JP2898449B2 - 複写機用像担持体の位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、特にフルカラ
ー複写機などの像担持体の位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から電子写真によって普通紙に画像
を記録するフルカラー複写機においては、複数の色のト
ナーによる像を像担持体上に形成した後、普通紙に転写
する方式が多く用いられている。原稿からの画像は、複
数のフィルタによって複数の色毎の画像に分解され、感
光体上に静電潜像が形成される。静電潜像上には静電吸
着現象を利用して各色のトナー像が形成される。各色毎
のトナー像は、像担持体上に合成され、複写用紙上に転
写される。トナーには各色毎の顔料やバインダとなる樹
脂成分が含まれ、加熱することによって複写用紙上に定
着させることができる。

【０００３】このようなカラー複写機においては、色ず
れなどを防ぐため、像担持体の位置合せが重要である。
従来のフルカラー複写機においては、像担持体の位置を
検知するため専用のセンサを設け、さらに像担持体上の
トナー像濃度を測定するセンサを設けている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来からのフルカラー
複写機などでは、像担持体上のトナー像濃度測定のため
のセンサが像担持体の位置検知用のセンサとは独立して
設けられている。トナー像濃度の変化点を検知して、そ
の変化点の位置を知る必要があるときには、２つのセン
サ相互間の位置関係を考慮する必要がある。２つのセン
サは、複写機内部の異なった位置に取付けられるので、
両者の位置関係を精度よく保つことは困難である。

【０００５】一方、像担持体上でのトナー像の位置を正
確に知ることは、複写用紙にトナー像を転写するために
複写用紙の搬送を始めるタイミングを決定することなど
のために重要である。

【０００６】本発明の目的は、トナー像濃度検知センサ
を基準位置検知用にも用いることができ、像担持体上の
トナー像の位置を簡単な構成で知ることができる複写機
用像担持体の位置検出装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、原稿からの反
射光によって感光体に形成される潜像に対応するトナー
像を、像担持体上に保持し、複写用紙に転写する複写機
において、像担持体の表面濃度を検出する濃度検出手段
と、濃度検出手段からの出力の変化を検知する変化検知
手段と、像担持体が基準位置にあるか否かを検知する光
学センサとを含み、像担持体は、トナー像を保持する画
像域と保持しない非画像域とに分けられ、非画像域内に
は濃度検出手段によって検出可能な濃度の差で、基準位
置を一端とする基準領域が形成され、かつ像担持体の移
動時に基準位置に先行して光学センサによって検知され
る被検知部が設けられ、像担持体の移動時に、光学セン
サが被検知部を検知してから所定の範囲内となる非画像
域内で変化検知手段が濃度検出手段の出力変化を検知す
るとき、濃度検出手段が基準領域の一端の基準位置に対
応する濃度変化を検出していると判断し、判断時点を基
準として、画像域の先端部分で像担持体上にトナーを付
着させないボイド部を所定長さだけ形成するように、ボ
イド調整を行うボイド調整手段を備えることを特徴とす
る複写機用像担持体の位置検出装置である。

【０００８】

【作用】本発明に従えば、像担持体上には原稿からの反
射光によって感光体に形成される潜像に対応するトナー
像が保持され、複写用紙に転写される。像担持体上のト
ナー像の濃度は、濃度検出手段によって検出される。像
担持体上は、トナー像を保持する画像域と、保持しない
非画像域とに分けられる。非画像域内には、濃度検出手
段によって検出可能な濃度の差で、基準位置を一端とす
る基準領域が形成される。非画像領域で濃度検出手段
は、基準領域を除いてトナーが付着していない状態の濃
度を検出し、基準領域のみで変化検知手段によって出力
変化が検知されるような濃度の変化を検出する。像担持
体には、移動時に先行して光学センサによって検知され
るように被検知部も設けられている。像担持体の移動時
に、光学センサが被検知部を検知すると、その検知時点
での濃度検出手段と基準位置との距離と、像担持体の移
動速度とによって定る時間だけ遅れて、濃度検出手段が
検出する濃度が像担持体上の基準位置に対応して変化す
る。光学センサの検知に誤差があっても、像担持体上
で、基準位置を一端とする基準領域を画像域から充分に
離しておけば、光学センサの検知から所定の範囲内を非
画像域とすることができ、変化検知手段が検知する濃度
検出手段の出力変化時点が基準位置の検出時点であると
確実に判断することができる。基準位置の判断時点を基
準として、画像域の先端部分で像担持体上にトナーを付
着させないボイド部を所定の長さだけ形成するように、
たとえばブランクランプユニットなどを点灯させてボイ
ド調整を正確に行うことができる。複写用紙の先端にま
でトナー像が転写されないようにするために設けられる
ボイド領域を高精度に形成することができるので、複数
の色のトナーを画像域に形成しても、色ずれなどを防ぐ
ことができる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例のフルカラー複写
機１の概略的な構成を示す。通常のフルカラー複写の場
合には、透明な原稿台２の上に置かれた原稿３が光源４
からの光によって照射される。光源４は、図１の紙面に
垂直な方向に延びる露光ランプ５、反射鏡６およびミラ
ー７を有する。光源４は、図１の参照符４ａ，４ｂに示
す方向に移動可能であり、移動しながら原稿３の全体を
照射する。原稿３からの反射光は、ミラー７によって反
射され、光学フィルタ８およびレンズ９を介して感光体
ベルト（以下「ＰＣベルト」と記す）１１上の露光点１
１Ａに導かれる。この反射光の光路には、複数個のミラ
ー１０が設けられる。

【００１０】ＰＣベルト１１の露光点１１Ａの上流側に
は、ＰＣベルト１１を帯電させるためのＭＨＶユニット
１２が設けられる。ＰＣベルト１１は、セレン（Ｓｅ）
などの光導電材料を含み、暗所では良好な電気絶縁性を
有して、ＭＨＶユニット１２によって与えられた電荷を
保持する。露光点１１Ａで光が照射されると、電気抵抗
が減少し、表面電荷を散逸させる。ブランクランプユニ
ット１３は、ＰＣベルト１１から不要な電荷を取除き、
複写時のボイド等を形成させるために設けられる。ブラ
ンクランプユニット１３の下流側には、イエロー、マゼ
ンタ、シアンおよびブラックのトナーを供給する現像槽
１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｂ（以下総称するときは
参照符１４を使用する）が設けられる。露光点１１Ａ上
に形成された静電潜像は、光学フィルタ８と補色関係に
ある現像槽１４からのトナーが供給され、可視化され
る。ブラック現像槽１４Ｂは、白黒複写を行うときに使
用され、カラー複写を行うときには使用されない。

【００１１】ＰＣベルト１１上には、以上のようにして
トナーによって静電潜像が可視化され、現像される。Ｐ
Ｃベルト１１は、ドライブローラ１５によって搬送され
る。クリーナローラ１６は、ドライブローラ１５に付着
したトナーを除去する。テンションローラ１７は、ＰＣ
ベルト１１に張力を与える。圧接板１８は、ＰＣベルト
１１を押圧する。ＰＣベルト位置センサ１９は、ＰＣベ
ルト１１が搬送されて変位する位置を検出する。廃トナ
ー回収容器２０は、不要になったトナーを回収する。廃
トナー回収容器２０内には、トナー搬送スクリュー２
１、メインブレード２２およびサブブレード２３が設け
られ、ＰＣベルト１１に付着しているトナーを回収す
る。ＰＣベルト１１に残留している電荷は、除電ユニッ
ト２４によって除去される。

【００１２】ＰＣベルト１１上に形成されるトナー像
は、ドライブローラ１５の下部で、転写用ベルト（以下
「ＴＸベルト」と記す）２５へ転写される。転写されな
かったトナーは、廃トナー回収容器２０に回収される。
ＴＸベルト２５の位置は、ＴＸベルト位置センサ２６に
よって検出され、ＴＸベルト２５上のトナー濃度は、ト
ナー濃度センサ２７によって検出される。ＴＸベルト２
５は、ドライブローラ２８によって搬送され、テンショ
ンローラ２９によって張力が与えられる。ＴＸベルト２
５上のトナー像は、転写ローラ３０の下部で、用紙カセ
ット３１から供給される複写用紙３２に転写される。複
写用紙３２は、給紙ローラ３３によって１枚ずつ取出さ
れ、ガイド部材３４およびガイドローラ３５によって案
内されて転写ローラ３０と圧ローラ３６との間に導かれ
る。圧ローラ３６は、複写用紙３２をＴＸベルト２５に
押圧し、トナー像を転写させる。トナー像が転写した複
写用紙３２は、ガイドベルト３７によって案内され、定
着装置３８に導かれる。定着装置３８には、熱ローラ３
９と圧ローラ４０が含まれ、複写用紙３２上のトナーを
加熱加圧して定着させる。

【００１３】カラー複写を行うときには、現像された３
色のトナー像を、ＴＸベルト２５上に精度よく重ねる必
要があり、このような作像プロセスはＴＸベルト２５の
回転に同期して実行される。

【００１４】図２は、像担持体としてのＴＸベルト２５
の外観を示す。ＴＸベルト２５の端部には、被検知部と
してインデックス用のスリット２５ａが設けられる。光
学センサとしてのＴＸベルト位置センサ２６は、光透過
形センサであり、スリット２５ａの有無を検出する。Ｔ
Ｘベルト２５は、トナー像が転写される画像域２５ｂと
トナー像が転写されない非画像域２５ｃとに分けられ
る。フルカラー複写機１１が取扱う複写用紙３２の最大
サイズを１１インチ×１７インチとすると、ＴＸベルト
２５は、１１インチ（２８０ｍｍ）の幅で、１７インチ
（４３２ｍｍ）の画像域２５ｂを有する。非画像域２５
ｃの長さＬ４は、たとえば６０ｍｍとする。ＴＸベルト
２５は黒色であり、トナーが付着していない状態では、
濃度検出手段として光反射形センサであるトナー濃度セ
ンサ２７への反射光はほとんどない。ＴＸベルト２５上
に、イエロー、マゼンタまたはシアンのトナー像が乗る
と、反射率が上り、トナー濃度センサ２７からの出力電
圧レベルが上昇する。

【００１５】ＴＸベルト２５の非画像域２５ｃの一部に
は、白色のペイントが施された基準領域２５ｄが形成さ
れる。この基準領域２５ｄの長さＬ１は、たとば２０ｍ
ｍである。基準領域２５ｄと画像域２５ｂの先端との距
離Ｌ２は、たとえば１０ｍｍである。

【００１６】図３は、ＴＸベルト２５の回転に対する、
ＴＸベルト位置センサ２６およびトナー濃度センサ２７
からの出力の変化を示す。ＴＸベルト２５が、図２の参
照符２５ｅ方向に回転し、ＴＸベルト位置センサ２６か
らスリット２５ａに対応する出力が得られる時点では、
トナー濃度センサ２７は画像域２５ｂの後端付近のトナ
ー濃度を検出している。次に、非画像域２５ｃを経て画
像域２５ｂの先端付近に移る。スリット２５ａの位置か
ら画像域後端までは、ボイド調整の場合トナー濃度セン
サ２７からの出力は最も低いレベルであり、トナーが付
着している通常複写の場合はトナー濃度に対応した出力
レベルとなる。非画像域２５ｃに入ると、基準領域２５
ｄの白色ペイント先端までの長さＬ３たとえば３０ｍｍ
に相当する部分は最も低いレベルであり、基準領域２５
ｄでは最も高いレベルとなる。基準領域２５ｄの長さＬ
１は２０ｍｍに相当し、次に画像域先端までのＬ２すな
わち１０ｍｍに相当する最も低いレベルの区間がある。
これらＬ１〜Ｌ３の区間が、非画像域２５ｃであり、そ
の長さＬ４はたとえば６０ｍｍである。スリット２５ａ
の位置から画像域先端までの距離Ｌ０はたとえば１００
ｍｍである。基準領域２５ｃの白色ペイントは、スリッ
ト２５ａの位置に対して±０．５ｍｍの精度で形成され
る。

【００１７】画像域先端と実際のトナー像が形成される
領域との間には、間隔Ｌ５のボイド部が形成される。ボ
イド部は、スリット２５ａを基準として設定され得る。
しかしながら、ＴＸベルト位置センサ２６とトナー濃度
センサ２７とは、フルカラー複写機１を組上げる際の工
作精度の関係上、最大±５ｍｍ程度のばらつきが生じ、
スリット２５ａを基準にボイド部を調整することは困難
である。本実施例では、ＴＸベルト２５上の基準領域２
５ｄを基準にボイド位置などの調整を充分な精度で行う
ことができる。

【００１８】図４は、図１図示のフルカラー複写機１の
制御のための電気的構成を示す。中央処理装置（以下
「ＣＰＵ」と略称する）４１は、アドレスバス４２およ
びデータバス４３を介して、読出専用メモリ（以下「Ｒ
ＯＭ」と略称する）４４、ランダムアクセスメモリ（以
下「ＲＡＭ」と略称する）４５と接続される。ＲＯＭ４
４には、フルカラー複写機１の制御を行うプログラムが
格納される。ＲＡＭ４５は、プログラム実行時のワーク
エリアや、調整値の記憶に用いられ、電池４６によって
バックアップされる。トナー濃度センサ２７からの出力
は、アナログデシタル変換（以下「Ａ／Ｄ」と略称す
る）回路４７を介してＣＰＵ４１に与えられる。ＴＸベ
ルト位置センサ２６からの出力は、入出力（以下「Ｉ／
Ｏ」と略称する）回路４８を介してＣＰＵ４１に与えら
れる。ＣＰＵ４１から露光ランプ５およびブランクラン
プユニット１３への出力は、Ｉ／Ｏ回路４８を介して与
えられる。ＣＰＵ４１には、タイマ４９が内蔵される。
Ｉ／Ｏ回路４８には、光源４を移動させるためのスキャ
ナモータ５１、複写用紙３２を搬送するための搬送モー
タ５２、ＰＣベルト１１およびＴＸベルト２５の同期を
取るためのローラクラッチ５３、その他の負荷やセンサ
５４が接続される。

【００１９】図５は、ＴＸベルト２５の画像域２５ｂの
先端のボイド部の長さとしてのボイド量を調節するボイ
ド調整手段としてのＣＰＵ４１の制御を示す。ステップ
ｎ１で、先端ボイド調整モードが選択されると、ステッ
プｎ２で光学系動作が禁止される。光学系動作の禁止
は、露光ランプ５を使用しないことによって行われる。
これによって、露光点１１Ａにおける静電潜像は形成さ
れない。次にステップｎ３で、イエロー現像槽１４Ｙか
らのトナーによる作像が実行される。

【００２０】ブランクランプユニット１３は、スリット
２５ａを検知した時点から一定時間経過後を基準とし
て、ボイド調整値に応じて調整されて点灯／消灯され、
そのときの調整値に応じたボイド部が作成される。先端
ボイド部分以外の部分は不要なので、画像域先端から５
０ｍｍ程度の部分までトナーが乗り、それ以外の部分は
ブランクランプユニット１３を点灯して不要なトナーが
消費されないようにする。

【００２１】ステップｎ４でＴＸベルト２５のスリット
２５ａが検出されると、ステップｎ５でタイマ４９がク
リアされ、ステップｎ６で、タイマ４９のカウント値が
２７５に達するまで待つ。タイマ４９は１ｍｓ毎にカウ
ントアップされ、ＴＸベルト２５の回転速度は２００ｍ
ｍ／ｓである。２７５のカウント値は、したがって５５
ｍｍに相当する。

【００２２】次に、ステップｎ７で、トナー濃度センサ
２７の出力に対するＡ／Ｄ回路４７の動作が開始され
る。画像域２５ｃの後端付近では、ブランクランプユニ
ット１３によってトナーが乗らないように制御されてい
るので、トナー濃度センサ２７からの出力は最も低いレ
ベルとなっている。基準領域２５ｄの白色ペイントが検
知されると、トナー濃度センサ２７からの出力が約５Ｖ
まで上る。変化検知手段としてのＣＰＵ４１は、連続的
にＡ／Ｄ回路４７からの出力を検知することによって、
トナー濃度センサ２７からの出力の上昇を知ることがで
きる。トナー濃度センサ２７からの出力が約２Ｖである
とき、Ａ／Ｄ回路４７からのデジタル信号の値は１０２
となるので、ステップｎ８では、Ａ／Ｄ値が１０２以上
となるまで待つ。

【００２３】Ａ／Ｄ値が１０２以上となるときには、基
準領域２５ｄを検出しているので、ステップｎ９でタイ
マ４９をクリアする。ステップｎ１０およびステップｎ
１１で、トナー濃度センサ２７からの出力のＡ／Ｄ値が
１０２以上である期間は、基準領域２５ｄとみなされ
る。

【００２４】次にステップｎ１２およびステップｎ１３
では、ボイド部を検知する。非画像域２５ｃおよびボイ
ド部では、ＴＸベルト２５が黒色であるためＡ／Ｄ変換
値は低い。ボイド部が終わり、イエロートナーが検知さ
れると、トナー濃度センサ２７からの出力は約４Ｖ（Ａ
／Ｄ変換値で２０４）になる。この変換値からボイド部
の終了を検知するために、その半分の１０２を超えたと
きに、ステップｎ１３からステップｎ１４に移る。ステ
ップｎ１４ではタイマ４９のカウント値を読出し、基準
領域２５ｄの検出開始位置からの経過時間に基づきボイ
ド量が検出される。

【００２５】標準ボイド量が５ｍｍであれば、白色ペイ
ントの立上り検知から、ＴＸベルト２５が回転速度２０
０ｍｍ／ｓで３０＋５ｍｍ分だけ回転したときにボイド
部が終了しなければならないので、タイマ４９によって
カウントされる時間は次の数１の式によって表される。

【００２６】

【数１】（３０＋５）／２００＝１７５［ｍｓ］ ボイド量調整のための調整値は、１ステップ当たり０．
２ｍｍで、調整値が大きいほどボイド部が大きくなるか
ら、次の数２の式によって修正すれば自動的に先端ボイ
ドが調整される。

【００２７】

【数２】［調整値］＝［現在の調整値］＋｛２００＊
（１７５−［読出したタイマ値］）｝／０.２ 数２の式に基づき、ブランクランプユニット１３に含ま
れる発光ダイオード（略称「ＬＥＤ」）を点灯するタイ
ミングを調整し、画像域２５ｂの先端付近でトナーの付
着しないボイド部の長さを調整する。

【００２８】なお、白色ペイントを施した基準領域２５
ｄをＴＸベルト２５の位置基準として用いる場合は、フ
ルカラー複写機１の電源が入ったときなどに、ＴＸベル
ト２５上にトナーが乗っている可能性があり、白色ペイ
ントを施した基準領域２５ｄの検知が困難になるおそれ
がある。このような電源投入時には、一旦ＴＸベルト２
５のクリーニングを行うことで、基準領域２５ｄの白色
ペイントのみの検知が可能となる。したがって、トナー
濃度センサ２７のみを用いて、像担持体であるＴＸベル
ト２５上のトナー像の位置を検出することができる。

【００２９】また、以上の実施例においては、基準領域
２５ｄに白色ペイントを施し、像担持体であるＴＸベル
ト２５の他の部分よりも光の反射率を大きくして、トナ
ー像濃度センサ２７からの出力電圧が大きくなるように
しているけれども、基準領域２５ｄは他の部分よりも光
の透過率を大きくするようにしてもよいことは勿論であ
る。トナー濃度センサ２７が基準領域２５ｄに対向して
いるとき、透過率の大きな部分を介してＴＸベルト２５
の裏側からの光を検出して基準領域２５ｄを検知するこ
とができる。

【００３０】さらにまた、像担持体であるＴＸベルト２
５や、感光体であるＰＣベルト１１は、ドラム形など、
他の形状であってもよいことは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、濃度検出
手段からの出力を用いて、トナー像濃度を検知するとと
もに、像担持体上でのトナー像の位置をも検知すること
ができる。位置検知のための基準位置は、濃度検出手段
によって、像担持体上の非画像域内の基準領域の一端と
して、検出することができる。これによって、像担持体
上でのボイド調整等を行う機能を、簡単な構成で実現す
ることができる。さらに、検出手段としてのセンサの数
を減らすことも可能となり、コストの削減と信頼性の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略的な構成を示す縦断面
図である。

【図２】図１図示の実施例におけるＴＸベルト２５の斜
視図である。

【図３】図１図示の実施例におけるトナー濃度センサ２
７からの出力を示す波形図である。

【図４】図１図示の実施例の制御のための電気的構成を
示すブロック図である。

【図５】図１図示の実施例においてボイド量を調整する
ための動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ フルカラー複写機 ３ 原稿 ５ 露光ランプ ８ 光学フィルタ ９ レンズ １１ ＰＣベルト １１Ａ 露光点 １２ ＭＨＶユニット １３ ブランクランプユニット １４ 現像槽 ２５ ＴＸベルト ２５ａ スリット ２５ｂ 画像域 ２５ｃ 非画像域 ２５ｄ 基準領域 ２６ ＴＸベルト位置センサ ２７ トナー濃度センサ ３２ 複写用紙 ３８ 定着装置 ４１ ＣＰＵ ４４ ＲＯＭ ４５ ＲＡＭ ４７ Ａ／Ｄ回路 ４９ タイマ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 21/14 G03G 15/045 - 15/047 G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 540

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿からの反射光によって感光体に形成
   される潜像に対応するトナー像を、像担持体上に保持
   し、複写用紙に転写する複写機において、 像担持体の表面濃度を検出する濃度検出手段と、 濃度検出手段からの出力の変化を検知する変化検知手段
   と、 像担持体が基準位置にあるか否かを検知する光学センサ
   とを含み、 像担持体は、トナー像を保持する画像域と保持しない非
   画像域とに分けられ、非画像域内には濃度検出手段によ
   って検出可能な濃度の差で、基準位置を一端とする基準
   領域が形成され、かつ像担持体の移動時に基準位置に先
   行して光学センサによって検知される被検知部が設けら
   れ、 像担持体の移動時に、光学センサが被検知部を検知して
   から所定の範囲内となる非画像域内で変化検知手段が濃
   度検出手段の出力変化を検知するとき、濃度検出手段が
   基準領域の一端の基準位置に対応する濃度変化を検出し
   ていると判断し、判断時点を基準として、画像域の先端
   部分で像担持体上にトナーを付着させないボイド部を所
   定長さだけ形成するように、ボイド調整を行うボイド調
   整手段を備えることを特徴とする複写機用像担持体の位
   置検出装置。