JP2008040058A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置内で歪みが生じた場合でも適正な位置に画像を形成すること。
【解決手段】露光部４３０Ｋによって感光体４１０Ｋに基準マークＭ１、Ｍ２の書込が開始された時からマーク検知センサ５２０Ａ、５２０Ｂによって基準マークＭ１、Ｍ２が検知された時間を基準マークＭ１、Ｍ２について各々計測する。両者の計測時間に時間差がある場合、露光部４３０Ｋにおける第２シリンドリカルレンズ又は反射ミラーを調整する。
【選択図】図３

Description

本発明は、像担持体の表面を露光し画像を書き込む画像書込手段等を有し、シートに画像を形成する画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式による画像形成装置は軽印刷分野において使用されるようになってきている。軽印刷分野では高画質の冊子やカタログ等が印刷されるため、当該分野に使用される画像形成装置は厳しい印刷条件が課されている。例えば画像の位置ずれに対して適切に対処しないと高画質の画像をシート上に形成することは難しい。

特許文献１に記載の技術はカラー画像形成装置において基準色自体の倍率を合わせるという技術である。特許文献１に記載されているようなタンデムタイプのカラー画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像を適正な位置に合わせる必要があるため、ある基準の色に他の色を合わせる調整を行っている。このような調整を行えば各色間の位置ずれは発生せず、良好な画像が形成出来る。
特開２０００−１１２２０５号公報

しかし、他の色を合わせようとする基準の色の画像形成位置が適正な位置ではないと、各色間の位置ずれが解消出来たとしても、画像がシート上の適正な位置に形成されなく問題である。タンデムタイプのカラー画像形成装置に限らず、他のタイプの画像形成装置にもいえるが、初期段階ではシート上の適正な位置に画像が形成されていたとしても経時的な変化で装置内で歪みが生じ、その歪みにより画像形成位置が変わってしまう可能性がある。

従って、本発明の目的は、装置内で歪みが生じた場合でも適正な位置に画像が形成される画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明に係る画像形成装置は、
像担持体の表面を露光し画像を書き込む画像書込手段と、
当該画像書込手段によって像担持体上に書き込まれた画像をトナーにより顕像化する現像手段と、
当該現像手段により顕像化されたトナー像をシートに転写する転写手段と、
トナー像をシートに定着される定着手段と、
を有し、シートに画像を形成する画像形成装置であって、
前記画像書込手段によって像担持体上に書き込まれた第一の基準マークを検知する第一のマーク検知センサと、
前記画像書込手段によって像担持体上に書き込まれた第二の基準マークを検知する第二のマーク検知センサと、
前記画像書込手段によって像担持体上に前記第一の基準マークの書込が開始された時から前記第一のマーク検知センサによって前記第一の基準マークが検知された時までの第一の時間、及び前記画像書込手段によって像担持体上に前記第二の基準マークの書込が開始された時から前記第二のマーク検知センサによって前記第二の基準マークが検知された時までの第二の時間を計測する計測手段と、
前記計測手段によって計測された前記第一の時間と前記第二の時間との間に時間差がある場合、前記画像書込手段を調整する調整手段と、
を有することを特徴とするものである。

本発明に係る画像形成装置によれば、装置内で歪みが生じた場合でも適正な位置に画像を形成することが出来る。

図１は画像形成装置の内部構成を示す中央断面図である。

画像形成装置１は、中間転写ベルト５０を有するタンデム形式の画像形成装置である。

両面原稿自動送り装置１０の原稿給紙台ａにセットされた原稿は、各種ローラによって画像読取部３０に向けて搬送される。

画像形成装置１は、下部に複数のシート収納部２０を有する。シート収納部２０の上方には画像形成部４０と中間転写ベルト５０が設置されており、装置本体の上部には画像読取部３０が設置されている。

シート収納部２０は、装置前面側（図１における紙面手前側）に引き出し可能となっている。複数のシート収納部２０にはシートとして白紙等の標準紙がサイズによって分けられて収納されている。手差部２１にはＯＨＰシート等の特殊紙がセットされる。

画像形成部４０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色毎のトナー像を形成するための４組の画像形成エンジン４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ及び４００Ｋを有している。画像形成エンジン４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ、４００Ｋは、この順で上から下方向に直線状に配列されており、各々同じ構成となっている。ブラック用の画像形成エンジン４００Ｋを例にとって構成を説明する。画像形成エンジン４００Ｋは反時計方向に回転する感光体４１０Ｋ、スコロトロン帯電器４２０Ｋ、画像書込手段として機能する露光部４３０Ｋおよび現像手段として機能する現像器４４０Ｋを有する。

クリーニング部４５０Ｋは、感光体４１０Ｋの最下部に対向した領域を含んで配置されている。

装置本体の中央部に位置し中間転写体として機能する中間転写ベルト５０は無端状であり、所定の体積抵抗率を有する。一次転写電極５１０Ｋは、中間転写ベルト５０を挟んで感光体４１０Ｋと対向する位置に設置されている。

次にカラー画像を形成するプロセスを説明する。

感光体４１０Ｋは、メインモータ（図示せず）により回転駆動され、スコロトロン帯電器４２０Ｋの放電により負極性に帯電される（本実施例では−８００Ｖ）。次に、露光部４３０Ｋにより感光体４１０Ｋ上に画像情報に応じた光書込がなされて静電潜像が形成される。形成された静電潜像が現像器４４０Ｋを通過すると、現像器内で負極性に帯電されたトナーが負極性現像バイアスの印加により潜像画像の部分に付着し、感光体４１０Ｋ上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は、感光体４１０Ｋに圧着する中間転写ベルト５０へ転写される。転写後に感光体４１０Ｋ上に残留したトナーはクリーニング部４５０Ｋにより清掃される。画像形成エンジン４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ及び４００Ｋ各々で形成されたトナー像が中間転写ベルト５０に重畳して転写されることにより、中間転写ベルト５０上にカラー画像が形成される。シートＰはシート収納部２０により１枚ずつ排出され、レジストローラ６０の位置まで搬送される。レジストローラ６０によりシートＰの先端が整列された後、シートＰは中間転写ベルト５０上のトナー像と画像位置が一致するタイミングでレジストローラ６０より給送される。レジストローラ６０により給送されたシートＰは、ガイド板より案内され、中間転写ベルト５０及び転写手段として機能する転写部７０により形成された転写ニップ部へ送り込まれる。ローラにより構成される転写部７０はシートＰを中間転写ベルト５０側へ押圧している。トナーと逆極性のバイアス（＋５００Ｖ）が転写部７０に印加されることにより、静電気力の作用で、中間転写ベルト５０上のトナー像がシートＰへ転写される。シートＰは、除電針からなる分離装置（図示せず）により除電されて中間転写ベルト５０から分離され、加熱ローラ、加圧ローラのローラ対からなる定着手段として機能する定着部８０へ送られる。その結果、トナー像がシートＰへ定着され、画像形成されたシートＰが装置外へ排出される。

画像形成装置１における画像形成動作を継続的に実行していると、装置内で歪みが生じて例えば感光体４１０Ｋや中間転写ベルト５０等の位置が変わり、シートＰ上に形成される画像の位置がずれてしまう。このような画像の位置ずれに対して適切に対処しないと高画質の画像をシート上に形成することは難しい。そこで、所定の基準マークを形成し、その基準マークを利用することにより画像形成位置の調整を実行する。以下その内容を詳しく説明する。

図２は画像形成エンジン４００Ｋ及び中間転写ベルト５０の周辺を示す説明図である。

画像形成位置を調整するために使用する基準マークはブラックの画像形成エンジン４００Ｋによって形成する。画像形成装置１はブラックを基準として他の色の画像形成位置を補正しているため、基準となるブラックの画像形成位置を適正な位置に調整出来れば、他の色も適正な画像形成位置に合わせることが出来るためである。画像形成位置を調整する場合、画像形成エンジン４００Ｋにおける露光部４３０Ｋの露光動作が開始され、感光体４１０Ｋに基準マークが書き込まれる。そして基準マークがトナーにより顕像化され、感光体４１０Ｋから中間転写ベルト５０へ転写される。転写された基準マークは中間転写ベルト５０の回動によりマーク検知センサ５２０の検知位置に到達し、マーク検知センサ５２０によって検知される。マーク検知センサ５２０は例えば反射型のフォトセンサを利用する。

図２におけるα方向から中間転写ベルト５０及びマーク検知センサ５２０を見た構成をを図３に示す。図３におけるＸは画像の主走査方向を示し、Ｙは中間転写ベルト５０の回動方向を示す。主走査方向の両側において第一のマーク検知センサ及び第二のマーク検知センサとして機能する２つのマーク検知センサ５２０Ａ、５２０Ｂが設置されており、主走査方向の両側に形成される第一の基準マーク及び第二の基準マークである基準マークＭ１、Ｍ２を各々のマーク検知センサ５２０Ａ、５２０Ｂが検知する。感光体４１０Ｋに基準マークＭ１、Ｍ２の書込が開始された時からマーク検知センサ５２０Ａ、５２０Ｂにより検知される時までの時間を基準マークＭ１、Ｍ２で各々第一の時間及び第二の時間として計測し、その計測結果により画像形成位置を調整する。この点に関する説明は後述する。基準マークＭ１、Ｍ２はフの字型であるが、「−」又は「＋」のマーク等、基準マークがマーク検知センサ５２０Ａ、５２０Ｂを通過する際にマーク検知センサ５２０Ａ、５２０Ｂによって検知されるものであれば他の形状であっても良い。また基準マークＭ１、Ｍ２は画像位置調整のための専用のマークであっても良いし、各色のトナーの位置ズレを解消するために使用するカラーレジスト調整用のマークを兼用する形でも良い。マーク検知センサ５２０Ａ、５２０Ｂは、基準マークＭ１、Ｍ２のみ検知するという機能を有するだけでなく、画像調整用のマークを検知するという機能を有しても良い。

図４は画像形成装置１の制御系のブロック図であり、代表的な制御構成を示している。

調整手段として機能するＣＰＵ１０１は画像形成装置１全体の動作を制御するものであり、システムバス１１２を介して、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３等に接続されている。このＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている各種制御プログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、各部の動作を制御する。また、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３に展開したプログラムに従って各種処理を実行し、その処理結果をＲＡＭ１０３に格納するとともに操作表示部１０５に表示させる。そして、ＲＡＭ１０３に格納した処理結果を所定の保存先に保存させる。

ＲＯＭ１０２は、プログラムやデータ等を予め記憶しており、この記録媒体は磁気的、光学的記録媒体、若しくは半導体メモリで構成されている。

ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１によって実行される各種制御プログラムによって処理されたデータ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。

ＨＤＤ１０４は、画像読取部１０６で読み取って得た原稿画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする機能を有する。磁性体を塗布または蒸着した金属のディスクを一定の間隔で何枚も重ね合わせた構造になっており、これをモーターで高速に回転させて磁気ヘッドを近づけてデータを読み書きする。

操作表示部１０５は各種の設定を可能にするものである。操作表示部１０５は例えばタッチパネル形式となっており、ユーザーが操作表示部１０５を通じて入力することによりカラー印刷やモノクロ印刷に関する条件が設定される。また、ネットワーク設定の情報等、各種の情報が操作表示部１０５に表示される。

画像読取部１０６は、原稿画像を光学的に読み取って電気信号に変換する。カラー原稿を読み取る場合は一画素当りＲＧＢ各１０ビットの輝度情報をもつ画像データを生成する。

画像読取部１０６によって生成された画像データや、画像形成装置１に接続されたＰＣから送信される画像データは画像処理部１０７によって画像処理される。画像形成装置１でカラー印刷を実行する場合は、画像読取部１０６によって生成されたＲＧＢデータを画像処理部１０７における色変換ＬＵＴに入力し、ＲＧＢデータをＣＭＹＫデータに色変換する。そして、色変換した画像データに対して、階調再現特性の補正を行ったり、濃度補正ＬＵＴを参照して網点などのスクリーン処理を行なったり、細線を強調するためのエッジ処理を行ったりする。

画像形成部１０８は、画像処理部１０７によって画像処理された画像データを受け取り、シート上に画像を形成する。画像形成部１０８内の露光部はＣＰＵ１０１によって制御される。

マーク検知センサ１０９は、感光体４１０Ｋに書き込まれ中間転写ベルト５０に転写された基準マークを検知するセンサである。マーク検知センサ１０９が基準マークを検知すると、検知した信号がＣＰＵ１０１に送られ、その信号に基づきＣＰＵ１０１は露光部等の他の部の動作を制御する。

計測手段として機能するタイマー１１０は露光部によって感光体に基準マークの書込が開始された時からマーク検知センサ１０９によって検知された時までの時間を計測するものである。タイマー１１０によって計測した時間に基づきＣＰＵ１０１が画像形成位置の調整を実行する。

カウンタ１１１は画像形成装置１が実行する画像形成動作の回数をカウントする。

図５は画像形成位置を調整する動作に関するフローチャート図である。

本フローチャートに従った動作は、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納された制御プログラムをＲＡＭ１０３に読み出して実行することにより実現されるものである。

まず画像形成装置１における画像形成の動作が所定のプリント数（例えば１０００プリント）に達したかどうか判断する（ステップＳ１）。画像形成装置１に設置されたカウンタ１１１がプリント数をカウントし、そのカウント値によってＣＰＵ１０１が判断する。

所定のプリント数に達したと判断すると、画像形成位置を調整すべく露光部（本実施形態では露光部４１０Ｋ）の露光動作を開始し、感光体に基準マークを書き込む（ステップＳ２）。また露光部による露光動作を開始するタイミング、つまり基準マークの書込を開始するタイミングでタイマーをスタートさせる（ステップＳ３）。感光体に書き込まれた基準マークはトナーにより顕像化され中間転写ベルトに転写される。そしてマーク検知センサが基準マークを検知したか否か判断する（ステップＳ４）。

基準マークを検知したと判断するとタイマーをストップさせ、基準マークの書込開始から基準マークの検知までの時間を計測する（ステップＳ５）。この計測時間はタイマーによって計測されるものであり、図３で示した２つの基準マークＭ１、Ｍ２に関して各々計測される。

次に基準マークＭ１、Ｍ２に関する各々の計測時間を比較し、２つの計測時間に時間差があるかどうか判断する（ステップＳ６）。例えば基準マークＭ１に関する計測時間（第一の時間）をＴ１、基準マークＭ２に関する計測時間（第二の時間）をＴ２とする。またＴ１、Ｔ２の関係はＴ２＞Ｔ１であり、時間差はＴ２−Ｔ１である。Ｔ１とＴ２で時間差があるということは、画像形成装置１内で歪みが生じ、画像の傾きが発生していると判断出来る。従って、画像の傾きを解消し画像形成位置を適正な位置に調整するため、露光部におけるレンズ又は反射ミラーの位置を調整する（ステップＳ７）。この点を図６及び図７を用いて詳しく説明する。

図６（ａ）は露光部４３０Ｋの内部構成に関する概略図であり、図６（ｂ）は第２シリンドリカルレンズ４３６Ｋを拡大した概略図である。

レーザー光源４３１Ｋから発光されたレーザー光は、コリメータレンズ４３２Ｋ、第１シリンドリカルレンズ４３３Ｋを通過し、ポリゴンミラー４３４Ｋにより主走査方向に偏向される。ポリゴンミラー４３４Ｋにより偏向されたレーザー光はｆθレンズ４３５Ｋを通過し、感光体に４１０Ｋに結像するために第２シリンドリカルレンズ４３６Ｋを通過する。

画像の傾きを解消するため、結像作用を有する第２シリンドリカルレンズ４３６Ｋの位置を調整する。光学レンズとして機能する第２シリンドリカルレンズ４３６Ｋは駆動モータ４３７Ｋにより位置が調整可能であり、図６（ｂ）に示すＺ方向に移動可能である。具体的な調整であるが、計測時間の差Ｔ２−Ｔ１がどれぐらいの画素分あるのかＣＰＵ１０１が算出し、その算出結果に基づいてＣＰＵ１０１が駆動モータ４３７Ｋを制御し、第２シリンドリカルレンズ４３６Ｋを移動させて調整する。また図７のように第２シリンドリカルレンズ４３６Ｋと感光体４１０Ｋとの間に反射ミラー４３８Ｋを有する場合は、反射ミラー４３８Ｋの位置の調整を駆動モータ４３７Ｋにより行ってもよい。

なお、ステップＳ２において露光部による露光動作を開始するタイミングでタイマーをスタートさせているが、レジストローラ６０におけるシートＰの給紙動作を開始するタイミングでタイマーをスタートさせてもよい。つまりレジストローラ６０におけるシートＰの給紙動作を開始するタイミングを基準マークの書込を開始するタイミングとみなしてもよい。

以上説明したように、所定の基準マークを形成し、その基準マークを利用することにより画像形成位置の調整すれば、装置内で歪みが生じた場合でも適正な位置に画像を形成することが出来る。またカラーレジストの基準となる色の画像形成位置を調整することにより、カラー画像を適切な位置に形成することが出来る。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

画像形成装置の内部構成を示す中央断面図である。 画像形成エンジン４００Ｋ及び中間転写ベルト５０の周辺を示す説明図である。 図２におけるα方向から中間転写ベルト５０及びマーク検知センサ５２０を見た構成を説明する図である。 画像形成装置１の制御系のブロック図であり 画像形成位置を調整する動作に関するフローチャート図である。 露光部４３０Ｋの内部構成に関する概略図である。 露光部４３０Ｋの別の内部構成に関する概略図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
５０ 中間転写ベルト
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０５ 操作表示部
１０６ 画像読取部
１０７ 画像処理部
１０８ 画像形成部
１０９ マーク検知センサ
１１０ タイマー
１１１ カウンタ
４１０Ｋ 感光体
４３０Ｋ 露光部
４３６Ｋ 第２シリンドリカルレンズ
４３８Ｋ 反射ミラー

Claims (5)

1. 像担持体の表面を露光し画像を書き込む画像書込手段と、
   当該画像書込手段によって像担持体上に書き込まれた画像をトナーにより顕像化する現像手段と、
   当該現像手段により顕像化されたトナー像をシートに転写する転写手段と、
   トナー像をシートに定着される定着手段と、
   を有し、シートに画像を形成する画像形成装置であって、
   前記画像書込手段によって像担持体上に書き込まれた第一の基準マークを検知する第一のマーク検知センサと、
   前記画像書込手段によって像担持体上に書き込まれた第二の基準マークを検知する第二のマーク検知センサと、
   前記画像書込手段によって像担持体上に前記第一の基準マークの書込が開始された時から前記第一のマーク検知センサによって前記第一の基準マークが検知された時までの第一の時間、及び前記画像書込手段によって像担持体上に前記第二の基準マークの書込が開始された時から前記第二のマーク検知センサによって前記第二の基準マークが検知された時までの第二の時間を計測する計測手段と、
   前記計測手段によって計測された前記第一の時間と前記第二の時間との間に時間差がある場合、前記画像書込手段を調整する調整手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像書込手段は光学レンズを有し、
   前記調整手段は前記光学レンズの位置を調整することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像書込手段は反射ミラーを有し、
   前記調整手段は前記反射ミラーの位置を調整することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像が転写される中間転写体を有し、前記第一のマーク検知センサ及び前記第二のマーク検知センサは、前記中間転写体に形成された前記第一の基準マーク又は前記第二の基準マークを検知することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 画像形成動作の回数をカウントするカウンタを有し、
   前記カウンタによるカウント値が所定の値に達すると、前記調整手段が前記画像書込手段を調整することを特徴とする請求項１乃至４に記載の何れか１項に記載の画像形成装置。

Images