JP4322077B2 - Belt moving device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、感光体上に形成された画像を転写ベルトに1次転写し、その後に前記転写ベルトから転写部材に2次転写する画像形成装置において前記転写ベルトを移動させるベルト移動装置に関し、特に、転写ベルトに設けられたマーカの信号を2つの検出センサを切り替えて検出する時の、センサ間の検出位置誤差を補正することにより、切り替え時の制御系の位置変動を抑え、それにより高精度位置制御ができるベルト移動装置に関するものである。 The present invention relates to a belt moving device that moves the transfer belt in an image forming apparatus that primarily transfers an image formed on a photosensitive member to a transfer belt and then secondarily transfers the image from the transfer belt to a transfer member. By correcting the detection position error between the sensors when switching the detection signal of the marker provided on the transfer belt between the two detection sensors, the position fluctuation of the control system at the time of switching is suppressed, thereby achieving high accuracy The present invention relates to a belt moving device capable of position control.
今日、電子写真装置では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラーのものが多くなってきている。
カラー電子写真装置には、1つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着させて感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシートにカラー画像を記録する、いわゆる1ドラム型のものと、並べて備える複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。
1ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者には、感光体が1つであるから、比較的小型化でき、コストも低減できる利点はあるものの、1つの感光体を用いて複数回(通常4回)画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するから、画像形成の高速化には困難である、後者は、逆に大型化し、コスト高となる欠点はあるものの、画像形成の高速化が容易である利点がある。
最近は、フルカラーもモノクロ並みのスピード要求が望まれることから、タンデム型が注目されてきている。
なお、先行技術としては、特開2002−123056公報(露光光学系からの光ビームを検知して同期検知信号を出力する同期検知手段と、中間転写ベルトの位置を検出するベルト位置検出手段と、このベルト位置検出手段からの信号と同期検知手段からの同期検知信号に基づいて中間転写ベルトの位置を制御する制御手段とを備えた)、特開平11−249526号公報(搬送ベルトの周長を各感光体の円周の整数倍とし、かつ搬送ベルトの駆動ローラの円周を感光体の円周と同一にし、搬送ベルト上に設けたレジマーク(位置ずれ検出マーク)を、1画素単位で搬送ベルト上の絶対位置としてフォトセンサで検出することにより、搬送ベルトの位置ずれ補正を行うためのレジマーク(位置ずれ検出マーク)を、正確にかつ安価に検出する)等が挙げられる。
A color electrophotographic apparatus is provided with a developing device of a plurality of colors around one photoconductor, and a toner is attached by these developing devices to form a composite toner image on the photoconductor, and the toner image is transferred. A so-called one-drum type that records a color image on a sheet, and a plurality of photoconductors provided side by side are each provided with a developing device, and a single-color toner image is formed on each photoconductor. There is a so-called tandem type that sequentially transfers and records a composite color image on a sheet.
Comparing the 1-drum type and the tandem type, the former has only one photoconductor, so that there is an advantage that it can be relatively downsized and cost can be reduced. (4 times) Since image formation is repeated to form a full-color image, it is difficult to speed up image formation. The latter, on the contrary, has the disadvantage of increasing the size and cost, but it is easy to speed up image formation. There is an advantage that is.
Recently, tandem type has been attracting attention because the demand for full-color monochrome speed is desired.
As prior art, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-123056 (synchronization detection means for detecting a light beam from an exposure optical system and outputting a synchronization detection signal, belt position detection means for detecting the position of an intermediate transfer belt, And a control means for controlling the position of the intermediate transfer belt based on the signal from the belt position detection means and the synchronization detection signal from the synchronization detection means), Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-249526 It is an integral multiple of the circumference of each photoconductor, and the circumference of the driving roller of the transport belt is made the same as the circumference of the photoconductor, and a registration mark (position shift detection mark) provided on the transport belt is set in units of one pixel. By detecting the absolute position on the conveyor belt with a photo sensor, the registration mark (position deviation detection mark) for correcting the displacement of the conveyor belt is accurately and inexpensively detected. ), And the like.
しかしながら、上記従来の画像形成装置においては、転写時に転写ベルトを移動させて転写を行うようになっていたが、その転写ベルトの移動制御がさまざまな要因で高精度に行うことが出来ないという問題点があった。
本発明の目的は、転写ベルトに設けられたマーカの信号を2つの検出センサを切り替えて検出する時の、センサ間の検出位置誤差を補正することにより、切り替え時の制御系の位置変動を抑え、それにより高精度位置制御ができるベルト移動装置を提供する事である。
本発明の他の目的は、並進運動の位置センサと回転運動の位置センサを切り替えて検出する時の、センサ間の検出位置誤差を補正することにより、切り替え時の制御系の位置変動を抑え、それにより高精度位置制御ができるベルト移動装置を提供する事である。
However, in the above conventional image forming apparatus, the transfer belt is moved during the transfer to perform the transfer. However, the transfer belt movement control cannot be performed with high accuracy due to various factors. There was a point.
An object of the present invention is to suppress a position fluctuation of a control system at the time of switching by correcting a detection position error between the sensors when a signal of a marker provided on a transfer belt is detected by switching between two detection sensors. Thus, it is to provide a belt moving device capable of highly accurate position control.
Another object of the present invention is to suppress the position fluctuation of the control system at the time of switching by correcting the detection position error between the sensors when switching between the position sensor for translational motion and the position sensor for rotational motion. Accordingly, a belt moving device capable of highly accurate position control is provided.
上述の目的を達成するために、請求項1記載の発明は、転写ベルトを移動させるベルト移動装置であって、前記転写ベルトの表面に設けられたマーカと、前記マーカを読み取る第1の検出センサと、前記マーカを読み取る第2の検出センサと、前記第1の検出センサと第2の検出センサとを切り替えるセンサ切り替え手段と、前記ベルトのマーカのホームポジション信号ON時とOFF時で、前記第1の検出センサと第2の検出センサとを切り替えてベルト位置信号を読み取り、ベルト表面目標位置と前記ベルト位置信号とを比較する表面位置制御手段とを有し、前記表面位置制御手段により得られた比較結果に従って前記転写ベルトを目標位置に追従させると共に、前記センサ切り替え手段における前記第1の検出センサと第2の検出センサのマーカ位置誤差Δxを、あらかじめ前記ベルト移動装置により前記転写ベルトをプレ駆動して計測し、前記ベルト移動装置による前記転写ベルトの本駆動では、前記第1の検出センサと第2の検出センサの切り替え時にΔxを補正することを特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、転写ベルトを移動させるベルト移動装置であって、前記転写ベルトの表面に設けられたマーカと、前記マーカを読み取る第1の検出センサと、前記転写ベルトの駆動軸又はモータ軸の回転を読み取る第3の検出センサとを有し、前記第3の検出センサの位置信号は、前記転写ベルトの駆動軸又はモータ軸の回転角から表面位置に変換されるベルト移動装置であって、前記第1の検出センサと第3の検出センサとを切り替えるセンサ切り替え手段と、前記ベルトのマーカのホームポジション信号ON時とOFF時で、前記第1の検出センサと第3の検出センサとを切り替えてベルト位置信号を読み取り、ベルト表面目標位置と前記ベルト位置信号とを比較する表面位置制御手段とを有し、前記表面位置制御手段により得られた比較結果に従って前記転写ベルトを目標位置に追従させると共に、前記センサ切り替え手段における前記第1の検出センサと第3の検出センサのマーカ位置誤差Δxを、あらかじめ前記ベルト移動装置により前記転写ベルトをプレ駆動して計測し、前記ベルト移動装置による前記転写ベルトの本駆動では、前記第1の検出センサと第3の検出センサの切り替え時にΔxを補正することを特徴とする。
To achieve the above object, an invention according to
The invention of
また、請求項3記載の発明は、請求項1に記載のベルト移動装置において、前記第1の検出センサと第2の検出センサのどちらもホームポジション信号OFF時は、マーカの増分値を比較して、値が規定値と異なる時は、正常な検出センサに切り替えてベルトを目標位置に追従させることを特徴とする。
また、請求項4記載の発明は、請求項1に記載のベルト移動装置において、前記第1の検出センサと第2の検出センサのどちらもホームポジション信号OFF時は、マーカの増分値を比較して、値が規定値と異なる時は異常と判断することを特徴とする。
また、請求項5記載の発明は、請求項1又は3又は4記載のベルト移動装置において、前記第1の検出センサと第2の検出センサの位置は、前記転写ベルトに対向する位置に配置される像担持体の近傍に配置することを特徴とする。
また、請求項6記載の発明は、請求項1乃至5の何れか一項に記載のベルト移動装置は、前記転写ベルトとして中間転写ベルトか紙搬送ベルトを用い、タンデム型の画像形成装置に用いられることを特徴とする。
また、請求項7記載の発明は、請求項1乃至4の何れか一項に記載のベルト移動装置は、前記転写ベルトとして中間転写ベルトか紙搬送ベルトを用い、1ドラム型の画像形成装置に用いられることを特徴とする。
また、請求項8記載の発明は、請求項1乃至7の何れか一項に記載のベルト移動装置を備えたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the belt moving device according to the first aspect, when both the first detection sensor and the second detection sensor are in the home position signal OFF, the increment value of the marker is compared. When the value is different from the prescribed value, the belt is caused to follow the target position by switching to a normal detection sensor.
According to a fourth aspect of the present invention, in the belt moving device according to the first aspect, when both the first detection sensor and the second detection sensor are OFF in the home position signal, the increment value of the marker is compared. When the value is different from the specified value, it is judged as abnormal.
The invention of claim 5, wherein, in the belt moving apparatus according to
The invention of claim 6, wherein the belt moving device according to any one of
The invention of claim 7, wherein the belt moving device according to any one of
The invention according to claim 8 is characterized by comprising the belt moving device according to any one of
請求項1の発明によれば、マーカ信号を2つの検出センサを切り替えて検出する時の、センサ間の検出位置誤差を補正することにより、切り替え時の制御系の位置変動を抑え、それによりベルトの高精度位置制御ができる。
請求項2の発明によれば、並進運動の位置センサと回転運動の位置センサを切り替えて検出する時の、センサ間の検出位置誤差を補正することにより、切り替え時の制御系の位置変動を抑え、それにより高精度位置制御ができる。
請求項3の発明によれば、マーカの一部にごみ等が付着して片方の検出センサでの検出エラーが発生しても正常なマーカを他方の検出センサで検出することで正常な位置検出が可能になる。
請求項4の発明によれば、検出センサが異常か他の検出センサが異常かマーカが異常かを検知できるため、どの部品を交換するかが可能になる。
請求項5の発明によれば、検出センサを転写位置の近傍に配置するので、転写位置でベルトを位置制御できるので色ずれを抑えた画像形成ができる。
請求項6、請求項7の発明によれば、画像形成装置の中間転写べルト装置や紙搬送装置に用いた場合、高精度に位置決め追従制御できるベルト移動装置のため、色ずれを抑えた画像形成ができる。
請求項8の発明によれば、請求項1乃至7までの特徴を有するベルト移動装置により、画像品質の高い画像形成が可能となる。
According to the first aspect of the invention, by correcting the detection position error between the sensors when the marker signal is detected by switching between the two detection sensors, the position fluctuation of the control system at the time of switching is suppressed, thereby the belt. High-precision position control is possible.
According to the second aspect of the present invention, the position fluctuation of the control system at the time of switching is suppressed by correcting the detection position error between the sensors when switching between the position sensor for translational motion and the position sensor for rotational motion. Thereby, highly accurate position control can be performed.
According to the invention of claim 3, even if dust or the like adheres to a part of the marker and a detection error occurs in one of the detection sensors, a normal marker is detected by detecting the normal marker with the other detection sensor. Is possible.
According to the invention of claim 4 , since it can be detected whether the detection sensor is abnormal, another detection sensor is abnormal, or the marker is abnormal, it is possible to replace which component.
According to the fifth aspect of the present invention, since the detection sensor is disposed in the vicinity of the transfer position, the position of the belt can be controlled at the transfer position, so that an image can be formed while suppressing color misregistration.
According to the inventions of claim 6 and claim 7 , when used in an intermediate transfer belt device or a paper transport device of an image forming apparatus, an image with suppressed color misregistration because of a belt moving device capable of positioning and tracking control with high accuracy. Can be formed.
According to the invention of claim 8, the belt moving device having the features of
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、本発明の要旨を説明する前に、本発明が適用されるカラー複写機やカラープリンタなどの画像形成装置の全体の概略構成について説明する。
今日、電子写真装置では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラーのものが多くなってきている。
カラー電子写真装置には、1つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着させて感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシートにカラー画像を記録する、いわゆる1ドラム型のものと、並べて備える複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。
1ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者には、感光体が1つであるから、比較的小型化でき、コストも低減できる利点はあるものの、1つの感光体を用いて複数回(通常4回)画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するから、画像形成の高速化には困難である、後者は、逆に大型化し、コスト高となる欠点はあるものの、画像形成の高速化が容易である利点がある。
First, before describing the gist of the present invention, an overall schematic configuration of an image forming apparatus such as a color copying machine or a color printer to which the present invention is applied will be described.
2. Description of the Related Art Today, electrophotographic apparatuses are increasing in color, such as color copiers and color printers, according to market demands.
A color electrophotographic apparatus is provided with a developing device of a plurality of colors around one photoconductor, and a toner is attached by these developing devices to form a composite toner image on the photoconductor, and the toner image is transferred. A so-called one-drum type that records a color image on a sheet, and a plurality of photoconductors provided side by side are each provided with a developing device, and a single-color toner image is formed on each photoconductor. There is a so-called tandem type that sequentially transfers and records a composite color image on a sheet.
Comparing the 1-drum type and the tandem type, the former has only one photoconductor, so that there is an advantage that it can be relatively downsized and cost can be reduced. (4 times) Since image formation is repeated to form a full-color image, it is difficult to speed up image formation. The latter, on the contrary, has the disadvantage of increasing the size and cost, but it is easy to speed up image formation. There is an advantage that is.
まず、上記1ドラム型の画像形成装置について説明する。
図1は、本発明の適用される1ドラム型のカラー複写機、カラープリンタ等の画像形成装置の概略構成図である。
このカラー複写機は、図1に示す画像形成装置のほか、図示しないカラー画像読み取り部(以下「カラースキャナ」という)、給紙部及びこれらを駆動制御する制御部などによって構成されている。上記カラースキャナは、原稿のカラー画像情報を、例えばレッド、グリーン、ブルー(以下、それぞれ「R」、「G」、「B」という)の色分解光ごとに読み取り、電気的な画像信号に変換する。そして、このカラースキャナで得たR、G、Bの色分解画像信号の強度レベルをもとにして、図示しない画像処理部で色変換処理を行い、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー(以下、それぞれ「Bk」、「C」、「M」、「Y」という)の画像データを得る。
First, the one-drum type image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus such as a one-drum type color copying machine or a color printer to which the present invention is applied.
In addition to the image forming apparatus shown in FIG. 1, the color copying machine is composed of a color image reading unit (not shown) (hereinafter referred to as “color scanner”), a paper feeding unit, and a control unit for driving and controlling them. The color scanner reads color image information of a document for each color separation light of, for example, red, green, and blue (hereinafter referred to as “R”, “G”, and “B”) and converts them into electrical image signals. To do. Then, based on the intensity levels of the R, G, and B color separation image signals obtained by this color scanner, color conversion processing is performed by an image processing unit (not shown), and black, cyan, magenta, yellow (hereinafter, respectively) Image data “Bk”, “C”, “M”, and “Y”) is obtained.
図1の画像形成部は、像担持体としての感光体ドラム200、帯電手段としての帯電チャージャ201、クリーニングブレード及びファーブラシからなる感光体クリーニング装置210、露光手段としての図示しない書き込み光学ユニット、現像手段としてのリボルバ現像ユニット400、中間転写ユニット500、2次転写ユニット600、及び定着ローラ対701(図示しない)を用いた定着ユニット700(図示しない)などで構成されている。
感光体ドラム200は図中に矢印で示すように半時計方向に回転し、その周囲には、帯電チャージャ201、感光体クリーニング装置210、リボルバ現像ユニット400の選択された現像機、中間転写ユニット500の中間転写体としての中間転写ベルト501などが配置されている。また、書き込み光学ユニットは、カラースキャナからのカラー画像データを光信号に変換して、帯電チャージャ201によって一様に帯電された感光体ドラム200の表面に、原稿の画像に対応したレーザ光Lを照射して光書き込みを行い、感光体ドラム200の表面に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニットは、例えば、光源としての半導体レーザ、レーザ発光駆動制御部、ポリゴンミラーとその回転用モータ、f/θレンズ、反射ミラーなどによって構成することができる。
また、上記リボルバ現像ユニット400は、Bkトナーを用いるBk現像機401、Cトナーを用いるC現像機402、Mトナーを用いるM現像機403、Yトナーを用いるY現像機404、及びユニット全体を半時計回りに回転させる現像リボルバ駆動部などによって構成されている。
このリボルバ現像ユニット400に設置された各現像機401〜404は、静電潜像を現像するために現像材の穂を感光体ドラム200の表面に接触させて回転する現像材担持体としての現像スリーブと、現像剤を汲み上げて攪拌するために回転する現像剤パドル、及び現像スリーブを矢印で示す時計方向に回転させる現像スリーブ駆動部などで構成されている。
1 includes a
The
The
Each of the developing
この実施形態では、各現像機401〜404内のトナーはフェライトキャリアとの攪拌によって負極性に帯電され、また、各現像スリーブには図示しない現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源により負の直流電圧Vdc(直流成分)に交流電圧VAc(交流成分)が重畳された現像バイアス電圧が印可され、各現像スリーブが感光体ドラム200の金属基体層に対して所定電圧にバイアスされている。カラー複写機本体の待機状態では、リボルバ現像ユニット400はBk現像機401が現像位置に位置するホームポジションで停止しており、コピースタートキーが押されると、原稿が像データの読み取りを開始し、そのカラー画像データに基づいて、レーザ光Lによる光書き込みすなわち静電潜像形成が始まる(以下、Bk画像データによる静電潜像を「Bk静電潜像」という。C、M、Yについても同様)。
このBk静電潜像の先端部から現像可能にすべく、Bk現像位置に静電潜像の先端部が到達する前に、Bk現像スリーブの回転を開始してBk静電潜像をBkトナーで現像する。そして、以後Bk静電潜像の現像動作を続けるが、Bk静電潜像の後端部がBk現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像機が現像位置に来るまで、リボルバ現像ユニット400が回転する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。
中間転写ユニット500は、後述する複数のローラに張架された中間転写体である中間転写ベルト501などで構成されている。この中間転写ベルト501の周りには、2次転写ユニット600の転写材担持体である2次転写ベルト601、2次転写電荷付与手段である2次転写バイアスローラ605、中間転写体クリーニング手段であるベルトクリーニングブレード504、潤滑剤塗布手段である潤滑剤塗布ブラシ505などが対向するように配設されている。
この中間転写ベルト501は、1次転写電荷付与手段である1次転写バイアスローラ507、ベルト駆動ローラ508、ベルトテンションローラ509、2次転写対向ローラ510、クリーニング対向ローラ511、及びアースローラ512に張架されている。各ローラは導電性材料で形成され、1次転写バイアスローラ507以外の各ローラは接地されている。
In this embodiment, the toner in each of the developing
In order to enable development from the leading edge of the Bk electrostatic latent image, before the leading edge of the electrostatic latent image reaches the Bk development position, rotation of the Bk developing sleeve is started to convert the Bk electrostatic latent image into Bk toner. Develop with. Thereafter, the developing operation of the Bk electrostatic latent image is continued. When the rear end portion of the Bk electrostatic latent image passes the Bk developing position, the revolver is promptly moved until the next color developing device comes to the developing position. The developing
The
The
1次転写バイアスローラ507には、定電流または定電圧制御された1次転写電源801により、トナー像の重ね合わせ数に応じて所定の大きさの電流又は電圧に制御された転写バイアスが印可されている。また、中間転写ベルト501は、図示しない駆動モータによって矢印方向に回転駆動されるベルト駆動ローラ508により、矢印方向に駆動される。
また、この中間転写ベルト501は、半導体、または絶縁体で、単層または多層構造となっている。
感光体ドラム200上のトナー像を中間転写ベルト501に転写する転写部(以下「1次転写部」という)では、1次転写バイアスローラ507及びアースローラ512で中間転写ベルト501を感光体ドラム200側に押し当てるように張架することにより、感光体ドラム200と中間転写ベルト501との間に所定幅のニップ部を形成している。
潤滑剤塗布ブラシ505は、板状に形成された潤滑剤としてのステアリン酸亜鉛506を研磨し、この研磨された微粒子を中間転写ベルト501に塗布するものである。この潤滑剤塗布ブラシ505も、中間転写ベルト501に対して隣接可能に構成され、所定のタイミングで中間転写ベルト501に接触するように制御される。
2次転写ユニット600は、3つの支持ローラ602、603、604に張架された2次転写ベルト601などで構成され、中間転写ベルト501の支持ローラ602と603間の張架部が2次転写対向ローラ510に対して圧接可能になっている。3つの支持ローラ602、603、604の一つは、図示しない駆動手段によって回転駆動される駆動ローラであり、その駆動ローラにより2次転写ベルト601が図中に矢印で示す方向に駆動される。
The primary
The
In a transfer portion (hereinafter referred to as “primary transfer portion”) that transfers the toner image on the
The
The
2次転写バイアスローラ605は、2次転写手段であり、2次転写対向ローラ510との間に中間転写ベルト501と2次転写ベルト601を挟持するように配設され、定電流制御される2次転写電源802によって所定電流の転写バイアスが印加されている。また、上記2次転写ベルト601及び2次転写バイアスローラ605が、2次転写対向ローラ510に対して圧接する位置と離間する位置とを取り得るように、支持ローラ602及び2次転写バイアスローラ605を矢印方向に駆動する図示しない離接機構が設けられている。その離間位置にある2次転写ベルト601及び支持ローラ602を、図1に2点鎖線で示している。
650はレジストローラ対であり、2次転写バイアスローラ605と2次転写対向ローラ510とに挟持された中間転写ベルト501と2次転写ベルト601の間に、所定のタイミングで転写材である転写紙Pを送り込む。
2次転写ベルト601の定着ローラ対701(図示しない)側の支持ローラ603に張架されている部分には、転写材除電手段である転写紙除電チャージャ606と、転写材担持体除電手段であるベルト除電チャージャ607とが対向している。また、2次転写ベルト601の図中下側の支持ローラ604に張架されている部分には、転写材担持体クリーニング手段であるクリーニングブレード608が当接している。
転写紙除電チャージャ606は、転写紙に保持されている電荷を除電することにより、転写紙自体のこしの強さで転写紙を2次転写ベルト601から良好に分離できるようにするものである。ベルト除電チャージャ607は、2次転写ベルト601上に残留する電荷を除電するものである。また、上記クリーニングブレード608は、2次転写ベルト601の表面に付着した付着物を除去してクリーニングするものである。
このように構成したカラー複写機において、画像形成サイクルが開始されると、感光体ドラム200は、図示しない駆動モータによって矢印で示す半時計方向に回転され、中間転写ベルト501はベルト駆動ローラ508によって矢印で示す時計回りに回転される。その中間転写ベルト501の回転に伴ってBkトナー像形成、Cトナー像形成、Mトナー像形成、Yトナー像形成が1次転写バイアスローラ507に印可される電圧による転写バイアスにより1次転写が行われ、最終的にBk、C、M、Yの順に中間転写ベルト501上に重ねてトナー像が形成される。
The secondary
A portion of the
The transfer
In the color copying machine configured as described above, when the image forming cycle is started, the
例えばBkトナー像形成は次のように行われる。帯電チャージャ201は、コロナ放電によって感光体ドラム200の表面を負電荷で所定電位に一様に帯電する。そして、図示しない書き込み光学ユニットにより、Bkカラー画像信号に基づいてレーザ光によるラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、当初一様帯電された感光体ドラム200の表面の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Bk静電潜像が形成される。
このBk静電潜像に、Bk現像機401のBk現像ローラ上の負帯電されたBkトナーが接触することにより、感光体ドラム200の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはトナーが吸着し、静電潜像と相似なBkトナー像が形成される。この感光体ドラム200上に形成されたBkトナー像は、感光体ドラム200と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト501の表面に転写される。以下、感光体ドラム200から中間転写ベルト501へのトナー像の転写を「ベルト転写」という。
上記ベルト転写後の感光体ドラム200の表面に残留している若干の未転写残留トナーは、感光体ドラム200の再使用に備えて、感光体クリーニング装置210で清掃される。
感光体ドラム200側ではBk画像形成工程の次にC画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナによるC画像データの読み取りが始まり、そのC画像データによるレーザ光書き込みによって、感光体ドラム200の表面にC静電潜像を形成する。
そして、先のBk静電潜像の後端部が通過した後で、且つC静電潜像の先端部が到達する前にリボルバ現像ユニット400の回転動作が行われ、C現像機402が現像位置にセットされ、C静電潜像がCトナーで現像される。
以後、C静電潜像領域の現像を続けるが、C静電潜像の後端部が通過した時点で、先のBk現像機401の場合と同様にリボルバ現像ユニットの回転動作を行い、次のM現像機403を現像位置に移動させる。これもやはり次のM静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。
なお、M及びYの画像形成工程については、それぞれのカラー画像データ読み取り、静電潜像形成、現像の動作が上述のBk、Cの工程と同様であるので説明は省略する。
中間転写ベルト501上には、感光体ドラム100上に順次形成されるBk、C、M、Yのトナー像が、同一面に順次位置合わせされて転写される。それにより、中間転写ベルト501上には最大で4色が重ね合わされたトナー像が形成される。
For example, Bk toner image formation is performed as follows. The charging
When the negatively charged Bk toner on the Bk developing roller of the
Some untransferred residual toner remaining on the surface of the
On the
Then, after the rear end portion of the previous Bk electrostatic latent image passes and before the front end portion of the C electrostatic latent image arrives, the
Thereafter, the development of the C electrostatic latent image area is continued. When the rear end of the C electrostatic latent image passes, the revolver developing unit is rotated in the same manner as in the case of the
Note that the M and Y image forming steps are the same as the Bk and C steps described above because the operations of reading color image data, forming an electrostatic latent image, and developing are the same as those described above.
On the
上記画像形成動作が開始される時期に、転写紙Pは図示しない転写紙カセット又は手差しトレイなどの給紙部から給送され、レジストローラ対650のニップで待機している。2次転写対向ローラ510及び2次転写バイアスローラによりニップが形成された2次転写部に中間転写ベルト501上のトナー像の先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙Pの先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対650が駆動され、転写紙Pとトナー像とのレジスト合わせが行われる。
そして、転写紙Pが中間転写ベルト501上のトナー像と重ねられて2次転写部を通過する。このとき、2次転写電源802によって2次転写バイアスローラ605に印可される電圧による転写バイアスにより、中間転写ベルト501上の4色重ねトナー像が転写紙上に一括転写される。
そして、2次転写ベルト601の移動方向における2次転写部の下流側に配置した転写紙除電チャージャ606との対向部を通過するとき、転写紙Pは除電され、2次転写ベルト601から剥離して定着ローラ対701(図示しない)に向けて送られる。
この定着ローラ対701(図示しない)のニップ部でトナー像が溶融定着され、図示しない排出ローラ対で装置本体外に送り出され、図示しないコピートレイに表向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
At the time when the image forming operation is started, the transfer paper P is fed from a paper feed unit such as a transfer paper cassette or a manual feed tray (not shown) and is waiting at the nip of the
Then, the transfer paper P is superimposed on the toner image on the
The transfer paper P is neutralized and separated from the
The toner image is melted and fixed at the nip portion of the fixing roller pair 701 (not shown), sent out of the apparatus main body by a pair of discharge rollers (not shown), and stacked on the copy tray (not shown) so as to obtain a full color copy.
一方、上記ベルト転写後の感光体ドラム200の表面は、感光体クリーニング装置210でクリーニングされ、図示しない除電ランプで均一に除電される。
また、転写紙Pにトナー像を転写した後の中間転写ベルト501の表面に残留したトナーは、図示しない離接機構によって中間転写ベルト501に押圧されるベルトクリーニングブレード504によってクリーニングされる。
ここで、リピートコピーの時は、カラースキャナの動作及び感光体ドラム200への画像形成は、1枚目の4色目(Y)の画像形成工程に引き続き、所定のタイミングで2枚目の1色目(Bk)の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト501の方は、1枚目の4色重ねトナー像の転写紙への一括転写工程に引き続き、表面の上記ベルトクリーニングブレード504でクリーニングされた領域に、2枚目のBkトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、1枚目と同様動作になる。
以上は、4色フルカラーコピーを得るコピーモードであったが、3色コピーモード、2色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。
また、単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット400の所定色の現像機のみを現像動作状態にして、ベルトクリーニングブレード504を中間転写ベルト501に押圧させた状態のままの位置にしてコピー動作を行う。
On the other hand, the surface of the
Further, the toner remaining on the surface of the
Here, at the time of repeat copy, the operation of the color scanner and the image formation on the
The above is a copy mode for obtaining a four-color full-color copy. In the three-color copy mode and the two-color copy mode, the same operation as described above is performed for the designated color and the number of times.
In the single color copy mode, only the predetermined color developing machine of the
次に、上記タンデム型の画像形成装置について説明する。
図2は、本発明の適用されるタンデム型のカラー複写機、カラープリンタ等の画像形成装置の概略構成図である。
タンデム型の電子写真装置には、図3に示すように、各感光体1上の画像を転写装置2により、シート搬送ベルト3で搬送するシートsに順次転写する直接転写方式のものと、図4に示すように、各感光体1上の画像を1次転写装置2によりいったん中間転写体4に順次転写して後、その中間転写体4上の画像を2次転写装置5によりシートsに一括転写する間接転写方式のものとがある。転写装置5は転写搬送ベルトであるが、ローラ形状も方式もある。
直接転写方式のものと、間接転写方式のものとを比較すると、前者は、感光体1を並べたタンデム型画像形成装置Tの上流側に給紙装置6を、下流側に定着装置7を配置しなければならず、シート搬送方向に大型化する欠点がある。
これに対し、後者は、2次転写位置を比較的自由に設置することができる。給紙装置6、および定着装置7をタンデム型画像形成装置Tと重ねて配置することができ、小型化が可能となる利点がある。
また、前者は、シート搬送方向に大型化しないためには、定着装置7をタンデム型画像形成装置Tに接近して配置することとなる。そのため、シートsがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置7を配置することができず、シートsの先端が定着装置7に進入するときの衝撃(特に厚いシートで顕著となる)や、定着装置7を通過するときのシート搬送速度と、転写搬送ベルトによるシート搬送速度との速度差により、定着装置7が上流側の画像形成に影響を及ぼしやすい欠点がある。
これに対し、後者は、シートsがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置7を配置することができるから、定着装置7がほとんど画像形成に影響を及ぼさないようにすることができる。
以上のようなことから、最近は、タンデム型電子写真装置の中の、特に間接転写方式のものが注目されてきている。
そして、この種のカラー電子写真装置では、図4に示すように、1次転写後に感光体1上に残留する転写残トナーを、感光体クリーニング装置8で除去して感光体1表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えていた。また、2次転写後に中間転写体4上に残留する転写残トナーを、中間転写体クリーニング装置9で除去して中間転写体4表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えていた。
Next, the tandem type image forming apparatus will be described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus such as a tandem type color copying machine or a color printer to which the present invention is applied.
As shown in FIG. 3, the tandem type electrophotographic apparatus includes a direct transfer system in which an image on each
Comparing the direct transfer type and the indirect transfer type, the former arranges the sheet feeding device 6 on the upstream side of the tandem image forming apparatus T on which the
On the other hand, the latter can set the secondary transfer position relatively freely. The sheet feeding device 6 and the fixing device 7 can be arranged so as to overlap with the tandem image forming apparatus T, and there is an advantage that downsizing is possible.
In the former, in order not to increase the size in the sheet conveyance direction, the fixing device 7 is disposed close to the tandem type image forming apparatus T. For this reason, the fixing device 7 cannot be disposed with a sufficient margin that allows the sheet s to bend, and an impact when the leading edge of the sheet s enters the fixing device 7 (particularly with a thick sheet) or fixing. There is a drawback that the fixing device 7 tends to affect image formation on the upstream side due to the difference in speed between the sheet conveyance speed when passing through the apparatus 7 and the sheet conveyance speed by the transfer conveyance belt.
On the other hand, in the latter case, the fixing device 7 can be disposed with a sufficient margin that the sheet s can be bent, so that the fixing device 7 can hardly affect the image formation.
In view of the above, recently, an indirect transfer type of tandem type electrophotographic apparatus has attracted attention.
In this type of color electrophotographic apparatus, as shown in FIG. 4, the transfer residual toner remaining on the
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図2は、この発明の一実施の形態を示すもので、タンデム型間接転写方式の電子写真装置である。
図中符号100は複写装置本体、200はそれを載せる給紙テーブル、300は複写装置本体100上に取り付けるスキャナ、400はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)である。
複写装置本体100には、中央に、無端ベルト状の中間転写体10を設ける。中間転写体10は、図5に示すように、ベース層11を、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成された基層をつくり、その上に弾性層12を設ける。弾性層12は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどでつくる。その弾性層12の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層13で被ってなる。
そして、図2に示すとおり、図示例では3つの支持ローラ14・15・16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
この図示例では、3つのなかで第2の支持ローラ15の左に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置17を設ける。
また、3つのなかで第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写体10上には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成装置20を構成する。
そのタンデム画像形成装置20の上には、図2に示すように、さらに露光装置21を設ける。
一方、中間転写体10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対の側には、2次転写装置22を備える。2次転写装置22は、図示例では、2つのローラ23間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写体10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写体10上の画像をシートに転写する。
2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成する。
上述した2次転写装置22には、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、2次転写装置22として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような2次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, which is a tandem indirect transfer type electrophotographic apparatus.
In the figure,
The copying machine
As shown in FIG. 2, in the illustrated example, it is wound around three
In this illustrated example, an intermediate transfer
Further, among the three images, four images of yellow, cyan, magenta, and black are arranged on the
An exposure device 21 is further provided on the tandem
On the other hand, a
A fixing
The
In the illustrated example, under such a
さて、いまこのカラー電子写真装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動して後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第1走行体33および第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ14・15・16の1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写体10を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段18でその感光体40を回転して各感光体40上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体10上に合成カラー画像を形成する。
Now, when making a copy using this color electrophotographic apparatus, a document is set on the document table 30 of the
When a start switch (not shown) is pressed, when the document is set on the
When a start switch (not shown) is pressed, one of the
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体100内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。
または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
そして、中間転写体10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写体10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上にカラー画像を記録する。
画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写体10は、中間転写体クリーニング装置17で、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
ここで、レジストローラ49は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
さて、上述したタンデム画像形成装置20において、個々の画像形成手段18は、詳しくは、例えば図14の図3に示すように、ドラム状の感光体40のまわりに、帯電装置60、現像装置61、1次転写装置62、感光体クリーニング装置63、除電装置64などを備えてなる。
On the other hand, when a start switch (not shown) is pressed, one of the paper feed rollers 42 of the paper feed table 200 is selectively rotated, and the sheet is fed out from one of the
Alternatively, the
Then, the registration roller 49 is rotated in synchronization with the composite color image on the
The sheet after the image transfer is conveyed by the
On the other hand, the
Here, the registration roller 49 is generally used while being grounded, but it is also possible to apply a bias for removing paper dust from the sheet.
In the tandem
次に、本発明の要旨であるベルト移動装置について説明する。
図7は、本発明を実施した画像形成装置(図1:1ドラム型)における中間転写ベルト移動用のベルト移動装置の構成図である。なお、本発明は、上記1ドラム型の画像形成装置に適用できるだけではなく、図2に示すようなタンデム型の画像形成装置にも適用できる。
図7に示すように、駆動対象である中間転写ベルト501は、駆動軸508、駆動軸タイミングプーリ520、タイミングベルト521、モータ軸タイミングプーリ522などの伝達系528を介して駆動源であるモータ523に連結され駆動される。中間転写ベルト装置500は、中間転写ベルト501の表面上の画像領域外にエンコーダスケール(マーカ)524を有する。また、エンコーダスケール(マーカ)524の信号を読み取るマーカ検出手段としての光ヘッド525(第1の検出センサ525Aと第2の検出センサ525B)が、中間転写ベルト501を挟んで光ヘッド525(第1の検出センサ525Aと第2の検出センサ525B)の対向面上に取り付けられている。さらに、駆動軸エンコーダ526(第3の検出センサ)が駆動軸508に取り付けられている。
図7には図示していないが、感光体200は、駆動軸、駆動軸タイミングプーリ、タイミングベルト、モータ軸タイミングプーリなどの伝達系を介して駆動源であるモータに連結され駆動される。感光体駆動軸には、ロータリエンコーダによるセンサが取り付けられている。また、中間転写ベルト501と感光体200は接して回転し、中間転写ベルト501と第2転写バイアスローラ605は、第2転写ベルト601および紙を介して接して回転する。さらに、中間転写ベルト501には、帯電ローラ511やクリーニングブレード504が隣接してもうけられている。
上記説明では、駆動対象として中間転写ベルト501を用いたが紙搬送ベルトでも同様な伝達機構になる。上記の伝達系528は、タイミングベルト521について説明したが、歯車による伝達機構や駆動対象にモータが直結するダイレクト機構でもよい。上記説明では、エンコーダ526の取り付け場所を駆動軸508としたが、モータ軸直結でもよい。
Next, the belt moving device which is the gist of the present invention will be described.
FIG. 7 is a configuration diagram of a belt moving device for moving the intermediate transfer belt in the image forming apparatus (FIG. 1: 1 drum type) embodying the present invention. The present invention can be applied not only to the one-drum type image forming apparatus but also to a tandem type image forming apparatus as shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the
Although not shown in FIG. 7, the
In the above description, the
次に、ベルト移動装置の制御内部構成について、図8を参照して説明する。
図8は、ベルト移動装置の制御内部構成のブロック図である。
まず、ベルト移動装置の制御内部構成においては、全体の制御を受け持つマイクロコンピュータ700が設けられている。このマイクロコンピュータ700は、マイクロプロセッサ(CPU)701と、リードオンリーメモリー(ROM)702と、ランダムアクセスメモリ(RAM)703とがそれぞれバス706を介して接続されている。
また、前記光ヘッド525(第1の検出センサ525Aと第2の検出センサ525B)を介してのエンコーダスケール(マーカ)524のセンサ出力は、補正情報作成部704と状態検出用のインターフェイス705とバス706を介して前記マイクロコンピュータ700に入力されている。ここに、前記状態検出用のインターフェイス705は、補正情報作成部704からのマーカ出力のカウント(粗カウンター)と信号補間クロックのカウント(密カウンター)、および駆動軸エンコーダ526(第3の検出センサ)のカウントを処理してデジタル数値に変換するもので、パルスの数を計数する機能を備えている。この際、この状態検出用のインターフェイス705は、補正情報作成部704が持つ原点(ホームポジション)情報を利用することで、中間転写ベルト501の移動位置との対応付け(相関)をとる機能を備える場合もある。
さらに、前記モータ523は、前記マイクロコンピュータ700に対して前記バス706、駆動用のインターフェイス707、及びドライバ708を介して接続されている。前記駆動用のインターフェイス707は、前記マイクロコンピュータ700における演算結果のデジタル信号をアナログ信号に変換して、駆動装置であるモータ駆動用ドライバ708に与え、モータ523に印加する電流や電圧を制御する。この結果、中間転写ベルト501は、所定の目標位置に追従するように駆動される。この時の中間転写ベルト501の位置は、エンコーダスケール(マーカ)524のセンサ出力として、補正情報作成部704を介して状態検出用のインターフェイス705により検出されてマイクロコンピュータ700に取り込まれる。補正情報作成部704は、マーカ間隔が広い場合は、マーカ間隔の中をクロックで位置補間してもよい。
なお、上記構成のベルト移動装置は、図2に示したタンデム型の画像形成装置にも適用できることは言うまでもない。
Next, the internal control structure of the belt moving device will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a block diagram of a control internal configuration of the belt moving device.
First, in the control internal configuration of the belt moving device, a
The sensor output of the encoder scale (marker) 524 via the optical head 525 (the
Further, the
Needless to say, the belt moving device having the above configuration can also be applied to the tandem image forming apparatus shown in FIG.
次に、本実施形態のベルト移動装置の位置制御方法について説明する。
本実施形態のベルト移動装置の位置制御方法は、上記マイクロコンピュータ700における演算処理機能により実行される。また、マイクロコンピュータの代わりに数値演算処理能力が高いDSP(デジタルシグナルプロッセサ)を用いてもよい。
図9は、マーカ検出手段としての光ヘッド525の検出結果に基づき、ベルト501の移動方向の位置を補正するための補正情報を作成する補正情報作成部704による補正情報作成方法の説明図である。
まず、ここで、図10に示すように、エンコーダスケール(マーカ)524には、ベルト501に貼り付けるために1箇所切れ目がある。そして、この切れ目をカバーするように原点(ホームポジション)信号のマークが貼り付けてある。図10は、エンコーダスケール(マーカ)524の1部分と原点信号のマークを示す図である。
図9において、マーカ524は、マーカ検出手段525によって読み込まれる。マーカ524の切れ目位置信号は、原点信号のマークがあるときに検出する。
ここで、ベルトの線速200mm/s、マーカの間隔が169μm、信号補間クロック576kHzの場合、
200e−3*1/576e3=3.4722e−007
となり、補間クロック1カウントは、0.347μmとなる。
ここで、切れ目位置信号がない場合、粗カウンタ(マーカ出力のカウント)は、増分値169μm毎にカウントする。密カウンタ(信号補間クロックのカウント)は、粗カウンタの立ち上がりエッジでリセットされ、補間クロック1カウントは増分値0.374μm毎にカウントする。したがって、ベルト501の位置は両者のカウント値を足すことにより求まる。
Next, a position control method for the belt moving device of this embodiment will be described.
The position control method of the belt moving device according to the present embodiment is executed by the arithmetic processing function in the
FIG. 9 is an explanatory diagram of a correction information generation method by the correction
First, as shown in FIG. 10, the encoder scale (marker) 524 has a cut at one place for being attached to the
In FIG. 9, the
Here, when the belt linear velocity is 200 mm / s, the marker interval is 169 μm, and the signal interpolation clock is 576 kHz,
200e-3 * 1 / 576e3 = 3.4722e-007
Thus, the
Here, when there is no break position signal, the coarse counter (marker output count) counts every increment value of 169 μm. The fine counter (count of the signal interpolation clock) is reset at the rising edge of the coarse counter, and the
図11は、第1の実施形態における駆動対象(転写ベルト501)を位置制御する時のブロック図である。(請求項1)
図11に示すように、ベルト表面目標位置は、計測されたベルト位置信号と比較され、その両者の偏差が表面位置制御手段で演算され、その演算結果によりモータ523に電流が与えられ、駆動対象が目標位置に追従して駆動される。
ここで、第1の検出センサ525Aで検出されたベルト表面位置xA、第2の検出センサ525B検出されたベルト表面位置xBとするとき、xBが、マーカ位置誤差ΔxだけxAより遅れていると、
xB=xA―Δx
になる。
そして、センサ切り替え手段では、ホームポジション信号が、例えば、第1の検出センサ525Aで計測している部分に来たとき、第2の検出センサ525Bに切り換える。そのとき、xBはΔxだけxAより遅れているので、xB+Δxをフィードバック位置信号とする。ホームポジション信号が、第1の検出センサ525Aで計測している部分から出たとき、第1の検出センサ525Aの信号をフィードバック位置信号とする(後述する図16、図17のフローチャートを参照)。すなわち、前記センサ切り替え手段における前記第1の検出センサと第2の検出センサのマーカ位置誤差Δxを、あらかじめ前記ベルト移動装置により前記転写ベルトをプレ駆動して計測し、前記ベルト移動装置による前記転写ベルトの本駆動では、前記第1の検出センサと第2の検出センサの切り替え時にΔxを補正するようになっている。
なお、ここで、上記表面位置制御手段およびセンサ切り替え手段とは、上記補正情報作成部704に含まれる。
FIG. 11 is a block diagram when the position of the drive target (transfer belt 501) is controlled in the first embodiment. (Claim 1)
As shown in FIG. 11, the belt surface target position is compared with the measured belt position signal, the deviation between the two is calculated by the surface position control means, and a current is given to the
Here, assuming that the belt surface position xA detected by the
xB = xA−Δx
become.
Then, in the sensor switching means, for example, when the home position signal comes to the part measured by the
Here, the surface position control means and the sensor switching means are included in the correction
図12は、第2の実施形態における駆動対象(転写ベルト501)を位置制御する時のブロック図である。(請求項2)
図12に示すように、ベルト表面目標位置は、計測されたベルト表面位置信号と比較され、その両者の偏差が表面位置制御手段で演算され、その演算結果によりモータ523に電流が与えられ、駆動対象が目標位置に追従して駆動される。
ここで、第1の検出センサ525Aで検出されたベルト表面位置xA、第3の検出センサ526で検出されたベルト駆動軸角度θd、角度誤差をΔθ、駆動軸半径をrとする。
第3の検出センサ526で検出されたθdをベルト表面位置xBに換算すると
xB=r*θd
ここで、xBが、マーカ位置誤差ΔxだけxAより遅れていると、
xB=xA―Δx
になる。
そして、センサ切り替え手段では、ホームポジション信号が、第1の検出センサ525Aで計測している部分に来たとき、第3の検出センサ526に切り換える。そのとき、xBはΔxだけxAより遅れているので、xB+Δxをフィードバック位置信号とする。ホームポジション信号が、第1の検出センサ525Aで計測している部分から出たとき、第1の検出センサ525Aの信号をフィードバック位置信号とする。すなわち、前記センサ切り替え手段における前記第1の検出センサと第3の検出センサのマーカ位置誤差Δxを、あらかじめ前記ベルト移動装置により前記転写ベルトをプレ駆動して計測し、前記ベルト移動装置による前記転写ベルトの本駆動では、前記第1の検出センサと第3の検出センサの切り替え時にΔxを補正するようにしている。
FIG. 12 is a block diagram when the position of the drive target (transfer belt 501) is controlled in the second embodiment. (Claim 2)
As shown in FIG. 12, the belt surface target position is compared with the measured belt surface position signal, the deviation between the two is calculated by the surface position control means, and a current is given to the
Here, it is assumed that the belt surface position xA detected by the
When θd detected by the
Here, if xB is delayed from xA by the marker position error Δx,
xB = xA−Δx
become.
Then, the sensor switching means switches to the
図13は、第3実施形態における検出センサ525が正常な場合と異常な場合の説明図である。(請求項3)
図13に示すように、検出センサ525が正常な場合、定常状態でベルト移動装置が動いていると、第1の検出センサ525Aが第2の検出センサ525Bより常にΔx進んでいるか遅れている。ここで、マーカ524にごみが付着したりすると、ごみの位置が第1の検出センサ525Aにくると異常時の状態になり検出できなくなる。そこで、第2の検出センサ525Bがホームポジションになければ(ホームポジション信号オフ時)、第2の検出センサ525Bの値を用いてフィードバック信号とする。ここで、Δxの補正をすることは、当然である。すなわち、前記第1の検出センサと第2の検出センサのどちらもホームポジション信号OFF時は、マーカの増分値を比較して、値が規定値と異なる時は、正常な検出センサに切り替えてベルトを目標位置に追従させるようにしている。
図14は、第4実施形態における検出センサ525が正常な場合と異常な場合の説明図である。(請求項4)
図14に示すように、検出センサが正常な場合、定常状態でベルト移動装置が動いていると、第1の検出センサ525Aが第3の検出センサ526より常にΔx進んでいるか遅れている。第3の検出センサ526は、ロータリエンコーダの回転角を検出するため、表面位置に変換しフィードバック信号とする。ここで、マーカにごみが付着したりすると、ごみの位置が第1の検出センサ525Aにくると異常時の状態になり検出できなくなる。そこで、前記第1の検出センサ525Aと第3の検出センサ526のどちらもホームポジション信号OFF時には、第3の検出センサ526の値を用いてフィードバック信号とする。ここで、Δxの補正をすることは、当然である。すなわち、ここでは、前記転写ベルトの駆動軸の回転を読み取る第3の検出センサの位置信号は、前記転写ベルトの駆動軸の回転角から表面位置に変換し、前記第1の検出センサと第3の検出センサのどちらもホームポジション信号OFF時には、マーカの増分値を比較して、値が規定値と異なる時は、正常な検出センサに切り替えてベルトを目標位置に追従させるようにしている。
FIG. 13 is an explanatory diagram when the detection sensor 525 in the third embodiment is normal and abnormal. (Claim 3)
As shown in FIG. 13, when the detection sensor 525 is normal and the belt moving device is moving in a steady state, the
FIG. 14 is an explanatory diagram when the detection sensor 525 according to the fourth embodiment is normal and when it is abnormal. (Claim 4)
As shown in FIG. 14, when the detection sensor is normal and the belt moving device is moving in a steady state, the
図15は、第5実施形態における動作説明図である。(請求項5)
図15に示すように、ここでは、目標位置と第1の検出センサ525Aと第2の検出センサ525Bの差、すなわち位置偏差を、ホームポジション信号OFF時チェックする。目標位置軌跡は、ベルトの線速を200mm/sで駆動するプロフィールで、立ちあがりは、滑らかな軌跡になっている。1sec後から定常状態になっている。
検出センサ525は、マーカ524にごみが付着して1スリット分読めなくなると、図9に示すように、密カウンタがそのままカウントを続けるが、次のパルスがくると169μm多い値になる。
そのため、位置偏差は169μm小さい値になる。図15では、1.2sec後にマーカ524が1スリット読めない状態となる。ここで、規定値を−50μmから+50μmに設定しておけば、位置偏差から異常と判断できる。第1の検出センサ525Aと第2の検出センサ525Bの位置偏差が決まった位置間隔で異常が発生すれば、マーカ524の異常と判断できる。第1の検出センサ525Aあるいは第2の検出センサ525Bが定常時、常に規定値からずれていれば、検出センサの異常とわかる。
FIG. 15 is an explanatory diagram of operations in the fifth embodiment. (Claim 5)
As shown in FIG. 15, here, the difference between the target position and the
In the detection sensor 525, when dust adheres to the
For this reason, the position deviation is 169 μm smaller. In FIG. 15, the
図16、図17は、第1の検出センサ525Aと第2の検出センサ525Bのマーカ位置誤差Δxを、あらかじめベルト移動装置を駆動して計測し、本駆動では、検出センサ切り替え時にΔxを補正する動作フローチャートである。
すなわち、図16のステップ700において、ベルト移動装置の電源がオンされると、プレ駆動され(ステップ701)、第1の検出センサによるフィードバック制御が行われる(ステップ703)。次に、第1の検出センサがホームポジション信号のオンからオフになった場合(ステップ704のイエス)、カウンタA、Bのリセットがスタートし(ステップ705)、第1の検出センサによるフィードバック制御が行われる(ステップ706)。
次に、ベルトが定常速度になった場合(ステップ707のイエス)、第1の検出センサと第2の検出センサのマーカ位置誤差測定が行われ(ステップ708)、第1の検出センサがホームポジション信号のオンからオフになったところでベルトが停止される(ステップ709)。
次に、本駆動が開始され(図17のステップ710)、第1の検出センサによるフィードバック制御が行われ(ステップ711)、第1の検出センサがホームポジション信号のオフからオンになった場合(ステップ712のイエス)、第2の検出センサによるフィードバック制御が行われる(ステップ713)。そして、第1の検出センサがホームポジション信号のオンからオフになった場合(ステップ714のイエス)、上記ステップ711に戻る。
なお、本発明の実施形態は、図18に示すように、第1の検出センサAと第2の検出センサBが、ドラムに対向したベルトの裏面に配置されている。そのため、テンションローラや2次転写ローラ側に検出器が配置される場合では、ベルトのP方向のゆれによる位置検出誤差やベルト移動方向の伸縮による位置検出誤差でベルトの速度変動が発生するが、本発明の実施形態では、位置検出誤差でベルトの速度変動が発生することはない。
16 and 17, the marker position error Δx of the
That is, in
Next, when the belt reaches a steady speed (Yes in Step 707), marker position error measurement of the first detection sensor and the second detection sensor is performed (Step 708), and the first detection sensor is at the home position. The belt is stopped when the signal turns from on to off (step 709).
Next, the main drive is started (step 710 in FIG. 17), feedback control is performed by the first detection sensor (step 711), and the first detection sensor is turned on from the OFF of the home position signal (step 711). In
In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 18, the first detection sensor A and the second detection sensor B are arranged on the back surface of the belt facing the drum. For this reason, when the detector is arranged on the tension roller or secondary transfer roller side, belt speed fluctuations occur due to position detection errors caused by belt P-direction fluctuations and position detection errors caused by expansion and contraction in the belt movement direction. In the embodiment of the present invention, the belt speed fluctuation does not occur due to the position detection error.
1…感光体、2…転写装置、3…シート搬送ベルト、4…中間転写体、5…転写装置、6…給紙装置、7…定着装置、8…感光体クリーニング装置、9…中間転写体クリーニング装置、10…中間転写体、11…ベース層、12…弾性層、13…コート層、14…第1の支持ローラ、15…第2の支持ローラ、16…第3の支持ローラ、17…中間転写体クリーニング装置、18…画像形成手段、20…タンデム画像形成装置、21…露光装置、22…次転写装置、23…ローラ、24…次転写ベルト、25…定着装置、26…定着ベルト、27…加圧ローラ、28…シート反転装置、30…原稿台、32…コンタクトガラス、33…第1走行体、34…第2走行体、35…結像レンズ、36…センサ、40…感光体、42…給紙ローラ、43…ペーパーバンク、44…給紙カセット、45…分離ローラ、46…給紙路、48…給紙路、49…レジストローラ、50…給紙ローラ、51…トレイ、52…分離ローラ、53…給紙路、55…切換爪、56…排出ローラ、57…排紙トレイ、60…帯電装置、61…現像装置、62…次転写装置、63…感光体クリーニング装置、64…除電装置、200…感光体ドラム、201…帯電チャージャ、210…感光体クリーニング装置、300…スキャナ、400…リボルバ現像ユニット、400…原稿自動搬送装置、401…Bk現像機、401〜404…現像機、402…C現像機、403…M現像機、404…Y現像機、500…中間転写ベルト装置、501…中間転写ベルト、504…ベルトクリーニングブレード、505…潤滑剤塗布ブラシ、506…ステアリン酸亜鉛、507…次転写バイアスローラ、508…ベルト駆動ローラ、509…ベルトテンションローラ、510…次転写対向ローラ、511…帯電ローラ、512…アースローラ、520…駆動軸タイミングプーリ、521…タイミングベルト、522…モータ軸タイミングプーリ、523…モータ、524…マーカ、525…マーカ検出手段、525…光ヘッド、525A…第1の検出センサ、525B…第2の検出センサ、526…エンコーダ、526…第3の検出センサ、526…駆動軸エンコーダ、528…伝達系、600…次転写ユニット、601…次転写ベルト、601…第2転写ベルト、602…支持ローラ、603…支持ローラ、604…支持ローラ、605…第2転写バイアスローラ、606…転写紙除電チャージャ、607…ベルト除電チャージャ、608…クリーニングブレード、700…マイクロコンピュータ、701…定着ローラ対、704…補正情報作成部、705…インターフェイス、706…バス、707…インターフェイス、708…ドライバ、708…モータ駆動用ドライバ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記転写ベルトの表面に設けられたマーカと、前記マーカを読み取る第1の検出センサと、前記マーカを読み取る第2の検出センサと、前記第1の検出センサと第2の検出センサとを切り替えるセンサ切り替え手段と、前記ベルトのマーカのホームポジション信号ON時とOFF時で、前記第1の検出センサと第2の検出センサとを切り替えてベルト位置信号を読み取り、ベルト表面目標位置と前記ベルト位置信号とを比較する表面位置制御手段とを有し、
前記表面位置制御手段により得られた比較結果に従って前記転写ベルトを目標位置に追従させると共に、
前記センサ切り替え手段における前記第1の検出センサと第2の検出センサのマーカ位置誤差Δxを、あらかじめ前記ベルト移動装置により前記転写ベルトをプレ駆動して計測し、前記ベルト移動装置による前記転写ベルトの本駆動では、前記第1の検出センサと第2の検出センサの切り替え時にΔxを補正することを特徴とするベルト移動装置。 A belt moving device for moving a transfer belt,
A marker provided on the surface of the transfer belt, a first detection sensor that reads the marker, a second detection sensor that reads the marker, and a sensor that switches between the first detection sensor and the second detection sensor The belt position signal is read by switching between the first detection sensor and the second detection sensor between the switching means and the home position signal ON and OFF of the belt marker, and the belt surface target position and the belt position signal And a surface position control means for comparing
In accordance with the comparison result obtained by the surface position control means, the transfer belt follows the target position,
The marker position error Δx of the first detection sensor and the second detection sensor in the sensor switching means is measured in advance by driving the transfer belt in advance by the belt moving device, and the transfer belt by the belt moving device is measured. In this driving, the belt moving device is characterized in that Δx is corrected when switching between the first detection sensor and the second detection sensor.
前記転写ベルトの表面に設けられたマーカと、前記マーカを読み取る第1の検出センサと、前記転写ベルトの駆動軸又はモータ軸の回転を読み取る第3の検出センサとを有し、前記第3の検出センサの位置信号は、前記転写ベルトの駆動軸又はモータ軸の回転角から表面位置に変換されるベルト移動装置であって、
前記第1の検出センサと第3の検出センサとを切り替えるセンサ切り替え手段と、前記ベルトのマーカのホームポジション信号ON時とOFF時で、前記第1の検出センサと第3の検出センサとを切り替えてベルト位置信号を読み取り、ベルト表面目標位置と前記ベルト位置信号とを比較する表面位置制御手段とを有し、
前記表面位置制御手段により得られた比較結果に従って前記転写ベルトを目標位置に追従させると共に、
前記センサ切り替え手段における前記第1の検出センサと第3の検出センサのマーカ位置誤差Δxを、あらかじめ前記ベルト移動装置により前記転写ベルトをプレ駆動して計測し、前記ベルト移動装置による前記転写ベルトの本駆動では、前記第1の検出センサと第3の検出センサの切り替え時にΔxを補正することを特徴とするベルト移動装置。 A belt moving device for moving a transfer belt,
A marker provided on a surface of the transfer belt, a first detection sensor for reading the marker, and a third detection sensor for reading rotation of a drive shaft or a motor shaft of the transfer belt, The position signal of the detection sensor is a belt moving device that converts the rotation angle of the drive shaft or motor shaft of the transfer belt into a surface position,
Sensor switching means for switching between the first detection sensor and the third detection sensor, and switching between the first detection sensor and the third detection sensor when the belt marker home position signal is ON and OFF. A surface position control means for reading the belt position signal and comparing the belt surface target position with the belt position signal,
In accordance with the comparison result obtained by the surface position control means, the transfer belt follows the target position,
The marker position error Δx of the first detection sensor and the third detection sensor in the sensor switching means is measured in advance by pre-driving the transfer belt by the belt moving device, and the transfer belt by the belt moving device is measured. In this driving, the belt moving device is characterized in that Δx is corrected when switching between the first detection sensor and the third detection sensor.
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