JPH0731447B2

JPH0731447B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0731447B2
Application number: JP61259395A
Authority: JP
Inventors: 脩星野; 一佳知久
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-10-30
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPS63113478A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、一般にはカラー画像形成装置に関するもので
あり、特に複数個の電子写真感光体の如き画像形成媒体
を並置し、これら感光体に電子写真画像形成プロセスを
施し各色の現像像を得、該現像像を転写材搬送装置によ
り担持し搬送される転写材、又は中間転写体或いは連続
紙のような画像担持体に順次転写しカラー画像を得るよ
うにした多色電子写真画像形成装置に関するものであ
る。本発明は、電子写真カラー複写装置のみならず、種
々のカラープリンター等にて具現化し得るが、本明細書
では電子写真を応用したレーザービームプリンターに関
連して説明する。又、本発明に使用される画像形成媒体
は、無端移動する画像形成媒体なら、ベルト状又はドラ
ム状の如何なる形態のものであつてもよいが、本明細書
にてはドラム形状のものとして説明する。

従来の技術及び問題点従来、電子写真方式によるレーザービームプリンターと
しては幾つかの方式が提案されている。その中の代表的
な方式の一つが第７図に略示される。

第７図のフルカラー用レーザービームプリンターによる
と、３つの画像形成ユニツトPa、Pb、Pcが配置され、各
画像形成ユニツトは専用の感光ドラム1a、1b、1cを有
し、その周りにそれぞれ専用の画像形成プロセス手段
（レーザビーム露光手段3a、3b、3c以外は図示されては
いないが、例えば帯電部、露光手段、現像部、転写部、
クリーニング部等）が配置される。感光ドラム1a、1b、
1cは、駆動モータ13a、13b、13cの回転駆動力が、歯車1
2a、12b、12c及び11a、11b、11cを介して感光ドラムに
伝達されることにより駆動される。一方、感光ドラム1
a、1b、1cの下方には各画像形成ユニツトPa、Pb、Pcを
貫通する態様でドラム５、６に懸回され矢印方向に回動
する移動体、即ち無端ベルト７を備えた転写材搬送手段
４が配置され、給紙装置（図示せず）により給紙された
転写材９を各画像形成ユニツトPa、Pb、Pcの転写位置18
a、18b、18cを通して矢印方向に搬送するべく構成され
る。

斯る構成において、先ず始めに第１の画像形成ユニツト
Paにてイエロートナーの可視画像を形成し、転写材搬送
手段４にて搬送されてきた転写材９に転写部、即ち、転
写位置18aでイエロートナー像が転写される。一方、こ
のイエロー画像が転写材９に転写されている間に第２画
像形成ユニツトPbではマゼンタトナーによるトナー像が
得られ、先の第１画像形成ユニツトPaで転写が終了した
転写材９が第２画像形成ユニツトPbの転写位置18bに搬
入されると、その転写材Ｐ上の所定の位置にこのマゼン
タトナー像が転写される。

以下シアン色、所望によりブラツク色について同様な方
法で画像形成が行なわれ、転写材９上にて３又は４色の
トナー像の重ね合わせが終了すると、転写材９は定着部
（図示せず）で定着され、転写材９に多色（フルカラ
ー）画像が得られる。

転写が終了したそれぞれの感光ドラムはクリーニング手
段（図示せず）で残留トナーを除去し、引き続き行なわ
れる次の潜像形成に備える。

このようなフルカラー画像形成装置は、各色にそれぞれの画像形成ユニツトをもつため高速
化に有利である。

転写経路を直線状に構成できるため厚紙や透明フイ
ルム等の転写材に対して適応性がある。

等の長所があるが、最大の欠点の一つは異なる画像形成
ユニツトで形成された各色画像のレジストレーシヨンを
如何に良好に行なうかの点で多大の問題を有しているこ
とである。

転写材上に転写された３又は４色の画像形成位置のズレ
（レジズレ）は、最終的には色ズレとして又は色相の変
化として現れてくる。このレジズレの原因の一つは各感
光ドラムの回転駆動ムラに起因して、転写材への画像転
写開始位置が各感光ドラム間にてズレることであつた。
つまり、第８図に図示されるように、例えば画像形成ユ
ニツトPa、Pbにより転写材９に転写されるイエロー画像
（Ｙ）とマゼンタ画像（Ｃ）との紙送り方向の色ズレは
歯車11a、11b、11c、12a、12b、12cの偏心や、感光ドラ
ム1a、1b、1cの偏心に起因してランダムに起こる（第８
図Ａ）。最悪の場合には第８図Ｂのようにイエロー画像
（Ｙ）とマゼンタ画像（Ｃ）とが全く逆位相になる。

斯る問題を解決するためには、感光ドラムや歯車等の製
作誤差を厳しくする必要があり、画像形成装置の製造コ
ストが高くなつた。又、本出願人は、感光ドラムにロー
タリーエンコーダーを連結し、各感光ドラムの回転を正
確に制御する方法を提案した。該方法は良好な結果を得
ることができたが、構造及び制御態様が複雑となり、画
像形成装置のコストも結果的に高いものとなつた。

本発明者等は、斯る問題を解決するべく感光ドラムの駆
動方法及び制御方法を研究した結果、画像形成装置の全
ての感光ドラム等の画像形成媒体は同一製法により製造
され、又歯車の偏心量は大略近い値でバラツキ、且つこ
れらに起因する画像の伸縮は感光ドラムの１回転を周期
として再現されることに着目し、例えばより上流側に位
置した感光ドラムの画像の伸長部（縮少部）が転写され
た転写材には、より下流側に位置した感光ドラムの画像
の伸長部（縮少部）が転写されるように、各感光ドラム
相互の位相（位相角）を設定することによつて、感光ド
ラムや歯車等の偏心を許容しつつ、実質的に色ズレのな
い、つまり色重ねズレの目立たない多色画像を得ること
ができることを見出した。

このような位相合せに着目して、提案されたものとし
て、特開昭61-156158、同61-156159等があるが、この提
案は平歯車列にて構成されているため、以下の欠点を有
する。

駆動源の上流から下流へ伝達されるに従つて歯車の
噛み合い段数分累積ピツチ誤差は加算される。即ち、下
流側ほどワウフラツターが大きくなる。

バツクラツシユは歯車の噛み合い段数分増加してい
くため、ガタが大きくなり画像に悪影響を与え易い。

歯車に起因するピツチムラも、歯車の噛み合い段数
分増加し下流側で増加するため画質が悪化する。

発明の目的従つて、本発明の目的は、連続した歯車列を使用するこ
となく画像形成媒体相互間の位相角を設定することによ
り、各画像形成媒体から画像担持体への画像の転写ズ
レ、即ち、色ズレをなくし良質のカラー画像を得ること
のできる画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、簡単な構造にて各画像形成媒体か
ら画像担持体への画像の転写ズレ、即ち、色ズレをなく
し良質のカラー画像を得ることのできる画像形成装置を
提供することである。

問題点を解決するための手段上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。
要約すれば本発明は、複数の画像形成媒体と、前記各画
像形成媒体を各々独立して回転駆動する複数の駆動手段
と、前記各画像形成媒体に画像を形成する画像形成手段
と、前記各画像形成媒体の転写位置を移動する移動体
と、を有し、前記移動体又は前記移動体上に担持された
転写材に前記画像を転写する画像形成装置において、前記各駆動手段により回転駆動されている前記各画像形
成媒体の位相の状態を検出する位相状態検出手段を備
え、前記各駆動手段は、前記移動体に対する前記各画像
形成媒体の位相を揃えるように、前記位相状態検出手段
による検出結果に基づいて前記各画像形成媒体の回転速
度を制御することを特徴とする画像形成装置である。

実施例以下、本発明に係る画像形成装置を図面に即して更に詳
しく説明する。

第１図〜第３図に本発明の第１実施例が図示される。本
発明は、本実施例では、第７図に関連して上述した従来
の画像形成装置に具現化されているので、従来例と同一
又は均等な部材及び部位には同一符号を付してその詳細
な説明は省略する。

第１図及び第２図を参照して本発明の原理を説明する。

上述のように、同一の製法にて作製された画像形成媒
体、本実施例では感光ドラムや、駆動手段の歯車等は大
略同一の形状、誤差を有するのが通例である。例えば感
光ドラムの場合、押し出し成形法、深絞り成形法等、マ
スターの型の形状がそのまま転写されるために偏心量は
各感光ドラム相互間で近似した値となる。又、歯車につ
いても、ホブ歯切り、モールド成形法等においても同一
の加工機械で製作されたものは歯車相互間で近似した偏
心量等を示すことが分かつている。

本発明者等の研究実験によると、このように近似した形
状、偏心量を有した感光ドラム、歯車等を使用して形成
した画像形成装置においては、第２図に図示するよう
に、各画像形成ユニツトPa、Pb、Pcにて形成される色画
像Ｙ、Ｍ、Ｃの伸縮は同様の傾向を示し、略同じ最大伸
縮量15a、15b、15cを有し、一定周期にて再現されるこ
とを見出した。

第１図において、画像形成ユニツトPaの感光ドラム1aの
最大画像伸び量を示す該感光ドラム1aの位相15aが、
今、転写位置18a位置にあり、該画像形成ユニツトPaに
隣接した画像形成ユニツトPbの感光ドラム1bの最大画像
伸び量を示す該感光ドラム1bの位相15bが、転写位置18b
から（360度−θ₁）の位置にあるとする。ここで、画像
形成ユニツトPaの転写位置18aと、画像形成ユニツトPb
の転写位置18bとの距離をS₁とすると、 S₁＝r₁×θ₁ を満足するように、感光ドラム1aと1bとの伸縮位相15
a、15bを設定し、該位相関係を保つたまま両感光ドラム
1a、1bを回転すれば、転写材９が転写位置18aを通過す
る時、例えば画像の伸び部分が転写されたとすると、次
の転写位置18bを通過する時は感光ドラム1bの画像の伸
び部分が転写されることとなる。これにより両画像は色
ズレはなく転写材に重ね転写される。勿論、θ₁は２π
（360度）以内に限定されるものではなく、S₁の値によ
つて２π以上の値を採用することもできる。

画像形成ユニツトPbとPcとの関係についても前記と同じ
方法にて両画像は色ズレを起すことなく転写紙に重ね転
写されることが理解されるであろう。

第３図を参照すると、本実施例では各感光ドラム1a、1
b、1cはそれぞれ駆動モータ13a、13b、13cを有した独立
した駆動手段にて駆動される。各感光ドラム1a、1b、1c
は駆動モータの出力歯車12a、12b、12cに噛合した歯車1
1a、11b、11cを備え、該歯車11a、11b、11cには位相マ
ーク（反射マーク）14a、14b、14cが付され、該反射マ
ークを検出するための位相検出手段としてのフオトセン
サ15a、15b、15cが装置本体に設けられる。

センサー15a、15b、15cとモータ13a、13b、13cとの間に
はPLL（phase Locked Loop）法として知られる制御回路
が結線され、水晶発振子を用いた基準信号発生器16及び
増幅器を内蔵した位相比較回路17a、17b、17cが設けら
れる。

第４図を参照して位相の合せ方を説明すると、パルス18
は基準信号発生器16のパルスを示す。これはドラム定常
回転における１回転毎の間隔でパルス列を発生してい
る。パルス19は例えばセンサー15aで検出される反射マ
ーク14aによるパルス列である。

パルス20はモーター13aに供給される電力量を示す。こ
の電力量は、パルス列18において立ち上り、パルス列19
によつて消失する。

パルス21は同じく例えばセンサー15bで検出される反射
マーク14bによるパルス列である。

パルス22はモーター13bに供給される電力量を示す。該
パルス22もパルス列18によつて立ち上り、パルス列21に
おいて消失する。

プリントスタート信号が発生された時、各反射マークの
位相は、様々であるため、基準クロツク18からの遅れ量
に従つて、各モーターには電力20a、22aが供給される。

ここで電力パルス22aが電力パルス20aより長いのは、モ
ータ13bがモータ13aより早く回転し、基準クロツクに追
いつくように制御されるからである。

最終的には、電力量20b、22bに示すように、各反射マー
クが基準パルス18から特定量遅延した状態に収束し、こ
の時電力量20b、22bは等しくなる。即ち、反射マーク14
a、14bの位相はそろつて回転する。このように本実施例
では、移動体に対する各画像形成媒体の位相がずれた状
態から移動体に対する各画像形成媒体の位相が揃った状
態へと補正することができる。回転制御については位相
制御とワウフラツター制御の両方が必要であるが、後者
のPLL制御は良く知られているので、ここでは位相制御
のみを示した。

更に説明すると、上述したように、本発明に従うと上記
構成にて感光ドラム1a、1b、1cを駆動した場合、感光ド
ラム１の転写位置18aにて例えば伸びた状態にて画像が
転写材９に転写された場合には、該転写材９は次の感光
ドラム1bの転写位置18bにても、更に次の感光ドラム1c
の転写位置18cにても各感光ドラムの画像は伸びた状態
にて転写材９上に転写されることとなり、各画像ステー
シヨンにおける転写ズレは解消される。一方、感光ドラ
ム1aの転写位置18cにて縮んだ状態にて画像が転写材９
に転写された場合にも上述と同様に各感光ドラム転写位
置にては縮んだ状態にて画像が転写材９に転写され、従
つて転写ズレを起すことなく転写材上に画像が転写され
る。

前記反射マーク14a、14b、14cは、伸縮位相のピークを
必ずしも示す必要はなく、感光ドラムや歯車の製造工程
における位相が特定できるようになつていればどこに設
けても良い。

又、歯車12a〜12cは任意の歯数を選ぶことができるが、
特に歯車11a〜11cに対して、整数比関係の歯数を選び、
歯車12a〜12cにも製造工程における位相マークを付し
て、歯車対12aと11a、12bと11b、12cと11cが同一の位相
関係にある様に組み立てると良い。この場合歯車12a〜1
2cのワウフラツターも繰り返して同位相になるため色重
ねズレを起すことがない。

上述の実施例は現像像をベルトを有した転写材搬送手段
４、つまり移動体により担持し搬送される転写材９に順
次転写しカラー画像を得るようにした多色電子写真方式
のレーザービームプリンターに関連して説明されたが、
本発明は現像像を中間転写体或いは連続紙のような画像
担持体に順次転写しカラー画像を得るようにした多色電
子写真画像形成装置にても具現化し得る。第５図及び第
６図には本発明の他の実施例が図示される。

第５図は、本発明が感光ドラム1a、1b、1c上に形成され
た画像を一旦中間転写体40に転写し更にその後、移動体
としての該中間転写体40上の顕画像を転写材９に転写す
る系の画像形成装置に実現された態様を示す。

本実施例によると、感光ドラム1a、1b、1cの下方には無
端ベルト状の中間転写体40が配置される。該中間体転写
体の駆動構造は第１図及び第３図に関連して説明した転
写材搬送手段４と実質的に同じ構造とされ、搬送ベルト
７の代りにベルト状の中間転写体40、例えばベルト状と
されたポリエステルフイルム、ポリイミドフイルム、シ
リコンゴム、ウレタンゴム等が使用される点においての
み相違する。又、本実施例では一旦中間転写体40に転写
された顕画像を更に転写材９に転写するべく、給紙装置
（図示せず）から送給される転写材９を該中間転写体40
に押圧するために第３図における懸回ドラム６の代りに
転写ローラ40a、40bが配置される。

本実施例においては歯車減速は２段の歯車対24aと23a、
12aと11aとによつて構成されているが、歯車列を全て整
数比関係にする必要はなく、低速側の歯車対12aと11aを
整数比関係にすれば良い。高速側の歯車対24aと23aのワ
ウフラツターに起因する色重ねズレは減速された結果相
対的に小さくなり、目立たなくなる。

本実施例においても前記第３図の実施例と同じ効果が得
られる。

第６図は、本発明が、感光ドラム1a、1b、1c上に形成さ
れた画像を移動体としての連続紙9aのような画像担持体
に順次転写しカラー画像を得るようにした多色電子写真
画像形成装置に実現された態様を示す。本実施例による
と、感光ドラム1a、1b、1cの下方には転写ロール紙から
繰出される連続した転写紙9aが配置され、感光ドラム上
の画像が直接該ロール紙に転写される。つまり、本実施
例は上記第１図に関連して説明した転写材搬送手段にお
ける搬送ベルト７の代りに連続紙９が設けられたもので
ある。

本実施例の場合はモーター41a〜41cはダイレクトドライ
ブモーターが用いられており、それぞれロータリエンコ
ーダー42a〜42cを有している。

ロータリエンコーダのゼロ位相信号（Ｚ信号と呼ばれ
る）と、第４図の位相合せに使用するエンコーダのイン
クリメント信号パルスがワウフラツタ制御に用いられ
る。

本実施例においても、前記第１の実施例と同等の効果が
得られる。

本発明は上記実施例では、電子写真方法について説明し
たが、本発明はこれに限定されず例えばインクジエツト
法、感熱法、一般の印刷技術等にも応用し得るものであ
る。

発明の効果以上の如くに構成される本発明に係る画像形成装置は、
各駆動手段により回転駆動されている各画像形成媒体の
位相の状態を検出し、この位相状態検出手段による検出
結果に基づいて各画像形成媒体の回転速度を変更して駆
動することにより、移動体に対する各画像形成媒体の位
相を揃えているため、各画像形成媒体から移動体又は移
動体上に担持された転写材への画像の転写において、画
像形成媒体の位相のばらつきによる転写ズレを防止する
ことが可能となる。更に、位相状態検出手段による検出
結果に基づいて移動体に対する各画像形成媒体の位相を
揃えるため、各画像形成媒体の装置への取付け時に位相
を揃える必要はなく、又、駆動手段の駆動開始時や駆動
停止時における駆動むら等により、移動体に対する各画
像形成媒体の位相がずれたとしても、これを補正するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像形成装置の原理を説明する
ための説明図である。第２図は、各色画像の伸縮の周期的変動を示すグラフで
ある。第３図は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の斜視
図である。第４図は、本発明に係る制御パルス図である。第５図は、本発明に係る画像形成装置の第２の実施例の
斜視図である。第６図は、本発明に係る画像形成装置の第３の実施例の
斜視図である。第７図は、従来の画像形成装置の斜視図である。第８図は、従来の画像形成装置における色画像の伸縮量
の周期的変動を示すグラフである。 1a、1b、1c:画像形成媒体 4:転写材搬送手段９、9a:転写材 18a〜c:転写位置 40:中間転写体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 21/14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画像形成媒体と、前記各画像形成媒
体を各々独立して回転駆動する複数の駆動手段と、前記
各画像形成媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記
各画像形成媒体の転写位置を移動する移動体と、を有
し、前記移動体又は前記移動体上に担持された転写材に
前記画像を転写する画像形成装置において、前記各駆動手段により回転駆動されている前記各画像形
成媒体の位相の状態を検出する位相状態検出手段を備
え、前記各駆動手段は、前記移動体に対する前記各画像
形成媒体の位相を揃えるように、前記位相状態検出手段
による検出結果に基づいて前記各画像形成媒体の回転速
度を制御することを特徴とする画像形成装置。