(57)【要約】【課題】装置構成を単純化できるとともに、検出器を設置する空間及びコストの低減を図ることができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】本体に対して１つ以上の露光装置と１つ以上の並列された電子写真プロセスユニットを用いて画像形成を行い、定着器を用いて所望の熱と圧力を転写材に与えることにより転写材へトナー画像を定着させる画像形成装置において、１つ以上の像担持体の回転方向に対する電位センサーをそれぞれ像担持体軸上に２箇所以上備え、各像担持体を回転駆動する際に、各像担持体の回転時の位相を管理するための基準器と基準位置を検知するセンサーを備え、像担持体の回転方向に対する電位ムラの基準位置と回転駆動時の基準位置信号に同一の信号を用いることにより各像担持体の電位ムラの補正と象担持体間の位相を管理する。【選択図】図１
2005208138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体に対して１つ以上の露光装置と１つ以上の並列された電子写真プロセスユニットを用いて画像形成を行い、定着器を用いて所望の熱と圧力を転写材に与えることにより転写材へトナー画像を定着させる画像形成装置において、
１つ以上の像担持体の回転方向に対する電位センサーをそれぞれ像担持体軸上に２箇所以上備え、各像担持体を回転駆動する際に、各像担持体の回転時の位相を管理するための基準器と基準位置を検知するセンサーを備え、像担持体の回転方向に対する電位ムラの基準位置と回転駆動時の基準位置信号に同一の信号を用いることにより各像担持体の電位ムラの補正と象担持体間の位相を管理することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体位相管理用及び電位ムラ補正用基準器として遮光若しくは反射板とそれに対応する光学式センサーを用いたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
像担持体位相管理用及び電位ムラ補正用基準器として磁性体と磁気式センサーを用いたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
像担持体位相管理用及び電位ムラ補正用基準器を像担持体回転軸と同軸上の回転体上に設置したことを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
像担持体位相管理用及び電位ムラ補正用基準として像担持体回転軸と同軸上に設けられたエンコーダのＺ相信号を用いたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
像担持体にアモルファスシリコンを用いたことを特徴とする請求項１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、感光体に形成された潜像をトナーにより現像し、転写材にトナー転写、定着して記録を行う電子写真方式の画像形成装置の構成に関するものである。
【０００２】
特に複写機、プリンタ等の機能を有する画像記録装置やそれ等の機能を兼ね備える複合機、ワークステーション等の出力機器として用いられる画像形成装置に用いられる。
【背景技術】
【０００３】
感光体の周囲に帯電装置、現像装置を配置した複数の電子写真プロセスユニットを装置内に並置させ、各プロセスユニット内の感光体表面にレーザ、ＬＥＤ光等を用いた露光装置により光学像を結像させることで感光体表面に潜像を形成し、その潜像を現像装置によりトナーを用いて可視化した後、中間転写ベルトに順次トナー転写した後、転写材に一括して定着し、カラー画像を形成する画像形成装置が近年実用化されている。
【０００４】
図３に従来におけるカラー記録装置の一例を示す。この装置は、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナーを重ね合わせて画像の形成を行うカラー電子写真複写機である。
【０００５】
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部であり、８は中間転写ベルトである。
【０００６】
各画像形成部においては、感光ドラム１３の周りに帯電器１４、露光装置１５、現像器１６、転写器１７、クリーナー１８が配置され、電子写真プロセスにより感光ドラム１３の表面に各色のトナー像を形成する。
【０００７】
原稿読み取り装置１２、或はコンピュータ等の出力装置（不図示）より送られた画像情報信号によって感光ドラム１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｋ上にはそれぞれ各色に対応したトナー像が形成され、導電性のシート材で構成された中間転写ベルト８上に各色トナーが順次多重転写され中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
【０００８】
カセット１に収納された転写材は、給紙ローラー２により給紙された後、搬送ローラー３〜６により搬送されレジストローラー７に到達する。転写材は、レジストローラー７により斜行等を補正した後、中間転写ベルト上の画像に対して同期を取って中間転写ベルト８に向かって送り出される。
【０００９】
レジストローラー７より送り出された転写材は、二次転写部９において中間転写ベルト８と合流し、中間転写ベルト８から転写材へ４色トナーの一括転写が行われる。
【００１０】
４色トナー像の一括転写が終了した転写材は、搬送部を通り、定着ローラー対１９に達する。定着ローラー対１９は、ヒーター（不図示）により加熱されており、各色のトナーは熱溶融し転写材上に定着されカラー画像が完成する。
【００１１】
定着ローラー対１９によりトナー画像が表面に定着された転写材は、そのまま装置外部に排出される．
又、更に裏面へ画像を追加形成する場合は、反転部２０へ搬送され、転写材をスイッチバックすることにより搬送方向を先端部から後端部へ反転し、新たな画像転写に備える。そして、前記表面画像形成と同様な画像形成プロセスを経て、新たな画像を裏面に追加形成した後に装置外部に排出される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来例においては以下のような問題点があった。
【００１３】
図４に画像形成装置内の各色画像形成ユニットの一部を簡易な構成図を用いて説明する。
【００１４】
図に示すようにシアン用ドラム１３Ｃをドラム軸１０１に装着し、ドラムストッパー１０２でドラム軸１０１上にドラム１３Ｃを固定する。
【００１５】
そして、ドラム軸１０１上にドラム駆動用ギア１０３を設け、ギア周上の１箇所にフラッグ１０４を設ける。そして、そのフラッグ１０４が通過を検知すると通過パルス信号を発生するセンサー１０５を設ける。ここで、ドラム１３Ｃはドラムモータ１０６によって回転駆動される。すると、ドラム軸１０１上に設けられた、フラッグ１０４もドラム軸１０１に同期して回転することから、ドラム１周毎にセンサー１０５部をフラッグが通過し、その度に、パルス信号が送信される。
【００１６】
これと同様なドラム駆動装置がシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫの各色分用意され、それぞれからドラム周回当たりのパルス信号を検出することができる。これらの信号を用いて、例えばＣドラムを基準としたとき、各ドラム間の周回毎の位相情報Ｃ−Ｍ間位相φ１、Ｃ−Ｙ間位相φ２、Ｃ−Ｋ間位相φ３を得ることができる（詳細は後述）。
【００１７】
これとは別に、ドラム軸上に複数の電位センサー前１０７、中１０８、奥１０９を設ける。これら複数の電位センサーを用い、ドラム軸上の複数の位置におけるドラム上の電位の周上分布を求めることにより、ドラム面全体の電位特性を把握することができる。このとき、各ドラム周上電位分布の基準位置はドラム上に設けられら電位測定基準フラッグ１１０とその検知センサー１１１によって決定される。周上の基準位置からの電位のムラ及びドラム軸上各位置での電位センサー毎の電位のズレ分を補正し所望の電位とする（詳細は後述）。
【００１８】
又、各ドラムは、或る程度の通紙枚数を過ぎると所望の画像特性を維持するために交換しなければならない。このような場合は、図５に示すように、ストッパー２を外しドラム軸１０１からドラム１３Ｃを外す。そして、又新たなドラムを装着し稼動させることにより、画像特性を維持しながら画像を形成する。
【００１９】
像担持体には大きく分けてＯＰＣドラムとアモルファスシリコン（Ａ−Ｓｉ）ドラムの２種類の像担持体がある。ＯＰＣドラムは一般的に使用されるドラムであるが、機能を保証する耐久寿命が比較的短く、数万枚の紙出力毎に交換を実施しなければならない。これに対してＡ−Ｓｉドラムはドラム表面の硬度が高く耐久性がある（数十万枚）ため、高寿命であることが大きな特徴の１つである。
【００２０】
これらのドラム表面の電位特性は光導電層の膜成形の特性により、ドラム体の周方向及び軸方向にムラが出易い。特に、Ａ−ｓｉドラムの場合は像担持体上の電位ムラによる濃度ムラがＯＰＣドラムに比して大きく、白黒画像形成装置では仕様に耐えられるが、濃度ムラをそのままの状態ではカラー画像形成装置においては仕様を満足することはできないことが問題である。
【００２１】
参考として電位の分布を図６に示す。横軸にドラム周方向位置、縦軸を電位し、ドラム軸上５箇所で測定した電位の分布例である。各電位は測定箇所で数十Ｖの波状の電位の分布特性を持つと同時に各場所毎での電位値数十ボルトのオフセットが存在している。
【００２２】
白黒の画像形成装置は上記電位バラツキがあっても画像には大きな影響がなかったが、Ａ−ｓｉドラムを用いたカラー画像形成装置の場合、Ａ−ｓｉドラムの特性上電位のバラツキが特に大きく、ドラム毎にドラム全体の電位補正を実施しなければ所望の画像品位が得られないという状況であった。そのために、各ドラムに電位の補正を実施しなければならなかった。
【００２３】
そこで、画像形成装置内に各ドラム軸方向に離散的（例えば前、中、奥）に複数の電位検出器を配設し、更に周方向の基準となるフラッグを像担持体の端部等の一部に設置し、回転方向に対する基準をフラッグ位置とした上で、ドラム軸上の複数の位置での周方向の電位分布特性を検知することにより、ドラム面全体の電位情報を作成する。その上で計測された電位分布に対して適当な電位補正を実施することによってドラムに所望の電位特性を持たせた上で画像を形成していた。
【００２４】
これらの複数の電位補正装置は、装置内の占有面積およびそれの設置費用が掛かるものであった。又、像担持体のメンテナンスや交換作業が必ず発生するが、その際には像担持体に設けられたフラッグ及び検知装置を破壊する恐れもあった。
【００２５】
以上述べた像担持体回転位置基準検出装置とは別に画像形成装置内の像担持体駆動度装置内には、像担持体を精度良く回転制御するために、像担持体軸上には所謂光学式若しくは磁気式のエンコーダが設置されている。例えば、光学式のエンコーダ板上の回転周方向に設置されたスリット群を通して得られる光学的なパルス信号を基に像担持体の回転制御が精度良く実施される。
【００２６】
又、エンコーダ板上には所謂Ｚ相と呼ばれる１回／周のスリットも設置されていることも多く、Ｚ相信号を基に像担持体の１周の位相を検知したり、各色間のレジストレーションズレ（色ズレ）を制御するために複数の像担持体間の位相関係を制御したりすることに用いられたりしている。
【００２７】
例えば、ドラム、中間転写ベルトの速度変動によるズレは、基本的にはドラム周期、中間転写ベルト駆動ローラ周期等の同一周期の繰り返しが主な変動要素となる。ここで、Ａ３長さ程度の中で、発生する色ズレをシミュレートしたものを図７に示す。ＣＭＹＫの各色ごとのＡ３サイズ紙面上での画像の位置変動を示している。
【００２８】
各ドラムの位相を管理しないで任意の位置で回転させた場合には、ドラムの偏芯や転写ベルト駆動ローラの偏芯の影響により相対的な速度変動が発生し各色で大きな画像位置変動（Ｄｒ位相管理ナシ  図中  太黒線  Ｍａｘ色ズレ）が生じていることが分かる。
【００２９】
一般的に画像に対する人間の視感特性により、大きな位置変動は見えづらいが、微小であっても色ズレは目立つものとなる。このような場合、単一要素として位置変動に対して支配的であるドラム周期の変動の位相管理をすることにより、周期的変動の大きな振幅はあるものの、各色の変動周期を一致させることにより、比較的目立つ色ズレ量を小さくすることができる。これらを示したものが図７におけるドラム位相を適正管理したものであり、ドラム位相を管理しない場合に対して半分以下の色ズレ量（Ｄｒ位相適正化  図中太黒線  Ｍａｘ色ズレ）になっている。
【００３０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、装置構成を単純化できるとともに、検出器を設置する空間及びコストの低減を図ることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するため、本発明は、本体に対して１つ以上の露光装置と１つ以上の並列された電子写真プロセスユニットを用いて画像形成を行い、定着器を用いて所望の熱と圧力を転写材に与えることにより転写材へトナー画像を定着させる画像形成装置において、１つ以上の像担持体の回転方向に対する電位センサーをそれぞれ像担持体軸上に２箇所以上備え、各像担持体を回転駆動する際に、各像担持体の回転時の位相を管理するための基準器と基準位置を検知するセンサーを備え、像担持体の回転方向に対する電位ムラの基準位置と回転駆動時の基準位置信号に同一の信号を用いることにより各像担持体の電位ムラの補正と象担持体間の位相を管理することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、単一の検出器を用いて、像担持体の電位特性補正及びドラム間位相制御を実施することにより色ズレ補正を実施することが可能となるので、装置構成を単純化できるとともに、検出器を設置する空間及びコストの低減に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３４】
＜実施の形態１＞
図１に実施例１を示す．
図１に示すように、従来ドラム１３Ｃに設けられたフラッグ及びセンサーを排除し、ドラムをモータ１０６の駆動時にドラム軸上に設けられた駆動ギア１０３に設けられたフラッグ１０４及びセンサー１０５のみの状態にする。このとき、ドラム軸１０１が回転するのと同期してドラム周回信号を得ることができる。
【００３５】
先ずは、得られた各ドラムの周回信号を基に、１つのドラムを基準に各ドラム間の位相情報を算出し、ドラム位相を制御しドラム間の色ズレを補償する。
【００３６】
次に、ドラム上に設けられた複数の電位計によりドラムの周上及び軸上の電位分布を測定する場合、ドラム１３Ｃがドラム軸１０１に一体的に設置されていることを利用して、電位補正の周方向基準信号として、色ズレを補償するためにドラム位相制御に用いられたものと同様なドラム周回信号を利用することができる。上記ドラム周回信号を利用しドラムの電位補正を実施し、ドラムの電位ムラを補償する。
【００３７】
従来例で示したような複数の周方向基準センサーが不要となり、装置構成が単純化され、センサー占有面積の排除による装置のスペース効率がアップし、装置のコストダウンが可能となるとともに、ドラム側への基準フラッグの装着が不要となるので、ドラムのコストダウン及びメンテナンス時の操作性が向上する効果がある。
【００３８】
＜実施の形態２＞
以下、本発明を画像記録装置に適用した実施の形態２について説明する。
【００３９】
図２に示すように、ドラム１３Ｃに設けられたフラッグ及びセンサーを排除し、ドラムをモータ１０６の駆動時にドラム軸上に設けられたエンコーダ１１２より得られるＺ相信号によりドラム周回信号を得る。同時に、エンコーダ信号を用いてドラムを精度良く回転駆動させる。
【００４０】
そして、同一のドラム周回信号を基に、各ドラム間の位相情報を算出しドラム位相を制御しドラム間の色ズレを補償するとともに、ドラム上電位補正の基準信号として利用し、電位補正を実施する。
【００４１】
＜実施の形態３＞
実施の形態１，２ではフラッグ部を光線遮光板若しくは反射板とし、センサーはそれに対応した光学式を前提として説明したが、周回信号が得られるものであれば、磁石や鉄板を利用した磁気センサーを用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、感光体に形成された潜像をトナーにより現像し、転写材にトナー転写、定着して記録を行う電子写真方式の画像形成装置に対して適用可能であって、特に複写機、プリンタ等の機能を有する画像記録装置やそれ等の機能を兼ね備える複合機、ワークステーション等の出力機器として用いられる画像形成装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１における構成説明図である。
【図２】本発明の実施の形態２における構成説明図である。
【図３】従来例における画像形成説明である。
【図４】従来例における構成説明図１である。
【図５】従来例における構成説明図２である。
【図６】従来例における電位分布図例である。
【図７】従来例におけるドラム位相による色ズレ補正効果の説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    カセット
２    給紙ローラ
３〜６  搬送ローラ
７    レジストローラ
８    中間転写ベルト  
９    ２次転写部
１０    電子写真プロセスユニット
１２    画像読み込み装置
１３    感光体
１４    帯電器
１５    露光装置
１６    現像器
１７    転写器
１８    クリーニング装置
１９    定着器
２０    反転部
３０    転写材位置検知機
１０１  ドラム軸
１０２  ドラムストッパー
１０３  ドラム駆動ギア
１０４  フラッグ
１０５  フラッグセンサー
１０６  駆動モータ
１０７〜１０９  電位センサー
１１０  ドラム側フラッグ
１１１  ドラム側フラッグセンサー
１１２  エンコーダ
【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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