(57)【要約】【課題】  複数の現像器を保持する回転式現像器保持体を有する画像形成装置において、印刷動作時に常に正確なポジションで現像動作を行う。【解決手段】  複数の現像器を保持する回転式の現像器保持体を有し、現像器保持体の位置を、現像器保持体をギアを介して駆動するモータの回転量を検出するセンサと現像器保持体の基準位置を検出するセンサの出力から判断する画像形成装置において、すべての現像器がセットされてから現像器保持体の基準位置を再度検知する。また、基準位置を行った後、現像器交換用ドアがオープンされずに現像器検知を行いすべての現像器があることが確定した場合は、２度目の原点検知を省略する。【選択図】        図１
2006030625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に対応するレーザビーム走査またはＬＥＤ発光によって、感光体上に潜像を形成し、前記感光体上の潜像に対して回転式現像器保持体に保持されている複数の現像器から選択された現像器を用いて現像剤で現像を行い、前記感光体上の画像を転写材に転写を行うことにより転写材上に現像材による画像を形成させ、前記転写材上に現像剤により形成された画像を定着手段により転写材上に画像を定着させる手段を有する画像形成装置において、ギアを経由して前記回転式現像器保持体を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の回転量を検出する第１の検知手段と、前記回転式現像器保持体の基準位置を検出する第２の検知手段と、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段の結果より前記回転式現像器保持体の位置を算出し、前記駆動手段を制御することで任意の位置に前記回転式現像器保持体を回転させる制御手段と、前記現像器の有無を検出する第３の検出手段とを有し、前記第３の検出手段により前記現像器のすべてが前記現像器保持体に装着されていることを検出した後、再度、前記第２の検出手段により前記回転式現像器保持体の基準位置を検出することを特徴とした画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像器を着脱するために開ける必要がある外装開閉手段と、前記外装開閉手段の開閉状態を検出する第４の検知手段を有し、前記第３の検出手段により前記現像器のすべてが前記現像器保持体に装着されていることが検出されていない状態で前記第２の検出手段により前記回転式現像器保持体の基準位置を検出した後、一度も前記第４の検知手段で前記外装開閉手段が開かれたことを検出せずに、前記第３の検出手段により前記現像器のすべてが前記現像器保持体に装着されていることを検出した時、前記第２の検出手段の結果を有効とし、再度より前記回転式現像器保持体の基準位置を検出することを行わずに画像形成を可能とすることを特徴とした画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、１つの像担持体と複数の現像カートリッジ及び中間転写体による多重転写方式によってカラー画像を形成する電子写真方式の多色画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２に示すような画像形成装置において、カラー画像の形成方法について説明する。まず、感光ドラム１００上に光学ユニット１０１で各色毎に送出される画像情報により形成された潜像は、回転式現像器保持体１５０（以下ロータリーと示す）に保持されている各色現像器１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ、１５１ｄから画像情報に対応した色の現像器を感光ドラム１００に接触させ、現像器の有する現像剤により現像及び可視化される。可視化された画像は無端状像坦持体１０８（以下、中間転写体と記す）に転写される。これを４回繰り返すことで中間転写体１０８上に多色画像が形成される。その後、転写材保持体（以下、給紙トレイと記す）２００から給紙された転写材Ｐを無端状像坦持体と転写及び搬送ベルトの間に搬送させ、転写材Ｐに中間転写体１０８上の多色画像を転写させる。転写材Ｐ上に転写させた多色画像は、定着ユニット１２６で転写材Ｐに熱定着させる。その後、転写材Ｐは搬送され、上部排紙トレイ部１２８または下部排紙トレイ部１２５に排出される。なお、モノカラー画像形成の際には前記多重画像は単一色の画像現像剤である。
【０００３】
次に現像器選択機構の動作について詳しく説明する。
【０００４】
ロータリー１５０は図２上の矢印の方向、すなわち反時計回りの方向に回転する。この回転量を制御することで任意の色の現像器１５１を感光ドラム１００の位置に移動させることが可能となる。図３はロータリー１５０の駆動に関連する部分を示した図である。１５０は現像器１５１ａ〜１５１ｄを保持する現像器保持体である。１５２ａ〜１５２ｄはそれぞれ現像器１５１ａ〜１５１ｄに取り付けられた現像スリーブで感光ドラム１００に当接し、潜像の現像を行う。ここで、１５１ｃ，１５１ｄは図３ではロータリー１５０に隠れてしまうため不図示となっている。１６１はロータリー１５０を回転させるためのモータである。１７０はモータ１６１の軸上に取り付けられた多数のスリットパターンを持つ反射板、１７１は反射板１７０からの反射光を検出することでモータ１６１の回転量を検知するためのエンコーダである。モータ１６１の回転量とロータリー１５０の回転量は比例関係にあるため、エンコーダ１７１によりロータリー１５０の回転量を検出できる。１３１はロータリー１５０の基準位置を検出するための回転式現像器基準位置検知センサ（以下ホームポジションセンサと記す）、１３２はロータリー１５０の基準位置に取り付けられ、ホームポジションセンサ１３１を遮光するための基準位置指示部材である。
【０００５】
図４は現像器選択機構の制御ブロック図である。ホームポジションセンサ１３１及びエンコーダ１７１の出力はＣＰＵ２０１に入力される。ＣＰＵ２０１はホームポジションセンサ１３１からの入力信号により、ロータリー１５０の原点位置を確認できる。また、エンコーダ１７１の入力信号により、ロータリー１５０の回転量を検知できる。つまりホームポジションセンサ１３１及びエンコーダ１７１の入力を確認することで、基準位置からの回転量すなわちロータリー１５０の現在位置を認識できる。これらの情報を元に可変利得アンプ２０２の利得を調節することで、任意の位置にロータリー１５０を制御することが可能となる。最後にロータリー１５０の基準位置検出の具体的動作について説明する。レーザービームプリンタの電源がＯＮされると、不図示のＣＰＵは可変利得アンプ２０２を制御し、一定速度でロータリー１５０を回転させる。ロータリー１５０が回転し、基準位置指示部材１３２がホームポジションセンサ１３１に達したことを検知した位置を基準位置とする。以後はエンコーダ１７１により、原点からの回転量を検出し、ロータリー１５０の現在位置を判断して制御を行う。この時、ロータリー１５０が１周以上すると再び基準位置指示部材１３２がホームポジションセンサ１３１を通過するが、再度基準位置として検出結果は使用しない。これは基準位置検出動作以外の時は回転式現像器保持体１５０の回転速度はより高速であり、回転速度も一定でないため、ホームポジションセンサ１３１の出力信号の遅れや、ＣＰＵ２０１のサンプリングの遅れなどの影響による基準位置検出誤差を発生させないためである。
【特許文献１】特開平０９−００６０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、モータの軸の回転量で現像器保持体の回転量を判断するため、その間の駆動ギアの噛み合せの余裕の分、基準位置検出に誤差が生じる可能性がある。通常、モータにより現像器保持体が駆動されているのであればギアは必ず図６のように回転方向により決まったエッジで接触するので、ギアの噛み合せの余裕にかかわらず、モータ駆動軸と現像器保持体の回転量は完全に一致し検出誤差は生じない。ただし、現像器保持体は４つの現像器を保持できるが、現像器は脱着可能であるので、必ずしもすべての現像器がそろっているわけではない。このため、基準位置検出時に現像器が一つだけ装着されているなど、重量バランスの著しい不均衡が生じる可能性がある。この場合、装着された現像器が上部から下部に移動するとき、現像器の重量の影響で現像器保持体が自らモータによる駆動速度よりも高速で回転してしまう場合がある。この時、図７のように駆動ギアが通常と反対側のエッジに接触する。この場合、図６と図７では現像器保持体が同じ位置でもモータ軸上では位置が異なるため、基準位置検出に誤差が生じてしまう可能性がある問題があった。この誤差は現像器の着脱や現像器有無の検出には影響のないレベルだが、現像時には感光ドラムとの接触圧が変化するなど、画像形成に影響を及ぼしてしまう。また、この検出誤差は駆動ギアの噛み合せの余裕を少なくすることで少なくできるが、噛み合せの余裕を少なくすることは、モータの駆動トルクの増加や、ギア部品に高い精度が要求されるなどの弊害が生じてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、回転式現像器保持体とそれを駆動するモータとの間のギアのかみ合わせによらず、正確な原点検出を行うため、現像器保持体に装着された現像器の有無を検出する手段を有した画像形成装置において、すべての現像器が装着されていた後、現像器保持体の原点確認を再度行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、すべての現像器が装着されてから回転式現像器保持体の原点位置の検出を行うことにより、回転式現像器保持体とそれを駆動するモータとの間のギアのかみ合わせ精度によらず、正確な原点検出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、図２に本発明で用いた画像形成装置の一例を示す。
【００１１】
本実施形態の画像形成装置は、像担持体の被露光部に現像剤を付着させて可視化する反転現像系であり、負帯電現像剤を担持した現像剤担持体を像担持体に当接させて現像を行う一成分画像形成装置である。まず、本発明で用いた画像形成装置について図２を用いて説明する。主な機能としては感光ドラム１００、光学ユニット１０１、帯電ローラ１０２、一次転写ローラ１０３、中間転写体テンションローラ１０４、中間転写体駆動ローラ１０５、中間転写体クリーニングローラ１０７、回転式現像器保持体１５０（以下ロータリーと示す）、回転現像器保持体駆動手段１６１、４つの現像手段１５１ａ〜ｄ、回転式現像器基準位置検知センサ１３１（以下ホームポジションセンサと記す）、搬送ベルト１２１、定着ユニット１２６、給紙トレイ２００、手差し給紙トレイ１２４、濃度及びタイミングセンサ１３０、２次転写ローラ１２０、排紙ローラ１６２、排紙トレイ１２５及び上部排紙トレイ１２８等を有している。
【００１２】
次に印字に至るまでの工程の概要について説明する。まず、感光ドラム１００上に配置している帯電ローラ１０２によって感光ドラム１００の表面を所望の極性に均一に帯電（例えば−６００Ｖ）させる。次に画像同期信号を基準にコントローラから送出される画像データを基に、光学ユニット１０１を用いてレーザＬで感光ドラム１００上を露光することにより感光ドラム１００上に静電潜像を形成させる。静電潜像を可視化する為のプロセス一例を挙げると、例えばＹ（イエロー）用画像形成手段（現像手段）１５１ａにより感光ドラム１００上に形成された静電潜像を、現像スリーブ１５２に所定の電圧を印加（例えば−３００Ｖ）して感光ドラム１００上の静電潜像を現像剤等による現像剤による現像を行い、感光ドラム１００上に可視化された現像剤像を形成させる。
【００１３】
その後、一次転写ローラ１０３により感光ドラム１００上の現像剤像を中間転写体に転写を行いとりあえず画像を保持させる。
【００１４】
同様にＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）についても、順次各色用現像器１５１ｂ〜１５１ｄで感光ドラム１００上にそれぞれの画像データに応じた潜像をそれぞれの現像手段のスリーブと現像剤で現像を行うことにより現像剤像の形成を行う。前記作業を各色ごとに順次中間転写体に形成画像を保持させる。
【００１５】
中間転写体上の各色の保持現像剤像は、所定のタイミングで転写が行われるので中間転写体上で多重の現像剤像となる。一方最後の画像形成色での現像が終了した後、所定のタイミングで２次転写ローラ１２０と中間転写体クリーニングローラ１０７を中間転写体駆動ローラ１０５に中間転写体を介して当接させる。中間転写体に当接させた後、それぞれのローラに高圧（例えば所定のタイミングで現像剤像と反対極性（例えばプラス極性）の転写高圧（例えば＋１０００Ｖ）を２次転写ローラ１２０に印加して、またクリーニングローラ１０７には同様にプラス極性の電圧（例えば＋１０００Ｖと矩形波電圧（例えば１ＫＨＺ、２ＫＶｐｐ））印加を行い、中間転写体駆動ローラ１０５には例えば１次転写ローラ１０３と同極性同電位の電圧印加を行い、転写材の搬送を待つ。
【００１６】
さらに該現像剤像を転写するために別途必要な所定のタイミングで、給紙トレイ２００からは給紙ローラ１２５もしくは手差し給紙トレイ１２４からは給紙ローラ１２３により転写材を摘出する。摘出した転写材はレジローラ１２２でいったん停止して、中間転写体上への最終色の画像形成終了を待つ。
【００１７】
最終色の画像形成が終了後所望のタイミングでレジローラ１２２は転写材の再搬送を開始する。搬送された転写材は当接した２次転写ローラと中間転写体駆動ローラ１０５で駆動されている中間転写体の間に搬送され、中間転写体上の多色多重現像剤像は中間転写体駆動ローラ１０５と２次転写ローラ１２０に印加されているバイアスの電位差のより転写材上へ転写させる。その後、転写後に中間転写体上に残留する現像剤はクリーニングローラ１０７によって除去もしくは再チャージを行い、中間転写体上の残留現像剤は再チャージにより感光ドラム１００へ戻り、感光ドラム１００に接触しているブレードにより回収される。ブレードで回収された残留現像剤は、不図示の駆動で肺現像剤エリア１０８へ蓄積される。また、クリーニングローラ１０７に付着した残留現像剤は、別途所定のプロセスで後に感光ドラム１００に回収させる。
【００１８】
転写材への転写が終了した後、クリーニングローラ１０７と２次転写ローラ１２０は中間転写体駆動ローラ１０５より離間させ、次の画像形成に備える。
【００１９】
なお、クリーニングされた感光ドラム１００は帯電ローラ１０２により再び観光ドラム１００の表面を所望の極性に均一に帯電させ、次の潜像形成及び現像工程に備える。また、残留現像剤をクリーニングした中間転写体においても同様である。
【００２０】
一方、現像剤像を転写させた転写材は搬送ベルト１２１から定着ローラ１２６で転写材へ現像剤像を定着させる。現像剤像を定着した転写材は、上部排紙トレイ１２８もしくは下部排紙トレイ１２５へ排出される。
【００２１】
また、手差し給紙トレイ１２４はユーザの必要に応じ開閉でき、また転写材のサイズに応じてトレイ自体を伸縮させることが出来る。下部排紙トレイ１２５についても同様に排紙トレイのサブステイが伸縮可能である。また、上部排紙トレイ１２８も、転写材のサイズに応じて、不図示のストッパーガイドを伸縮することが可能である。また、濃度及びタイミングセンサ１３０は、本カラー画像形成装置に電源を入れる際のウォームアップ時もしくは所定タイミングで、各色現像剤像の濃度制御を行うためのものである。また、タイミングについては不図示の中間転写体上の基準位置を反射もしくは透過の光学的手段で読み取り、画像形成を行う際の基準を検知する手段として用いる。本発明では、濃度及びタイミングセンサ１３０と１つのユニットとして記載しているが、各々別ユニットであっても無論かまわない。
【００２２】
以上が本発明に用いたカラー画像形成装置における印字工程の概要である。
【００２３】
次に、図１に本発明の実施形態のフローチャートを示す。
【００２４】
先に述べた印字工程を行うためには、ロータリー１５０を正確に現像位置に移動させる必要がある。そのために印字工程の前にロータリー１５０の原点位置を正確に検出する必要がある。図１はロータリー１５０の原点位置検出動作のフローチャートである。カラー画像形成装置の電源が投入されると、エンジンはＴＯＰカバー１１０の開閉をチェックし、閉じていれば印字準備動作に入る（Ｓ１）。印字準備動作でロータリー１５０の原点位置確認を行う（Ｓ２）。なお、ロータリー１５０の駆動構成及び制御詳細については従来の技術と同様なので説明を省略する。その後、ロータリー１５０を制御し、各色の現像器を順次不揮発性メモリアクセス位置に移動させ、不揮発性メモリアクセスを行う。この時、不揮発性メモリにアクセス可能であれば現像器あり、アクセス不可であれば現像器無しと判断する（Ｓ３）。ＹＭＣＫすべての現像器の有無をチェックし、すべての現像器が装着されていることを確認できたならば（Ｓ４）、再びロータリー１５０の原点検知を行う（Ｓ５）。その後、電子写真プロセスの初期化動作を行い（Ｓ６）、印字準備が完了する（Ｓ７）。なお、電子写真プロセスの初期化動作とは主に中間転写体のクリーニング動作等であるが、本発明と直接関係しないので説明を省略する。また、現像器の有無検知後に一つでも装着されていない現像器があった時は（Ｓ４）、すべての現像器が装着されていない場合、ロータリー１５０の重量バランスの不均衡により、基準位置検出が正確に行われていない可能性があるため、まず上カバー１１０がオープンされるのを待つ（Ｓ８）。これは、現像器装着を行うためには上カバー１１０をオープンする必要があるので、上カバー１１０の状態を監視することで現像器が交換された可能性を判断できるためである。上カバー１１０のオープンを検知すると、現像器が交換される可能性があると判断し、上カバー１１０が再びクローズされるのを待ち（Ｓ１）、電源投入時からと同様な処理を繰り返す。このようにすることにより画像形成前には必ずすべての現像器が装着された状態でロータリー１５０の基準位置検出が行われる。
【実施例２】
【００２５】
次に、本実施例に係る第２の実施形態に関して図５に基づき説明する。なお、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成は、第１の実施形態で説明した画像形成装置の概略構成と同様であるから図２に代えて説明を省略する。また、ロータリー１５０の駆動構成及び制御詳細については従来の技術と同様なので説明を省略する。
【００２６】
図２はロータリー１５０の原点位置検出動作のフローチャートである。カラー画像形成装置の電源が投入されると、エンジンはＴＯＰカバー１１０の開閉をチェックし、閉じていれば印字準備動作に入る（Ｓ２０）。印字準備動作でロータリー１５０の原点位置確認を行う（Ｓ２１）。この時点では現像器がすべてそろっているかは不明なので、検知した原点は現像器の有無による重量バランス不均衡の影響により、検出誤差が生じている可能性がある。このため、仮の原点位置として設定し、原点仮設定フラグをセットする（Ｓ２２）。その後、現像器有無の検知を開始する（Ｓ２３）。現像器の有無検知は次のように行われる。まず、ロータリー１５０を制御し、各色の現像器を順次不揮発性メモリアクセス位置に移動させ、不揮発性メモリアクセスを行う。この時、不揮発性メモリにアクセス可能であれば現像器あり、アクセス不可であれば現像器無しと判断する。ＹＭＣＫすべての現像器の有無をチェックし（Ｓ２５）、すべての現像器が装着されていることを確認できたならば（Ｓ２６）、Ｓ２１で検知した原点位置は現像器の有無による重量バランス不均衡の影響を受けていないと判断できるので正確な原点位置として確定する（Ｓ２８）。その後、電子写真プロセスの初期化動作を行い（Ｓ２９）、印字準備が完了する（Ｓ３０）。また、Ｓ２６において一つでも現像器が装着されていないことを検出した場合は第１の実施例と同様に新たに現像器の装着を待つために上ドアのオープンを待つ（Ｓ３１）。上ドアがオープンされたことを検知すると、ロータリー１５０の原点仮設定フラグをクリアする。これは上ドアを開けるとユーザの手によりロータリー１５０の位置がわずかに動いてしまう可能性があるためである。もし、上ドアを開けた状態でロータリー１５０が全く動かないもしくは動いた移動量を正確に検出できる場合はＳ３２は行わなくともよい。その後、上カバー１１０がクローズされるのを待ち（Ｓ３３）、現像器検出から同様な処理を繰り返す。このようにすることにより画像形成前には必ずすべての現像器が装着された状態でロータリー１５０の基準位置検出が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るフローチャート図である。
【図２】従来及び本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模式的断片図である。
【図３】回転式現像器保持体の概略構成を示すブロック図である。
【図４】回転式現像器保持体の制御構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るフローチャート図である。
【図６】従来に係る回転式現像器保持体駆動時のギアの位置関係を示す第１の図である。
【図７】従来に係る回転式現像器保持体駆動時のギアの位置関係を示す第２の図である。
【符号の説明】
【００２８】
１００  感光ドラム
１０１光学ユニット
１０２  帯電ローラ
１０３  一次転写ローラ
１０４  中間転写体テンションローラ
１０５  中間転写体駆動ローラ
１０７  中間転写体クリーニングローラ
１０８  中間転写体
１２０  ２次転写ローラ
１２１  搬送ベルト
１２４  手差し給紙トレイ
１２５  排紙トレイ
１２６  定着ユニット
１２８  上部排紙トレイ
１３０  濃度及びタイミングセンサ
１３１  回転式現像器基準位置検知センサ（ホームポジションセンサ）
１５０  回転式現像器保持体（ロータリー）
１５１ａ〜１５１ｄ  現像手段（現像器）
１５２  現像スリーブ
１５４  現像ブレード
１６１  回転現像器保持体駆動手段（モータ）
１６２  排紙ローラ
２００  給紙トレイ
２０１  ＣＰＵ
【図１】
2006030625.tif 000003
【図２】
2006030625.tif 000004
【図４】
2006030625.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図３】
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