JPH10240097A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続印字時においても常に感光体ベルトの繋
ぎ目が画像に入らず、複数色のトナー画像の位置ずれが
ない画像形成装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 感光体ベルト回転位置検出手段５からの
信号と中間転写体回転位置検出手段１０からの信号の２
つの信号から露光開始のタイミングを制御するモードと
中間転写体回転位置検出手段からの信号のみから露光開
始のタイミングを制御するモードの２モードにより露光
開始のタイミングを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データの印字
を行うページプリンタ等の画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から、パーソナルコンピュータ、ワ
ークステーション等の出力端末として、様々な原理のプ
リンタが提案されているが、特に電子写真プロセスとレ
ーザ技術を用いたレーザビームプリンタ（以下ＬＢＰと
略称する）は、記録速度と印字品質の点で優位性が高
く、急速に普及している。

【０００３】市場においては、ＬＢＰのカラー化に対す
る要求が高まっているが、カラーＬＢＰの場合、印刷の
３原色であるシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの
４色のトナーを重ねて印刷する必要がある。ＬＢＰに用
いられる潜像担持体（以下感光体ベルトと称する）上に
は一度に４色分の画像データを書き込むことができない
ため、１色分の画像データの書き込みが終了し、トナー
により現像された時点で、像担持体（以下中間転写体と
称する）上に一旦像を転写し、感光体ベルト上には次の
色の画像データを書き込み、次の色のトナーによる現像
が終了すると中間転写体上に、前の色の上に重ねて転写
される。

【０００４】このサイクルを４色分終了すると、最後に
中間転写体から記録媒体上に４色分の画像が一括転写さ
れ、記録媒体は、トナーを溶融し記録媒体上に固着させ
る定着のプロセスを経て、カラーの画像を得ている。以
下、従来の技術における画像形成装置の動作のうち露光
開始タイミングについて、図５および図６を参照しなが
ら説明する。

【０００５】図５において、１は、閉ループ状のＮｉ
（ニッケル）のベルト基材の外周面上に、有機光導電体
（ＯＰＣ）等の感光層が薄膜状に塗布された潜像担持手
段としての感光体ベルトである。この感光体ベルト１
は、シームレスで製造することが技術的に困難であり、
長方形シート状の感光体ベルトの両端を張り合わせたも
ので、物理的な繋ぎ目が存在する。また感光体ベルト１
は、３本の感光体搬送ローラ２、３、４によって支持さ
れ、駆動モータ（図示せず）によって矢印Ａ方向に周回
動する。５は感光体ベルト１の裏面に形成されたマーク
を検出する感光体ベルト回転位置検出手段で、画像が感
光体ベルト１の繋ぎ目上に形成されるのを防止するため
のものである。

【０００６】６は、レーザー駆動装置、ポリゴンミラ
ー、レンズ系、ポリゴンミラー回転用モータ等（図示せ
ず）で構成される露光光学系（以下ＬＳＵと略称する）
で、帯電された感光体ベルト１上に静電潜像を形成す
る。７はＬＳＵ６から発射される露光光線である。露光
光線７は、階調変換装置（図示せず）からの画像信号を
レーザ駆動回路（図示せず）により光強度変調やパルス
幅変調して得られ、感光体ベルト１上に特定色に対応す
る静電潜像が形成される。

【０００７】８は、アルミ等の金属の（例えば直径２０
０ｍｍ）素管に導電性の樹脂等からなるベルト形状のシ
ートを巻いた像担持手段としての中間転写体で、駆動モ
ータ（図示せず）によって矢印Ｂ方向に周回動する。９
は、中間転写体８の回転位置を検出するための中間転写
体エンコーダ板で、中間転写体８の側面に取り付けられ
中間転写体８と連動して回転する。中間転写体エンコー
ダ板９の周辺には、例えば４００個のスリットが形成さ
れており、中間転写体回転位置検出手段１０により中間
転写体の回転位置が検出される。そして、感光体ベルト
１の周長と中間転写体８の周長は同一になるように設計
されている。

【０００８】図６において、信号ＮＯＰＣＨＰは、感光
体ベルト回転位置検出信号であり、通常はハイレベルで
感光体ベルト回転位置検出手段５が感光体ベルト１の裏
面に形成されているマーカを検出するとローレベルとな
る。信号ＴＲＭＥＮＣは、中間転写体回転位置検出信号
であり、中間転写体エンコーダ板のスリットが中間転写
体回転位置検出手段を通過するとローレベルとなり非ス
リットが通過するとハイレベルとなる。信号ＮＴＲＭＨ
Ｐは、露光開始基準信号で、この信号の立ち下がりエッ
ジを基準に各色の露光が開始される。

【０００９】印字が開始されると、まず感光体ベルト１
および中間転写体８が回転を始め、感光体ベルト回転位
置検出手段５が感光体ベルト１の裏面に形成されたマー
クを検出する。そして従来は、感光体ベルト１の繋ぎ目
が画像に入るのを防ぐために、この感光体ベルト回転位
置検出信号ＮＯＰＣＨＰの立ち下がりエッジを基準に各
色とも露光を開始していた。

【００１０】しかし、感光体ベルト１と中間転写体８の
周長には必ず差が発生するし、感光体ベルト１と中間転
写体８の回転速度差により中間転写体８上に形成された
４色のトナー像には位置ずれが生じ、画質不良を引き起
こしていた。そこで、その対策として以下に示すような
露光開始タイミング制御が提案された。

【００１１】感光体ベルト１および中間転写体８が回転
を始め、感光体ベルト回転位置検出手段５が感光体ベル
ト１の裏面に形成されたマークを検出すると、図６に示
すように、感光体ベルト回転位置検出信号ＮＯＰＣＨＰ
の立ち下がりエッジから、中間転写体回転位置検出信号
ＴＲＭＥＮＣの立ち上がりエッジを、例えば５つカウン
トしたところを第１色目の露光開始基準とする。

【００１２】この感光体ベルト回転位置検出信号ＮＯＰ
ＣＨＰの立ち下がりエッジから５つカウントした時点
は、感光体ベルト１の繋ぎ目がちょうど露光ポイントを
通り過ぎた時点であり、画像は感光体ベルト１の繋ぎ目
を回避して形成される。また、感光体ベルト回転位置検
出信号ＮＯＰＣＨＰの立ち下がりからのカウント数は感
光体ベルト回転位置検出手段５と露光ポイントの位置関
係により任意に設定される。２色目以降の露光開始基準
は、第１色目の露光開始基準から中間転写体回転位置検
出信号ＴＲＭＥＮＣの立ち上がりエッジを４００個カウ
ントしたところとする。連続印字の場合は、２枚目以降
の全色とも、中間転写体回転位置検出信号ＴＲＭＥＮＣ
の立ち上がりエッジを４００個カウントしたところを露
光開始基準としている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、中間転写体８上において４色のトナー像
は位置ずれなく重なり合うものの、感光体ベルト１と中
間転写体８の周長差が発生するため、連続印字時におい
て画像領域に感光体ベルト１の繋ぎ目が入ってしまい重
大な画質不良を引き起こす。例えば、感光体ベルト１が
６２８ｍｍに対しＡ３縦サイズ４２０ｍｍであるので、
繋ぎ目回避のマージンは約２０８ｍｍあるが、感光体ベ
ルト１と中間転写体８の周長差が１ｍｍ程度あるとする
と、連続印字約２００枚目で繋ぎ目が画像に入ってく
る。

【００１４】そこで本発明は、連続印字時においても常
に感光体ベルトの繋ぎ目が画像に入らず、複数色のトナ
ー画像の位置ずれがない画像形成装置を提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、潜像担持手段の回転位置を検出する手段と、像担持
手段に連結して設けた像担持体の回転位置を検出する手
段とを備えている。

【００１６】

【発明の実施の形態】請求項１記載の画像形成装置は、
潜像担持手段の回転位置を検出する手段と、像担持手段
に連結して設けた像担持体の回転位置を検出する手段と
を備えている。

【００１７】したがって、潜像担持手段と像担持体の回
転位置を検出して、常に感光体ベルトの繋ぎ目が画像に
入らないようにすることができ、複数色のトナー画像の
位置ずれがない画像を得ることができる。

【００１８】以下、本発明の実施の形態における画像形
成装置の動作を図面を参照しながら説明する。まず、感
光体ベルト周辺の構成について説明する。図１におい
て、１は、閉ループ状のＮｉ（ニッケル）のベルト基材
の外周面上に、有機光導電体（ＯＰＣ）等の感光層が薄
膜状に塗布された感光体ベルトである。この感光体ベル
ト１は、シームレスで製造することが技術的に困難であ
り、長方形シート状の感光体ベルトの両端を張り合わせ
たもので繋ぎ目が存在する。また感光体ベルト１は、３
本の感光体搬送ローラ２、３、４によって支持され、駆
動モータ（図示せず）によって矢印Ａ方向に周回動す
る。

【００１９】感光体ベルト１の周面には、矢印Ａで示す
感光体回転方向の順に、帯電器１１、露光光学系（以下
ＬＳＵと略称）６、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の現像器１２、１
３、１４、１５、中間転写体８、感光体クリーニング手
段３５、除電器３６および感光体ベルト回転位置検出手
段５が設けられている。

【００２０】帯電器１１は、タングステンワイヤ等から
なる帯電線と金属板からなるシールド板、グリッド板
（図示せず）によって構成され、帯電線へ負の高電圧を
印加すると帯電線がコロナ放電を起こし、グリッド板に
例えば−７００Ｖの電圧を印加すると、感光体ベルト１
の表面は一様に−７００Ｖ程度の負の電位に帯電する。

【００２１】ＬＳＵ６は、レーザー駆動装置、ポリゴン
ミラー、レンズ系、ポリゴンミラー回転用モータ等（図
示せず）で構成され、帯電された感光体ベルト１上に静
電潜像を形成する。７はＬＳＵ６から発射される露光光
線である。露光光線７は、階調変換装置（図示せず）か
らの画像信号をレーザ駆動回路（図示せず）により光強
度変調やパルス幅変調して得られ、感光体ベルト１上に
特定色に対応する静電潜像を形成する。

【００２２】各現像器１２、１３、１４、１５は、それ
ぞれの色に対応したトナーを収納しており、現像器制御
手段（図示せず）の各色に対応した現像器離接駆動モー
タ（図示せず）により、現像器離接カム１２−ａ、１３
−ａ、１４−ａ、１５−ａを介して各色に対応したタイ
ミングで感光体ベルト１に接離し、感光体ベルト１上に
形成された静電潜像をトナーにより現像する。この時、
各現像器の感光体ベルト１への当接、離間動作は現像器
位置検出手段（図示せず）にて管理される。

【００２３】感光体ベルト回転位置検出手段５は、感光
体ベルト１の裏面に形成されたマークを検出するもの
で、画像が感光体ベルト１の繋ぎ目上に形成されるのを
防止するためのものである。

【００２４】次に、中間転写体周辺の構成について説明
する。中間転写体８は、アルミ等の金属の（例えば直径
２００ｍｍ）素管に導電性の樹脂等からなるベルト形状
のシートを巻いたもので、駆動モータ（図示せず）によ
って、矢印Ｂ方向に周回動する。１６は、ゴム等をブレ
ード状に形成した中間転写体クリーニング手段で、中間
転写体８上に合成画像が形成されている間は、中間転写
体クリーニング手段１６は中間転写体８から離間してお
り、クリーニングに共する時のみ当接し、中間転写体８
から記録媒体１７に転写されずに残ったトナーを除去す
る。９は、中間転写体８の回転位置を検出するための中
間転写体エンコーダ板で、中間転写体８の側面に取り付
けられ中間転写体８と連動して回転する。中間転写体エ
ンコーダ板９の周辺には、例えば４００個のスリットが
形成されており、中間転写体回転位置検出手段１０によ
り中間転写体の回転位置が検出される。

【００２５】また、中間転写体回転位置検出手段１０か
らの信号は、中間転写体８を定速で回転させるために必
要な速度信号としても利用されることがある。感光体ベ
ルト１の周長と中間転写体８の周長は同一になるように
設計されている。

【００２６】次に、給紙系および定着系の構成について
説明する。記録媒体１７は、記録媒体カセット１８から
給紙ローラ１９により１枚ずつ用紙搬送路２０に送り出
される。２１は、中間転写体８上の合成画像を記録媒体
１７に転写する転写ユニットで、転写ユニット２１は導
電性のゴム等をベルト状に形成した転写ベルト２２と、
中間転写体８上の合成画像を記録媒体１７に転写するた
めの転写バイアスを印加する転写器２３と、記録媒体１
７が合成画像を転写された後、中間転写体８に静電的に
張り付くのを防止するようなバイアスを印加する分離器
２４とから構成されている。２５は内部に熱源を有する
ヒートローラ２６と、加圧ローラ２７とからなる定着器
であり、記録媒体１７上に転写された合成画像をヒート
ローラ２６と加圧ローラ２７の狭持回転に伴い圧力と熱
によって記録媒体１７にトナーを定着させ、カラー画像
を形成する。

【００２７】以上のように構成された画像形成装置につ
いて、以下その画像形成動作を説明する。ここで、画像
の現像は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順
で行われるものとして説明を進める。

【００２８】感光体ベルト１と中間転写体８は、それぞ
れ駆動源（図示せず）により、矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方
向に駆動され、互いの周速が同一の一定速度になるよう
に制御される。この状態で、まず帯電器１１に負の高電
圧を印加し、感光体ベルト１表面を一様に―７００Ｖ程
度に帯電させる。次に、感光体ベルト１を矢印Ａ方向に
回転させ、一様に帯電された感光体ベルト１の表面上に
複数のカラー成分の中の所定の色、例えばブラック
（Ｋ）のデータに相当するレーザビームの露光光線７を
照射すると、感光体ベルト１表面の照射された部分は電
荷が消え、静電潜像が形成される。

【００２９】一方、ブラックの現像器１２は、所定のタ
イミングで感光体ベルト１に当接する。現像器１２内の
トナーは、負の電荷を予め与えられており、感光体ベル
ト１上の露光光線７を照射され、電荷が無くなった部分
（静電潜像部分）にのみトナーが付着し、いわゆるネガ
ポジプロセスによる現像が行われる。現像器１２によ
り、感光体ベルト１の表面に形成されたトナー像は、中
間転写体８に、各色毎に転写される。感光体ベルト１か
ら中間転写体８に転写されなかった残留トナーは、感光
体クリーニング手段１３により除去され、さらに除電器
１４によって残留トナーが掻き取られた感光体ベルト１
上の電荷が除去される。

【００３０】以降、シアン、マゼンタ、イエローの順に
同様の現像を行い、中間転写体８上に４色のトナー像を
重ね、合成画像を形成する。この様にして形成された合
成画像は、これまで離間していた転写ユニット２１が中
間転写体８に接触し、転写器２３に＋１ｋＶ程度の高電
圧を印加することで、記録媒体カセット１８から用紙搬
送路２０に沿って送られてきた記録媒体１７に一括転写
される。また、分離器２４には記録媒体１７を引きつけ
るような静電力が働くような電圧が印加され、合成画像
の転写が終わった記録媒体１７を中間転写体８から剥離
する。

【００３１】続いて、トナー像が転写された記録媒体１
７は、定着器２５に送られ、ここでヒートローラ２６の
熱と加圧ローラ２７の狭持圧によって定着され、カラー
画像として出力される。転写ユニット２１により記録媒
体１７上に完全に転写されなかった中間転写体８上の残
留トナーは、中間転写体クリーニング手段１６により除
去される。中間転写体クリーニング手段１６は、一回の
合成像画が得られるまで、離間の位置にあり、合成画像
が記録媒体１７に転写された後、接触状態になり、残留
トナーを除去する。以上の一連の動作によって１枚の画
像の記録を終了する。

【００３２】次に、図２〜図４を用いて露光開始のタイ
ミング制御について詳しく説明する。図２において、２
８は画像形成装置の各種制御を行なうＣＰＵ、２９は露
光開始基準信号発生回路、３０は画像データ処理回路で
ある。

【００３３】図３において、３１、３２はゲート回路、
３３は通常ハイレベルを出力し、信号ＣＮＴＥＮがハイ
レベルの時信号ＭＯＤＥ１の立ち下がりエッジを検出す
ると信号ＴＲＭＥＮＣの立ち上がりエッジを５つカウン
トしたところで信号ＴＲＭＥＮＣの１周期間ローレベル
を出力する回路、３４は通常ハイレベルを出力し信号Ｃ
ＮＴＥＮがハイレベルの時信号ＮＴＲＭＨＰの立ち下が
りエッジを検出すると信号ＴＲＭＥＮＣの立ち上がりエ
ッジを４００個カウントしたところで信号ＴＲＭＥＮＣ
の１周期間ローレベルを出力する回路である。

【００３４】信号ＮＯＰＣＨＰは、感光体ベルト回転位
置検出信号であり、通常はハイレベルで感光体ベルト回
転位置検出手段５が感光体ベルト１の裏面に形成されて
いるマーカを検出すると、ローレベルとなる。信号ＴＲ
ＭＥＮＣは、中間転写体回転位置検出信号であり、中間
転写体エンコーダ板９のスリットが中間転写体回転位置
検出手段を通過するとローレベルとなり、非スリットが
通過するとハイレベルとなる。信号ＮＴＲＭＨＰは、露
光開始基準信号で、画像データ処理回路へ送られた後、
この信号の立ち下がりエッジを基準に各色の露光が開始
される。

【００３５】信号ＴＨＳＥＬは、露光開始基準信号ＮＴ
ＲＭＨＰ生成のモードを切り替える信号で、信号ＮＯＰ
ＣＨＰの立ち下がりエッジの時点で信号ＴＨＳＥＬがロ
ーレベルの時は、感光体ベルト回転位置検出信号ＮＯＰ
ＣＨＰと中間転写体回転位置検出信号ＴＲＭＥＮＣとか
ら露光開始基準信号ＮＴＲＭＨＰを生成し、それ以外の
時は中間転写体回転位置検出信号ＴＲＭＥＮＣのみから
露光開始基準信号ＮＴＲＭＨＰを生成する。信号ＣＮＴ
ＥＮは、回路３３、３４が信号ＴＲＭＥＮＣをカウント
することを許可／不許可にする信号であり、ハイレベル
の時許可状態である。

【００３６】さて、印字が開始されると、ＣＰＵ２８
は、信号ＣＮＴＥＮをハイレベル、信号ＴＨＳＥＬをロ
ーレベルにし、感光体ベルト１および中間転写体８を回
転させる。感光体ベルト回転位置検出手段５が感光体ベ
ルト１の裏面に形成されたマークを検出する。信号ＮＯ
ＰＣＨＰの立ち下がりエッジの時点で信号ＴＨＳＥＬが
ローレベルであるので、露光開始基準信号発生回路２９
は、信号ＮＯＰＣＨＰの立ち下がりエッジから信号ＴＲ
ＭＥＮＣの立ち上がりエッジを、例えば５つカウントし
たところを第１色目（例えばブラック）の露光開始基準
とし、信号ＮＴＲＭＨＰを信号ＴＲＭＥＮＣの１周期間
ローレベルにする。

【００３７】この感光体ベルト回転位置検出信号ＮＯＰ
ＣＨＰの立ち下がりエッジから５つカウントした時点
は、感光体ベルト１の繋ぎ目がちょうど露光ポイントを
通り過ぎた時点であり、画像は感光体ベルト１の繋ぎ目
を回避して形成される。また、感光体ベルト回転位置検
出信号ＮＯＰＣＨＰの立ち下がりからのカウント数は、
感光体ベルト回転位置検出手段ＮＯＰＣＨＰと露光ポイ
ントの位置関係により任意に設定される（モード１）。

【００３８】ＣＰＵ２８は、第１色目の露光開始基準信
号ＮＴＲＭＨＰの立ち上がりエッジを検出すると、信号
ＴＨＳＥＬをハイレベルにする。２色目以降の露光開始
基準は信号ＴＨＳＥＬがハイレベルであるので、第１色
目の露光開始基準から中間転写体回転位置検出信号の立
ち上がりエッジを４００個カウントしたところとなる
（モード２）。すなわち、４色とも中間転写体の同じ位
置基準に露光が開始されるので、中間転写体８上で４色
のトナーが位置ずれなく重なり合った画像を得ることが
できる。

【００３９】連続印字の場合は、ＣＰＵ２８が前枚の第
４色目の信号ＮＴＲＭＨＰの立ち上がりエッジを検出し
た時点で、信号ＴＨＳＥＬをローレベルにする。このよ
うに、印字する頁が変わる毎に露光開始基準信号生成の
モードをモード１に切り替えることにより、感光体ベル
ト１と中間転写体８の周長差が発生しても、常に感光体
ベルト１の繋ぎ目を回避し、複数色のトナー画像の位置
ずれがない画像を得ることができる。露光開始基準信号
生成のモードをモード１切り替えるタイミングは、本実
施の形態では１頁毎であったが、任意の頁毎で差支えな
い。

【００４０】印字修了の際は、最終頁の最終色の１つ前
の露光開始基準信号ＮＴＲＭＨＰの立ち上がり時点でＣ
ＰＵ２８が信号ＣＮＴＥＮをローレベルにする。なお、
信号ＴＲＭＥＮＣは、中間転写体８を定速度に回転させ
るための速度信号としても用いることができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、潜像担持手段の回転位
置検出手段からの信号と像担持手段に連結して設けた像
担持体回転位置検出手段からの信号の２つの信号から露
光開始のタイミングを制御するモードと像担持手段に連
結して設けた像担持体回転位置検出手段からの信号のみ
から露光開始のタイミングを制御するモードの２モード
を切り替えることが可能となり、常に感光体ベルトの繋
ぎ目が画像に入らないようにでき、複数色のトナー画像
の位置ずれを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における画像形成装置の
概略構成図

【図２】本発明の一実施の形態における露光開始タイミ
ング制御のブロック図

【図３】本発明の一実施の形態における露光開始基準発
生回路の詳細図

【図４】本発明の一実施の形態における画像形成装置の
露光開始のタイミングチャート

【図５】従来の画像形成装置の感光体ベルトおよび中間
転写体周辺の構成図

【図６】従来の画像形成装置の露光開始のタイミングチ
ャート

【符号の説明】 １ 感光体ベルト ５ 感光体ベルト回転位置検出手段 ６ 露光光学系 ８ 中間転写体 ９ 中間転写体エンコーダ板 １０ 中間転写体回転位置検出手段 １２、１３、１４、１５ 現像器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像担持手段上に露光して潜像を形成し、
   前記潜像担持手段に形成された潜像を異なる複数のトナ
   ーを有する現像手段のうちの１つのトナーで現像を行な
   い、形成されたトナー像を前記像担持手段上に転写し、
   これを複数回繰り返して異なる複数のトナー像を重ね合
   わせた画像を得る画像形成装置であって、前記潜像担持
   手段の回転位置を検出する手段と、前記像担持手段に連
   結して設けた像担持体の回転位置を検出する手段とを備
   えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記潜像担持手段の回転位置を検出する手
   段と、前記像担持手段に連結して設けた像担持体の回転
   位置を検出する手段からの信号によって露光開始のタイ
   ミングを制御することを特徴とする請求項１記載の画像
   形成装置。
3. 【請求項３】露光開始のタイミングを前記潜像担持手段
   の回転位置を検出する手段からの信号と前記像担持手段
   に連結して設けた像担持体の回転位置を検出する手段か
   らの信号の２つの信号から制御するモードと、前記像担
   持手段に連結して設けた像担持体の回転位置を検出する
   手段からの信号のみから制御するモードの２モード持つ
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。