JP4255497B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に係り、特に、感光体ドラム上に形成された静電潜像に基づき可視像化したトナー像を形成して、このトナー像を搬送された記録媒体に転写することで画像出力を行う画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を用いたプリンタ等の画像形成装置では、回転駆動される感光体ドラムを帯電器により帯電し、前記感光体ドラムに画像情報に応じた光照射により静電潜像を形成し、現像装置によりこの静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し、このトナー像をシート材、用紙などの記録媒体に転写して画像を出力するようにされている。

感光体ドラム上のトナー像を用紙に転写する場合は、例えば、用紙搬送経路上の感光体ドラムより用紙搬送方向上流側に配置されたレジストローラにより用紙搬送のタイミングを調整して、感光体ドラム上のトナー像と用紙とを一致させて転写するようになっている。

近年、画像形成装置では、用紙全面に印刷される、いわゆる縁なし印刷が採用され、これに伴い、用紙への転写位置の位置精度が要求されている。

しかしながら、従来の画像形成装置においては、感光体ドラムの形状や軸心が偏心していると、感光体ドラムと一致する用紙先端の位置に僅かなズレが生じるため、縁なし印刷や複数のトナー像を重ね合わせて画像を形成するカラー印刷の場合に、用紙に転写される画像に位置ズレが生じたり、多重に転写された画像にズレが生じるという問題があった。

そこで、従来技術として、例えば、画像形成装置に、画像が形成される感光体ドラムの偏心状態を測定する測定装置と、その測定された偏心状態に基づき各色画像の転写タイミングを制御する制御装置を備えて、各色の感光体ドラムの偏心量が最大値となる転写位置で停止させた後、駆動制御し用紙先端を一致させるようにして転写位置精度を向上るようにしたものや（特許文献１を参照）、感光体ドラムの周面を軸線方向に１ラインずつ主走査して画像データの書込みを行う書込み手段と、感光体ドラムの回転軸の偏心に基づく周面変位を検出する変位検出手段と、感光体ドラムの変位に基づいて感光体ドラム周面の走査ラインの間隔を補正制御する補正制御手段とを備えて、ラインマーカーを書き込みマーカーピッチ変動により感光体ドラム周面の偏心を検出し、画像データ書き込みタイミングを補正して転写位置精度の向上を図るようにしたものが提案されている（特許文献２を参照）。

また、その他の転写タイミングのズレを解消するための対策の例として、画像の転写位置と用紙の検知位置との間の用紙搬送路長をレジストローラの周長の整数倍として、レジストローラの偏心による用紙搬送のタイミングのズレを無くすようにしたものが提案されている（特許文献３を参照）。
特開平６−２５０４７４号公報 特開平１０−２４６９９５号公報 特開平１１−１７４７５７号公報

しかしながら、上述した従来技術においては、特許文献１による方式では、感光体ドラムの偏心が検出されたことにより、各駆動部の運転を制御して用紙先端を合わせる必要があり各部の動作制御が煩雑になる。また、特許文献２による方式では、マーカーピッチ変動に応じて画像データを書き込むタイミングを補正するという複雑な制御が必要となる。さらに、特許文献３の方式によれは、レジストローラの偏心による影響を解消できるが、感光体ドラムの偏心により転写位置が変動するという問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で感光体ドラムの回転位相に影響することなく用紙先端の位置合わせができ、感光体ドラムの偏心による転写タイミングのズレを防止して画像の転写位置精度の向上を図った画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明に係る画像形成装置の構成は、次の通りである。
請求項１に記載した画像形成装置は、静電潜像が形成されて該静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラムを備えた画像形成部と、前記感光体ドラムにトナーを供給する現像ローラを備えた現像部と、前記感光体ドラムに向かって記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段、例えば、レジストローラと、前記記録媒体搬送手段の駆動を制御する制御手段と、前記感光体ドラム上に形成されたトナー像を搬送された記録媒体に転写する転写部とを備え、電子写真方式により前記感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写するように制御された画像形成装置において、前記記録媒体搬送手段を、搬送する記録媒体を前記感光体ドラムに対して該感光体ドラムの外周部と前記転写部の接触部よりも感光体ドラム回転方向上流側で当接させる位置に配置し、前記制御手段の構成として、前記感光体ドラムの回転位相を検出する位相検出手段を備えるとともに、前記感光体ドラムの表面の変位情報及び前記感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報を入手する入手手段を備え、前記位相検出手段により検出された前記感光体ドラムの回転位相情報と前記入手手段により入手した前記感光体ドラムの表面の変位情報、すなわち、前記感光体ドラムの偏心情報及び前記感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報とに基づいて前記記録媒体搬送手段（例えば、レジストローラ）を駆動するタイミングを補正する機能を備えることを特徴とするものである。

本発明において、前記感光体ドラム補正情報は、感光体ドラムの回転位相、その回転位相に対応した位置の変位量（偏心量）、感光体ドラムに用紙が衝突する用紙衝突位置、偏心した位置に用紙が衝突した時の正常位置からの角度変動、画像のズレ量、レジストローラ動作タイミングのズレ時間等を含むものである。

また、本発明は、前記感光体ドラム補正情報を前記入手手段により入手する方式として、例えば、ＩＣチップを用いて情報を入手したり、感光体ドラムに情報を記録したバーコードを設けて該バーコードを読取るようにしたり、また、感光体ドラムを梱包する箱等に情報を記録したバーコードを設けて該バーコードを読取るようにしたり、或いは、オペレータにより感光体ドラムの情報を入力するようにしたものを含むものである。

請求項２に記載した画像形成装置は、請求項１に記載した構成に加えて、前記記録媒体搬送手段を、電磁クラッチを介して断続可能に駆動が伝達されるように構成することを特徴とするものである。

請求項３に記載した画像形成装置は、請求項１または２に記載した構成に加えて、前記入手手段により入手した前記感光体ドラムの表面の変位情報及び感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報を、前記画像形成装置の一部に記憶保存すること特徴とするものである。

請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記位相検出手段として、光学センサを用いることを特徴とするものである。

請求項５に記載した画像形成装置は、請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記感光体ドラムの変位情報及び感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報を入手する入手手段として、光学センサを用いることを特徴とするものである。

請求項６に記載の画像形成装置は、請求項５に記載した構成に加えて、前記位相検出手段を、前記感光体ドラムの変位情報及び感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報を入手する入手手段としての機能を備えるものとすることを特徴とするものである。

請求項７に記載の画像形成装置は、請求項４乃至６のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記変位検出手段として、反射式センサを用いることを特徴とするものである。

請求項８に記載の画像形成装置は、請求項４乃至７のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記位相検出手段を、前記感光体ドラムに対して前記現像ローラよりも感光体ドラム回転方向上流側に配置することを特徴とするものである。

請求項９に記載の画像形成装置は、請求項１乃至８のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記位相検出手段を、画像データが書き込まれる書込み開始位置の回転位相を検出するものとすることを特徴とするものである。

請求項１に記載した発明によれば、静電潜像が形成されて該静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラムを備えた画像形成部と、前記感光体ドラムにトナーを供給する現像ローラを備えた現像部と、前記感光体ドラムに向かって記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、前記記録媒体搬送手段の駆動を制御する制御手段と、前記感光体ドラム上に形成されたトナー像を搬送された記録媒体に転写する転写部とを備え、電子写真方式により前記感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写するように制御された画像形成装置において、前記記録媒体搬送手段を、搬送する記録媒体を前記感光体ドラムに対して該感光体ドラムの外周部と前記転写部の接触部よりも感光体ドラム回転方向上流側で当接させる位置に配置し、前記制御手段の構成として、前記感光体ドラムの回転位相を検出する位相検出手段とを備えるとともに、前記感光体ドラムの表面の変位情報及び前記感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報を入手する入手手段を備えることで、簡単な構成で感光体ドラムの回転位相を検出でき、前記位相検出手段により検出された前記感光体ドラムの回転位相情報と前記入手手段により入手した前記感光体ドラムの表面の変位情報、すなわち、前記感光体ドラムの偏心情報及び前記感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報とに基づいて、前記記録媒体搬送手段、例えば、レジストローラを駆動するタイミングを補正する機能を備えることで、感光体ドラムの偏心量や回転位相に影響することなく感光体ドラムに当接する記録媒体の先端の位置合わせを行うことができ、これにより、感光体ドラムの偏心による転写タイミングのズレを防止して画像の転写位置精度の向上を図ることができる。

また、請求項１〜９に記載の発明で得られる上記共通の効果に加え、各請求項に記載の発明によれば次の効果を得ることができる。

詳しくは、請求項２に記載した発明によれば、請求項１に記載した発明で得られる効果に加えて、前記記録媒体搬送手段への駆動の伝達を、電磁クラッチを介して断続可能に駆動が伝達されるように構成することで、簡単な構成で正確に前記記録媒体搬送手段を駆動させることができる。

請求項３に記載した発明によれば、請求項１または２に記載した発明で得られる効果に加えて、前記入手手段から入手した前記感光体ドラムの表面の変位情報及び感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報を、前記画像形成装置の一部に記憶保存することで、前記感光体ドラムに形成されるトナー像の位置に応じて、記憶された感光体ドラムの変位情報及び回転位相情報に基づき簡単に転写タイミングを調整することができる。

請求項４に記載した発明によれば、請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記位相検出手段として光学センサを用いることで、簡単な構成で感光体ドラムの回転位相を検出できる。

請求項５に記載した発明によれば、請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記感光体ドラムの変位情報及び感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報を入手する入手手段として、光学センサを用いることで、例えば、感光体ドラムにバーコードにより変位情報及び回転位相情報を記録して、そのバーコードを読込むことで簡単に情報を入手することができる。

請求項６に記載した発明によれば、請求項５に記載した発明で得られる効果に加えて、前記位相検出手段を、前記感光体ドラムの変位情報及び感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報を入手する入手手段としての機能を備えるものとすることで、前記位相検出手段により前記入手手段を兼用できるので装置構成要素の削減を図ることができ、省スペースで低コストな装置構成を実現できる。

請求項７に記載した発明によれば、請求項４乃至６のうちの何れか一項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記変位検出手段として反射式センサを用いることで、省スペースで装置を構成できる。

請求項８に記載した発明によれば、請求項４乃至７のうちの何れか一項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記位相検出手段を、前記感光体ドラムに対して前記現像ローラよりも感光体ドラム回転方向上流側に配置することで、前記現像ローラから供給されるトナーの落下により前記位相検出手段が汚染されることなく、正確な感光体ドラムの回転位相の検出を行うことができる。

請求項９に記載した発明によれば、請求項１乃至８のうちの何れか一項に記載した発明で得られる効果に加えて、前記位相検出手段により感光体ドラムにおける画像データが書き込まれる書込み開始位置の回転位相を検出することで、書き込み開始位置の回転位相から用紙先端衝突位置での回転位相が一律に決定できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る用紙搬送装置が採用された画像形成装置の全体の構成を示す説明図、図２は前記画像形成装置の装置本体の構成を示す部分詳細図である。

本実施形態に係る画像形成装置１Ａは、スキャナ等に読み込まれた画像データや外部から伝達された画像データを電子写真方式によって、記録媒体となる所定のシート状の記録用紙（以下、用紙と称する。）にモノクロ画像として出力形成するものであって、静電潜像が形成されて該静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラム３を備えた画像形成部１４と、感光体ドラム３にトナーを供給する現像ローラ２ａを備えた現像器（現像部）２と、感光体ドラム３に向かって用紙（記録媒体）Ｐを搬送するレジストローラ（記録媒体搬送手段）１５と、このレジストローラ１５の駆動を制御する駆動制御部（制御手段）６２（図６を参照）とを備え、電子写真方式により感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写するように制御された画像形成装置１Ａにおいて、感光体ドラム３が回転軸心に対して偏心している場合に、その偏心量に対応してレジストローラ１５による用紙搬送のタイミングを補正するようにしたものである。

まず、本実施形態に係る画像形成装置１Ａの全体構成について説明する。
画像形成装置１Ａは、図１，図２に示すように、主に、露光ユニット１、現像器（現像部）２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６、用紙搬送装置７、給紙トレイ８、排紙トレイ９及び転写機構（転写部）１０等より構成される装置本体１Ａ１と、自動原稿処理装置１Ａ２とにより構成されている。

装置本体１Ａ１の上面部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台２１が設けられ、この原稿載置台２１の上方には、自動原稿処理装置１Ａ２が上方に向かい揺動開放自在に設けられ、一方、この原稿載置台２１の下方には、原稿の画像情報を読み取る原稿読み取り部であるスキャナ部２２が配置されている。

そのスキャナ部２２の下方には、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６、用紙搬送装置７、排紙トレイ９及び転写機構１０が配設され、さらに、その下方には、用紙Ｐが収納された給紙トレイ８が配設されている。

露光ユニット１は、図示しない画像処理部から出力された画像データ（印字用画像情報）に応じてレーザ光を、帯電器４によって均一に帯電された感光体ドラム３の表面に照射して露光することにより、該感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を書込み形成する機能を有するものである。

露光ユニット１は、スキャナ部２２の直下で且つ感光体ドラム３上方に配置され、レーザ照射部１１および反射ミラー１２を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ，１３ｂが採用されている。本実施形態では、高速印字処理を行う為に、複数のレーザ光を利用し、照射タイミングの高速化を低減する手法を採用し、２ビーム手法を採用している。

尚、本実施形態では、露光ユニット１にレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ，１３ｂを用いているが、発光素子をアレイ状に並べたもの、例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いるものであっても良い。

感光体ドラム３は、図２に示すように、円筒状を呈し、露光ユニット１の下方に配設され、図示しない駆動手段と制御手段により所定方向（図中の矢印Ａ方向）に回転するように制御されている。この感光体ドラム３の外周面に沿って、画像転写終了後の位置を基準として感光体ドラム回転方向下流側に向かい、用紙剥離爪３１、クリーナユニット５、電界発生部としての帯電器４、現像器２、除電装置４１の順に配置されている。

用紙剥離爪３１は、ソレノイド３２により感光体ドラム３の外周面に接離可能に配置されている。この用紙剥離爪３１は、感光体ドラム３の外周面に当接した状態で、感光体ドラム３上の未定着トナー像を用紙Ｐに転写する際にその感光体ドラム３の表面に張り付いた用紙Ｐを剥離するものである。

尚、用紙剥離爪３１の駆動手段として、ソレノイド３２の換わりに駆動用モータ等を採用しても良く、その他の駆動手段の選択も可能である。

現像器２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を黒トナーで顕像化するものであって、感光体ドラム回転方向（図中の矢印Ａ方向）で帯電器４より下流側で感光体ドラム３の側方で略水平（図中で右側）に配置されている。この現像器２下方には記録媒体搬送方向上流側にレジストローラ１５が配置されている。

レジストローラ１５は、給紙トレイ８から供給された用紙Ｐの先端と感光体ドラム３上のトナー像とを整合して感光体ドラム３と転写ベルト１０３との間に搬送するように、図示しない駆動手段と制御手段とのより動作制御されている。

帯電器４は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であって、感光体ドラム３の上方でその外周面に近接して配置されている。
尚、本実施形態では、チャージャー型の帯電器４を用いているが、接触型のローラ方式によるものやブラシ方式によるものを用いるものであっても良い。

除電装置４１は、感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写し易くするために該感光体ドラム３の表面電位を低下させるための転写前除電手段であって、感光体ドラム回転方向で現像器２より下流側で、且つ該感光体ドラム３の下方でその外周面に近接して配置されている。

尚、本実施形態では、除電装置４１は、除電電極を用いて構成されているが、除電電極の替わりに除電ランプを用いたり、その他の方式により除電するようにしたものであっても良い。

クリーナユニット５は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収するものであって、感光体ドラム３を挟んで現像器２と略対向する位置で感光体ドラム３の側方で略水平（図中で左側）に配置されている。

上述した様に、感光体ドラム３上で顕像化された静電像は、静電像が有する電荷の逆極性の電界が搬送される用紙Ｐ上に転写機構１０から印加されることで用紙Ｐ上に転写される。例えば、静電像が（−）極性の電荷を有している時は、転写機構１０の印加極性は（＋）極性となる。

転写機構１０は、図２に示すように、駆動ローラ１０１、従動ローラ１０２及び他のローラで架橋されるとともに、所定の抵抗値（本実施形態では１×１０９〜１×１０１３Ω・cmの範囲）を有する転写ベルト１０３が配置された転写ベルト式ユニットで構成され、感光体ドラム３の下方で、転写ベルト１０３の表面が感光体ドラム３の外周面の一部と接触するように配置されている。この転写ベルト１０３により、用紙Ｐを感光体ドラム３に押圧しながら搬送するようになっている。

感光体ドラム３と転写ベルト１０３の接触部１０４には、駆動ローラ１０１及び従動ローラ１０２とは異なる導電性で転写電界を印加可能な弾性導電性ローラ１０５が配置されている。

弾性導電性ローラ１０５は、弾性ゴム、発泡性樹脂等の軟質材料により構成されている。この弾性導電性ローラ１０５が弾性を有することで、感光体ドラム３と転写ベルト１０３とが線接触でなく、所定の幅（転写ニップと呼ばれる。）を有する面接触となるので搬送される用紙Ｐへの転写効率の向上を図ることができる。

更に、転写ベルト１０３の転写領域の用紙搬送方向下流側には、搬送される用紙Ｐが転写領域で印加された電界を除電し、次工程への搬送をスムーズに行う為の除電ローラ１０６が転写ベルト１０３の背面側に配置されている。

また、転写機構１０には、転写ベルト１０３の残留トナーによる汚れを取るクリーニングユニット１０７と、転写ベルト１０３の除電を行う複数の除電機構１０８が配置されている。この除電機構１０８に用いられる除電を行うための手法として、装置を介して接地する手法、若しくは積極的に前記転写電界の極性とは逆極性を印加する手法がある。

転写機構１０で用紙Ｐ上に転写された静電像（未定着トナー）は、定着ユニット６に搬送されて加圧・加熱されることで未定着トナーが溶融されて用紙Ｐ上に定着される。

定着ユニット６は、図２に示すように、加熱ローラ６ａ、加圧ローラ６ｂとを備え、この加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとにより用紙Ｐを挟持した状態で加熱ローラ６ａを回転させ、加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの間を通過させることにより、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を溶融して定着させるものである。定着ユニット６の用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐを搬送する搬送ローラ１６が設けられている。

加熱ローラ６ａは、その外周部には用紙剥離爪６１１、ローラ表面温度検出部材（サーミスター）６１２、ローラ表面クリーニング部材６１３が配置され、内周部には加熱ローラ表面を所定温度（定着設定温度：概ね１６０〜２００℃）とする熱源６１４が設けられている。

加圧ローラ６ｂは、ローラの両端部で加熱ローラ６ａに対し所定圧量で加圧ローラ６ｂが圧接することが可能な加圧部材６２１が配置され、さらに、加圧ローラ６ｂの外周には加熱ローラ６ａの外周と同様に用紙剥離爪６２２、ローラ表面クリーニング部材６２３が配置されている。

この定着ユニット６は、図２に示すように、加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの圧接部（いわゆる定着ニップ部と呼ばれる。）６００において、搬送される用紙Ｐ上の未定着トナーを加熱ローラ６ａにより加熱して溶融し、該加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの圧接力による用紙Ｐ上への投鋲作用で、未定着トナーを用紙Ｐ上に定着するようになっている。

給紙トレイ８は、画像情報が出力（印字）されるシート（用紙）を複数枚蓄積しておくためのものであり、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６等で構成される画像形成部１４の下側に構成されている。この給紙トレイ８の排紙側上部には、用紙ピックアップローラ８ａが配置されている。

この用紙ピックアップローラ８ａは、給紙トレイ８内に積載収容された用紙Ｐを最上層から１枚ずつピックアップし、下流側に向かって（便宜上の用紙Ｐの流れ出し側（カセット側）を上流、排紙側を下流とする。）用紙搬送装置７を構成する用紙搬送路７ａ上のレジストローラ（「アイドルローラ」とも称する。）１５側に搬送するようになっている。

本実施形態に係る画像形成装置１Ａでは、高速印字処理を行うことを目的とする為、画像形成部１４の下方に定型サイズの用紙Ｐを各々のトレイに５００〜１５００枚収納可能な複数の給紙トレイ８が配置され、一方、装置側面には複数の用紙種類を多量に収納可能な大容量給紙カセット８１が配置されるとともに、該大容量給紙カセット８１の上方に、主に不定型サイズの印字等に対応する手差し給紙トレイ８２が設けられている。

排紙トレイ９は、手差し給紙トレイ８２とは反対側の装置側面に配置されている。また、排紙トレイ９に変わって、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等を行う装置）や複数段排紙トレイ等をオプションとして配置することも可能な構成となっている。

次に、画像形成装置１Ａにおけるレジストローラ１５の駆動制御に係る特徴的な構成について図面を参照して説明する。
図３は本実施形態に係る画像形成装置におけるレジストローラによる感光体ドラムへの用紙の搬送状態を示す説明図、図４は前記感光体ドラムの表面を検出する位相センサによる検出領域を示す説明図、図５の（ａ）は前記位相センサの検出距離に応じた検出時の出力電圧を示すデータ表、（ｂ）は前記位相センサの検出範囲における検出感度を示すグラフである。

図３に示すように、レジストローラ１５は、搬送する用紙Ｐを感光体ドラム３に対して該感光体ドラム３の外周部と転写ベルト１０３の接触部１０４よりも感光体ドラム回転方向上流側で当接させる位置に配置されている。レジストローラ１５と感光体ドラム３の間には、用紙搬送を補助するガイド部１５１が用紙搬送方向に沿って配置されている。

用紙Ｐは、ガイド部１５１に沿ってレジストローラ１５により搬送され、感光体ドラム３の外周面に先端部が衝突する。この用紙衝突位置Ｘが感光体ドラム３から用紙Ｐへのトナー像の転写基準位置となる。用紙Ｐが全面印字されている場合は、転写開始位置となる。

感光体ドラム３には、図４に示すように、軸線方向に沿ってトナー像が形成される範囲（トナー像形成範囲）３ｂの外側一端部３ｃにインデックス用のマーキング（回転位相基準情報）ＭとバーコードＭｂが形成されている。このマーキングＭとバーコードＭｂが形成されている領域が検出領域となっている。

バーコードＭｂには、感光体ドラム３に関わる情報、すなわち、感光体ドラムの回転位相、その回転位相に対応した位置の変位量（偏心量）、感光体ドラムに用紙が衝突する用紙衝突位置、偏心した位置に用紙が衝突した時の正常位置からの角度変動、画像のズレ量、レジストローラ動作タイミングのズレ時間等の感光体ドラム補正情報が記録されている。

感光体ドラム３の付近には、図３に示すように、感光体ドラム３の外周に沿って隣接して該感光体ドラム３の回転位相を検出する機能とバーコードを読取るバーコード読取り機能６２ａ１を備えた位相センサ（位相検出手段、入手手段）６２ａが配置されている。

位相センサ６２ａは、反射式の光学センサである反射式フォトインタラプタが用いられ、感光体ドラム３に対して現像ローラ２ａよりも感光体ドラム回転方向上流側に配置されている。本実施形態では、図３に示すように、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム３の右側に現像ローラ２ａが配置されているので、位相センサ６２ａは、現像ローラ２ａの上方に配置される。このように構成することで、位相センサ６２ａは、現像ローラ２ａから感光体ドラム３へ供給されるトナーの落下により汚染されることなく正確な検出を行うことができる。

また、位相センサ６２ａは、感光体ドラム３に対して現像ローラ２ａよりも感光体ドラム回転方向上流側で感光体ドラム３の軸線方向に沿った端部に配置され、感光体ドラム３の筒状の端部の表面を検出するとともに、感光体ドラム３の画像データが書き込まれる書込み開始位置の回転位相を検出するようになっている。

位相センサ６２ａによる被検出体の検出は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、検出距離ｄを１ｍｍ毎にとって各距離に応じた相対出力Ｅｏ％、出力電圧ＥｏＶを計測して、該センサの検出範囲におけるフロントサイドの領域、すなわち、検出距離が３ｍｍから８ｍｍ辺りの検出感度の立ち上がりの領域で検出を行うように配置されている。この領域で検出することで検出動作が安定する。
尚、本実施例では、検出距離ｄが６ｍｍの時に相対出力Ｅｏが１００％、出力電圧Ｅｏが４．０Ｖとなり最も検出感度が良好となっている。

位相センサ６２ａによって検出された感光体ドラム３の側端部３ｃに形成されたバーコードＭｂに記録された変位情報、回転位相情報および書込み開始位置の回転位相情報は、画像形成装置１Ａの一部に記憶保存される。

レジストローラ１５は、電磁クラッチ１５ａ（図６を参照）を介して断続可能に駆動が伝達されるようになっている。この電磁クラッチ１５ａは、後述する駆動制御部６２（図６を参照）により動作制御されている。レジストローラ１５の用紙搬送方向上流側には、レジストローラ１５に用紙が到達したか否かを検出するレジスト前検知スイッチ５９６が隣接して配置されている。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１Ａの制御系について図面に基づき説明する。
図６は本実施形態に係る画像形成装置の電気制御部の構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る画像形成装置１Ａは、図６に示すように、画像の読み取り処理、画像処理、画像形成処理、および用紙Ｐの搬送処理等をＲＯＭ（Read Only Memory）５５に予め記憶されたプログラムにしたがって中央処理ユニット（ＣＰＵ）５４がＲＡＭ（Random access Memory）５６等の一時的記憶手段を用いて処理を実行する。
尚、ＲＯＭ５５やＲＡＭ５６に代えてＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などの記憶手段を用いることができる。

画像形成装置１Ａにおいて、スキャナ部２２によって読み取った原稿の画像情報（原稿画像データ）、または、図示しない通信ネットワークに繋がれた各端末装置から送信された原稿画像情報は、通信処理部５８を介して画像処理部５７に入力されるようになっている。

画像処理部５７は、ＲＡＭ５６等の記憶部に記憶された原稿画像情報を印字（用紙への画像形成）に適した印字用画像に上記のプログラムによって処理するものである。

印字用画像情報は画像形成部１４に入力される。
画像形成部１４、用紙搬送部（用紙搬送路７ａ等において用紙の各種検出・制御を行う。）５９、定着ユニット６、排紙処理部（排紙ローラ１７において用紙の各種の検出・制御を行う。）６０は、駆動制御部６２と連動している。

用紙搬送部５９によって搬送される用紙は、印字工程（画像形成部１４においての画像情報の印字処理）と、その後に、その印字処理された用紙に対する定着工程（定着ユニット６）を経て用紙排出部（排紙トレイ９）に排出されるようになっている。
尚、用紙搬送部５９には、レジスト前検知スイッチ５９６や図示しない定着検知スイッチ、および排紙検知スイッチ等の検出信号が入力されるようになっている。

定着検知スイッチは、定着ユニット６に用紙が到達したか否かを検出するスイッチである。排紙検知スイッチは、用紙が排紙された否かを検出するスイッチである。

また、画像形成装置１Ａには、運転条件設定部７７が設けられている。
この運転条件設定部７７は、操作スイッチ類７６によって使用者が設定した画像形成要求または記録媒体（用紙）の種類等の画像形成条件に応じて、画像形成装置１Ａの画像形成、または搬送条件等の運転条件を設定するものである。

また、画像形成装置１Ａは、設定された前記運転条件にしたがって、読み取り部（スキャナ部２２）、用紙搬送部５９、画像形成部１４、定着ユニット６および排紙処理部６０などの駆動用アクチュエータである原稿読み取り駆動部６４、用紙搬送駆動部６６、反転搬送駆動部６７、印字処理駆動部６８、定着駆動部７０および排紙駆動部７２の動作、すなわちＲＯＭ５５に記憶されたプログラムに基づくＣＰＵ５４の指令にしたがって同期した動作を、駆動制御部６２の制御によって行うようになっている。

原稿読み取り駆動部６４は、スキャナ部２２の駆動用アクチュエータである。
用紙搬送駆動部６６は、用紙搬送部５９、具体的には、上述の用紙搬送路７ａ上の用紙ピックアップローラ８ａ、レジストローラ１５の駆動用モータである。

本実施形態では、レジストローラ１５の駆動モータは、電磁クラッチ１５ａを介してレジストローラ１５を駆動するようにされている。

反転搬送駆動部６７は、反転搬送ローラ１８の駆動用モータである。
印字処理駆動部６８は、感光体ドラム３の駆動用モータである。
定着駆動部７０は、定着ユニット６の加熱ローラ６ａおよび加圧ローラ６ｂの駆動用モータである。

排紙駆動部７２は、排紙ローラ１７などの駆動用モータである。
これらの各駆動部の駆動用モータは、それぞれ同じまたは異なるモータを駆動源として適宜に動力伝達機構を介して構成できる。

さらに、画像形成装置１Ａには、オプション構成７４として、後処理装置（ステープル、パンチ、複数段排紙トレイ、シフター等々）、自動原稿読み取り装置（自動原稿処理装置１Ａ２等）、大容量給紙カセット８１等が配置可能であり、それらオプション構成７４は画像形成装置１Ａの制御部とは別に各々のオプション構成７４内に制御部７４ａを持ちながら、装置とのタイミング調整を、前記通信処理部５８を介して同期するように構成されている。

記録媒体検出手段７８は、定着ユニット６または搬出部に用紙の先端が到達することを検出するものである。

具体的には、記録媒体検出手段７８は、用紙搬送路７ａ入り口において用紙を導入するレジストローラ１５から用紙が送り出された後の用紙の搬送時間を計測する搬送時間計測手段７９ａと、このレジストローラ１５から制御対象の定着ユニット６および排紙ローラ１７のそれぞれまでの距離と用紙の搬送速度に基づき、用紙搬送路７ａにおける用紙の搬送タイミングを検出する搬送タイミング検出手段７９ｂとを有している。

記録媒体検出手段７８は、本実施形態では、定着ユニット６および排紙ローラ１７のそれぞれに用紙が到達する（突入する）タイミングを、搬送タイミング検出手段７９ｂによって検出した記録媒体の搬送タイミングに基づいて検出するようにしている。

さらに、本実施形態では、駆動制御部６２は、感光体ドラム３の表面の変位情報（偏心情報）及び該感光体ドラム３の回転位相情報に基づいて、電磁クラッチ１５ａの着脱動作を制御してレジストローラ１５を駆動するタイミングを補正する駆動タイミング補正機能６２ｂと、感光体ドラム３のバーコードＭｂから読取った感光体ドラム３の表面の変位情報及び回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報を保存する感光体ドラム補正情報保存機能６２ｃ、すなわち、データを記憶する記憶部として機能を備えている。

すなわち、駆動制御部６２による電磁クラッチの動作制御、レジストローラ１５による用紙搬送は、感光体ドラム３のバーコードＭｂから読取った感光体ドラム３の表面の変位情報及び回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報と感光体ドラム３の回転位相を検出する位相センサ６２ａによる検出結果に基づき行われる。

次に、画像形成装置１Ａによる感光体ドラム３の偏心量に応じたレジストローラ１５の駆動タイミングの補正について実施例に基づき説明する。
図７の（ａ）は本実施例に係る位相センサによる検出された回転位相及びその位置における感光体ドラムの変位量に応じた出力電圧と、前記回転位相と変位量に基づき算出された偏心量、感光体ドラムと用紙との衝突位置、角度変動、ズレ量及びズレ時間を示すデータ表、（ｂ）は前記位相センサによる検出された感光体ドラムの表面に対応した出力電圧を示すグラフである。

本実施例では、感光体ドラム３は、図４に示すように、外径寸法を８０ｍｍで形成され、その軸線方向に沿った端部３ｃには、変位測定のために１０ｍｍ幅でアルミ素地（粗面化加工済）が露出するように形成されている。その軸線方向に沿った端部３ｃには１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形の黒色マーキングＭ１が１箇所に設けられ、さらに、黒色マーキングＭ１の先頭を回転位相として1回転を等角度２０ｄｅｇで分割した回転位相に対する変位量が変位情報としてバーコードＭｂに記録されている。

黒色マーキングＭ１及びバーコードＭｂを読み取るための位相センサ６２ａが感光体ドラム３に対して所定のクリアランスをとって配置されている。位相センサ６２ａは、反射型フォトインタラプタ（シャープ製：ＧＰ２Ｓ２８）が用いられ、感光体ドラム３の外周面とのクリアランスが３．０ｍｍとなるように配設されている。

まず、位相センサ６２ａの検出時のセンサ出力を調整する。
位相センサ６２ａは、感光体ドラム３を停止させた状態で、感光体ドラム３とのクリアランスを３．０ｍｍに設定した時のセンサの出力Ｅ₃を取得する。

そして、画像形成装置１Ａの設置時、または、感光体ドラム３の交換時に、感光体ドラム３を正規速度（プロセス速度）で回転させ、該感光体ドラム３の回転位相基準となる黒色マーキングＭ１とバーコードＭｂを位相センサ６２ａで読取り、黒色マーキングＭ１を検出した時の回転角度を基準として、回転角２０度刻みで感光体ドラム一周分の感光体の変位量（偏心量）ΔＲ（θ）を変位情報として入手し記憶保存する。

感光体ドラム３の回転位相とその位置に対応する位相センサ６２ａからのセンサ出力との関係は、図７（ａ）の表に示すバーコードＭｂに記録された感光体ドラム補正情報（回転角度（回転位相）θ，出力電圧Ｅ０，出力平均Ｅａｖ，偏心量ΔＲ，衝突位置Ｘ（θ），角度変動ΔＡ，ズレ量ΔＰ，ズレ時間ΔＴ）より、図７（ｂ）のグラフのようになる。すなわち、図７（ｂ）に示すように、センサ出力曲線は、回転位相１８０°を境に逆カーブとなり、感光体ドラム３が偏心していることが解る。

また、感光体ドラム３は、図７（ａ）の表に示すバーコードＭｂに記録された感光体ドラム補正情報より、変位量（偏心量）ΔＲが回転位相８０°〜１００°で０．０９８ｍｍ、回転位相２６０°〜２８０°で−０．０９８ｍｍという最大偏心量で偏心していることが解る。

ここで、正常な形状の感光体ドラム３に用紙Ｐが衝突する位置を用紙衝突位置Ｘとし、偏心した感光体ドラム３’（図中２点鎖線で表示された部分）に用紙Ｐが衝突する位置を用紙衝突位置Ｘ’とする。
回転角度がθの時の感光体ドラム３と用紙Ｐ先端との用紙衝突位置Ｘ（θ）のＺ方向の位置Ｚｐは、感光体ドラムの回転中心（軸心）３ａから図中Ｚ方向でＺｐ＝３９．０ｍｍ下方に設定されているので、図中Ｘ方向での用紙衝突位置Ｘ（θ）は、
Ｘ（θ）＝｛（Ｒ+ΔＲ（θ））²−Ｚｐ²｝^0.5・・・（１）
となる。

用紙衝突位置Ｘ（θ）の角度変動ΔＡは、
ΔＡ＝Ａｔａｎ（Ｘ（θ）／（Ｒ＋ΔＲ（θ））−Ａｃｏｓ（Ｚｐ／Ｒ)
・・・（２）
となり、画像ズレ量ΔＰは、
ΔＰ＝２πＲ｛ΔＡ／（２π）｝・・・（３）
となる。
この時、プロセス速度をＶｐとすると、画像のズレの時間量（ズレ時間）ΔＴは、
ΔＴ＝ΔＰ／Ｖｐ・・・（４）
となる。

従って、本実施例によれば、感光体ドラムの変位量（偏心量）ΔＲ（θ）に応じてレジストローラ１５を動作させるタイミングをズレ時間ΔＴだけ補正することにより、用紙Ｐの先端部の感光体ドラム３に当接する位置を補正できるので、用紙Ｐに転写されるトナー像の画像ズレを防止できる。

以上のように構成したので、本実施形態によれば、位相センサ６２ａを設けたことで、感光体ドラム３に形成されたバーコードＭｂから感光体ドラム補正情報を読取るとともに感光体ドラム３の回転位相を検出し、その位相センサ６２ａにより検出された感光体ドラム３の回転角度（回転位相）（θ）に応じた表面の変位量（偏心量）ΔＲ（θ）、画像のズレの時間量（ズレ時間）ΔＴ、ズレ時間ΔＴを感光体ドラム補正情報のうちから求めることができる。これにより、感光体ドラム３の偏心量に応じてレジストローラ１５の駆動タイミングを簡単に補正して、用紙Ｐの先端部を感光体ドラム３の適切な位置に当接させることができ、画像ズレが生じることなく正確な位置に転写することができる。

また、本実施形態によれば、反射式光学センサを用いた位相センサ６２ａにより、感光体ドラム３の表面の検出を端部３ｃにおいて非接触で行うようにしたので、感光体ドラム３に形成されるトナー像に影響を及ぼすことなく、またトナー像に影響されることなく正確に検出を行うことができる。

尚、本実施形態では、位相センサ６２ａにより感光体ドラム３に形成されたバーコードＭｂを読取って感光体ドラム補正情報を入手するようにしているが、本発明は、感光体ドラム補正情報の入手方式に限定されるものではなく、例えば、感光体ドラムを梱包する箱などに、その感光体ドラムに関する感光体ドラム補正情報が記録されたバーコードを設けて、感光体ドラムとは別体でバーコードを読取るようにしても良い。また、感光体ドラム補正情報を作業者が直接入力しても良い。

また、その他の例として、図８に示すように、装置に装着される感光体ドラムやメンテナンス時に交換される感光体ドラム毎に、変位量（偏心量）ΔＲ（ｍｍ），衝突位置Ｘ（θ）（ｍｍ），角度変動ΔＡ（ｒａｄ），ズレ量ΔＰ（ｍｍ），ズレ時間ΔＴ（ｍｓ）等の感光体ドラム補正情報により形成された「補正用テーブル」をＩＣチップ等の記憶媒体に記憶させて、感光体ドラムを装着、交換する時に、画像形成装置に装着するようにしても良い。このように構成することで、別体で構成した記憶媒体を画像形成装置の一部として装着するだけで、検出センサによるデータ読取り操作を行うことなく簡単に且つ正確に感光体ドラム補正情報を入手できる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した例に限定されないことは言うまでもなく、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態では、モノクロ用の現像装置を設置する画像形成装置に本発明が適用されているが、複数の現像装置を設置するカラー用の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。 前記画像形成装置の装置本体の構成を示す部分詳細図である。 前記画像形成装置におけるレジストローラによる用紙搬状態を示す説明図である。 前記画像形成装置を構成する感光体ドラムの表面を検出する位相センサによる検出領域を示す説明図である。 （ａ）は前記位相センサの検出距離に応じた検出時の出力電圧を示すデータ表、（ｂ）は前記位相センサの検出範囲における検出感度を示すグラフである。 前記画像形成装置の電気制御部の構成を示すブロック図である。 （ａ）は本実施例に係る位相センサによる検出された回転位相及びその位置における感光体ドラムの変位量に応じた出力電圧と、前記回転位相と変位量に基づき算出された偏心量、感光体ドラムと用紙との衝突位置、角度変動、ズレ量及びズレ時間を示すデータ表、（ｂ）は前記位相センサによる検出された感光体ドラムの表面に対応した出力電圧を示すグラフである。 本実施形態の変形例として感光体ドラムの感光体ドラム補正情報を「補正用テーブル」より入手する一例を示すデータ表である。

符号の説明

１Ａ 画像形成装置
２ 現像器（現像部）
２ａ 現像ローラ
３ 感光体ドラム
３ｃ 端部
１０ 転写機構（転写部）
１４ 画像形成部
１５ レジストローラ
１５ａ 電磁クラッチ
６２ 駆動制御部（制御手段）
６２ａ 位相センサ（位相検出手段、入手手段）
６２ａ１ バーコード読取り機能（入手手段）
６２ｂ 駆動タイミング補正機能
６２ｃ 位相情報保存機能
１５１ ガイド部
５９６ レジスト前検知スイッチ
Ｍ マーキング（回転位相基準情報）
Ｍ１ 黒色マーキング（回転位相基準情報）
Ｍｂ バーコード（感光体ドラム補正情報）
Ｐ 用紙

Claims (9)

1. 静電潜像が形成されて該静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラムを備えた画像形成部と、前記感光体ドラムにトナーを供給する現像ローラを備えた現像部と、前記感光体ドラムに向かって記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、前記記録媒体搬送手段の駆動を制御する制御手段と、前記感光体ドラム上に形成されたトナー像を搬送された記録媒体に転写する転写部とを備え、電子写真方式により前記感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写するように制御された画像形成装置において、
   前記記録媒体搬送手段は、搬送する記録媒体を前記感光体ドラムに対して該感光体ドラムの外周部と前記転写部の接触部よりも感光体ドラム回転方向上流側で当接させる位置に配置され、
   前記制御手段は、前記感光体ドラムの回転位相を検出する位相検出手段を備えるとともに、前記感光体ドラムの表面の変位情報及び前記感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報を入手する入手手段を備え、前記位相検出手段により検出された前記感光体ドラムの回転位相情報と前記入手手段により入手した前記感光体ドラムの表面の変位情報及び前記感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報とに基づいて前記記録媒体搬送手段を駆動するタイミングを補正する機能を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録媒体搬送手段は、電磁クラッチを介して断続可能に駆動が伝達されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記入手手段により入手した前記感光体ドラムの表面の変位情報及び感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報は、前記画像形成装置の一部に記憶保存されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記位相検出手段は、光学センサを用いることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記感光体ドラムの変位情報及び感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報を入手する入手手段として、光学センサを用いることを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記位相検出手段は、前記感光体ドラムの変位情報及び感光体ドラムの回転位相情報を含む感光体ドラム補正情報を入手する入手手段としての機能を備えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記位相検出手段は、反射式センサを用いることを特徴とする請求項４乃至６のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記位相検出手段は、前記感光体ドラムに対して前記現像ローラよりも感光体ドラム回転方向上流側に配置されることを特徴とする請求項４乃至７のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記位相検出手段は、画像データが書き込まれる書込み開始位置の回転位相を検出することを特徴とする請求項１乃至８のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。

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