JP4947772B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のドラム状の感光体に互いに異なる色のトナー像をそれぞれ形成し、各色のトナー像を直接又は中間転写体を介して記録媒体上に重ねて転写してカラー画像を得る画像形成装置に関し、詳細には、感光体の回転ムラに起因する色ずれの防止が可能な画像形成装置に関するものである。

上記構成を有する画像形成装置は、複数の感光体が並んで配置されていることから、タンデム方式のカラー画像形成装置とも呼ばれている。このような画像形成装置は、冒頭にも記載したように、各感光体上のトナー像を中間転写体を介して記録媒体に転写する中間転写方式の画像形成装置と、各感光体上のトナー像を記録媒体に直に転写する直接転写方式の画像形成装置とがある。いずれの方式の画像形成装置においても、各感光体には、その感光体と同心状に配置された感光体ギヤが固定され、駆動モータの回転が感光体ギヤを介して感光体に伝えられ、各感光体が回転駆動される。このように各感光体を回転させながら、その周面にトナー像を形成する。

上記の画像形成装置においては、各感光体の回転速度の変動により、中間転写体又は記録媒体に転写された各トナー像の位置がずれ、重ねられたトナー像に色ずれが発生するおそれがある。感光体の回転速度の変動の主な要因としては、感光体ギヤ自体の偏心、その感光体ギヤの取付け偏心、感光体自体の偏心、感光体の取付け偏心などが挙げられる。

上述した色ずれの発生を防止するため、複数の感光体のうちの１つの感光体を基準感光体と定め、その基準感光体の周面に、少なくともその１周分に亘って、周方向に等ピッチとなるように形成した複数のトナー像を前記中間転写体に転写して得た各基準パターン像と、他の感光体の周面に、少なくともその１周分に亘って、周方向に等ピッチとなるように形成した複数のトナー像を前記中間転写体に転写して得た各パターン像との中間転写体の移動方向における位置ずれ量の総和を検出する位置ずれ量検出手段を設け、その位置ずれ量検出手段によって得られた位置ずれ量の総和が最も少なくなるように、前記感光体ギヤに対するアイドラギヤの噛み合い位置を調整するようにした画像形成装置が提案されている（特許文献１）。

図２０は、このような画像形成装置において、イエロー（Ｙ）感光体、シアン（Ｃ）感光体，マゼンタ（Ｍ）感光体，ブラック（Ｂk ）感光体の回転速度の周期的変動により発生する色ずれ、及びそれが位相合せ制御により低減されることを説明するための図である。この図の上側のグラフに示すように、各感光体の回転速度の周期的変動の位相がずれていると、位相差に応じて色ずれが発生する。これに対し、この図の下側のグラフに示すように、それらの周期的変動の位相を合せると、色ずれが低減する。

特開２００５−１４０８７０号公報

ところで、通常、上記のような画像形成装置は、黒のトナーのみを用いるモノクロ印刷モードと、全ての色のトナーを用いるカラー印刷モードとの切替えが可能に構成されている。また、モノクロ印刷モード時は、カラー系については感光体に対する書込みと感光体の回転の両方の駆動を停止させることにより、カラー系の部材の消耗を防止出来るように構成されている。

しかしながら、上記のように、モノクロ印刷モード時にカラー系の感光体（以下、カラー感光体と言う）の回転駆動を停止させた場合、モノクロ印刷モードの印刷が終了し、次にカラー印刷モードに切替えたとき、ブラック感光体の感光体ギヤの回転位相と、カラー感光体の感光体ギヤの回転位相とを合せないと、色ずれが発生するおそれがある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数のドラム状の感光体に互いに異なる色のトナー像をそれぞれ形成し、各色のトナー像を中間転写体を介して又は直接記録媒体上に重ねて転写してカラー画像を得る画像形成装置において、モノクロ印刷モード等のような一部の感光体を回転させる印刷モードから、カラー印刷モードのような全ての感光体を回転させる印刷モードに切替えたときの、色ずれの発生を防止することである。

請求項１の発明は、複数の感光体と、各感光体の回転速度の周期的変動の位相が合うように前記感光体を回転させる位相合せ制御手段とを有し、回転する各感光体の周面上に、互いに異なる色のトナー像をそれぞれ形成し、その各トナー像を記録媒体に転写してカラー画像を形成する画像形成装置において、全ての感光体を回転させる印刷モードが終了したとき、前記全ての感光体の回転速度の周期的変動の位相が一致している回転位相にて各感光体を停止させる第１の停止制御手段と、一部の感光体を回転させる印刷モードから全ての感光体を回転させる印刷モードに切替えたとき、前記一部の感光体の回転速度の周期的変動の位相と、他の感光体の回転速度の周期的変動の停止時の位相との位相差に応じて、全ての感光体の回転速度の位相が一致するように、前記他の感光体の回転開始タイミングを制御する第１の始動制御手段と、停止中の各感光体の負荷を検出する負荷検出手段と、を備え、前記第１の始動制御手段は、該負荷検出手段により検出された負荷に応じて、停止中の各感光体の回転立ち上がり時間を検出し、回転中の前記一部の感光体の回転速度の周期的変動の位相が停止中の感光体の回転速度の周期的変動の停止時の位相が一致する時点よりも、前記停止中の感光体の回転立ち上がり時間早い時点で、該停止中の感光体の回転を開始させることを特徴とする画像形成装置である。
請求項２の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記第１の停止制御手段による各感光体の回転を停止させる回転位相を回転停止毎に変化させる手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項３の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記負荷検出手段は、電源がオンされたシステム初期動作時に、前記負荷を検出することを特徴とする画像形成装置である。
請求項４の発明は、請求項１又は３に記載の画像形成装置において、ステッピングモータにより前記感光体を回転させることを特徴とする画像形成装置である。
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の画像形成装置において、各感光体は帯電手段と一体化されたプロセスカートリッジとして構成されていることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、複数のドラム状の感光体に互いに異なる色のトナー像をそれぞれ形成し、各色のトナー像を直接又は中間転写体を介して記録媒体上に重ねて転写してカラー画像を得る画像形成装置において、一部の感光体を回転させる印刷モードから、全ての感光体を回転させる印刷モードに切替えたときの色ずれの発生を防止出来る。また、各感光体の負荷のバラツキに起因する各感光体の回転立ち上がり時間の相違による色ずれの発生を防止出来る。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態である中間転写方式のカラー画像形成装置１の概略図である。このカラー画像形成装置１は、複数のドラム状の感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｂkを有するタンデム方式であり、その各感光体の周面には、互いに異なる色のトナー像がそれぞれ形成される。図示した例では、軸心が互いに平行に配列された４本の感光体３Ｙ乃至３Ｂk が設けられていて、その各感光体上にイエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。これらの感光体３Ｙ乃至３Ｂkに対向して無端ベルトより成る中間転写体４が設けられ、この中間転写体４は複数の支持ローラ５，６，７に巻き掛けられている。

ここで、各感光体３Ｙ乃至３Ｂkにトナー像を形成するための構成は実質的に全て同一であるので、感光体３Ｙにトナー像を形成する構成だけを説明する。この感光体３Ｙは図示されていない駆動モータにより、図における反時計方向に回転駆動され、このとき帯電装置９によって感光体３Ｙの表面が所定の極性に帯電される。次いで、その帯電面に、露光装置１０から出射する書込み光（図の例ではレーザ光Ｌ）が照射され、これによって感光体３Ｙに静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置１１によってイエロートナー像として可視像化される。図示した現像装置１１は、現像バイアスの印加される現像ローラ８を有し、この現像ローラ８に担持された乾式現像剤によって、静電潜像が可視化される。このようにして感光体３Ｙ上に形成されたイエロートナー像は、矢印Ｅ方向に走行駆動される中間転写体４の表面に、転写装置１３の作用によって転写される。トナー像転写後に感光体３Ｙ上に付着している転写残トナーはクリーニング装置１４によって除去される。

全く同様にして、図１に示す他の感光体３Ｃ，３Ｍ，３Ｂk上にシアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像が、イエロートナー像の転写された中間転写体４の表面に順次重ねて転写される。このようにして、カラー印刷モードにおいては中間転写体４上に４色の重ねトナー像が形成され、白黒印刷モードにおいては感光体３Bｋおいてのみ上記の画像形成動作が行われる。

また、図１に示す画像形成装置１においては、中間転写体４を挟んで、支持ローラ７に対向して二次転写装置２０が配置され、給紙部１５からピックアップローラ２１により矢印Ｆで示すように送り出された転写紙又は樹脂フィルムなどから成る記録媒体Ｐが、レジストローラ対１２の回転によって、所定のタイミングで、矢印Ｇで示すように、二次転写装置２０と中間転写体４との間に送り込まれる。このようにして、記録媒体Ｐが二次転写装置２０を通過するとき、この二次転写装置２０の作用によって中間転写体４上の重ねトナー像が記録媒体Ｐ上に転写される。トナー像転写後の中間転写体４の表面に付着する転写残トナーはベルト用のクリーニング装置１６によって除去される。

トナー像を転写された記録媒体Ｐは、記録媒体搬送装置４０によって搬送されて定着装置２を通過し、このとき熱と圧力の作用によって、転写されたトナー像が記録媒体Ｐ上に定着される。定着装置２を通った記録媒体Ｐは排紙部１７に排出される。

図２は、感光体３Ｙと、その感光体３Ｙを駆動する駆動系の概略構造を示す斜視図である。ドラム状の感光体３Ｙは、これと同心状の回転軸１８Ｙに支持され、その回転軸１８の奥側の端部には、その回転軸１８Ｙと同心状の感光体ギヤ２７Ｙが固定されている。つまり、感光体３Ｙに、回転軸１８Ｙを介して、感光体ギヤ２７Ｙが同心状に連結されている。そして、感光体ギヤ２７Ｙは駆動モータ２９Ｙのモータギヤ２８Ｙにより駆動され回転する。

図３は、感光体３Ｙの回転基準位相（ホームポジション）を検知するために、感光体３Ｙの周方向の所定の位置に固定されたフィラ３１Ｙと、そのフィラ３１Ｙが検知出来る位置に配置されたセンサ３０Ｙとを示している。ここでは、センサ３０Ｙがフィラ３１Ｙを検知すると同時に駆動モ−タ２９Ｙの回転を停止させた場合のセンサ３０Ｙとフィラ３１Ｙとの関係位置を示しており、この位置関係をホ−ムポジションとする。フィラ３１Ｙは感光体ギヤ２７Ｙに取付けられており、感光体ギヤ２７Ｙと同じ方向に一体的に図の反時計回りに回転する。

図４は、フィラ３１Ｙをセンサ３０Ｙで検知した時点から時間Ｔy後に駆動モ−タ２８Ｙの回転を停止させた場合のセンサ３０Ｙとフィラ３１Ｙとの位置関係を示している。このように、センサ３０Ｙがフィラ３１Ｙを検知してから停止させるまでの時間を管理することにより、ホームポジションに対する感光体３Ｙの回転方向の停止位置（回転停止位相）を任意に制御することが出来る。本実施形態の画像形成装置１は、この回転停止位相を任意に制御すると共に、その後の回転開始タイミングを制御するような位相合せを行うことにより、モノクロ印刷モードから、カラー印刷モードに切替えたときの色ずれの発生を防止出来る。以下、この位相合せ方法の第１乃至第５の方法について説明する。

図５は、以下に説明する位相合せ方法を実施する制御部５０のブロック図である。制御部５０はＣＰＵ４３とＣＰＵ５１が本願の位相合せ方法を実施するためのプログラムを格納したＲＯＭ４５と、ワーク領域として使用されるＲＡＭ４６と、図示しない操作部による設定などが記憶されるとともに、電源を落としても設定値を記憶しておくことのできる不揮発性ＲＡＭ４７、センサ３０Ｙ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｋなどの検出結果が入力され、入力結果に基づいて駆動モータ２９Ｙ，２９Ｃ，２９Ｍ，２９Ｂｋに対して動作指示を行うためのＩ／Ｏ制御部４８とを備えている。またカラー画像形成装置１と外部のＰＣ１００とを接続するためのネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）４９などを備えている。画像形成装置1はＮＩＣ４９を介して外部のＰＣ（パーソナルコンピュータ）１００より印刷ジョブとして印刷するための画像データや、モノクロ／カラー印刷を示すコマンドを受信する。モノクロ／カラー印刷を示すコマンドについてはページ毎に送信される構成としても良い。ＲＯＭ４５にはまた、後述のテーブル４４（図１５Ｂ）なども格納されている。ＣＰＵ４３にはタイマ機能も備わっており、後述の時間計測についてはこのタイマ機能を利用して行っている。

［１］第１の位相合せ方法
図６は第１の位相合せ方法における各感光体の回転位相の関係を示す図である。また図７は第1の位相合せ方法のフローチャートを示す。モノクロ印刷モードにおいては、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍは回転が停止しており、感光体３Ｂkのみが図の反時計回りに回転している。ここで、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｂkは、先にカラーモードで動作していたとき、図２０の下側のグラフに示すような位相合せが行われていたものであり、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍはその状態においてフィラ３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍがセンサ３０Ｙ，３０Ｃ，３０Ｍで検知されてから、即ち感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍの基準回転位相（ホームポジション）から、それぞれ時間Ｔy，Ｔc，Ｔm経過した時点（＝感光体３Ｂkがそのホームポジションに存在している時点）で停止している。時間Ｔy，Ｔc，Ｔmは不揮発性ＲＡＭ４７に予め記憶されている。本実施形態のモノクロ印刷モードでは、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍがこの回転位相で停止した状態で感光体３Ｂkのみが回転している。このモノクロ印刷モードからカラー印刷モードへ切替えるときは、感光体３Ｂkを図に示すように、フィラ３１Ｂkがセンサ３０Ｂkにより検出されると同時に停止させる。

図７のフローチャートにおいては、まず外部のＰＣ１００から受信したコマンドに基づいてＣＰＵ４３はモノクロ印刷モードかどうかを判断し（Ｓ１００）、モノクロ印刷モードでない場合（Ｓ１００：No）は図９などに示すカラー印刷モードにおける位相合せ方法を実行する。モノクロ印刷モードと判断した場合（Ｓ１００：Yes）には、次に最終ページの印刷かどうかを判断する（Ｓ１０１）。判断の結果が最終ページの印刷でない場合（Ｓ１０１：No）はそのまま最終ページになるまで印刷を継続し、最終ページの印刷の場合（Ｓ１０１：Yes）には感光体３Ｂｋが他の感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍと位相関係が一致するように感光体３Ｂｋを図６に示す状態で停止させるため、センサ３０Ｂｋがフィラ３１Ｂｋを検出するかどうかを判断し（Ｓ１０２）、検出される（Ｓ１０２：Yes）と共に駆動モータ２９Ｂｋを停止させる（Ｓ１０３）。

感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｂkを上記の回転位相にて停止させた場合、先のカラー印刷モードにて位相合せが実行されていたときの位相関係が保持されているので、カラー印刷モードの動作を開始させるときは、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｂkの回転を同時に開始させることにより、各々の感光体は位相合せが実行されていたときの位相関係を保った状態で迅速にカラ−印刷モ−ドに入ることが出来る。

このように、本位相合せ方法によれば、各カラー感光体の停止時、各カラー感光体の回転速度の周期的変動の位相が一致した状態で停止させるので、回転開始時に位相合せを実行する方法よりも早く各感光体の位相合せを終了出来、ファ−ストコピ−等に有利である。

［２］第２の位相合わせ方法
図８は第２の位相合せ方法における各感光体の回転位相の関係を示す図である。また図９は第２の位相合せ方法のフローチャートを示す。感光体３Ｙ〜３Ｂkを常に図５に示すような同じ回転位相（回転方向位置）で停止させると、常に感光体の同一位置に画像が書込まれるため、感光体の疲労等が加速され、印刷された画像に支障が発生するおそれがある。そこで、カラ−印刷モ−ドが終了する度に、感光体３Ｙ〜３Ｂkの停止位置（回転停止位相）を全て同じ角度ずらすことにより、上記の不具合を軽減する。図８に示す第２の位相合せ方法の場合は、各感光体３Ｙ〜３Ｂkを全て同じ角度（時間：Ｔa）だけ回転方向にずらして停止させる場合を示している。この場合、感光体３Ｙ〜３Ｂkの位相関係が保持されていることは明らかである。

図９のフローチャートにおいては、まず外部のＰＣ１００から受信したコマンドに基づいてカラー印刷モードかどうかを判断し（Ｓ１１０）、カラー印刷モードでない場合（Ｓ１１０：No）は図７などに示すモノクロ印刷モードにおける位相合せ方法を実行する。カラー印刷モードと判断した場合（Ｓ１１０：Yes）には、次に最終ページの印刷かどうかを判断する（Ｓ１１１）。判断の結果が最終ページでない場合（Ｓ１１１：No）はそのまま最終ページになるまで印刷を継続し、最終ページの場合（Ｓ１１１：Yes）には感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｂｋが位相関係を保った状態のまま停止させるために、センサ３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｂｋはフィラ３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｂｋを検出するかどうかを判断し（Ｓ１１２）、検知された後（Ｓ１１２：Yes）、それぞれのオフセット時間＋所定時間Ｔａが経過したかを判断し（Ｓ１１３）、所定時間経過したときに（Ｓ１１３：Yes）駆動モータ２９Ｙ，２９Ｃ，２９Ｍ，２９Ｂｋを停止させる（Ｓ１１４）。このとき、所定時間Ｔａを順次例えば１００ｍｓずつ増やすことにより、各感光体３の位相関係を保ったまま停止位置が常に同じにならないように変化させる。
本位相合せ方法によれば、感光体を常に同じ位置で停止させることによる感光体の疲労を軽減出来る。

［３］第３の位相合せ方法
図１０Ａは第３の位相合せ方法における各感光体の回転位相を示す図であり、図１０Ｂは感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍの回転を開始させる時点を示すタイミングチャートである。また図１１は第３の位相合せ方法のフローチャートを示す。
図６及び図８の場合、モノクロ印刷モードからカラ−印刷モ−ドに移行するときに、感光体３Ｂｋを所定の回転位相にて停止させてから、全ての感光体の回転を同時に開始させている。第３の位相合せ方法では、図１０Ａに示すように、図８と同じ状態で感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍを停止させてモノクロ印刷モードを行った後にカラー印刷モードに切替える場合、図１０Ａ及び１０Ｂに示すように、感光体３Ｂkに取付けられたフィラ３１Ｂkがセンサ３０Ｂkにより検知された時点（ホームポジションに到達した時点）から時間Ｔa経過した時点にて駆動モータ２９Ｙ，２９Ｃ，２９Ｍをオンとして感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍを同時に回転させる。これにより、感光体３Ｂkを停止させる時間が省略されるため、より短時間にカラ−印刷モ−ドに移行出来る。

つまり、複数の印刷ジョブが外部のＰＣ１００より送られてきて、その各ジョブがモノクロ印刷モード、カラー印刷モードの順で行われるとき、あるいは、ペ−ジ毎にモノクロ印刷、カラー印刷のどちらを行うか指定される場合にはモノクロ印刷を行った次のページがカラー印刷される場合、モノクロ印刷モードからカラー印刷モードの変更が行われるので、図１１に示すように、まずモノクロ印刷モードからカラー印刷モードへの変更が行われたことが検知される（Ｓ１２０：Yes）。このとき、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍは位相関係が保たれたままホームポジション位置から時間Ｔａだけずれた位置で停止し、感光体３Ｂｋのみが回転しているので、センサ３０Ｂｋがフィラ３１Ｂｋを検出したかどうかを判断し（Ｓ１２１）、検出したと判断したら（Ｓ１２１：Yes）、所定時間Ｔａが経過したかどうかを判断し（Ｓ１２２）、所定時間経過したときに（Ｓ１２２：Yes）、駆動モータ２９Ｙ，２９Ｃ，２９Ｍの駆動を開始する（Ｓ１２３）。

このように、本位相合せ方法によれば、モノクロ印刷モ−ドからカラ−印刷モ−ドに移行する時に、ブラック感光体を停止させずにカラ−印刷に移行出来るため、印刷モ−ド切替え時間が短縮される。

［４］第４の位相合せ方法
図１２は第４の位相合せ方法を説明するため、カラー感光体の回転の立ち上がりを示した図であり、図１３は第４の位相合せ方法のフローチャートである。前述した第３の位相合せ方法によりカラー感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍを同時に起動した場合、図１２に示すように、主に機械的時定数等により感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍが定格回転数に達するまでの遅延：Ｔ2（回転立ち上がり時間）が生ずるため、実際には感光体３Ｂkに対してＴ2だけ位相が遅れてしまう。つまり感光体３ＹはＴy＋Ｔa−Ｔ2、感光体３ＣはＴc＋Ｔa−Ｔ2、感光体３ＭはＴm＋Ｔa−Ｔ2となる。この不具合を解決するには、遅延Ｔ2を考慮し、その時間分早くカラ−感光体を起動させればよい。即ち、Ｔaに代えて（Ｔa−Ｔ2）に起動時間を設定すればよい。本位相合せ方法では、以上の遅れ分の設定時間：−Ｔ2を図示されていない操作部上で入力することにより、機械的時定数の遅れをキャンセルし、より精度の高い位相制御が可能となる。

つまり、複数の印刷ジョブが外部のＰＣ１００より送られてきて、その各ジョブがモノクロ印刷モード、カラー印刷モードの順で行われるとき、あるいは、ペ−ジ毎にモノクロ印刷、カラー印刷のどちらを行うか指定される場合にはモノクロ印刷を行った次のページがカラー印刷される場合、モノクロ印刷からカラー印刷の変更が行われるので、図１３に示すように、まずモノクロ印刷からカラー印刷への変更が行われたことが検知される（Ｓ１３０：Yes）。このとき、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍは位相関係が保たれたままホームポジション位置から時間Ｔａだけずれた位置で停止し、感光体３Ｂｋのみが回転しているので、センサ３０Ｂｋがフィラ３１Ｂｋを検出したかどうかを判断し（Ｓ１３１）、検出したと判断したら（Ｓ１３１：Yes）、時間Ｔａ−Ｔ２が経過したかどうかを判断し（Ｓ１３２）、経過したときに（Ｓ１３２：Yes）、駆動モータ２９Ｙ，２９Ｃ，２９Ｍの駆動を開始する（Ｓ１３３）。つまり、センサ３０Ｂｋがフィラ３１Ｂｋを検出したとき、前述した第３の位相合せ方法では所定時間Ｔａが経過した時点で駆動モータ２９Ｙ，２９Ｃ，２９Ｍの駆動を開始するが、本位相合せ方法では機械的な遅れＴ２を考慮してその分早く駆動を開始する。

このように、本位相合せ方法によれば、駆動モ−タが定格回転数に達する迄の遅れによる、色ずれの悪影響を無くすことが出来、その遅れ時間を操作部から入力することが出来る。

［５］第５の位相合せ方法
図１４乃至１７は第５の位相合せ方法を説明するための図であって、図１４はカラー感光体間の駆動モータの負荷のバラツキによる立ち上がり時間（起動から定格回転数に達する迄の時間）の相違を示すグラフ、図１５Ａは上記負荷と駆動モータの駆動電流との関係を示すグラフ、図１５Ｂは駆動モータの駆動電流に基づいて負荷を検出し、負荷のバラツキに応じて、起動タイミングを制御する手段を示すブロック図、図１６はモータの負荷を検出し、その負荷に応じて起動タイミングを設定する処理のフローチャート、図１７は第５の位相合せ方法のフローチャートである。

各感光体を駆動する駆動モータとしてＤＣモータを用い、前述した第４の位相合せ方法を行った場合、各々の負荷のバラツキによって遅延時間が異なることがある。例えば図１４の場合は、感光体３Ｙでは定格回転数に達する迄の遅延時間はＴ2 であり、負荷の大きい感光体３Ｃの場合はＴ3 となるから、一律の遅れ時間だけでモノクロ印刷モ−ドからカラ−印刷モ−ドに移行する場合の位相制御を行なうと誤差が現れ、色ずれが発生する。

図１５Ａに示すように、駆動モータの駆動電流と負荷とは比例関係にあるので、図１５Ｂに示すように、駆動モータ２９の駆動電流を駆動モータ２９に直列に接続された検出抵抗４１により電圧値として取り出し、Ａ／Ｄ変換器４２によりデジタル化し、ＣＰＵ４３に供給する。ＣＰＵ４３は、テ−ブル（検出電圧値／回転開始タイミング補正値）４４を参照して負荷に応じた回転開始タイミングの補正値（遅延時間設定値）を決定し、決定した補正値に基づいて駆動モータ２９の回転開始タイミングを設定することで、各感光体の駆動モータの負荷のバラツキに応じた起動タイミングの設定を行う。

このとき、図１６に示すように、画像形成装置１の電源を投入したシステム初期動作時の機械動作立上げ時に各感光体の駆動モータの負荷を検出し（ステップＳ１４０）、前回検出し、不揮発性ＲＡＭ４７に保存されている負荷値と同じであるか否かを判定し（ステップＳ１４１）、同じであれば（ステップＳ１４１：Yes）そのまま処理を終了し、異なる場合（ステップＳ１４１：No）は、不揮発性ＲＡＭ４７に保存されている回転開始タイミング補正値を今般検出した負荷値に対応する最新の値に書き替えた（ステップＳ１４２）後に、処理を終了するように構成することが好適である。

このように、システム初期動作時に各時定数の値を決めて記憶しておくことにより、その後の最初のカラー印刷モードの実行時に、負荷のバラツキに応じた位相制御を可能としている。また、遅れ時間を固定してしまうと、経時的な負荷の変動に対応出来なくなるが、図１６に示すように、電源オン時の初期動作毎に各カラ−感光体を駆動しているＤＣ駆動モ−タの各々の負荷値を検出して、前回の値と異なった場合は負荷値に対応する回転開始タイミング補正値を書きかえて、新しい各時定数の値で各々のカラ−感光体の遅れを補償するための起動タイミングを決めることにより、経時的な負荷の変動に対応出来る。

そして、複数の印刷ジョブが外部のＰＣ１００より送られてきて、その各ジョブがモノクロ印刷モード、カラー印刷モードの順で行われるとき、あるいは、ペ−ジ毎にモノクロ印刷、カラー印刷のどちらを行うか指定される場合にはモノクロ印刷を行った次のページがカラー印刷される場合、モノクロ印刷からカラー印刷の変更が行われるので、図１７に示すように、まずモノクロ印刷からカラー印刷への変更が行われたことが検知される（Ｓ１５０：Yes）。このとき、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍは位相関係が保たれたままホームポジション位置から時間Ｔａだけずれた位置で停止し、感光体３Ｂｋのみが回転しているので、センサ３０Ｂｋがフィラ３１Ｂｋを検出したかどうかを判断する（Ｓ１５１）。そして、検出したと判断したら（Ｓ１５１：Yes）、第４の位相合せ方法では各駆動モータ２９Ｙ、２９Ｃ、２９Ｍに対し一律の機械的な遅れとしてＴ２を考慮して、その分早く駆動を開始させるためにＴａ−Ｔ２が経過したかどうかを判断したが、第５の位相合せ方法では図１６のフローチャートに基づいて検出された駆動モータ毎の負荷に応じた機械的な遅れ（駆動モータ２９ＹについてはＴ２、駆動モータ２９ＣについてはＴ３、駆動モータ２９ＭについてはＴ４。仮にＴ２＜Ｔ３＜Ｔ４とする）を考慮して、Ｔａ−Ｔ２、Ｔａ−Ｔ３、Ｔａ−Ｔ４の時間が経過したかどうかを判断し（Ｓ１５２、Ｓ１５４、Ｓ１５６）、駆動モータ２９ＹについてはＴａ−Ｔ２、駆動モータ２９ＣについてはＴａ−Ｔ３、駆動モータ２９ＭについてはＴａ−Ｔ４の時間が経過したら駆動を開始する（Ｓ１５３、Ｓ１５５、Ｓ１５７）。

本位相合せ方法によれば、遅れ時間を操作部から入力する手間を省くことが出来る。また、各感光体の駆動モータの負荷に応じて自動的に遅れ時間の設定値を検出出来ることから、経時的な負荷変動による色ずれを低減出来る。なお、感光体の駆動モータとして、ステッピングモータを使用すれば、定格回転数迄の時間、各カラー感光体を駆動するＤＣモ−タの各々の負荷値バラツキ、経時的負荷バラツキは、モ−タに入力される固定のＰＰＳ（１秒当たりのパルス数）で管理出来るので、ＤＣモ−タを使用することによる制御の複雑さを回避出来る。

［第２の実施形態］
図１８は本発明の第２の実施形態の中間転写方式のカラー画像形成装置１０１の概略図であり、図１９はそのイエローのトナー像形成部２０１Ｙの概略構成を示す拡大図である。他色のトナー像形成部２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｂｋもイエローのトナー像形成部２０１Ｙと同じ構成を有するので、それらの説明は省略する。

図１９に示すように、プロセスカートリッジ２００は、感光体ユニット２００Ａ及び現像ユニット２００Ｂを備えている。２００Ａ及び２００Ｂを一体的に構成してもよい。感光体ユニット２００Ａにおいて、図の時計回りに回転する感光体２０３の下側の外周面に対向して、感光体２０３の表面を所定の電位に帯電させるための帯電ローラ２０７と、帯電ローラ２０７の表面の汚れを防止するためのクリーニングローラ２０７Ｂとが配置されている。また、感光体２０３の下側の外周面に対向して、クリーニングブレード２１１Ｂ、及びトナー搬送オーガ２１１Ｃを有するクリーニング装置２１１が配置されている。

現像ユニット２００Ｂは、現像ケース２０９Ａの開口から一部露出させるように配設された現像ローラ２０９Ｆ、搬送スクリュー２０９Ｂ及び２０９Ｃ、現像ドクタ２０９Ｄ、トナー濃度センサ２０９Ｅを備え、図１８に示すイエローのトナー収納容器２２０Ｙからのトナーの供給を可能にしている。現像ケース２０９Ａには、磁性キャリア及びマイナス帯電のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤と言う）が収容されている。

以上の構成を有する本実施形態の画像形成装置１０１において、一様に帯電した感光体２０３は、光学ユニット２１０よりレーザ光Ｌで露光され、潜像が形成される。また、現像剤は搬送スクリュー２０９Ｂ及び２０９Ｃによって撹拌搬送されながら摩擦帯電された後、現像ローラ２０９Ｆの表面に担持される。そして、現像ドクタ２０９Ｄによってその層厚が規制されてから感光体ドラム２０３と対向する現像位置に搬送され、ここで感光体２０３上の上記静電潜像にトナーが付着される。この付着により、感光体２０３上に所定の色のトナー像が形成される。現像によってトナーを消費した現像剤は、現像ローラ２０９Ｆの回転に伴って現像ケース２０９Ａ内に戻される。現像ケース２０９Ａ内の現像剤のトナー濃度は、上記トナー濃度センサ２０９Ｅで検知され、必要に応じて、トナー収納容器２２０Ｙからスクリュー２０９Ｃの上部のスペースにトナーが補給される。

上記感光体ドラム３は、その上方に配設された転写ユニットの中間転写ベルト２０４に接触して転写位置としての転写ニップを形成する。感光体２０３上に現像されたトナーは中間転写ベルト２０４上に転写され、転写されずに感光体２０３に残ったトナーはクリーニングブレード２１１Ｂにより除去され、トナー搬送オーガ２１１Ｃにより、不図示の収容部に搬送される。

このように、第２の実施形態の画像形成装置１０１によれば、感光体がプロセスカ−トリッジによって一体化され、保持されているため、色ずれの低減対策に有利である。なお、上記各実施形態は、中間転写方式の画像形成装置に関するものであるが、本発明は直接転写方式の画像形成装置にも適用出来る。

本発明の第１の実施形態である中間転写方式のカラー画像形成装置の概略図である。 図１の感光体と、その感光体を駆動する駆動系の概略構造を示す斜視図である。 図１の感光体の回転基準位相を検知するためのセンサと、感光体の周方向の所定の位置に固定されたフィラとの位置関係を示す図である。 図３のフィラをセンサで検知した時点から時間Ｔｙ後に駆動モ−タの回転を停止させた場合のセンサとフィラとの位置関係を示す図である。 本発明の位相合わせ方法を実施する制御部のブロック図である。 第１の位相合せ方法における各感光体の回転位相の関係を示す図である。 第１の位相合せ方法を示すフローチャートである。 第２の位相合せ方法における各感光体の回転位相の関係を示す図である。 第２の位相合せ方法を示すフローチャートである。 １０Ａは第３の位相合せ方法における各感光体の回転位相を示す図であり、１０Ｂはカラー感光体の回転を開始させる時点を示すタイミングチャートである。 第３の位相合せ方法を示すフローチャートである。 第４の位相合せ方法を説明するため、カラー感光体の回転の立ち上がりを示した図である。 第４の位相合せ方法を示すフローチャートである。 カラー感光体間の駆動モータの負荷のバラツキによる立ち上がり時間の相違を示すグラフである。 １５Ａはカラー感光体の駆動モータの負荷とモータ駆動電流との関係を示すグラフであり、１５Ｂは駆動モータの駆動電流に基づいて負荷を検出し、負荷のバラツキに応じて、起動タイミングを制御する手段を示すブロック図である。 駆動モータの負荷に応じて起動タイミングを設定する処理のフローチャートである。 第５の位相合せ方法を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態のカラー画像形成装置の概略図である。 本発明の第２の実施形態のイエローのトナー像形成部の概略構成を示す拡大図である。 各感光体の回転速度の周期的変動により発生する色ずれ、及びそれが位相合せ制御により低減されることを説明するための図である。

１，１０１・・・画像形成装置、３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｂk ，２０３Ｙ・・・感光体、１８Ｙ・・・回転軸、２７Ｙ，２７Ｃ，２７Ｍ，２７Ｂk・・・感光体ギヤ、２８Ｙ，２８Ｃ，２８Ｍ，２８Ｂk・・・モータギヤ、２９，２９Ｙ，２９Ｃ，２９Ｍ，２９Ｂk・・・駆動モータ、３０Ｙ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｂk・・・センサ、３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｂk・・・フィラ、４１・・・検出抵抗、４２・・・Ａ／Ｄ変換器、４３・・・ＣＰＵ、４４・・・テーブル。

Claims (5)

1. 複数の感光体と、各感光体の回転速度の周期的変動の位相が合うように前記感光体を回転させる位相合せ制御手段とを有し、回転する各感光体の周面上に、互いに異なる色のトナー像をそれぞれ形成し、その各トナー像を記録媒体に転写してカラー画像を形成する画像形成装置において、
   全ての感光体を回転させる印刷モードが終了したとき、前記全ての感光体の回転速度の周期的変動の位相が一致している回転位相にて各感光体を停止させる第１の停止制御手段と、一部の感光体を回転させる印刷モードから全ての感光体を回転させる印刷モードに切替えたとき、前記一部の感光体の回転速度の周期的変動の位相と、他の感光体の回転速度の周期的変動の停止時の位相との位相差に応じて、全ての感光体の回転速度の位相が一致するように、前記他の感光体の回転開始タイミングを制御する第１の始動制御手段と、停止中の各感光体の負荷を検出する負荷検出手段と、を備え、
   前記第１の始動制御手段は、該負荷検出手段により検出された負荷に応じて、停止中の各感光体の回転立ち上がり時間を検出し、回転中の前記一部の感光体の回転速度の周期的変動の位相が停止中の感光体の回転速度の周期的変動の停止時の位相が一致する時点よりも、前記停止中の感光体の回転立ち上がり時間早い時点で、該停止中の感光体の回転を開始させることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記第１の停止制御手段による各感光体の回転を停止させる回転位相を回転停止毎に変化させる手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記負荷検出手段は、電源がオンされたシステム初期動作時に、前記負荷を検出することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１又は３に記載の画像形成装置において、
   ステッピングモータにより前記感光体を回転させることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の画像形成装置において、
   各感光体は帯電手段と一体化されたプロセスカートリッジとして構成されていることを特徴とする画像形成装置。

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