JP3600472B2

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Publication number: JP3600472B2
Application number: JP09805699A
Authority: JP
Inventors: 裕詞中川; 修藤本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-04-05
Filing date: 1999-04-05
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2019-04-05
Also published as: JP2000293006A

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８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８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８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。
本発明は、同一周囲長であって、記録媒体搬送経路上流側から下流側に順に設けられた第１、第２の像担持体と、前記第１、第２の像担持体を回転、停止させる第１、第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段の駆動系の周期的な駆動ムラによる前記第１の像担持体の回転駆動ムラの基準位置を示す第１の基準マークと、前記第２の駆動手段の駆動系の周期的な駆動ムラによる前記第２の像担持体の回転駆動ムラの基準位置を示す第２の基準マークと、前記第１、第２の基準マークを検出する第１、第２の検出手段と、前記第１、第２の検出手段の検出結果に基づいて、前記第１、第２の像担持体の位相合わせ回転停止制御を行う位相制御手段とを有し、前記位相合わせ回転停止制御は、前記第１の像担持体の転写位置に対する前記第１の基準マークの第１の停止位置と、前記第２の像担持体の転写位置に対する前記第２の基準マークの第２の停止位置との間に位相ズレＸを設けて前記第１、第２の像担持体を停止し、前記第１、第２の転写位置の距離Ｌと前記位相ズレＸとの関係は、Ｌ＝第１又は第２の像担持体の周長×（３６０−Ｘ）度／３６０度とし、前記位相制御手段は、回転する前記第１及び第２の像担持体を停止する場合には、下流側に位置する前記第２の像担持体の前記第２の基準マークを前記第２の検出手段により検出する第２の基準マーク検出工程と、前記第２の基準マーク検出工程後に、上流側に位置する前記第１の像担持体の前記第１の基準マークを前記第１の検出手段により検出する第１の基準マーク検出工程と、前記第２の基準マーク検出時から前記第１の基準マーク検出時までの検出時間を求める工程と、前記検出時間を位相ズレＸに相当する時間と一致させるための補正量を検出する工程と、前記第１の駆動手段を前記第１の基準マーク検出時から第１の余裕時間経過後に停止する工程と、前記第２の駆動手段を前記第１の基準マーク検出時から前記第１の余裕時間に前記補正量を加算した第２の余裕時間後に停止する工程と、を行うことを特徴とする画像形成装置に関する。
また、本発明は、同一周囲長であって、記録媒体搬送経路上流側から下流側に順に設けられた第１、第２の像担持体と、前記第１、第２の像担持体を回転、停止させる第１、第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段の駆動系の周期的な駆動ムラによる前記第１の像担持体の回転駆動ムラの基準位置を示す第１の基準マークと、前記第２の駆動手段の駆動系の周期的な駆動ムラによる前記第２の像担持体の回転駆動ムラの基準位置を示す第２の基準マークと、前記第１、第２の基準マークを検出する第１、第２の検出手段と、前記第１、第２の検出手段の検出結果に基づいて、前記第１、第２の像担持体の位相合わせ回転停止制御を行う位相制御手段と、を備え、前記位相合わせ回転停止制御は、前記第１の像担持体の転写位置に対する前記第１の基準マークの第１の停止位置と、前記第２の像担持体の転写位置に対する前記第２の基準マークの第２の停止位置との間に位相ズレＸを設けて前記第１、第２の像担持体を停止し、前記第１、第２の転写位置の距離Ｌと前記位相ズレＸとの関係は、Ｌ＝第１又は第２の像担持体の周長×（３６０−Ｘ）度／３６０度とし、前記位相制御手段は、回転する前記第１及び第２の像担持体を停止する場合には、下流側に位置する前記第２の像担持体の前記第２の基準マークを前記第２の検出手段により検出する第２の基準マーク検出工程と、前記第２の基準マーク検出工程後に、上流側に位置する前記第１の像担持体の前記第１の基準マークを前記第１の検出手段により検出する工程と、前記第２の基準マーク検出時から前記第１の基準マーク検出時までの検出時間を求める工程と、前記検出時間を位相ズレＸに相当する時間と一致させるための補正量を検出する工程と、前記第１の駆動手段を前記第１の基準マーク検出時から第１の余裕角回転後に停止する工程と、前記第２の駆動手段を前記第１の基準マーク検出時から前記第１の余裕角に前記補正量を加算した第２の余裕角回転後に停止する工程と、を行うことを特徴とする画像形成装置に関する。
本発明の第１の要旨は、上記画像形成装置において、前記第１、第２の駆動手段は、画像形成に使用しない前記第１、第２の像担持体を回転停止状態に維持し、前記位相制御手段は、画像形成終了時に、前記画像形成を行わずに回転停止状態にある像担持体との回転位相状態が前記位相ズレＸとなる位置に該画像形成に使用した像担持体を停止させる画像形成装置である。
【００１３】
本発明の第２の要旨は、前記第１、第２の駆動手段は、モータを励磁させることにより画像形成に使用しない像担持体の回転停止状態を維持することを特徴とする要旨１記載の画像形成装置である。
【００１４】
本発明の第３の要旨は、前記モ−タは、パルスモータであることを特徴とする要旨２記載の画像形成装置である。
【００１５】
本発明の第４の要旨は、前記画像形成に使用されない像担持体は、記録媒体を搬送する搬送担持体と非接触とすることを特徴とする要旨１記載の画像形成装置である。
【００１６】
本発明の第１の要旨によれば、画像形成に使用しない像担持体を回転停止状態に維持し、画像形成に使用した像担持体のみの回転位相をその画像形成に使用しなかった像担持体の位相状態に合せるため、画像形成に使用しない像担持体を回転位相を合せる為だけに行う回転を行わずに済み、制御が簡単化でき位置決めに要する時間も短縮できるだけでなく無駄な動作を極力減らすことができ像担持体等の寿命を延ばすことができる。
また、像担持体が停止するとき（画像形成装置が停止するとき）に全ての像担持体の回転位相が合った状態となる為に、次のフルカラー画像形成等の複数の像担持体を同時に使用する画像形成時のスタート時に像担持体の回転位相状態を合せる制御を行わなくともすぐに画像形成をスタートできる。
また、駆動手段が画像形成に使用しない像担持体を例えば、ロック手段等により回転停止状態に維持、ロックするために、画像形成装置が動作中に装置の振動等の外力により画像形成を行わない像担持体が回転してしまうことを防止できる。
よって、画像形成に使用しない像担持体間の位相関係が所定の状態に合致したまま保つことができるので、画像形成を行った像担持体のみを回転させてロックしている像担持体の位相状態に合せることで正確な回転位相状態を形成できる。
【００１７】
本発明の第２の要旨によれば、画像形成を行わない像担持体を駆動する駆動手段のモータに通電を行い励磁させることによりホールディングトルクを発生させ外力による回転移動を阻止することができ、像担持体を機械的にロックする機構部材等を必要とせずに容易、安価に像担持体の回転阻止を実現できる。
【００１８】
本発明の第３の要旨によれば、パルスモータは通電し励磁することによりホールディングトルクを発生し一定個所で回転せずにロックさせることが容易にでき画像形成を行わない像担持体の外力による回転移動を阻止することができる。
また、パルスモータは設定された駆動パルス信号に応じて高精度の回転がオープンループででき、設定された回転位置に位置決めも容易にできる。従って、使用しない像担持体は確実にロックすることができ、画像形成に使用した像担持体は使用しなかった像担持体との回転位相が所定の位相状態になる様に精度よく容易に位置決めができる。
また、パルスモータを使用することで全ての像担持体が動作時に像担持体の回転位相が所定の状態のまま高精度な回転動作をオープンループで実現させることができる。
【００１９】
本発明の第４の要旨によれば、搬送担持体と画像形成に使用しない像担持体を離間することにより、回転動作を停止している像担持体が搬送担持体との部分的な摺擦によりその表面の一部が著しく磨耗し、画像形成不良を引き起こすことを防ぎ、その寿命を長くできる。
【００２０】
【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７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；ＲｅｖｅｒｓｉｎｇＡｕｔｏｍａｔｉｃＤｏｃｕｍｅｎｔＦｅｅｄｅｒ）１１２が装着されている。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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８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）をずらして停止する。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。
【００４２】
図２においては、図８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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
以下、図４及び図５を基に、感光体ドラムの回転駆動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。
【００５０】
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）。また、基準マークＱの位置は駆動ギアに付けて説明するが、感光体ドラムの回転を検知できる部分であればいづれの部分でもよく、例えば感光体ドラムの画像形成を妨げない部分等であってもよい。
【００５１】
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。
【００５２】
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、基準マーク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に示す基準マーク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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
すなわちパルスモータは、通電し励磁することによりホールディングトルクを発生し一定個所で回転せずにロックさせることが容易にでき、画像形成を行わない像担持体の外力による回転移動を阻止することができ、また、パルスモータは設定された駆動パルス信号に応じて高精度の回転がオープンループででき、設定された回転位置に位置決めも容易にできるからである。
従って、使用しない感光体ドラムは確実にロックすることができ、画像形成に使用した感光体ドラムは使用しなかった感光体ドラムとの回転位相が所定の位相状態になる様に精度よく容易に位置決めができる。
また、パルスモータを使用することで全ての感光体ドラムが動作時に感光体ドラムの回転位相が所定の状態のまま高精度な回転動作をオープンループで実現できる。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
次に、先に説明した回転駆動されるシャフトに対する感光体ドラムの支持方法について、図６により説明する。
まず図１に示す感光体２２２ａ〜２２２ｄと周辺機器との構成及び複写機１への取付手順を、複写機１の一部の側面断面図である図６を用いて以下に説明するが、この図６は側面断面図故に感光体ドラム２２２ａを代表して説明するが、感光体２２２ｂ〜２２２ｄに関しても同一の構成を成す。さらに、各画像ステーションの各構成部材は共通であるので部材の番号の後ろに記載の（ａ〜ｄ）は省略する。
また、図６においては画像ステーションＰａ（図１）をユニット化したプロセスユニット２内の感光体ドラム２２２ａのみを図示し、他の帯電器、現像装置、クリーニング装置等に関しては図示及び説明を省略する。
【００６０】
円筒状の感光体ドラム２２２ａは、両端部にフランジ４ａ〜４ｂを固定し、さらにこのドラムフランジ４ａ〜４ｂを通して感光体ドラム２２２ａの長手方向に向かって中心をシャフト６が貫通係合しており、複写機１本体（図１）における感光体２２２ａの位置決めは、このシャフト６が貫通すること等により行う。
【００６１】
プロセスユニット２は、プロセスユニット支持フレーム３内に設置され、感光体ドラム２２２ａ等の寿命などによるユニットの交換時には、このプロセスユニット支持フレーム３を複写機１本体より引き出した後、交換を行なうプロセスユニット２を新しいプロセスユニットに交換後、再度複写機１本体に対してプロセスユニット支持フレーム３を装着することとなる。
【００６２】
次にプロセスユニット支持フレーム３を取り付ける本体装置側の構成を説明する。駆動ユニットＤＵ中のモータ７の駆動力は、モータギヤ８とシャフトギヤ９を経由してシャフト６へ伝わる。
このシャフト６は、装置本体１の背面フレーム１４に保持ブロック５を介して固定された軸受１０Ａ（ベアリングを含む）や、駆動ユニットＤＵのフレームＦＬに保持されたベアリング１０Ｂにより、装置本体１内部において回転駆動するよう設置されている。
【００６３】
また、シャフト６の図６に向かって右側端部６Ｒには、感光体２２２ａの回転を安定させるためのフライホイール１７が支持部１３により支持されており、一度回転し始めたシャフト６は慣性による安定した回転がある程度補償される。
なお、保持ブロック５は、シャフト６のみならず、プロセスユニット２と嵌合することで位置決めをも行なうことより、シャフト６の軸心とプロセスユニット２の軸心とを同一とするように構成している。
【００６４】
すなわち本実施形態では保持ブロック５の形状を、シャフト６の外形にあわせて円筒形状とすることにより、シャフト６との軸心やプロセスユニット２との軸心と、この保持ブロック５の軸心を同心とすることを容易に実現し、シャフト６とプロセスユニット２との間で起こる軸心のズレによるブレを解消している。
【００６５】
次にプロセスユニット２を本体装置側へ装着する手順を示す。
プロセスユニット２は、プロセスユニット支持フレーム３の背面側（図６向かって右側）に形成した開口状の接続部３Ｒを背面フレーム１４に支持された保持ブロック５の凸部５Ａに嵌着するとともに、プロセスユニット支持フレーム３の正面側（図６向かって左側）の接続部３Ｆを装置本体１の前面フレーム１２に対して固定ビス１１を用いて固定することにより位置決めされる。
【００６６】
また感光体２２２ａは、内部をシャフト６が回転軸方向にわたって貫通した状態にあって、プロセスユニット支持フレーム３の正面側に設けられたベアリング１０Ｃ内にシャフト６の先端部６Ｆを係合して位置決め保持されている。
【００６７】
次に、一部の画像ステーションのみを使用する、例えば白黒複写を行った場合の感光体ドラムの位相合わせ停止制御動作について図７を参照しつつ説明する。画像形成装置で白黒複写を行う場合は、黒色画像を形成する感光ドラム２２２ａを有する画像ステーションＰａのみを使用すればよい。従って、残りの感光ドラム２２２ｂ、２２２ｃ、及び２２２ｄを有する画像ステーションＰｂ〜Ｐｄは使用する必要がないのでこれらの感光ドラムは回転駆動されずに停止状態となる。
【００６８】
しかし、回転駆動されない感光体ドラム２２２ｂ〜２２２ｄが存在すると回転する転写搬送ベルト２１６との摺擦により双方の異常磨耗が発生する為、図７のように転写搬送ベルト２１６を画像形成を行われずに回転停止している感光体ドラム２２２ｂ〜２２２ｄから離間する。
【００６９】
感光体ドラム２２２ｂ〜２２２ｄと転写搬送ベルト２１６との離間は、転写搬送ベルト２１６の駆動ローラ２１４を下方に、従動ローラ２１５を少しだけ上方に支持することで実現している。尚、離間手段は、前記したものに限定されず、例えば転写搬送ベルト２１６は動かさずに、感光体ドラム２２２ｂ〜２２２ｄを上方に移動させる手段でもよい。
【００７０】
回転停止している感光ドラム２２２ｂ〜２２２ｄは、別々に設けられたパルスモータ７に通電を行い、励磁しホールディングトルクを発生させることでロックされており、画像形成装置の動作時の振動等による感光ドラムのずれを防止し、回転停止時での位相状態を確実に保持している。
【００７１】
上記停止状態における感光体ドラム２２２ｂ〜２２２ｄは、図７に示すように感光体２２２ｂは６０度進んだ位置、感光体２２２ｃは１２０度進んだ位置、感光体２２２ｄは１８０度進んだ位置、つまり予め設定された位相だけずらした回転位置に維持されている。
【００７２】
感光体ドラムをロックする方法は、駆動のパルスモータ７の励磁によるロックではなく、別の方法として図６に示す様に駆動ユニットＤＵ中にシャフト６の円周方向を覆うように設けた電磁ブレーキ２０やその他の図示しないメカニカルなロック機構を用いてもよい。
【００７３】
そして白黒画像を形域する感光体ドラム２２２ａは、パルスモータ７により回転駆動して画像が形成され、その形成された画像が転写媒体Ｐに転写され画像形成プロセスの終了後、回転時にセンサＳｌにより感光体ドラム２２２ａの基準マークＱが検出され感光体ドラム２２２ａが予め設定されている位相状態で停止される。この時、回転停止している感光体ドラム２２２ｂ〜２２２ｄは、所定位相状態が維持されているので、全ての感光体２２２ａ〜２２２ｄは予め設定された位相状態に合致することになり次の複写がカラー画像形成であったとしても色ずれのない良好なカラー画像形成する動作を即座に開始できる。
【００７４】
よって、カラー複写と白黒複写が可能な画像形成装置において、頻度が多い白黒複写時に、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの回転位相制御を全ての感光体ドラムを動作させて行わずにでき、有彩色を用いる感光体ドラム２２２ｂ〜２２２ｄの無駄な回転動作による寿命の低下やエネルギーの無駄遣いを防止することができる。また、回転位相制御の簡素化や実施時間短縮ができる
【００７５】
尚、本実施形態は白黒画像を画像形成する場合について説明したが、転写媒体Ｐを搬送転写する転写搬送ベルト２１６を各感光体毎に離間可能な構成とすることにより、白黒画像形成時だけでなく例えばイエロー，マゼンタ，シアン等の１色画像形成、レッド，グリーン，ブルー等の２色画像形成においても同様に、使用しない感光体ドラムを停止し、使用した感光体ドラムを停止した感光体ドラムの回転位相と所定の状態になる様に停止させる停止制御を行えることは言うまでもない。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の第１の要旨によれば、画像形成に使用しない像担持体を回転停止状態に維持し、画像形成に使用した像担持体のみの回転位相をその画像形成に使用しなかった像担持体の位相状態に合せるため、画像形成に使用しない像担持体を回転位相を合せる為だけに行う回転を行わずに済み、制御が簡単化でき位置決めに要する時間も短縮できるだけでなく無駄な動作を極力減らすことができ像担持体等の寿命を延ばすことができる。
【００７７】
また、像担持体が停止するとき（画像形成装置が停止するとき）に全ての像担持体の回転位相が合った状態となる為に、次のフルカラー画像形成等の複数の像担持体を同時に使用する画像形成時のスタート時に像担持体の回転位相状態を合せる制御を行わなくともすぐに画像形成をスタートできる。
【００７８】
また、駆動手段が画像形成に使用しない像担持体を例えば、ロック手段等により回転停止状態に維持、ロックするために、画像形成装置が動作中に装置の振動等の外力により画像形成を行わない像担持体が回転移動することを防止できる。よって、画像形成に使用しない像担持体間の位相関係が所定の状態に合致したまま保つことができるので、画像形成を行った像担持体のみを回転させてロックしている像担持体の位相状態に合せることで正確な回転位相状態を形成できる。
【００７９】
本発明の第２の要旨によれば、画像形成を行わない像担持体を駆動する駆動手段のモータに通電を行い励磁させることによりホールディングトルクを発生させ外力による回転移動を阻止することができ、像担持体を機械的にロックする機構部材等を必要とせずに容易、安価に像担持体の回転阻止を実現できる。
【００８０】
本発明の第３の要旨によれば、パルスモータは通電し励磁することによりホールディングトルクを発生し一定個所で回転せずにロックさせることが容易にでき画像形成を行わない像担持体の外力による回転移動を阻止することができる。
また、パルスモータは設定された駆動パルス信号に応じて高精度の回転がオープンループででき、設定された回転位置に位置決めも容易にできる。従って、使用しない像担持体は確実にロックすることができ、画像形成に使用した像担持体は使用しなかった像担持体との回転位相が所定の位相状態になる様に精度よく容易に位置決めができる。
また、パルスモータを使用することで全ての像担持体が動作時に像担持体の回転位相が所定の状態のまま高精度な回転動作をオープンループで実現させることができる。
【００８１】
本発明の第４の要旨によれば、搬送担持体と画像形成に使用しない像担持体を離間することにより、回転動作を停止している像担持体が搬送担持体との部分的な摺擦によりその表面の一部が著しく磨耗し、画像形成不良を引き起こすことを防ぎ、その寿命を長くできる。
【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図である。
【図２】本発明の実施形態に係る並列配置された各感光体ドラムの回転位相関係を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成の重なり状態を示す作用的説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る複数の感光体ドラムの回転停止位置を制御する説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る複数の感光体ドラムの回転停止位置を示すタイムチャ−トである。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラム支持部の断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る白黒複写時の複数の感光体ドラムと転写ベルトを示す作用的説明図である。
【図８】従来技術の並列配置された各感光体ドラムの回転位相関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１画像形成装置
２１６転写搬送ベルト
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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is directed to, for example, a method in which a transfer material such as a sheet is supported and conveyed by a transfer conveyance belt abutting in a predetermined positional relationship with a transfer unit surface of a rotationally driven image carrier such as a photosensitive drum. The present invention relates to an image forming apparatus that transfers and reproduces a toner image formed thereon on a transfer material, and more specifically, controls a positional relationship when an image carrier stops to stop with a predetermined positional relationship. Further, the present invention relates to an image forming apparatus capable of performing subsequent image formation with high accuracy.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a color image forming apparatus in which a color image is transferred to a recording unit as YMCK image data, and the color image of each color is sequentially superimposed and reproduced as a color image by a transfer unit for each color.
In such a color image forming apparatus, there is a problem that a color image cannot be faithfully reproduced unless images of the respective colors are accurately superimposed at each transfer unit. This is a major development challenge.
[0003]
In an image forming apparatus having an infinite number of components, there is a small variation in the component accuracy of each component, and a variation occurs in each image forming device due to the assembling accuracy when assembling these components.
Therefore, conventionally, a pattern adjustment of each color is performed by forming a pattern image of each color on a trial basis, confirming the positional relationship between the pattern images of each color, and adjusting the image formation position for each image forming unit of each color ( Registered Patent No. 2642351).
[0004]
However, even if the above-described registration adjustment is performed, the "color shift" due to the "shift of the image writing start position" can be corrected, but the periodic drive of a drive system such as a drive gear for driving the photosensitive drum can be corrected. It was not possible to correct color misregistration caused by irregular speed fluctuations of the photosensitive drum caused by unevenness.
In other words, in such an image forming apparatus, there has conventionally been a problem of drive unevenness that periodically occurs in each recording unit of an image. When the images recorded with the color materials are sequentially superimposed and reproduced as a color image, there is a problem that a color shift occurs and a faithful color image cannot be reproduced.
[0005]
Therefore, in the conventional color image forming apparatus, when the image formed on the photosensitive drum in each recording unit is transferred in the transfer unit, the condition of the drive unevenness that periodically occurs is the same. It has been considered that the relationship between the distance (time) from the image writing position to the transfer position to the photosensitive drum and the drive fluctuation period of the drive mechanism is N times as large as the relationship (Japanese Patent Publication No. Hei 7-31446). Gazette, Japanese Patent Publication No. 8-14731, etc.).
[0006]
FIG. 8 shows a configuration around the image forming units of the conventional color image forming apparatus employing the above-described method and a transfer conveyance belt that conveys a transfer material for transferring an image formed by each image forming unit.
In FIG. 8, photosensitive drums 322a, 322b, 322c, and 322d constituting black, cyan, magenta, and yellow recording units in order from the right. The images of the respective colors formed by the photosensitive drums 322 a to 322 d are transferred to a transfer material (not shown) supported and transported by the transfer and transport belt 316 as the transfer and transport belt 316 moves. At the transfer portion A where the conveyance belt is close to the transfer belt, the transfer is performed in a superimposed order from black ink. Here, the photosensitive drums 322a to 322d are connected to each other so that their driving is connected and start rotating at the same time. Each photosensitive drum is mounted such that its rotational drive unevenness is in the same phase. I have.
[0007]
As a specific example, a drive gear (not shown) to which a drive shaft (not shown) of each of the photoconductor drums 322a to 322d is fitted is set to a certain reference (for example, a key type as shown in FIG. Holes) are all aligned in the same direction. Thus, at the same time, each photosensitive drum always rotates with the same driving unevenness.
Therefore, each distance L ′ between the transfer portions of each photoconductor drum is defined as the diameter of the photoconductor drum as d.
L ′ = Nπd (N is an integer)
In the image transfer process of each of the transfer units A of the four photosensitive drums 322a to 322d arranged in parallel as viewed in FIG. 8, the drive unevenness on the transfer material is always the same. The images formed of the color materials of the respective colors are sequentially superimposed in a cycle, and as a result, a color shift caused by driving unevenness is eliminated.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional configuration, the distance relationship between the recording units arranged in parallel must be arranged in accordance with the periodic drive fluctuation. When the distance between the recording units is determined in this way, even if the integer N is set to 1, a distance corresponding to the peripheral length of the photosensitive drum is necessarily required. As a result, the size of the image forming apparatus itself becomes large, so that not only can the size of the image forming apparatus desired by the user not be reduced, but also it takes a long time to assemble each part, or each part has a high precision. Is required and the production cost increases.
[0009]
On the other hand, in a device that detects a color shift of each component color image or a rotational position shift of each of the photosensitive drums 322a to 322d and constantly corrects the phase of each printing unit, the photosensitive unit of each printing unit always responds to the generated shift. The speed of the body drum is controlled and the phase is constantly adjusted. In this case, the phase adjustment control is performed even for a minute phase shift of each photosensitive drum that does not significantly affect the color shift of an image. In order to match the phase of the photosensitive drum, rubbing occurs between the photosensitive drum and the recording medium or the transfer carrier, causing damage to the photosensitive drum, greatly affecting the life of the photosensitive drum, and significantly shortening the life cycle. There was a problem.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and has been made in response to a periodic drive fluctuation in each of the recording units arranged in parallel (perpendicular to the flow direction of the transfer conveyance belt) as in the related art. Provided is an image forming apparatus which can be faithfully reproduced as one color image, and which can be reduced in size even if an image carrier having the same diameter is used and the installation area in an office environment is minimized. The purpose is to do.
[0011]
Furthermore, the timing shift between the start and stop of the driving of the image carrier such as the photosensitive drum and the contact portion of the transfer conveyance belt contacting the transfer portion of the image carrier is performed, and the phase matching control is performed. minimizing the deterioration of the front surface of the image carrier or the transfer carrier by abrasion of the image bearing member and a transfer carrier for, to provide an image forming apparatus capable of reproducing an image faithful along the entire circumference image carrier The purpose is to:
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following configuration to achieve the above object.
According to the present invention, a first and a second image carrier having the same perimeter and provided in order from an upstream side to a downstream side of a recording medium conveyance path , and rotating and stopping the first and the second image carrier are provided. First and second driving means to be driven, a first reference mark indicating a reference position of rotational driving unevenness of the first image carrier due to periodic driving unevenness of a driving system of the first driving means, Detecting a second reference mark indicating a reference position of rotational drive unevenness of the second image carrier due to periodic drive unevenness of the drive system of the second drive unit, and detecting the first and second reference marks. first to the second detecting means, the first, on the basis of the detection result of the second detecting means, the first, and a phase control means for performing phase adjustment rotation stop control of the second image bearing member has the phase matching rotation stop control, the first reference for the transfer position of said first image bearing member A phase shift X between a first stop position of the second reference mark and a second stop position of the second reference mark with respect to the transfer position of the second image carrier. The image carrier is stopped, and the relationship between the distance L between the first and second transfer positions and the phase shift X is L = perimeter of the first or second image carrier × (360−X) degrees / 360 degrees, and when stopping the rotating first and second image carriers, the phase control means sets the second reference mark of the second image carrier located downstream. A second fiducial mark detecting step of detecting by the second detecting means, and after the second fiducial mark detecting step, the first fiducial mark of the first image carrier positioned upstream is A first fiducial mark detecting step of detecting by the first detecting means, and the first fiducial mark from the time of detecting the second fiducial mark. A step of obtaining a detection time until a reference mark is detected, a step of detecting a correction amount for making the detection time coincide with a time corresponding to the phase shift X, and setting the first driving means to the first reference mark. Stopping after a lapse of a first margin time from the detection, and after a second margin time obtained by adding the correction amount to the first margin time from the detection of the first reference mark, And a step of stopping the image forming apparatus.
Further, according to the present invention, the first and second image carriers having the same perimeter and provided in order from the upstream side to the downstream side of the recording medium transport path, and the first and second image carriers are rotated. A first reference mark indicating a reference position of rotation drive unevenness of the first image carrier due to periodic drive unevenness of a drive system of the first and second drive means to be stopped; A second reference mark indicating a reference position of rotational drive unevenness of the second image carrier due to a periodic drive unevenness of the drive system of the second drive unit; and the first and second reference marks. First and second detecting means for detecting the phase difference, and phase control means for performing phase stop rotation stop control of the first and second image carriers based on the detection results of the first and second detecting means. Wherein the phase-matching rotation stop control is performed with respect to the transfer position of the first image carrier. A phase shift X is provided between a first stop position of the second reference mark and a second stop position of the second reference mark with respect to the transfer position of the second image carrier. Is stopped, and the relationship between the distance L between the first and second transfer positions and the phase shift X is: L = the circumference of the first or second image carrier × (360−X) Degrees / 360 degrees, and the phase control means, when stopping the rotating first and second image carriers, the second reference mark of the second image carrier located downstream. A second reference mark detecting step of detecting the first reference mark of the first image bearing member located on the upstream side after the second reference mark detecting step. Detecting by the first detecting means; and detecting the first fiducial mark from the time of detecting the second fiducial mark. A step of obtaining a detection time up to the time of output, a step of detecting a correction amount for making the detection time coincide with a time corresponding to the phase shift X, and a step of detecting the first driving means when the first reference mark is detected. And stopping after a first margin angle rotation, and stopping the second drive means after a second margin angle rotation in which the correction amount is added to the first margin angle from the time of detecting the first reference mark. And an image forming apparatus.
According to a first aspect of the present invention, in the image forming apparatus, the first and second driving units maintain the first and second image carriers not used for image formation in a rotation stopped state, The phase control means stops the image carrier used for the image formation at a position where the rotation phase state with the image carrier in the rotation stopped state without performing the image formation is the phase shift X when the image formation is completed. is images forming apparatus Ru is.
[0013]
The second aspect of the present invention, the first, second drive means, the gist 1, wherein the maintaining the rotation stopped state of the image carrier is not used for image formation by exciting the motor An image forming apparatus.
[0014]
The third aspect of the present invention, the motor - data is an image forming apparatus of the subject matter 2, wherein it is a pulse motor.
[0015]
A fourth aspect of the present invention, an image carrier that is not used for the image formation is an image forming apparatus of the subject matter 1, wherein the conveying carrier for conveying a recording medium and a non-contact.
[0016]
According to the first aspect of the present invention, an image carrier not used for image formation is maintained in a rotation stopped state, and the rotation phase of only the image carrier used for image formation is not used for image formation. In order to match the phase of the body, it is not necessary to rotate the image carrier not used for image formation just to match the rotation phase, simplifying control and shortening the time required for positioning, as well as reducing unnecessary operations. This can be reduced as much as possible, and the life of the image carrier and the like can be extended.
In addition, when the image carriers are stopped (when the image forming apparatus is stopped), the rotation phases of all the image carriers are matched, so that a plurality of image carriers for the next full-color image formation or the like are simultaneously operated. Image formation can be started immediately without performing control to match the rotational phase state of the image carrier at the start of image formation to be used.
Further, in order to maintain and lock the image carrier which is not used for image formation by the driving means by, for example, a locking means or the like, the image forming apparatus does not perform image formation due to external force such as vibration of the apparatus while the image forming apparatus is operating. It is possible to prevent the image carrier from rotating.
Therefore, the phase relationship between the image carriers not used for image formation can be maintained in accordance with the predetermined state, so that only the image carrier on which the image is formed is rotated to lock the phase of the image carrier. By adjusting to the state, an accurate rotational phase state can be formed.
[0017]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to generate a holding torque by energizing and exciting a motor of a driving unit that drives an image carrier that does not perform image formation, thereby preventing rotation movement due to external force, The rotation of the image carrier can be easily and inexpensively realized without the need for a mechanical member for mechanically locking the image carrier.
[0018]
According to the third aspect of the present invention, the pulse motor generates a holding torque by being energized and excited, and can be easily locked without rotating at a certain position, and can be easily locked by an external force of the image carrier that does not perform image formation. Rotational movement can be prevented.
In addition, the pulse motor can perform high-precision rotation in an open loop according to the set driving pulse signal, and can easily position the motor at the set rotation position. Therefore, the unused image carrier can be securely locked, and the image carrier used for image formation can be accurately and easily positioned so that the rotational phase of the unused image carrier becomes a predetermined phase state. Can be.
In addition, by using a pulse motor, a high-precision rotation operation can be realized in an open loop while the rotation phase of the image carriers is in a predetermined state when all the image carriers are operating.
[0019]
According to the fourth aspect of the present invention, the image carrier whose rotation has been stopped is partially rubbed with the carrier by separating the carrier and the image carrier not used for image formation. As a result, it is possible to prevent a part of the surface from being significantly worn to prevent image formation failure and to prolong the life thereof.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic front sectional view showing a configuration of a digital color copying machine 1 which is an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. A document table 111 and an operation panel (not shown) are provided on the upper surface of the copying machine main body 1, and an image reading unit 110 and an image forming unit 210 are provided inside the copying machine main body 1. A reversing automatic document feeder (RADF; Reversing Automatic Document Feeder) 112 is mounted on the upper surface of the platen 111 so as to be openable and closable with respect to the platen 111 and has a predetermined positional relationship with the surface of the platen 111. Have been.
[0021]
The automatic double-sided document feeder 112 first conveys the document such that one side of the document faces the image reading unit 110 at a predetermined position on the document table 111, and after the image reading on one side is completed, the other side. The document is inverted and transported toward the document table 111 such that the surface of the document faces the image reading unit 110 at a predetermined position on the document table 111. Then, after the two-sided image reading for one document has been completed, the double-sided automatic document feeder 112 discharges the document and performs a double-sided conveyance operation for the next document.
The above-described document transport and reverse operation are controlled in relation to the operation of the entire copying machine 1.
[0022]
The image reading section 110 is arranged below the document table 111 for reading an image of a document conveyed onto the document table 111 by the automatic duplex document feeder 112.
The image reading unit 110 has document scanning bodies 113 and 114 that reciprocate in parallel along the lower surface of the document table 111, an optical lens 115, and a CCD line sensor 116 that is a photoelectric conversion element.
[0023]
The document scanning bodies 113 and 114 include a first scanning unit 113 and a second scanning unit 114. The first scanning unit 114 has an exposure lamp for exposing the surface of the original image, and a first mirror for deflecting a reflected light image from the original in a predetermined direction. It reciprocates in parallel at a predetermined scanning speed while maintaining the distance. The second scanning unit 114 has second and third mirrors for further deflecting the reflected light image from the document deflected by the first mirror of the first scanning unit 113 in a predetermined direction. It reciprocates in parallel with one scanning unit 113 while maintaining a constant speed relationship.
[0024]
The optical lens 115 reduces the reflected light image from the document deflected by the third mirror of the second scanning unit, and forms the reduced light image at a predetermined position on the CCD line sensor 116.
[0025]
The CCD line sensor 116 photoelectrically converts the formed light image in order and outputs it as an electric signal. The CCD line sensor 116 is a three-line color CCD capable of reading a black-and-white image or a color image and outputting line data separated into R (red), G (green), and B (blue) color components. is there. The document image information converted into an electric signal by the CCD line sensor 116 is further transferred to an image processing unit (not shown) to perform predetermined image data processing.
[0026]
Next, the configuration of the image forming unit 210 and the configuration of each unit related to the image forming unit 210 will be described.
Below the image forming unit 210, paper (for example, a recording medium such as paper, OHP paper) P stacked and stored in the paper tray TR is separated one by one and supplied to the image forming unit 210. A paper mechanism 211 is provided. Then, the sheets P separated and supplied one by one are conveyed to the image forming unit 210 at a controlled timing by a pair of registration rollers 212 disposed in front of the image forming unit 210. Further, the sheet P on which an image is formed on one side is re-supplied and conveyed to the image forming unit 210 in synchronization with the image formation of the image forming unit 210.
[0027]
Below the image forming unit 210, a transfer and transport belt mechanism 213 is disposed. The transfer transport belt mechanism 213 transports the paper P by electrostatically attracting the paper P to a transfer transport belt 216 stretched so as to extend substantially parallel between the drive roller 214 and the driven roller 215. Further, a pattern image detection unit 300 that detects a test pattern formed on the transfer / transport belt 216 is provided near the lower side of the rotation orbit of the transfer / transport belt 216.
[0028]
Further, a fixing device 217 for fixing the toner image transferred and formed on the paper P on the paper P is disposed near the drive roller 214 on the downstream side of the transfer and transport belt mechanism 213 in the paper transport path. . The sheet P having passed through the nip between the pair of fixing rollers of the fixing device 217 passes through a conveyance direction switching gate 218, and is discharged by a discharge roller 219 onto a discharge tray 220 attached to the outer wall of the copying machine body 1. Is discharged.
[0029]
The switching gate 218 selectively switches the conveyance path of the sheet P after fixing between a path for discharging the sheet P to the copying machine main body 1 and a path for re-supplying the sheet P to the image forming unit 210. Things. The sheet P whose transport direction has been switched again toward the image forming unit 210 by the switching gate 218 is turned upside down via the switchback transport path 221, and is again supplied to the image forming unit 210.
[0030]
In addition, above the transfer conveyance belt 216 in the image forming section 210, the first image formation station Pa, the second image formation station Pb, the third image formation station Pc, and the proximity of the transfer conveyance belt 216. A fourth image forming station Pd is provided in order from the upstream side of the sheet transport path.
[0031]
The transfer conveyance belt 216 is frictionally driven by the drive roller 214 in the direction indicated by the arrow Z in FIG. 1 to grip the sheet P fed through the sheet feeding mechanism 211 as described above, and transfer the sheet P to the image forming station Pa. To Pd.
Each of the image stations Pa to Pd has substantially the same configuration. Each of the image stations Pa, Pb, Pc, and Pd includes a photosensitive drum 222a, 222b, 222c, and 222d that is driven to rotate in the direction of arrow F shown in FIG.
[0032]
Around the photosensitive drums 222a to 222d, chargers 223a, 223b, 223c, 223d for uniformly charging the photosensitive drums 222a to 222d, respectively, and electrostatic latents formed on the photosensitive drums 222a to 222d. Developing devices 224a, 224b, 224c, 224d for developing the respective images; transfer dischargers 225a, 225b, 225c, 225d for transferring the developed toner images on the photosensitive drums 222a to 222d to the paper P; Cleaning devices 226a, 226b, 226e, and 226d for removing toner remaining on the drums 222a to 222d are sequentially arranged along the rotation direction of the photosensitive drums 222a to 222d.
[0033]
Laser beam scanner units 227a, 227b, 227c, and 227d are provided above the photosensitive drums 222a to 222d, respectively. Each of the laser beam scanner units 227a to 227d includes a semiconductor laser device (not shown) for emitting dot light modulated according to image data, and a polygon mirror (not shown) for deflecting a laser beam from the semiconductor laser device in the main scanning direction. Deflecting device) 240, an fθ lens 241 and mirrors 242 and 243 for forming an image of the laser beam deflected by the polygon mirror 240 on the surfaces of the photosensitive drums 222a to 222d.
[0034]
A pixel signal corresponding to the black component image of the color original image is supplied to the laser beam scanner 227a, a pixel signal corresponding to the cyan component image of the color original image is provided to the laser beam scanner 227b, and the color original image is provided to the laser beam scanner 227c. , And a pixel signal corresponding to the yellow component image of the color document image is input to the laser beam scanner 227d.
[0035]
Thus, an electrostatic latent image corresponding to the color-converted document image information is formed on each of the photosensitive drums 222a to 222d. The developing device 227a contains black toner, the developing device 227b contains cyan toner, the developing device 227c contains magenta toner, and the developing device 227d contains yellow toner. The electrostatic latent images on the photoconductive drums 222a to 222d are developed with the toners of these colors. As a result, the document image information color-converted by the image forming unit 210 is reproduced as a toner image of each color.
[0036]
Further, a paper suction (brush) charger 228 is provided between the first image forming station Pa and the paper feed mechanism 211, and the suction charger 228 charges the surface of the transfer conveyance belt 216. The sheet P supplied from the sheet feeding mechanism 211 is conveyed without shifting between the first image forming station Pa and the fourth image forming station Pd in a state where the sheet P is securely attracted onto the transfer conveying belt 216.
[0037]
On the other hand, between the fourth image station Pd and the fixing device 217, a cathode (not shown) is provided almost directly above the drive roller 214. An AC current is applied to the static eliminator to separate the sheet P electrostatically attracted to the transport belt 216 from the transfer transport belt 216.
[0038]
In the digital color copier having the above configuration, cut sheet-shaped paper is used as the paper P. When the sheet P is sent out from the sheet cassette and supplied into the guide of the sheet feeding path of the sheet feeding mechanism 211, the leading end of the sheet P is detected by a sensor (not shown). Is temporarily stopped by the pair of registration rollers 212 based on the detection signal output from the printer.
Then, the paper P is sent onto the transfer / conveying belt 216 rotating in the direction of arrow Z in FIG. 1 at the timing of each of the image stations Pa to Pd. At this time, as described above, the transfer conveyance belt 216 is given a predetermined charge by the suction charger 228, so that the paper P is stably conveyed and supplied while passing through the image stations Pa to Pd. .
[0039]
In each of the image stations Pa to Pd, a toner image of each color is formed, and is superposed on the support surface of the paper P conveyed by being electrostatically attracted by the transfer / conveyance belt 216. When the transfer of the image by the fourth image station Pd is completed, the sheet P is sequentially separated from the transfer conveyance belt 216 by the negative discharger from the leading end thereof, and is guided to the fixing device 217. Finally, the paper P on which the toner image has been fixed is discharged onto a paper discharge tray 220 from a paper discharge port (not shown). In the above description, the laser beam is scanned and exposed by the laser beam scanner units 227a to 227d, thereby performing optical writing on the photosensitive member.
[0040]
Note that a writing optical system (LED head) including a light emitting diode array and an imaging lens array may be used instead of the laser beam scanner unit. The LED head is smaller in size than the laser beam scanner unit, and has no moving parts and is silent. Therefore, it can be suitably used in an image forming apparatus such as a tandem type digital color copying machine which requires a plurality of optical writing units.
[0041]
Next, the rotation phase control of each photosensitive drum, which is a characteristic part of the present embodiment, will be described.
In the digital color copying machine of the present embodiment, as shown in FIG. 2, unlike the image forming apparatus having the conventional configuration shown in FIG. 8, the four photosensitive drums 222a to 222d of the image forming stations Pa to Pd are provided. Rotation of the photoconductive drum (if the phases are the same, common to each photoconductive drum), the phase is shifted by a predetermined amount (in the image, the expansion / contraction phase of each color component image matches) Driven. More specifically, since each photosensitive drum starts rotating at the same time and stops rotating at the same time, the photosensitive drums are stopped at different stop positions (rotation start positions). In the future, each photoconductor drum will be rotated with its phase shifted so that the expansion and contraction of each color component image on the image will match, but the rotation phase state of each photoconductor drum will be changed. The description will be made with the description that the state is the predetermined state.
[0042]
In FIG. 2, similarly to FIG. 8, in order to correct a phase shift in each photoconductor drum, a predetermined positional relationship (a position where periodic driving unevenness is a constant condition) with respect to a shaft that is driven to rotate. (Relationship), taking into account that the photoconductor drums are attached in such a manner, the respective photoconductor drums are shifted by a predetermined angle (the difference between the circumference of the photoconductor drum and the distance between transfer portions of adjacent photoconductors) The state of stopping is shown with reference to a key-shaped hole (or projection) ha of the drive gear attached to the shaft.
[0043]
Now, with reference to the black photosensitive drum 222a, the phase of the adjacent cyan photosensitive drum 222b is advanced by about 60 degrees. Similarly, the phase of the magenta photosensitive drum 222c is advanced by 120 degrees, and the phase of the yellow photosensitive drum 222d is advanced by 180 degrees.
In this way, by shifting the phase of the drive unevenness in each photoconductor drum, the distance between the transfer units A-A corresponding to the respective image forming stations Pa to Pd is reduced by the amount corresponding to the phase shift. Even if the transfer material is reduced, the drive unevenness between the photosensitive drums can be the same for the transfer material passing through the transfer unit A. In addition, by shifting in the opposite direction, the distance between A and A can be made longer than the circumference of the photosensitive drum.
[0044]
As described above, if the diameter of the photosensitive drum is d by advancing the cycle of drive unevenness between adjacent photosensitive drums by 60 degrees, L corresponding to the distance between the transfer portions A-A is L = photosensitive Circumference of body drum πd x ((360-60) degrees / 360 degrees)
It becomes.
[0045]
Here, for convenience of explanation, the distance between the transfer units A-A is set based on the phase shift in each photosensitive drum, but actually, the distance L between the transfer units A-A is determined. Then, based on this, the phase shift of each photosensitive drum may be set. For example, when a photosensitive drum having a drum diameter of 40 mm is used and the distance L between the transfer units A-A is set to 105 mm, the stop position between the adjacent photosensitive drums is set as described above for each drive. The unevenness is set so that the phase is shifted by about 60 degrees.
[0046]
Here, the manner in which images of the respective photosensitive drums are superimposed without color shift due to driving unevenness will be described with reference to FIG.
Now, it is assumed that four photosensitive drums are rotating in a state as shown in FIG. The image written at the timing of (1) at the position of “G” of the black photosensitive drum 222a (the reference of drive unevenness is indicated by line a for clarity) is the timing of (4) (at the position of the photosensitive drum 222a). After the time required for 180 ° rotation has elapsed), the image is transferred onto the transfer / conveying belt 216, and is superimposed on the image on the cyan photosensitive drum 222b at the timing (9). Here, an image has already been formed on the cyan photosensitive drum 222b by the laser beam at the timing (6). FIG. 3A shows the position of the line a of the cyan photosensitive drum 222b at the timings (1) to (6). As is clear from the figure, the line a at the timing (9) is located at the same position as the black photosensitive drum 222a at the timing (4). Therefore, the driving unevenness of the superposed images is the same, and there is no color shift due to the influence of the driving unevenness.
[0047]
Similarly, the image formed on the magenta photosensitive drum 222c is superimposed at the timing (14). Here, an image has already been formed on the magenta photosensitive drum 222c at the timing (11). FIG. 3B shows the position of the line a of the magenta photosensitive drum 222c at the timings (1) to (11). As is clear from the figure, the line a at the timing (11) is located at the same position as the black and cyan photosensitive drums at the timings (1) and (6). Therefore, the superimposed images have the same driving unevenness, and there is no color shift due to the influence of the driving unevenness.
[0048]
Similarly, the image formed on the yellow photosensitive drum 222d is superimposed at the timing (19). Accordingly, an image has already been formed on the yellow photosensitive drum 222d at the timing of (16). FIG. 3C shows the position of the line a of the yellow photosensitive drum 222d at the timings (1) to (16). As is clear from the figure, the line a at the timing (16) is located at the same position as the black and cyan photosensitive drums at the timings (1), (6) and (11). Therefore, the superimposed images have the same driving unevenness, and there is no color shift due to the influence of the driving unevenness. The rotational driving of the four photosensitive drums 222a to 222d is controlled by the control unit CON shown in FIG. 4 based on the reference mark Q that can specify the driving unevenness of each photosensitive drum.
[0049]
Hereinafter, the rotation drive control of the photosensitive drum will be described with reference to FIGS. 4 and 5. As shown in FIG. 4, a key-shaped mark (convex portion) ha is provided in a hole of the drive gears G1 to G4 for transmitting a rotational drive force to the photosensitive drums 222a to 222d in the digital color copying machine of the present embodiment. The pins provided on the shafts engage with the protrusions ha, so that any of the shafts connected to the drive mechanism having the same configuration is rotationally driven with a constant periodic drive unevenness characteristic. .
Since the image carrier (photosensitive drum) is also supported in a predetermined positional relationship with respect to the shaft that is rotationally driven, the periodic drive unevenness in each photosensitive drum is reduced. , All become almost identical.
[0050]
Further, as shown in FIG. 4, the reference marks Q attached to the drive gears G1 to G4 are detected by detection sensors S1 to S4 including optical sensors and the like, respectively.
Each of the sensors S1 to S4 is attached at the same position from each transfer portion A. The sensor output is sent to the control unit CON, and based on this, the control unit CON controls the motors M that independently drive the respective photosensitive drums.
The sensors S1 to S4 are described to detect the reference marks Q attached to the drive gears G1 to G4 and to control the stop position of the photoconductor. However, in other sequences, It is also used as a reference for correcting the conditions for forming an image formed on each photosensitive drum by detecting the reference mark Q (for details, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-51551). The position of the reference mark Q will be described with reference to a drive gear. However, any position may be used as long as the rotation of the photosensitive drum can be detected. For example, a portion that does not hinder image formation of the photosensitive drum may be used. Is also good.
[0051]
The control unit CON includes a first control unit that controls an image forming process on the photosensitive drum based on a detection result (signal) from each sensor based on a different sequence, and the stop position of each photosensitive drum is in a predetermined positional relationship. And a second control means for controlling so as to reliably stop at each stop position so that each control sequence is automatically performed when a predetermined condition and a predetermined timing (timing) are reached.
[0052]
FIG. 5 shows a timing chart of the outputs of the sensors S1 to S4 when the photosensitive drum is stopped. The reference mark Q is detected and turned on sequentially from the sensor S4 of the photosensitive drum 222d located on the downstream side, and the sensor Sl of the photosensitive drum 222a located on the most upstream side is turned on last.
After the last sensor S1 is turned ON, the time required for the reference mark Q shown in FIG. 4 to reach the transfer portion A (here, the time required to rotate about 90 degrees) is defined as a margin time and a margin angle. Then, the photosensitive drum 222a is stopped.
In the photosensitive drums 222b to 222d other than the reference photosensitive drum 222a, the correction amount is detected from the detection results of the sensors S2 to S4 and the detection result of the sensor S1, and the correction amount is added to the extra time. Later, when that time has elapsed, the operation is stopped.
[0053]
For example, when the photosensitive drum 222b for cyan is considered, there is a shift of 60 degrees between the photosensitive drum 222b and the reference photosensitive drum 222a. Therefore, the correction amount of the photosensitive drum 222b is calculated from the timing when the sensor S1 is turned on and the timing when the sensor S2 is turned on. In this case, if the interval is 61 degrees and is advanced by 1 degree, it is necessary to return it once. Therefore, the correction amount is set to −1, this is added to 90 degrees of the extra time, and the extra time is 89 After the sensor S1 is turned on and the margin time for 89 degrees has elapsed, the operation is stopped.
[0054]
If the above-mentioned margin time is not set, if the correction amount is positive, the photosensitive drum 222b may be further rotated and stopped by that much, but if it is negative, the photosensitive drum 222b has already passed the stop position. In order to stop at the correct position, it is necessary to make one more rotation. If this is done, the surface of the transfer conveyance belt 216 and the surface of the photosensitive drum will be damaged by contact. While suppressing, it is possible to stop in a state where an ideal image can be recorded in a short time, and the subsequent image recording can be smoothly performed.
[0055]
A stepping motor is most suitable as a motor for individually driving the photosensitive drums.
That is, the pulse motor generates a holding torque by energizing and energizing, and can easily be locked without rotating at a certain position, and can prevent the image carrier that does not perform image formation from rotating and moving due to external force. In addition, the pulse motor can perform high-precision rotation in an open loop in accordance with the set drive pulse signal, and can easily perform positioning at the set rotation position.
Therefore, the photosensitive drum that is not used can be securely locked, and the photosensitive drum used for image formation can be accurately and easily positioned so that the rotational phase with the unused photosensitive drum is in a predetermined phase state. Can be.
Further, by using the pulse motor, a high-precision rotation operation can be realized in an open loop while the rotation phase of the photosensitive drums is in a predetermined state when all the photosensitive drums are operating.
[0056]
Further, no matter how precisely the dimension between the transfer sections A-A is set, if the mounting position of the photosensitive drum is shifted and there is an error of only 100 μm in the dimension, 600 dpi (diameter of one dot: 43 μm) In the image forming apparatus for high-density recording such as (approximately), a large color shift appears. Therefore, it is desirable to additionally provide a means for adjusting the stop position of each photosensitive drum regardless of the drive unevenness of the photosensitive drum. Similarly, an error is likely to occur in the mounting position of the above-described sensors S1 to S4. Therefore, it is desirable that the configuration be such that such an error can be corrected.
[0057]
Specifically, any configuration may be used as long as the above-mentioned margin time (margin angle) can be adjusted for each photosensitive drum. That is, in the above description, the allowance time is set to 90 degrees for all four photosensitive drums. However, the allowance time is corrected in advance in accordance with the sensor mounting error and the dimensional error between the transfer units, and the corrected allowance is used. It is only necessary to newly add (subtract) the correction amount at the time of stop to the time.
[0058]
Further, since it is difficult to correct these errors in advance, a method of adjusting a stop position of each photoconductor automatically or manually by outputting a specific test image in an adjustment process after assembly is completed. Good.
[0059]
Next, a method of supporting the photosensitive drum on the shaft that is driven to rotate as described above will be described with reference to FIG.
First, the configuration of the photoconductors 222a to 222d and the peripheral devices and the procedure for attaching the photoconductors to the copying machine 1 shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIG. Although FIG. 6 illustrates the photoconductor drum 222a as a representative because of the side sectional view, the photoconductors 222b to 222d have the same configuration. Further, since the constituent members of each image station are common, (a) to (d) described after the member numbers are omitted.
6, only the photosensitive drum 222a in the process unit 2 in which the image station Pa (FIG. 1) is unitized is illustrated, and illustration and description of other chargers, developing devices, cleaning devices, and the like are omitted. .
[0060]
The cylindrical photosensitive drum 222a has flanges 4a to 4b fixed to both ends, and a shaft 6 penetrates the center of the photosensitive drum 222a in the longitudinal direction through the drum flanges 4a to 4b. The positioning of the photoreceptor 222a in the main body of the copying machine 1 (FIG. 1) is performed by passing the shaft 6 therethrough.
[0061]
The process unit 2 is installed in the process unit support frame 3, and when replacing the unit due to the life of the photosensitive drum 222a or the like, the process unit 2 is pulled out from the copying machine 1 and then replaced. After replacing the process unit 2 with a new process unit, the process unit support frame 3 is mounted again on the copying machine 1 main body.
[0062]
Next, the configuration of the main unit on which the process unit support frame 3 is mounted will be described. The driving force of the motor 7 in the drive unit DU is transmitted to the shaft 6 via the motor gear 8 and the shaft gear 9.
The shaft 6 is provided inside the apparatus main body 1 by a bearing 10A (including a bearing) fixed to the rear frame 14 of the apparatus main body 1 via the holding block 5 and a bearing 10B held by the frame FL of the drive unit DU. It is installed to rotate.
[0063]
A flywheel 17 for stabilizing the rotation of the photoconductor 222a is supported by a support portion 13 at a right end 6R of the shaft 6 as viewed in FIG. Stable rotation is compensated to some extent.
In addition, the holding block 5 is configured so that the axis of the shaft 6 and the axis of the process unit 2 are the same by performing positioning by fitting with the process unit 2 as well as the shaft 6. ing.
[0064]
That is, in the present embodiment, the holding block 5 is formed into a cylindrical shape in accordance with the outer shape of the shaft 6, so that the axis of the shaft 6 and the axis of the process unit 2 and the axis of the holding block 5 are aligned. The concentricity is easily realized, and the blur caused by the displacement of the axis between the shaft 6 and the process unit 2 is eliminated.
[0065]
Next, a procedure for attaching the process unit 2 to the main device will be described.
The process unit 2 fits an opening-shaped connection portion 3R formed on the back side (the right side in FIG. 6) of the process unit support frame 3 to the projection 5A of the holding block 5 supported by the back frame 14, and Positioning is performed by fixing the connection portion 3F on the front side (left side in FIG. 6) of the process unit support frame 3 to the front frame 12 of the apparatus main body 1 using the fixing screw 11.
[0066]
The photosensitive member 222a is positioned such that the shaft 6 penetrates through the inside of the photosensitive member 222a in the rotation axis direction, and the distal end portion 6F of the shaft 6 is engaged with a bearing 10C provided on the front side of the process unit support frame 3. Is held.
[0067]
Next, a description will be given, with reference to FIG. 7, of a phase adjustment stop control operation of the photosensitive drum when only some of the image stations are used, for example, when black and white copying is performed. When black and white copying is performed by the image forming apparatus, only the image station Pa having the photosensitive drum 222a for forming a black image may be used. Therefore, since the image stations Pb to Pd having the remaining photosensitive drums 222b, 222c, and 222d do not need to be used, these photosensitive drums are not driven to rotate and are stopped.
[0068]
However, if the photoconductor drums 222b to 222d that are not rotationally driven are present, both of them are abnormally worn due to the rubbing with the rotating transfer / conveying belt 216. Therefore, as shown in FIG. The photosensitive drums 222b to 222d are stopped from rotating.
[0069]
The separation between the photosensitive drums 222b to 222d and the transfer conveyance belt 216 is realized by supporting the drive roller 214 of the transfer conveyance belt 216 downward and the driven roller 215 slightly upward. The separating unit is not limited to the above-described unit, and may be a unit that moves the photosensitive drums 222b to 222d upward without moving the transfer / conveying belt 216, for example.
[0070]
The photosensitive drums 222b to 222d whose rotation is stopped are locked by energizing the separately provided pulse motor 7 and exciting them to generate a holding torque. This prevents the drum from shifting and ensures the phase state when the rotation is stopped.
[0071]
As shown in FIG. 7, the photosensitive drums 222b to 222d in the above-mentioned stopped state include a position where the photosensitive member 222b is advanced by 60 degrees, a position where the photosensitive member 222c is advanced by 120 degrees, and a position where the photosensitive member 222d is advanced by 180 degrees. The rotation position is kept shifted by the set phase.
[0072]
The method of locking the photosensitive drum is not the lock by the excitation of the driving pulse motor 7, but an electromagnetic brake provided in the drive unit DU so as to cover the circumferential direction of the shaft 6 as shown in FIG. 20 or another mechanical lock mechanism (not shown) may be used.
[0073]
The photosensitive drum 222a to form areas of black and white images, the pulse by the motor 7 is driven rotated image is formed, the formed image is transferred onto the transfer medium P image forming process after the end, sensor Sl during rotation As a result, the reference mark Q of the photosensitive drum 222a is detected, and the photosensitive drum 222a is stopped in a preset phase state. At this time, since the photoconductor drums 222b to 222d that have stopped rotating maintain the predetermined phase state, all the photoconductors 222a to 222d match the preset phase state, and the next copy is performed. Even if a color image is formed, an operation for forming a good color image without color shift can be started immediately.
[0074]
Therefore, in an image forming apparatus capable of performing color copying and black-and-white copying, during frequent black-and-white copying, the rotational phase control of the photosensitive drums 222a to 222d can be performed without operating all the photosensitive drums. It is possible to prevent the life of the photosensitive drums 222b to 222d from being shortened due to useless rotation and wasteful energy consumption. Further, the rotation phase control can be simplified and the execution time can be shortened.
Although the present embodiment has been described for the case of forming a black-and-white image, the transfer / transport belt 216 for carrying / transferring the transfer medium P can be separated for each photoconductor, so that the transfer / transfer belt 216 can be separated only at the time of monochrome image formation. Similarly, in the formation of one-color images such as yellow, magenta, and cyan, and the formation of two-color images such as red, green, and blue, similarly, the photosensitive drums that are not used are stopped and the photosensitive drums that are used are stopped. Needless to say, stop control for stopping the rotation phase and the predetermined state can be performed.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the image carrier not used for image formation is maintained in the rotation stopped state, and the rotation phase of only the image carrier used for image formation is used for the image formation. In order to match the phase state of the image carrier that has not been performed, it is not necessary to rotate the image carrier not used for image formation only to adjust the rotational phase, so that control can be simplified and the time required for positioning can be shortened. It is possible to reduce unnecessary operation as much as possible and extend the life of the image carrier and the like.
[0077]
In addition, when the image carriers are stopped (when the image forming apparatus is stopped), the rotation phases of all the image carriers are matched, so that a plurality of image carriers for the next full-color image formation or the like are simultaneously operated. Image formation can be started immediately without performing control to match the rotational phase state of the image carrier at the start of image formation to be used.
[0078]
Further, in order to maintain and lock the image carrier which is not used for image formation by the driving means by, for example, a locking means or the like, the image forming apparatus does not perform image formation due to external force such as vibration of the apparatus while the image forming apparatus is operating. It is possible to prevent the image carrier from rotating. Therefore, the phase relationship between the image carriers not used for image formation can be maintained in accordance with the predetermined state, so that only the image carrier on which the image is formed is rotated to lock the phase of the image carrier. By adjusting to the state, an accurate rotational phase state can be formed.
[0079]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to generate a holding torque by energizing and exciting a motor of a driving unit that drives an image carrier that does not perform image formation, thereby preventing rotation movement due to external force, The rotation of the image carrier can be easily and inexpensively realized without the need for a mechanical member for mechanically locking the image carrier.
[0080]
According to the third aspect of the present invention, the pulse motor generates a holding torque by being energized and excited, and can be easily locked without rotating at a certain position, and can be easily locked by an external force of the image carrier that does not perform image formation. Rotational movement can be prevented.
In addition, the pulse motor can perform high-precision rotation in an open loop according to the set driving pulse signal, and can easily position the motor at the set rotation position. Therefore, the unused image carrier can be securely locked, and the image carrier used for image formation can be accurately and easily positioned so that the rotational phase of the unused image carrier becomes a predetermined phase state. Can be.
In addition, by using a pulse motor, a high-precision rotation operation can be realized in an open loop while the rotation phase of the image carriers is in a predetermined state when all the image carriers are operating.
[0081]
According to the fourth aspect of the present invention, the image carrier whose rotation has been stopped is partially rubbed with the carrier by separating the carrier and the image carrier not used for image formation. As a result, it is possible to prevent a part of the surface from being significantly worn to prevent image formation failure and to prolong the life thereof.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a rotational phase relationship between photosensitive drums arranged in parallel according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an operational explanatory diagram showing an overlapping state of image formation according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram for controlling rotation stop positions of a plurality of photosensitive drums according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a time chart showing rotation stop positions of a plurality of photosensitive drums according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of a photosensitive drum supporting portion of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a functional explanatory diagram showing a plurality of photosensitive drums and a transfer belt during black and white copying according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a rotation phase relationship of each photosensitive drum arranged in parallel according to the related art.
[Explanation of symbols]
1 Image Forming Apparatus 216 Transfer Conveying Belts 222a to 222d Photoconductor Drum M Motor Q Reference Mark CON Control Units G1 to G4 Drive Gears S1 to S4 Sensor

Claims

First and second image carriers having the same peripheral length and sequentially provided from the upstream side to the downstream side of the recording medium transport path ;
First and second driving means for rotating and stopping the first and second image carriers;
A first reference mark indicating a reference position of rotational drive unevenness of the first image carrier due to periodic drive unevenness of a drive system of the first drive unit;
A second reference mark indicating a reference position of rotational drive unevenness of the second image carrier due to periodic drive unevenness of the drive system of the second drive unit;
First and second detecting means for detecting the first and second reference marks,
The first, based on a detection result of the second detecting means, and a first, phase control means for performing phase matching rotation stop control of the second image bearing member,
The phase matching rotation stop control includes a first stop position of the first reference mark with respect to a transfer position of the first image carrier, and a second reference mark with respect to a transfer position of the second image carrier. A phase shift X is provided between the first and second image carriers to stop the first and second image carriers;
The relationship between the distance L between the first and second transfer positions and the phase shift X is
L = perimeter of first or second image carrier × (360−X) degrees / 360 degrees
age,
When stopping the rotating first and second image carriers, the phase control unit may include:
A second fiducial mark detecting step of detecting the second fiducial mark of the second image carrier located on the downstream side by the second detecting means;
A first fiducial mark detecting step of detecting the first fiducial mark of the first image carrier located on the upstream side by the first detecting means after the second fiducial mark detecting step;
Obtaining a detection time from the detection of the second reference mark to the detection of the first reference mark;
Detecting a correction amount for matching the detection time with a time corresponding to the phase shift X;
Stopping the first driving means after a first margin time has passed since the detection of the first reference mark;
Stopping the second driving means after a second margin time obtained by adding the correction amount to the first margin time from the time of detecting the first reference mark;
The first and second driving units maintain the first and second image carriers not used for image formation in a rotation stopped state,
The phase control means, at the end of image formation, the image carrier used for the image formation at a position where the rotation phase state with the image carrier in a rotation stopped state without performing the image formation is the phase shift X. images forming device, characterized in that stopping.

First and second image carriers having the same peripheral length and sequentially provided from the upstream side to the downstream side of the recording medium transport path;
First and second driving means for rotating and stopping the first and second image carriers;
A first reference mark indicating a reference position of rotational drive unevenness of the first image carrier due to periodic drive unevenness of a drive system of the first drive unit;
A second reference mark indicating a reference position of rotational drive unevenness of the second image carrier due to periodic drive unevenness of the drive system of the second drive unit;
First and second detecting means for detecting the first and second reference marks,
Phase control means for performing phase adjustment rotation stop control of the first and second image carriers based on the detection results of the first and second detection means,
The phase matching rotation stop control includes a first stop position of the first reference mark with respect to a transfer position of the first image carrier, and a second reference mark with respect to a transfer position of the second image carrier. A phase shift X is provided between the first and second image carriers to stop the first and second image carriers;
The relationship between the distance L between the first and second transfer positions and the phase shift X is
L = perimeter of first or second image carrier × (360−X) degrees / 360 degrees
age,
When stopping the rotating first and second image carriers, the phase control unit may include:
A second fiducial mark detecting step of detecting the second fiducial mark of the second image carrier located on the downstream side by the second detecting means;
Detecting the first reference mark of the first image carrier positioned upstream by the first detection unit after the second reference mark detection step;
Obtaining a detection time from the detection of the second reference mark to the detection of the first reference mark;
Detecting a correction amount for matching the detection time with a time corresponding to the phase shift X;
Stopping the first driving means after a first margin angle rotation from the time of detecting the first reference mark;
Stopping the second driving means after a second margin angle rotation in which the correction amount is added to the first margin angle from the time of detecting the first reference mark;
The first and second driving means maintain an image carrier not used for image formation in a rotation stopped state,
The phase control means, at the end of image formation, the image carrier used for the image formation at a position where the rotation phase state with the image carrier in a rotation stopped state without performing the image formation is the phase shift X. An image forming apparatus to be stopped .

It said first, second drive means, an image forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the maintaining the rotation stopped state of the image carrier is not used for image formation by energizing the motor.

Said image bearing member which is not used for image formation, the image forming apparatus according to claim 1, wherein that the conveyance carrier for conveying a recording medium and a non-contact.