JP2006208440A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、像形成手段により形成されたトナー像を所定方向に循環移動する中間転写ベルトに転写して該トナー像を一時的に担持する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus that temporarily transfers a toner image formed by an image forming unit to an intermediate transfer belt that circulates and moves in a predetermined direction.
プリンタ、複写機およびファクシミリ装置などの画像形成装置では、感光体ドラムなどの潜像担持体の周囲に帯電部、像書込部および現像部を配置した画像形成ステーションが設けられている。また、該画像形成ステーションで形成されたトナー像を中間転写ベルトに1次転写して一時的に担持した後に、複写紙、転写紙などの記録媒体に2次転写する装置がある。このような画像形成装置では、該中間転写ベルトの周長の温度変化等に起因した副走査方向の画像ずれを補正するため、該中間転写ベルトにレジストマークを形成するとともに、該中間転写ベルトに形成されたレジストマークを検出し該レジストマークの位置情報を求め、この位置情報に基づいて像形成手段を制御する、いわゆるレジスト制御を行う。 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimile machines are provided with an image forming station in which a charging unit, an image writing unit, and a developing unit are arranged around a latent image carrier such as a photosensitive drum. In addition, there is a device that primarily transfers a toner image formed at the image forming station onto an intermediate transfer belt and temporarily carries it, and then secondary-transfers the toner image onto a recording medium such as copy paper or transfer paper. In such an image forming apparatus, in order to correct an image shift in the sub-scanning direction due to a temperature change of the circumference of the intermediate transfer belt, a registration mark is formed on the intermediate transfer belt. A so-called registration control is performed in which the formed registration mark is detected, position information of the registration mark is obtained, and image forming means is controlled based on the position information.
また、上述のような画像形成装置においては、レジスト制御を効率的に行い、印字動作から1枚目のプリント出力までの時間、つまりファーストプリント時間を短縮することが望ましいが、これに対応するべく例えば特許文献1に記載の画像形成装置では、装置内の特定部位の温度変動を検出し、該温度変動が所定の幅を超えた場合にレジスト制御を行うこととしている。また、画像形成を効率的に行うため、例えば特許文献2に記載されているようなベルト回転周期検出手段、すなわち、中間転写ベルト上にベルト回転周期検出用マークを一つ設けるとともに該ベルト回転周期検出用マークを検出手段により検出し、この検出結果からベルト回転周期を求める手段を採用しても良い。すなわち、ベルト回転周期検出用マークの検出結果に基づいてベルトの回転周期を求めるとともに、ベルト回転周期の変動幅が所定の幅を超えた場合にのみレジスト制御を行うことで、効率的な画像形成が可能となりファーストプリント時間を短縮できる。
Further, in the image forming apparatus as described above, it is desirable to efficiently perform registration control and shorten the time from the printing operation to the first print output, that is, the first print time. For example, in the image forming apparatus described in
しかしながら、上述のように中間転写ベルトの回転周期変動に基づいてレジスト制御の実行タイミングを制御する場合、レジストマークを検出する検出手段とベルト回転周期検出用マークを検出する検出手段との複数の検出手段が必要である。従って、画像形成装置の構成が複雑となり、またコストが増大するという問題が発生することがあった。 However, when the registration control execution timing is controlled based on the rotation cycle fluctuation of the intermediate transfer belt as described above, a plurality of detections of a detection unit that detects a registration mark and a detection unit that detects a belt rotation cycle detection mark. Means are needed. Accordingly, the configuration of the image forming apparatus is complicated, and there is a problem that the cost increases.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ベルト回転周期検出手段とレジストマーク検出手段とを一体化することで、簡単な構成でかつ低コストな画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus having a simple configuration and a low cost by integrating a belt rotation period detection unit and a registration mark detection unit. .
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、トナー像が形成される画像形成領域とベルト回転周期検出用マークが設けられた画像非形成領域とが主走査方向において隣接して設けられ、主走査方向とほぼ直交する副走査方向に回転移動する中間転写ベルトと、画像形成領域にトナー像をレジストマークとして形成する像形成手段と、画像形成領域と画像非形成領域との境界を跨ぐように配置されてベルト回転周期検出用マークおよびレジストマークを検出して検出信号を出力する検出手段と、該検出手段から出力される検出信号に基づき像形成手段によるトナー像の形成を制御する制御手段と
を備えたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the image forming apparatus according to the present invention has an image forming area where a toner image is formed and an image non-forming area where a belt rotation period detection mark is provided adjacent to each other in the main scanning direction. An intermediate transfer belt that rotates in a sub-scanning direction substantially orthogonal to the main scanning direction, an image forming unit that forms a toner image as a registration mark in the image forming region, and a boundary between the image forming region and the non-image forming region. A detection unit that is arranged so as to straddle and detects a belt rotation period detection mark and a registration mark and outputs a detection signal, and controls the formation of a toner image by the image formation unit based on the detection signal output from the detection unit And a control means.
このように構成された発明では、ベルト回転周期検出用マークおよびレジストマークを一つの検出手段で検出するため、画像形成装置の構成を簡単化でき、またコストを低減することができる。 In the invention configured as described above, the belt rotation period detection mark and the registration mark are detected by one detection means, so that the configuration of the image forming apparatus can be simplified and the cost can be reduced.
また、副走査方向においてレジストマークをベルト回転周期検出用マークからずれた位置に形成することで、検出手段がレジストマークと回転周期検出用マークとを同時に検出することを防止し、検出手段の検出結果のうち、レジストマークに対応する信号とベルト回転周期検出用マークに対応する信号とを切り分けて判別することが可能となり、このように切り分けて判別されたレジストマークに対応する信号に基づき、レジスト制御を良好に行うことができる。 In addition, the registration mark is formed at a position shifted from the belt rotation period detection mark in the sub-scanning direction, thereby preventing the detection means from detecting the registration mark and the rotation period detection mark at the same time. Of the results, the signal corresponding to the registration mark and the signal corresponding to the belt rotation period detection mark can be separated and discriminated. Based on the signal corresponding to the registration mark thus separated and discriminated, Control can be performed satisfactorily.
また、像形成手段が画像形成領域にトナー像をレジストマークとして形成するタイミングを、検出手段によるベルト回転周期検出用マークに対応する信号の検出結果に基づき決定するように制御することで、効率的なレジスト制御が可能となりファーストプリント時間を短縮することができる。つまり、ベルト回転周期検出用マークに対応する信号の検出結果に基づいてレジスト制御の要否を判断し、必要な場合のみレジスト制御を行い不必要なレジスト制御を行わないことで、ファーストプリント時間が短縮できる。また、レジストマークの作成個数が減るのでトナー消費量を抑制することができる。 In addition, the timing at which the image forming unit forms the toner image as a registration mark in the image forming region is controlled based on the detection result of the signal corresponding to the belt rotation period detection mark by the detection unit, thereby efficiently. Resist control is possible, and the first print time can be shortened. In other words, the first print time is determined by determining whether or not registration control is necessary based on the detection result of the signal corresponding to the belt rotation period detection mark, performing registration control only when necessary, and not performing unnecessary registration control. Can be shortened. Further, since the number of registration marks to be created is reduced, toner consumption can be suppressed.
また、それぞれが互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションを、中間転写ベルトの移動方向に沿って配置し、複数の画像形成ステーションにより形成されるトナー像をレジストマークとして中間転写ベルト表面上に該移動方向に離間して形成し、検出手段による該レジストマークに対応する信号の検出結果に基づいて色ずれ補正処理を行う画像形成装置においては、該色ずれ補正処理を行うタイミングを回転周期検出用マークに対応する信号の検出結果に基づいて決定することで、効率的な色ずれ補正が可能となり、上記発明と同様にファーストプリント時間の短縮およびトナー消費量の低減を図ることができる。つまり、ベルト回転周期検出用マークに対応する信号の検出結果に基づいて色ずれ補正の要否を判断し、必要な場合のみ色ずれ補正を行い不必要な色ずれ補正を行わないことで、上記発明と同様にファーストプリント時間の短縮およびトナー消費量の低減を図ることができる。 In addition, a plurality of image forming stations, each forming a different color toner image, are arranged along the moving direction of the intermediate transfer belt, and the toner images formed by the plurality of image forming stations are used as registration marks to the intermediate transfer belt. In an image forming apparatus that is formed on the surface so as to be separated in the moving direction and performs color misregistration correction processing based on the detection result of the signal corresponding to the registration mark by the detecting means, the timing for performing the color misregistration correction processing is set. By determining based on the detection result of the signal corresponding to the rotation period detection mark, efficient color misregistration correction can be performed, and the first print time and the toner consumption can be reduced as in the case of the above-described invention. it can. That is, by determining whether color misregistration correction is necessary based on the detection result of the signal corresponding to the belt rotation period detection mark, performing color misregistration correction only when necessary, and not performing unnecessary color misregistration correction, Similar to the invention, the first print time can be shortened and the toner consumption can be reduced.
また、検出手段がベルト回転周期検出用マークを検出した時から所定の時間差を設けてレジストマークを形成するよう像形成手段を制御するとともに、レジストマークを形成した直後の最初の検出手段による検出信号を排除するように制御手段を構成しても良い。このような構成においては、検出手段がベルト回転周期検出用マークを検出したときから所定の時間ずらしてレジストマークを形成するため、副走査方向においてレジストマークがベルト回転周期検出用マークからずれた位置に形成される。従って、検出手段がベルト回転周期検出用マークとレジストマークとを同時に検出することは無い。さらに上述の構成においては、レジストマークを形成した直後の最初の検出信号を排除するよう制御手段を構成するとしている。これにより、検出手段の検出結果のうち、レジストマークに対応する信号とベルト回転周期検出用マークに対応する信号とを切り分けて判別することが可能となる。つまり、レジストマークを形成した後最初に検出手段が検出する信号は、ベルト回転周期検出用マークに対応した信号であり、これを排除するとしたことでレジストマークに対応する信号とベルト回転周期検出用マークに対応する信号とを切り分けて判別することが可能となる。その結果、このように切り分けて判別されたレジストマークに対応する信号に基づき、レジスト制御を良好に行うことができる。 The detection means controls the image forming means so as to form a registration mark with a predetermined time difference from when the belt rotation period detection mark is detected, and a detection signal from the first detection means immediately after the registration mark is formed. The control means may be configured to eliminate the above. In such a configuration, since the registration mark is formed with a predetermined time lag from when the detection means detects the belt rotation period detection mark, the registration mark is displaced from the belt rotation period detection mark in the sub-scanning direction. Formed. Therefore, the detecting means does not detect the belt rotation period detection mark and the registration mark at the same time. Further, in the above-described configuration, the control means is configured to exclude the first detection signal immediately after the registration mark is formed. As a result, it is possible to distinguish between the signal corresponding to the registration mark and the signal corresponding to the belt rotation period detection mark from the detection results of the detection means. That is, the first signal detected by the detecting means after the registration mark is formed is a signal corresponding to the belt rotation period detection mark, and the signal corresponding to the registration mark and the belt rotation period detection are detected by eliminating this signal. It becomes possible to distinguish the signal corresponding to the mark. As a result, registration control can be performed satisfactorily based on the signal corresponding to the registration mark that has been divided and discriminated in this way.
また、中間転写ベルトの材料としては様々のものを利用することができるが、例えばエラストマーアロイを中間転写ベルトの材料として用いてもよい。このように熱可塑性エラストマーアロイを基材とする中間転写ベルトは、PC(ポリカーボネイト)樹脂やPET(ポリエチレンテレフタラート)樹脂を基材とする中間転写ベルトに比べて耐屈曲性に優れ、レジストマークの検出不良が発生する可能性が少ないため、良好なレジスト制御が可能となる。また、熱可塑性エラストマーアロイを基材とする中間転写ベルトは、PC樹脂やPET樹脂を基材とする中間転写ベルトと比べて温度変動に対し敏感に反応する。従って、熱可塑性エラストマーアロイを基材とした中間転写ベルトの周長は、画像形成装置内部の温度変動に対して敏感に変動し、これに連動してベルト回転周期も変動することとなる。よって、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、中間転写ベルトとして熱可塑性エラストマーアロイを基材とするものを用いることで、画像形成装置内部の温度変動に対しより高精度にレジスト制御を行うことが可能となる。
Various materials can be used as the material of the intermediate transfer belt. For example, an elastomer alloy may be used as the material of the intermediate transfer belt. As described above, the intermediate transfer belt based on the thermoplastic elastomer alloy is superior in bending resistance to the intermediate transfer belt based on PC (polycarbonate) resin or PET (polyethylene terephthalate) resin, and the resist mark Since there is little possibility that a detection failure will occur, good resist control is possible. In addition, an intermediate transfer belt based on a thermoplastic elastomer alloy is more sensitive to temperature fluctuations than an intermediate transfer belt based on a PC resin or PET resin. Accordingly, the peripheral length of the intermediate transfer belt made of a thermoplastic elastomer alloy as a base material varies sensitively with respect to temperature fluctuations inside the image forming apparatus, and the belt rotation period also fluctuates accordingly. Therefore, in the image forming apparatus according to any one of
図1は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置1は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の4色のトナー(現像剤)を重ね合わせてフルカラー画像を形成するカラー印字処理、およびブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する単色印字処理を選択的に実行する画像形成装置である。この画像形成装置1では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令(印字指令)がメインコントローラ51に与えられると、このメインコントローラ51からの指令に応じてエンジンコントローラ52がエンジン部EG各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシート(記録材)Sに画像形成指令に対応する画像を形成する。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. The
図1において、本実施形態の画像形成装置1は、ハウジング本体2と、ハウジング本体2の前面(同図の右手側面)に開閉自在に装着された第1の開閉部材3と、ハウジング本体2の上面に開閉自在に装着された第2の開閉部材(排紙トレイを兼用している)4とを有している。また、第1の開閉部材3には、開閉蓋3aがハウジング本体2の前面に開閉自在に装着されている。なお、この開閉蓋3aは第1の開閉部材3と連動して、または独立して開閉可能となっている。
In FIG. 1, an
ハウジング本体2内には、電源回路基板、メインコントローラ51およびエンジンコントローラ52を内蔵する電装品ボックス5が設けられている。また、画像形成ユニット6、送風ファン7、転写ベルトユニット9および給紙ユニット10もハウジング本体2内に配設されている。一方、第1の開閉部材3側には、2次転写ユニット11、定着ユニット12およびシート搬送機構13が配設されている。なお、この実施形態では、画像形成ユニット6および給紙ユニット10内の消耗品は、装置本体に対して着脱自在に構成されている。そして、これらの消耗品および転写ベルトユニット9については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
In the housing
転写ベルトユニット9は、ハウジング本体2の下方に配設され後述するブラック用駆動モータにより回転駆動される駆動ローラ14と、駆動ローラ14の斜め上方に配設される従動ローラ15と、この2本のローラ14、15間に張架されて図示矢印方向D16へ循環駆動される中間転写ベルト16と、中間転写ベルト16の表面に当接されるベルトクリーナ17とを備えている。この従動ローラ15は駆動ローラ14に対して斜め上方(図1中の左手上方)に配置されている。このため、中間転写ベルト16は傾斜状態のまま方向D16に回転移動する。また、中間転写ベルト16を駆動した際のベルト搬送方向D16が下向き(図1の右下向き)になるベルト面16aは下方に位置している。本実施形態においては、ベルト面16aがベルト駆動時のベルト張り面(駆動ローラ14により引っ張られる面)となっており、各色の感光体ドラム(像担持体)20の周速よりも遅い周速を有している。このように中間転写ベルト16の周速を各感光体ドラム20の周速よりも遅くなるように設定することで、感光体ドラム20は中間転写ベルト16に回転を抑える向きに引っ張られるようにして駆動している。
The transfer belt unit 9 is disposed below the
また、この実施形態では、中間転写ベルト16を熱可塑性エラストマー(以下「TPE」という)をアロイ主成分とする熱可塑性エラストマーアロイをベルト基材としたものを採用している。その主たる理由は耐屈曲性にある。すなわち、TPEアロイを基材とした中間転写ベルト16は、従来から多用されてきたPC樹脂やPET樹脂を基材とした中間転写ベルトと比べて耐屈曲性において優れており、上述したように良好なレジスト制御を可能とする。特に、中間転写ベルト16を架張するために設けられたローラのローラ本数を低減させたり、ローラを小型化する場合には、ローラでの中間転写ベルト16の湾曲度合いを高める必要があるが、その場合には耐屈曲性が大きな問題となってくる。そこで、本発明者らは中間転写ベルト16のベルト基材としてPC樹脂やPET樹脂をはじめとし、PI(ポリイミド)樹脂、PA(ポリアミド)樹脂、TPEアロイの物理特性を検討した結果、TPEアロイをベルト基材として用いることで優れた耐屈曲性を有する中間転写ベルト16が得られることがわかった。そこで、本実施形態では、ベルト基材としてTPEアロイを採用した中間転写ベルト16を用いている。
In this embodiment, the
駆動ローラ14は、2次転写ローラ19のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ14の周面には、厚さ3mm程度、体積抵抗率が105Ω・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する2次転写バイアス発生部から2次転写ローラ19を介して供給される2次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ14に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、2次転写部へシートSが進入する際の衝撃が中間転写ベルト16に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
The
また、本実施形態においては、駆動ローラ14の径を従動ローラ15の径より小さくしている。これにより、2次転写後のシートSがシートS自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ローラ15をベルトクリーナ17のバックアップローラとして兼用させている。このベルトクリーナ17は、搬送方向下向きのベルト面16a側に設けられており、図1に示すように、残留トナーを除去するクリーニングブレード17aと、除去したトナーを搬送するトナー搬送部材とを備えている。そして、クリーニングブレード17aは従動ローラ15への中間転写ベルト16の巻きかけ部において中間転写ベルト16に当接して2次転写後に中間転写ベルト16の表面に残留しているトナーをクリーニング除去する。
In the present embodiment, the diameter of the driving
駆動ローラ14および従動ローラ15は転写ベルトユニット9の支持フレーム(図示省略)に回転自在に支持されている。また、中間転写ベルト16の搬送方向下向きのベルト面16a裏面には、後述する各画像形成ステーションY,M,C,Kの感光体ドラム20に対向して1次転写ローラ21が設けられている。これら4つの1次転写ローラ21は上記支持フレームに対して回転自在に軸支され、1次転写バイアス発生部525と電気的に接続されており、適当なタイミングで1次転写バイアス発生部525から1次転写バイアスが印加される。
The driving
上記支持フレームは、駆動ローラ14を回動中心として矢印方向D21にハウジング本体2に対して回動自在となっている。そして、図示を省略するアクチュエータを作動させることで支持フレームが回動してイエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)の画像形成ステーションY,M,Cの感光体ドラム20に対向して配置された1次転写ローラ21が感光体ドラム20に向かって近接し、また感光体ドラム20から離間移動する。このため、イエロー、マゼンタおよびシアン用の1次転写ローラ21が感光体ドラム20に向かって近接移動すると、中間転写ベルト16を挟んで該感光体ドラム20に当接する(図1中の実線)。そして、この当接位置が1次転写位置となっており、該1次転写位置でトナー像が中間転写ベルト16に転写される。逆に、イエロー、マゼンタおよびシアン用の1次転写ローラ21が感光体ドラム20から離間移動すると、画像形成ステーションY,M,Cの感光体ドラム20と中間転写ベルト16とは互いに離間する(図1中の破線)。一方、ブラック(K)の画像形成ステーションKの感光体ドラム20に対向して配置された1次転写ローラ21については、中間転写ベルト16を挟んで該感光体ドラム20に当接されたまま回転するように構成されている。したがって、図1の実線で示すように、全1次転写ローラ21を感光体ドラム20側に位置させることでカラー印字処理が実行可能となる。一方、同図の破線で示すように、ブラック用の1次転写ローラ21を残して他の1次転写ローラ21を感光体ドラム20から離間させることでモノクロ印字処理のみを実行しつつ中間転写ベルト16が画像形成ステーションY,M,Cから離間してイエロー、マゼンタおよびシアン色については非印字状態とすることができる。なお、ブラック用の1次転写ローラ21についても、必要に応じて感光体ドラム20から離間移動させるように構成してもよい。
The support frame is rotatable with respect to the housing
図3は駆動ローラ近傍に配設されたセンサを示す図である。この実施形態では、転写ベルトユニット9の支持フレームに、駆動ローラ14に近接してパターンセンサ18が設置されている。このパターンセンサ18は本発明の「検出手段」に相当するものであり、中間転写ベルト16の画像形成領域と画像非形成領域との境界に跨って配置されている。また、このパターンセンサ18は、いわゆる反射方式の光センサであり、中間転写ベルト16の画像形成領域(画像が形成される最大領域)と画像非形成領域との境界に跨って存在する表面領域181に向けて光を照射する投光部(図示省略)と、中間転写ベルト16の表面や画像形成領域に形成されるレジストマークRMや画像非形成領域に設けられたベルト回転周期検出用マークTMにより反射された光を受光する受光部(図示省略)を備えている。そして、投光部から中間転写ベルト16上のレジストマークRMおよびベルト回転周期検出用マークTMに光が照射される一方、該レジストマークRMおよび該ベルト回転周期検出用マークTMからの光が受光部で受光されて該受光部での受光量に対応する信号が、図4に示すようにパターンセンサ18から出力される。そして、パターンセンサ18からの出力信号に基づき中間転写ベルト16上の各色トナー像の位置決めを行い、各色画像の色ずれを補正する。
FIG. 3 is a diagram showing a sensor disposed in the vicinity of the drive roller. In this embodiment, a
また、この実施形態では、上述のように、センサ18によりベルト回転周期検出マークTMを検出できるように構成している。したがって、画像形成領域にレジストマークが形成されていない場合は、中間転写ベルト16のベルト回転周期検出マークTMがパターンセンサ18を通過する度に、該ベルト回転検出用マークTMに対応する信号(ベルト回転周期検出信号)のみが出力される。また、本実施形態では、ベルト回転周期検出用マークTMは画像非形成領域に一つ設けられているため、ベルト回転周期検出信号は中間転写ベルト16が1回転する度に1回検出されることとなる。したがって、図5に示すようにベルト回転周期検出信号の間隔を計測することで中間転写ベルト16の回転周期T(T1,T2,…)を求めることができる。
In this embodiment, as described above, the belt rotation period detection mark TM can be detected by the
図6は温度に応じた中間転写ベルトの回転周期を示すグラフである。同図には、PC樹脂、PET樹脂およびTPEアロイをベルト基材とする中間転写ベルト16の回転周期Tが温度変化に伴い変動する様子が示されている。同図から明らかなようにTPEアロイをベルト基材とするベルトを中間転写ベルト16として用いた場合には、温度上昇に伴って回転周期Tが長くなっている。これは、TPEの熱膨張率が従来からベルト基材として用いられているPC樹脂やPET樹脂の熱膨張率に比べて比較的大きく、画像形成装置内部の温度に応じて比較的大きく伸縮することに起因している。このようにベルト基材として特にTPEアロイを用いた場合には、画像形成装置内部の温度変動に伴って中間転写ベルト16の回転周期が大きく変動するため、後述するように該回転周期の変動を検出し、これに基づいてレジスト制御を行うことで温度変動に対しより高精度にレジスト制御を行うことが可能となる。
FIG. 6 is a graph showing the rotation cycle of the intermediate transfer belt according to temperature. This figure shows how the rotation period T of the
図1に戻って装置構成の説明を続ける。画像形成ユニット6は、複数(本実施形態では4つ)の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションY(イエロー用),M(マゼンタ用),C(シアン用),K(ブラック用)を備えている。各画像形成ステーションY,M,C,Kは本発明の「像形成手段」に相当するものであり、これらにはそれぞれ感光体ドラム20が設けられている。また、各感光体ドラム20の周囲には、帯電部22、像書込部23、現像部24および感光体クリーナ25が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。なお、図1において、画像形成ユニット6の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上、一部の画像形成ステーションのみに符号を付けて他の画像形成ステーションについては符号を省略する。また、各画像形成ステーションY,M,C,Kの配置順序は任意である。
Returning to FIG. 1, the description of the apparatus configuration will be continued. The
各画像形成ステーションY,M,C,Kの感光体ドラム20は1次転写位置TR1で中間転写ベルト16の搬送方向下向きのベルト面16aに当接されるように配置されている。また、これらの感光体ドラム20はそれぞれ専用の駆動モータに接続され、図示矢印D20に示すように、中間転写ベルト16の搬送方向に所定周速で回転駆動される。
The
帯電部22は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム20の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム20の回転動作に伴って感光体ドラム20に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部(図示省略)に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電位置で感光体ドラム20の表面を帯電させる。
The charging
像書込部23は、発光ダイオードやバックライトを備えた液晶シャッタ等の素子を感光体ドラム20の軸方向(図1の紙面に対して垂直な方向)に列状に配列したアレイ状書込ヘッドを用いており、感光体ドラム20から離間配置されている。また、アレイ状書込ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトである。そのため、感光体ドラム20に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。
The
そして、本実施形態においては、各画像形成ステーションY,M,C,Kの感光体ドラム20、帯電部22、現像部24および感光体クリーナ25を交換カートリッジ6Y,6M,6C,6K(図2)としてユニット化している。また、各交換カートリッジ6Y,6M,6C,6Kには、該交換カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリ91〜94がそれぞれ設けられている。そして、各交換カートリッジに設けられた送受信部53Y,53M,53C,53Kと、本体側に設けられた送受信部522Y,522M,522C,522Kとがそれぞれ互いに近接配置され、エンジンコントローラ52のCPU521とメモリ91〜94との間で無線通信が行われる。こうすることで、各交換カートリッジに関する情報がCPU521に伝達されるとともに、各メモリ91〜94内の情報が更新記憶される。
In this embodiment, the
次に、現像部24の詳細について、画像形成ステーションKを代表して説明する。この現像部24は、トナーを貯留するトナー貯留容器26と、このトナー貯留容器26内に配設された2つのトナー撹拌供給部材28,29と、トナー撹拌供給部材29に近接配置された仕切部材30と、仕切部材30の上方に配設されたトナー供給ローラ31と、トナー供給ローラ31および感光体ドラム20に当接して所定の周速で図示矢印方向に回転する現像ローラ33と、現像ローラ33に当接される規制ブレード34とから構成されている。
Next, details of the developing
そして、各現像部24では、トナー撹拌供給部材29により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材30の上面に沿ってトナー供給ローラ31に供給される。また、こうして供給されたトナーは供給ローラ31を介して現像ローラ33の表面に供給される。そして、現像ローラ33に供給されたトナーは規制ブレード34により所定厚さの層厚に規制され、感光体ドラム20へと搬送される。そして、現像ローラ33と電気的に接続された現像バイアス発生部(図示省略)から現像ローラ33に印加される現像バイアスによって、現像ローラ33と感光体ドラム20とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ33から感光体ドラム20に移動して、像書込部23により形成された静電潜像が顕像化される。
In each developing
また、この実施形態では、感光体ドラム20の回転方向D20において1次転写位置TR1の下流側に、感光体ドラム20の表面に当接して感光体クリーナ25が設けられている。この感光体クリーナ25は、感光体ドラム20の表面に当接することで1次転写後に感光体ドラム20の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。
In this embodiment, a
給紙ユニット10は、シートSが積層保持されている給紙カセット35と、給紙カセット35からシートSを一枚ずつ給送するピックアップローラ36とからなる給紙部を備えている。第1の開閉部材3内には、2次転写領域TR2へのシートSの給紙タイミングを規定するレジストローラ対37と、駆動ローラ14および中間転写ベルト16に圧接される2次転写手段としての2次転写ローラ19と、定着ユニット12と、排紙ローラ対39と、両面プリント用搬送路40を備えている。
The
2次転写ローラ19は、中間転写ベルト16に対して離当接自在に設けられ、2次転写ローラ駆動機構(図示省略)により離当接駆動される。定着ユニット12は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ45と、この加熱ローラ45を押圧付勢する加圧ローラ46とを有している。そして、シートSに2次転写された画像は、加熱ローラ45と加圧ローラ46で形成するニップ部で所定の温度でシートSに定着される。本実施形態においては、中間転写ベルト16の斜め上方に形成される空間、換言すれば、中間転写ベルト16に対して画像形成ユニット6と反対側の空間に定着ユニット12を配設することが可能になり、電装品ボックス5、画像形成ユニット6および中間転写ベルト16への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。
The
また、こうして定着処理を受けたシートSは排紙ローラ対39を経由してハウジング本体2の上面部に設けられた第2の開閉部材(排紙トレイ)4に搬送される。また、シートSの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートSの後端部が排紙ローラ対39後方の反転位置まで搬送されてきた時点で排紙ローラ対39の回転方向を反転し、これによりシートSは両面プリント用搬送路40に沿って搬送される。そして、レジストローラ対37の手前で再び搬送経路に乗せられるが、このとき、2次転写領域TR2において中間転写ベルト16と当接して画像を転写されるシートSの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートSの両面に画像を形成することができる。
Further, the sheet S thus subjected to the fixing process is conveyed to a second opening / closing member (discharge tray) 4 provided on the upper surface portion of the
また、この装置1では、図2に示すように、メインコントローラ51のCPU511により制御される表示部54を備えている。この表示部54は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、CPU511からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
In addition, as shown in FIG. 2, the
なお、図2において、符号513はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース512を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ51に設けられた画像メモリである。また、符号523はCPU521が実行する演算プログラムやエンジン部EGを制御するための制御データなどを記憶するためのROM、また符号524はCPU521における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するRAMである。
In FIG. 2, reference numeral 513 denotes an image memory provided in the main controller 51 for storing an image given from an external device such as a host computer via the interface 512.
図7は図1の画像形成装置の動作を示す図である。この装置では、同図に示すように、パターンセンサ18によって中間転写ベルト16の回転周期を検出し、その検出結果に基づき色ずれ補正処理の実行タイミングを制御している。より具体的には、ROM523に記憶されている色ずれ補正に関するプログラムにしたがってエンジンコントローラ52のCPU521が装置各部を以下のように制御して色ずれ補正処理の実行タイミングを調整している。
FIG. 7 is a view showing the operation of the image forming apparatus of FIG. In this apparatus, as shown in the figure, the rotation cycle of the
ステップS1でパターンセンサ18からベルト回転周期検出信号が2回出力されると、最初のベルト回転周期検出信号の出力から次の信号の出力までの時間を内部タイマー(図示省略)がカウントして中間転写ベルト16が1周する時間、つまり回転周期Tが算出される(ステップS2)。そして、この回転周期Tがリファレンス周期TrとしてRAM524に記憶される(ステップS3)。
When the belt rotation cycle detection signal is output twice from the
そして、ベルト回転周期検出信号が出力されるたびに(ステップS4)、前回の回転周期検出信号からの経過時間を内部タイマーがカウントして回転周期Tが算出される(ステップS5)。また、この回転周期Tとリファレンス周期Trとの差の絶対値|T−Tr|が予め設定されている許容値Taと比較される(ステップS6)。すなわち、絶対値|T−Tr|はベルト回転周期の変動量を示すものである。ベルト回転周期を変動させる要因としては様々あるが、例えば、画像形成装置内部の温度が一定以上変動したような場合、本実施形態では中間転写ベルト16の材料としてTPEアロイを用いているため、中間転写ベルト16の周長が変動し、ベルト回転周期が変動することとなる。したがって、画像形成装置内部の温度変動が小さく、ベルト回転周期の変動量が小さい場合は、ステップ6では「NO」と判定しステップS4に戻り、次のベルト回転周期検出信号の検出およびベルト回転周期Tの算出を繰り返す。一方、画像形成装置内部の温度変動が大きく、ベルト回転周期の変動量が許容値Taを超えて変動した場合は、ステップ6では「YES」と判定し、色ずれ補正処理を実行する(ステップS7)。
Each time the belt rotation cycle detection signal is output (step S4), the internal timer counts the elapsed time from the previous rotation cycle detection signal and the rotation cycle T is calculated (step S5). Further, the absolute value | T−Tr | of the difference between the rotation period T and the reference period Tr is compared with a preset allowable value Ta (step S6). That is, the absolute value | T−Tr | indicates the amount of change in the belt rotation period. There are various factors that cause the belt rotation period to vary. For example, when the temperature inside the image forming apparatus fluctuates more than a certain level, TPE alloy is used as the material of the
この色ずれ補正処理では、画像形成ステーションY,M,C,Kによって、例えば図3に示すように中間転写ベルト16の画像領域に中間転写ベルト16の搬送方向D16に直交する主走査方向Xに平行に延びる帯状形状(例えば幅0.5mm)のレジストマークRMが、K、C、M、Yの順に搬送方向(副走査方向)D16にそれぞれ所定間隔(例えば0.5mm)の間隔をおいて形成される。なお、同図には、イエローのレジストマークRM(Y)、ブラックのレジストマークRM(K)、シアンのレジストマークRM(C)、マゼンタのレジストマークRM(M)およびイエローのレジストマークRM(Y)のみが図示されているが、各色について複数本ずつ形成している。上記のように中間転写ベルト16上に形成されたレジストマークRM(K)、RM(C)、RM(M)、RM(Y)は中間転写ベルト16の移動とともに搬送方向D16に移動してパターンセンサ18の検出領域181を通過する。このとき、パターンセンサ18から出力される信号の電圧レベルが受光量に応じて変化する。このため、電圧レベルを計測することでパターンセンサ18を各レジストマークRMが通過するタイミングを測定することができ、レジストマークRMの位置情報を取得することができる。そして、全てのレジストマークRMについて位置情報が得られると、それらの位置情報に基づき色ずれ補正を行う。以下に、本実施形態における具体的な色ずれ補正処理について説明する。
In this color misregistration correction process, the image forming stations Y, M, C, and K use, for example, an image area of the
図8は、上記色ずれ補正処理の動作を示した図である。上記レジストマークRMの形成に先立って、まず、パターンセンサ18により回転周期検出用マークTMを検出する(ステップS71)。次に、図9の中段に図示するように、ベルト回転周期検出用マークTMを検出してから所定時間ΔTだけずらしたタイミングでレジストマークRMを形成するよう各画像形成ステーションY,M,C,K(像形成手段)を制御する(ステップS72)。この結果、中間転写ベルト16上には図9の下段に示すように、ベルト回転周期検出用マークTMから、副走査方向に距離ΔRだけずれた位置からレジストマークRMが形成されることとなる。ここで距離ΔRは、時間ΔTの間に中間転写ベルト16が移動した距離となる。次に、ステップS72においてレジストマークRMを形成した直後のパターンセンサ18の検出信号をベルト回転周期検出信号であるとして排除する(ステップS73)。これにより、パターンセンサ18の検出信号のうちレジストマークRMに対応した信号のみを切り分けて判別可能となる。すなわち、レジストマークRMを形成した後、最初にパターンセンサ18により検出される信号はベルト回転周期検出信号であるので、これを排除し、該ベルト回転周期検出信号より後にパターンセンサ18により検出される信号を、レジストマークRMに対応した信号として検出する。このようにパターンセンサ18によりレジストマークRMに対応した信号(レジストパターン)を検出し(ステップS74)、この検出結果に基づいて色ずれ補正を行う(ステップS75)。
FIG. 8 shows the operation of the color misregistration correction process. Prior to the formation of the registration mark RM, first, the
こうして色ずれ補正処理と並行して、または完了後に、RAM524に記憶されているリファレンス周期TrをステップS5で算出された回転周期Tに書き換えた(ステップS8)後、ステップS4に戻って、上記一連の動作(ステップS4〜S8)を繰り返す。
In this way, in parallel with or after completion of the color misregistration correction process, the reference cycle Tr stored in the
以上のように、この実施形態によれば、ベルト回転周期検出用マークTMおよびレジストマークRMを一つのパターンセンサ(検出手段)18で検出するため、画像形成装置の構成を簡単化でき、またコストを低減することができる。また、パターンセンサ18の検出信号のうちレジストマークRMに対応した信号のみを切り分けて判別可能であるため、この切り分けて判別されたレジストマークRMに対応する信号に基づき、レジスト制御を良好に行うことができる。
As described above, according to this embodiment, since the belt rotation period detection mark TM and the registration mark RM are detected by the single pattern sensor (detection means) 18, the configuration of the image forming apparatus can be simplified and the cost can be reduced. Can be reduced. Further, since only the signal corresponding to the registration mark RM among the detection signals of the
また、この実施形態によれば、中間転写ベルト16の材料として熱可塑性エラストマーアロイを用いているため、PC樹脂やPET樹脂を基材とする中間転写ベルトと比べて耐屈曲性に優れており、良好なレジスト制御が可能となる。また、熱可塑性エラストマーアロイを基材とする中間転写ベルト16は、PC樹脂やPET樹脂を基材とする中間転写ベルトと比べて温度変動に対し敏感に反応する。従って、熱可塑性エラストマーアロイを基材とした中間転写ベルト16の周長は、画像形成装置内部の温度変動に対して敏感に変動し、これに連動してベルト回転周期も変動することとなる。よって、この実施形態のように、中間転写ベルト16として熱可塑性エラストマーアロイを基材とするものを用いた装置では温度変動に伴う回転周期変動が大きくなる傾向となる。しかしながら、パターンセンサ18により検出される信号に基づきレジスト制御の実行タイミングが適切に制御される。その結果、画像形成装置内部の温度変動に対しより高精度にレジスト制御を行うことが可能となる。
In addition, according to this embodiment, since a thermoplastic elastomer alloy is used as the material of the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、いわゆるタンデム方式の画像形成装置に本発明を適用しているが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、像形成手段により形成されたトナー像を所定方向に循環移動する中間転写ベルトに転写して該トナー像を一時的に担持する画像形成装置全般に対して本発明を適用することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to a so-called tandem image forming apparatus. However, the scope of the present invention is not limited to this, and a toner image formed by image forming means is predetermined. The present invention can be applied to all image forming apparatuses that transfer to an intermediate transfer belt that circulates in a direction and temporarily holds the toner image.
1…画像形成装置、 9…転写ベルトユニット、 16…中間転写ベルト、 18…パターンセンサ(検出手段)、 52…エンジンコントローラ(制御手段)、 521…CPU(制御手段)、 RM,RM(K),RM(C),RM(M),RM(Y) …レジストマーク、 TM…ベルト回転周期検出用マーク、 T1、T2、T3…回転周期、 Y,M,C,K…画像形成ステーション(像形成手段)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記画像形成領域にトナー像をレジストマークとして形成する像形成手段と、
前記画像形成領域と前記画像非形成領域との境界を跨ぐように配置されて前記ベルト回転周期検出用マークおよび前記レジストマークを検出して検出信号を出力する検出手段と、
前記検出手段から出力される検出信号に基づき前記像形成手段によるトナー像の形成を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming area in which a toner image is formed and an image non-forming area in which a belt rotation period detection mark is provided are provided adjacent to each other in the main scanning direction, and rotate and move in the sub-scanning direction substantially orthogonal to the main scanning direction. Intermediate transfer belt,
Image forming means for forming a toner image as a registration mark in the image forming area;
A detecting unit arranged to straddle a boundary between the image forming region and the image non-forming region, detecting the belt rotation period detection mark and the registration mark, and outputting a detection signal;
An image forming apparatus comprising: a control unit that controls toner image formation by the image forming unit based on a detection signal output from the detection unit.
前記制御手段は、前記色ずれ補正処理を行うタイミングを前記回転周期検出用マークに対応する信号の検出結果に基づいて決定する画像形成装置。 As the image forming means, a plurality of image forming stations each forming a toner image of a different color are arranged along the moving direction of the intermediate transfer belt, and the toner images formed by the plurality of image forming stations are arranged. The image according to claim 2, wherein the registration mark is formed on the surface of the intermediate transfer belt so as to be separated in the moving direction, and color misregistration correction processing is performed based on a detection result of a signal corresponding to the registration mark by the detection unit. A forming device,
The image forming apparatus determines the timing for performing the color misregistration correction processing based on a detection result of a signal corresponding to the rotation period detection mark.
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JP2014215411A (en) * | 2013-04-24 | 2014-11-17 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
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2005
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