JP2007116627A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント動作時と同一の転送クロック周波数で、レジ検知時に必要なサンプリング周期を確保することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】シリアル通信により情報を受信する第１の基板と、該シリアル通信により情報を送信する第２の基板とを有する画像形成装置において、前記第１の基板が前記シリアル通信の転送ビット数を指定し、プリント動作時に転送される前記シリアル通信の転送ビット数と、プリント動作に先立って、若しくはプリント動作の間に行われる画像調整動作時に転送される前記シリアル通信の転送ビット数が異なることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式等を採用した画像形成装置に関し、特に画像形成装置内に配置された複数の基板が、シリアル通信で結ばれた構成を持つ画像形成装置に関するものである。

画像形成装置内には、様々な電気的負荷が存在し、そのうちの情報入力手段であるセンサにも種々のものがある。例えば、メカ的なフラグを組み合わせて紙の有無、搬送中の紙の先後端を検知するか、或は、給紙カセットやドアの開閉等の装置の状態を検知するフォトインタラプタ、搬送されてきた転写紙がＯＨＰかどうかを判別するＯＨＰセンサ、定着ローラの温度、環境温度／湿度を検知する温度センサや湿度センサ、カラー機において、各色のレジストレーションを合わせるために、感光体上や中間転写体上のトナー像を検知するレジ検知センサ等である。

従来、画像形成装置内で、これらのセンサは主たる制御基板であり、マイコンの実装されたメイン制御基板に図２のように直接接続され、センサからの束線を接続するコネクタや、センサの受け回路がメイン制御基板上で大きな面積を占めていた。このように構成された例としては、特許文献１のレジ検知センサの制御回路がある。この例では、レジ検知センサの受け回路である受光回路とその信号をサンプリングするパターン幅整形部とパターン幅、位置格納部が同一ユニット（基板）上に配置され、パターン幅整形部とパターン幅、位置格納部とＣＰＵがバスにより接続されている。

或は、図３のようにこれらのセンサのうちマイコンがセンサの情報を受け取る周期（サンプリング周期）が長いものについては、負荷制御基板（サブ基板）にセンサの受け回路を実装して、それらのセンサからの束線をサブ基板に接続し、メイン制御基板とサブ基板間をシリアル通信で接続することで、コスト高な多層基板が使用され勝ちなメイン制御基板の面積を減らすと共に、サブ基板をセンサに近い位置に配置することで、センサ束線の這い回しを減らして、ノイズ等に強い構成を採ることが行われてきた。
特開２００３−１２２０８２号公報

しかしながら、従来のシリアル通信の構成では以下のような問題が発生した。

１）低速のシリアル通信を使用した場合、全てのセンサ入力情報をシリアル通信で送ることができないため、高速な信号は個々にパラレルで転送する必要があった。

２）高速のシリアル通信を使用した場合、全てのセンサ入力情報を送ることができるが、シリアル通信の転送クロックが速くなり過ぎるため、外来ノイズや静電気に弱くなって誤動作したり、放射ノイズが大きくなるといった問題があった。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とする処は、プリント動作時と同一の転送クロック周波数で、レジ検知時に必要なサンプリング周期を確保することができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、シリアル通信により情報を受信する第１の基板と、該シリアル通信により情報を送信する第２の基板とを有する画像形成装置において、前記第１の基板が前記シリアル通信の転送ビット数を指定し、プリント動作時に転送される前記シリアル通信の転送ビット数と、プリント動作に先立って、若しくはプリント動作の間に行なわれる画像調整動作時に転送される前記シリアル通信の転送ビット数が異なることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１の基板がマイコンを有することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第２の基板にセンサが接続されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第２の基板にレジ検知センサが接続されていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、プリント動作時の前記シリアル通信の転送ビット数が、画像調整時の転送ビット数に比較して大きいことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、プリント動作時の前記シリアル通信の転送ビット数と画像調整時の転送ビット数の指定を、前記第１の基板から出力されるロード信号により行うことを特徴とする。

本発明によれば、複数のセンサが接続されたサブ基板とそのセンサの情報をシリアル通信により受けるメイン制御基板から成る構成において、プリント動作時には、多数のセンサの入力情報を転送する必要があるが、メイン基板のマイコンがそれらの情報を必要とするサンプリング周期が大きいため、その分シリアル転送のビット数を多くした上で、転送頻度を下げて（サンプリング周期を長くして）シリアル通信し、一方、画像調整動作時のレジ検知動作のように、転写材の搬送が行われないため、紙検知センサ等の情報を必要としない場合は、シリアル転送のビット数を少なくした上で、転送頻度を上げて（サンプリング周期を短くして）シリアル通信し、プリント動作時と同一の転送クロック周波数で、レジ検知時に必要なサンプリング周期を確保することができる。

更に、プリント動作時と画像調整時にサブ基板がメイン制御基板に転送すべきビットの指定が、メイン制御基板が出力するＬＯＡＤ信号によって可能であるため、メイン制御基板とサブ基板の間で特別な信号を用意しなくても、画像形成装置の動作状態に応じて、メイン制御基板側で転送するビット数の変更制御が可能となる。

以下に本発明に係る画像形成装置の一例として複数の画像形成手段を並列に配置したタンデム型のカラー画像出力装置に適用した場合の実施形態を具体的に説明する。

図１において、画像形成装置１は電子写真方式で、複数の画像形成手段を並列に配置した所謂タンデム型のカラー画像出力装置として構成されている。

図１に示すカラー画像形成装置１は、画像読取部１ａと画像出力部１ｂから成り、該画像読取部１ａはプラテンガラス１ｃ上に載置されるか若しくは図示しない自動原稿送り装置により搬送される原稿の原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部１ｂに送る。

画像出力部１ｂは大別して、画像形成手段であってそれ等の構成が同一である４つのステーションａ，ｂ，ｃ，ｄが並設された画像形成部１０、給送カセット２１ａ，２１ｂ及び手差しトレイ２７に収容された転写材Ｐを給送する給送ユニット２０、ステーションａ，ｂ，ｃ，ｄにおいてベルト部材であって中間転写体から成る中間転写ベルト３１に１次転写されたトナー画像を転写材Ｐに二次転写する中間転写ユニット３０、転写材Ｐに二次転写されたトナー画像を定着する定着ユニット４０、中間転写ベルト３１上の残留トナーをクリーニングするクリーニングユニット５０及びこれ等の各ユニットを総合的に制御するメイン制御基板６０及びサブ基板６６等を有して構成される。

画像形成部１０では、像担持体としての感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがその中心で軸支され、図１の矢印方向に回転駆動される。感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向して、その回転方向に一次帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、光学系１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、折り返しミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ、現像装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが配置されている。

先ず、一次帯電器１２ａ〜１２ｄにより感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与えた後、光学系１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調した例えばレーザービーム等の光線を感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。

更に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色の現像剤（以下、これを「トナー」と呼ぶ）をそれぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって各色のトナーを供給して上記静電潜像を顕像化する。

顕像化された可視画像を中間転写体となる中間転写ベルト３１に転写する１次転写領域Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄの下流側では、クリーニング装置１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにより転写材Ｐに転写されずに感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残された残留トナーを掻き落として各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面の清掃を行う。以上に示した画像形成プロセスにより各色トナーによる画像形成が順次行われる。

給送ユニット２０は、転写材Ｐを収納するための給送カセット２１ａ，２１ｂ及び手差しトレイ２７、該給送カセット２１ａ，２１ｂ若しくは手差しトレイ２７から転写材Ｐを１枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６、各ピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６から送り出された転写材Ｐをレジストローラ対２５まで搬送するための給送ローラ対２３及び給送ガイド２４、そして、画像形成部１０の画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを２次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ対２５を有して構成される。

給紙ユニット内には、転写材がピックアップできたかどうかを検知する給紙センサ１０２と縦パス上の紙の遅れ量を検知する縦パスセンサ１０３、レジローラの手前にレジローラへの到達タイミングを検出するレジ前センサ１０１、転写材がＯＨＰかどうかを検出するＯＨＰセンサ１０４があり、図示していないが、カセット有無センサ、紙有無センサ、紙残量検知センサ、カセットサイズ検知スイッチを有する。

次に、中間転写ユニット３０の構成について詳細に説明する。

ベルト部材となる中間転写ベルト３１は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）等により構成され、中間転写ベルト３１に回転駆動力を伝達する駆動ローラ３２、図示しないバネ等の付勢によって中間転写ベルト３１に適度な張力を与えるテンションローラ３３、中間転写ベルト３１を挟んで２次転写領域Ｔｅに対向する従動ローラ３４に巻回して張架される。又、中間転写ベルト上に形成された画像ずれ検知用パターンを読み取るためのレジ検知センサである光センサ２ａ，２ｂが、ステーションａの下流に配置されている。

中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２とテンションローラ３３との間に１次転写平面Ａが形成される。

駆動ローラ３２は、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（例えば、ウレタンゴムやクロロプレンゴム）をコーティングして中間転写ベルト３１とのスリップを防いでいる。又、駆動ローラ３２は、図示しないパルスモータによって回転駆動される。

各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する１次転写領域Ｔａ〜Ｔｄで該中間転写ベルト３１の裏面側には１次転写用帯電器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが配置されている。

中間転写ベルト３１を介在して従動ローラ３４に対向して２次転写ローラ３６が配置されており、該中間転写ベルト３１とのニップ部によって２次転写領域Ｔｅが形成されている。

２次転写ローラ３６は、ベルト部材であって中間転写体となる中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。又、中間転写ベルト３１上で２次転写領域Ｔｅよりも中間転写ベルト３１の回転方向下流側には、該中間転写ベルト３１上の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングユニット５が設けられている。

クリーニングユニット５０は、中間転写ベルト３１表面に当接するクリーニングブレード５１及び該クリーニングブレード５１により掻き取られた残留トナーを収納する廃トナーボックス５２が設けられている。

定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーター等の熱源を備えた定着ローラ４１ａと、該定着ローラ４１ａに加圧される加圧ローラ４１ｂ（尚、該加圧ローラ４１ｂにも熱源を備える場合もある）及び上記ローラ対４１ａ，４１ｂのニップ部へ転写材Ｐを導くための搬送ガイド４３、定着ユニット４０の熱を内部で閉じ込めるための定着断熱カバー４６，４７、又、上記ローラ対４１ａ，４１ｂから排出されてきた転写材Ｐを更に画像形成装置１の外部に導き出すための内排出ローラ対４４、外排出ローラ対４５、機外に排出された転写材Ｐを積載する排出トレイ４８等を有して構成される。

二次転写領域から定着にかけては、図示していないが、二転巻き付き検知センサ、定着入り口センサ、内排紙センサ等の紙検知センサとともに、定着の温度を検知するためのサーミスタ等を有する。

画像形成装置本体には、図示していないが、本体のドアの開閉状態を検知するドア検知センサ（フォトインタラプタ）が存在する。

メイン制御基板６０は、詳しくは図９に示すように、上記各ユニット内の機構の動作を制御するためのＣＰＵ（中央演算装置）６１やＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）６２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）６３、モータドライバ部６４、シリアルデータをパラレルに変換するシリアル／パラレル回路６５、レジ検知センサのパターン幅整形部２９及びパターン幅／位置格納部（レジスタ）３７等を有しており、サブ基板６６にはフォトインタラプタの複数の受け回路６７と、詳しくは後述するレジ検知センサの受光回路１７、パラレル入力信号をシリアルに変換するパラレル／シリアル回路６８等を有して構成される。本実施の形態の構成では、サブ基板６６には給送ユニット部とその付近のセンサ及びスイッチが接続されており、具体的なセンサとその信号数（ビット数）を挙げると、
給紙センサ１０２：２ケ⇒２ビット
縦パスセンサ１０３：２：⇒２ビット
レジ前センサ１０１：１ケ⇒１ビット
ＯＨＰセンサ１０４：２ケ⇒２ビット
カセット有無センサ：２ケ⇒２ビット
紙有無センサ：３ケ⇒３ビット
紙残量検知センサ：４ケ⇒４ビット
カセットサイズ検知スイッチ：８ケ⇒８ビット
レジ検知センサ：２ケ⇒２ビット
計 ２６ビット
である。

次に、画像形成装置１のプリント動作について詳細に説明する。図９に示すＣＰＵ６１は、カセット有無センサ、紙有無センサ、紙残量センサ、カセットサイズ検知スイッチからの入力情報により、プリント動作待ちの状態では、給紙可能な紙を常に把握している。又、プリント動作中においても、動作中の紙の残量や紙の有無、ユーザーのカセット操作の状態を把握するため、これらの入力情報を常に把握している。

これらのセンサやスイッチからの入力は前記したようにサブ基板６６に接続され、受け回路を通った信号がパラレル／シリアル回路６８に入力され、パラレル信号がシリアル信号に変換されて、シリアル通信６９を使用してメイン制御基板６０に転送される。メイン制御基板６０では、シリアル／パラレル回路６５により、シリアル通信６９に載せられたセンサ入力情報がパラレル信号に変換され、それをＣＰＵ６１がバスを通して定期的に読むことで、入力情報を把握する。

ＣＰＵ６１から画像形成動作開始信号が発せられると、選択された転写材Ｐの用紙サイズ等により選択された給送手段から給送動作を開始する。

例えば、図１に示す上段の給送手段から給送された場合について説明すると、先ず、ピックアップローラ２２ａにより給送カセット２１ａから転写材Ｐが１枚ずつ送り出される。ここで、給紙センサ１０２で紙が検知されない場合、転写材のピックアップに失敗したと判断して、再度給紙動作を行うリトライ動作を行う。そして、給送ローラ対２３によって転写材Ｐが給送ガイド２４の間を案内されてレジストローラ対２５まで搬送される。縦パスセンサ１３は、転写材の先端の検知を行い、予定されたタイミングより転写材の到達が遅れている場合は、転写材搬送ローラの回転速度を速くしてタイミングの調整を行う。

転写材がレジストローラ対２５まで搬送された時には、レジストローラ対２５は、停止されており、転写材Ｐ先端はレジストローラ対２５のニップ部に突き当たる。レジストローラの手前には、レジ前センサ１０１があり、このセンサ１１が転写材の先端を検知してから、所定量だけ給送ローラを駆動して止めることで、レジストローラ手前で転写材が形成するループ量を一定にする。

その後、画像形成部１０が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ対２５は回転を始める。

ここで、レジストローラ対の手前には図示していないがＯＨＰセンサが存在し、転写材ＰがＯＨＰである場合に画像形成条件を変更する。

レジストローラ対２５の回転時期は、画像形成部１０により中間転写ベルト３１上に１次転写されたトナー画像と転写材Ｐとが２次転写領域Ｔｅにおいて丁度一致するようにその回転タイミングが設定されている。

一方、画像形成部１０では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述した画像形成プロセスにより中間転写ベルト３１の回転方向において最上流側にある感光体ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が高電圧が印加された１次転写用帯電器３５ｄによって１次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に１次転写される。

１次転写されたトナー画像は次の１次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは各画像形成部１０間をトナー画像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前のトナー画像の上にレジストを合わせて次のトナー画像が転写される。以下も同様の工程が繰り返され、結局、４色のトナー画像が順次、中間転写ベルト３１上において１次転写される。

その後、転写材Ｐが２次転写領域Ｔｅに進入して中間転写ベルト３１に接触すると、転写材Ｐの通過タイミングに合わせて２次転写ローラ３６に高電圧を印加させる。

そして、前述した画像形成プロセスにより中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー画像が転写材Ｐの表面に転写される。その後、転写材Ｐは搬送ガイド４３によって定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂとのニップ部まで正確に案内される。

そして、これ等のローラ対４１ａ，４１ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が転写材Ｐの表面に定着される。その後、転写材Ｐは、内外排出ローラ対４４，４５により搬送されて機外に排出され、排出トレイ４８上に積載される。

以上、本実施の形態における、画像形成装置のプリント動作を説明してきたが、ここで、プリント動作時のメイン制御基板６０とサブ基板６６のシリアル通信６９について図１１（ａ），（ｂ）を使用して説明する。

図１１（ａ）は本シリアル通信で使用される信号を示す。ＬＯＡＤ信号は、メイン制御基板６０のシリアル／パラレル回路６５が出力する、転送の開始と終了を制御する信号であり、ＣＬＫ信号はシリアル転送を行うための同期クロックであり、メイン制御基板６０とサブ基板６６のどちらが出力しても構わないが、本実施の形態ではシリアル／パラレル回路６５が出力している。

ＤＡＴＡ信号は、サブ基板のパラレル／シリアル回路６８が出力する信号であり、サブ基板６６に接続されたセンサやスイッチからの入力情報をシリアルに変換して転送する。サブ基板はＬＯＡＤ信号が”Ｌ”になると、クロックの立ち上がりに同期して、Ｂｉｔ１に割り当てられたものから順に、ＤＡＴＡ信号上にデータを送出する。本実施の形態では、Ｂｉｔ１と２にレジ検知センサの入力情報が割り当てられており、最初にこれらの信号が送出される。

ＣＬＫ信号の周波数は２０ｋＨｚであり、周期にすると５０μＳである。プリント動作時は、図１１（ｂ）にあるように、サブ基板６６に接続された全てのセンサの入力情報をメイン制御基板６０に転送するため、２６ｂｉｔのデータ転送に掛かる２６クロックの時間と、各転送の間にＬＯＡＤ信号がＨｉになる１クロックを足して２７クロックの転送周期となり、２６クロックの長さのＬＯＡＤ信号がメイン制御基板６０上のシリアル／パラレル変換回路６５から出力される。

即ち、５μＳ×２７クロック＝１３５０μＳが各センサの情報がメイン制御基板６０に伝わるサンプリング周期となるが、メイン制御基板６０では、ＣＰＵ６１がバスを通して、１３５０μＳかそれ以上の周期でこれらの情報をシリアル／パラレル回路６５から読み出して使用する。プリント動作中にメイン制御基板６０のＣＰＵ６１が使用する、サブ基板６６に接続されたセンサの情報とは、転写材の有無／種類や搬送中の転写材の先後端を検知するフォトインタラプタやＯＨＰセンサであったり、紙の有無やカセットの状態を検知するセンサ（フォトインタラプタ）であり、サンプリング周期が長くても問題の無いものである。例えば、転写材の搬送速度が１００ｍｍ／ｓであった場合、１３５０μＳで転写材が移動する距離は０．１３５ｍｍという値であるため、転写材の位置を把握するためのサンプリングの分解能としては十分であることが分かる。

メイン制御基板６０上のシリアル／パラレル回路６５を図１４（ａ），（ｂ）を使用して説明する。

カウンタ／ラッチパルス回路１４１は、ＬＯＡＤ信号が”Ｌ”の間、カウント動作を行い、カウント値に応じたラッチパルス１〜ラッチパルス２６を発生する。ラッチ回路１（１４０２）、ラッチ回路２（１４０３）〜ラッチ回路２６（１４２７：図示せず）はトランスペアレントラッチ回路であり、ラッチイネーブル信号ＬＥとデータ入力Ｄ、データ出力Ｑを持ち、各ラッチパルスとＤＡＴＡが入力され、対応するデータがラッチされ、ラッチデータ１〜ラッチデータ２６として出力される。これらのラッチデータは、シリアル／パラレル回路６５内で、メイン制御基板６０上のＣＰＵ６１が読み取ることが可能なレジスタとして展開され、周期的にＣＰＵが読み出して使用するとともに、ラッチデータ１及び２はパラレルデータとしても出力され、パターン幅整形部２９に入力される。

次に、画像調整動作時に行われるレジストレーション補正動作について図４〜図９を用いて説明する。

ＣＰＵ６１からの指示でレジストレーション補正動作が始まり、画像ずれ検知用パターン３を検知すると、図４に示すレジ検知センサである光センサ２ａ，２ｂ及び図５に示す受光回路１７によって電気信号に変換されて、サブ基板６０上のパラレル／シリアル回路６８に入力され、パラレル信号がシリアル信号に変換されて、シリアル通信６９を使用してメイン制御基板６０に転送される。メイン制御基板６０では、シリアル／パラレル回路６５により、シリアル通信６９に載せられたセンサ入力情報がパラレル信号に変換され、これがパターン幅整形部２９に入力される。

図４は光センサ２ａ，２ｂが中間転写ベルト３１上の画像ずれ検知用パターン３を検知する様子を示したものであり、画像ずれ検知用パターン３をＬＥＤ４ａとフォトトランジスタ４ｂ等の発光素子、受光素子から成る光センサ２ａ，２ｂで読み取る。この光センサ２ａ，２ｂは、プロセス方向と直交する方向に所定の距離をおいて２組み配置されており、画像ずれ検知用パターン３もこの光センサ２ａ，２ｂ上を通過するように形成される。

尚、中間転写ベルト３１には光センサ２ａ，２ｂ内の発光素子となるＬＥＤ４ａが照射する光（例えば赤外光）の反射率が画像ずれ検知用パターン３の反射率に比べて大きい材質のものを使用しており、この反射率の違いにより画像ずれ検知用パターン３のパターン検知を可能としている。

図５はＬＥＤ４ａから照射された光が画像ずれ検知用パターン３若しくは中間転写ベルト３１に反射し、その反射光を受光素子となるフォトトランジスタ４ｂが受光した際の出力信号を電気信号に変換する受光回路１７を示す。

図４及び図５において、光センサ２ａ，２ｂにより中間転写ベルト３１の部位を検知すると反射光量が大きいためフォトトランジスタ４ｂには光電流が多く流れて、抵抗器５で電流／電圧変換され、抵抗器６，７，８とオペアンプ９で増幅される。

一方、光センサ２ａ，２ｂにより画像ずれ検知用パターン３を検知すると反射光量が小さいためフォトトランジスタ４ｂには中間転写ベルト３１の部位に比べて少ない光電流が流れ、同様に抵抗器５で電流／電圧変換され、抵抗器６，７，８とオペアンプ９で増幅される。

中間転写ベルト３１の部位→画像ずれ検知用パターン３→中間転写ベルト３１の部位の順番で受光回路１７が反射光を検知した様子を図６に示す。

図６において、光センサ２ａ，２ｂにより中間転写ベルト３１を検知した転写ベルト検知レベルＶａと、画像ずれ検知用パターン３を検知したパターン検知レベルＶｂとの中間に閾値レベルＶｔを設定する。

この閾値レベルＶｔは図５に示す可変抵抗器１８により設定され、フォトトランジスタ４ｂを流れる光電流が、電流／電圧変換されてオペアンプ９から出力された電圧値と、可変抵抗器１８により設定された閾値レベルＶｔの電圧値とをコンパレータ１９により比較することで、図６に示すパターン検知出力２８を作り出すことができる。

ここで、画像調整動作時に行われるレジストレーション補正動作時のメイン制御基板６０とサブ基板６６のシリアル通信６９について図１１（ｃ）を使用して説明する。

ＬＯＡＤ信号、ＣＬＫ信号、ＤＡＴＡ信号はプリント動作時と同じ意味の信号であるが、メイン制御基板が出力するＬＯＡＤ信号の長さが異なる。ＣＬＫ信号の周波数はプリント動作時と同様に２０ｋＨｚであり、周期にすると５０μＳである。レジストレーション補正動作時は、図１１（ｃ）にあるように、サブ基板に接続されたレジ検知センサ２ａ，２ｂの入力情報がメイン制御基板６０に転送される。そのため、２ｂｉｔのデータ転送に掛かる２クロックの時間と、各転送の間にＬＯＡＤ信号がＨｉになる１クロックを足して３クロックの転送周期になる。即ち、５０μＳ×３クロック＝１５０μＳが各センサの情報がメイン制御基板６０に伝わるサンプリング周期となる。

メイン制御基板６０では、シリアル／パラレル回路６５を通ることで、パラレル信号となったレジ検知センサ２ａ，２ｂの出力信号がパターン幅整形部２９に入力される。ここで、レジストレーション補正動作時の中間転写ベルトの移動速度が１００ｍｍ／ｓであった場合、１５０μＳで転写材が移動する距離は１５μＳである。つまり、レジ検知センサ２ａ，２ｂの出力信号が、サブ基板６６とメイン制御基板６０の間のシリアル通信により、１５０μＳ（１５μｍ）毎にサンプリングされていることになる。レジストレーション補正動作は各色間の相対位置のずれを補正するものであるが、このずれが大きいと色味の違いとなって知覚されるため、１５０μｍ以下にすることが望ましい。よって、１５μｍ毎のサンプリングにより、各色間のレジのずれをレジ検知センサ２ａ，２ｂで検出することで、最終的に１５０μｍ以下の補正が実現される。

レジストレーション補正動作時のメイン制御基板６０上のシリアル／パラレル回路６５を図１４（ｃ）を使用して説明する。プリント動作時と同様に、カウンタ／ラッチパルス回路１４１は、ＬＯＡＤ信号が”Ｌ”の間、カウント動作を行い、カウント値に応じたラッチパルス１〜ラッチパルス２６を発生する。レジストレーション補正動作時には、ＬＯＡＤ信号が２クロック分しか出力されないため、カウンタは”２”までしかカウントアップせず、ラッチ回路１（１４０２）、ラッチ回路２（１４０３）のみ動作する。よって、図１４（ｃ）のように、１５０μＳ毎にラッチデータ１，２が更新され、それらがパラレルデータとして出力され、パターン幅整形部２９に入力されることで、レジストレーション補正動作に使用される。

パターン幅整形部２９では、図８に示すように、傷や汚れによる受光回路の出力が除去されるよう、ＣＰＵ６１が設定する一定時間Ｔ以上出力が継続したときのみ画像ずれ検知用パターン３であると判別し、パターン幅及びパターン位置をパターン幅、位置格納部（レジスタ）３７で格納する制御を行う。このパターン幅整形部２９とパターン幅、位置格納部３７の制御に関しては詳しくは後述する。

そして、パターン幅、位置格納部３７に格納されたデータに基づいて、各色に相当する各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上でのレジストレーションのずれをＣＰＵ６１とＲＯＭ６３に格納されたテーブル等を用いて計算し、記録されるべき画像信号に電気的補正を行ったり、モータドライバ部６４により各折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを制御するモータを駆動制御してレーザービーム光路中に設けられている各折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを制御し、光路長変化或は光路変化の補正を行っている。

本実施の形態において、画像を形成する複数の画像形成手段となる感光体ドラム１１ａ〜１１ｄは、該感光体ドラム１１ａ〜１１ｄによって形成される各々の画像のずれを補正するための画像ずれ検知用パターン３を形成するパターン形成手段を兼ねている、
次に、図１０を用いてパターン幅、位置格納部（レジスタ）３７におけるデータ格納タイミングを説明する。図７に示すパターン幅整形部２９で得られたパターン幅整形部出力信号に基づきカウンタを動作させ、更にはラッチタイミング信号を生成し、データを格納していく。

例えば、図７に示すような画像ずれ検知用パターン３が図１０に示すような信号で得られた場合、図１３に示すパターン幅、位置格納部３７のＤレジスタにはカウンタ値「０」が格納される。

続いて、Ｅレジスタには「１００」、Ｆレジスタには「１５０」、Ｇレジスタには「１１０」、…と、その後も各レジスタに各カウンタ値データの格納が行われる。これにより、画像ずれ検知用パターン３のパターン幅、更にパターンの間隔を検知することができ、最初に検知した信号からの絶対位置を求めることも可能となる。

次に、上述したパターン検知手段となるパターン幅整形部29の検知結果に基づいて、画像形成手段となる各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄのレジストレーションを補正するレジストレーション補正手段によるレジストレーション補正動作シーケンスを図８のフローチャートを用いて説明する。

図９に示すＣＰＵ６１は、例えば、画像形成装置１の電源投入時や電源を投入してから所定時間後、画像形成が行えるタイミングでレジストレーション補正動作を行う。

レジストレーション補正動作が始まると、図１２に示すステップＳ１で中間転写ベルト３１を回転駆動させ、ステップＳ２で、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄにより該中間転写ベルト３１に対して画像ずれ検知用パターン３の書き込みを開始する。中間転写ベルト３１上に書き込まれた画像ずれ検知用パターン３が光センサ２ａ，２ｂを通過する前にＬＥＤ４ａを点灯させ（ステップＳ３）、ステップＳ４で画像ずれ検知用パターン３の検知動作を開始する。

ステップＳ４では、前述したように、光センサ２ａ，２ｂからの信号を受光回路１７、画像ずれ検知用パターン３のパターン幅を整形するパターン幅整形部29を介すことで傷や汚れ等による誤検知信号を除去し、画像ずれ検知用パターン３のパターン幅や位置をパターン幅、位置格納部（レジスタ）３７に示すレジスタＤ〜Ｓに順次格納する。

ステップＳ５でＬＥＤ４ａを消灯すると共に中間転写ベルト３１の回転駆動を停止し、パターン幅、間隔検知動作を終了してステップＳ６に進み、前記各レジスタＤ〜Ｓに格納されたデータ及びＲＯＭ６３に格納されているテーブル等に基づき記録されるべき画像信号に電気的補正及びレーザービーム光路中に設けられている折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを駆動して、光路長変化或は光路変化の補正を行って、レジストレーション補正動作を終了する。

例えば、図７では画像ずれ検知用パターン３を読み取った場合の該画像ずれ検知用パターン３が格納されている様子を示す。光センサ２ａ，２ｂは画像ずれ検知用パターン３ａを読み取ることで得られる画像ずれ検知用パターン出力を基に画像ずれ検知用パターン３ａの位置データ及び幅データをレジスタＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇに格納する。

同様に、光センサ２ａ，２ｂが各画像ずれ検知用パターン３ｂ〜３ｄを読み取ることで得られる画像ずれ検知用パターン出力を基に画像ずれ検知用パターン３ｂ〜３ｄの位置データ及び幅データを各レジスタＨ〜Ｓにそれぞれ格納する。

本発明に係る画像形成装置の断面図である。 画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 光センサが中間転写ベルト上の画像ずれ検知用パターンを検知する様子を示す図である。 反射光を受光素子となるフォトトランジスタが受光した際の出力信号を電気信号に変換する受光回路を示す図である。 受光回路が反射光を検知した様子を示す図である。 画像ずれ検知用パターン３を示す図である。 パターン幅整形部における画像ずれ検知用パターンの判別とそれに伴う制御を示す図である。 画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 パターン幅、位置格納部（レジスタ）におけるデータ格納タイミングを示す図である。 画像調整動作時に行われるレジストレーション補正動作時のメイン制御基板とサブ基板のシリアル通信を示す図である。 レジストレーション補正動作を説明するフローチャートである。 画像ずれ検知用パターン読み取りデータを示す図である。 メイン制御基板上のシリアル／パラレル回路の構成と動作を説明する図である。

符号の説明

１ カラー画像形成装置
１０ 画像形成部
２０ 給送ユニット
３０ 中間転写ユニット
４０ 定着ユニット
５０ クリーニングユニット
６０ メイン制御基板

Claims (6)

1. シリアル通信により情報を受信する第１の基板と、該シリアル通信により情報を送信する第２の基板とを有する画像形成装置において、
   前記第１の基板が前記シリアル通信の転送ビット数を指定し、プリント動作時に転送される前記シリアル通信の転送ビット数と、プリント動作に先立って、若しくはプリント動作の間に行なわれる画像調整動作時に転送される前記シリアル通信の転送ビット数が異なることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の基板がマイコンを有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第２の基板にセンサが接続されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記第２の基板にレジ検知センサが接続されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. プリント動作時の前記シリアル通信の転送ビット数が、画像調整時の転送ビット数に比較して大きいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. プリント動作時の前記シリアル通信の転送ビット数と画像調整時の転送ビット数の指定を、前記第１の基板から出力されるロード信号により行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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