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技術 画像形成装置

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 北澤浩二野村雄二郎井熊健
出願日 2005年1月18日 (16年5ヶ月経過) 出願番号 2005-010345
公開日 2006年8月3日 (14年11ヶ月経過) 公開番号 2006-201255
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における制御・保安 電子写真における制御・管理・保安 カラー電子写真
主要キーワード 調整側 特定角度位置 微調整動作 モータ制御情報 位相制御ユニット 追加パルス 時間計測用カウンタ 位相マーク
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2006年8月3日)のものです。
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図面 (18)

課題

所定の目標回転速度で回転する複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体をそれぞれ接続して前記複数の像担持体を回転駆動しながら、複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、像担持体間での回転位相差を短時間で、しかも高精度に検出して早期に回転位相の調整を行う。

解決手段

感光体ギア54の外周部に設けられた位相マーク角度検出器56Y等が検出し、回転方向D20における感光体ギア54および感光体ドラム20の角度位置が検出される。このようにして角度検出器56Y等により検出される位相マークの相対関係に基づき感光体20間の回転位相差が求められる。そして、該回転位相差に基づき駆動モータ50等を制御して感光体ドラム20間での回転位相関係が調整される。

概要

背景

カラー画像を形成する装置として、いわゆるタンデム方式カラー画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、それぞれが互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションが、中間転写ベルトなどの転写媒体の移動方向に沿って配置されている。また、各画像形成ステーションでは、感光体ドラムなどの像担持体が所定の回転速度で回転駆動されるとともに、像担持体の周囲に帯電部、像書込部および現像部が配置されている。そして、全ての像担持体を回転駆動しながら、各像担持体に形成されるトナー像が転写媒体上で重ね合わされてカラー画像が形成される。

このように複数の像担持体を回転駆動するために、従来より大きく分けて、(a)単一の駆動モータを用いるとともに、該駆動モータの回転駆動力輪列により各像担持体に伝達して駆動する方式と、(b)複数の駆動モータを用いる方式とが存在している。特に後者の方式として、各色ごとに専用の駆動モータを設けたものが数多く提案されている。例えば特許文献1に記載の装置では、4色の像担持体が設けられるとともに、これら4色の像担持体をそれぞれ回転駆動するために4つの駆動モータが設けられている。そして、各駆動モータを制御することで各色の像担持体を独立して回転させることが可能となっている。

このように複数の駆動モータを用いたタンデム装置では、各像担持体の軸ぶれ、各像担持体に直結されたギア偏心などの要因により周期的な色ずれが発生することがある。そこで、この周期的な色ずれを補正するために、4つの駆動モータを個別に制御している。つまり、各駆動モータを個別に制御することによって、4色の像担持体の回転位相を個別に制御して各色の像担持体間での回転位相関係を調整している。これにより、周期的な色ずれを抑えて画像品質の向上を図っている。

特開2003−21943号公報(第2頁、図12)

概要

所定の目標回転速度で回転する複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体をそれぞれ接続して前記複数の像担持体を回転駆動しながら、複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、像担持体間での回転位相差を短時間で、しかも高精度に検出して早期に回転位相の調整を行う。感光体ギア54の外周部に設けられた位相マーク角度検出器56Y等が検出し、回転方向D20における感光体ギア54および感光体ドラム20の角度位置が検出される。このようにして角度検出器56Y等により検出される位相マークの相対関係に基づき感光体20間の回転位相差が求められる。そして、該回転位相差に基づき駆動モータ50等を制御して感光体ドラム20間での回転位相関係が調整される。

目的

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、所定の目標回転速度で回転する複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体をそれぞれ接続して前記複数の像担持体を回転駆動しながら、前記複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、像担持体間での回転位相差を短時間で、しかも高精度に検出して早期に回転位相の調整を行うことを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

所定の目標回転速度で回転する複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体をそれぞれ接続して前記複数の像担持体を回転駆動可能に構成され、前記複数の像担持体の各々にトナー像を形成するとともに、該複数のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、前記複数の像担持体の各々に直結され、それぞれが前記像担持体の回転方向における該直結ギアの角度位置を示す、互いに異なる複数の角度位置情報を有するとともに対応する駆動モータからの駆動力を受けて該像担持体を回転させる複数の直結ギアと、前記複数の直結ギアの各々に対応して設けられ、それぞれが前記角度位置情報を検出する複数の角度検出器と、前記複数の角度検出器により検出される角度位置情報の相対関係に基づき前記複数の像担持体のうち基準となる基準像担持体に対する残りの像担持体の回転位相差を求めるとともに、該回転位相差に基づき前記複数の駆動モータを制御して前記複数の像担持体間での回転位相関係を調整する位相制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

請求項2

各駆動モータの回転駆動を開始した後に該駆動モータの回転速度が前記目標回転速度に達するとレディ信号が前記位相制御手段に出力される請求項1記載の画像形成装置であって、前記位相制御手段は前記複数の駆動モータの全てについて前記レディ信号が出力された後に検出された角度位置情報に基づき前記複数の駆動モータを制御して前記複数の像担持体間での回転位相関係を調整する請求項1記載の画像形成装置。

請求項3

前記複数の駆動モータの全てについて前記レディ信号が出力された後に最初に前記角度位置情報が検出された直結ギアと連結された像担持体を前記基準像担持体として設定する請求項2記載の画像形成装置。

請求項4

前記位相制御手段は、前記基準像担持体に直結された基準側直結ギアに設けられた角度位置情報と、残りの像担持体に直結された調整側直結ギアに設けられた角度位置情報とで決まる回転位相差に対応するモータ制御情報を前記角度位置情報に関連付けて保持するデータテーブルを有し、前記基準側直結ギアに対応して設けられた基準側角度検出器により検出された基準側角度位置情報と、前記調整側直結ギアに対応して設けられた調整側角度検出器により検出された調整側角度位置情報とに対応するモータ制御情報を前記データテーブルから読み出し、該モータ制御情報に基づき前記複数の駆動モータを制御する請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項5

前記複数の直結ギアの各々に設けられた前記複数の角度位置情報のうちの一が特定角度位置情報に設定されており、前記位相制御手段は下記の基準側特定角度位置情報および下記の調整側最先角度位置情報に基づき回転位相差を求める請求項2または3記載の画像形成装置。前記基準側特定角度位置情報は、前記複数の駆動モータの全てについて前記レディ信号が出力された後に、前記基準像担持体に直結された基準側直結ギアに対応して設けられた基準側角度検出器により検出された特定角度位置情報である。前記調整側最先角度位置情報は、前記基準側特定角度位置情報が検出された後に、残りの像担持体に直結された調整側直結ギアに対応して設けられた調整側角度検出器により最先に検出された角度位置情報である。

請求項6

前記位相制御手段は、前記基準側特定角度位置と、前記調整側直結ギアに設けられた角度位置情報とで決まる回転位相差に対応するモータ制御情報を前記角度位置情報に関連付けて保持するデータテーブルを有し、前記調整側最先角度位置情報に対応するモータ制御情報を前記データテーブルから読み出し、該モータ制御情報に基づき前記複数の駆動モータを制御する請求項5記載の画像形成装置。

請求項7

前記位相制御手段は下記の基準側最先角度位置情報および下記の調整側最先角度位置情報に基づき回転位相差を求める請求項2または3記載の画像形成装置。前記基準側最先角度位置情報は、前記複数の駆動モータの全てについて前記レディ信号が出力された後に、前記複数の角度検出器により最先に検出された角度位置情報であり、該角度位置情報を検出した角度検出器、該角度検出器に対応する直結ギアおよび像担持体がそれぞれ基準側角度検出器、基準側直結ギアおよび前記基準像担持体となっている。前記調整側最先角度位置情報は、前記基準側最先角度位置情報が検出された後に、残りの像担持体に直結された調整側直結ギアに対応して設けられた調整側角度検出器により最先に検出された角度位置情報である。

請求項8

前記位相制御手段は、前記基準側直結ギアに設けられた角度位置情報と、前記調整側直結ギアに設けられた角度位置情報とで決まる回転位相差に対応するモータ制御情報を前記角度位置情報に関連付けて保持するデータテーブルを有し、前記基準側最先角度位置情報と前記調整側最先角度位置情報とに対応するモータ制御情報を前記データテーブルから読み出し、該モータ制御情報に基づき前記複数の駆動モータを制御する請求項7記載の画像形成装置。

請求項9

前記複数の像担持体の回転位相差を所定の許容角度誤差以内に位相制御した後、前記複数の像担持体の各々にトナー像を形成するとともに、該複数のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する請求項1ないし8のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記複数の角度位置情報の分解能が許容角度誤差以内となっている画像形成装置。

請求項10

前記位相制御手段は、前記角度位置情報の相対関係に基づき前記複数の駆動モータを制御した後、前記複数の角度検出器により検出される角度位置情報の時間差に基づき前記複数の像担持体間での回転位相関係を微調整する請求項1ないし8のいずれに記載の画像形成装置。

技術分野

0001

この発明は、複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体をそれぞれ接続して前記複数の像担持体を回転駆動しながら、前記複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置に関するものであり、特に複数の像担持体間での回転位相差を検出する技術に関するものである。

背景技術

0002

カラー画像を形成する装置として、いわゆるタンデム方式カラー画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、それぞれが互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションが、中間転写ベルトなどの転写媒体の移動方向に沿って配置されている。また、各画像形成ステーションでは、感光体ドラムなどの像担持体が所定の回転速度で回転駆動されるとともに、像担持体の周囲に帯電部、像書込部および現像部が配置されている。そして、全ての像担持体を回転駆動しながら、各像担持体に形成されるトナー像が転写媒体上で重ね合わされてカラー画像が形成される。

0003

このように複数の像担持体を回転駆動するために、従来より大きく分けて、(a)単一の駆動モータを用いるとともに、該駆動モータの回転駆動力輪列により各像担持体に伝達して駆動する方式と、(b)複数の駆動モータを用いる方式とが存在している。特に後者の方式として、各色ごとに専用の駆動モータを設けたものが数多く提案されている。例えば特許文献1に記載の装置では、4色の像担持体が設けられるとともに、これら4色の像担持体をそれぞれ回転駆動するために4つの駆動モータが設けられている。そして、各駆動モータを制御することで各色の像担持体を独立して回転させることが可能となっている。

0004

このように複数の駆動モータを用いたタンデム装置では、各像担持体の軸ぶれ、各像担持体に直結されたギア偏心などの要因により周期的な色ずれが発生することがある。そこで、この周期的な色ずれを補正するために、4つの駆動モータを個別に制御している。つまり、各駆動モータを個別に制御することによって、4色の像担持体の回転位相を個別に制御して各色の像担持体間での回転位相関係を調整している。これにより、周期的な色ずれを抑えて画像品質の向上を図っている。

0005

特開2003−21943号公報(第2頁、図12

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、特許文献1に記載の装置では、4つの像担持体間での回転位相調整を次のようにして行っている。この装置では、駆動モータを制御するモータ制御部に対してモータ起動指令が与えられると、全ての駆動モータの駆動を開始する。そして、全ての駆動モータの回転速度が定常回転速度に達するのを待って、4色のうち基準色となるイエローの像担持体と、残りの像担持体との回転位相差の検出を開始する。すなわち、基準像担持体に対応して設けられたフォトセンサによりイエロー像担持体の基準位置ホームポジション)が検出されると、時間計測用カウンタ値をクリアした後、一定周期で該カウント値インクリメントする。そして、残りの像担持体、例えばマゼンタ像担持体に対応して設けられたフォトセンサによりマゼンタ像担持体の基準位置(ホームポジション)が検出された時点で上記カウント値のインクリメントを停止する。こうして得られたカウント値は回転位相差に相当するため、この回転位相差が駆動モータの位置制御ループフィードバックされ、上記回転位相差を解消するように駆動モータが制御される。その結果、イエローとマゼンタとの間で像担持体の回転位相差が許容角度誤差以内となり、両色の間での周期的な色ずれが抑制される。

0007

このように従来装置では、各像担持体の基準位置(ホームポジション)の検出と時間計測とを組み合わせて回転位相差を検出している。このため、基準像担持体の基準位置を検出した後、最大、像担持体がほぼ1周するまで基準位置が検出されず、その間、回転位相差を検出することができない。このことが回転位相差の検出時間を短縮する上で大きな障害のひとつとなっていた。また、時間計測により回転位相差を求めているため、時間計測中に像担持体の回転速度が変動してしまうと、回転位相差の検出精度が低下してしまう。したがって、回転位相差の検出に要する時間を短縮して高精度に回転位相差を検出するとともに、早期に回転位相の調整処理を行うことが要望されている。

0008

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、所定の目標回転速度で回転する複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体をそれぞれ接続して前記複数の像担持体を回転駆動しながら、前記複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、像担持体間での回転位相差を短時間で、しかも高精度に検出して早期に回転位相の調整を行うことを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

この発明にかかる画像形成装置は、所定の目標回転速度で回転する複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体をそれぞれ接続して複数の像担持体を回転駆動可能に構成され、複数の像担持体の各々にトナー像を形成するとともに、該複数のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置であって、上記目的を達成するため、複数の像担持体の各々に直結され、それぞれが像担持体の回転方向における該直結ギアの角度位置を示す、互いに異なる複数の角度位置情報を有するとともに対応する駆動モータからの駆動力を受けて該像担持体を回転させる複数の直結ギアと、複数の直結ギアの各々に対応して設けられ、それぞれが角度位置情報を検出する複数の角度検出器と、複数の角度検出器により検出される角度位置情報の相対関係に基づき複数の像担持体のうち基準となる基準像担持体に対する残りの像担持体の回転位相差を求めるとともに、該回転位相差に基づき複数の駆動モータを制御して複数の像担持体間での回転位相関係を調整する位相制御手段とを備えたことを特徴としている。

0010

このように構成された発明では、複数の像担持体の各々に対応して直結ギアが設けられており、駆動モータからの駆動力を受けて像担持体を回転させる。また、この直結ギアには像担持体の回転方向における直結ギアの角度位置を示す角度位置情報が複数個設けられており、しかも該複数の角度位置情報は互いに異なる角度位置を示している。すなわち、直結ギアに設けられた角度位置情報は多値情報となっており、直結ギアを1周回転させるまでもなく、角度位置情報に基づき直結ギアの絶対的な角度位置を検出することが可能となっている。そこで、複数の直結ギアの各々に対応して角度検出器が設けられて直結ギアの角度位置情報を検出することで像担持体の角度位置を検出している。したがって、像担持体が1周するまでもなく、像担持体の絶対的な角度位置を検出することが可能となっており、像担持体間での回転位相差を短時間で、しかも高精度に検出することができる。また、こうして得られた回転位相差に基づき複数の駆動モータが制御されて複数の像担持体間での回転位相関係を調整されるため、像担持体間での回転位相調整を早期に行うことができる。

0011

ここで、例えば各駆動モータの回転駆動を開始した後に該駆動モータの回転速度が目標回転速度に達するとレディ信号が位相制御手段に出力される画像形成装置において、位相制御手段は複数の駆動モータの全てについてレディ信号が出力された後に検出された角度位置情報に基づき複数の駆動モータを制御して複数の像担持体間での回転位相関係を調整するように構成してもよい。このように全駆動モータについてレディ信号が出力された後においては、全駆動モータが目標回転速度で安定して回転駆動されている。そして、この定常状態で回転位相調整のために駆動モータの制御が行われるので、レディ信号の出力前に制御する装置よりも回転位相調整の安定性という面では優れている。

0012

また、複数の像担持体のうちいずれを基準像担持体に設定するのかという点については、従来装置と同様に予め固定的に設定しておいてもよい。また、基準像担持体を適宜変更設定するように構成してもよい。例えば複数の駆動モータの全てについてレディ信号が出力された後に最初に角度位置情報が検出された直結ギアと連結された像担持体を基準像担持体として設定してもよい。この場合、基準像担持体を固定する装置に比べて、像担持体間での回転位相差を早期に検出することができるとともに、像担持体間での回転位相調整をさらに早期に行うことができる。

0013

また、位相制御手段は、基準像担持体に直結された基準側直結ギアに設けられた角度位置情報と、残りの像担持体に直結された調整側直結ギアに設けられた角度位置情報とで決まる回転位相差に対応するモータ制御情報を角度位置情報に関連付けて保持するデータテーブルを有し、基準側直結ギアに対応して設けられた基準側角度検出器により検出された基準側角度位置情報と、調整側直結ギアに対応して設けられた調整側角度検出器により検出された調整側角度位置情報とに対応するモータ制御情報をデータテーブルから読み出し、該モータ制御情報に基づき複数の駆動モータを制御するように構成してもよい。すなわち、本発明では、直結ギアには互いに異なる複数の角度位置情報が設けられており、各直結ギアの角度位置情報によって像担持体間の回転位相差が決まる。そこで、それらの角度位置情報に関連付けて、該回転位相差を解消するために必要な制御量がモータ制御情報として予めデータテーブルに記憶されている。そして、基準側角度検出器により基準側角度位置情報が、また調整側角度検出器により調整側角度位置情報がそれぞれ検出されると、それらに対応するモータ制御情報がデータテーブルから読み出され、該モータ制御情報に基づき複数の駆動モータが制御されて像担持体間での回転位相調整が行われる。このデータテーブルを用いることで複雑な演算処理などを行うことなく、回転位相差を短時間で求めることができる。その結果、回転位相差の検出に要する時間を短縮し、早期に回転位相の調整処理を行うことができる。

0014

また、複数の直結ギアの各々に設けられた複数の角度位置情報のうちの一が特定角度位置情報に設定された装置では、下記の基準側特定角度位置情報および下記の調整側最先角度位置情報に基づき回転位相差を求めるように構成してもよい。なお、「基準側特定角度位置情報」は、複数の駆動モータの全てについてレディ信号が出力された後に、基準像担持体に直結された基準側直結ギアに対応して設けられた基準側角度検出器により検出された特定角度位置情報である。また、「調整側最先角度位置情報」は、基準側特定角度位置情報が検出された後に、残りの像担持体に直結された調整側直結ギアに対応して設けられた調整側角度検出器により最先に検出された角度位置情報である。また、基準側特定角度位置と、調整側直結ギアに設けられた角度位置情報とで決まる回転位相差に対応するモータ制御情報を角度位置情報に関連付けて保持するデータテーブルを予め用意しておき、調整側最先角度位置情報に対応するモータ制御情報をデータテーブルから読み出し、該モータ制御情報に基づき複数の駆動モータを制御するように構成してもよい。このようにデータテーブルを用いることで複雑な演算処理などを行うことなく、回転位相差を短時間で求めることができる。その結果、回転位相差の検出に要する時間を短縮し、早期に回転位相の調整処理を行うことができる。

0015

また、下記の基準側最先角度位置情報および下記の調整側最先角度位置情報に基づき回転位相差を求めるように構成してもよい。なお、「基準側最先角度位置情報」は、複数の駆動モータの全てについてレディ信号が出力された後に、複数の角度検出器により最先に検出された角度位置情報であり、該角度位置情報を検出した角度検出器、該角度検出器に対応する直結ギアおよび像担持体がそれぞれ基準側角度検出器、基準側直結ギアおよび基準像担持体となっている。また、この発明における「調整側最先角度位置情報」は、基準側最先角度位置情報が検出された後に、残りの像担持体に直結された調整側直結ギアに対応して設けられた調整側角度検出器により最先に検出された角度位置情報である。また、基準側直結ギアに設けられた角度位置情報と、調整側直結ギアに設けられた角度位置情報とで決まる回転位相差に対応するモータ制御情報を角度位置情報に関連付けて保持するデータテーブルを予め用意しておき、基準側最先角度位置情報と調整側最先角度位置情報とに対応するモータ制御情報をデータテーブルから読み出し、該モータ制御情報に基づき複数の駆動モータを制御するように構成してもよい。このようにデータテーブルを用いることで複雑な演算処理などを行うことなく、回転位相差を短時間で求めることができる。その結果、回転位相差の検出に要する時間を短縮し、早期に回転位相の調整処理を行うことができる。

0016

また、上記のように構成された装置では、像担持体が1周する間に複数の角度位置情報が検出されるが、こうして検出される角度位置情報の分解能を許容角度誤差以内となるように角度位置情報を設けてもよい。これにより検出精度が高まるとともに、角度位置情報のみに基づいて駆動モータを制御したとしても回転位相差を確実に許容角度誤差以内に収めることができる。したがって、回転位相差の検出時間を短縮し、回転位相調整の早期化を図る上で、有用な構成である。

0017

さらに、角度位置情報の相対関係に基づき複数の駆動モータを制御した後、複数の角度検出器により検出される角度位置情報の時間差に基づき複数の像担持体間での回転位相関係を微調整するように構成してもよい。上記のように互いに異なる複数の角度位置情報を直結ギアに設け、像担持体が1周する間に複数の角度位置情報が検出されるように構成しているが、こうして検出される角度位置情報の分解能よりも高精度に回転位相調整することは不可能である。そこで、この発明では、角度位置情報の相対関係に基づく回転位相調整後に、複数の角度検出器により検出される角度位置情報の時間差に基づき複数の像担持体間での回転位相関係を微調整している。これにより像担持体間の回転位相差をさらに高精度に調整することができる。

発明を実施するための最良の形態

0018

<第1実施形態>
図1は本発明にかかる画像形成装置の第1実施形態を示す図である。この装置1は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の4色のトナー(現像剤)を重ね合わせてフルカラー画像を形成するカラー印字処理、およびブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する単色印字処理を選択的に実行する画像形成装置である。この画像形成装置1では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令印字指令)がメインコントローラ(図示省略)に与えられると、このメインコントローラからの指令に応じてエンジンコントローラ(図示省略)がエンジン部EG各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシート記録材)Sに画像形成指令に対応する画像を形成する。

0019

図1において、本実施形態の画像形成装置1は、ハウジング本体2と、ハウジング本体2の前面(同図の右手側面)に開閉自在に装着された第1の開閉部材3と、ハウジング本体2の上面に開閉自在に装着された第2の開閉部材(排紙トレイを兼用している)4とを有している。また、第1の開閉部材3には、開閉蓋3aがハウジング本体2の前面に開閉自在に装着されている。なお、この開閉蓋3aは第1の開閉部材3と連動して、または独立して開閉可能となっている。

0020

ハウジング本体2内には、電源回路基板、メインコントローラおよびエンジンコントローラを内蔵する電装品ボックス5が設けられている。また、画像形成ユニット6、転写ベルトユニット9および給紙ユニット10もハウジング本体2内に配設されている。一方、第1の開閉部材3側には、定着ユニット12が配設されている。なお、この実施形態では、画像形成ユニット6および給紙ユニット10内の消耗品は、ハウジング本体2に対して着脱自在に構成されている。そして、これらの消耗品および転写ベルトユニット9については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。

0021

転写ベルトユニット9は、ハウジング本体2の下方に配設され後述するブラック用駆動モータにより回転駆動される駆動ローラ14と、駆動ローラ14の斜め上方に配設される従動ローラ15と、この2本のローラ14、15間に張架されて図示矢印方向D16へ循環駆動される中間転写ベルト16と、中間転写ベルト16の表面に当接されるベルトクリーナ17とを備えている。この従動ローラ15は駆動ローラ14に対して斜め上方(図1中の左手上方)に配置されている。このため、中間転写ベルト16は傾斜状態のまま方向D16に回転移動する。また、中間転写ベルト16を駆動した際のベルト搬送方向D16が下向き(図1の右下向き)になるベルト面16aは下方に位置している。本実施形態においては、ベルト面16aがベルト駆動時のベルト張り面(駆動ローラ14により引っ張られる面)となっており、各色の感光体ドラム(像担持体)20の周速よりも遅い周速を有している。このように中間転写ベルト16の周速を各感光体ドラム20の周速よりも遅くなるように設定することで、感光体ドラム20は中間転写ベルト16に回転を抑える向きに引っ張られるようにして駆動している。

0022

駆動ローラ14は、2次転写ローラ19のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ14の周面には、厚さ3mm程度、体積抵抗率が105Ω・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する2次転写バイアス発生部から2次転写ローラ19を介して供給される2次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ14に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、2次転写部へシートSが進入する際の衝撃が中間転写ベルト16に伝達しにくく、画質劣化を防止することができる。

0023

また、本実施形態においては、駆動ローラ14の径を従動ローラ15の径より小さくしている。これにより、2次転写後のシートSがシートS自身の弾性力剥離し易くすることができる。また、従動ローラ15をベルトクリーナ17のバックアップローラとして兼用させている。このベルトクリーナ17は、搬送方向下向きのベルト面16a側に設けられており、図1に示すように、残留トナーを除去するクリーニングブレード17aと、除去したトナーを搬送するトナー搬送部材とを備えている。そして、クリーニングブレード17aは従動ローラ15への中間転写ベルト16の巻きかけ部において中間転写ベルト16に当接して2次転写後に中間転写ベルト16の表面に残留しているトナーをクリーニング除去する。

0024

駆動ローラ14および従動ローラ15は転写ベルトユニット9の支持フレーム(図示省略)に回転自在に支持されている。また、中間転写ベルト16の搬送方向下向きのベルト面16a裏面には、後述する各画像形成ステーションY,M,C,Kの感光体ドラム20に対向して1次転写ローラ21が設けられている。これら4つの1次転写ローラ21は上記支持フレームに対して回転自在に軸支され、図示を省略する1次転写バイアス発生部と電気的に接続されており、適当なタイミングで1次転写バイアス発生部から1次転写バイアスが印加される。

0025

上記支持フレームは、駆動ローラ14を回動中心として矢印方向D21にハウジング本体2に対して回動自在となっている。そして、図示を省略するアクチュエータを作動させることで支持フレームが回動してイエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)の画像形成ステーションY,M,Cの感光体ドラム20に対向して配置された1次転写ローラ21が感光体ドラム20に向かって近接し、また感光体ドラム20から離間移動する。このため、イエロー、マゼンタおよびシアン用の1次転写ローラ21が感光体ドラム20に向かって近接移動すると、中間転写ベルト16を挟んで該感光体ドラム20に当接する(図1中の実線)。そして、この当接位置が1次転写位置となっており、該1次転写位置でトナー像が中間転写ベルト16に転写される。逆に、イエロー、マゼンタおよびシアン用の1次転写ローラ21が感光体ドラム20から離間移動すると、画像形成ステーションY,M,Cの感光体ドラム20と中間転写ベルト16とは互いに離間する(図1中の破線)。一方、ブラック(K)の画像形成ステーションKの感光体ドラム20に対向して配置された1次転写ローラ21については、中間転写ベルト16を挟んで該感光体ドラム20に当接されたまま回転するように構成されている。したがって、図1の実線で示すように、全1次転写ローラ21を感光体ドラム20側に位置させることでカラー印字処理が実行可能となる。一方、同図の破線で示すように、ブラック用の1次転写ローラ21を残して他の1次転写ローラ21を感光体ドラム20から離間させることでモノクロ印字処理のみを実行しつつ中間転写ベルト16が画像形成ステーションY,M,Cから離間してイエロー、マゼンタおよびシアン色については非印字状態とすることができる。なお、ブラック用の1次転写ローラ21についても、必要に応じて感光体ドラム20から離間移動させるように構成してもよい。

0026

また、転写ベルトユニット9の支持フレームには、駆動ローラ14に近接してテストパターンセンサ18が設置されている。このテストパターンセンサ18は、中間転写ベルト16上の各色トナー像位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正するためのセンサである。

0027

画像形成ユニット6は、複数(本実施形態では4つ)の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションY(イエロー用),M(マゼンタ用),C(シアン用),K(ブラック用)を備えている。各画像形成ステーションY,M,C,Kにはそれぞれ、本発明の「像担持体」に相当する感光体ドラム20が設けられている。また、各感光体ドラム20の周囲には、帯電部22、像書込部23、現像部24および感光体クリーナ25が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。なお、図1において、画像形成ユニット6の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上、一部の画像形成ステーションのみに符号を付けて他の画像形成ステーションについては符号を省略する。また、各画像形成ステーションY,M,C,Kの配置順序は任意である。

0028

各画像形成ステーションY,M,C,Kの感光体ドラム20は1次転写位置TR1で中間転写ベルト16の搬送方向下向きのベルト面16aに当接されるように配置されている。その結果、各画像形成ステーションY,M,C,Kも駆動ローラ14に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。また、これらの感光体ドラム20はそれぞれ専用の駆動モータに接続され、図示矢印D20に示すように、中間転写ベルト16の搬送方向に所定周速で回転駆動される。なお、感光体ドラム20の駆動機構および駆動制御については後で詳述する。

0029

帯電部22は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム20の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム20の回転動作に伴って感光体ドラム20に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部(図示省略)に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電位置で感光体ドラム20の表面を帯電させる。

0030

像書込部23は、発光ダイオードバックライトを備えた液晶シャッタ等の素子を感光体ドラム20の軸方向(図1紙面に対して垂直な方向)に列状に配列したアレイ状書込ヘッドを用いており、感光体ドラム20から離間配置されている。また、アレイ状書込ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトである。そのため、感光体ドラム20に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。

0031

次に、現像部24の詳細について、画像形成ステーションKを代表して説明する。この現像部24は、トナーを貯留するトナー貯留容器26と、このトナー貯留容器26内に配設された2つのトナー撹拌供給部材28,29と、トナー撹拌供給部材29に近接配置された仕切部材30と、仕切部材30の上方に配設されたトナー供給ローラ31と、トナー供給ローラ31および感光体ドラム20に当接して所定の周速で図示矢印方向に回転する現像ローラ33と、現像ローラ33に当接される規制ブレード34とから構成されている。

0032

そして、各現像部24では、トナー撹拌供給部材29により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材30の上面に沿ってトナー供給ローラ31に供給される。また、こうして供給されたトナーは供給ローラ31を介して現像ローラ33の表面に供給される。そして、現像ローラ33に供給されたトナーは規制ブレード34により所定厚さの層厚規制され、感光体ドラム20へと搬送される。そして、現像ローラ33と電気的に接続された現像バイアス発生部(図示省略)から現像ローラ33に印加される現像バイアスによって、現像ローラ33と感光体ドラム20とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ33から感光体ドラム20に移動して、像書込部23により形成された静電潜像が顕像化される。

0033

また、この実施形態では、感光体ドラム20の回転方向D20において1次転写位置TR1の下流側に、感光体ドラム20の表面に当接して感光体クリーナ25が設けられている。この感光体クリーナ25は、感光体ドラム20の表面に当接することで1次転写後に感光体ドラム20の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。

0034

給紙ユニット10は、シートSが積層保持されている給紙カセット35と、給紙カセット35からシートSを一枚ずつ給送するピックアップローラ36とからなる給紙部を備えている。第1の開閉部材3内には、2次転写領域TR2へのシートSの給紙タイミングを規定するレジストローラ対37と、駆動ローラ14および中間転写ベルト16に圧接される2次転写手段としての2次転写ローラ19と、定着ユニット12と、排紙ローラ対39と、両面プリント用搬送路40を備えている。

0035

2次転写ローラ19は、中間転写ベルト16に対して離当接自在に設けられ、2次転写ローラ駆動機構(図示省略)により離当接駆動される。定着ユニット12は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ45と、この加熱ローラ45を押圧付勢する加圧ローラ46とを有している。そして、シートSに2次転写された画像は、加熱ローラ45と加圧ローラ46で形成するニップ部で所定の温度でシートSに定着される。本実施形態においては、中間転写ベルト16の斜め上方に形成される空間、換言すれば、中間転写ベルト16に対して画像形成ユニット6と反対側の空間に定着ユニット12を配設することが可能になり、電装品ボックス5、画像形成ユニット6および中間転写ベルト16への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。

0036

また、こうして定着処理を受けたシートSは排紙ローラ対39を経由してハウジング本体2の上面部に設けられた第2の開閉部材(排紙トレイ)4に搬送される。また、シートSの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートSの後端部が排紙ローラ対39後方反転位置まで搬送されてきた時点で排紙ローラ対39の回転方向を反転し、これによりシートSは両面プリント用搬送路40に沿って搬送される。そして、レジストローラ対37の手前で再び搬送経路に乗せられるが、このとき、2次転写領域TR2において中間転写ベルト16と当接して画像を転写されるシートSの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートSの両面に画像を形成することができる。

0037

図2は中間転写ベルトと各色の感光体ドラムとの配置関係を示す模式図であり、また図3は感光体ドラムを回転駆動する駆動機構を示す図であり、図4はエンジンコントローラのうち感光体ドラムの回転位相を制御する電気的構成を示すブロック図である。以下、これらの図面を参照しつつ、感光体ドラム20を駆動する駆動機構および駆動制御について詳述する。

0038

この実施形態にかかる画像形成装置1では、4色の感光体ドラム20が設けられているが、これらの感光体ドラム20をそれぞれ回転駆動するために4つの駆動モータ50(50Y,50M,50C,50K)が設けられている。そして、各駆動モータ50を制御することで各色の感光体ドラム(像担持体)20を独立して回転させることが可能となっている。なお、感光体ドラム20を回転駆動する駆動機構の構成は互いに同一であるため、ここでは、イエロー用の駆動機構についてのみ説明し、その他のトナー色については同一または相当符号を付して説明を省略する。

0039

この実施形態では、イエロー用駆動モータ50Yとして、DCブラシレスモータが採用されている。この駆動モータ50Yの回転軸にはモータピニオン51が取り付けられるとともに、このモータピニオン51に対してアイドルギア52が歯合配置されている。また、このアイドルギア52と同軸にアイドルギア53が取り付けられており、駆動モータ50Yの回転駆動力がモータピニオン51を介してアイドルギア52に伝達されると、アイドルギア52,53が一体的に回転する。一方、アイドルギア53は感光体ドラム20の回転軸と同軸に取り付けられた感光体ギア54と歯合されており、上記のようにしてアイドルギア53が回転駆動されることで、感光体ドラム20Yが回転駆動される。このように、本実施形態では、感光体ギア54は感光体ドラム(像担持体)に直結されており、本発明の「直結ギア」に相当している。

0040

また、この実施形態では、感光体ドラム20を132rpmで回転させながら画像形成を行うために、例えば駆動モータ50Yの目標回転速度ならびにモータピニオン51、ギア52〜54のギア構成を以下のように設定することができる。

0041

(1)駆動モータ50Yの目標回転速度:1905rpm
(2)モータピニオン51について
歯数:12
ピッチ円直径:6.4mm
(3)アイドルギア52について
歯数:48
ピッチ円直径:25.5mm
(4)アイドルギア53について
歯数:30
ピッチ円直径:16.0mm
(5)感光体ギア(直結ギア)54について
歯数:108
ピッチ円直径:57.5mm
このように構成されたギア群からなる駆動力伝達機構を用いることで、駆動モータ50Yの回転速度が目標回転速度(1905rpm)に達した時点では、モータピニオン51およびギア52により回転速度は476rpmに減速され、さらにギア52,53により所望の回転速度(132rpm)まで減速される。

0042

また、この実施形態では、感光体ドラム20の回転軸に直結された感光体ギア54は感光体ドラム20の直径(30mm)よりも大口径となっており、その外周部に4つの位相マークMK1〜MK4が感光体ドラム20および感光体ギア54の回転軸を中心として放射状に略90゜の等角度間隔で設けられている。これらの位相マークMK1〜MK4は本発明の「角度位置情報」に相当するものであり、感光体ドラム20Yの回転方向D20における感光体ギア54の角度位置を示している。これらの位相マークMK1〜MK4はそれぞれ1本ないし4本のラインMLで構成されている。また、これらのラインMLは位相マーク内で回転方向D20に配列されている。さらに、位相マークMK1〜MK4の回転軌跡上に反射型光学センサ56が角度検出器として配置されている。すなわち、角度検出器56は、感光体ギア54の位相マークMK1〜MK4の回転軌跡に向けて光を照射する投光部と、感光体ギア54により反射された光を受光し、該受光量に対応した信号を出力する受光部とを有している。このため、感光体ギア54に設けられた位相マークMK1〜MK4が角度検出器56を通過するたびに各ラインMLの本数と同数パルス信号がエンジンコントローラに設けられた位相制御ユニット57に出力される。すなわち、この実施形態では、角度検出器56からの出力信号に基づき、回転方向D20における感光体ギア54の角度位置とともに感光体ドラム20の角度位置を4種類で検出することができる。このように、この実施形態では、感光体ギア54に設けられた角度位置情報は4種類の多値情報となっており、感光体ギア54および感光体ドラム20を1周回転させるまでもなく、角度検出器56からの出力信号に基づき感光体ギア54および感光体ドラム20の絶対的な角度位置を約90゜間隔で検出することが可能となっている。したがって、各色ごとに設けられた角度検出器56からの出力信号を対比することで角度位置情報の相対関係、つまり感光体ドラム20の相対的な角度関係を求めることができる。そして、この相対関係に基づき位相制御ユニット57が後述するように駆動モータ50を制御する。これによって、感光体ドラム20Y,20M,20C,20K間での回転位相差を90゜以内で検出することができる。

0043

各駆動モータ50および駆動機構は上記のように構成されているが、装置1がホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令(印字指令)を待っている間、全駆動モータ50は回転を停止している。そして、印字指令が与えられると、メインコントローラはエンジン部EGの動作指示に適した形式ジョブデータに変換し、エンジンコントローラに送出する。これを受けたエンジンコントローラは位相制御ユニット57に対して駆動指令を与えて感光体ドラム20を所望の目標回転速度(132rpm)で回転させる。また、感光体ドラム20の回転速度が定常回転速度に達した後で、次に説明する回転位相調整を行う。

0044

図5は感光体ドラムの間での回転位相を調整する動作を示すフローチャートである。また、図6は回転位相差の導出および位相調整動作を示すフローチャートである。さらに図7は回転位相差の導出および位相調整動作を示す図である。以下、これらの図を参照しつつ回転位相差の検出動作および回転位相の調整動作について詳述する。

0045

この装置では、外部装置からの印字指令に応じてエンジンコントローラから位相制御ユニット57に駆動指令が与えられると、全色について感光体ドラム20の駆動が開始される(ステップS1)。このとき、位相制御ユニット57は予め設定された加速度で各駆動モータ50を駆動させるように制御信号駆動クロック)を各モータ回転制御部60Y,60M,60C,60Kに与える。これによって、モータ回転制御部60Y,60M,60C,60Kがそれぞれ駆動モータ50Y,50M,50C,50Kを作動させて感光体ドラム20の駆動を開始する。

0046

このように各感光体ドラム20を回転させるために各駆動モータ50(50Y,50M,50C,50K)を作動させると、図7に示すように、駆動開始から徐々に駆動モータ50の回転速度が加速されていく。この実施形態では、回転駆動の開始から約0.5秒で駆動モータ50の回転速度が目標回転速度に達するように設定している。また、駆動モータ50により感光体ドラム20が回転駆動されて感光体ギア54に設けられた位相マークMK1〜MK4が角度検出器56を通過すると、角度検出器56から検出信号が位相制御ユニット57に出力される。この検出信号は回転方向D20における感光体ギア54および感光体ドラム20の角度位置を示すものであり、各色の角度位置検出信号を参照することで予め設定されている基準色に対する他の色(以下「調整色」という)の感光体ドラム20の回転位相差を求めることができる。

0047

次に、全色について、駆動モータ50の回転速度が目標回転速度に到達してレディ信号(以下「RD信号」という)が出力されて感光体ドラム20が所定の回転速度で定常回転されていることを確認する(ステップS2)と、基準色の位相マークMK1が検出されるのを待つ(ステップS3)。この実施形態では、4種類の位相マークMK1〜MK4のうち位相マークMK1を本発明の「特定角度位置情報」と設定しており、基準色の位相マークMK1が本発明の「基準側特定角度位置情報」に相当している。そして、基準色位相マークMK1が検出されると、残りのトナー色(第1調整色〜第3調整色)の各々について位相調整を行う(ステップS4)。このように全色についてRD信号が出力された後においては、基準色の駆動クロックは一定となり、基準色の感光体ドラム20は一定速度で回転する。これに対して調整色の駆動クロックは基本的に一定となるが、次に説明するようにして位相調整が行われる場合に、調整色の駆動クロックは変更されて感光体ドラム20が適宜加減速される。

0048

この位相調整処理においては、位相制御ユニット57が以下のように作動して第n調整色(n=1,2、3)について基準色に対する回転位相差を求め、その回転位相差に基づき駆動モータ50を加減速制御して回転位相を調整する。すなわち、基準色位相マーク(基準側特定角度位置情報)MK1の検出後に第n調整色について最初に位相マークが検出される(ステップS41)と、その位相マークを本発明の「調整側最先角度位置情報」とし、該位相マークと基準色位相マークMK1との組み合わせを「角度位置情報の相対関係」として求める。例えば図7に示すタイミングチャートでは、基準色位相マークMK1に続いて調整色位相マークMK3が検出されている。したがって、基準色位相マークMK1に対して調整色位相マークMK3が求められる。すなわち、位相マークMK1,MK3の相対関係から基準色と当該調整色とでは感光体ドラム20の回転位相差は180゜程度であることが検出される。そこで、位相マークの組み合わせに対応する駆動パルス数図8のデータテーブルから求める(ステップS42)。このデータテーブルでは、位相マークMK1〜MK4に対して駆動クロック数「0」、「−250」、「500」、「250」がそれぞれ割り当てられている。したがって、上記のように調整色位相マークとしてマークMK3が検出された場合には、駆動クロック「500」がデータテーブルから読み出される。ここで、「駆動クロック数」とは基準色と調整色との間で回転位相差を合わせるために必要となる調整色感光体ドラム20の加減速制御量を示す値であり、本発明の「モータ制御情報」に相当している。なお、各値は装置構成に対応して適宜変更設定される。

0049

こうして駆動クロック数が求まると、その駆動クロック数を定常回転時のクロック数に追加して駆動クロックを変更する(ステップS43)。これにより、調整色の駆動モータ50が加減速制御されて調整色の感光体ドラム20は一時的に増速あるいは減速されて基準色と調整色との回転位相差が大幅に縮められる。例えば、上記のように駆動クロック「500」が読み出された場合には、図7に示すように、調整色の感光体ドラム20の回転速度は一時的に増大されて基準色の感光体ドラム20に近づき回転位相差は大幅に縮小される。すなわち、本実施形態では、角度検出器56からの出力信号に基づき感光体ギア54および感光体ドラム20の絶対的な角度位置を約90゜間隔で検出することが可能となっているため、上記のようにして位相調整することで回転位相差を90゜以内で収めることができる。したがって、回転位相差を許容することができる範囲、つまり許容角度誤差が90゜を超えるのであれば、この段階で位相調整を完了してもよい。逆に、許容角度誤差が90゜以下である場合には、次に説明するように微調整動作を行うことができる。

0050

この実施形態では、回転位相差を許容角度誤差(<90゜)以内に確実に収めるために、ステップS44〜S47を実行している。すなわち、ステップS44で同一の位相マークについて角度位置検出信号の時間差を検出する。この実施形態では、上記したように4種類の位相マークMK1〜MK4が設けられているため、加減速制御が終了して回転位相差が90゜以内に収まった(ステップS43)後に、最初に検出される位相マークについて角度位置検出信号の時間差が検出される。このため、感光体ギア54および感光体ドラム20を約90゜回転させるまでに角度位置検出信号の時間差を確実に求めることができる。

0051

次に、角度位置検出信号の時間差に対応する追加パルス数が算出される(ステップS45)。より具体的には、目標回転速度で駆動モータが回転している状態、つまり定常回転時に駆動モータに与える駆動クロックの1パルスあたりの時間t1を計算しておき、次式
(追加パルス数)=(検出された時間差)/(時間t1)
により追加パルス数を求めている。なお、この実施形態では、予め位相制御ユニット57に設けられたメモリ(図示省略)に上記した演算式に基づき追加パルス数を演算しているが、時間差と追加パルス数との関係をデータテーブルに記憶しておき、データテーブルから読み出すように構成してもよい。

0052

こうして追加パルス数が求まると、位相制御ユニット57は追加クロック数を定常回転時のクロック数に追加して駆動クロックを変更する(ステップS46)。これにより、調整色の駆動モータが50が加減速制御されて調整色の感光体ドラム20は一時的に増速あるいは減速されて基準色と調整色との回転位相差が微調整される。そして、ステップS47で回転位相差が許容誤差以内に収まったことが確認されるまで、上記した一連の微調整動作(ステップS44〜46)を繰り返す。

0053

以上のように、この実施形態によれば、感光体ギア54の外周部に4つの位相マークMK1〜MK4が略90゜の等角度間隔で設けられ、角度検出器56によって位相マークMK1〜MK4を検出して回転方向D20における感光体ギア54および感光体ドラム20の角度位置を検出するように構成している。したがって、感光体ギア54および感光体ドラム20を1周回転させるまでもなく、角度検出器56からの出力信号に基づき感光体ギア54および感光体ドラム20の絶対的な角度位置を約90゜間隔で検出することが可能となっている。その結果、感光体ドラム20間での回転位相差を短時間で、しかも高精度に検出することができる。また、こうして得られた回転位相差に基づき複数の駆動モータが制御されて複数の像担持体間での回転位相関係を調整されるため、像担持体間での回転位相調整を早期に行うことができる。

0054

また、全駆動モータ50についてRD信号が出力されて全駆動モータ50が目標回転速度で安定して回転駆動されている状態で回転位相調整のために駆動モータ50の制御を行っているので、回転位相調整を安定して行うことができる。

0055

また、位相制御ユニット(位相制御手段)57は、基準色位相マーク(基準側特定角度位置情報)MK1に対する調整色の位相マークMK1〜MK4により決まる回転位相差に対応する駆動クロック数を位相マークMK1〜MK4に関連付けて図8のデータテーブルを保持している。そして、調整側最先角度位置情報に相当する位相マークが検出されると、該位相マークに対応する駆動クロック数をデータテーブルから読み出され、該駆動クロック数に基づき駆動モータ50が制御される。このように、データテーブル(図8)を用いることで複雑な演算処理などを行うことなく、回転位相差を短時間で求めることができる。その結果、回転位相差の検出に要する時間を短縮し、早期に回転位相の調整処理を行うことができる。

0056

<第2実施形態>
図9は本発明にかかる画像形成装置の第2実施形態を示すフローチャートである。また、図10は基準色の決定処理を示すフローチャートである。また、図11は第2実施形態における回転位相差の検出動作および回転位相の調整動作を模式的に示す図である。さらに、図12は第2実施形態で用いられるデータテーブルの一例を示す図である。この第2実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は基準色の設定方法である。すなわち、第1実施形態では基準色が固定的に設定されている。このように基準色を固定している装置では基準色の位相マークMK1、つまり「基準側特定角度位置情報」を検出するのを待って回転位相差を求める必要がある。そのため、全駆動モータ50についてRD信号が出力された後に他のトナー色の位相マークMK1〜MK4が最初に検出されたとしても、その検出が効果的に使用されず、必ず基準色の位相マークMK1の検出を待つ必要がある。このことは、印字指令から1枚目プリント出力までの時間、つまりファーストプリント時間を短縮したいという要望に反するものである。そこで、第2実施形態では、駆動モータ50の全てについてRD信号が出力された後に、角度検出器56により最先に検出された位相マークを基準側最先角度位置情報とし、該位相マークを検出した角度検出器56に対応するトナー色を基準色に設定している。また、こうしてトナー色を適宜変更設定することに対応して位相調整動作を第1実施形態での位相調整動作と一部相違させている。以下、図9ないし図11を参照しつつ第2実施形態の特徴構成を中心に説明する。なお、第1実施形態と同一の構成および動作については、同一符号を付して説明を省略する。

0057

この装置では、外部装置からの印字指令に応じてエンジンコントローラから位相制御ユニット57に駆動指令が与えられると、第1実施形態と同様に、全色について感光体ドラム20の駆動が開始される(ステップS1)。そして、全色について、駆動モータ50の回転速度が目標回転速度に到達してRD信号が出力されて感光体ドラム20が所定の回転速度で定常回転されていることを確認する(ステップS2)と、4色のうち最先に位相マークが検出されて角度位置検出信号が出力されるトナー色を基準色としている(ステップS5)。

0058

このステップS5では、図10に示すように、全色についてRD信号が出力された後に最先に検出された位相マークを最先位相マークとしてメモリ(図示省略)に記憶する。この最先位相マークは本発明の「基準側最先角度位置情報」に相当するものであり、その基準側最先位相マークがいずれのトナー色の角度検出器56から出力されたものであるのかを判断して基準色を決定する(ステップS52〜S58)。つまり、
角度検出器56Kから出力:基準色はブラック、
角度検出器56Yから出力:基準色はイエロー、
角度検出器56Mから出力:基準色はマゼンタ、
角度検出器56Cから出力:基準色はシアン、
と判断される。また、こうして基準色が決定されると、ステップS4に進んで残りのトナー色(第1調整色〜第3調整色)の各々について位相調整を行う(ステップS4)。

0059

この第2実施形態の位相調整処理においては、位相制御ユニット57が以下のように作動して第n調整色(n=1,2、3)について基準色に対する回転位相差を求め、その回転位相差に基づき駆動モータ50を加減速制御して回転位相を調整する。すなわち、基準側最先位相マーク(基準側最先角度位置情報)の検出後に第n調整色について最初に位相マークが検出される(ステップS41)と、その位相マークを本発明の「調整側最先角度位置情報」とし、該調整側最先位相マークと基準側最先位相マークとの組み合わせを「角度位置情報の相対関係」として求める。例えば図11に示すタイミングチャートでは、基準色の位相マークMK3に続いて調整色位相マークMK1が検出されている。したがって、基準側最先位相マークMK3に対して調整側最先位相マークMK1が求められる。すなわち、位相マークMK3,MK1の相対関係から基準色と当該調整色とでは感光体ドラム20の回転位相差は180゜程度であることが検出される。そこで、位相マークの組み合わせに対応する駆動パルス数を図12のデータテーブルから求める(ステップS42)。このデータテーブルでは、基準側最先位相マークと調整側最先位相マークとの組み合わせ(相対関係)に対応して駆動クロック数「0」、「−250」、「500」、「250」が割り当てられている。したがって、上記のように基準側最先位相マークおよび調整側最先位相マークとしてそれぞれ位相マークMK3、マークMK1が検出された場合には、駆動クロック「500」がデータテーブルから読み出される。

0060

こうして駆動クロック数が求まると、第1実施形態と同様に、その駆動クロック数を定常回転時のクロック数に追加して駆動クロックを変更して(ステップS43)、調整色の駆動モータ50を加減速制御して基準色と調整色との回転位相差を大幅に縮める。さらに、回転位相差を許容角度誤差(<90゜)以内に確実に収めるために、ステップS44〜S47を実行している。

0061

以上のように、第2実施形態によれば、基本的に第1実施形態と同様の作用効果が得られるのみならず、上記したように基準色を適宜変更設定するように構成しているので、次の作用効果も得られる。すなわち、全駆動モータ50についてRD信号が出力された後に最初に位相マークが検出されると、直ちに回転位相差の導出処理を実行することができる。したがって、感光体ドラム(像担持体)20間での回転位相差の早期検出および回転位相の早期調整を行うことができ、優れたファーストプリント時間で高品質なカラー画像を形成することができる。

0062

<第3実施形態>
図13は本発明にかかる画像形成装置の第3実施形態を示すフローチャートである。また、図14は第3実施形態における位相調整処理を示すフローチャートである。また、図15は第3実施形態における回転位相差の検出動作および回転位相の調整動作を模式的に示す図である。この第3実施形態が第2実施形態と大きく相違する点は最先位相マークの設定方法である。すなわち、第2実施形態では全色についてRD信号が出力された後に最先に検出された位相マークを基準側最先位相マークとしてメモリ(図示省略)に記憶しているのに対し、第3実施形態では最先に検出された位相マークを基準色位相マーク(基準側特定角度位置情報)MK1に置換し、それに続いて検出される位相マークを順次位相マークMK2、MK3、…に設定している。以下、図13ないし図15を参照しつつ第3実施形態の特徴構成を中心に説明する。なお、第1および第2実施形態と同一の構成および動作については、同一符号を付して説明を省略する。

0063

この装置では、外部装置からの印字指令に応じてエンジンコントローラから位相制御ユニット57に駆動指令が与えられると、第2実施形態と同様に、全色について感光体ドラム20の駆動が開始される(ステップS1)とともに、全色について駆動モータ50の回転速度が目標回転速度に到達してRD信号が出力されて感光体ドラム20が所定の回転速度で定常回転されていることを確認する(ステップS2)と、基準色を決定している(ステップS5)。

0064

そして、第3実施形態では、全色についてRD信号が出力された後に最先に検出された最先位相マークに基づき基準色を決定した後、該基準側最先位相マークを基準色位相マーク(基準側特定角度位置情報)MK1に強制的に置換する(ステップS6)。例えば図15に示すタイミングチャートでは、全色についてRD信号が出力された後に最先に基準色の位相マークMK3が検出されるが、この位相マークMK3をそのまま認識せずに基準色位相マークMK1に置換している。なお、それに続いて実際に検出される位相マークMK4、MK1、MK2、…については、
MK4→MK2、
MK1→MK3、
MK2→MK4、
MK3→MK1
という置換規則で位相マークを設定する。そして、こうして基準色が決定されると、ステップS4に進んで残りのトナー色(第1調整色〜第3調整色)の各々について位相調整を行う(ステップS4)。

0065

この第3実施形態の位相調整処理においては、位相制御ユニット57が以下のように作動して第n調整色(n=1,2、3)について角度検出器56で検出される位相マークを上記置換規則にしたがって置換した上で基準色に対する回転位相差を求め、さらに該回転位相差に基づき駆動モータ50を加減速制御して回転位相を調整する。すなわち、基準色位相マーク(基準側特定角度位置情報)MK1の検出後に第n調整色について最初に位相マークが検出される(ステップS41)と、その位相マークを上記置換規則にしたがって位相マークを設定する(ステップS48)。こうして得られた位相マークが本発明の「調整側最先角度位置情報」に相当し、該位相マークと基準色位相マークMK1との組み合わせを「角度位置情報の相対関係」として求める。例えば図15に示すタイミングチャートでは、基準色位相マークMK1(置換前の位相マークMK3)に続いて調整色側において位相マークMK1が検出されているが、その位相マークMK1は上記置換規則にしたがって位相マークMK3に置換され、これが調整色位相マークに設定される。したがって、基準色位相マークMK1に対して調整色位相マークMK3が求められる。すなわち、位相マークMK1,MK3の相対関係から基準色と当該調整色とでは感光体ドラム20の回転位相差は180゜程度であることが検出される。なお、それに以降の動作については第1実施形態における動作(ステップS42〜S47)と同一であるため、説明を省略する。

0066

以上のように、第3実施形態によれば、基本的に第2実施形態と同様の作用効果が得られるのみならず、上記置換規則にしたがって実際に検出される位相マークを置換して基準色位相マークMK1および調整側位相マークを求めているため、次の作用効果が得られる。すなわち、上記した置換処理を行わない第2実施形態においては(4×4)のデータテーブル(図12)を予め準備しておく必要があるのに対し、置換処理を行う第3実施形態では第1実施形態と同様に(4×1)のデータテーブル(図8)を準備すればよく、メモリ容量を抑え、データテーブルからの駆動クロック数の読み出し速度も向上させることができる。

0067

<その他>
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、位相マーク(角度位置情報)MK1〜MK4はそれぞれ1本ないし4本のラインMLで構成されているが、図16に示すように、感光体ドラム20の回転方向D20における幅が互いに異なるラインMLで構成してもよい。この場合には、角度検出器56は各位相マークMK1〜MK4を検出した際に該位相マークを構成するライン幅に対応する長さのパルス信号を出力する。したがって、パルス幅により回転方向D20における感光体ギア54および感光体ドラム20の角度位置を検出することができる。

0068

また、上記実施形態では、位相マークMK1〜MK4は、そのライン本数またはライン幅を互いに相違させることで4種類の角度位置情報を提供していたが、角度位置情報の種類(ライン本数やライン幅の種類)は4種類に限定されるものではなく、複数種類であれば任意である。また、ライン本数とライン幅とを組み合わせてもよい。例えば、図17に示す実施形態では、ライン本数として4種類、またライン幅として3種類の角度位置情報が提供されている。すなわち、以下の12種類の位相マークMK1〜MK12が感光体ドラム20および感光体ギア54の回転軸を中心として放射状に略30゜の等角度間隔で設けられている。

0069

(1)位相マークMK1:ライン幅が大きなラインML1が1本で構成
(2)位相マークMK2:ライン幅が小さなラインML3が3本で構成
(3)位相マークMK3:ライン幅が中間のラインML2が4本で構成
(4)位相マークMK4:ライン幅が大きなラインML1が2本で構成
(5)位相マークMK5:ライン幅が小さなラインML3が2本で構成
(6)位相マークMK6:ライン幅が中間のラインML2が3本で構成
(7)位相マークMK7:ライン幅が大きなラインML1が3本で構成
(8)位相マークMK8:ライン幅が小さなラインML3が1本で構成
(9)位相マークMK9:ライン幅が中間のラインML2が2本で構成
(10)位相マークMK10:ライン幅が大きなラインML1が4本で構成
(11)位相マークMK11:ライン幅が小さなラインML3が4本で構成
(12)位相マークMK12:ライン幅が中間のラインML2が1本で構成。

0070

このように位相マーク(角度位置情報)の種類を増やすことで、ステップS41〜S43により調整された後の感光体ドラム20間の回転位相差を小さく収めることができる。例えば上記のように12種類の位相マークMK1〜MK12を略30゜の等角度間隔で設けた場合には、感光体ドラム20の回転位相差を約30゜以内に抑えることができる。したがって、許容角度誤差が30゜以下であれば、微調整動作(ステップS44〜46)を実行することなく、感光体ドラム20の回転位相差を調整することができる。このように、角度位置情報の数Nを増やすことで角度位置情報の分解能(360゜/N)を向上させることができる。そして、その分解能を許容角度誤差以内とすると、上記したように微調整動作を実行することなく感光体ドラム20の回転位相差を調整することができ、位相調整を大幅に簡素化することができる。

0071

また、上記実施形態では、ラインML、ML1〜ML3により位相マーク(角度位置情報)を構成していたが、他の構成要素により構成するようにしてもよい。また、位相マークの形状や配設位置などについても任意である。要は、像担持体の回転方向における感光体ギア(直結ギア)54の角度位置を示す角度位置情報であれば如何なるものを採用してもよい。

0072

また、上記実施形態では駆動モータ50Y,50M,50C,50Kに感光体ドラム20Y,20M,20C,20Kをそれぞれ接続して各感光体ドラム20を回転駆動しているが、複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の感光体ドラムをそれぞれ接続して4色の感光体ドラムを回転駆動するように構成してもよい。例えばブラック用感光体ドラム20Kについてはブラック用駆動モータで駆動する一方、イエロー、マゼンタおよびシアン用の感光体ドラムについてはカラー用駆動モータで駆動してもよい。

0073

さらに、上記各実施形態は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの4色のトナーを用いてカラー画像を形成する装置に本発明を適用したものであるが、トナー色の種類および数については上記に限定されるものでなく、複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の感光体ドラムなどの像担持体をそれぞれ接続して前記複数の像担持体を回転駆動しながら、前記複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置全般に適用することができる。

図面の簡単な説明

0074

本発明にかかる画像形成装置の第1実施形態を示す図。
中間転写ベルトと各色の感光体ドラムとの配置関係を示す模式図。
感光体ドラムを回転駆動する駆動機構を示す図。
感光体ドラムの回転位相を制御する電気的構成を示すブロック図。
感光体ドラムの間での回転位相を調整する動作を示すフローチャート。
回転位相差の導出および位相調整動作を示すフローチャート。
回転位相差の導出および位相調整動作を示す図。
検出された調整色位相マークに対する駆動クロック数を示すテーブル。
本発明にかかる画像形成装置の第2実施形態を示すフローチャート。
基準色の決定処理を示すフローチャート。
第2実施形態での回転位相差の導出および位相調整動作を示す図。
第2実施形態で用いられるデータテーブルの一例を示す図。
本発明にかかる画像形成装置の第3実施形態を示すフローチャート。
第3実施形態における位相調整処理を示すフローチャート。
第3実施形態での回転位相差の導出および位相調整動作を示す図。
本発明にかかる画像形成装置の第4実施形態を示す図。
本発明にかかる画像形成装置の第5実施形態を示す。

符号の説明

0075

1…画像形成装置、 20,20Y,20M,20C,20K…感光体ドラム(像担持体)、 50,50Y,50M,50C,50K…駆動モータ、 54…感光体ギア(直結ギア)、 56,56Y,56M,56C,56K…角度検出器、 57…位相制御ユニット(位相制御手段)、 MK1〜MK12…位相マーク(角度位置情報)

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