JP3694143B2

JP3694143B2 - 電子写真装置

Info

Publication number: JP3694143B2
Application number: JP11196297A
Authority: JP
Inventors: 信夫岩田; 敏哉佐藤; 賢史篠原; 豊塩
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-04-14
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2017-04-14
Also published as: JPH10288898A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、イェロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応する複数の画像形成部が、搬送ベルトに沿って並設され、搬送ベルトにより搬送される転写紙に対して、各色のトナー像が重畳転写されることにより、フルカラーの画像形成が行なわれる電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フルカラープリンタやフルカラー複写機などの電子写真装置では、イェロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を、それぞれの感光体に画像形成する複数の画像形成部が、搬送ベルトに沿って並設されており、搬送ベルトによって搬送される転写紙に対して、各感光体に形成される各色のトナー像が重畳転写されてフルカラーの画像形成が行なわれる。
この種の電子写真装置では、各色のトナー像が、転写紙に対して相互に位置ずれを起こさずに、高精度で重畳転写されることが、高品質の画像形成を行なうためには必要である。
【０００３】
このために、例えば特開平６−１８７９６号公報には、搬送ベルト上に各色のレジストマークを形成し、ＣＣＤセンサによって、これらのレジストマークを検出し、基準色（例えばブラック）に対する色ずれが検出されると、調整手段によって色ずれの補正を行なう画像形成装置が開示されている。
【０００４】
また、特開平８−１２３１２９号公報には、搬送ベルト上に各色のレジストマークを形成し、ＣＣＤセンサによってレジストマークを検出し、基準色に対する色ずれが検出されると、調整手段によって色ずれの補正を行ない、さらに、汚れ防止部材によってレジストマークの汚れを防止する画像形成装置が開示されている。
【０００５】
前述の開示に係る画像形成装置の共通部分を含む従来の画像形成装置は、図７に示すような構成となっていて、駆動ローラ３６と従動ローラ３７とに巻装された搬送ベルト３５に沿って、イェロー（Ｙ）のトナーによる画像形成を行なう画像形成部２０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）のトナーによる画像形成を行なう画像形成部２０Ｍ、シアンのトナーによる画像形成を行なう画像形成部２０Ｃ、及びブラックのトナーによる画像形成を行なう画像形成部２０Ｋが並設されている。
【０００６】
また、搬送ベルト３５の下方に転写紙を収容した給紙カセット４０が配設され、給紙カセット４０の端部には、転写紙を送り出す給紙コロ４１が配置され、画像形成部２０Ｙの近傍には、転写紙を搬送ベルト３５上に送り込むレジストローラ４２が配置され、駆動ローラ３６に隣接して画像形成された転写紙に定着動作を行なう定着ローラ４３と加圧ローラ４４とが配設されている。
【０００７】
画像形成部２０Ｙには、感光体１Ｙが配設され、この感光体１Ｙの周面に近接対向して、感光体１Ｙに静電潜像を形成する光書込ユニット３１Ｙ、形成された静電潜像をＹトナー像に現像する現像器３２Ｙ、Ｙトナー像を転写紙に転写する転写器３３Ｙ、感光体１Ｙの残存トナーを除去するクリーニングユニット３４Ｙ、及び感光体１Ｙの周面を均一に帯電する帯電器３０Ｙが配設されている。
【０００８】
画像形成部２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙも、それぞれ光書込ユニット３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、現像器３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ、転写器３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋ、クリーニングユニット３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ、及び帯電器３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋを備え、画像形成部２０Ｙと同一の構成となっている。
【０００９】
そして、駆動ローラ３６の近傍の搬送ベルト３５の下流位置において、画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋによって、搬送ベルト３５の周辺近傍に形成されたレジストマークを検出する位置ずれセンサ４５が、搬送ベルト３５に近接対向して配設され、位置ずれセンサ４５の下流位置に、搬送ベルト３５に近接対向して、搬送ベルト３５を除電する除電器３８が配設され、従動ローラ３７位置には、搬送ベルト３５の残存トナーを除去するクリーニングユニット３９が配設されている。
【００１０】
この従来の画像形成装置においては、画像形成部２０Ｙでは、光書込ユニット３１Ｙによって、原稿画像のＹ色成分の静電潜像が感光体１Ｙに形成され、現像器３２Ｙによって、該静電潜像がＹトナー像に現像され、給紙カセット４０から、給紙コロ４１とレジストローラ４２とにより、感光体１Ｙの回動で位置合わせされるＹトナー像と、タイミングを取って送り込まれる転写紙に、転写器３３Ｙによって感光体１ＹのＹトナー像が転写される。
【００１１】
このようにして、Ｙトナー像が転写された転写紙は、搬送ベルト３５により転写器３３Ｍ位置に搬送され、この搬送とタイミングを取って回動位置合わせされる感光体１ＭのＭトナー像が、転写器３３Ｍによって、転写紙のＹトナー像に重畳転写される。
【００１２】
以下同様にして、転写器３３Ｃによって、Ｃトナー像が重畳転写され、最後に転写器３３Ｋによって、Ｋトナー像が重畳転写されることにより、転写紙にはＹトナー像、Ｍトナー像、Ｃトナー像及びＫトナー像が、互いに重畳転写されたフロカラー画像が画像形成される。
【００１３】
このようにして、原稿のフルカラー画像が画像形成された転写紙は、定着ローラ４３と加圧ローラ４４とに挟持されて定着処理され、転写紙に対する原稿画像の画像形成が終了する。
【００１４】
この場合、画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋでの現像器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋによる現像に同期して、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの画像形成領域外に、それぞれ対応する色のトナーでレジストマークが現像され、これらのレジストマークが、転写動作に同期してそれぞれ転写器３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋによって搬送ベルト３５に転写される。
【００１５】
そして、位置ずれセンサ４５によって、各色のレジストマークが読み取られ、例えばＢを基準色とし、Ｂのレジストマークに対するＹ、Ｍ、Ｃのレジストマークのずれ量が検出され、検出データに基づいて、光書込ユニット３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃの書込位置の調整が行なわれ、色ずれの補正が行なわれる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来の画像形成装置では、搬送ベルト３５は無端状のベルトが、ゴム製の駆動ローラ３６で駆動されるために、駆動ローラ３６の表面の回転軸に対する偏心や、駆動ローラ３６の軸に回転力の伝達のために取り付けられる歯車などの回転伝達部品の偏心によって、搬送ベルト３５は、厳密にいうと一定の速度ではなく、周期的に速度が変動しながら搬送される。
【００１７】
このために、各感光体１Ｙ〜１Ｋの画像転写位置で、搬送ベルト３５に転写されるレジストマークは、搬送ベルト３５の搬送の速度むらにより、本来の位置に対してずれて形成され、また、レジストマークの検出位置でも、搬送の速度むらによって、本来の位置よりずれた位置で検出され、各色間のずれ量の検出が正確に行なわれない。
【００１８】
本発明は、前述したようなこの種の画像形成装置の色ずれ補正の現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、搬送ベルトの速度むらによる色ずれ量の検出誤差の発生を防止することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、イェロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、それぞれの感光体に画像形成される複数の画像形成部が、搬送ベルトに沿って並設され、前記各感光体に形成される各色のトナー像が重畳転写されることにより、フルカラーの画像形成が行なわれる電子写真装置であり、前記画像形成部での前記各色のトナー像の転写に対応して、前記搬送ベルトに各色トナーの色ずれ検出用のレジストマークを形成するレジストマーク形成手段と、前記レジストマークの転写位置から、前記搬送ベルトを駆動する駆動ローラの表面円周長の整数倍の距離だけ、前記搬送ベルトの搬送方向に隔たった位置において、前記搬送ベルトに対向して配設され、前記各色トナーのレジストマーク間の位置ずれ量を検出するレジストマーク検出手段とを有することを特徴とするものである。
【００２０】
同様に前記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記駆動ローラの駆動伝達系は、前記駆動ローラが１回転する間にモータ及び中間回転体が、整数回回転するように構成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態を図１ないし図６を参照して説明する。
図１は本実施の形態の要部の構成を示す説明図、図２は本実施の形態の部品配置の要件を示す説明図、図３は本実施の形態の位置ずれセンサのスリットの構成を示す説明図、図４は本実施の形態の駆動伝達系の構成を示す説明図、図５は本実施の形態の搬送ベルトの速度むらとレジスタマークの位置ずれとの説明図、図６は実施の形態のモータ軸と中間ギヤの偏心を含む搬送ベルトの速度むらを示す説明図であり、これらの図において、すでに説明した図７と同一部分には同一符号が付されている。
【００２２】
本実施の形態では、図１に示すように、モータ９の回転軸にモータギヤ１０が刻設され、このモータギヤ１０に噛合する中間ギヤ８の回転軸にギヤ８ａが刻設され、ギヤ８ａに噛合する駆動ローラギヤ７が、駆動ローラ３６の回転軸に固定されている。そして、駆動ローラ３６が１回転する間に、モータ９、モータギヤ１０、中間ギヤ８及びギヤ８ａは整数回回転するように構成されている。
【００２３】
また、本実施の形態では、図２に示すように、搬送ベルト３５の両側縁部の近傍に、発光ダイオードなどの光源２、スリット３及び受光素子４を備えた位置ずれセンサ２２がそれぞれ配設されていて、位置ずれセンサ２２では、光源２が搬送ベルト３５のレジストマーク２３が転写された面側に配置され、スリット３と受光素子４とが、搬送ベルト３５の他面側に配置されている。
【００２４】
このスリット３には、図３に示すように、搬送ベルト３５の両側縁部の近傍に、各画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋによって形成されるレジストマーク２３と同一形状の開口部１１が形成されている。この開口部１１は、搬送方向に直角な開口１１ａと開口１１ａに所定角度傾斜して形成される開口１１ｂとで形成されている。
【００２５】
そして、本実施の形態では、位置ずれセンサ２２のレジストマーク２３の検出位置、即ち位置ずれセンサ２２の光軸２２ｃと搬送ベルト３５との交点位置と、各画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの転写位置ｙ、ｍ、ｃ、ｋとの間の距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が、駆動ローラ３６の表面円周長Ｄπの整数倍に設定されている。
【００２６】
図２（ａ）では、レジストマークの検出位置と画像形成部２０Ｋの転写位置ｋ間距離が、駆動ローラ３６の表面周長Ｄπに等しく設定され、各画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの隣接する転写位置ｙ、ｍ、ｃ、ｋ間の距離が、駆動ローラ３６の表面周長に等しく設定されている。また、同図（ｂ）では、レジストマークの検出位置と画像形成部２０Ｋの転写位置ｋ間距離が、駆動ローラ３６の表面周長の２倍の２Ｄπに設定され、各画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの隣接する転写位置ｙ、ｍ、ｃ、ｋ間の距離が、駆動ローラ３６の表面周長に等しく設定されている。
【００２７】
本実施の形態のその他の部分の構成は、すでに図７を参照して説明した従来の画像形成装置と同一なので、重複する説明は行なわない。
【００２８】
このような構成の本実施の形態の色ずれ検出動作を説明する。
なお、本実施の形態のその他の動作は、すでに説明した従来の画像形成装置の動作と同一なので、重複する説明は行なわない。
【００２９】
先ず、駆動ローラ３６の表面位置に偏心が存在すると、駆動ローラ３６の回転によってその表面位置の周速度が周期的に変動し、駆動ローラ３６により駆動される搬送ベルト３５の搬送速度が、駆動ローラ３６の回転に対応して周期的に変動する。
図５（ａ）は、この駆動ローラ３６の偏心に基づく、搬送ベルト３５の搬送速度の変動を示すもので、この速度変動は目標搬送速度Ｖ０を中心にして、駆動ローラ３６の１回転の時間Ｔ０を周期として発生し、この速度変動による速度むらＶは、Ａを速度むらの振幅、ωを駆動ローラ３６の角速度とすると次の〔数１〕で表される。
【００３０】
【数１】
Ｖ＝Ａｓｉｎ（ωｔ）
【００３１】
この速度むらＶによって、搬送ベルト３５上は、目標位置からの位置ずれ△Ｓが発生し、画像形成時の色ずれの原因になる。この位置ずれ△Ｓは、〔数１〕を積分することによって〔数２〕に示すように得られる。
【００３２】
【数２】

【００３３】
位置ずれ△Ｓは図５（ｂ）に示すようになり、同図で正の領域は目標位置よりも先行して位置ずれ△Ｓが生じ、負の領域は目標位置よりも遅れて位置ずれ△Ｓが生じることを示している。
例えば、図５（ｂ）の位置Ｐ１で転写を行なうと、転写の行なわれる時刻ｔｐ１の速度むらＶは０であるが、それ以前からの正の速度むらのために、目標位置よりもＡ／ω先行した位置にベルトが位置した状態で転写が行なわれるため、レジストマークはＡ／ωだけ遅れた位置に形成される。また、搬送ベルト３５上の正しい位置にに形成されたレジストマークを、搬送ベルト３５の位置ずれ△Ｓが位置Ｐ１と同様な位相関係にある下流側の位置Ｐ２で検出すると、レジストマークの検出信号が、目標時刻ｔｐ２以前に検出される。
【００３４】
従って、位置Ｐ１と位置Ｐ２のように、搬送ベルト３５の位置ずれ△Ｓの位相関係が同一の２点を選択し、例えば位置Ｐ１でレジストマークを転写形成し、位置Ｐ２で位置ずれセンサ２２によってレジストマークを検出するようにすると、マーク形成位置の遅れが検出時刻の早まりで補償されて、搬送ベルト３５の速度変動の影響のないレジストマークの検出が可能になる。
【００３５】
一方、図５（ｂ）の位置Ｑ１で転写を行なうと、転写の行なわれる時刻ｔｑ１の速度むらは０であるが、それ以前からの負の速度むらのために、目標位置よりもＡ／ω先行した位置にレジストマークが形成される。また、搬送ベルト３５上に形成されたレジストマークを、搬送ベルト３５の位置ずれ△Ｓが位置Ｑ１と同様な位相関係にある下流側の位置Ｑ２で検出すると、レジストマークの検出信号が、目標時刻ｔｑ２より遅れて検出される。
【００３６】
従って、位置Ｑ１と位置Ｑ２のように、搬送ベルト３５の位置ずれ△Ｓの位相関係が同一の２点を選択し、例えば位置Ｑ１でレジストマークを転写形成し、位置Ｑ２で位置ずれセンサ２２によってレジストマークを検出するようにすると、先行したずれが検出時刻の遅れで補償されて、搬送ベルト３５の速度変動の影響のないレジストマークの検出が可能になる。
【００３７】
本実施の形態では、位置ずれセンサ２２のレジストマーク２３の検出位置と、各画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの転写位置ｙ、ｍ、ｃ、ｋとの間の距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が、駆動ローラ３６の表面円周長Ｄπの整数倍に設定されているので、駆動ローラ３６の偏心による搬送ベルト３５の位置ずれ△Ｓの位相関係が、レジストマーク２３の検出位置とレジストマーク２３の転写位置とで同一となり、搬送ベルトの速度むらの影響を受けずに、色ずれ量を高精度で検出して色ずれの補正を適確に行なうことが可能になる。
【００３８】
また、本実施の形態では、図４に示すように、モータ９の回転が、モータギヤ１０、中間ギヤ８、ギヤ８ａ及び駆動ローラギヤ７を回して駆動ローラ３６に伝達されるが、各ギヤにはピッチ円の偏心などの寸法誤差が存在し、これらの寸法誤差の重畳により、実際には図５（ａ）の速度むら曲線には、図６に示すように重畳誤差による小さな周期の変動が重畳される。
【００３９】
本実施の形態では、駆動ローラ３６が１回転する間に、モータ９、モータギヤ１０、中間ギヤ８及びギヤ８ａは整数回回転するように構成されているので、重畳誤差による周期が、駆動ローラ３６の１回転の中に複数個入るために、２回転以降も１回目の回転と全く同一の回転むら状態となり、駆動ローラ３６の駆動伝達系のモータ及び中間回転体の回転むらの影響も受けずに、色ずれ量を高精度で検出して色ずれの補正を適確に行なうことが可能になる。
【００４０】
このように、本実施の形態によると、位置ずれセンサ２２のレジストマーク２３の検出位置と、各画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの転写位置ｙ、ｍ、ｃ、ｋとの間の距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が、駆動ローラ３６の表面円周長Ｄπの整数倍に設定され、さらに、駆動ローラ３６が１回転する間に、モータ９、モータギヤ１０、中間ギヤ８及びギヤ８ａは整数回回転するように構成されているので、駆動ローラ３６の偏心による搬送ベルト３５の位置ずれ△Ｓの位相関係が、レジストマーク２３の検出位置とレジストマーク２３の転写位置とで同一となり、搬送ベルトの速度むらの影響を受けずに、また、駆動ローラ３６の駆動伝達系のモータ及び中間回転体の回転むらの影響も受けずに、色ずれ量を開口１１ａと開口１１ｂとにより、搬送方向とその直角方向の２方向に高精度で検出し、色ずれの補正を適確に行なうことが可能になる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、イェロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、それぞれの感光体に画像形成される複数の画像形成部が、搬送ベルトに沿って並設され、各感光体に形成される各色のトナー像が重畳転写されることにより、フルカラーの画像形成が行なわれる電子写真装置において、画像形成部での各色のトナー像の転写に対応して、レジストマーク形成手段によって、搬送ベルトに各色トナーの色ずれ検出用のレジストマークが形成され、レジストマークの転写位置から、搬送ベルトを駆動する駆動ローラの表面円周長の整数倍の距離だけ、搬送ベルトの搬送方向に隔たった位置において、搬送ベルトに対向して配設されたレジストマーク検出手段により、レジストマークが検出されるので、駆動ローラの表面の回転軸に対する偏心によるレジストマークの書込位置ずれと、検出位置ずれとが相殺され、搬送ベルトの速度むらの影響を受けずに、色ずれ量を高精度で検出して色ずれの補正を適確に行なうことが可能になる。
【００４２】
請求項２記載の発明によると、請求項１記載の発明で得られる効果に加えて、駆動ローラの駆動伝達系は、駆動ローラが１回転する間にモータ及び中間回転体が、整数回回転するように構成されているので、駆動ローラの駆動伝達系のモータ及び中間回転体の回転むらの影響も受けずに、色ずれ量を高精度で検出して色ずれの補正を適確に行なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の要部の構成を示す説明図である。
【図２】■同実施の形態の部品配置の要件を示す説明図である。
【図３】同実施の形態の位置ずれセンサのスリットの構成を示す説明図である。
【図４】同実施の形態の駆動伝達系の構成を示す説明図である。
【図５】同実施の形態の搬送ベルトの速度むらとレジスタマークの位置ずれの説明図である。
【図６】同実施の形態のモータ軸と中間ギヤの偏心を含む搬送ベルトの速度むらを示す説明図である。
【図７】電子写真装置の全体構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ感光体
２光源
３スリット
４受光素子
７駆動ローラギヤ
８中間ギヤ
９モータ
１０モータギヤ
１１開口部
１１ａ、１１ｂ開口
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ画像形成部
２２位置ずれセンサ
２３レジストマーク
３１Ｙ、３１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ光書込ユニット
３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ現像器
３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋ転写器
３５搬送ベルト
３６駆動ローラ

Claims

イェロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、それぞれの感光体に画像形成される複数の画像形成部が、搬送ベルトに沿って並設され、前記各感光体に形成される各色のトナー像が重畳転写されることにより、フルカラーの画像形成が行なわれる電子写真装置であり、
前記画像形成部での前記各色のトナー像の転写に対応して、前記搬送ベルトに各色トナーの色ずれ検出用のレジストマークを形成するレジストマーク形成手段と、
前記レジストマークの転写位置から、前記搬送ベルトを駆動する駆動ローラの表面円周長の整数倍の距離だけ、前記搬送ベルトの搬送方向に隔たった位置において、前記搬送ベルトに対向して配設され、前記各色トナーのレジストマーク間の位置ずれ量を検出するレジストマーク検出手段とを有することを特徴とする電子写真装置。
請求項１記載の電子写真装置において、前記駆動ローラの駆動伝達系は、前記駆動ローラが１回転する間にモータ及び中間回転体が、整数回回転するように構成されていることを特徴とする電子写真装置。