JPH08328443A

JPH08328443A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08328443A
Application number: JP7085661A
Authority: JP
Inventors: Shingo Kato; 眞吾加藤; Nobuo Iwata; 信夫岩田; Takeshi Motohashi; 武本橋; Takeshi Deki; 剛出来; Takahiro Tamiya; 孝弘田宮; Shigeo Kurotaka; 重夫黒高; Yutaka Shio; 豊塩; Tomonori Yabuta; 知典薮田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】像担持体ベルトに形成された像を中間転写体ベ
ルトに転写したのち、この像を最終転写材に転写して画
像を得る画像形成装置において、像担持体ベルトまたは
／および中間転写体ベルトの１回転当たりの速度が理想
値に対してずれていても、常に一定の画像長を形成こ
と。【構成】ベルトに形成したマーカーがセンサを通過する
に要する時間を計測して求め（実測値（１５））、この
時間を理想値（１４）と比較器１６で比較して時間のず
れ量を求め、このずれ量に基づき、ベルトを駆動するモ
ータの速度を補正することとした。

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、ファクシミ
リ、プリンターなどであって、電子写真プロセスを用い
て画像の形成を行い、ベルト状の画像媒体を有する画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光書き込み系からの光で像の書き込みが
行われる像担持体ベルトと、この像担持体ベルトに形成
された像が転写される中間転写体ベルトを有し、この中
間転写体ベルトの像を最終転写材に転写して画像を得る
画像形成装置であって、前記像担持体ベルトまたは／お
よび中間転写ベルトに１個所または複数個所、センサ検
知部が設けられていて、このセンサ検知部をセンサで検
知し、このセンサによるセンサ検知部の検知信号に基づ
いて前記ベルトの回転方向のホームポジションを検知す
る画像形成装置がある。

【０００３】この種の技術として、光学系駆動用モータに速度変化があったとき、その変
化に応じてアンプの出力が変わり、速度を追従させる技
術（特開昭５６−１２５７５８号公報）感光体の回転速度を検出し、その検出出力に基づいて
パルスモータのパルスレートを設定して、光学系の動作
と同期をとる技術（特開昭５７−２１０３５３号公報）感光体ドラムに直接記録した一定ピッチのマークを読
み取り、速度を制御する技術（特開昭５８−１８７８１
６号公報）感光体ベルト上のマークを検出し速度制御する技術
（エンコーダ式）（特開昭６０−４２７７１号公報）感光体上のマークを検出し、速度制御する技術（エン
コーダ式）（特開昭６２−４２１６６号公報）感光体ベルトに回転エンコーダが連れ回って検出制御
する（エンコーダ式）（特開昭６３−１２５６９号公
報）感光体に所定のテスト（ライン）パターンを実際に現
像・転写（ベルト）して読み取り、位置ずれ量を算定・
解析して、画像書き込み回し位置を決定する技術（エン
コーダ式）（特開平４−１３１８７６号公報）感光体ベルトにパターンを設けて読み取って速度を検
出し、露光タイミングを調整する技術（光学式または磁
気式エンコーダ）（特開平６−１２７０３７号公報）などがある。

【０００４】これらの技術では、感光体ドラムやベル
ト、中間転写ベルトなどに、縞状のパターン（光学式、
磁気式）を設け、センサで速度むら信号として読み込
み、それを、それらを駆動する駆動モータにフィードバ
ックすることによって、速度むらを低減して画像品質の
向上、例えば、副走査方向のピッチむらの低減、画像長
の規格値に対する精度向上などを目的としており、かな
り以前から知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、感光体ドラムやベルト、中間転写ベルトなどに、縞状
のパターン（光学式、磁気式）を設けることは、技術的
には今日でも困難であり、製造上、かなり高価になるこ
と、センサも上記縞状のパターン密度の高さに比例して高
価になること、センサの信号を受けて制御するサーボ回路は、専用Ｃ
ＰＵが必要であり、やはり高価であること、などにより、以上のからまでのことは合計されると
非常に高価なものとなる。

【０００６】さらに、前記サーボ回路による駆動は、遅延時間を生じ、装置
全体として印刷時間の遅れとなること、せっかく、上記の技術を用いたとしても、駆動モータ
から感光体ドラムやベルト、中間転写ベルトなどの駆動
ローラ軸までの伝達系には、歯車やタイミングベルトの
バックラッシュ、各種軸と軸受とのガタ分、長軸や細軸
が介在する場合には軸の捩じれ剛性、などの問題があ
り、速度変動を完全に抑えることが困難である、などの問題がある。

【０００７】本発明は像担持体ベルトまたは／および中
間転写体ベルトの１回転当たりの速度が理想値に対して
ずれていても、常に理想の画像長を形成できる画像形成
装置を従来技術に比較して非常に低廉に提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、（１）光書き込み系からの光で像の書き込みが行われる
像担持体ベルトと、この像担持体ベルトに形成された像
が転写される中間転写体ベルトを有し、この中間転写体
ベルトの像を最終転写材に転写して画像を得る画像形成
装置であって、前記像担持体ベルトまたは／および中間
転写ベルトに１個所または複数個所、センサ検知部が設
けられていて、このセンサ検知部をセンサで検知し、こ
のセンサによるセンサ検知部の検知信号に基づいて前記
ベルトの回転方向のホームポジションを検知する画像形
成装置において、前記検知信号が得られる時間間隔また
は前記ベルトの１回転時間または前記複数個所が前記セ
ンサを通過するに要する時間を計測する計測手段と、前
記時間間隔または前記時間と、これら時間間隔または時
間の理想値とを比較して時間のずれ量を得ることのでき
る比較手段と、前記比較手段による時間のずれ量に基づ
いて、前記光書き込み系または前記像担持体ベルトまた
は前記中間転写ベルトを駆動するモータの速度を補正す
る補正手段を有することとした（請求項１）。

【０００９】（２）（１）記載の画像形成装置におい
て、時間のずれ量と許容値との大小を判定する判定手段
を有し、前記判定手段による判定結果が前記許容値を越
えた場合（異常時）に表示手段に異常個所および異常の
内容を表示するとともに、当該画像形成装置の画像形成
プロセスの進行を停止することとした（請求項２）。

【００１０】（３）（１）記載の画像形成装置におい
て、計測手段による計測と、補正手段による補正のタイ
ミングは、当該画像形成装置の電源投入直後における準
備期間中とした（請求項３）。

【００１１】（４）（１）記載の画像形成装置におい
て、計測手段による計測と、補正手段による補正のタイ
ミングは、当該画像形成装置の電源投入直後および、所
定間隔毎に行うこととし、１回の計測におけるずれ分の
補正または複数回の計測における平均値のずれ分を補正
することとした（請求項４）。

【００１２】

【作用】ベルトに形成されている、既存の色重ね用のマ
ーカーや、このマーカーを検知する既存のセンサを使用
して、ベルトの速度補正が可能であるので、極めて低廉
に補正を行うことができる。

【００１３】

【実施例】

１．〔本発明が適用される画像形成装置の例〕図６において、光書き込み系Ａは、光書き込み駆動用モ
ータ２により一定速度で回転されるポリゴンミラー１を
有している。図示しない半導体レーザから出力されたレ
ーザ光は、ポリゴンミラー１で連続的に反射されること
により走査光となって、予め帯電されている感光体（以
下、ＯＰＣという。）ベルト３に照射されていわゆる光
書き込みを行い、潜像を形成する。

【００１４】ＯＰＣベルト３は、同じく一定速度で速度
制御されて回転されるＯＰＣベルト駆動用モータ４によ
りＯＰＣベルト駆動ローラ５を介して一定速度で回転さ
れるようになっている。ＯＰＣベルト３に形成された潜
像は、リボルバー現像装置Ｂを構成するシアン、マゼン
タ、イエロー、ブラックの４つの現像器中の一つの現像
器の現像ローラ９により現像されてトナー像が形成され
た後、このトナー像は中間転写ベルト７に転写される。

【００１５】中間転写ベルト７は一定速度で速度制御さ
れて回転される中間転写ベルト駆動用モータ６により中
間転写ベルト駆動ローラ１２を介して一定速度で回転さ
れるようになっている。

【００１６】フルカラー像を形成する場合には、上記の
手順で、順次、同一のカラー原稿によるシアン、マゼン
タ、イエロー、ブラックについてのトナー像が中間転写
ベルト７上に重ね転写されて、フルカラートナー像が形
成され、このフルカラートナー像は、転写紙などの最終
転写材に一括転写されて、フルカラー像のコピーが得ら
れる。

【００１７】このように、中間転写ベルト７上に重ね転
写像を位置ずれを生ずることなく得るために、ＯＰＣベ
ルト３、中間転写ベルト７には、少なくとも１個所、セ
ンサ検知部が設けられていて、このセンサ検知部をセン
サで検知して各ベルトの回転方向のホームポジションを
検知することができ、ベルト上に形成される像の始端位
置を決定することができるようになっている。なお、中
間転写ベルト７は、ベルトクリーニングブレード８によ
り、転写紙への転写残トナーを掻き落されて、次の像形
成に備えられるようになっている。

【００１８】中間転写ベルト７について、前記ホームポ
ジションの検知の手段について図７を参照して説明す
る。このホームポジションの検知の手段は、ＯＰＣベル
ト３についても同じようになっているので、中間転写ベ
ルトについての説明を以って代える。図７において、中
間転写ベルト７の中央部には画像領域７’が形成されて
いる。この画像領域７’の両端にはの非画像領域７’’
が形成されているが、これらの非画像領域のうちの片端
部の非画像領域７’’にはマーカー１０が貼り付けられ
ている。マーカー１０は、中間転写ベルト７の非画像領
域７’’とは反射率の異なる物質で作られたシート状の
ものである。マーカー１０は、理論的には、１個で、ホ
ームポジションの検知には十分であるが、便宜上、複数
個設けることもある。この例では、複数個設けられてい
る。

【００１９】矢印で示す中間転写ベルト７の回転方向上
であって、マーカー１０の通過軌跡上に照準を合わせ
て、フォトセンサ１１が不動部材に固定されて設けられ
ている。これにより、中間転写ベルト７が回動して、マ
ーカー１０がフォトセンサ１１を横切ると、位置信号を
発して、多色重ね合わせ時のトリガーとなる。

【００２０】２．〔ベルト一回転毎のベルト位置の累積
ずれ時間のデータ〕ＯＰＣベルト３の累積ずれ時間直線２０および中間転写
ベルト７の累積ずれ時間直線１３は、ともに右上がりの
直線となり、これは、右上がり→１回転毎に遅れを生じている（右下がりの
場合はその逆）直線 →その遅れ量は、毎回一定であることを示している。

【００２１】また、このとき、光書き込み駆動用モータ
２、ＯＰＣベルト駆動用モータ４、中間転写ベルト駆動
用モータ６などの各駆動モータの回転速度は、制御によ
って非常に正確に回転しており、各ローラとのスリップ
もないことから、図８に示すごとき時間ずれの原因は、
ＯＰＣベルト駆動ローラ５および中間転写ベルト駆動ロ
ーラ１２の理想径からの誤差によるもので、図８の例の
場合には、仕上がり径または実際の駆動時のニップ径が
やや細くなっているためと考えられる。

【００２２】他方、中間転写ベルト７のベルトクリーニ
ングブレード８の当接時の累積ずれ時間直線１３’は、
中間転写ベルト７の累積ずれ時間直線１３に比べて、さ
らに右上がりとなっている。これは、ベルトクリーニン
グブレード８の、中間転写ベルト７への当接時の摩擦抵
抗（負荷）によるスリップが原因である。この場合も前
記直線１３、直線２０の場合と同じように、右上がりが増大→１回転毎の遅れが更に増加（ローラ
径誤差とスリップの和）直線 →その遅れ（スリップ量）は、毎回略
一定であることを示している。

【００２３】以上により、ＯＰＣベルト３および／また
は中間転写ベルト７の線速度が遅くなる（逆に早くな
る）と、光書き込みタイミングは同じ（正確に一定）で
あるために、１ページ当たりの画像長は遅れ量に比例し
て長く（短く）なってしまう。本発明は、このような１
ページ当たりの画像長に生じるであろう誤差を低コスト
な手段により補正し、解消する。

【００２４】３．〔請求項１に対応する説明〕図１は、図６で説明した画像形成装置を制御する制御手
段としてのＣＰＵ３０（図４参照）の内部回路の一部を
示したブロック図である。この図１において、ＯＰＣベ
ルト３および／または中間転写ベルト７の１周回転分の
理想時間（１４）がデータとして当該ＣＰＵの回路の中
で初期設定されており、また、フォトセンサ１１から実
測値（１５）が当該ＣＰＵの回路に読み込まれる。

【００２５】これら理想時間の信号と実測値の信号は比
較器１６に出力されて、該比較器１６の内部でこれら信
号の差分（ずれ量）±αが算出される。この差分±αの
情報は、変更信号２００またはオフセット信号１０
０に加工された上で、変更信号２００については図２
に示したモータの制御回路中に、オフセット信号１０
０については、図３に示した制御回路中にそれぞれ出力
される。

【００２６】まず、変更信号２００を使用する場合に
ついて説明する。図２において、モータ２（４、６）の
回転速度は、このモータの軸に設けられたＦＧ（Ｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙＧｅｎｅｒａｔｏｒ）５０により検出さ
れ、その出力が増幅及び成形器５１を経て整形、増幅さ
れてエンコーダ周波数ＦＴの信号として位相比較器５２
に出力される。一方、基準発振器５３からは、モータ駆
動用の基準周波数ＦＳの信号が出力されており、この信
号ＦＳも位相比較器５２に出力されている。

【００２７】位相比較器５２は、これらの信号を比較し
てその結果をローパス・フィルタ５４に出力する。ロー
パス・フィルタ５４では、前記信号の差分である周波数
のずれφを電圧Ｖに変換する。この電圧Ｖは電力増幅器
５５に入力される。電力増幅器５５は、電圧Ｖを、前記
周波数の差分をゼロにすることのできる電圧に増幅し
て、その電圧をモータ２（４、６）に出力する。このよ
うなフィードバック系により、モータ２（４、６）は、
基準周波数ＦＳに従う回転速度に制御される。

【００２８】以上は一般的なモータ制御のフィードバッ
ク系の説明になるが、本例では、前記変更信号２００を
基準発振器５３に入力するようにしている。これによ
り、基準発振器５３の発振周波数ＦＳの値を変更して、
図８に示した累積ずれ時間がゼロになるようにモータ２
（４、６）の回転速度を制御することができる。

【００２９】次に、オフセット信号１００を使用する
場合について説明する。図３において、ＦＧ５０の周波
数出力は増幅及び整形器５１で加工された上、Ｆ／Ｖコ
ンバータ５２で検出電圧ＶＴに変換されて電圧比較器５
６に入力される。一方、電圧比較器５６には、ベルト１
周回転の理想時間設定値１４を実現しうる電圧つまり、
前記理想時間設定１４に対応する電圧が入力される。こ
れらの電圧が電圧比較器５６で比較され、その差をゼロ
にするような電圧が電力増幅器５５により設定されてモ
ータ２（４、６）に出力されて該モータの速度が理想の
速度に制御される。

【００３０】この例では、電圧比較器５６の出力信号と
オフセット信号１００が、加算器６４に入力され、加算
結果に対応する電圧が電力増幅器５５に入力されるよう
になっている。これにより、モータ２（４、６）の回転
速度がこのオフセット信号１００に基づいて変化し、図
８に示した累積ずれ時間がゼロになるようにモータ２
（４、６）の回転速度を制御することができる。

【００３１】これらの例において、図１に示す、フォト
センサーによるベルト１周回転の実測値（１５）は、フ
ォトセンサ１１からの情報に基づきＣＰＵ３０の内部に
ある時間の計測手段により検知される。また、ベルト１
周時間の理想値と実測値とを比較して時間のずれ量を得
る比較手段は、本例では、図１に示した比較器１６が相
当する。また、請求項１にいう補正手段は、本例におけ
る図２、図３でそれぞれ示したモータ制御回路が相当す
る。

【００３２】従来技術では、「光学式または磁気式エン
コーダ」を用いているために非常に高価であるが、本例
のように、マーカー１０や、フォトセンサー１１はもと
もとホームポジションの検知用として設けられているも
のであり、これらをモータの速度調節に兼用するのであ
るから非常に低廉にベルトの速度調節が可能となる。

【００３３】４．〔請求項２に対応する説明〕図４により説明する。本例では、図４に示すように、図
１に示した回路５７と、図２または図３に示した回路５
８との間に判定器１７を介在させている。回路５７から
は、ずれ量±αが判定器１７に入力される。この判定器
１７では、判定値として「ずれ量±αの許容値」を用い
る。この許容値（規格値）は、実際には非常に重要な値
であり、機械的な各構成部品の公差積み上げ量、電気的
な制御遅延量、および、微小な許容スリップ量などの積
み上げ量として設定される。

【００３４】この判定器１７の入力情報としての、ずれ
量±αが前記許容値よりも大きな値の場合には、トナー
や紙粉などの堆積、ローラの目つぶれなどを原因とする
大きなスリップの発生が考えられ、ベルトの損傷、駆動
系のトラブル、など、装置にとって極端に圧縮された最
終画像が出力されてしまう場合である。この場合には、
「ＮＧ」と判断して直ちにＣＰＵ３０に信号が送られ
て、この信号に基づき、駆動モータ停止信号を図２また
は図３に示した回路５８に送り、当該画像形成装置を停
止して、画像形成プロセスを停止するとともに、ＣＰＵ
３０より表示信号が表示パネル６３に送られて該表示パ
ネルで「異常個所または／および内容など」を表示して
ユーザに知らせる。

【００３５】また、この判定器１７の入力情報として
の、ずれ量±αが前記許容値よりも小さい値の場合に
は、図２または図３に示した回路５８に「ＧＯ」信号を
送り、そのまま装置の駆動を進行する。

【００３６】５．〔請求項３、請求項４に対応する説
明〕図５により説明する。図５において、画像形成装置本体
の電源オンを起点とした軸上、右方向にＯＰＣベルト３
または中間転写ベルト７の周回転数をとり、一定間隔で
示された目盛の位置は、電源オンからの所定の間隔、ベ
ルト周回転数を示している。所定の間隔としては、時間
をとることもできるし、印刷の枚数をとることもでき
る。

【００３７】請求項３の発明では、請求項１における計
測手段による計測と補正手段による補正のタイミング
が、例えば、朝一番の電源投入直後におけるアイドリン
グ（印刷開始前）での１周回転分または複数回転分の平
均値を計測してフィードバックする方式であり、複数回
転分の平均値をとる場合は１回転分よりも精度を上げる
ことができる。図５に示す例では、計測補正のタイミン
グを符号６０で示している。

【００３８】これにより、印刷の第１ページ目から画像長が規格値にあった良好
な印刷を行うことができる、請求項２における発明により、異常内容が表示された
場合に、規格外（不良）印刷を完全に防止することがで
きる、などの利点がある。

【００３９】請求項４の発明では、計測手段による計測
と、補正手段による補正のタイミングは、当該画像形成
装置の電源投入直後および、所定間隔、例えば、所定枚
数の画像処理毎、あるいは、所定の時間、などの間隔
で、補正を行う。図５に示す例では、計測補正のタイミ
ングを符号６０、６１、６２で示している。

【００４０】これら各回での補正では、１回の計測にお
けるずれ分の補正または複数回の計測における平均値の
ずれ分を補正することとする。

【００４１】請求項３記載の発明の場合、電源を長期
間、何日間かにわたって投入しっぱなしという場合があ
り、その場合に、その間の「環境変化」、「経時摩
耗」、「ローラとベルトとのスリップ状態の変化」など
に対応できない場合があり得るが、この請求項４の発明
ではかかる不具合がないという利点がある。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば像担持体ベルトまたは／
および中間転写体ベルトの１回転当たりの速度が理想値
に対してずれていても、既存の計測手段を使用して常に
理想の画像長を形成できる。又、異常の場合には停止で
きる画像形成装置を従来技術に比較して非常に低廉に提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる回路図である。

【図２】本発明にかかる回路図である。

【図３】本発明にかかる回路図である。

【図４】本発明にかかる回路図である。

【図５】本発明にかかるタイミングチャートである。

【図６】本発明の実施に適する画像形成装置の断面図で
ある。

【図７】本発明にかかるベルトの斜視図である。

【図８】本発明で改善すべきベルトの累積ずれ時間の説
明したグラフである。

【符号の説明】

１０（検知部としての）マーカー１１フォトセンサ１６（比較手段としての）比較器１７（判定手段としての）判定器６３（表示手段としての）表示パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０３８６３８６５１２５１２ (72)発明者出来剛東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内 (72)発明者田宮孝弘東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内 (72)発明者黒高重夫東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内 (72)発明者塩豊鳥取県鳥取市北村10−３・リコーマイクロエレクトロニクス株式会社内 (72)発明者薮田知典鳥取県鳥取市北村10−３・リコーマイクロエレクトロニクス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光書き込み系からの光で像の書き込みが行
われる像担持体ベルトと、この像担持体ベルトに形成さ
れた像が転写される中間転写体ベルトを有し、この中間
転写体ベルトの像を最終転写材に転写して画像を得る画
像形成装置であって、前記像担持体ベルトまたは／およ
び中間転写ベルトに１個所または複数個所、センサ検知
部が設けられていて、このセンサ検知部をセンサで検知
し、このセンサによるセンサ検知部の検知信号に基づい
て前記ベルトの回転方向のホームポジションを検知する
画像形成装置において、前記検知信号が得られる時間間隔または前記ベルトの１
回転時間または前記複数個所が前記センサを通過するに
要する時間を計測する計測手段と、前記時間間隔または前記時間と、これら時間間隔または
時間の理想値とを比較して時間のずれ量を得ることので
きる比較手段と、前記比較手段による時間のずれ量に基づいて、前記光書
き込み系または前記像担持体ベルトまたは前記中間転写
ベルトを駆動するモータの速度を補正する補正手段を有
することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、時
間のずれ量と許容値との大小を判定する判定手段を有
し、前記判定手段による判定結果が前記許容値を越えた場合
（異常時）に表示手段に異常個所および異常の内容を表
示するとともに、当該画像形成装置の画像形成プロセス
の進行を停止することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１記載の画像形成装置において、計
測手段による計測と、補正手段による補正のタイミング
は、当該画像形成装置の電源投入直後における準備期間
中としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１記載の画像形成装置において、計
測手段による計測と、補正手段による補正のタイミング
は、当該画像形成装置の電源投入直後および、所定間隔
毎に行うこととし、１回の計測におけるずれ分の補正ま
たは複数回の計測における平均値のずれ分を補正するこ
とを特徴とする画像形成装置。