JP3578935B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、感光体ドラム等の回転駆動される像担持体の転写部表面に対して所定の位置関係でもって当接する転写搬送ベルトにより用紙等の転写材を支持搬送し、像担持体上に形成されたトナー像をその転写材上に転写再現する画像形成装置に関するものであり、詳細には像担持体が停止する際の位置関係が、所定の位置関係でもって停止するように制御して、以降の画像形成が精度良く行われるようにする画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー画像をＹＭＣＫの画像データとして記録部に転送して、各色毎の転写部にて各色の色画像を再現しながら順次重ね合わせてカラー画像として再現するカラー画像形成装置がある。
このようなカラー画像形成装置においては、各色の画像を各転写部にて正確に重ね合わせなければ、カラー画像を忠実に再現できないといった問題を抱えており、この問題を如何に解決するかが技術開発の大きな課題となっている。
【０００３】
無数の構成部品からなる画像形成装置においては、各部品毎の部品精度に細かなばらつきがあったり、またこれらの部品を組み立てていく際の組立精度などにより画像形成装置毎にばらつきが発生する。
そこで、従来より、各色のパターン画像を試験的に形成し、この各色のパターン画像の位置関係を互いに確認して画像形成位置調整を各色の画像形成部毎に行うレジスト調整を実施している（登録特許２６４２３５１号公報参照）。
【０００４】
ところが、上記のようなレジスト調整を実施しても、「画像の書込開始位置のずれ」による「色ずれ」は補正できるが、感光ドラムを駆動させる駆動ギヤ等の駆動系の周期的な駆動ムラによって生じる感光体ドラムの不規則な速さ変動に起因する色ずれを補正することはできなかった。
つまり、このような画像形成装置においては、従来から画像の各記録部における周期的に生じる駆動ムラが問題となっており、この周期的な駆動ムラが各記録部においてそれぞれ発生することにより、各色の色材で記録された画像を順次重ね合わせてカラー画像として再現する際に、色ずれが発生して忠実なカラー画像として再現できないといった問題を抱えていた。
【０００５】
そこで、従来のカラー画像形成装置においては、各記録部における感光体ドラム上に形成された画像が転写部において転写される際に、周期的に発生する駆動ムラの条件が同一となるように、感光体ドラムへの画像書き込み位置から転写位置までの距離（時間）と駆動機構の駆動変動周期の関係をＮ倍の関係となるように配置することが考えられている（特公平７−３１４４６号公報、特公平８−１４７３１号公報など参照）。
【０００６】
図９に、上記の手法が採用された従来のカラー画像形成装置の各画像形成部及び各画像形成部にて形成された画像を転写する転写材を搬送する転写搬送ベルト周辺の構成を示す。
図９において、右から順にブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各記録部を構成する感光体ドラム３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２２ｄである。これら感光体ドラム３２２ａ〜３２２ｄで形成された各色の画像は、転写搬送ベルト３１６の移動に伴って、該転写搬送ベルト３１６に支持されて搬送される図示しない転写材上に、感光体ドラムと転写搬送ベルトとが近接する転写部Ａ点にて、ブラックインクから順に重ねて転写される。
ここで、各感光体ドラム３２２ａ〜３２２ｄは、駆動が連結されていて同時に回転が開始されるようになつており、各感光体ドラムは、その回転駆動ムラが同一位相となるように取り付けらている。
【０００７】
具体例を挙げると、各感光体ドラム３２２ａ〜３２２ｄの駆動軸（図示しない）が嵌合される駆動ギヤ（図示しない）を、その駆動ムラの周期を示すある基準（例えば図のような鍵型の穴）が全て同じ方向に揃うように取り付けられる。これにより、同時スタートにおいて各感光体ドラムが常に同じ駆動ムラで回転するようになる。
したがって、各感光体ドラムの転写部間の各距離Ｌ’を、感光体ドラムの直径をｄとして、
Ｌ’＝Ｎπｄ…（Ｎは整数）
となるように設定することで、図９の向かって並列配置された４つの感光体ドラム３２２ａ〜３２２ｄの各転写部Ａにおける画像の転写工程においては、転写材上に対して常時同等の駆動ムラ周期でもって各色の色材で形成された画像が順次重ね合わされることとなり、その結果、駆動ムラを起因とする色ずれを無くするものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしならが、上記従来の構成では、並列配置された各記録部間の距離関係を周期的な駆動変動に合わせて配置しなければならないため、上記式に基づいてこの周期的な駆動変動に合わせて各記録部間の距離を確定すると、整数Ｎをたとえ１としても、感光体ドラムの周囲長に相当する距離が必ず必要となる。その結果、画像形成装置自身の大きさが大きくなり、ユーザに望まれる画像形成装置の小型化を図ることができないだけでなく、各部品の組み付け作業に長時間を要したり各部品に高精度が要求され生産コストが高くなってしまう。
【０００９】
一方、各成分色画像の色ずれまたは各感光体ドラム３２２ａ〜３２２ｄの回転位置ずれを検出し、常に各記録部の位相を補正する装置においては、発生するずれに対して常に各記録部の感光体ドラムの速度などを制御し位相合せを常時行っている。この場合、画像の色ずれにあまり影響の与えない微小な各感光体ドラムの位相ずれに対しても位相合わせ制御が実行され、実際には色ずれがほとんどないにもかかわらず位相のずれた感光体ドラムの位相を合わせるために感光体ドラムと記録媒体あるいは転写担持体との間にこすれが生じて感光体ドラムが傷つき、感光体ドラムの寿命に大きな影響を与え、ライフサイクルが著しく短くなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、前記の問題点を解消するためなされたものであって、従来同様、並列配置（転写搬送ベルトの流れ方向に直角に）された各記録部における周期的な駆動変動に対応して１つのカラー画像として忠実に再現可能でありながら、同じ径の像担持体を用いても装置自身の大きさをコンパクトにでき、オフィス環境での設置面積を極力抑えることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
さらにまた、感光体ドラムなどの像担持体と、該像担持体の転写部に当接する転写搬送ベルトの当接部におけるお互いの駆動開始，停止のタイミングずれ，位相合わせ制御を実施することから発生する像担持体および転写担持体の磨耗による像担持体や転写担持体の体表面の劣化を極力抑え、像担持体全周に渡って忠実な画像を再現することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、次の構成を有する。
本発明の第１の要旨は、複数の像担持体と、前記像担持体を回転駆動する駆動手段と、前記像担持体が回転しているときに前記各像担持体の回転状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出信号に基づいて前記駆動手段を制御することで、前記像担持体を予め設定された回転位相状態に停止させる位相合わせ手段とを有し、前記検出手段の検出信号が、所定のタイミングに対し予め設定した許容値以上のずれを生じた場合には前記位相合わせ手段を実行し、該ずれが該許容値を超えない場合には前記位相合わせ手段を実行しないことを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
本発明の第２の要旨は、前記検出手段の検出信号が所定のタイミングに対し予め設定した許容値を超えないずれである場合には、前記位相合わせ手段を実行せずに、全ての像担持体の回転を同時に停止させることを特徴とする第１の要旨記載の画像形成装置である。
【００１４】
本発明の第３の要旨は、複数の像担持体を同時に停止させる場合には、所定の像担持体の検出信号に基づいて全ての像担持体を停止させることを特徴とする第２の要旨記載の画像形成装置である。
【００１５】
本発明の第４の要旨は、位相合わせ停止制御の実行を判断する基準となる前記許容値は、夫々の像担持体の停止位置を予め設定する位相調整単位量とは別に設けられ、該位相調整単位量よりも小さいことを特徴とする第１の要旨記載の画像形成装置である。
【００１６】
本発明の第５の要旨は、位相合わせ停止制御の実行を判断する基準となる前記許容値は変更可能であることを特徴とする第１の要旨記載の画像形成装置である。
【００１７】
第１の要旨によれば、複数の像担持体のうちいずれかの像担持体の回転位相が所定の回転位相状態からずれた場合にのみ像担持体相互の回転位相状態を予め設定された回転位相状態に再設定する様に位相合わせ制御が行われて像担持体の停止位置が制御されるが、何れの像担持体も回転位相が所定のずれ未満に収まっている場合には位相合わせ手段を実行しない。
【００１８】
よって、大量枚数の複写や装置の長時間運転やその他の環境状況変化やトラブル発生にも係らずに実際に回転位相状態のずれの大きさが許容値を超えた場合にのみ位相合わせ制御を行い、許容値を超えない場合は位相合わせ制御を行わないので、常に位相制御を行ったり、所定の枚数複写後や所定時間運転後や所定の環境変化やトラブル等の発生後に、像担持体の無駄な位相合わせ制御を行う回転動作、及びそれに伴う像担持体の摺擦摩耗を極力防止でき、像担持体の寿命を長くすることができるばかりか、エネルギーの節約にも役に立つ。
【００１９】
第２の要旨によれば、複数の像担持体相互の回転位相関係が所定の範囲内に入っている場合は、像担持体相互の回転位相状態を予め設定された回転位相状態に再設定する位相合わせ制御を行わずに全ての像担持体を同時にただ停止させる。つまり、複数の像担持体相互の回転位相状態が予め設定された状態に完全に一致していなくとも、色ずれが目立たない予め設定された許容値未満であれば位相合わせ停止制御を実施せず、停止位置も予め設定された停止位置で止める必要が無くどこで止めても同時に停止させれば全ての像担持体の回転位相状態のずれは許容内のままである。
【００２０】
従って、大量の複写実行や装置の長時間運転や周囲の環境状況の変化や軽度のトラブル発生後でも、像担持体相互の予め設定された回転位相状態からのずれが許容値範囲内であれば位相合わせ制御をまったく行わなずにただ全ての像担持体を設定された各像担持体の停止位置に関係なくそのまま同時に停止させるので、全ての像担持体回転動作が同一となり像担持体と接触している転写担持体との摺擦が減少し相互の摩耗が減少する。
また、常に位相合わせ制御を行う従来の装置に比べ、像担持体の無駄な回転動作を極力防止でき、像担持体の回転時間が短縮されて像担持体の寿命を長くすることができるばかりか、エネルギーの節約にも大いに役に立つ。
【００２１】
第３の要旨によれば、基準となる何れか１つの像担持体の制御プログラムを使用して全ての像担持体を同じ動作にてその回転を停止できるため、停止前の像担持体相互の回転位相状態を維持したまま全ての像担持体を停止することができる。従って、夫々の像担持体毎に異なる制御をしなくても良いので制御が簡単になるばかりか、常に位相合わせ制御を行う従来の装置に比べ、像担持体の無駄な回転動作を極力防止でき像担持体の回転時間が短縮され像担持体の寿命を長くすることができるばかりか、エネルギーの節約にも大いに役に立つ。
【００２２】
第４の要旨によれば、像担持体の回転位相状態を設定する各像担持体の停止位置を設定する位相調整の単位量とは別に位相合わせ制御を実行するか実行しないかを判断する基準となる位相ずれ量の許容値を別に設けることにより、色ずれの発生が目立つ場合に位相ずれ量の許容値を変更でき、また、位相調整単位量よりも小さくする（好ましくは１／２以下にする）ことにより回転位相状態のずれが大きくずれることを防止でき、装置の状況に合わせた位相合わせ制御を設定することができる。
【００２３】
第５の要旨によれば、位相合わせ制御を実行するか実行しないかを判断する許容値を変更可能とすることにより、設定されている該許容値では色ずれが目立つような状態が発生する場合に許容値を変更することにより位相ずれの判断基準を厳しくすることができ、色ずれ発生トラブルを防止できる。
また、色ずれの発生が目立たない範囲で許容値を大きくすることもでき、位相ずれの判断基準を下げることができ、像担持体の位相合わせ制御を極力少なくでき無駄な像担持体の回転動作を防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
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。
本発明に係る実施の一形態を、図１〜図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置であるデジタルカラー複写機１の構成を示す正面断面の略図である。複写機本体１の上面には、原稿台１１１及び図示しない操作パネルが設けられ、複写機本体１の内部に画像読み取り部１１０および画像形成部２１０が設けられた構成である。原稿台１１１の上面には該原稿台１１１に対して開閉可能な状態で支持され、原稿台１１１面に対して所定の位置関係をもって両面自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ；Ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）１１２が装着されている。
【００２５】
両面自動原稿送り装置１１２は、まず、原稿の一方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読み取り部１１０に対向するよう原稿を搬送し、この一方の面についての画像読み取りが終了した後に、他方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読み取り部１１０に対向するよう原稿を反転して原稿台１１１に向かって搬送するようになっている。そして、両面自動原稿送り装置１１２は、１枚の原稿について両面の画像読み取りが終了した後にこの原稿を排出し、次の原稿についての両面搬送動作を実行する。
以上の原稿の搬送および表裏反転の動作は、複写機１全体の動作に関連して制御されるものである。
【００２６】
前記画像読み取り部１１０は、両面自動原稿送り装置１１２により原稿台１１１上に搬送されてきた原稿の画像を読み取るために、原稿台１１１の下方に配置されている。
画像読み取り部１１０は、該原稿台１１１の下面に沿って平行に往復移動する原稿走査体１１３，１１４と、光学レンズ１１５と、光電変換素子であるＣＣＤラインセンサ１１６とを有している。
【００２７】
前記原稿走査体１１３，１１４は、第１の走査ユニット１１３と第２の走査ユニット１１４とから構成されている。第１の走査ユニット１１４は原稿画像表面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第１ミラーとを有し、原稿台１１１の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動するものである。第２の走査ユニット１１４は、第１の走査ユニット１１３の第１ミラーにより偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第２および第３ミラーとを有し、第１の走査ユニット１１３と一定の速度関係を保って平行に往復移動するものである。
【００２８】
光学レンズ１１５は、第２の走査ユニットの第３ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をＣＣＤラインセンサ１１６上の所定位置に結像させるものである。
【００２９】
ＣＣＤラインセンサ１１６は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力するものである。ＣＣＤラインセンサ１１６は、白黒画像あるいはカラー画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる３ラインのカラーＣＣＤである。このＣＣＤラインセンサ１１６により電気信号に変換された原稿画像情報、さらに、図示しない画像処理部に転送されて所定の画像データ処理が施される。
【００３０】
次に、画像形成部２１０の構成、および画像形成部２１０に係わる各部の構成について説明する。
画像形成部２１０の下方には、用紙トレイＴＲ内に積載収容されている用紙（例えば、紙、ＯＨＰ用紙などの記録媒体）Ｐを１枚ずつ分離して画像形成部２１０に向かって供給する給紙機構２１１が設けられている。そして１枚ずつ分離供給された用紙Ｐは、画像形成部２１０の手前に配置された一対のレジストローラ２１２によりタイミングが制御されて画像形成部２１０に搬送される。さらに、片面に画像が形成された用紙Ｐは、画像形成部２１０の画像形成にタイミングを合わせて画像形成部２１０に再供給搬送される。
【００３１】
画像形成部２１０の下方には、転写搬送ベルト機構２１３が配置されている。転写搬送ベルト機構２１３は、駆動ローラ２１４と従動ローラ２１５との間に略平行に伸びるように張架された転写搬送ベルト２１６に用紙Ｐを静電吸着させて搬送する構成となっている。そして、転写搬送ベルト２１６の回転軌道下側に近接して、転写搬送ベルト２１６上に形成されたテストパターンを検出するパターン画像検出ユニット３００が設けられている。
【００３２】
さらに、用紙搬送路における転写搬送ベルト機構２１３の下流側に駆動ローラ２１４に近接して、用紙Ｐ上に転写形成されたトナー像を用紙Ｐ上に定着させるための定着装置２１７が配置されている。この定着装置２１７の一対の定着ロ−ラ間におけるニップ部を通過した用紙Ｐは、搬送方向切り換えゲート２１８を経て、排出ローラ２１９により複写機本体１の外壁に取り付けられている排紙トレイ２２０上に排出される。
【００３３】
切り換えゲート２１８は、定着後の用紙Ｐの搬送経路を、複写機本体１へ用紙Ｐを排出する経路と、画像形成部２１０に向かって用紙Ｐを再供給する経路との間で選択的に切り換えるものである。切り換えゲート２１８により再び画像形成部２１０に向かって搬送方向が切り換えられた用紙Ｐは、スイッチバック搬送経路２２１を介して表裏反転された後、画像形成部２１０へと再度供給される。
【００３４】
また、画像形成部２１０における転写搬送ベルト２１６の上方には、転写搬送ベルト２１６に近接して、第１の画像形成ステーションＰａ、第２の画像形成ステーションＰｂ、第３の画像形成ステーションＰｃ、および第４の画像形成ステーションＰｄが、用紙搬送経路上流側から順に設けている。
【００３５】
転写搬送ベルト２１６は、駆動ローラ２１４によって、図１において矢印Ｚで示す方向に摩擦駆動され、前述したように給紙機構２１１を通じて給送される用紙Ｐを把持し、用紙Ｐを画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄへと順次搬送する。
各画像ステーションＰａ〜Ｐｄは、実質的に同一の構成を有している。各画像ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、図１に示す矢印Ｆ方向に回転駆動される感光体ドラム２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ、および２２２ｄをそれぞれ含んでいる。
【００３６】
各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの周辺には、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄをそれぞれ一様に帯電する帯電器２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄと、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に形成された静電潜像をそれぞれ現像する現像装置２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃ，２２４ｄと、現像された感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上のトナー像を用紙Ｐへ転写する転写用放電器２２５ａ，２２５ｂ，２２５ｃ，２２５ｄと、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に残留するトナーを除去するクリーニング装置２２６ａ，２２６ｂ，２２６ｅ，２２６ｄとが感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの回転方向に沿ってそれぞれ順次配置されている。
【００３７】
また、各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上方には、レーザービームスキャナユニット２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２２７ｄがそれぞれ設けられている。各レーザービームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄは、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザ素子（図示せず）、半導体レーザ素子からのレーザービームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー（偏向装置）２４０と、ポリゴンミラー２４０により偏向されたレーザビームを感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ表面に結像させるためのｆθレンズ２４１やミラー２４２，２４３などから構成されている。
【００３８】
レーザービームスキャナ２２７ａにはカラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナ２２７ｂにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナ２２７ｃにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に対応する画素信号が、そして、レーザービームスキャナ２２７ｄにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力される。
【００３９】
これにより色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に形成される。そして、現像装置２２７ａには黒色のトナーが、現像装置２２７ｂにはシアン色のトナーが、現像装置２２７ｃにはマゼンタ色のトナーが、現像装置２２７ｄにはイエロー色のトナーがそれぞれ収容されており、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、画像形成部２１０にて色変換された原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。
【００４０】
また、第１の画像形成ステーションＰａと給紙機構２１１との間には用紙吸着用（ブラシ）帯電器２２８が設けられており、この吸着用帯電器２２８は転写搬送ベルト２１６の表面を帯電させ、給紙機構２１１から供給された用紙Ｐは、転写搬送ベルト２１６上に確実に吸着させた状態で第１の画像形成ステーションＰａから第４の画像形成ステーションＰｄの間をずれることなく搬送させる。
【００４１】
一方、第４の画像ステーションＰｄと定着装置２１７との間で駆動ローラ２１４のほぼ真上部には陰電器（図示せず）が設けられている。この除電器には搬送ベルト２１６に静電吸着されている用紙Ｐを転写搬送ベルト２１６から分離するための交流電流が印加されている。
【００４２】
上記構成のデジタルカラー複写機においては、用紙Ｐとしてカットシート状の紙が使用される。この用紙Ｐは、給紙カセットから送り出されて給紙機構２１１の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その用紙Ｐの先端部分がセンサー（図示せず）にて検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ２１２により一旦停止される。
そして、用紙Ｐは各画像ステーションＰａ〜Ｐｄとタイミングをとって図１の矢印Ｚ方向に回転している転写搬送ベルト２１６上に送られる。このとき転写搬送ベルト２１６には前述したように吸着用帯電器２２８により所定の帯電が施されているので、用紙Ｐは、各画像ステーションＰａ〜Ｐｄを通過する間、安定して搬送供給される。
【００４３】
各画像ステーションＰａ〜Ｐｄにおいては、各色のトナー像が、それぞれ形成され、転写搬送ベルト２１６により静電吸着されて搬送される用紙Ｐの支持面上で重ね合わされる。第４の画像ステーションＰｄによる画像の転写が完了すると、用紙Ｐは、その先端部分から順次、陰電用放電器により転写搬送ベルト２１６上から剥離され、定着装置２１７へと導かれる。最後に、トナー画像が定着された用紙Ｐは、用紙排出口（図示せず）から排紙トレイ２２０上へと排出される。なお、上述の説明ではレーザービームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄによって、レーザービームを走査して露光することにより、感光体への光書き込みを行なう。
【００４４】
尚、レーザービームスキャナユニットの代わりに、発光ダイオードアレイと結像レンズアレイからなる書き込み光学系（ＬＥＤヘッド）を用いても良い。ＬＥＤヘッドはレーザービームスキャナーユニットに比べ、サイズも小さく、また可動部分がなく無音である。よって、複数個の光書き込みユニットを必要とするタンデム方式のデジタルカラー複写機などの画像形成装置では、好適に用いることができる。
【００４５】
次に、本実施形態の特徴部分である各感光体ドラムの回転位相制御について説明する。
本実施形態のデジタルカラー複写機では、図２に示すように、前述した図９に示す従来構成の画像形成装置とは異なり、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄの４つの感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄが、感光体ドラムの回転駆動ムラ（位相が合っていれば各感光体ドラムで共通）の位相が所定分ずつずれた状態（画像上では各色成分画像の伸び縮みの位相が合致した状態）で回転駆動される。具体的には、各感光体ドラムは同時に回転を開始し、同時に回転を停止する構成であるので、その停止位置（回転開始位置）をずらせて停止される。今後は、画像上での各色成分画像の伸び縮みが合致している状態になる様に実際には各感光体ドラムの位相をずらして回転させているが、各感光体ドラムの回転位相状態が所定の状態になっているという記載で説明する。
【００４６】
図２においては、図９と同様に、各感光体ドラムにおける位相のずれを補正するために、回転駆動されるシャフトに対して所定の位置関係（周期的な駆動ムラが一定の条件となる位置関係）でもって感光体ドラムが取り付けられるように考慮して、各感光体ドラムが所定の角度（感光体ドラム周長と隣接する感光体の転写部間の距離との差）ずつずれた状態で停止する様子を、シャフトに取り付けられる駆動ギヤの鍵型の穴（又は凸部）ｈａを基準に示す。
【００４７】
いま、ブラックの感光体ドラム２２２ａを基準とすると、その隣のシアンの感光体ドラム２２２ｂの位相は、約６０度進んでいる。同様に、マゼンタの感光体ドラム２２２ｃの位相は１２０度、イエローの感光体ドラム２２２ｄの位相は１８０度進んでいる。
このように、各感光体ドラムにおける駆動ムラの位相をずらすことで、位相をずらせた分、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄに対応した転写部Ａ−Ａ間の距離を、感光体ドラムの周囲長より縮めても、各感光体ドラム間の駆動ムラを転写部Ａを通過する転写材に対して同一とできる。また、逆方向にずらすことによりＡ−Ａ間の距離を感光体ドラムの周長よりも伸ばすことも可能である。
【００４８】
上記のように、隣接する感光体ドラム間で駆動ムラの周期を６０度進めることで、感光体ドラムの直径をｄとすると、転写部Ａ−Ａ間の距離に相当するＬは、
Ｌ＝感光体ドラムの周長πｄ×（（３６０−６０）度／３６０度）
となる。
【００４９】
尚、ここでは説明の便宜上、各感光体ドラムにおける位相のずれ分を基に転写部Ａ−Ａ間の距離を設定するように説明したが、実際は、転写部Ａ−Ａ間の距離Ｌを決定し、それを基に、各感光体ドラムの位相のずれ分を設定すればよい。例えば、ドラム径４０ｍｍの感光体ドラムを用いて、転写部Ａ−Ａ間の距離Ｌを１０５ｍｍとした場合は、上記のように隣接する感光体ドラム間で停止位置が上記のように、各駆動ムラが約６０度ずつ位相がずれるように設定する。
【００５０】
ここで、図３を用いて、各感光体ドラム毎の画像が駆動ムラによる色ずれなく重ね合わされる様子を説明する。
いま、図３に示すような状態で４つの感光体ドラムが回転しているとする。ブラックの感光体ドラム２２２ａの「Ｇ」の位置（明示のため駆動ムラの基準をラインａで示す）に（１）のタイミングで書き込まれた画像は、（４）のタイミング（感光体ドラム２２２ａの１８０°回転に要する時間経過後）で転写搬送ベルト２１６上に転写され、（９）のタイミングでシアンの感光体ドラム２２２ｂの画像と重ね合わされる。ここで、シアンの感光体ドラム２２２ｂには、既に（６）のタイミングでレーザビームにより画像が形成されている。図３（ａ）に（１）〜（６）のタイミングにおけるシアンの感光体ドラム２２２ｂのラインａの位置を示す。図より明らかなように（９）のタイミングにおけるラインａは、（４）のタイミングにおけるブラックの感光体ドラム２２２ａと同じ位置にある。したがって、重ね合わされる像の駆動ムラは同一となり、駆動ムラの影響による色ずれはない。
【００５１】
同様に、マゼンタの感光体ドラム２２２ｃに形成された画像とは、（１４）のタイミングで重ね合わされる。ここで、マゼンタの感光体ドラム２２２ｃには、既に（１１）のタイミングで画像が形成されている。図３（ｂ）に（１）〜（１１）のタイミングにおけるマゼンタの感光体ドラム２２２ｃのラインａの位置を示す。図より明らかなように、（１１）のタイミングにおけるラインａは、（１）（６）のタイミングにおけるブラック、シアンの感光体ドラムと同じ位置にある。したがって、重ね合わされる像は、駆動ムラが同一となり、駆動ムラの影響による色ずれはない。
【００５２】
同様に、イエローの感光体ドラム２２２ｄに形成された画像とは、（１９）のタイミングで重ね合わされる。従って、イエローの感光体ドラム２２２ｄには、既に（１６）のタイミングで画像が形成されている。図３（ｃ）に（１）〜（１６）のタイミングにおけるイエローの感光体ドラム２２２ｄのラインａの位置を示す。図より明らかなように、（１６）のタイミングにおけるラインａは、（１）（６）（１１）のタイミングにおけるブラック、シアンの感光体ドラムと同じ位置にある。したがって、重ね合わされる像は、駆動ムラが同一となり、駆動ムラの影響による色ずれはない。このような４つの感光体ドラム２２２ａ〜ｄの回転駆動は、各感光体ドラムの駆動ムラを特定できる基準マークＱを基に、図４に示す制御部ＣＯＮより制御されている。
【００５３】
以下、図４及び図５を基に、感光体ドラムの回転駆動制御（位相合わせ制御）について説明する。
図４に示すように本実施形態のデジタルカラー複写機における感光体ドラム２２２ａ〜ｄに回転駆動力を伝達する駆動ギアＧ１〜Ｇ４の穴には、鍵型の印（凸部）ｈａを設け、シャフトに設けられたピンがこの凸部ｈａに係合することとなって、同一構成の駆動機構に連結されるいずれのシャフトとも一定の周期的な駆動ムラ特性でもって回転駆動されることとなる。
そしてこの回転駆動されるシャフトに対して像担持体（感光体ドラム）が、これもまた所定の位置関係でもって支持されるようになつているので、各感光体ドラムにおける周期的な駆動ムラは、すべてほぼ同一のものとなる。
【００５４】
さらに、図４に示すように、駆動ギアＧ１〜Ｇ４に付された基準マークＱを光学センサ等からなる検出センサＳｌ〜Ｓ４によりそれぞれ検出する。
各センサＳｌ〜Ｓ４は、各々の転写部Ａより同じ位置に取り付けられている。そのセンサ出力は、制御部ＣＯＮに送られ、これを基に制御部ＣＯＮが、各感光体ドラムをそれぞれ独立して回転駆動する各モータＭを制御するようになっている。
なお、センサＳｌ〜Ｓ４は、駆動ギアＧ１〜Ｇ４に付された基準マークＱを検出して感光体ドラムの停止位置を制御するように説明しているが、これ以外にも、別のシーケンスにおいて、基準マークＱを検出することにより各感光体ドラムに形成される画像の形成条件を補正する基準としても用いられる。（詳細は、特開平６−５１５５１号公報参照）
【００５５】
制御部ＣＯＮは、異なるシーケンスに基づいて各センサからの検出結果（信号）から、感光体ドラムに対する画像形成プロセスを制御する第１の制御手段と、各感光体ドラムの停止位置が所定の位置関係となるようにをそれぞれの停止位置に確実に停止させるよう制御する第２の制御手段とを備え、それぞれの制御シーケンスが所定の条件および所定の時期（タイミング）になると自動的に行われる。
【００５６】
図５に、感光体ドラムを停止させる時の各センサＳ１〜Ｓ４の出力のタイミングチャートを示す。下流側に位置する感光体ドラム２２２ｄのセンサＳ４から順に、パターンＱを検出してＯＮし、最も上流側に位置する感光体ドラム２２２ａのセンサＳｌが最後にＯＮする。
この最後のセンサＳｌがＯＮしてから、図４に示すパターンＱが転写部Ａに到達する時間（ここでは、約９０度回転する時間）を余裕時間く余裕角）とし、余裕時間経過後、感光体ドラム２２２ａを停止する。
そして、基準の感光体ドラム２２２ａ以外の感光体ドラム２２２ｂ〜ｄにおいては、各々のセンサＳ２〜４の検出結果とセンサＳｌの検出結果より、補正量を検出し、補正量を余裕時間に加算した後その時間が経過した時点で停止させる。
【００５７】
例えば、シアンの感光体ドラム２２２ｂについて考えると、感光体ドラム２２２ｂと基準となる感光体ドラム２２２ａとは、６０度のずれがある。そこで、センサＳｌがＯＮしたタイミングとセンサＳ２がＯＮしたタイミングとから、感光体ドラム２２２ｂの補正量を計算する。ここでもし、間隔が６１度分であり１度進んでいる場合は、１度戻す必要があるので、補正量を−１とし、これを余裕時間の９０度分に加算し、余裕時間を８９度分として、センサＳｌがＯＮした後、８９度分の余裕時間経過後、停止させる。
【００５８】
もし、上記の余裕時間が設定されていなかったとすると、補正量がプラスの場合はその分感光体ドラム２２２ｂをさらに回転させて停止させればよいが、マイナスの場合は、既に停止位置を過ぎてしまっているので、正しい位置に停止させるには、さらにもう一回転させる必要があり、そうなると、転写搬送ベルト２１６表面や感光体ドラム表面を接触により傷つけることとなるが、上記構成により、損傷等を抑制しながら、短時間で理想的な画像の記録が行える状態で停止させることができ、引き続き行われる画像の記録もスムーズに行える。
【００５９】
また、上記各感光体ドラムを個別駆動するモータとしては、ステッピングモータが最も適している。
【００６０】
さらに、いくら精度よく転写部Ａ−Ａ間の寸法を設定したとしても、感光体ドラムの取り付け位置がずれたりして、その寸法にわずか１００μｍの誤差があると、６００ｄｐｉ（１ドットの径：４３μｍ程度）といった高密度記録の画像形成装置では、大きな色ずれとして現れてしまう。そこで、感光体ドラムの駆動ムラとは関係なく、各感光体ドラムの停止位置を調整できる手段も別途設けている方が望ましい。同じく、上述したセンサＳｌ〜４の取り付け位置にも誤差が生じ易いので、このような誤差を補正できる構成であることが望ましい。
【００６１】
具体的には、前述の余裕時間（余裕角）を、各感光体ドラム毎に調整できる構成であればよい。つまり、上記の説明では、４つの感光体ドラムとも余裕時間を９０度分としていたが、センサの取り付け誤差、及び転写部間の寸法誤差に応じて、各々予め補正しておき、その補正した余裕時間に対して、新たに停止時の補正量を加算（減算）すればよい。
【００６２】
さらには、これらの誤差に関しては予め補正するのは大変であるので組立て終了後の調整工程にて特定のテスト画像を出力することにより自動的またはマニュアルで各感光体の停止位置を調整する方法でもよい。
【００６３】
次に、マニュアル設定により各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの停止位置を調整する方法を図６〜図８を参照して説明する。図示しない操作パネルより所定の複数のキー操作により装置を調整モード（シミュレーションモード）に変更し、操作パネル上のタッチ式表示画面ＴＰに各感光体ドラムの停止位置と設定された位相状態からのずれの限界値（許容値）とを表示する画面（図６，７）を表示して、それらの値等の設定および変更を行う。ここで限界値（許容値）とは上記説明した感光体ドラムの回転駆動制御（位相合わせ停止位置制御）を実行するか実行しないかの判断の基準となる限界（許容）の位相ずれ量（角度または駆動手段の駆動ステップ数等）である。
【００６４】
まず、感光体ドラムの位置設定画面３００を表示させ選択キー３０１，３０２にてカーソル３０６を上下することにより限界値かあるいは記録色（記載された色の画像を形成する感光体ドラムの停止位置を色名表示で表している）かを選択する。
【００６５】
感光体ドラムの停止位置の設定値は、コード化されており所望の値を操作パネルの図示しない数字キーを用いて入力する。
すなわち感光体ドラムの停止位置は、基準とする感光体ドラムに対して［１］は６０度，［２］は１２０度，［３］は１８０度，［４］は２４０度，［５］は３００度進ませた位置（または遅らせた位置）でありこの［１］〜［５］を設定ウィンドウ３０５に入力することにより基準色を除く各色の感光体ドラムの停止位置を入力設定する。
【００６６】
本実施形態では基準色を黒色としており黒色成分画像を形成する感光体ドラム２２２ａは停止位置の入力をしないようになっており、黒色成分の感光体ドラム２２２ａは常に決められた位置で停止するようになっているが、黒色成分の感光体ドラム２２２ａの停止位置も設定可能としても良いし、また自動的に条件に応じて設定されるようにしても良い。
【００６７】
また本実施形態では感光体ドラムの位相のずらし調整単位量を６０度に設定されているがこの限りではなく３０度とか９０度といった値としても良いが、好ましくは９０度以下がよい。
入力設定時の設定値の確定は、数字キーの数値入力後のＯＫキー３０３を押すか、そのまま選択キー３０１、３０２を操作することにより確定される。
【００６８】
感光体ドラムの位相合わせ停止位置制御を実行するか実行しないかの判断の基準となる限界値（許容値）の設定は、選択キー３０１、３０２を操作し一番上のＬＩＭＩＴを選択し、操作パネル上の数字キーにて設定ウィンドウ３０５の値を［１］〜［３］の何れかにすることで設定できる。ここで［１］は１０度，［２］は２０度，［３］は３０度としており各感光体ドラムの位置（位相）調整単位量６０度よりも小さい値に設定されているが、好ましくは位置（位相）調整単位量の１／２以下の値である。また、本実施形態では限界値（許容値）を角度で表現したが駆動手段の駆動ステップ数でも良い。
限界値（許容値）設定の確定は、感光体ドラムの停止位置設定と同じ操作で確定される。
【００６９】
ＥＸＥＣＵＴキー３０４は、設定した各感光体ドラムの位相状態にてテスト画像のサンプル出力を実行するキーであり、設定後すぐに調整結果を見ることができ問題があればすぐに再設定することができるようになっている。
【００７０】
尚、本実施形態では位相調整単位量を６０度と固定した場合について説明したが、この単位量を変化させることにより大まかな位相設定や細かな位相設定を選択して行うことが可能となる。この場合に、位相ずれの限界値（許容値）も、位相調整単位量の選択に応じて自動的に定まりその値は位相調整単位量よりも小さく、好ましくは位相調整単位量の１／２以下の値に設定することがよい。
【００７１】
次に本発明の感光体ドラムの位相ずれ量が限界値（許容値）以上の場合と未満の場合の感光体ドラムの停止制御について図８のフローチャートを参照しつつ説明する。
カラープリントの為の各色成分画像を用紙上に形成終了時（ステップ（以下、「ＳＴ」と略記する）１に各感光体ドラムの表面に付された基準マークＱを光学センサ等からなる検出センサＳｌ〜Ｓ４によりそれぞれ検出する（ＳＴ２）。
この検出センサＳｌ〜Ｓ４の検出信号により全感光体ドラム相互の回転位相状態を基準の黒成分画像を形成する感光ドラム２２２ａに対して予め設定された停止位置関係に相当する位相をチェックし、各設定されたずらし量に対して限界値（許容値）をたとえば３０度に設定した場合には、±３０度の範囲内に入っているか否かを判定する（ＳＴ３）。もし、基準となる感光体ドラム２２２ａを除く残りの感光体ドラム２２２ｂ〜２２２ｄに対する判定結果のいずれかがこの限界値（許容値）３０度以上の位相ずれがある場合には、設定値からのずれが無いように停止タイミングを制御する前記位相合わせ停止制御を実行し、全ての感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄを予め設定された停止位置に停止させる（ＳＴ４）。
【００７２】
基準となる感光体ドラム２２２ａを除く残りの感光体ドラム２２２ｂ〜２２２ｄに対する位相ずれ判定結果が、限界値（許容値）３０度未満であれば色ずれが目立たない範囲として前記の位相合わせ停止制御を実行せず、基準となる感光体ドラム２２２ａの検出センサＳｌの検出信号を基にした停止タイミングで全ての感光ドラム２２２ａ〜２２２ｄを駆動手段であるステップモータを駆動制御して同時に停止させる（ＳＴ５）。この時の全ての感光体ドラムの回転位相状態は予め設定された停止状態に相当する位相状態からのずれが限界値（許容値）内に収まつているので、黒色成分画像を形成する基準となる感光体ドラム２２２ａの停止位置は予め設定された停止位置であってもなくても良い。
当然の事ながら基準となる感光体ドラムは黒色成分画像を形成する感光体ドラム２２２ａでなくとも良いし、感光体ドラムも４個でなく２個でも３個でもそれ以上多くても良い。
【００７３】
以上説明したように、検出センサＳ２〜Ｓ４の検出信号が限界値（許容値）以上ずれた場合に感光体ドラムの位相合せ制御を実行するが、検出信号のずれが色ずれが目立たない該許容値を超えない場合には感光体ドラムの位相合せ制御を実行しないで単に基準とする感光体ドラム２２２ａの回転停止と同時にその他の感光体ドラム２２２ｂ〜２２２ｄを停止させるので、常に位相制御を行ったり所定の枚数複写後や所定時間運転後や所定の環境変化やトラブル等の発生後に、像担持体の無駄な位相合わせ制御を行う回転動作、及びそれに伴う像担持体の摺擦摩耗を極力防止でき、像担持体の寿命を長くすることができるばかりか、エネルギーの節約にも役に立つこととなる。
【００７４】
また、基準となる何れか１つの感光体ドラムの制御プログラムを使用して他の感光体ドラムを同じ動作にてその回転を停止することで、停止前の感光体ドラム相互の回転位相状態を維持したまま全ての感光体ドラムを停止することで、夫々の感光体ドラム毎に異なる制御をしなくても良いので制御が簡単になるばかりか、常に位相合わせ制御を行う従来の装置に比べ、感光体ドラムの無駄な回転動作を極力防止できる。また、許容値内のずれであれば、感光体ドラムの停止位置が限定されず、いずれの回転状態で停止してもよいので、感光体ドラムの無駄な回転動作を極力防止できる。
【００７５】
また、感光体ドラムの停止位置を設定する位相調整の単位量とは別に許容値を別に設けることにより、色ずれの発生が目立つ場合に許容値を変更でき、また、位相調整単位量よりも小さくする（好ましくは１／２以下にする）ことにより回転位相状態のずれが大きくずれることを防止でき、装置の状況に合わせた位相合わせ制御を設定することが可能となっている。
【００７６】
また、位相合わせ制御を実行するか実行しないかを判断する許容値を変更できることにより、設定されている許容値では色ずれが目立つような状態が発生する場合に許容値を変更することにより位相ずれの判断基準を厳しくすることができ、色ずれ発生トラブルを防止できる。
また、色ずれの発生が目立たない範囲で許容値を大きくすることもでき、位相ずれの判断基準を下げることができ、感光体ドラムの位相合わせ制御を極力少なくでき無駄な感光体ドラムの回転動作を防止できる。
【００７７】
また、許容値は夫々の感光体ドラムの停止位置を予め設定する位相調整単位量に基づいて自動的に設定させる場合には、いちいち許容置を設定しなおすことをしなくても良いばかりか、許容置が位相調整単位量よりも大きくなる等のトラブルを防止できることとなる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明した通り、第１の要旨によれば、大量枚数の複写や装置の長時間運転やその他の環境状況変化やトラブル発生にも係らずに実際に回転位相状態のずれの大きさが許容値を超えた場合にのみ位相合わせ制御を行い、許容値を超えない場合は位相合わせ制御を行わないので、常に位相制御を行ったり所定の枚数複写後や所定時間運転後や所定の環境変化やトラブル等の発生後に、像担持体の無駄な位相合わせ制御を行う回転動作、及びそれに伴う像担持体の摺擦摩耗を極力防止でき、像担持体の寿命を長くすることができるばかりか、エネルギーの節約にも役に立つ。
【００７９】
第２の要旨によれば、大量の複写実行や装置の長時間運転や周囲の環境状況の変化や軽度のトラブル発生後でも、像担持体相互の予め設定された回転位相状態からのずれが許容値範囲内であれば、位相合わせ制御をまったく行なわずにただ全ての像担持体を設定された各像担持体の停止位置に関係なくそのまま同時に停止させるので、全ての像担持体回転動作が同一となり像担持体と接触している転写担持体との摺擦が減少し相互の摩耗が減少する。
また、常に位相合わせ制御を行う従来の装置に比べ、像担持体の無駄な回転動作を極力防止でき、像担持体の回転時間が短縮されて像担持体の寿命を長くすることができるばかりか、エネルギーの節約にも大いに役に立つ。
【００８０】
第３の要旨によれば、夫々の像担持体毎に異なる制御をしなくても良いので制御が簡単になるばかりか、常に位相合わせ制御を行う従来の装置に比べ、像担持体の無駄な回転動作を極力防止でき像担持体の回転時間が短縮され像担持体の寿命を長くすることができるばかりか、エネルギーの節約にも大いに役に立つ。
【００８１】
第４の要旨によれば、色ずれの発生が目立つ場合に位相ずれ量の許容値を変更でき、また、位相調整単位量よりも小さくする（好ましくは１／２以下にする）ことにより回転位相状態のずれが大きくずれることを防止でき、装置の状況に合わせた位相合わせ制御を設定することができる。
【００８２】
第５の要旨によれば、設定されている該許容値では色ずれが目立つような状態が発生する場合に許容値を変更可能とすることにより位相ずれの判断基準を厳しくすることができ、色ずれ発生トラブルを防止できる。
また、色ずれの発生が目立たない範囲で許容値を大きくすることもでき、位相ずれの判断基準を下げることができ、像担持体の位相合わせ制御を極力少なくでき無駄な像担持体の回転動作を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の側断面で示す作用的説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る複数の並列配置された感光体ドラムの位相合わせ状態の作用的説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る複数の感光体ドラムにおける画像の重なり状態を説明する作用的説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る複数配置された感光体ドラムの位相制御の説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る複数の感光体ドラムのずれ角度を検出するセンサの出力信号のタイムチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置の操作パネルの説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る画像形成装置の操作パネルの説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る感光体ドラムの位相制御の有無判断のフローチャートである。
【図９】従来の複数の並列配置された感光体ドラムの位相合わせ状態の作用的説明図である。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
２１６ 転写ベルト
２２２ａ〜２２２ｄ 感光体ドラム
Ｍ モータ
Ｑ 基準マーク
ＣＯＮ 制御部
Ｇ１〜Ｇ４ 駆動ギア
Ｓ１〜Ｓ４ センサ

Claims (5)

1. 複数の像担持体と、
   前記像担持体を回転駆動する駆動手段と、
   前記像担持体が回転しているときに前記各像担持体の回転状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出信号に基づいて前記駆動手段を制御することで、前記像担持体を予め設定された回転位相状態に停止させる位相合わせ手段とを有し、
   前記検出手段の検出信号が所定のタイミングに対し予め設定した許容値以上のずれを生じた場合には前記位相合わせ手段を実行し、該ずれが該許容値を超えない場合には前記位相合わせ手段を実行せず、
   位相合わせ停止制御の実行を判断する基準となる前記許容値は、夫々の像担持体の停止位置を予め設定する位相調整単位量とは別に設けられ、該位相調整単位量よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検出手段の検出信号が所定のタイミングに対し予め設定した許容値を超えないずれである場合には、前記位相合わせ手段を実行せずに、全ての像担持体の回転を同時に停止させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 複数の像担持体を同時に停止させる場合には、所定の像担持体の検出信号に基づいて全ての像担持体を停止させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記許容値は、前記位相調整単位量の１／２以下であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 位相合わせ停止制御の実行を判断する基準となる前記許容値は、変更可能であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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