(57)【要約】【課題】複数色の画像を重ねて転写する際に色ズレの生じない画像形成装置を提供する。【解決手段】複数の感光体８と、複数の感光体８をそれぞれ回転駆動する複数の駆動手段２２と、光線を発する発光手段２５と、発光手段２５が発した光線を受光して光量を計測可能な受光手段２６と、発光手段２５が発した光線を案内し、複数の感光体８に分配して投光する投光導光部材２７と、投光導光部材２７が投光した光線の複数の感光体８における透過光または反射光をそれぞれ案内して受光手段２６に導く受光導光部材２８とを備え、投光導光部材２７および受光導光部材２８の少なくともいずれかは、感光体８毎に伝送可能な光線の光量および波長の少なくともいずれかを異ならせるようになっており、受光手段２６が検出した光線の光量および波長毎の変化のずれから、複数の感光体８の間の位相のずれを算出して、複数の感光体を同期させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感光体と、
前記複数の感光体をそれぞれ回転駆動する複数の駆動手段と、
光線を発する発光手段と、
前記発光手段が発した光線を受光して光量を計測可能な受光手段と、
前記発光手段が発した光線を案内し、前記複数の感光体に分配して投光する投光導光部材と、
前記投光導光部材が投光した光線の前記複数の感光体における透過光または反射光をそれぞれ案内して前記受光手段に導く受光導光部材とを備え、
前記投光導光部材および前記受光導光部材の少なくともいずれかは、前記感光体毎に伝送可能な光線の光量および波長の少なくともいずれかを異ならせるようになっており、
前記受光手段が検出した光線の光量および波長毎の変化のずれから、前記複数の感光体の間の位相のずれを算出して、前記複数の感光体を同期させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記受光手段が検出した光線の最大光量および最大光量の継続時間が共に所定のしきい値を超える場合に、前記複数の感光体の位相が合っていると判断することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の感光体に異なる色の画像を形成し、重畳して転写することでカラーの画像を形成する画像形成装置では、各色の転写位置がずれて画像に色ずれを生じる場合があった。
【０００３】
特許文献１には、発光体の光を光ファイバで案内して中間転写ベルトに照射し、反射光を光ファイバによって光検出器に導いて光量を計測するセンサを２組備え、搬送ベルト上にテストパターンを形成し、２組のセンサの出力のずれを検出することで、色ズレを検出して形成する画像を補正する画像形成装置が記載されている。
【０００４】
この画像形成装置による色ずれの補正は、トナーを余分に消費する上、テストパターンの形成に時間がかかるので頻繁に行なうことができず、また、直接感光体の位置を検出しないので精度に限界がある。
【０００５】
特許文献２には、各色の感光体の同期をとるために、各感光体の軸端部に回転位置を検出するエンコーダを設けた画像形成装置が記載されている。この画像形成装置は、感光体の数だけエンコーダを設けるためにコストが高いという問題がある。
【特許文献１】特開平８−２５８３４０号公報
【特許文献２】特開２００２−１４５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記問題点に鑑みて、本発明は、複数色の画像を重ねて転写する際に色ズレの生じない画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、複数の感光体と、前記複数の感光体をそれぞれ回転駆動する複数の駆動手段と、光線を発する発光手段と、前記発光手段が発した光線を受光して光量を計測可能な受光手段と、前記発光手段が発した光線を案内し、前記複数の感光体に分配して投光する投光導光部材と、前記投光導光部材が投光した光線の前記複数の感光体における透過光または反射光をそれぞれ受光して前記受光手段に導く受光導光部材とを備え、前記投光導光部材および前記受光導光部材の少なくともいずれかは、前記感光体毎に伝送可能な光線の光量および波長の少なくともいずれかを異ならせるようになっており、前記受光手段が検出した光線の光量および波長毎の変化のずれから、前記複数の感光体の間の位相のずれを算出して、前記複数の感光体を同期させるものとする。
【０００８】
この構成によれば、感光体の回転位置を検出するための光線の光量や波長を異ならせたことで、１つの受光手段の出力信号から、感光体毎の検出信号を分離することができる。このため、１組の発光手段と受光手段とで、複数の感光体の位相を検出することができる。特に、投光導光部材や受光導光部材の径を異ならせたりフィルタを配置するなどして、受光手段が受光する感光体毎の最大光量が１：２：４：８になるようにすれば、受光手段の出力をサンプリングして４ビットで量子化することで、各桁の値がそれぞれ特定の感光体の出力の有無を表すデータを得ることができる。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置において、前記受光手段が検出した光線の最大光量および最大光量の継続時間が共に所定のしきい値を超える場合に、前記複数の感光体の位相が合っていると判断してもよい。
【００１０】
この構成によれば、感光体の同期操作によって適切な同期ができたか否かを簡単に確認できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、分配導光手部材によって１つの発光手段から複数の感光体へ光線を分配し、受光導光部材によって複数の感光体から１つの受光手段へ光線を集合させて導き、光量や波長によって受光手段の出力から各感光体の寄与分を分離可能とすることで、各感光体の位相を検出して同期させることができる。このため、発光手段および受光手段がそれぞれ１つでよく、構成が簡単で安価に提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
これより、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の１つの実施形態である画像形成装置１を示す。画像形成装置１は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーによって異なる現像色の画像を形成する４つの現像ユニット２と、転写ベルト３と、各現像色の現像ユニット２が形成したトナー画像を静電力で転写ベルト３にそれぞれ転写する１次転写ローラ４と、転写ベルト３に転写されたトナー画像を記録紙Ｓに静電力で転写する２次転写ローラ５と、記録紙Ｓを加熱してトナー画像を定着させる定着器６と、各現像色の現像ユニット２にそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを供給する４つのトナーカートリッジ７とを有している。
【００１３】
各現像色の現像ユニット２は、それぞれ、回転するドラム状の感光体８と、感光体８を帯電させる帯電器９と、帯電した感光体８を露光して静電潜像を形成する露光器１０と、静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する現像器１１と、感光体９の表面のトナーを掻き落とすクリーナ１２とを有している。
【００１４】
転写ベルト３は、駆動される駆動ローラ１３と、自由ローラ１４と、張力を与えるテンションローラ１５とに掛け渡されて、駆動ローラ１３によって矢印方向に回動させられる。また、画像形成装置１は、転写ベルト３の表面に残留するトナーを除去するクリーナユニット１６を有している。
【００１５】
記録紙Ｓは、給紙部１７に供給され、供給ローラ１８で１枚ずつ送り出され、搬送ローラ１９で２次転写ローラ５に搬送され、定着器６を通って排紙ローラ２０によって排紙部２１に排出される。
【００１６】
画像形成装置１では、先ず、Ｙ色の現像ユニット２の感光体８上に現像したＹ色のトナー画像を中間転写ベルト３に転写し、中間転写ベルト３の回動によって転写されたＹ色のトナー画像がＭ色の現像ユニット２の感光体８上に移動するタイミングに合わせて、Ｍ色の現像ユニット２の感光体８上にＭ色のトナー画像を形成し、中間転写ベルト３のＹ色のトナー画像の上に重ねてＭ色のトナー画像を転写する。さらに、同様にタイミングを合わせて、Ｃ色のトナー画像およびＫ色のトナー画像を中間転写ベルト３に重ねて転写することで、カラーの画像を形成するようになっている。
【００１７】
図２に、感光体８の軸端部を示す。各感光体８の軸端部には、感光体８を回転駆動する駆動モータ（駆動手段）２２がそれぞれ設けられている。また、感光体８は、共に回転する検出円板２３を有し、検出円板２３には、感光体８の回転位置を示すための検出孔２４が形成されている。
【００１８】
画像形成装置１は、光線を発する発光手段２５と、受光した光線の光量を計測可能な受光手段２６と、発光手段２５が発する光線を案内し、各現像色の現像ユニット２の検出円板２３に分配して投光する光ファイバからなる投光導光部材２７と、検出円板２３を挟んで投光導光部材２７に対向して配置され、投光導光部材２７から投光されて各色の検出円板２３の検出孔２４を透過した透過光をそれぞれ案内して集合させ、受光手段２６に導く光ファイバからなる受光導光部材２８とを有している。
【００１９】
各現像色の現像ユニット２に投光する投光導光部材２７は、それぞれが投光する光量の比が１：２：４：８になるようにその径が異なっている。代案として、発光手段２５から投光導光部材２７および受光導光部材２８を介して受光手段２８に至るそれぞれの経路に透過率の異なるフィルタを設けることで、光量が順に２ｎ倍になるようにしてもよい。
【００２０】
投光導光部材２７および受光導光部材２８は、各現像色の現像ユニット２の感光体８の回転位置が原点にあるときに検出孔２４を透過した光が受光手段２６に入力されるように、調整して設置される。
【００２１】
図３に、各現像色の現像ユニット２の受光導光部材２８の透過光の受光の有無によって、受光手段２６の検出値がどのように変わるかを示す。ここで、ｅは、各感光体８の透過光のうち受光手段２６が受光する光量の最も小さい透過光、本実施形態ではＹ色の透過光による出力値である。このように、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の受光導光部材２８の透過光の受光の有無の組み合わせにおいて、出力値（光量）が一致する組み合わせは存在しない。
【００２２】
この出力値を、光量ｅを単位量として４ビットでＡ／Ｄ変換して量子化すると、図示するようなビット値が得られる。この４桁の数値は、最下位の桁がＹ色、２桁目がＭ色、３桁目がＣ色、そして、最上位の桁がＫ色の各感光体８における透過光が受光手段に入力された光線に含まれている否かを表している。
【００２３】
続いて、本実施形態の画像形成装置１における感光体８の同期処理の流れを示す。画像形成装置１を起動すると、ステップＳ１で各駆動モータ２２が始動し、ステップＳ２で発光手段がオンして発光する。ステップＳ３で、駆動モータ２２の回転が安定したならば、ステップＳ４において、受光手段２６の出力信号を一定間隔で所定回数サンプリングする。ステップＳ５において、サンプリングした信号をＡ／Ｄ変換することで各現像色の感光体８における透過光の合成光による合成検出信号から、各現像色の現感光体８の個別の検出信号に分離する。さらに、ステップＳ６で、分離された検出信号から各現像色の感光体８の位相のずれ量を算出し、ステップＳ７で感光体８の位相のずれをなくすように各駆動モータ２２への入力を制御して、ステップＳ８で受光手段２６の出力波形を確認する。ステップＳ９で、受光手段２６の出力の最大値と最大値の継続時間とが共に所定のしきい値を超えている場合には位相制御が正常に終了しているので制御を終了するが、ステップＳ９で、受光手段２６の出力の最大値または最大値の継続時間が所定のしきい値以下である場合は、感光体８の位相制御が適切に実施されていないので、再度、ステップＳ４以降の制御を繰り返す。
【００２４】
図５に、図４のステップＳ４でサンプリングした出力波形の例を示す。この出力値を４ビットで量子化すると、図６に示すようなＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の個別の出力に分離することができる。
【００２５】
図７は、このＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の出力をタイミングチャートに表したものである。図４のステップＳ６では、例えば、ブラック（Ｋ）の出力を基準にして、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の各色の出力タイミングのずれである位相ずれ時間Ｔｙ，Ｔｍ，Ｔｃを求める。この位相ずれ時間Ｔｙ，Ｔｍ，Ｔｃは、Ｙ，Ｍ，Ｃの３色の感光体８の回転のＫ色の感光体８の回転に対するずれを時間で表している。
【００２６】
ステップＳ７では、この位相ずれ時間Ｔｙ，Ｔｍ，Ｔｃがなくなるように、駆動モータ２２を制御して、各色の感光体８の同期を図る。
【００２７】
ステップＳ８では、図８に示すように、受光手段２６の出力値の最大出力値Ｄｍａｘと、最大出力値Ｄｍａｘの最大値継続時間Ｔｍａｘとを測定し、両者予め設定した最大出力しきい値Ｄｔおよび継続時間しきい値Ｔｔより大きい場合には、各感光体８の回転の位相が一致していると判断する。
【００２８】
ステップＳ８において、ステップＳ４からステップＳ６の処理を行ってもよいが、本実施形態では、最大出力値Ｄｍａｘおよび最大値継続時間Ｔｍａｘだけを確認することで演算装置の負荷を低減している。
【００２９】
最大出力しきい値Ｄｔは、１４ｅより大きく１５ｅ以下の範囲で設定する必要があり、継続時間しきい値Ｔｔは、感光体８の回転数および検出孔２４の大きさに応じて１つの透過光の出力時間から許容されるずれ分を差し引いた時間に設定すればよい。
【００３０】
本実施形態では、各現像色の感光体８に投光する光線の光量をそれぞれ異ならせることで、１つの受光手段２６の出力から各感光体８の寄与分を分離しているが、フィルタによって感光体８毎に受光手段２６に到達することができる光線の波長を異ならせることで、受光手段２６の出力から各感光体８の寄与分を分離してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態の画像形成装置の概略図。
【図２】図１の感光体の軸端部の詳細図。
【図３】図２の受光手段の出力パターンを示す図。
【図４】図１の画像形成装置における感光体同期制御の流れ図。
【図５】検出信号を例示する波形図。
【図６】図５の波形から分離した各色の出力値を示す表。
【図７】図５の出力値から得られるタイミングチャート。
【図８】図１の画像形成装置における感光体同期確認を例示する波形図。
【符号の説明】
【００３２】
１  画像形成装置
８  感光体
２２  駆動モータ（駆動手段）
２３  検出円板
２４  検出孔
２５  発光手段
２６  受光手段
２７  投光導光部材
２８  受光導光部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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