JP4140870B2 - 画像形成装置及び給紙タイミングの決定方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及び給紙タイミングの決定方法に関し、特に中間転写体に複数の基準マークを等間隔に設け、該基準マークの検知により給紙タイミングを決定するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機等の画像形成装置は、例えば感光体上に色分解光を照射して静電潜像を形成し、これを各色ごとに現像したトナー像を中間転写体上の同位置に重ねて転写した後、その重ね転写画像をレジストローラから送り出された紙等の転写材上に一括転写させ、カラー画像を得るものが良く知られている。
【０００３】
このような画像形成装置は、転写材上の正規の位置に画像を転写させるために、給紙動作（レジストローラの駆動）が、作像開始時と所定時間差をとって開始される。このような給紙開始時の決定方法には、次のような方法が採用されている。
【０００４】
中間転写体の周方向に等間隔に複数の基準マークを設けるとともに、中間転写体近傍に上記基準マークの検知手段を設置する。感光体及び、中間転写体の回転開始後、この中間転写体上のいずれか１つの基準マークの検知タイミングを作像開始時とし、潜像の書込、現像、転写動作を開始する。
【０００５】
一方、像を受け取る転写材の給紙開始時は、多くの場合、次のような方法で決定される。上記作像タイミングの基準マークの検知後、続けて下流の基準マークを検知する。ここで検知される基準マークの個数が計測され、この計測値が所定値（所定検知回数）に達した後、あらかじめ設定されている所定時間（以下、「給紙待機時間」と称する）をカウントすることにより給紙開始時を決定する。このように、複数の基準マークの連続的な検知、すなわち基準マークの間隔の検出が、給紙待機時間のカウント開始時を与える基準となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記複数の基準マークは、中間転写体上に等間隔に設けられているはずであるが、実際には数ミリ程度のばらつきがある。すなわち、実際の基準マークの間隔は、中間転写体の周長を基準マークの個数で割ったその理論値と正確に一致していないことが多い。このため、作像開始の基準として選択される基準マークの位置によっては、給紙待機時間のカウント開始時にばらつきが生じ、このタイミングのばらつきが、所定の給紙待機時間後の最終的な給紙タイミングのばらつきとなる。こうなると転写材上の画像位置が正規のものとならず、レジストにばらつきが出るという不具合があった。
【０００７】
特にベルト状の中間転写体では、上記基準マークを設ける方法として、例えば、あらかじめ複数の基準マークを等間隔に有するテープをその周方向に貼り付けるという方法が採用されている。この場合、中間転写体上の基準マークの間隔が理論値よりも小さい値になってしまうことが多い。すなわち、貼り付けられたテープの両端間に隙間ができ、テープ上の基準マークの間隔が理論値より小さくなる。こうなると、その分だけ給紙タイミングが早まり、転写材が画像より早く到達し、画像が後方に片寄ったレジストずれが生じることとなる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、像担持体上に設けられた基準マークの間隔に、その理論上の値との誤差があっても、レジストにずれの生じない画像形成装置及び給紙タイミングの決定方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成する本発明の画像形成装置は、回転可能な像担持体と、該像担持体の周方向に設けられた複数の基準マークと、該基準マークを検知可能な検知手段とを有し、該検知手段による上記いずれかの基準マークの検知を作像開始時の基準とし、かつ該作像開始時の基準マークから少なくとも下流側の１以上の基準マークの検知を給紙開始時の基準として動作する画像形成装置において、上記検知手段が、上記作像開始時の基準マークから上記給紙開始時の基準マークまでの間隔を検出可能で、かつ該基準マークの間隔と、該基準マークの間隔の理論値とを比較し、その誤差を求め、該誤差を用いて上記給紙開始時を変更可能な給紙タイミング補正手段を有することを特徴としている。
【００１０】
上記像担持体が、各色のトナー像を順次に重ね転写される中間転写体であり、上記検知手段により中間転写体の基準マークを検出する構成とすることができる。
【００１１】
上記目的を達成する本発明の給紙タイミングの決定方法は、回転可能な像担持体の周方向に複数の基準マークを設け、いずれか１つの基準マークの検知に基づいて作像を開始し、該作像開始の基準マークの検知後、少なくとも１以上の基準マークの検知に基づいて給紙開始時を決定する給紙タイミングの決定方法において、上記作像開始の基準とした基準マークから上記給紙開始時の基準となる基準マークまでの間隔を検出し、かつ該基準マークの間隔と、該基準マークの間隔の理論値とを比較し、その誤差を求め、該誤差を用いて上記給紙開始時を変更することを特徴としている。
【００１２】
上記基準マークを中間転写体に設け、該中間転写体の基準マークを検知することができる。また、上記給紙開始時を、レジストローラの駆動開始時とすることができる。
【００１３】
さらに、上記作像の線速と、上記給紙の線速とが異なるとき、これらの線速間の比率に基づいて上記給紙開始時を変更することができる。また、上記基準マークの間隔の検出を、１色目の作像時に行うとすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。本発明の画像形成装置の実施例としてカラープリンタ及び該カラープリンタの給紙タイミングの決定方法を説明する。
【００１５】
図１は、本実施例のカラープリンタの概略中央断面図である。ベルト状の感光体１は、回転ローラ２，３により回転可能に支持され、矢印Ａ方向に回転される。感光体１の外周には除電ランプＬ、帯電装置４、各色現像器６，７、中間転写ベルト１０、及び感光体クリーニング装置１５などが配設されている。
【００１６】
感光体１の表面のうち、帯電装置４の下流側にはレーザ書込ユニット５によりレーザ光５ｄを照射される光書込部がある。また、この光書込部の下流側には、収容するトナーの色ごとにイエロー現像ユニット、マゼンタ現像ユニット、シアン現像ユニットからなる３つの現像器を備えた多色現像装置６が配設されている。さらに、この多色現像装置６の下流側にはブラックトナーを収容したブラック現像ユニット７が配設されている。
【００１７】
多色現像装置６は、１の回転軸の周りに３つの現像器を等間隔に有し、図示しない駆動手段により回転される。この多色現像装置６は、円周上１２０゜ごとに回転し、感光体１に対向する現像位置の現像器を切り替え自在としている。つまり、対応する色の現像タイミングに同期して３つの現像器のいずれか１つが現像可能な位置に移動するという現像ユニットの選択機構を有している。
【００１８】
ブラック現像ユニット７は、上記多色現像装置６のいずれかの現像器で現像動作が行われているときは感光体１から離間した位置にある。このブラック現像ユニット７の移動は、カム７ａの回転により制御されている。
【００１９】
レーザ書込ユニット５は、モータ５ａ、ポリゴンミラー５ｂ、ｆθレンズ５ｃ、及びミラー５ｅ等で構成されている。このレーザ書込ユニット５において、図示を省略したレーザ光源からの照射光５ｄは、モータ５ａにより回転駆動されるポリゴンミラー５ｂにより走査され、ｆθレンズ５ｃ及び、ミラー５ｅ等を経て感光体１に到達すると、帯電された感光体１の表面に書込情報に対応した潜像を形成する。こうして、感光体１上に形成された潜像は、上記いずれかの現像ユニット（イエロー現像ユニット、マゼンタ現像ユニット、シアン現像ユニット、又はブラック現像ユニット７）によって現像され、感光体１の表面にトナー像が形成・保持される。
【００２０】
中間転写ベルト１０からなる中間転写体は、回転ローラ１１，１２により回転可能に支持され、感光体１の上部と接している。この中間転写ベルト１０は、感光体１と同じ周速で矢印Ｂ方向に回転される。また、中間転写ベルト１０には、バイアス手段１３、転写ローラ１４、ベルトクリーニング装置１６、マークセンサ２２等が配設されている。
【００２１】
中間転写ベルト１０の外周には、１５個の反射体からなる基準マークが設けられている。マークセンサ２２からなる検知手段は、ベルト面に近接した所定位置に設けられ、各基準マークからの光反射を検知することで、中間転写ベルトの位置を検出するものである。このマークセンサ２２の検知信号に基づいて、レーザ書込ユニット５による各色潜像形成開始のタイミング（以下、「作像タイミング」と称する）及び、レジストローラ２０の駆動開始のタイミング（以下、「給紙タイミング」と称する）がそれぞれ決定される。この詳細は後に説明する。
【００２２】
上記感光体１上のトナー像は、中間転写ベルト１０の裏側にあるバイアス手段１３により、中間転写ベルト１０の表面に転写される。この転写後の感光体１の表面は、１色毎に感光体クリーニング装置１５によりクリーニングされる。
【００２３】
所定の色のトナー像が感光体１上に順次形成されると、各色トナー像は、その都度、中間転写ベルト１０の回転毎に転写される。ここで、各色トナー像を中間転写ベルト１０上の同じ位置に転写させ、最終的には中間転写ベルト１０上に数色重ねられたカラートナー像が形成される。この中間転写ベルト１０上のカラートナー像は、下記の給紙機構により転写ローラ１４との間に搬送された転写紙１７ａやその他プラスチック等の記録媒体に転写される。
【００２４】
給紙装置１７（給紙カセット）に収納されている転写紙１７ａは、給紙ローラ１８、搬送ローラ対１９により、レジストローラ対２０前に送られる。レジストローラ対２０前に待機している転写紙１７ａは、レジストローラ対２０が駆動されると、中間転写ベルト１０と転写ローラ１４間のニップ部に搬送され、カラートナー像を転写される。
【００２５】
転写ローラ１４の転写バイアスにより、中間転写ベルト１０上のカラートナー像が転写紙１７ａに一括して受け渡されると、この転写紙１７ａは、定着ローラ対２３に送られる。定着ローラ対２３でトナー像を溶融定着させた転写紙１７ａは、排紙ローラ対２４により本体フレーム上部の排紙スタック部２５に排紙される。
【００２６】
上記転写紙１７ａへの転写後、中間転写ベルト１０の表面は、回転ローラ１１に対向しているベルトクリーニング装置１６によりクリーニングされる。ベルトクリーニング装置１６では、このクリーニングブレード１６ａがブレード接離用アーム１６ｃにより接離自在となっている。クリーニングブレード１６ａは、感光体１からトナー像を受け取る工程では、中間転写ベルト１０上から離間させてあり、転写紙１７ａにトナー像を転写させた後の中間転写ベルト１０の表面に接触するようになっている。クリーニングブレード１６ａが接触すると、中間転写ベルト１０上の転写残トナーが掻き取られ、この転写残トナーは廃トナーとしてオーガ１６ｂにより回収される。
【００２７】
なお、上記のようにクリーニング装置には、感光体１用と中間転写ベルト１０用とがある。本実施例では、感光体１ではクリーニングブレード１５ａが掻き取った転写残トナー（廃トナー）は回収容器１５ｂに収納され、この回収容器１５ｂは適宜交換可能である。また、中間転写ベルト１０の転写残トナーは、オーガ１６ｂにより図示しない搬送手段に移送され、この搬送手段により感光体クリーニング装置１５の回収容器１５ｂに搬送される。
【００２８】
図１中の右側の符号２６は、ユニット化されたプロセスカートリッジを示している。プロセスカートリッジ２６は、感光体１、帯電装置４、中間転写ベルト１０、ベルトクリーニング装置１６、搬送路を形成する搬送ガイド２７等を一体に組み込んで、寿命到達時に交換できるように構成したものである。
【００２９】
上記プロセスカートリッジ２６以外に、多色現像器６、ブラック現像ユニット７なども寿命到達時に交換可能であるが、その交換性やジャム紙の処理を容易にするため、本体の一部を構成する前フレーム８は、その支軸を回転中心として回動・開放可能な構成となっている。また、別の給紙ローラ対２１の近傍に給紙口があり、ここには図示しない比較的小規模の別の給紙装置が備えられる。
【００３０】
なお、図１中左側の符号Ｅで示される位置に制御装置等を構成する電装品が計装されている。また、その上方にはファンＦが備えられており、機内の温度過昇を防止のために排風が行われている。
【００３１】
上記のように構成された本実施例の画像形成装置では、中間転写ベルト１０上の転写画像が転写紙１７ａ上の正規の位置に転写されるよう、給紙タイミング補正手段による給紙タイミング（レジストローラ対２０の駆動開始のタイミング）の補正が行われる。
【００３２】
上記給紙タイミング補正手段は、中間転写ベルト１０に設けられた複数の基準マーク、マークセンサ２２、及び簡単な計算・記憶手段により構成され、次に説明する方法で給紙タイミングを補正している。ここでは４色フルカラープリントの場合を例にとり、上記給紙タイミングの決定方法を図２及び図３に基づいて説明する。
【００３３】
図２は、本実施例のカラープリンタの作像及び給紙動作のフローチャートである。このフローチャートに示すようにプリント動作（Ｓ１）に入ると、まず感光体１及び、中間転写ベルト１０の回転開始等を行い、プリント動作準備が行われる（Ｓ２）。
【００３４】
回転している中間転写ベルト１０の１５個の基準マークのうち、１個がマークセンサ２２により検出されると（Ｓ３）、このタイミングで１色目の書込動作が開始される。この書込動作に続いて１色目の現像、及び中間転写ベルトへの転写動作が行われる（Ｓ４）。この作像タイミングを決定する基準マーク（以下、この基準マークを作像基準マークと称する）は、後に行われる２色目以降の作像タイミングの基準となる。
【００３５】
一方、給紙動作は、上記４色目の作像基準マークの検知後、その下流側に複数個目の基準マーク（以下、この基準マークを給紙基準マークと称する）を検知し、この給紙基準マークの検知時から所定の給紙待機時間カウント後に開始される。
【００３６】
図３は、給紙タイミングのずれの原因を説明するための、中間転写ベルト１０の模式図である。本実施例では、作像基準マークＭ１より下流側４個目の基準マークを給紙基準マークＭ５としている。理論値Ｒは、転写ベルト外周長を１５（基準マークの個数）で割り、これに４（間隔数）を乗じた値である。図に示すように、作像基準マークＭ１から給紙基準マークＭ５までの基準マーク間隔が、理論値Ｒに対してばらついているので、この結果、Ｍ５の検知タイミング（給紙待機時間カウント開始時）がずれ、最終的な給紙タイミングがずれることとなる。
【００３７】
そこで、本発明では、上記４色目の基準マークＭ１の検知後に計測される基準マークの間隔と、理論値とずれを、次に説明するような方法で算出し、給紙待機時間を補正している。
【００３８】
図２のフローチャートに示すように、１色目の作像動作時に、あらかじめ作像基準マークＭ１から給紙基準マークＭ５までの間隔の計測が行われる（Ｓ５）。具体的には、１色目の作像基準マークＭ１の検知に引き続き、この作像基準マークＭ１から下流側に位置する４個の基準マーク（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５）を順次検知して、各基準マークの間隔を計測し終了する。（ここで測定した各基準マークの間隔を、それぞれ計測順にＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４とする）。
【００３９】
なお、この基準マークの間隔の計測は、後に行われる給紙基準マークＭ５の検知タイミングの誤差（転写材毎に選択される作像基準マークの位置が異なるとき、上記計測値に生じる多少ばらつき）を求めるために行うのものである。したがって、上記のようにここで計測対象となる区間は、作像基準マークＭ１から給紙基準マークＭ５までの区間となっている。
【００４０】
上記基準マークの間隔の計測後、この計測値と、その理論値Ｒとの誤差（補正値Ｈ）を算出する（Ｓ６）。本実施例では、上記理論値Ｒから計測値（Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３＋Ｋ４）を減じて誤差を算出し、この誤差を時間の単位に換算したものを補正値Ｈとしている。
【００４１】
一方、２色目以降の作像は、２回目の作像基準マークＭ１の検知タイミング（Ｓ７）をとって開始され、その書込、現像、転写動作が行われる（Ｓ８）。引き続き同様に順次３，４色目の書込、現像、転写動作が行われる（Ｓ９）。こうして１〜４色の作像及び転写工程が完了すると中間転写ベルト１０上に４色重ねのトナー画像が形成される。
【００４２】
上記４色目（最終色）の作像基準マークＭ１の検知後、基準マークの個数計測が行われ、給紙基準マークＭ５が検知されると、この給紙基準マークＭ５の検知時から給紙待機時間のカウントが開始されるが、このときまでに給紙待機時間に上記補正値Ｈを加えておく。こうして給紙基準マークＭ５の検知後、補正値Ｈを加味した給紙待機時間をカウントし（Ｓ１０）、このカウント終了時にレジストローラ２０の給紙動作が開始され（Ｓ１１）、動作を終了する（Ｓ１２）。こうして、各転写材の給紙動作ごとに給紙待機時間を補正し、最終的な給紙タイミングを一定化している。
【００４３】
なお、使用される転写紙の種類によっては、例えば給紙速度を通常の１／２の速度に設定することがある。この場合は、上記計測値（Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３＋Ｋ４）と上記理論値Ｒとの誤差を時間に換算する際に、その誤差を２倍して用いる。このように作像の線速（像担持体の周速）と、給紙の線速（転写材の給紙速度）が異なるときは、その線速の比率を加味して実際の給紙タイミングを求めることになる。
【００４４】
また、上記実施例の説明では、基準マークの間隔の測定を１色目の作像基準マークの検知に際して行っているが、この基準マークの間隔の測定は、２又は３色目の作像基準マークの検知の際に行ってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、検知手段が、作像開始時の基準マークから給紙開始時の基準マークまでの間隔を検出可能で、かつ該基準マークの間隔と、該基準マークの間隔の理論値とを比較し、その誤差を求め、該誤差を用いて上記給紙開始時を変更可能であるので、レジスト補正のための機構を別個に設けることなくレジスト補正が可能であり、像担持体に設けられた複数の基準マークの間隔にばらつきがあっても、給紙された転写紙上の正規の位置に画像を正確に転写することができる。
【００４６】
上記方法の発明において、上記作像の線速と、上記給紙の線速とが異なるとき、これらの線速間の比率に基づいて、さらに上記給紙開始時を変更すれば、給紙線速が作像線速より速く設定されていても、その速度差を加味して実際の給紙タイミングを求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本実施例の給紙タイミングの決定方法を説明するフローチャートである。
【図３】給紙タイミングのずれの原因を説明するための中間転写ベルトの模式図である
【符号の説明】
１０ 像担持体、中間転写体（中間転写ベルト）
２２ センサ（マークセンサ）
２０ レジストローラ
Ｍ１ 作像開始時の基準マーク（作像基準マーク）
Ｍ２〜Ｍ５ 下流側の１以上の基準マーク
Ｍ５ 給紙待機時間のカウント開始の基準マーク（給紙基準マーク）
Ｋ１〜Ｋ４ 基準マークの間隔
Ｒ 基準マークの間隔の理論値
Ｈ 誤差（補正値）

Claims (7)

1. 回転可能な像担持体と、該像担持体の周方向に設けられた複数の基準マークと、該基準マークを検知可能な検知手段とを有し、該検知手段による上記いずれかの基準マークの検知を作像開始時の基準とし、かつ該作像開始時の基準マークから少なくとも下流側の１以上の基準マークの検知を、給紙待機時間のカウント開始時として給紙タイミングを決定する画像形成装置において、上記検知手段が、上記作像開始時の基準マークから上記給紙待機時間のカウント開始の基準マークまでの間隔を検出可能で、かつ上記双方の基準マークの間隔と、該基準マークの間隔の理論値とを比較し、その誤差を求め、該誤差を用いて上記給紙待機時間を補正可能な給紙タイミング補正手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 上記像担持体が、各色のトナー像を順次に重ね転写される中間転写体であり、上記検知手段により中間転写体の基準マークを検出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 回転可能な像担持体の周方向に複数の基準マークを設け、いずれか１つの基準マークの検知に基づいて作像を開始し、該作像開始の基準マークの検知後、少なくとも１以上の基準マークの検知に基づいて給紙待機時間のカウントを開始する給紙タイミングの決定方法において、
   上記作像開始の基準とした基準マークから上記給紙待機時間のカウントを開始する基準マークまでの間隔を検出可能で、かつ上記双方の基準マークの間隔と、該基準マークの間隔の理論値とを比較し、その誤差を求め、該誤差を用いて上記給紙待機時間を補正することを特徴とする給紙タイミングの決定方法。
4. 上記基準マークを中間転写体に設け、該中間転写体の基準マークを検知することを特徴とする請求項３記載の給紙タイミングの決定方法。
5. 上記給紙タイミングを、レジストローラの駆動開始時としたことを特徴とする請求項３又は４に記載の給紙タイミングの決定方法。
6. さらに、上記作像の線速と、上記給紙の線速とが異なるとき、これらの線速間の比率を用いて上記誤差を変更することを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の給紙タイミングの決定方法。
7. 上記基準マークの間隔の検出を、１色目の作像時に行うことを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の給紙タイミングの決定方法。

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