JP2005283769A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成時に印字モードに応じた、最適な搬送ベルトの制御を行う画像形成装置を提供する。
【解決手段】ベルト状の中間転写体あるいは搬送ベルトの速度を検知するベルト速度検知手段と、ベルト速度検知手段の出力によりベルトの速度が安定したことを判定する判定手段を備え、ベルト速度判定手段の出力により画像形成開始タイミングを生成することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

本発明はカラー画像形成装置おいて、特に複数の現像装置を並置し、現像装置内の各像担持体上に各色のトナー像を形成し、そのトナー像を無端ベルト状の中間転写体に転写し、印字媒体へ再転写する、あるいは、無端ベルト状の搬送ベルトにより搬送された印字媒体上へ直接転写する画像形成装置に関するものである。

従来、カラー画像を出力する画像形成装置として、例えばイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックなどの各色のトナー像を各色の現像装置内で感光体ドラム上へ形成し、その後、中間転写ベルトや搬送ベルトにて搬送された印字媒体に直接転写し、定着過程を経て出力される形式がとられている。このときそれぞれのベルトは画像形成プロセスが開始されると同時に駆動開始され、駆動開始から一定時間経過した後に、ベルト搬送にかかわる部分（感光体ドラムからの転写プロセス）の画像形成が行われる。

しかしながら、上述したような画像形成装置では、ベルトの速度が安定していない場合、例えば長時間画像形成が行われないまま放置された場合や、画像形成装置としての寿命間近となった場合に、画像形成中にベルトの速度が変化し、画質に悪影響を及ぼしてしまう。画質への悪影響としては、例えば複数色を重ね合わせる際に色ずれを生じることが考えられる。

そこで、ベルトの厚みを予めセンサで検出して記憶しておき、記憶したベルトの厚みに応じて複数の感光ドラムへの露光タイミングを補正することで、色ずれを防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−３５６８７５号公報

しかし、ベルトの厚みを予めセンサで検出する方法は、センサを用いるコストに加えてベルトの厚みを計測する時間がかかってしまうという問題がある。

そこで、ベルトの速度が安定する時間を予め見積もっておき、一定時間後に画像形成を行うことで画像への悪影響を防止する方法も考えられるが、一定時間経過前にベルトの速度が安定している場合においては余剰な時間を画像形成にかけてしまうことになる。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、上記課題を解決するための第１の発明は複数の現像装置を並置し、現像装置内の各像担持体上に各色のトナー像を形成し、そのトナー像を無端ベルト状の中間転写体に転写し、印字媒体へ再転写する、あるいは、無端ベルト状の搬送ベルトにより搬送された印字媒体上へ直接転写する画像形成装置において、ベルト状の中間転写体あるいは搬送ベルトの速度を検知するベルト速度検知手段と、ベルト速度検知手段の出力によりベルトの速度が安定したことを判定する判定手段を備え、ベルト速度判定手段の出力により画像形成開始タイミングを生成することを特徴とする画像形成装置。

第２の発明は上記第１の発明の画像形成装置において、画像形成を行う画像データからカラー画像およびモノクロ画像の判定を行う画像判定手段を備え、この画像判定手段によりベルト速度判定手段の出力の優先度を決定し、画像形成開始タイミングを生成することを特徴とする画像形成装置。

第３の発明は上記第１または２の発明の画像形成装置において、画像形成時の画質を選択することのできる画質選択手段を備え、選択された画質モードによりベルト速度判定手段の出力の優先度を決定し、画像形成開始タイミングを生成することを特徴とする画像形成装置。

第４の発明は上記第２の発明の画像形成装置において、画像判定手段により画像形成される画像データがフルカラー画像であることが確認された場合に、ベルト速度判定手段の出力により、速度が安定したことが判定されるまで画像形成を行わないことを特徴とする画像形成装置。

第５の発明は上記第２の発明の画像形成装置において、画像判定手段により画像形成される画像データがモノクロ画像であることが確認された場合に、ベルト速度判定手段の出力により、速度が安定したことを判定されない場合でも所定時間が経過した場合に画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。

第６の発明は上記第３の発明の画像形成装置において、画質選択手段により高画質モードが選択された場合にベルト速度判定手段の出力により、速度が安定したことを判定されるまで画像形成を行わないことを特徴とする画像形成装置。

第７の発明は上記第３の発明の画像形成装置において、画質選択手段により低画質モードが選択された場合にベルト速度判定手段の出力により、速度が安定したことを判定されない場合でも所定時間が経過した場合に画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。

第８の発明は上記第３の発明の画像形成装置において、画質選択手段により印字画質をユーザが任意に選択可能であることを特徴とする画像形成装置。

第９の発明は上記第１の発明の画像形成装置において、搬送ベルトの速度を検知するベルト速度検知手段は、ベルトを駆動することにより従動するローラに取り付けられたエンコーダにより速度を検知することを特徴とする画像形成装置。

第１０の発明は上記第１の発明の画像形成装置において、搬送ベルトの速度を検知するベルト速度検知手段は、ベルト上に形成された少なくとも１つ以上の検出用マークを読み取ることにより速度を検知することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば画像形成時に印字モードに応じた、最適な搬送ベルトの制御を行うことが可能である。そのため、高画質優先および印字速度優先の選択性が広がり、ユーザ所望のモードを選択することが可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

（第１の実施例）
図１は本発明の特徴をよくあらわした図面であり、図１において１はスキャナユニットであり不図示の半導体レーザと２の回転多面鏡により構成される。３は現像剤格納および４の感光体上の余剰トナーをクリーニングしたときに発生する廃トナーを格納するためのカートリッジ。５は感光体表面の静電潜像をトナー像へと現像する現像スリーブ。６は３、４，５をまとめて現像装置（以下現像カートリッジ）とし、６、７，８，９，はそれぞれイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢＫの現像カートリッジであり、特にその順序は問わないものとする。１０は各色現像カートリッジにより現像された感光体４上のトナー像を印字媒体へと転写するために感光体に対向して配設された転写ローラ。１１は印字媒体を搬送するため無端ベルトにより構成された搬送ベルト。本実施例においては印字媒体を搬送する手段に１１の搬送ベルトを用いているが、ベルト状の像担持体を使用した構成も用いられる。１２は給紙ユニット、１３は給紙ユニット内に搭載された印字媒体を表す。１４は印字媒体上のトナー像を印字媒体へ定着させるための定着器、１５は定着ローラ、１６は定着させるために定着器を加熱するためのヒータローラ。

また、図２は図１の主にベルト搬送部をあらわしたものである。

図２において、１７はベルトのテンションを均一に保つためのテンションローラ、１８は搬送ベルトにより駆動力を与えられ回転する従動ローラ、１９は１８の従動ローラの軸に取り付けたれたエンコーダで、円周に沿って等間隔にスリットのある円盤２０と、フォトインタラプタ（光透過型センサ）２１から構成される。エンコーダに関しては、その他に反射光学系のもの、円盤状に形成された磁性パターンを読み取るものなどが用いられる。

フォトインタラプタ２１はエンコーダの円盤２０を挟むように配置され、円盤のスリットをフォトインタラプタの光が透過すると、回転速度検出信号はＬＯＷレベルとなる。

したがって、従動ローラ１８が回転すると、軸に設けられた円盤２０が回転し、円周に沿って等間隔にあるスリットが、順次フォトインタラプタ２１の発光−受光素子間に送られる。

このため、速度検出信号はパルス状の波形となり、一定時間毎にいくつ検出したかにより搬送ベルトの速度を検知することが可能である。そのため、高精細なエンコーダほど正確に回転速度を検知することができる。回転速度の検出には、その他に従動ローラの回転１周に１ＰＵＬＳＥ出力される光学センサなどを用いてもよい。この場合はＰＵＬＳＥ間の時間を計測することにより搬送ベルトの速度を検知することが可能となる。

その他に搬送ベルトの速度を検知する手段としてベルト上に等間隔にマークやスリットを形成し、それを光学式センサで読み取る方法などがある。

図３は本実施例の構成をブロック的にあらわしたものである。

図３において２２はエンコーダの出力をモニタする速度検知部、２３は予め規定されたベルト速度に対し現在のベルト速度が印字形成可能なレベルであるかを判定する速度判定手段、２４は２３の速度判定手段の結果により画像形成開始信号を形成する画像形成信号生成手段、２５は搬送ベルトを駆動する駆動源であるモータ、２６は画像形成装置の制御を行うＣＰＵ、２７は２８のホストコンピュータより送信された画像データの色データを判別する画像データ判別手段である。

本実施例においては特に上記構成の画像形成装置について動作説明を行う。

２８のホストコンピュータより画像データを受けると、まず２６のＣＰＵは２５のモータへ駆動開始信号を送信する。２５のモータは所定の速度で回転するように制御されている。２５のモータ駆動と同時に１９のエンコーダの出力モニタを開始する。２２の速度検知手段では１９のエンコーダのパルス出力の周期を逐次確認する。エンコーダのパルス出力の周期と予め規定された画像形成に最適な搬送ベルト周期とを比較し２３の速度判定手段にて判定を行う。速度の判定には一定期間内のパルス周期一致回数で行う方法や一定期間内のパルス周期の平均値を算出し行う方法がある。

ここで速度判定方法について記述する。

１．一定期間のパルス周期一致回数判別法
図４はエンコーダのパルス出力をあらわしたものである。Ｔはサンプリング時間でＴ周期でサンプリングを繰り返すものとする。本例ではＴ周期内に５パルスが出力されるものとするが、そのパルス数は特に問わないものとする。

Ｔ周期内の５パルスについてそれぞれのパルスごとの周期を計測する。それぞれの周期をｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５とすると、搬送ベルトの安定周期であるＴｓと同周期であるかどうかをそれぞれの周期について判別を行う。Ｔ周期内のパルス周期とＴｓとの一致回数が例えば４以上であれば搬送ベルトは安定駆動されていると規定し、速度一致の判定を行う。

但し、判定基準である一致回数については任意に設定できるものとする。

２．一定期間のパルス周期の平均値比較判別法
サンプリング時間Ｔ内の５パルスのそれぞれの周期を計測。それぞれの周期をｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５とすると平均周期ＴａはＴａ＝（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４＋ｔ５）／５となる。ここで算出されたＴａと搬送ベルトの安定周期であるＴｓとが一致した場合に搬送ベルトは安定駆動されていると規定し、速度一致の判定を行う。

上記２つの判別法においてエンコーダから出力されるパルスの周期は立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジ、両エッジのどのエッジを検出してもかまわない。また、エンコーダのパルス出力のサンプリングは一定周期ごとに更新する方式と１パルスごとに更新する方式どちらを用いてもかまわないものとする。

次に図４を用いつつ説明する。

２７の画像データ色判別手段は２８のホストコンピュータから送信された画像データがカラー画像であるかモノクロ画像であるか確認を行う。

画像データがカラー画像であった場合には１９のＣＰＵは２３の速度判定手段により速度ＯＫの出力を確認するまで画像形成は開始しない。２３の速度判定手段により速度ＯＫの出力が確認された時点で画像形成開始信号を生成する。

画像データがモノクロ画像であった場合には２３の速度判定手段の出力を無視し、２５のモータ駆動開始より一定時間経過後に画像形成開始信号を生成し画像形成プロセスを開始する。

画像形成開始信号を生成後は１２の給紙ユニットに格納された１３の印字媒体を画像形成部へ搬送する。搬送された印字媒体は１１の搬送ベルトに吸着され、９のＢＫの現像カートリッジ前縁へ搬送される。ここで９のＢＫ現像カートリッジの感光体上に形成されたトナー画像を１３の印字媒体上へ転写する。ここから１１の搬送ベルトの搬送に従い、順次８，７，６の感光体上のトナー画像を１３の印字媒体上へ転写し、フルカラー画像を形成する。

画像データがモノクロ画像であった場合は画像形成開始信号の生成が行われる前に１２の給紙ユニットに格納された１３の印字媒体を画像形成部へ搬送する。搬送された印字媒体は１１の搬送ベルトに吸着され、９のＢＫの現像カートリッジ前縁へ搬送される。ここで９のＢＫ現像カートリッジの感光体上に形成されたトナー画像を１３の印字媒体上へ転写する。モノクロ画像であるため、以降は１１の搬送ベルトに従い１４の定着器へ搬送。印字媒体上へトナー画像を定着させ排紙される。

上記制御について図５のフローチャートを用いて説明する。

ホストコンピュータより画像データを受信すると（Ｓ５０１）、ＣＰＵではその画像データがモノクロ画像データであるか、カラー画像データであるかの色要素判別を行う（Ｓ５０２）。

画像データがモノクロ画像であった場合は搬送ベルトの安定を待たずに画像形成開始信号の生成を行い（Ｓ５０７）、画像形成を開始する（Ｓ５０８）。画像データがカラー画像であった場合は搬送ベルトの速度検知をスタートさせる（Ｓ５０３）。搬送ベルトの周期を計測し（Ｓ５０４）、計測した周期が規定された周期と一致した場合（Ｓ５０５）は速度判定ＯＫの判定を行う（Ｓ５０６）。速度判定ＯＫの判定により、画像形成開始信号の生成を行い（Ｓ５０７）、画像形成を開始する（Ｓ５０８）。

（第２の実施例）
図６は本実施例の特徴を良く表した図で、実施例１と同じ機能、構成部分については記号を同じとし、説明は省略する。

図６において２９は画質モード選択手段であり、少なくとも２段階のモード例えば高画質モードと低画質モードとを選択することが可能である。

３０は画像形成装置に搭載されたパネル操作部であり、ユーザが様々な設定を行うことが可能である。ここではユーザが画質モードをパネル操作部より選択可能な構成となっている。

上記構成の画像形成装置についての説明する。

２７のホストコンピュータより画像データを受けると、まず２６のＣＰＵは２５のモータへ駆動開始信号を送信する。２５のモータは所定の速度で回転するように制御されている。２５のモータ駆動と同時に１９のエンコーダの出力モニタを開始する。２２の速度検知手段では１９のエンコーダのパルス出力の周期を逐次確認する。エンコーダのパルス周期と予め規定された画像形成に最適な搬送ベルト周期とを比較し２３の速度判定手段にて判定を行う。速度の判定には一定期間内のパルス周期一致回数で行う方法や一定期間内のパルス周期の平均値を算出し行う方法がある。また、予め規定された搬送ベルトの周期は３１のメモリ内に保存され、様々な速度（例えばＯＨＴなどの印字媒体に画像形成する場合は普通紙よりも低速度が設定される）に対応した搬送ベルトの周期が格納されている。

ここで２９の画質モード選択手段は２７のホストコンピュータから指定された画質モードが何であるかを確認する。ホストコンピュータ上ではいわゆるプリンタドライバにより画面上で画質モードが選択される。

また、別の手段として画像形成装置に搭載されたパネル操作部から画質モードを直接選択することも可能である。

選択された画質モードが高画質モードであった場合には２６のＣＰＵは２３の速度判定手段により速度ＯＫの出力を確認するまで画像形成は開始しない。２３の速度判定手段により速度ＯＫの出力が確認された時点で画像形成開始信号を生成し、前述の一連の画像形成プロセスを開始する。

画質モードが低画質モードであった場合には２３の速度判定手段の出力を無視し、２５のモータ駆動開始より一定時間経過後に画像形成開始信号を生成し画像形成プロセスを開始する。

画像形成開始信号を生成後は１２の給紙ユニットに格納された１３の印字媒体を画像形成部へ搬送する。搬送された印字媒体は１１の搬送ベルトに吸着され、９のＢＫの現像カートリッジ前縁へ搬送される。ここで９のＢＫ現像カートリッジの感光体上に形成されたトナー画像を１３の印字媒体上へ転写する。ここから１１の搬送ベルトの搬送に従い、順次８，７，６の感光体上のトナー画像を１３の印字媒体上へ転写し、フルカラー画像を形成する。

画像データが低画質モードであった場合は画像形成開始信号の生成が行われる前に１２の給紙ユニットに格納された１３の印字媒体を画像形成部へ搬送する。搬送された印字媒体は１１の搬送ベルトに吸着され、９のＢＫの現像カートリッジ前縁へ搬送される。以降は１１の搬送ベルトに従い各色のトナー画像を印字媒体上へ重ね合わせ、１４の定着器へ搬送。印字媒体上へトナー画像を定着させ排紙される。

上記制御について図７のフローチャートを用いて説明する。

ホストコンピュータより画像データを受信すると（Ｓ７０１）、ＣＰＵではホストコンピュータより受信した画質モード情報が高画質モードであるか低画質モードであるかを判別する（Ｓ７０２）。同様に操作パネルにより選択されているモードが高画質モードであるか低画質モードであるかの判別も行う（Ｓ７０３）。

選択されたモードが低画質モードであった場合は搬送ベルトの安定を待たずに画像形成開始信号の生成を行い（Ｓ７０８）、画像形成を開始する（Ｓ７０９）。選択されたモードが高画質モードであった場合は搬送ベルトの速度検知をスタートさせる（Ｓ７０４）。搬送ベルトの周期を計測し（Ｓ７０５）、計測した周期が規定された周期と一致した場合（Ｓ７０６）は速度判定ＯＫの判定を行う（Ｓ７０７）。速度判定ＯＫの判定により、画像形成開始信号の生成を行い（Ｓ７０８）、画像形成を開始する（Ｓ７０９）。

第１の実施例における画像形成装置であるプリンタの概略構成を示す図である。 第１の実施例における画像形成装置の搬送ベルトと駆動系を表した図である。 第１の実施例における画像形成装置の制御ブロック図である。 第１の実施例における搬送ベルトの速度検知を説明するためのブロック図である。 第１の実施例における画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 第２の実施例における搬送ベルトの速度検知を説明するためのブロック図である。 第２の実施例における画像形成装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ スキャナユニット
２ 回転多面鏡
３ カートリッジ
４ 感光体
５ 現像スリーブ
６ Ｙ現像カートリッジ
７ Ｍ現像カートリッジ
８ Ｃ現像カートリッジ
９ ＢＫ現像カートリッジ
１０ 転写ローラ
１１ 搬送ベルト
１２ 給紙ユニット
１３ 印字媒体
１４ 定着器
１５ 定着ローラ
１６ ヒータローラ
１７ テンションローラ
１８ 従動ローラ
１９ エンコーダ
２０ コードホイール
２１ フォトインタラプタ
２２ 速度検知手段
２３ 速度判定手段
２４ 画像形成信号生成手段
２５ モータ
２６ ＣＰＵ
２７ 画像データ判別手段
２８ ホストコンピュータ
２９ 画質モード選択手段
３０ 操作パネル
３１ メモリ

Claims (10)

1. 複数の現像装置を並置し、現像装置内の各像担持体上に各色のトナー像を形成し、そのトナー像を無端ベルト状の中間転写体に転写し、印字媒体へ再転写する、あるいは、無端ベルト状の搬送ベルトにより搬送された印字媒体上へ直接転写する画像形成装置において、ベルト状の中間転写体あるいは搬送ベルトの速度を検知するベルト速度検知手段と、ベルト速度検知手段の出力によりベルトの速度が安定したことを判定する判定手段を備え、ベルト速度判定手段の出力により画像形成開始タイミングを生成することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、画像形成を行う画像データからカラー画像およびモノクロ画像の判定を行う画像判定手段を備え、この画像判定手段によりベルト速度判定手段の出力の優先度を決定し、画像形成開始タイミングを生成することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２記載の画像形成装置において、画像形成時の画質を選択することのできる画質選択手段を備え、選択された画質モードによりベルト速度判定手段の出力の優先度を決定し、画像形成開始タイミングを生成することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２記載の画像形成装置において、画像判定手段により画像形成される画像データがフルカラー画像であることが確認された場合に、ベルト速度判定手段の出力により、速度が安定したことが判定されるまで画像形成を行わないことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２記載の画像形成装置において、画像判定手段により画像形成される画像データがモノクロ画像であることが確認された場合に、ベルト速度判定手段の出力により、速度が安定したことを判定されない場合でも所定時間が経過した場合に画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項３記載の画像形成装置において、画質選択手段により高画質モードが選択された場合にベルト速度判定手段の出力により、速度が安定したことを判定されるまで画像形成を行わないことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項３記載の画像形成装置において、画質選択手段により低画質モードが選択された場合にベルト速度判定手段の出力により、速度が安定したことを判定されない場合でも所定時間が経過した場合に画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項３記載の画像形成装置において、画質選択手段により印字画質をユーザが任意に選択可能であることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１記載の画像形成装置において、搬送ベルトの速度を検知するベルト速度検知手段は、ベルトを駆動することにより従動するローラに取り付けられたエンコーダにより速度を検知することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１記載の画像形成装置において、搬送ベルトの速度を検知するベルト速度検知手段は、ベルト上に形成された少なくとも１つ以上の検出用マークを読み取ることにより速度を検知することを特徴とする画像形成装置。