(57)【要約】【課題】  多数回作像工程を行っても位置ずれが悪化することを防ぎ、精度良く像担持体の回転速度変動の位相差を検知する画像形成装置を提供する。【解決手段】  複数の像担持体５の位相差を検知し、その出力によって位相差調整制御を行っている画像形成装置において、前記像担持体５上のトナー像を転写材に転写する作像工程を複数回行うさいに、その作像工程間で再度位相差調整制御を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体の位相差を検知し、その出力によって位相差調整制御を行っている画像形成装置において、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する作像工程を複数回行うさいに、その作像工程間で再度位相差調整制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
各像担持体の位相差調整値が、前記像担持体上に形成されたトナーパターン像を転写部材上に転写し、各々のトナーパターン像の位置ずれ量を検出することによって算出される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】
各像担持体の位相差調整値が、前記像担持体の回転中心に設けたエンコーダの出力によって算出される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】
前記工程間での位相差調整動作が、前記像担持体に当接している前記転写部材を離間させた後に行われ、調整動作終了時に再度前記像担持体に前記転写部材を当接させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記位相差調整動作を行う時間間隔設定値を変更することができる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】
各像担持体の位相差の基準となる像担持体がブラックトナー像を形成する像担持体であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記位相差調整動作が、基準となる像担持体に対して位相差調整を行う像担持体の遅れ時間をΔｔ、この像担持体の１回転周期をＴとしたときに、０＜Δｔ＜Ｔ／２の場合には、位相差調整を行う像担持体の像担持体駆動モータの速度を通常作像時の速度より遅くし、Ｔ／２＜Δｔ＜Ｔの場合には、像担持体駆動モータの速度を通常作像時の速度より速くして行われる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、複数の像担持体を有するカラー複写機、カラープリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像形成装置は高速性に優れる等の長所から複数の像担持体を有するのが一般的である。
図７は一般的なカラー画像形成装置の構成を示す概略図である。図７において、像担持体駆動モータ１の回転力は、像担持体駆動モータ１の出力軸と一体となっている出力ギヤ２からギヤ３、像担持体ギヤ４、像担持体ギヤ４と一体の像担持体５へと伝わる。他の像担持体についても同様な構成となっている。
ここで作像工程は、図示していないが、帯電装置によって像担持体５表面が帯電され、露光装置によって形成された静電像が現像装置によってトナー像として形成され、転写部材６上に転写バイアスローラ７によって転写される。
そして、矢印方向から転写材が移動し、転写ローラ８と二次転写ローラ９によって形成されるニップに挿入され、転写材上にトナー像が転写される。各像担持体５は、ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー等の異なるトナー色をそれぞれ作像するために設けてある。
ここで、像担持体ギヤ４に設けてあるマーキングや切り欠きをセンサ１０にて検出し、その検出データをもとに各像担持体の位相差調整を行う装置が従来から提案されている。また、図７においては間接転写方式の画像形成装置について説明したが、像担持体５のトナー像を転写材に直接転写する直接転写方式においても同様な構成となっている。
図８は調整直後の速度変動と時間との関係を示す特性図である。図８に示すように調整直後は、各像担持体５の配置間隔から適切な位相差Δｔ≒０に調整したとしても、複数の像担持体５を複数の像担持体駆動モータ１で駆動する場合には、それら像担持体駆動モータ５間の速度偏差が生じる。
図９は位相差Δｔが大きくなることを説明する速度変動と時間との関係を示す特性図である。図９に示すように、連続して多数作像工程を行うと、各像担持体５の位相差Δｔが大きくなり、適切な位相差から徐々にずれてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術では、異なる像担持体で形成された各トナー像の位置を精度よく合せることが困難で、それが課題として挙げられる。
この位置ずれは様々な要因によって起こるが、そのうちの１つとして、像担持体の回転速度変動が挙げられる。そこで従来、複数の像担持体の回転速度度変動の位相を合せる方式が提案されている。
しかしながら、複数の像担持体を複数のモータで駆動する方式においては、その各モータ間の回転数偏差によって、多数回作像工程を行うと徐々に位相差が生じ、それによって位置ずれが悪化するという不具合が生じてしまっていた。
そこで、本発明の第１の目的は、多数回作像工程を行っても位置ずれが悪化することを防ぎ、精度良く像担持体の回転速度変動の位相差を検知する画像形成装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、トナーを無駄に消費させることなく、精度良く像担持体の回転速度変動の位相差を検知し、調整動作によって、像担持体や転写部材の傷や磨耗を防ぎ、調整動作時間間隔を容易に変更することで、遅延時間が極力生じないようにする画像形成装置を提供することにある。
本発明の第３の目的は、ブラックトナーを作像する像担持体を基準とすることで、像担持体と転写部材を回避する機構を設けないで安価に製造し、位置ずれを悪化させることなく、調整時間による遅延時間を極力抑え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】
【０００４】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、複数の像担持体の位相差を検知し、その出力によって位相差調整制御を行っている画像形成装置において、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する作像工程を複数回行うさいに、その作像工程間で再度位相差調整制御を行う画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、各像担持体の位相差調整値が、前記像担持体上に形成されたトナーパターン像を転写部材上に転写し、各々のトナーパターン像の位置ずれ量を検出することによって算出される請求項１記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、各像担持体の位相差調整値が、前記像担持体の回転中心に設けたエンコーダの出力によって算出される請求項１記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記工程間での位相差調整動作が、前記像担持体に当接している前記転写部材を離間させた後に行われ、調整動作終了時に再度前記像担持体に前記転写部材を当接させる請求項１記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記位相差調整動作を行う時間間隔設定値を変更することが出来る請求項１記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明では、各像担持体の位相差の基準となる像担持体がブラックトナー像を形成する像担持体である請求項１記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項７記載の発明では、前記位相差調整動作が、基準となる像担持体に対して位相差調整を行う像担持体の遅れ時間をΔｔ、この像担持体の１回転周期をＴとしたときに、０＜Δｔ＜Ｔ／２の場合には、位相差調整を行う像担持体の像担持体駆動モータの速度を通常作像時の速度より遅くし、Ｔ／２＜Δｔ＜Ｔの場合には、像担持体駆動モータの速度を通常作像時の速度より速くして行われる請求項１記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１によれば、多数回作像工程を行うさいでも、再度像担持体の回転速度変動位相差調整を行うので、位置ずれが悪化することを防ぐことができる。
請求項２によれば、転写部材に転写されたトナーパターン像を実際に検知しているので、精度良く像担持体の回転速度変動の位相差を検知することができる。
請求項３によれば、エンコーダの出力を用いることにより、トナーを無駄に消費させることなく、精度良く像担持体の回転速度変動の位相差を検知することができる。
請求項４によれば、像担持体と転写部材を回避することにより、調整動作によって起こる像担持体や転写部材の傷や磨耗を防ぐことができる。
請求項５によれば、調整動作時間間隔を容易に変更することで、遅延時間が極力生じないようにすることができる。
請求項６によれば、ブラックトナーを作像する像担持体を基準とすることによって、像担持体と転写部材を回避する機構を設ける必要がないので、安価に画像形成装置を提供することができる。
請求項７によれば、位置ずれを悪化させることなく、調整時間による遅延時間を極力抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明を実施する画像形成装置の構成を示す概略図である。図１において、像担持体駆動モータ１の回転力は、像担持体駆動モータ１の出力軸と一体となっている出力ギヤ２から従動ギヤ３、像担持体ギヤ４、像担持体ギヤ４と一体の像担持体５へと伝わる。他の３つの像担持体についても同様な構成となっている。
他の像担持体５ｂ、５ｃ、５ｄについても同様な構成となっているがここでは説明しない。作像工程では、帯電装置（図示せず）によって像担持体５表面が帯電され、露光装置（図示せず）によって形成された静電像が現像装置（図示せず）によってトナー像として形成され、転写部材６上に転写バイアスローラ７によって転写される。
そして、矢印方向から転写材（図示せず）が移動し、転写ローラ８と二次転写ローラ９によって形成されるニップに挿入され、転写材上にトナー像が転写される。各像担持体５は、ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー等の異なるトナー色をそれぞれ作像するために設けてある。
【０００７】
ここで、像担持体ギヤ４に設けてあるマーキングや切り欠きをセンサ１０にて検出し、その検出データをもとに各像担持体の位相差調整を行う装置が従来から提案されている。また、図１においては間接転写方式の画像形成装置について説明したが、像担持体５のトナー像を転写材に直接転写する直接転写方式においても同様な構成となっている。
像担持体５の回転速度変動は様々な要因によって起こるが、そのうち像担持体５の１回転周期の変動成分が位置ずれに大きく起因している。この１回転周期の変動は、像担持体５を駆動する部材、例えばギヤの取り付け誤差や形状誤差等によって生じる。
そこで本発明では、多数回の作像工程が行われる場合には、位置ずれが悪化する前に、ある設定された作像回数で再度位相差を最適にするように調整動作を行う。即ち、例えば複数の像担持体の位相差を検知し、その出力によって位相差調整制御を行っている画像形成装置において、像担持体上のトナー像を転写材に転写する作像工程を複数回行うさいに、その作像工程間で再度位相差調整制御を行う。
具体的にその調整方法としては、基準となる像担持体５、例えばブラックトナー像を作像する像担持体５に対して、位相差を調整する像担持体、例えばマゼンタトナー像を作像する像担持体５ｂを駆動する像担持体駆動モータ１ｂの速度を、通常作像時の速度から変化させて、適切な位相差になった後に再び通常作像時の速度に戻す。
または、像担持体５を駆動する像担持体駆動モータが精度良く停止することができるモータ、例えばステッピングモータであった場合には、すべての像担持体を駆動する像担持体駆動モータを適切な位相差となる位置で各々停止させ再び通常作像時の速度に戻す等の制御方法が挙げられる。
【０００８】
次に、像担持体の回転速度変動の検出について説明する。像担持体５の回転速度変動は、予め画像形成装置の製造過程にて測定しておくという場合もあるが、図１に示す通り、本実施の形態では転写部材６上に形成されたトナーパターン像を転写部材６に転写する近傍に設けてあるトナー位置検出センサ１１にて行う。
図２は転写部材の移動方向に関連する各トナーパターンを示す概略図である。トナー位置検出センサ１１は転写部材６が移動する方向と直交する方向（幅方向）に沿って複数個設けて有る。
図２に示すようなトナーパターンを形成し、基準となるトナー像からの位置のずれが最小となるようなギヤの位置を測定しておき、作像工程開始時には常にその位相差になるように制御を行う。
つまり、この実施形態では、各像担持体の位相差調整値を、前記像担持体上に形成されたトナーパターン像を転写部材上に転写し、各々のトナーパターン像の位置ずれ量を検出することによって算出する。
また、このようなトナー位置検出センサ１１は、複数の像担持体を具備しているカラータンデム型画像形成装置には、像担持体５上に静電像を形成する書き込み装置の調整制御のために必ず具備されているため、とくに装置が高価となることはない。
ただし、前記方法で回転速度変動を検出すると、トナーパターンを形成する分だけ無駄なトナーが消費されることと、装置内の温度変化により駆動部材に形状変化が起きて像担持体の回転速度変動に変化が起きても、それに常時追従して制御することが難しい。
【０００９】
図３は像担持体に設けたコードホイールを示す概略図である。図３に示すように、像担持体５の回転中心にコードホイール（エンコーダ）１２を設け、そのコードホイール１２に周方向に所定のピッチで形成された線状のパターンをマーキングしている（図３では省略しているが、パターンはコードホイール１２の全周にある）。
コードホイール１２のパターンを、対向する位置に配置されたフォトセンサ１３、１４によって検出し、像担持体５の回転速度変動を常に検知し、その検出結果により像担持体５の位相差が最適になるように制御すればトナーパターン形成による無駄なトナーが消費されるのを防ぐことができる。
図４は像担持体に対して転写部材を接離する転写部材接離機構を示す概略図である。前記位相差調整を行うさいに、像担持体５と転写部材６が当接したまま像担持体駆動モータ１の速度を変化させると、その速度差によって両者に傷が付くか摩耗して寿命が著しく低下する場合がある。
そこで接離モータ１９の回転力がウォームギヤ１８に伝わり、ウォームホイール１７に一体化してあるカム１６が動作し、カム１６の突出部によって転写従動ローラ１５を押し上げ回避した後、図示していない像担持体駆動モータの速度調整を行い、調整動作が完了した後にカム１６を元に戻して転写部従動ローラ１５を押し下げ当接させ、再び作像工程を行う。
また、このような転写部材接離機構は、位相差合わせ制御以外に、カラートナー像を作像する工程よりもブラックトナー像のみを作成する工程の方が多いことから、ブラックトナー像のみを作成する工程のさいには、他のカラートナー像を作像する像担持体を回避し、像担持体の寿命を長くすることができるので採用されることが多い。
そのためブラックトナー像を作像する像担持体５には像担持体接離機構は設けていない。そこでブラックトナー像を作像する像担持体５を基準とすることで、ブラックトナー像の像担持体５は速度を変化させずに済み、像担持体接離機構を新たに追加する必要がなくなる。
前記説明にある位相差調整はトナー像の位置ずれ悪化を防ぐことに効果があるが、それに伴う作像遅延時間が生じてしまう場合がある。そのため、図示していないが制御部の動作時間間隔の設定値をオペレーションパネルにて変更することにより作像終了時間を優先することができるようになっている。
【００１０】
図５は像担持体駆動モータの速度を通常作像時の速度より遅くした場合の特性を示す特性図である。図６は像担持体駆動モータの速度を通常作像時の速度より速くした場合の特性を示す特性図である。
図５に示すように、ブラック像担持体５からのマゼンタ像担持体の遅れ時間Δｔが像担持体の１回転周期をＴとしたとき、０＜Δｔ＜Ｔ／２の関係にある場合には、位相差調整を行う像担持体の像担持体駆動モータの速度を通常作像時の速度より遅くすれば、位相差調整時間が短くて済む。また、Ｔ／２＜Δｔ＜Ｔの場合には、像担持体駆動モータの速度を通常作像時の速度より速くすれば、位相差調整時間が短くて済む。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
本発明の利用可能性として、複数の像担持体を有するカラー複写機、カラープリンタ等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を実施する画像形成装置の構成を示す概略図。
【図２】転写部材の移動方向に関連する各トナーパターンを示す概略図。
【図３】像担持体に設けたコードホイールを示す概略図。
【図４】像担持体に対して転写部材を接離する転写部材接離機構を示す概略図。
【図５】像担持体駆動モータの速度を通常作像時の速度より遅くした場合の特性を示す特性図。
【図６】像担持体駆動モータの速度を通常作像時の速度より速くした場合の特性を示す特性図。
【図７】一般的なカラー画像形成装置の構成を示す概略図。
【図８】調整直後の速度変動と時間との関係を示す特性図。
【図９】位相差Δｔが大きくなることを説明する速度変動と時間との関係を示す特性図。
【符号の説明】
【００１３】
１  像担持体駆動モータ
５  像担持体
６  転写部材
１１  トナー位置検出センサ
１２  コードホイール（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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【図８】
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【図９】
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