面を参照して説明する。

図１を参照すると、本実施の形態におけるカラー画像形成装置は、カラー用フィラー１と、カラー感光体２と、カラー用位相合せセンサ３と、モノクロ用フィラー４と、ＢＫ（ブラック）感光体５と、モノクロ用位相合せセンサ６と、システム制御部７と、ｃｈ０タイマ８と、ｃｈ１タイマ９と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１と、モータ駆動回路１２から構成されている。

カラー用フィラー１およびモノクロ用フィラー４に用いられるフィラーは、強度や機能向上、コスト削減のため、プラスチックス（樹脂）やゴム、塗料等に添加される比較的不活性な物質である。

カラー感光体２およびＢＫ感光体５としての感光体は、感光ドラム・感光フィルムともいい、暗中にプラスまたはマイナスに帯電させることができ、光が当たった部位は電荷を失うものである。

システム制御部７は、位相合せに関する制御を行う機能を有している。

ｃｈ０タイマ８は、カウンタクリアからモノクロ用位相合せセンサ６からシステム制御部７への信号の入力までの時間が測定され、ｃｈ１タイマ９は、カウンタクリアからカラー用位相合せセンサ３の信号入力までの時間が測定されているものとする。このように、タイマは、２チャンネルから構成されている。

ＲＯＭ１０は、読み出し専用で追加の書き込み、消去、書き換えができない反面、通電が途絶えても記憶内容が消滅しないデジタル記憶媒体である。

ＲＡＭ１１はどの位置からも自由に、かつ高速に記憶内容を読み出せ、さらに、任意の位置に新しいデータを高速に記憶、書き込みすることができる半導体（ＩＣ）であり、位相差等のデータの記憶を行う。

モータ駆動回路１２は、ＢＫ感光体５のモータおよびカラー感光体２のモータを駆動させる機能を有している。

なお、本実施の形態においては、イエロー、マゼンタ、シアンの各感光体は、カラー画像形成時にのみ使用するので、常に同一位相となる。すなわち、モノクロ画像とカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、モノクロ画像形成時は黒の感光体のみであるが、カラー画像形成時は４色の感光体を使用するので、イエロー、マゼンタ、シアンの各感光体は常に同じタイミングで回転および停止することとなり、同一位相となる。一方、ＢＫ感光体はモノクロ画像時にも使用するが、イエロー、マゼンタ、シアンの各感光体はモノクロ画像形成時は停止しているので、ＢＫ感光体のみ位相が独立ということになる。

また、カラー用フィラー１は、カラー感光体２であるイエロー、マゼンタ、シアンの感光体の駆動部のいずれか一つに装着され、カラー用位相合せセンサ３により検知される。一方、モノクロ用フィラー４は、ＢＫ感光体５もしくはＢＫ感光体５と同一位相のギアに装着され、モノクロ用位相合せセンサ６により検知される。

次に、本発明の実施形態における感光体の位相合せ処理のフローを図２のフローチャートに基づいて詳細に説明する。

まず、ＢＫ感光体５のモータおよびカラー感光体２のモータが定常速度に到達したか否かを判断し(ステップＳ１０１)、定常速度に到達した場合（ステップＳ１０１／Ｙｅｓ）は、ｃｈ０タイマ８,ｃｈ１タイマ９のカウンタをクリアすることによって、タイマカウントスタートを行う（ステップＳ１０２）。一方、定常速度に到達しなかった場合（ステップＳ１０１／Ｎｏ）は、第一段階に戻る。

次に、モノクロ用位相合せセンサ６からシステム制御部７への信号が入力されたか否かを判断し（ステップＳ１０３）、入力検出された場合(ステップＳ１０３／Ｙｅｓ)は、ｃｈ０タイマ８のカウンタ値およびモノクロ用位相合せセンサ６の値を読み取る(ステップＳ１０４、ステップＳ１０５)。一方、入力検出されなかった場合（ステップＳ１０３／Ｎｏ）は、カラー位相合せセンサの入力検出判断に移る。ここで、ｃｈ０タイマ８のカウンタ値の内容は時間であり、タイマは基準クロックにより動作しているので、（基準クロックの周期）＊（カウンタ値）＝（時間）となる。また、モノクロ用位相合せセンサ６の値とは、フォトセンサが遮断されているか、透過されているかということにより、制御部に入力される電圧（ＨｏｒＬ）のことをいう。

次に、システム制御部７によって、カラー用位相合せセンサ３への信号入力検出がされたか否かを判断し(ステップＳ１０６)、入力があった場合（ステップＳ１０６／Ｙｅｓ）は、ｃｈ１タイマ９のカウンタ値およびカラー用位相合せセンサ３の値を読み取り(ステップＳ１０７、ステップＳ１０８)、ｃｈ０タイマ８およびｃｈ１タイマ９のカウンタをクリアする。そしてｃｈ０タイマ８,ｃｈ１タイマ９から読み取ったカウンタ値と位相合せセンサの値から位相差を算出する(ステップＳ１０９)。一方、入力がなかった場合（ステップＳ１０６／Ｎｏ）は、入力検出されるまでこれを繰り返す。なお、モノクロ位相合せ用フィラーおよびカラー位相合せ用フィラーに半月フィラーを用いることにより、１８０°に１回、モノクロ用位相合せセンサおよびカラー用位相合せセンサの位相を認識するので、感光体１周する間に２回、位相差を検出することができる。また、モノクロ位相合せおよびカラー位相合せの値が異なる場合は、位相が１８０°ずれているものとし、位相差算出時に１８０°補正する。

位相差を算出する一例を以下に示す。位相合せセンサ用のフィラーは半月フィラーなので、感光体１回転につき２回（１８０°に１回）センサからの信号が変化する。この変化点の入力をトリガとし、タイマを起動させ、もう一方のセンサから、変化点が入力される迄の時間を測定する。測定した時間を感光体１周期の時間で割れば、位相差が求められる。以下の表では感光体の１周を１秒とする。

ここでは、モノクロ用センサからの信号の変化点を基準に位相差を計算することとする。タイマの基準クロックは、１ｍｓとし、カウンタ値が、００ＦＡＨ（１０進にすると２５０）のときは、２５０ｍｓとなる。

Ｎｏ．１の場合、モノクロ用センサの変化点が先に検出されたので、次のカラー用センサの変化点までの時間を測定する。この時間を感光体１周期の時間（今回は１秒）から、＋９０°と計算される。
Ｎｏ．２の場合、カラー用センサからの信号が「Ｌ→Ｈ」と立ち上がりで、モノクロ用センサからの信号が「Ｈ→Ｌ（立ち下がり）」で異なる。この場合、モノクロ用感光体とカラー感光体の半月フィラーが相対的に１８０°異なる位置にいることになり、計算された位相差に１８０°補正する。
Ｎｏ．３の場合、カラー用センサの位相が４５°進んでいたという場合なので、モノクロ用センサを基準とし、−４５°となり、０〜３６０°の間に換算し、３１５°となる。
Ｎｏ．４の場合、Ｎｏ．２と同様で１８０°補正する。

次に、位相差が、α±規定値以内であるか否かを判定し(ステップＳ１１０)、α±規定値以内の場合（ステップＳ１１０／Ｙｅｓ）は、ＢＫ感光体５のモータおよびカラー感光体２のモータの速度を定常値に戻し(ステップＳ１２１)、終了する。なお、感光体の位相合わせは、印刷前に行い、位相合わせ終了後、そのままカラー画像印刷する必要があるので、感光体を同時に止めて、同時に再開させても、止める際の惰性や再開時のモータ立ち上がりのばらつきなどを原因として、位相がずれてしまう可能性がある。上記の定常値とは、印刷する時の感光体の回転速度をいい、位相合わせ終了後、感光体を止めずに、印刷するときの回転速度にする。また、位相合わせを、印刷するときの回転速度で行っている場合は、そのまま速度を変更せずに、印刷モードに入る。

一方、α±規定値を外れている場合（ステップＳ１１０／Ｎｏ）は、ＢＫ感光体５のモータおよびカラー感光体２のモータの速度を加減し、位相差がαになるように速度制御を行い(ステップＳ１１１)、再度、位相合せ制御を行い、位相差がα±規定値以内になるまで速度制御を行う。ここで「α」とは、モノクロ用位相合せセンサが入力された場合、カラー用位相合せセンサが入力されるまでの時間をいう。また、カラー位相合せセンサの入力により先にモノクロ用位相合せセンサの入力があった場合、モノクロ用位相合せセンサを基準にカラー用位相合せセンサの入力までの入力時間をαにするように制御するので、モノクロ用位相合せセンサの入力が先の場合、この入力をトリガとして、位相合せの制御を始めることができる。

また、αを任意に設定することにより、ブラックの感光体と他の感光体の位相を色ズレが最も少ない位相差αにする制御が可能となり、マシーン毎に最適な位相差αを設定できる。

次に、ステップＳ１０３において、カラー用位相合せセンサ２が先に入力検出された場合(ステップＳ１１２／Ｎｏ)は、ｃｈ１タイマ９のカウンタ値およびカラー用位相合せセンサ２の値を読み取る(ステップＳ１１３、ステップＳ１１４)。

次にモノクロ用位相合せセンサ６が入力検出されたか否かを判断し(ステップＳ１１５)、検出された場合（ステップＳ１１５／Ｙｅｓ）は、ｃｈ０タイマ８のカウンタ値およびモノクロ用位相合せセンサ６の値を読み取り(ステップＳ１１６、ステップＳ１１７)、ｃｈ０タイマ８、ｃｈ１タイマ９のカウンタをクリアする。ｃｈ０タイマ８、ｃｈ１タイマ９から読み取ったカウンタ値と位相合せセンサの値から位相差を算出する(ステップＳ１１８)。一方、検出されなかった場合（ステップＳ１１５／Ｎｏ）は、入力検出があるまでこれを繰り返す。なお、モノクロおよびカラー位相合せの値が異なる場合は、位相が１８０°ずれているものとし、上述した例のように位相差算出時に１８０°補正する。

次に、位相差が（−α±規定値）以内か否かを判定し(ステップＳ１１９)、(−α±規定値)以内の場合（ステップＳ１１９／Ｙｅｓ）は、ＢＫ感光体５モータおよびカラー感光体２モータの速度を定常値に戻し(ステップＳ１２１)、終了する。一方、規定値を外れている場合（ステップ１１９／Ｎｏ）は、ＢＫ感光体５モータおよびカラー感光体２モータの速度を加減し、位相差が(−α)になるように速度制御を行い(ステップＳ１２０)、再度位相合せ制御を行い、位相差が(−α±規定値)以内になるまで速度制御を行う。また、モノクロ用位相合せセンサの入力より先にカラー用位相合せセンサの入力があった場合、カラー用位相合せセンサを基準にモノクロ用位相合せセンサの入力までの時間を「−α」にするように制御できるので、カラー用位相合せセンサの入力が先の場合、この入力をトリガとして、位相合せの制御を始めることができる。

なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、手段変更実施が可能である。例えば、モノクロ用位相合せセンサおよびカラー用位相合せセンサの入力の際に、割込処理を実行する機構を設けることにより、センサ入力の際に瞬時に対応可能な構成としてもよい。

本発明の一実施形態のカラー画像形成装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態のカラー画像形成装置の動作を表すフローチャートである。

符号の説明

１ カラー用フィラー
２ カラー感光体
３ カラー用位相合せセンサ
４ モノクロ用フィラー
５ ＢＫ感光体
６ モノクロ用位相合せセンサ
７ システム制御部
８ ｃｈ０タイマ
９ ｃｈ１タイマ
１０ ＲＯＭ
１１ ＲＡＭ
１２ モータ駆動回路

Claims (4)

1. モノクロ画像とカラー画像を形成するタンデム型のカラー画像形成装置において、
   カラー感光体の位相を検知するカラー位相検知手段と、
   測定時間開始時から前記カラー用位相測定手段が、前記カラー感光体の位相を決定するまでの時間を測定するカラー用時間測定手段と、
   モノクロ感光体の位相を検知するモノクロ位相検知手段と、
   測定時間開始時から前記モノクロ用位相測定手段が、前記モノクロ感光体の位相を決定するまでの時間を測定するモノクロ用時間測定手段と、
   前記カラー用時間測定手段により、測定された時間と、前記モノクロ用時間測定手段により測定された時間の差分を算出する算出手段と、
   前記カラー用時間測定手段により、測定された時間と、前記モノクロ用時間測定手段により測定された時間の差分が、時間αとなるように、前記カラー感光体の駆動部および前記モノクロ感光体の駆動部を制御する制御手段と、
   カラー用位相合せセンサの変化点が先に入力された場合、前記カラー用時間測定手段および前記モノクロ用時間測定手段において、前記カラー用位相合せセンサの入力から、モノクロ用位相合せセンサの入力まで、前記カラー感光体の位相を検知するまでの時間αを測定する手段と、
   前記モノクロ用位相合せセンサの変化点が先に入力された場合、前記モノクロ用時間測定手段および前記カラー用時間測定手段において、前記モノクロ用位相合せセンサの入力から、前記カラー用位相合せセンサの入力まで、前記モノクロ感光体の位相を検知するまでの時間「−α」を測定する手段と、
   を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記時間αの値を、任意に設定することができる設定手段を備え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. 前記カラー用位相検知手段および前記モノクロ用位相検知手段は、半月フィラーによって、前記感光体の位相を検知することを特徴とする請求項１または２記載のカラー画像形成装置。
4. 前記カラー用位相検知手段および前記モノクロ用位相検知手段により、前記感光体の位相が検知された際に、割込処理を実行する割込手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。

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