(57)【要約】【課題】  中間転写体の膨張率を測定し、それに応じて潜像書き込みタイミングを補正することで、画像位置ずれを防ぐ。【解決手段】  周長センサ22を用いて中間転写体１の膨張率を測定し潜像書き込みタイミングを補正し、少なくともプリント一枚目は、温度センサ21により中間転写体１の膨張率を測定し潜像書き込みタイミングを補正する。【選択図】  図１
2006113130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体に画像情報に基づく光を照射して当該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像形成手段により形成された前記像坦持体上の静電潜像をトナー像として顕像化する現像手段と、周回経路上を移動して前記現像手段により前記像担持体上に形成されたトナー像を転写し２次転写位置に搬送する中間転写体と、前記中間転写体付近の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段の測定結果に基づいて前記中間転写体の温度による膨張分を予測して、前記像担持体上への画像情報に基づく光の照射タイミングを制御する制御手段とを具えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記中間転写体に付された1個または複数個のマークを検出し、周回経路上を移動中の前記マークの検出タイミングの差を測定することによって前記中間転写体の周長を検知する周長検知手段を有し、前記制御手段は、少なくとも1枚目の画像形成時は、前記温度検知手段による測定結果を参照して前記照射タイミングの制御を実行し、以降は、前記周長検知手段により検知した中間転写体の周長に応じて、前記像担持体上への画像情報に基づく光の照射タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記制御手段は、前回の画像形成時に前記周長検知手段により検知した中間転写体の周長をメモリに記憶しておき、今回の画像形成時の少なくとも１枚目は前記記憶した周長の検知結果及び前記温度測定手段による測定結果に応じて、前記像担持体上への画像情報に基づく光の照射タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記中間転写体上のマークが、画像形成終了後、前記周長検知手段で検出するタイミングになるまでに前記中間転写体が安定して駆動され移動する最短の距離分手前に位置するように当該中間転写体を制御する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかにおいて、
前記周長検知手段は前記中間転写体の移動方向上の複数箇所において前記マークを検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかにおいて、
前記周長検知手段は前記中間転写体及び前記中間転写体に付されたマークからの反射光を検出する反射型センサあるいは前記中間転写体の透過光を検出する透過型センサであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれかにおいて、
前記マークは前記中間転写体上のトナー像の転写を受ける領域以外の非画像領域に付されたものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記温度測定手段は前記中間転写体に近接した位置の温度を測定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかにおいて、
前記温度測定手段は前記中間転写体を駆動するローラおよび前記中間転写体を支持しているローラのいずれかの近傍の温度を測定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
周回経路上を移動して現像手段により像担持体上に形成されたトナー像を転写し２次転写位置に搬送する中間転写体の付近の温度を測定し、前記温度測定の結果に基づいて前記中間転写体の温度による膨張分を予測して、前記像担持体上への画像情報に基づく光の照射タイミングを制御することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式のプリンタや複写機などに用いられる画像形成装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
次に画像形成装置の構成の一例について説明する。
【０００３】
図１０はカラー画像形成装置の構成を示す図である。図１０に示すカラー画像形成装置には、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の各色ごとの４つの画像形成部が配置されている。また、画像形成部に対向して、中間転写体ユニットが配置されている。それぞれの画像形成部は、像担持体15a，15b，15c，15d、像担持体15a，15b，15c，15dを一様に所定の電位に帯電するための帯電手段13a，13b，13c，13d、帯電された像担持体15a，15b，15c，15d上に各色画像データに対応したレーザ光を照射して静電潜像を形成するためのレーザスキャナユニット11a，11b，11c，11d、像担持体15a，15b，15c，15d上に形成された静電潜像を現像してトナー画像として顕像化するための現像手段16a，16b，16c，16d、現像手段16a，16b，16c，16d内の各色トナーを像担持体15a，15b，15c，15dに送り出すためのスリーブローラ14a，14b，14c，14d、トナーの中間転写体への転写後に像担持体15a，15b，15c，15d上に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段17a，17b，17c，17dから構成される。また、12a，12b，12c，12dは廃トナーを収納するための廃トナーユニットである。
【０００４】
上記中間転写体ユニットは、中間転写体1を備えており、上記で像坦持体上に形成した画像を中間転写体１に一次転写する。この中間転写体ユニットには、中間転写体１を駆動する駆動ローラ31c、中間転写体１に張力を与えるテンションローラ31a、記録紙Pに二次転写するための転写手段41が備えられており、中間転写体１は、駆動ローラ３１ｃによって駆動され周回経路上を周回する。
【０００５】
カラー画像形成装置の下部には記録媒体Pが収納された給紙カセット3が配置されている。給紙カセット3からの記録媒体Pの搬送経路には、記録媒体の給紙用のピックアップローラ4、記録媒体Pの先端を検出し、画像形成プロセスのタイミングをはかるための検出センサ5、像担持体15a，15b，15c，15dから中間転写体１に形成された画像を記録媒体Ｐに転写するタイミングをとるために記録媒体Pを待機させるためのレジストローラ6が備えられている。レジストローラ6で待機した記録媒体Pは、検出センサ5の検出結果と画像形成プロセスとのタイミングをとって、搬送経路を搬送されて転写手段によって中間転写体に形成された画像が転写される。2は定着手段であり、記録媒体P上に転写されたトナー画像を溶融定着させる。定着された記録媒体Pは機外に排出され、画像形成動作を終了する。
【０００６】
上述の画像形成装置に備えられた中間転写体１に用いられる材料は、一般的に熱による膨張があることが知られている。このため、図１０に示す従来の画像形成装置のように、転写手段４１による二次転写位置に対して上流側にテンションローラを配置している構成において、中間転写体１の周長が一定であることを想定して装置各部の動作タイミングを規定している場合は、先端余白が広くなるといった不具合が生じる。
【０００７】
そこで、特許文献１では、中間転写体上にマークを付し、そのマークをセンサで検出して露光光の照射タイミングを補正して中間転写体の周長を検出するといった方法が取られている。
【０００８】
【特許文献１】特開2000―3121号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法では中間転写体に付されたマークとセンサとの位置関係によってはマークを検知するまでの時間が長くなりファーストプリントアウトタイムを長くしてしまうといった問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、以上のような問題を解消した画像形成装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、像担持体と、該像担持体に画像情報に基づく光を照射して当該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像形成手段により形成された前記像坦持体上の静電潜像をトナー像として顕像化する現像手段と、周回経路上を移動して前記現像手段により前記像担持体上に形成されたトナー像を転写し２次転写位置に搬送する中間転写体と、前記中間転写体付近の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段の測定結果に基づいて前記中間転写体の温度による膨張分を予測して、前記像担持体上への画像情報に基づく光の照射タイミングを制御する制御手段とを具えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中間転写体付近の温度を測定し、その測定結果に基づいて、温度による中間転写体の膨張分を予測して像担持体上への潜像の書き込みのタイミングを制御するので、１枚目の画像形成時でもファーストプリントアウトタイムを長くせずに画像形成位置ずれのない良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［実施例１］
本発明の第一の実施形態について説明する。図1は、本発明の第一の実施形態を示す。図1において、前述した図１０における画像形成装置と同様の構成に関しては、同一符号を付しその説明を省略する。図９は画像形成装置における制御回路のブロック図（各実施例共通）であって、本発明の主要部に関する部分のみを示してある。図９において、ＣＰＵ５１は、システムメモリ５２内のプログラム（図６を含む）に従って、本画像形成装置全体の動作（図１０の説明参照）、すなわち、画像データを入力し、入力した画像データに応答して記録媒体に画像を形成し機外に排出する動作を制御する。ＣＰＵ５１は、温度センサ２１、周長センサ２２からの検出結果を示すデータをＡ／Ｄ変換器２１Ａ，２２Ａを介して取り込む。また、ＣＰＵ５１は、後述のようにして、レーザスキャナユニット５３を制御し、駆動ローラ３１ｃ用のモータ５４を制御する。
【００１４】
まず初めに、プリント開始1枚目において温度センサ21の結果を基に潜像書き込みタイミングを補正することに関して説明する。
【００１５】
温度センサ21は、装置内部の発熱源の比較的少ない場所、例えば中間転写体１の内部に設置され、内部温度を検出してA/D変換器を介してその温度データがCPU５１に取り込まれる。ＣＰＵ５１は、そのデータをもとに例えば以下のような演算処理により中間転写体の膨張分を予測する。
【００１６】
温度センサ21から出力された温度T1とし、中間転写体１の膨張がないときの温度Trefとすると、温度差ΔTは、
ΔT＝T1−Tref
となる。温度差ΔTに中間転写体１の材料の熱膨張係数αを乗ずることにより、基準長さに対する熱膨張率βを算出すると
β＝ΔT×α
となる。このβを考慮して像担持体15a〜15d上への潜像の書き込みのタイミングを制御する。
【００１７】
図2は、潜像の書き込みタイミングを表した図である。
【００１８】
像担持体15a〜15dに画像書き込み可能状態になったタイミングで、画像書き込み可能信号がONになる。ＣＰＵ５１の制御下で、レーザスキャナユニット11a〜11dは、画像書き込み可能信号を受けたタイミングを起点として画像信号に応じて変調されたレーザビームを射出するが、ここでは熱膨張率βに応じたタイミングだけ時間をずらして画像書き込み可能信号を出す。こうすることで、ある時間ｔだけずれたタイミングでレーザビームが射出され、したがって像担持体15a〜15d上には、そのタイミングだけずれた位置に潜像が書き込まれる。
【００１９】
次に、プリント2枚目以降において周長センサ22の結果を基に潜像書き込みタイミングを補正することに関して説明する。
【００２０】
周長センサ22は、中間転写体１の内側の適当な箇所に設置されており、図3に示すように発光部であるLED201と受光部である光センサ202から構成される。LED201からの光を中間転写体１上で反射させ、その反射光の光量を受光部の光センサ202で検知するものである。
【００２１】
図4は、中間転写体上の端部近傍である非画像領域にあらかじめ付されたマークを表している。
【００２２】
周長センサ22がマークの位置を検出する際、周長センサ22がマーク以外の中間転写体１の下地を検出しているとき、中間転写体の反射率が比較的高い場合は、正反射光が光センサ202に入射する量は多いのでセンサ出力は大きくなる特性を示し、センサ出力は一定となる状態を維持する。一方、マークがセンサ部を通過する時は、マークにより正反射光が光センサ202に入射する量が減り、センサ出力は中間転写体１の下地を検出しているときより小さくなる特性を示す。そして、センサ中心とマークの中心が重なったとき一番出力が小さくなる。そこで、センサ出力が最小となったときをマーク位置検出時間と定義する。
【００２３】
プリント開始時に中間転写体１が回転（周回）し始めてからある時間t1後に一回目のマークを検出し、ある時間t2後に中間転写体１が一周することで再度マークを検出した時、あらかじめEEPROM等のメモリに書き込まれている中間転写体の膨張がないときにマークが一周する時間trefと比較して、tref＝t2−t1ならば中間転写体１の膨張はないため潜像書き込みタイミングは所定のタイミングで良い。しかしながら、tref＜t2−t1ならば中間転写体１は膨張しているため、潜像書き込みタイミングが所定のタイミングのままだと画像位置ずれを生じてしまうため、図2のように中間転写体１の膨張率に応じて潜像書き込みタイミングを補正する。
【００２４】
図5は、中間転写体１が膨張した場合、潜像書き込みタイミングの補正有り無しによって、画像にどのような影響を及ぼすかを簡単に表した例である。
【００２５】
図５の（Ａ）の左側のように、補正がないと、図5の（Ａ）の右側のように出力画像の先端余白が設定よりも広くなり、良好な画像が得られない。それに対し、中間転写体１が膨張した場合、潜像の書き込みタイミングを早める（図5の（Ｂ）の左側）ことで先端余白が設定通りの画（図5の（Ｂ）の右側）になることが分かる。
【００２６】
周長センサ22は反射型センサを用いたが、中間転写体１の反射率が低い場合、中間転写体の下地からの反射光とマークからの反射光との差が小さくなることから、下地とマークとの区別がつきにくくなる。そのような場合は、周長センサ22として透過型センサを用いても同様の効果が得られる。
【００２７】
また、中間転写体１の移動方向上の２箇所に各々周長センサを設置することもでき、この２つの周長センサが中間転写体１上の同じマークを検出したタイミングに基づいて、上述した１個の周長センサ２２による中間転写体１の１周経過時点の検出タイミングを用いた潜像書込みタイミングの補正手法を同様に適用することができる。すなわち、プリント開始時に中間転写体１が回転（周回）し始めてからある時間t1後に１個目の周長センサでマークを検出し、ある時間t2後に２個目の周長センサで同じマークを検出した時、あらかじめEEPROM等のメモリに書き込まれている中間転写体の膨張がないときにマークが２つの周長センサ間を移動する時間trefと比較して、tref＝t2−t1ならば中間転写体１の膨張はないため潜像書き込みタイミングは所定のタイミングで良い。しかしながら、tref＜t2−t1ならば中間転写体１は膨張しているため、潜像書き込みタイミングが所定のタイミングのままだと画像位置ずれを生じてしまうため、図2のように中間転写体１の膨張率に応じて潜像書き込みタイミングを補正する。この手法によれば、１個の周長センサ２２によるそれよりも短時間で中間転写体１の膨張率を検知できる。
【００２８】
さらに、温度センサ21は中間転写体１付近の温度を測定したが、中間転写体１に接触している構成及び中間転写体を支持する3つのローラ31a〜31cのいずれかのローラ近傍の温度を測定する構成でも同様の効果が得られる。
【００２９】
上述したように、本実施形態によれば、プリント一枚目は温度センサの測定結果から、中間転写体の膨張率を求め潜像書き込みタイミングを補正し、プリント二枚目以降は周長センサにより検出結果をもとに、中間転写体の周長に応じて潜像書き込みタイミングを補正することでファーストプリントアウトタイムに影響せずに画像位置ずれのない良好な画像を得ることができる。
【００３０】
［実施例２］
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。尚、第一の実施例と同様の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３１】
本実施例は、温度センサで潜像書き込みタイミングの補正を行うことをプリント一枚目に限らず周長センサにて周長が測定できた時点で、周長センサから得られた結果をもとに潜像書き込みタイミングを補正する点において異なる。
【００３２】
図6に、本実施形態のフローを示す。
【００３３】
プリント開始（S61）後、温度センサ21にて中間転写体１又はそれ自体の温度又は中間転写体を支持する3つのローラ31a〜31cいずれかのローラ近傍の温度を測定（S62）し、中間転写体１の膨張率を求める（S63）。中間転写体１の膨張率に応じて（S64）潜像書き込みタイミングを補正（S65）もしくは補正をしない（S66）。プリント開始時から検知し始めた（S62）周長センサ22の検知が終了（S67）すると、それ以降は周長センサ22にて測定した中間転写体１の周長に応じて潜像書き込みタイミングを補正（S68）し、検知が終了していない場合は引き続き温度センサ21での測定結果をもとに潜像書き込みタイミングの補正（S69）を行い、プリント終了していない場合はＳ６７に戻る（Ｓ７１）。
【００３４】
上述したように、温度センサで潜像書き込みタイミングの補正を行うことをプリント一枚目に限らず周長センサにて周長が測定できた時点で、周長センサから得られた結果をもとに潜像書き込みタイミングを補正することで、プリント二枚目までに周長検知が終了しない構成においても、画像位置ずれのない良好な画像を得ることができる。
【００３５】
［実施例３］
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。尚、第一及び第二の実施例と同様の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３６】
本実施形態では、前回プリント時に検知した中間転写体１の周長をメモリ（システムメモリまたはＥＥＰＲＯＭ）に記憶しておき、次回のプリント開始時にはその結果および温度センサから測定した膨張率をもとに、潜像書き込みタイミングを補正する点において異なる。
【００３７】
中間転写体１は、経時的に周長が変化する。その際、経時的な周長の変化を考慮せず、プリント1枚目の中間転写体１の膨張率を温度センサ21のみで求めると、経時的な周長変化を考慮せずに、潜像書き込みタイミングを補正することになるため、位置ずれのない画像を得ることができない。
【００３８】
そこで、前回プリント時に測定した中間転写体１の周長をメモリに記憶しておく。そして、次回プリント時には、メモリに記憶した中間転写体１の周長と温度センサ21で測定した膨張率とを考慮して、潜像書き込みタイミングの補正を行う。
【００３９】
上述のような処理をすることで、中間転写体１の経時的変化及び温度による中間転写体１の膨張率を考慮して潜像書き込みタイミングを補正することができる。
【００４０】
［実施例４］
次に、本発明の第四の実施形態について説明する。尚、第一乃至第三の実施例と同様の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
本実施形態では、図7に示すように中間転写体１に付されたマークがプリント終了後、常に周長センサ22で検出するまでに中間転写体が安定して駆動され搬送される最短の距離分手前に位置するように駆動ローラ３１ｃ用のモータを制御して中間転写体の停止または移動開始位置を制御する点において異なる。
【００４２】
センサ構造、処理内容等は、第一乃至第三の実施形態と同じである。
【００４３】
このようにすることで、周長センサ22で中間転写体１の周長を検知する時間を早めることができる。
【００４４】
［実施例５］
次に、本発明の第五の実施形態について説明する。尚、第一乃至第四の実施例と同様の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
本実施形態では、中間転写体に付したマークを複数個有する点において異なる。
図8に示すように、中間転写体１上に複数個のマークを有した図である。
【００４６】
このように複数個のマークを有することで、中間転写体１を一周させることなく周長センサで中間転写体１の周長を測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置を表す構成図である。
【図２】画像書き込み開始信号をずらした状態を表すタイミングチャートである。
【図３】図１に示す周長検知手段の概略構成図である。
【図４】中間転写体上の非画像領域に付されたマークを表す図である。
【図５】潜像書き込みタイミングを補正した場合に得られる画像の例を模式的に表した図である。
【図６】本発明の第二の実施形態における制御を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の第四の実施形態における周長センサとマークとの位置関係を示した図である。
【図８】中間転写体上の非画像領域に付された複数個のマークを表す図である。
【図９】各実施例における制御回路のブロック図である。
【図１０】従来例の画像形成装置を表す構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１      中間転写体
21      温度センサ
22      周長センサ
31a      テンションローラ
31ｃ      駆動ローラ
41      転写手段
201      LED
202      光センサ
【図１】
2006113130.tif 000003
【図２】
2006113130.tif 000004
【図３】
2006113130.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006113130.tif 000007
【図６】
2006113130.tif 000008
【図７】
2006113130.tif 000009
【図８】
2006113130.tif 000010
【図９】
2006113130.tif 000011
【図１０】
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