JP2016170247A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】転写ベルトの回転に従って回転する複数の感光ドラムから転写ベルトへ転写される複数色のトナー像の間のずれを補正する。【解決手段】複数の感光ドラム2と、感光ドラムの上にトナー像を形成する複数の画像形成手段9と、感光ドラムの上に形成されたトナー像が転写される無端状の転写ベルト8および転写ベルトを回転させるベルト駆動手段905を備える転写装置と、感光ドラムにトルクを付与して転写ベルトの回転に従動回転させるドラム駆動手段805と、転写ベルトの上に形成される複数色の色ずれ検出用パターンの間のずれ量を検出する検出手段100と、ずれ量が所定値以上の場合にドラム駆動手段を制御して再び色ずれ検出用パターンを形成して算出した色ずれ補正量に基づいて複数色のトナー像の間のずれを補正し、ずれ量が所定値未満の場合に当該ずれ量に基づいて複数色のトナー像の間のずれを補正する制御手段801と、を備える画像形成装置。【選択図】 図14Kind Code: A1 A misalignment between toner images of a plurality of colors transferred to a transfer belt from a plurality of photosensitive drums that rotate as the transfer belt rotates is corrected. A plurality of photosensitive drums, a plurality of image forming means for forming toner images on the photosensitive drums, an endless transfer belt to which the toner images formed on the photosensitive drums are transferred, and A transfer device having a belt driving means 905 for rotating a transfer belt, a drum driving means 805 for applying torque to a photosensitive drum to be rotated following the rotation of the transfer belt, and color misregistration of a plurality of colors formed on the transfer belt. Based on the color shift correction amount calculated by detecting means 100 for detecting the amount of shift between the detection patterns, and by controlling the drum driving means to form the color shift detection pattern again when the amount of shift is greater than or equal to a predetermined value. and a controller 801 for correcting misalignment between the toner images of the plurality of colors using the image forming apparatus, and correcting the misalignment between the toner images of the plurality of colors based on the amount of misalignment when the amount of misalignment is less than a predetermined value. Device. [Selection drawing] Fig. 14
Description
本発明は、複数の感光ドラムが転写ベルトの回転に従って回転する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus in which a plurality of photosensitive drums rotate according to the rotation of a transfer belt.
電子写真画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成する。電子写真画像形成装置としては、例えば、電子写真複写機(例えば、デジタル複写機)、電子写真プリンタ(例えばカラーレーザビームプリンタ)、MFP(複合機)、ファクシミリ装置および印刷機がある。 The electrophotographic image forming apparatus forms an image on a recording medium using an electrophotographic image forming process. Examples of the electrophotographic image forming apparatus include an electrophotographic copying machine (for example, a digital copying machine), an electrophotographic printer (for example, a color laser beam printer), an MFP (multifunction machine), a facsimile machine, and a printing machine.
電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置という。)において、トナー像を担持する感光ドラムと転写ベルトは、表面速度が定速になるように駆動することが求められる。その理由として、第一に、感光ドラム上に静電潜像を描く露光が時間同期露光である場合、感光ドラムの表面速度が変動すると、光ビームの照射位置が本来照射されるべき位置からずれてしまうためである。第二に、感光ドラムと転写ベルトの表面速度に交流的な速度差がある場合、感光ドラム上に形成されたトナー画像が転写ベルト上へ転写される位置が、本来転写されるべき位置から変動してしまう。結果として、記録紙上に形成される画像に、色ずれ(各色間の位置ずれ)、バンディング(周期的な位置ずれ)等の画像不良が発生する。 In an electrophotographic image forming apparatus (hereinafter referred to as an image forming apparatus), a photosensitive drum and a transfer belt that carry a toner image are required to be driven so that the surface speed is constant. The reason for this is that, first, when the exposure for drawing the electrostatic latent image on the photosensitive drum is time-synchronized exposure, if the surface speed of the photosensitive drum fluctuates, the irradiation position of the light beam deviates from the position where it should be irradiated. It is because it ends up. Second, when there is an AC speed difference between the surface speeds of the photosensitive drum and the transfer belt, the position where the toner image formed on the photosensitive drum is transferred onto the transfer belt varies from the position where it should originally be transferred. Resulting in. As a result, image defects such as color misregistration (positional misalignment between colors) and banding (periodic misregistration) occur in the image formed on the recording paper.
そのため、感光ドラムおよび転写ベルトの駆動源としてのモータは、各種速度検出センサを用いた速度フィードバック制御により高精度な定速性が確保されている。なお、モータとしては、安価、静音、高効率である点から、ブラシレスDCモータが多用されている。ブラシレスDCモータを用いた速度フィードバック制御において、感光ドラムの軸上に配置されたロータリーエンコーダからの信号に基づいて感光ドラムの軸の回転速度を定速に維持するようにモータを制御する方法が用いられることがある。しかし、上述の速度フィードバック制御において、感光ドラムの軸の回転速度を検出しているが、感光ドラムの表面速度を検出していないため、感光ドラムの回転軸の偏心、感光ドラムの直径の誤差等により感光ドラムの表面速度を定速にすることが困難である。同様に、転写ベルトを回転させる駆動ローラの回転軸の偏心、駆動ローラの直径の誤差、転写ベルトの厚みムラ等により転写ベルトの表面速度を一定に制御することが困難である。 For this reason, the motor as a drive source for the photosensitive drum and the transfer belt is secured with high accuracy and constant speed by speed feedback control using various speed detection sensors. Note that brushless DC motors are often used as motors because they are inexpensive, quiet, and highly efficient. In speed feedback control using a brushless DC motor, a method is used in which the motor is controlled so that the rotational speed of the shaft of the photosensitive drum is maintained at a constant speed based on a signal from a rotary encoder disposed on the shaft of the photosensitive drum. May be. However, in the above-described speed feedback control, the rotational speed of the photosensitive drum shaft is detected, but the surface speed of the photosensitive drum is not detected. Therefore, the eccentricity of the photosensitive drum rotational axis, the photosensitive drum diameter error, etc. Therefore, it is difficult to make the surface speed of the photosensitive drum constant. Similarly, it is difficult to control the surface speed of the transfer belt to be constant due to the eccentricity of the rotation shaft of the drive roller that rotates the transfer belt, the error in the diameter of the drive roller, the unevenness in the thickness of the transfer belt, and the like.
また、画像不良を起こす原因として、一次転写部における感光ドラムと転写ベルトの摩擦による相互干渉も上げられる。これは、感光ドラムと転写ベルトのどちらか一方に生じた速度変動が他方の速度に影響を与えるという問題である。その他、転写ベルト上のトナー画像を記録紙へ転写する二次転写部へ突入する記録紙が厚紙である場合、転写ベルトに突発的な負荷変動が生じることにより転写ベルトの回転速度に高周波の速度変動が発生する。転写ベルトの高周波の速度変動は、感光ドラムから転写ベルトへトナー像を転写する一次転写部においてトナー像の位置ずれを生ずる原因となる。このように、画像不良を起こす原因は多岐に渡って存在しており、全てを解決することは非常に困難な課題となっている。 Further, as a cause of image defects, mutual interference due to friction between the photosensitive drum and the transfer belt in the primary transfer portion can be raised. This is a problem that the speed fluctuation generated in one of the photosensitive drum and the transfer belt affects the other speed. In addition, when the recording paper that rushes into the secondary transfer section that transfers the toner image on the transfer belt to the recording paper is a thick paper, a sudden load fluctuation occurs on the transfer belt, so that the rotational speed of the transfer belt is high. Variation occurs. The high-frequency speed fluctuation of the transfer belt causes a positional shift of the toner image in the primary transfer portion that transfers the toner image from the photosensitive drum to the transfer belt. As described above, there are various causes of image defects, and it is very difficult to solve all of them.
そこで、特許文献1に記載されているように、画像胴(感光ドラム相当)を画像転写胴(転写ベルト相当)で摩擦により従動駆動するような技術がある。この技術によれば、以下のような利点がある。第1に、感光ドラム上の画像が転写ベルト上の画像となるので、感光ドラム上の位置基準で画像を形成すれば、感光ドラムの回転ムラの影響は削除される。第2に、二次転写部への記録紙突入時のショック等により転写ベルトに速度変動が生じても、感光ドラム上の画像と転写ベルト上の画像の整合性が確保されるので、一次転写における画像不良が発生しない。しかし、第1の利点を得るために、感光ドラムの回転位置基準で画像を形成することが重要となる。そこで、特許文献2のように、感光ドラムの回転移動量に同期して露光制御を行うものがある。
Therefore, as described in
ところで、上述の色ずれは、感光ドラムと転写ベルトの速度差だけでなく、感光ドラム上に静電潜像を形成する露光タイミングが正確に制御されていない場合も発生する。そこで、色ずれ対策として、以下の制御が行われている。転写ベルト上に色ずれを検出するための色ずれ検出パターンを形成し、発光素子から色ずれ検出パターンへ光を照射し、その反射光を受光素子で検出する。受光素子が出力する検出波形に基づいて色ずれ検出用パターンの検出タイミングを求め、それにより各色間のずれ量を算出し、露光タイミングを補正する。このような色ずれ補正が一般的に画像形成装置において用いられている(特許文献3)。 By the way, the above-described color misregistration occurs not only in the speed difference between the photosensitive drum and the transfer belt but also in the case where the exposure timing for forming the electrostatic latent image on the photosensitive drum is not accurately controlled. Therefore, the following control is performed as a measure against color misregistration. A color misregistration detection pattern for detecting color misregistration is formed on the transfer belt, light is emitted from the light emitting element to the color misregistration detection pattern, and the reflected light is detected by the light receiving element. The detection timing of the color misregistration detection pattern is obtained based on the detection waveform output from the light receiving element, thereby calculating the misregistration amount between the colors and correcting the exposure timing. Such color misregistration correction is generally used in image forming apparatuses (Patent Document 3).
感光ドラムの回転と転写ベルトの回転を同期させるために、以下のような方法がある。感光ドラムの軸と転写ベルトの駆動軸にエンコーダを設けてそれぞれの回転速度を検出する。検出した回転速度が同じになるように感光ドラムの回転速度と転写ベルトの回転速度の一方または両方を制御する。しかし、感光ドラムの軸と転写ベルトの駆動軸の回転速度から感光ドラムと転写ベルトの表面速度を同じにする制御は、感光ドラムおよび転写ベルトの駆動軸の直径が一定であることを前提とする。例えば、長期使用により感光ドラムの表面が削れて感光ドラムの直径が変化した場合、感光ドラムの表面速度が変化し、感光ドラムの表面速度と転写ベルトの表面速度とに速度差が生じる。 In order to synchronize the rotation of the photosensitive drum and the rotation of the transfer belt, there are the following methods. Encoders are provided on the shaft of the photosensitive drum and the drive shaft of the transfer belt to detect the respective rotation speeds. One or both of the rotational speed of the photosensitive drum and the rotational speed of the transfer belt is controlled so that the detected rotational speed is the same. However, the control to make the surface speeds of the photosensitive drum and the transfer belt the same from the rotational speeds of the photosensitive drum shaft and the transfer belt drive shaft is based on the assumption that the diameters of the drive shafts of the photosensitive drum and the transfer belt are constant. . For example, when the surface of the photosensitive drum is shaved due to long-term use and the diameter of the photosensitive drum changes, the surface speed of the photosensitive drum changes, and a speed difference occurs between the surface speed of the photosensitive drum and the surface speed of the transfer belt.
一方、上述したように色ずれを発生させる主な要因として、感光ドラムと転写ベルトの速度差、および所定タイミングからの露光タイミングのずれの2つが挙げられる。しかし、上述した色ずれ補正は、所定タイミングからの露光タイミングのずれによる色ずれを補正することを目的としているので、検出した色ずれ量に基づいて露光タイミングを補正する。つまり、感光ドラムと転写ベルトの表面速度に差が生じた場合、上述した色ずれ補正を実行したとしても露光タイミングを正確に補正することができない。なぜなら、検出された色ずれ量のうち、どの程度が感光ドラムと転写ベルトの速度差の要因によるものなのか、どの程度が露光タイミングのずれの要因によるものなのかを識別できないからである。 On the other hand, as described above, there are two main factors that cause color misregistration: a speed difference between the photosensitive drum and the transfer belt, and a deviation in exposure timing from a predetermined timing. However, the above-described color misregistration correction is intended to correct the color misregistration due to the deviation of the exposure timing from the predetermined timing, so the exposure timing is corrected based on the detected color misregistration amount. That is, when a difference occurs between the surface speeds of the photosensitive drum and the transfer belt, the exposure timing cannot be accurately corrected even if the above-described color misregistration correction is executed. This is because it is impossible to identify how much of the detected color misregistration amount is due to the speed difference between the photosensitive drum and the transfer belt, and how much is due to the exposure timing misalignment.
そこで、本発明は、転写ベルトの回転に従って回転する複数の感光ドラムから転写ベルトへ転写される複数色のトナー像の間のずれを補正することができる画像形成装置を提供する。 Accordingly, the present invention provides an image forming apparatus capable of correcting a deviation between a plurality of color toner images transferred from a plurality of photosensitive drums rotating according to the rotation of the transfer belt to the transfer belt.
本発明の一実施例による画像形成装置は、
複数の感光ドラムと、
前記複数の感光ドラムの上にそれぞれ異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成手段と、
複数のローラによって張架かれ、前記複数の感光ドラムの上に形成されたトナー像が転写される無端状の転写ベルトと、前記複数のローラのうちの少なくとも一つのローラを回転させることによって前記転写ベルトを回転させるベルト駆動手段と、を備え、前記転写ベルトの上に転写されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
複数色の前記トナー像の間のずれを補正するために前記転写ベルトの上に形成される複数色の色ずれ検出用パターンの間のずれ量を検出する検出手段と、を備え、
前記複数の感光ドラムが前記転写ベルトに接触し、前記ベルト駆動手段による前記転写ベルトの回転に従動して前記複数の感光ドラムそれぞれが回転する画像形成装置であって、
前記複数の感光ドラムにトルクを付与して前記転写ベルトの回転に従動回転させるドラム駆動手段と、
制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記複数の画像形成手段を制御して前記複数色の色ずれ検出用パターンを前記転写ベルトの上に形成させ、
前記検出手段によって検出される前記複数色の色ずれ検出用パターンの間のずれ量を算出し、
前記検出手段によって検出される前記複数色の色ずれ検出用パターンの間の前記ずれ量が所定値以上の場合、前記複数の感光ドラムにトルクを付与して前記複数の感光ドラムが前記転写ベルトに従動して回転するように前記ドラム駆動手段を制御し、その後、再び前記複数色の色ずれ検出用パターンを形成し、当該複数色の色ずれ検出用パターンの検出結果に基づいて色ずれ補正量を算出し、当該色ずれ補正量に基づいて前記複数色のトナー像の間のずれを補正し、
前記検出手段によって検出される前記複数色の色ずれ検出用パターンの間の前記ずれ量が所定値未満の場合、当該所定値未満の前記ずれ量に基づいて前記複数色のトナー像の間のずれを補正する。
An image forming apparatus according to an embodiment of the present invention includes:
A plurality of photosensitive drums;
A plurality of image forming means for forming toner images of different colors on the plurality of photosensitive drums;
An endless transfer belt that is stretched by a plurality of rollers and onto which the toner images formed on the plurality of photosensitive drums are transferred, and at least one of the plurality of rollers is rotated to rotate the transfer. A belt driving means for rotating the belt, and a transfer device for transferring the toner image transferred onto the transfer belt to a recording medium;
Detecting means for detecting a shift amount between a plurality of color misregistration detection patterns formed on the transfer belt in order to correct a shift between the toner images of a plurality of colors;
The plurality of photosensitive drums are in contact with the transfer belt, and each of the plurality of photosensitive drums is rotated by the rotation of the transfer belt by the belt driving unit,
Drum driving means for applying torque to the plurality of photosensitive drums to be driven to rotate by rotation of the transfer belt;
Control means,
The control means includes
Controlling the plurality of image forming means to form a plurality of color misregistration detection patterns on the transfer belt;
Calculating a deviation amount between the color misregistration detection patterns detected by the detection means;
When the amount of deviation between the color misregistration detection patterns detected by the detection means is equal to or greater than a predetermined value, torque is applied to the plurality of photosensitive drums so that the plurality of photosensitive drums are applied to the transfer belt. The drum driving unit is controlled to rotate following the rotation, and then the color misregistration detection pattern of the plurality of colors is formed again, and the color misregistration correction amount is based on the detection result of the color misregistration detection pattern of the plurality of colors. And correcting misregistration between the toner images of the plurality of colors based on the color misregistration correction amount,
When the shift amount between the color misregistration detection patterns detected by the detection unit is less than a predetermined value, the shift between the toner images of the plurality of colors is based on the shift amount less than the predetermined value. Correct.
本発明によれば、転写ベルトの回転に従って回転する複数の感光ドラムから転写ベルトへ転写される複数色のトナー像の間のずれを補正することができる。 According to the present invention, it is possible to correct a deviation between a plurality of color toner images transferred to a transfer belt from a plurality of photosensitive drums rotating according to the rotation of the transfer belt.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(画像形成装置)
図1は、本実施例による画像形成装置1の断面図である。画像形成装置1は、回転方向R1へ回転可能な感光体(像担持体)としての複数の感光ドラム2と、回転方向R2へ回転可能な中間転写体としての無端状の転写ベルト(中間転写ベルト)8とを有する。画像形成装置1は、それぞれ異なる色(イエロー、マゼンタ、シアン及びブラック)のトナー像を複数の感光ドラム2a、2b、2c、2d上に形成する複数の画像形成部(画像形成手段)9a、9b、9c、9dを有する。画像形成部9a〜9dは、感光ドラム2a〜2d、帯電器3a、3b、3c、3d、光走査装置5a、5b、5c、5d、現像器7a、7b、7c、7d、一次転写ローラ6a、6b、6c、6dおよびクリーニング装置4a、4b、4c、4dを有する。
(Image forming device)
FIG. 1 is a cross-sectional view of an
帯電器3a〜3dは、感光ドラム2a〜2dの表面を均一に帯電する。半導体レーザを光源とする光走査装置5a〜5dは、感光ドラム2a〜2dの均一に帯電された表面へイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像情報により変調された光ビーム(レーザ光)を出射し、感光ドラム2a〜2dの表面上に静電潜像を形成する。感光ドラム2a〜2d上の静電潜像は、現像器7a、7b、7c、7dにより現像されて各色のトナー像となる。感光ドラム2a〜2d上のトナー像は、一次転写ローラ6a〜6dによって転写ベルト8上へ順次転写されて重ね合わせられる。転写ベルト8は、複数のローラによって張架されている。具体的には、転写ベルト8は、支持ローラ10、駆動ローラ11及び二次転写対向ローラ21に掛け渡されて、回転方向R2へ回転可能に支持されている。転写ベルト8上に重ね合わせられた各色のトナー像は、二次転写部22へ搬送される。
The chargers 3a to 3d uniformly charge the surfaces of the photosensitive drums 2a to 2d. The
一方、記録媒体(以下、シートという。)Sは、給紙カセット17又は手差しトレイ13から搬送路へ給送される。その際、給紙カセット17からシートSを搬送路へ給送するためのピックアップローラ18、給送ローラ19、縦パスローラ20、レジストローラ16等のシート搬送部は、高速で安定した搬送動作を実現するため、各々独立したステッピングモータにより駆動される。また、手差しトレイ13からシートSを搬送路へ給送するためのピックアップローラ14、給送ローラ15等のシート搬送部も、同様に、各々独立したステッピングモータにより駆動される。シートSの横レジ位置は、静電搬送手段30により補正される。レジストローラ16は、転写ベルト8上のトナー像とタイミングを合わせてシートSを二次転写部22へ搬送する。
On the other hand, a recording medium (hereinafter referred to as a sheet) S is fed from the
転写ベルト8上に重ね合わせられた各色のトナー像は、二次転写部22でシートS上に一括して転写される。クリーニング装置4a〜4dは、感光ドラム2a〜2dの表面に接触するクリーニングブレード40(図4)を有する。クリーニングブレード40は、一次転写後に感光ドラム2a〜2dの表面に残留するトナーを除去する。クリーニング装置12は、転写ベルト8の表面に接触するクリーニングブレードを有する。クリーニングブレードは、二次転写後に転写ベルト8の表面に残留するトナーを除去する。二次転写部22で4色のトナー像が一括転写されたシートSは、定着器23へ搬送される。定着器23は、未定着のトナー像をシートSに熱定着し、シートSに画像が形成される。画像が形成されたシートSは、排紙ローラ24を介して排紙トレイ25へ排出される。
The toner images of the respective colors superimposed on the
また、両面印刷時には、定着器23を通過したシートSは、排紙ローラ24から両面反転パス27へ導かれた後、逆方向に反転搬送されて両面パス28へ搬送される。両面パス28を通過したシートSは、再び縦パスローラ20を通って、上記と同様にして二次転写部22へ搬送される。二次転写部22へ搬送されたシートSの裏面には、転写ベルト8から各色のトナー画像が一括転写される。裏面にトナー像が転写されたシートSは、定着器26および排紙ローラ24を介して排紙トレイ25へ排出される。
In double-sided printing, the sheet S that has passed through the fixing
参照符号の添え字a、b、c及びdは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックを表す。以降の説明において、参照符号の添え字a、b、c及びdを省略することがある。 The subscripts a, b, c and d of the reference symbols represent yellow, magenta, cyan and black, respectively. In the following description, the subscripts a, b, c, and d may be omitted.
(色ずれ検出センサ)
画像形成装置1は、色ずれ検出センサ(検出手段)100を有する。色ずれ検出センサ100は、転写ベルト8の右側に位置する感光ドラム2dと転写ベルト8の支持ローラ10との間に配置されている。色ずれ検出センサ100は、複数色のトナー像の間のずれ(色ずれ)を補正するために、感光ドラム2a〜2dから転写ベルト8へ転写された複数色の色ずれ検出用パターン111の間のずれ量を検出する。色ずれ検出用パターン111は、各色の画像形成部9a〜9dの感光ドラム2a〜2d上にトナー像として形成され、感光ドラム2a〜2dから転写ベルト8へ転写される。
(Color shift detection sensor)
The
図2は、色ずれ検出センサ100の説明図である。図2に示すように、色ずれ検出センサ100は、発光部101と受光部102を有する。発光部101は、発光部101の対向位置にある転写ベルト8又は転写ベルト8上に形成された色ずれ検出用パターン111を光ILで照明する。転写ベルト8又は転写ベルト8上に形成された色ずれ検出用パターン111からの正反射光RLは、レンズ103で集光されて受光部102へ入射する。受光部102は、受光部102へ入射する光量に応じて変化する電位のアナログ信号121を出力する。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the color
(光走査装置)
図3を参照して、光走査装置5の構成を詳細に説明する。図3は、光走査装置5の説明図である。光源(半導体レーザ)303から出射された複数の光ビームは、モータ302によって回転する回転多面鏡301へ入射する。回転多面鏡301により反射された光ビームは、fθレンズ304を通り、反射ミラー306により反射され、回転する感光ドラム2上を主走査方向MSに走査する。また、回転多面鏡301により反射された光ビームは、受光手段としての光検出器(Beam Detector、以下、BDという。)305へ入射する。BD305は、主走査方向における書き出しタイミングの同期信号を出力する。画像形成装置1の本体に設けられた画像形成制御部1109は、画像データ307を光走査装置5に設けられたレーザドライバ308へ出力する。レーザドライバ308は、画像データ307に基づく発光制御信号309を光源303へ出力して光源303の発光制御を行う。
(Optical scanning device)
The configuration of the
(従動駆動)
本実施例において、感光ドラム2は、転写ベルト8の回転に従って回転する(以下、従動駆動という。)。従動駆動は、一次転写ローラ6と感光ドラム2との間の一次転写部における感光ドラム2の表面と転写ベルト8の表面との接触による摩擦力(以下、転写部摩擦トルクTFという。)と、感光ドラム2を駆動するモータの回転トルクとにより実現される。
(Driven drive)
In this embodiment, the
図4は、転写部摩擦トルクTFと負荷トルクTLの説明図である。負荷トルクTLは、感光ドラム2が所定のプロセス速度で回転している時に感光ドラム2のドラム軸809に作用するトルクである。転写部摩擦トルクTFは、一次転写部PTに発生する摩擦力を、感光ドラム2のドラム軸809に作用するトルクに換算したものである。感光ドラム2には、クリーニング装置4のクリーニングブレード40の摩擦力およびドラム軸809の軸受部(不図示)の摩擦力により、常に回転方向R1と逆向きの負荷トルクTLが作用する。負荷トルクTLは、転写部摩擦トルクTFの最大値TFMAXと比べて遥かに大きな値であるため(すなわち、TL>>TFMAX)、転写部摩擦トルクTFのみでは、感光ドラム2を従動駆動させることはできない。以下、転写部摩擦トルクTFの最大値TFMAXを最大転写部摩擦トルクという。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the transfer portion friction torque TF and the load torque TL . The load torque TL is a torque that acts on the
図5は、感光ドラム2のドラム軸809に作用する負荷トルクTLの時間変化を示す図である。図5(a)は、画像形成プロセスにおいてドラム軸809に作用する負荷トルクTLの時間変化と、最大転写部摩擦トルクTFMAX(−TFMAX)とを示している。縦軸は、ドラム軸809に作用するトルクを示しており、感光ドラム2の回転方向R1に作用するトルクをプラスとしている。そのため、感光ドラム2の回転方向R1と逆向きに作用する負荷トルクTLは、図5(a)においてマイナス領域に位置している。負荷トルクTLは、帯電高圧を印加するタイミングおよび転写残トナーがクリーニングブレード40へ突入するタイミングで過渡的に変化するので、負荷トルクTLは、図5(a)に示すように常に一定ではない。
FIG. 5 is a diagram showing the change over time of the load torque TL acting on the
しかし、このような過渡的な変化成分(以下、トルク変動成分という。)ΔTLは、定常的に生じる負荷トルクTLの大きさに比べて十分に小さいことが知られている。そこで、回転トルク発生手段(本実施例では、後述するブラシレスDCモータ805である。)により負荷トルクTLの直流的な成分と同じ量の回転トルクを感光ドラム2へ与えて、感光ドラム2に作用する負荷トルクTLを打ち消す。負荷トルクTLの直流的な成分は、例えば、負荷トルクTLの平均値で表される定常成分である。回転トルク発生手段が感光ドラム2へ与える回転トルクを、以下、アシストトルクTASという。
However, it is known that such a transient change component (hereinafter referred to as torque fluctuation component) ΔT L is sufficiently smaller than the magnitude of the load torque T L that is steadily generated. Therefore, rotational torque of the same amount as the direct current component of the load torque TL is applied to the
図5(b)は、アシストトルクTASを与えたときの負荷トルクTLのトルク変動成分ΔTLの時間変化を示す図である。ドラム軸809へアシストトルクTASを与えることにより、負荷トルクTLの交流的な成分すなわちトルク変動成分ΔTL(=TAS−TL)が残る。図5(b)に示すように、交流的なトルク変動成分ΔTLが最大転写部摩擦トルクTFMAX(−TFMAX)以下であるならば、感光ドラム2は、転写ベルト8により従動駆動されることが可能である。
FIG. 5B is a diagram showing a change over time of the torque fluctuation component ΔT L of the load torque TL when the assist torque T AS is applied. By applying the assist torque T AS to the
しかし、一方、感光ドラム2が転写ベルト8の速度変動に追従しなければ、交流的な速度変動に対しての従動性は確保できない。すなわち、画像形成プロセス中、常時、以下に示す運動方程式を満たすことで従動駆動が実現される。
式(1)及び式(2)は、負荷トルクTLの直流的な成分と同じ大きさのアシストトルクTASを負荷トルクTLと反対の方向に作用させることで、最大転写部摩擦トルクTFMAXが作用しなければならないトルク量を低減させていることを示したものである。また、同時に、感光ドラム2の加速トルクとトルク変動成分ΔTLの合計値が、常時、最大転写部摩擦トルクTFMAX以下であることが従動条件であることを示している。ここで、加速トルクは、ドラム軸809上の等価イナーシャ(以下、等価ドラムイナーシャという。)Jと感光ドラム2の角加速度(dω/dt)の乗算で示されている。なお、感光ドラム2の角加速度は、転写ベルト8の一次転写部PTでの表面速度変動成分から決まる値である。また、等価ドラムイナーシャJは、回転する全負荷を、ドラム軸809上でのイナーシャ成分として表したものである。
Equation (1) and (2), by the action of the assist torque T AS of the same size as the DC component of the load torque T L in the direction opposite to the load torque T L, the maximum transfer unit friction torque T This shows that the amount of torque that FMAX must act on is reduced. At the same time, the total value of the acceleration torque and the torque fluctuation component [Delta] T L of the
図5(c)は、加速トルクを含む負荷トルクTLのトルク変動成分ΔTLの時間変化を示す図である。図5(c)は、転写ベルト8の速度変動に従動する際に発生する加速トルクを加味した形で、ドラム軸809上に発生するトルク変動成分ΔTLの過渡的変化を示している。負荷トルクTLの変動に加速トルクの変動を足し合わせた分だけ、図5(a)及び図5(b)に示す負荷トルクTL及びトルク変動成分ΔTLの過渡的な変化の幅に比べて、加速トルクを含むトルク変動成分ΔTLの過渡的な変化の幅が大きくなっている。
5 (c) is a diagram showing the time variation of the torque variation component [Delta] T L of the load torque T L including acceleration torque. FIG. 5 (c), in the form in consideration of the acceleration torque generated when driven by the speed variation of the
基本的にトルク変動成分ΔTLが無視できるほど小さいので、アシストトルクTAS以外の要因で従動性を高めるためには、最大転写部摩擦トルクTFMAXを大きくするか、加速トルクを下げることが考えられる。最大転写部摩擦トルクTFMAXは、一次転写におけるトナーの転写プロセスと密接な関係にあるので、最大転写部摩擦トルクTFMAXを変更することは、容易ではない。他方、加速トルクを下げることは、等価ドラムイナーシャJを小さくすることにより比較的容易に実現可能である。ドラム軸809上に加味されるブラシレスDCモータ(以下、BLDCモータという。)805のイナーシャ成分の大きさは、減速歯車810とモータ軸歯車811の歯車比の影響を大きく受ける。BLDCモータ805のイナーシャ成分は、歯車比の二乗をモータ軸イナーシャに乗算した値となる。それにより、BLDCモータ805のロータイナーシャは、ドラム軸809上では感光ドラム2のイナーシャ成分より遥かに大きくなってしまう。そのため、本実施例のBLDCモータ805は、インナーロータタイプの低イナーシャタイプを使用することとする。これにより、等価ドラムイナーシャJを大幅に低減することが可能となる。その結果、加速トルクも大幅に低減する。
Since the torque fluctuation component ΔT L is basically small enough to be ignored, in order to increase the followability due to factors other than the assist torque T AS , it is considered to increase the maximum transfer portion friction torque T FMAX or decrease the acceleration torque. It is done. Since the maximum transfer portion friction torque TFMAX is closely related to the toner transfer process in the primary transfer, it is not easy to change the maximum transfer portion friction torque TFMAX . On the other hand, lowering the acceleration torque can be realized relatively easily by reducing the equivalent drum inertia J. The magnitude of the inertia component of the brushless DC motor (hereinafter referred to as BLDC motor) 805 added to the
このように、本実施例においては、アシストトルクTASを与えることによりドラム軸809に作用する負荷トルクTLの直流的な成分を打ち消し、かつ、低イナーシャ成分のBLDCモータ805を選定する。これにより、転写部摩擦トルクTFにより感光ドラム2を転写ベルト8に従動させることが十分可能になる。なお、本実施例では、BLDCモータ(ドラム駆動手段)805をアシストトルク発生源としているが、一定のトルクを発生できるものであるならば、特にこれに限定はしない。
As described above, in this embodiment, by applying the assist torque T AS , the DC component of the load torque TL acting on the
(感光ドラム及び転写ベルトの駆動構成)
次に、従動駆動を実現するための感光ドラム2及び転写ベルト8の電気的および機械的駆動構成を説明する。図6は、感光ドラム2の駆動構成の説明図である。感光ドラム2のドラム軸809は、減速歯車軸808に機械的に接続されている。減速歯車軸808には、減速歯車810が接合機構(不図示)により固定されている。減速歯車810は、BLDCモータ805のモータ歯車811に噛合している。BLDCモータ805からの回転トルクは、モータ歯車811、減速歯車810、減速歯車軸808及びドラム軸809を介して感光ドラム2へ伝達され、感光ドラム2を回転させる。
(Drive configuration of photosensitive drum and transfer belt)
Next, the electrical and mechanical drive configurations of the
減速歯車軸808には、ロータリーエンコーダ(回転速度検出器)807が固定されている。ロータリーエンコーダ807は、減速歯車軸808、ドラム軸809及び感光ドラム2と一体に回転する。ロータリーエンコーダ807のエンコーダ信号820に基づいて感光ドラム2の回転速度を表す回転速度検出値を求めることができる。回転速度検出値は、後述するアシストトルクTASの検出(アシストトルク導出フロー)及びドラム軸809の偏心の検出に用いることができる。
A rotary encoder (rotational speed detector) 807 is fixed to the
上位CPU801は、画像形成プロセスにおける各プロセス(帯電、露光、現像、一次転写高圧)の開始タイミングおよび停止タイミング、後述する色ずれ量の算出、その他各種設定値を一括で制御する。制御器802は、上位CPU801からの指令信号(駆動オン・オフ、目標速度、レジスタ設定値等)を受け、モータドライバIC803へ各種制御信号(駆動オン・オフ、PWM値等)を出力する。なお、アシストトルク導出時にロータリーエンコーダ807のエンコーダ信号820による角速度フィードバック制御を行うので、制御器802は、その内部にPID制御器を備えている。モータドライバIC803は、制御器802からの制御信号と回転位置検出部806からの回転位置信号とを基に、駆動回路804を制御してBLDCモータ805へ流す相電流の相切り替え及び電流量の調整を行う。
The
図7は、転写ベルト8の駆動構成の説明図である。転写ベルト8は、複数のローラ10、11及び21のうち少なくとも一つのローラを回転させることによって回転される。具体的には、転写ベルト8は、転写ベルト8の内側に当接するよう設置された駆動ローラ11を回転させることにより回転される。駆動ローラ11は、ローラ軸912に固定されている。ローラ軸912上には、減速歯車910とロータリーエンコーダ(回転速度検出器)907が固定して配置されている。減速歯車910は、BLDCモータ(ベルト駆動手段)905のモータ歯車911に噛合している。BLDCモータ905からの回転トルクは、モータ歯車911、減速歯車910及び減速歯車軸912を介して駆動ローラ11へ伝達され、駆動ローラ11を回転させる。駆動ローラ11の回転により転写ベルト8が回転する。ロータリーエンコーダ907は、減速歯車910、ローラ軸912及び駆動ローラ11と一体に回転する。ロータリーエンコーダ907のエンコーダ信号920に基づいて転写ベルト8の回転速度を表す回転速度検出値を求めることができる。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the drive configuration of the
駆動ローラ11は、感光ドラム2と同じように、BLDCモータ905の回転速度を減速歯車910によって減速させて回転される。上位CPU801、制御器902、モータドライバIC903、駆動回路904及び回転位置検出部904からなる電気的構成は、感光ドラム2の電気的構成と同じであるので説明を省略する。画像形成プロセス中の転写ベルト8は、ロータリーエンコーダ907のエンコーダ信号920による角速度フィードバック制御により駆動される。制御器902は、PID制御器を有する。PID制御器は、上位CPU801から指令された目標速度(以下、プロセス速度という。)と、ロータリーエンコーダ907のエンコーダ信号920をプロセス速度へ変換した回転速度検出値との差分が小さくなるように角速度フィードバック制御を行う。
As with the
なお、転写ベルト8及び転写ベルト8を回転させるBLDCモータ905は、転写ベルト8の上に転写されたトナー像をシートSに転写する転写装置を構成する。また、複数の感光ドラム2は、転写ベルト8に接触し、BLDCモータ(ベルト駆動手段)905による転写ベルト8の回転に従動して複数の感光ドラム2それぞれが回転する。BLDCモータ(ドラム駆動手段)805は、複数の感光ドラム2にトルクを付与して転写ベルト8の回転に従動回転させる。
The
(制御シーケンス)
((アシストトルク導出))
次に、アシストトルクTASを導出する方法を説明する。
一般に、画像形成装置1は、メイン電源がオンされると、最初に調整モードと呼ばれる状態になる。調整モードでは、定着器23の定着ローラの温度調整および各種画像調整を行っている。そして、調整モードが終了して初めてプリント動作が可能な状態になる。本実施例では、調整モードにおいてアシストトルクTASを導出するシーケンスを設けている。画像形成装置1は、厚紙を含む複数の紙種に対応するために、一般的に、複数のプロセス速度で動作可能である。従って、アシストトルクTASは、複数のプロセス速度のそれぞれに対応して導出される。
(Control sequence)
((Assist torque derivation))
Next, a method for deriving the assist torque T AS will be described.
In general, when the main power supply is turned on, the
アシストトルクTASは、画像形成プロセス時にドラム軸809に作用する負荷トルクTLを測定することにより導出される。本実施例では、ドラム軸809に作用する負荷を、BLDCモータ805が発生するトルク値から求める。モータドライバIC803は、PWM信号により、BLDCモータ805へ流れる相電流の電流量を決定するドライバICを使用する。PWM信号は、パルス幅変調信号である。相電流の電流量は、PWM信号のデューティ比を変更することにより調整される。PWM信号のデューティ比は、一定周期(PWM周期)の矩形波信号のハイレベルの時間幅(ONタイム)をPWM周期で割った商である。デューティ比が大きいと、相に流れる電流量が増大していき、逆にデューティ比が小さいと、相に流れる電流量が減少していく。ここで、相電流の大きさは、モータ805が発生しているトルクと等価であるといえる。相電流の大きさは、デューティ比に比例しているため、モータ805が発生しているトルクもデューティ比に比例する。
The assist torque T AS is derived by measuring the load torque TL acting on the
画像形成プロセス時にドラム軸809に作用する負荷トルクを検出するために、感光ドラム2を目標としてのプロセス速度に制御する。感光ドラム2の回転速度の制御は、制御器802に設けられたPID制御器により行われる。PID制御器は、アシストトルク導出時にロータリーエンコーダ807のエンコーダ信号820に基づいて感光ドラム2の角速度フィードバック制御を行うように構成されている。ただし、制御器802は、導出したアシストトルクTASに対応する所定のデューティ比のPWM信号を、画像形成プロセス中にモータドライバIC803へ出力するよう構成されている。
In order to detect a load torque acting on the
アシストトルク導出フローを説明する。アシストトルクTASを導出するために、第一に、一次転写ローラ6を転写ベルト8から離脱した状態とする。第二に、帯電、現像およびトナーとクリーニングブレード40との干渉の影響によりドラム軸809に作用する負荷トルクTLを導出するため、アシストトルクTASの導出は、画像形成プロセス中に行う。なお、画像形成プロセスにおける負荷トルクTLのトルク変動成分(交流的な成分)ΔTLは、負荷トルクTLの定常成分(直流的な成分)に対して十分に小さいので、アシストトルクTASの導出は感光ドラム2の空回転時に行ってもよい。
The assist torque derivation flow will be described. In order to derive the assist torque T AS , first, the
調整モード中にアシストトルクTASを導出するときの上位CPU801の動作を説明する。上位CPU801は、第一に、一次転写ローラ6の脱指令を、一次転写ローラ6の昇降を行うステッピングモータのドライバIC(不図示)へ送る。第二に、上位CPU801は、露光装置5、帯電器3、現像器7などの画像形成プロセスを行う各種装置の制御を行う。第三に、上位CPU801は、感光ドラム2の駆動指令を行う。
The operation of the
図8は、制御器802のアシストトルク導出シーケンスを示すフローチャートである。制御器(トルク調整手段)802は、ROM812に格納されているプログラムに基づいてアシストトルク導出シーケンスを実行する。調整モード中にアシストトルク導出が開始されると、制御器802は、上位CPU801からアシストトルク導出指令信号(プロセス速度設定値、アシスト導出オン指令等)を入力する(S1101)。制御器802は、プロセス速度を選択する(S1102)。制御器802は、モータドライバIC803へ制御信号を出力し、選択されたプロセス速度で感光ドラム2の角速度フィードバック制御を開始する(S1103)。制御器802は、感光ドラム2の駆動開始からT1時間(所定時間)経過したか否かを判断する(S1104)。T1時間は、感光ドラム2の駆動開始の時から、現像器7から感光ドラム2へ転写されたトナーがクリーニングブレード40に到達する時までに係る時間以上に設定されている。さらに、T1時間は、感光ドラム2の駆動開始の時から感光ドラム2の回転速度が安定する時までに係る時間に基づいて規定される。
FIG. 8 is a flowchart showing an assist torque deriving sequence of the
T1時間が経過したら(S1104でYES)、制御器802は、PWM信号のデューティ比のサンプリングを開始し、サンプリングしたデューティ比の値P1、P2、・・・、PNをRAM813に保存する(S1105)。制御器802は、サンプリングしたデューティ比の値P1、P2、・・・、PNの数が所定のサンプリング数Nに到達したか否かを判断する(S1106)。サンプリングしたデューティ比の値P1、P2、・・・、PNの数が所定のサンプリング数Nに到達したら(S1106のYES)、制御器802は、サンプリングを停止する(S1107)。ここで、サンプリングが終了したら、上位CPU801は、光走査装置5を停止させるとともに、帯電器3、現像器7及び一次転写ローラ6への高圧電源を停止させる。制御器802は、感光ドラム2を1〜2回転させた後、モータドライバIC803へ感光ドラム2の駆動停止指令を出力する(S1108)。感光ドラム2を1〜2回転させる理由は、感光ドラム2上のトナーをクリーニングブレード40で除去するためである。
When the time T1 has elapsed (YES in S1104), the
制御器802は、サンプリングしたデューティ比の値P1、P2、・・・、PNの平均値Paveを式(3)にもとづいて算出する(S1109)。
本実施例においては、アシストトルクTASを導出するために、一次転写部PTにおける感光ドラム2と転写ベルト8の接触を解除した状態においてアシストトルク導出シーケンスを実行した。しかし、感光ドラム2に作用する負荷トルクTLの直流的な成分と同じ量のトルクを導出できれば、特に本実施例の方法に限定されるものではない。
In this embodiment, in order to derive the assist torque T AS , the assist torque deriving sequence is executed in a state where the contact between the
((色ずれ検出及び従動検出))
次に、色ずれ検出方法と従動検出方法を説明する。まず、色ずれ検出と従動検出の制御系900と色ずれ検出用パターン(トナーパターン)111に関し説明する。図9は、制御系900のブロック図である。上位CPU801は、タイミング検出部1101、パターン間隔算出部1102、色ずれ算出部1103、色ずれ補正部1104、従動状態検出部1105及び目標速度調整部1106を有する。色ずれ検出センサ100は、転写ベルト8上に形成された色ずれ検出用パターン111を検出してアナログ信号(検出信号)121をコンパレータ1108へ出力する。コンパレータ1108は、アナログ信号121の波形(検出波形)を二値化して二値信号(検出信号)122をタイミング検出部1101へ出力する。タイミング検出部1101は、二値信号122の変化タイミングを検出し、検出したタイミング情報(時間情報)123をパターン間隔算出部1102へ出力する。パターン間隔算出部(算出手段)1102は、タイミング情報123を基に色ずれ検出用パターン111間の距離を算出し、算出した距離をパターン間隔情報(対基準色)124として色ずれ算出部1103へ出力する。色ずれ算出部(算出手段)1103は、パターン間隔情報(対基準色)124を基に色ずれ量を算出する。色ずれ補正部1104は、算出された色ずれ量から補正情報125を算出し、補正情報125を画像形成制御部1109へ出力する。
((Color shift detection and driven detection))
Next, a color misregistration detection method and a driven detection method will be described. First, the
パターン間隔算出部1102は、また、タイミング情報123を基にパターン間隔情報(隣接する同色)126を算出し、従動状態検出部(表面速度差算出部)1105へ出力する。従動状態検出部1105は、パターン間隔情報(隣接する同色)126を基に転写ベルト8に対する感光ドラム2の従動状態を検出する。目標速度調整部1106は、検出された従動状態に応じて感光ドラム2の目標速度設定値127を調整し、調整した目標速度設定値127を制御器802へ出力する。水晶発振器1107から出力されるクロック信号128は、上位CPU801が実行する各種処理作業の同期や、後に説明する色ずれ量算出および従動検出時の時間測定に用いられる。
The pattern
ここで、図10を用いて、色ずれ検出センサ100から出力されるアナログ信号(検出波形)121を説明する。図10は、色ずれ検出センサ100から出力されるアナログ信号121の説明図である。色ずれ検出用パターン111は、転写ベルト8上に形成されている。色ずれ検出センサ100の受光部102が受ける正反射光RLは、色ずれ検出用パターン111と色ずれ検出センサ100の検出領域(不図示)とが重なる領域が最も大きくなるときに最も小さくなる。これは、色ずれ検出センサ100の発光部101から出射される光ILがトナー像である色ずれ検出用パターン111にあたると、色ずれ検出用パターン111の不規則な表面により乱反射し、受光部102が受ける正反射光RLの光量が減少するためである。
Here, the analog signal (detection waveform) 121 output from the color
色ずれ検出センサ100の検出領域(不図示)と色ずれ検出用パターン111とが重なる領域が小さくなるにつれて正反射光RLの光量は大きくなる。そのため、色ずれ検出センサ100から出力されるアナログ信号(検出波形)121は、図10に示すように三角波状の信号となる。アナログ信号121は、コンパレータ1108へ入力され閾値信号(電圧)129と比較されることにより二値化されて二値信号122となり、二値信号122は、上位CPU801へ入力される。この際に用いられる閾値信号129の設定値は、あらかじめROM812に保存されている。上位CPU801は、設定値をROM812から読み込み、設定値に対応する閾値信号129をコンパレータ1108へ出力する。
As the area where the detection area (not shown) of the color
コンパレータ1108は、二値信号122を上位CPU801のタイミング検出部1101へ出力する。タイミング検出部1101は、コンパレータ1108からの二値信号122のエッジを検出し、立ち下がりエッジと立ち上がりエッジの間隔Tlと、立ち上がりエッジと立下りエッジの間隔Thとを求める。タイミング検出部1101は、二値信号122のエッジ間隔を水晶発振器1107のクロック信号128の周期でカウントすることにより、間隔Tl及び間隔Thを導出する。
The
次に、図11を用いて、色ずれ検出用パターン111を説明する。図11は、色ずれ検出用パターン111(Ph_Y1〜Ph_K10、Ps_Y1〜Ps_K2)と二値信号122(S_Y1〜S_K12)を示す図である。色ずれ検出用パターン111は、複数のセットを含む。複数のセットの色ずれ検出用パターン111は、転写ベルト8上に回転方向R2(以下、搬送方向R2または副走査方向R2ということがある。)に並んで形成されている。図11において、副走査方向R2は、紙面の都合上、折り曲げて描かれているが、実際には転写ベルト8の回転方向R2に沿った直線方向である。また、図11において、複数のセットの色ずれ検出用パターン111の一部が省略されている。一つのセットは、イエローで形成されたパターン(Ph_Y、Ps_Y)、マゼンダで形成されたパターン(Ph_M、Ps_M)、シアンで形成されたパターン(Ph_C、Ps_C)及びブラックで形成されたパターン(Ph_K、Ps_K)を一つずつ含む。また、色ずれ検出用パターン111は、二種類のパターンセットを含む。一つは、副走査方向R2における色ずれを検出するためのパターンセット(Ph_1setからPh_10setの計10セット)である。もう一つは、主走査方向MSにおける色ずれを検出するパターンセット(Ps_1set, Ps_2setの計2セット)である。
Next, the color
まず、二値信号122を用いて副走査方向R2における色ずれ量を算出する方法を説明する。副走査方向R2における色ずれを検出するためのパターンセットPh_nsetにおいて、各色のパターンPh_Yn、Ph_Mn、Ph_Cn、Ph_Kn(n=1〜10)の副走査方向R2の幅Phy、Phm、Phc、Phkは、同じに形成されている。また、副走査方向R2にいて隣接するパターンPh_Yn、Ph_Mn、Ph_Cn、Ph_Knの中央位置の間の距離L1、L2及びL3も、同じ基準距離Lrf1で形成される。ただし、副走査方向R2に色ずれが生じた場合、距離L1、L2及びL3は、それぞれ色ずれ量の分だけ基準距離Lrf1と差分が生じる。
First, a method for calculating the color misregistration amount in the sub-scanning direction R2 using the
本実施例では、イエローを基準色とする。Ph_1setにおいてイエローに対するマゼンダの色ずれ量の算出は、以下のように行われる。上位CPU801のタイミング検出部1101は、Ph_Y1の二値信号122であるS_Y1の中央(立下りエッジと立ち上がりエッジとの中間)とPh_M1の二値信号122であるS_M1の中央との時間間隔Tm1を測定する。タイミング検出部1101は、測定した時間間隔Tm1をタイミング情報(時間情報)123としてパターン間隔算出部1102へ出力する。パターン間隔算出部1102は、測定された時間間隔Tm1に画像形成装置1のプロセス速度を乗算することにより、Ph_Y1とPh_M1との距離L1を算出する。パターン間隔算出部1102は、算出した距離L1をパターン間隔情報(対基準色)124として色ずれ算出部1103へ出力する。色ずれ算出部1103は、算出された距離L1と予めROM812に保存されている基準距離Lrf1と比較することにより、イエローに対するマゼンダの色ずれ量を算出する。
In this embodiment, yellow is the reference color. The calculation of the magenta color misregistration amount for yellow in Ph — 1set is performed as follows. The
また、イエローに対するシアンの色ずれ量の算出は、以下のように行われる。タイミング検出部1101は、S_Y1の中央とPh_C1の二値信号122であるS_C1の中央との時間間隔Tc1を測定する。パターン間隔算出部1102は、測定された時間間隔Tc1にプロセス速度を乗算することにより、Ph_Y1とPh_C1との距離L1+L2を算出する。色ずれ算出部1103は、Ph_Y1とPh_C1の距離L1+L2がPh_Y1とPh_M1の距離L1の2倍であることから、基準距離Lrf1を2倍した値と算出された距離L1+L2とを比較することによりイエローに対するシアンの色ずれ量を算出する。
The calculation of the amount of cyan color shift with respect to yellow is performed as follows. The
そして、イエローに対するブラックの色ずれ量の算出は、以下のように行われる。タイミング検出部1101は、S_Y1の中央とPh_K1の二値信号122であるS_K1の中央との時間間隔Tk1を測定する。パターン間隔算出部1102は、測定された時間間隔Tk1にプロセス速度を乗算することにより、Ph_Y1とPh_K1との距離L1+L2+L3を算出する。色ずれ算出部1103は、Ph_Y1とPh_K1の距離L1+L2+L3が距離L1の3倍であることから、基準距離Lrf1を3倍した値と算出された距離L1+L2+L3を比較することによりイエローに対するブラックの色ずれ量を算出する。
The calculation of the color misregistration amount of black with respect to yellow is performed as follows. The
距離L1、距離L1+L2及び距離L1+L2+L3は、副走査方向R2における色ずれ量を算出するためのパターン距離である。 The distance L1, the distance L1 + L2, and the distance L1 + L2 + L3 are pattern distances for calculating the color misregistration amount in the sub-scanning direction R2.
副走査方向R2における色ずれ量の算出式をまとめると、以下のようになる。
マゼンダの色ずれ量 = Lrf1−L1 (4)
シアンの色ずれ量 = 2Lrf1−(L1+L2) (5)
ブラックの色ずれ量 = 3Lrf1−(L1+L2+L3) (6)
The formulas for calculating the color misregistration amount in the sub-scanning direction R2 are summarized as follows.
Magenta color misregistration amount = Lrf1-L1 (4)
Cyan color misregistration amount = 2Lrf1- (L1 + L2) (5)
Black color misregistration amount = 3Lrf1- (L1 + L2 + L3) (6)
色ずれ算出部1103は、上記計算を、色ずれ検出用パターン111のパターンセットPh_1set〜Ph_10setのぞれぞれで行う。色ずれ算出部1103は、それぞれのパターンセットPh_nset(n=1〜10)における算出結果を平均化することにより、最終的な副走査方向R2の各色の色ずれ量を求める。
The color
続いて、二値信号122を用いて主走査方向MSにおける色ずれ量を算出する方法を説明する。主走査方向MSの色ずれ検出用パターンは、2種類ある。一つのパターンセットPs_1setは、搬送方向R2に対して45°傾いて形成される色ずれ検出用パターンPs_Y1、Ps_M1、Ps_C1及びPs_K1を有する。もう一つのパターンセットPs_2setは、搬送方向R2に対して−45°傾いて形成される色ずれ検出Ps_Y2、Ps_M2、Ps_C2及びPs_K2を有する。各色の色ずれ検出用パターンPs_Yn、Ps_Mn、Ps_Cn及びPs_Kn(n=1〜2)の副走査方向R2の幅Psy、Psm、Psc及びPskは、同じに形成されている。また、副走査方向R2において隣接するパターンPs_Yn、Ps_Mn、Ps_Cn及びPs_Knの中央位置の間の距離L4、L5、 L6、L7、L8及びL9も、同じ基準距離Lrf1で形成される。
Next, a method for calculating the color misregistration amount in the main scanning direction MS using the
距離L4、L5、 L6、L7、L8及びL9は、主走査方向MSにおける色ずれ量を算出するためのパターン距離である。 The distances L4, L5, L6, L7, L8, and L9 are pattern distances for calculating the amount of color misregistration in the main scanning direction MS.
主走査方向MSにおける色ずれ量の算出式をまとめると、以下のようになる。
マゼンダの色ずれ量 = ((Lrf1−L4)−(Lrf1−L7))/2 (7)
シアンの色ずれ量 = ((Lrf1−L5)−(Lrf1−L8))/2 (8)
ブラックの色ずれ量 = ((Lrf1−L6)−(Lrf1−L9))/2 (9)
The formulas for calculating the color misregistration amount in the main scanning direction MS are summarized as follows.
Magenta color misregistration amount = ((Lrf1-L4)-(Lrf1-L7)) / 2 (7)
Cyan color misregistration amount = ((Lrf1-L5)-(Lrf1-L8)) / 2 (8)
Black color misregistration amount = ((Lrf1-L6)-(Lrf1-L9)) / 2 (9)
上記式(7)、式(8)及び式(9)によれば、副走査方向R2の色ずれの影響を受けずに主走査方向MSの色ずれ量を算出できる。式(7)を用いて説明すると、式Lrf1−L4は、Ps_1setで生じたイエローとマゼンダの相対位置の変化量(色ずれ量)を表している。式Lrf1−L4のみでは、副走査方向R2の色ずれにより生じるイエローとマゼンダの相対位置の変化量を含んでいる。次に、式Lrf1−L7は、Ps_2setで生じたイエローとマゼンダの相対位置の変化量(色ずれ量)を表している。仮に、主走査方向MSの色ずれなしに副走査方向R2にのみ色ずれが生じた場合、距離L4と距離L7は同様に変化する。つまり、式Lrf1−L7の算出値とLrf1−L4の算出値は、同じである。従って、式Lrf1−L4の算出値から式Lrf1−L7の算出値を減算した値は、0となるので、副走査方向R2の色ずれが式(7)の算出結果に与える影響を除くことができる。一方、主走査方向MSに色ずれが生じた場合、例えば、図11においてマゼンタがイエローに対して主走査方向MSの正の方向へずれた場合、距離L4が小さくなるのでLrf1−L4は正の値に、逆に距離L7が大きくなるのでLrf1−L7は負の値になる。よって、Lrf1−L4の値からLrf1−L7の値を減算した値を2で割ることにより、副走査方向R2の色ずれの影響を除いて主走査方向MSの色ずれ量を算出できる。 According to the above equations (7), (8), and (9), the color misregistration amount in the main scanning direction MS can be calculated without being affected by the color misregistration in the sub scanning direction R2. Explaining with Expression (7), Expression Lrf1-L4 represents the change amount (color misregistration amount) of the relative position between yellow and magenta generated in Ps_1set. The expression Lrf1-L4 alone includes the amount of change in the relative position between yellow and magenta caused by the color shift in the sub-scanning direction R2. Next, the expression Lrf1-L7 represents the change amount (color shift amount) of the relative position between yellow and magenta generated in Ps_2set. If color misregistration occurs only in the sub-scanning direction R2 without color misregistration in the main scanning direction MS, the distance L4 and the distance L7 change similarly. That is, the calculated value of the expression Lrf1-L7 and the calculated value of Lrf1-L4 are the same. Accordingly, since the value obtained by subtracting the calculated value of the formula Lrf1-L7 from the calculated value of the formula Lrf1-L4 is 0, the influence of the color shift in the sub-scanning direction R2 on the calculated result of the formula (7) may be excluded. it can. On the other hand, when color misregistration occurs in the main scanning direction MS, for example, in FIG. 11, when magenta deviates in the positive direction of the main scanning direction MS with respect to yellow, the distance L4 becomes small and Lrf1-L4 becomes positive. Conversely, since the distance L7 increases, Lrf1-L7 becomes a negative value. Therefore, by dividing the value obtained by subtracting the value of Lrf1-L7 from the value of Lrf1-L4 by 2, it is possible to calculate the color misregistration amount in the main scanning direction MS without the influence of the color misregistration in the sub-scanning direction R2.
次に、主走査方向MSの色ずれ検出パターンが2セットPs_1set及びPs_2setの一組Ss_setであるのに対して、副走査方向R2の色ずれ検出用パターンPh_1set〜Ph_10setが10セットである理由を説明する。色ずれ検出用パターン111が形成される転写ベルト8の表面速度には、転写ベルト8の厚みムラなどに起因する交流的な速度変動(色ずれ検出パターン1セットに対し十分長い周期の変動)がある。この交流的な速度変動は、副走査方向R2の色ずれ検出精度を落とすので、副走査方向R2の色ずれ検出パターンPh_nsetを複数回形成し、検出結果を平均化することにより検出精度を向上している。
Next, the reason why the color misregistration detection patterns in the main scanning direction MS are two sets Ps_1set and one set Ss_set of Ps_2set, whereas the color misregistration detection patterns Ph_1set to Ph_10set in the sub-scanning direction R2 are ten sets will be described. To do. The surface speed of the
次に、転写ベルト8の回転に従って回転する感光ドラム2の従動状態を検出する方法を説明する。従動検出においても、前述した副走査方向R2における色ずれ量を検出するためのパターンPh_Yn、Ph_Mn、Ph_Cn、Ph_Kn(n=1〜10)の二値信号122であるS_Yn、S_Mn、S_Cn、S_Kn(n=1〜10)を用いる。色ずれ検出の場合、同じパターンセットにおいて基準色のイエローの二値信号122であるS_Ynと他色の二値信号S_Mn、S_Cn及びS_Knとの距離L1、L2及びL3を算出した。これに対して、従動検出の場合、隣り合ったパターンセット(例えば、Ph_1setとPh_2set)の同色の色ずれ検出用パターンの二値信号(例えば、Ph_Y1とPh_Y2)の距離(例えば、Lyy)を算出する。
Next, a method for detecting the driven state of the
図12を用いて、従動検出を説明する。図12は、図11と同様に、色ずれ検出用パターン111(Ph_Y1〜Ph_K10、Ps_Y1〜Ps_K2)と二値信号122(S_Y1〜S_K12)を示す図である。例えば、パターンセットPh_1setのイエローの色ずれ検出用パターンPh_Y1の中央位置と隣接するパターンセットPh_2setのイエローの色ずれ検出用パターンPh_Y2の中央位置と距離Lyyは、以下のように算出される。上位CPU801のタイミング検出部1101は、Ph_Y1の二値信号122であるS_Y1の中央とPh_Y2の二値信号122であるS_Y2の中央との時間間隔Tyy1を測定する。タイミング検出部1101は、測定した時間間隔Tyy1をタイミング情報(時間情報)123としてパターン間隔算出部1102へ出力する。パターン間隔算出部1102は、測定された時間間隔Tyy1に画像形成装置1のプロセス速度を乗算することにより、隣接するイエローのPh_Y1とPh_Y2の距離Lyy1を算出する。パターン間隔算出部1102は、算出した距離Lyy1をパターン間隔情報(隣接する同色)126として従動状態検出部1105へ出力する。
The follow detection will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram showing the color misregistration detection pattern 111 (Ph_Y1 to Ph_K10, Ps_Y1 to Ps_K2) and the binary signal 122 (S_Y1 to S_K12), as in FIG. For example, the center position of the yellow color misregistration detection pattern Ph_Y1 in the pattern set Ph_1set and the center position of the yellow color misregistration detection pattern Ph_Y2 in the adjacent pattern set Ph_2set and the distance Lyy are calculated as follows. The
同様にして、隣接するマゼンタパターンの距離Lmm1、隣接するシアンパターンの距離Lcc1及び隣接するブラックパターンの距離Lkk1も、二値信号122の時間間隔Tmm1、Tmm2及びTmm3から求める。Ph_1setからPh_10setまでの隣接する同色パターンの距離Lyyn、Lmmn、Lccn及びLkkn(n=1〜9)を算出する。色毎に9つずつ算出された距離Lyyn、Lmmn、Lccn及びLkkn(n=1〜9)は、転写ベルト8が称呼の速度(プロセス速度)で一定に回転していれば、基準距離(称呼距離)Lrf2と同じになる。
Similarly, the distance Lmm1 of the adjacent magenta pattern, the distance Lcc1 of the adjacent cyan pattern, and the distance Lkk1 of the adjacent black pattern are also obtained from the time intervals Tmm1, Tmm2, and Tmm3 of the
距離Lyyn、Lmmn、Lccn及びLkkn(n=1〜9)は、感光ドラム2と転写ベルト8の従動状態を検出するためのパターン距離である。
The distances Lyyn, Lmmn, Lccn, and Lkkn (n = 1 to 9) are pattern distances for detecting the driven state of the
図13は、従動検出のために隣接する同色パターンの距離Lyyn、Lmmn、Lccn及びLkkn(n=1〜9)の変化を示す図である。感光ドラム2と転写ベルト8の表面速度が同一つまり感光ドラム2と転写ベルト8が従動状態である場合、図13(a)のグラフに示すような結果となる。図13(a)において、縦軸は、隣接する同色パターンの距離を示されており、9セット分の距離(隣接するイエローパターンの距離Lyy1〜Lyy9を例示している)がPlot_0の名でプロットされている。また、破線は、基準距離Lrf2を示す。Plot_0のプロットが交流(AC)的に変動しているのは、先に説明した転写ベルト8の表面速度の変動の影響である。
FIG. 13 is a diagram showing changes in the distances Lyyn, Lmmn, Lccn, and Lkkn (n = 1 to 9) of adjacent same color patterns for detection of follow-up. When the surface speeds of the
ところで、従動状態が崩れ、感光ドラム2と転写ベルト8との間に速度差が生じた場合、隣接する同色パターンの距離Lyyn、Lmmn、Lccn及びLkknがオフセットする。例えば、感光ドラム2に対して転写ベルト8が速い場合、転写間隔が広がるため基準距離Lrf2に対して隣接する同色パターンの距離Lyyn、Lmmn、Lccn及びLkknは大きくなる。また、逆に、感光ドラム2に対して転写ベルト8が遅い場合、転写間隔が狭くなるため基準距離Lrf2に対して隣接する同色パターンの距離Lyyn、Lmmn、Lccn及びLkknは小さくなる。
By the way, when the driven state collapses and a speed difference is generated between the
図13(b)は、感光ドラム2と転写ベルト8が従動状態にない場合の同色パターンの距離Lyyn、Lmmn、Lccn及びLkkn(n=1〜9)の変化を示す図である。図13(b)において、Plot_fは、感光ドラム2に対して転写ベルト8が速い状態の結果を示し、Plot_sは、感光ドラム2に対して転写ベルト8が遅い状態の結果を示している。破線で示すPlot_f_aveは、Plot_fの9ポイントの値の平均値を表す。破線で示すPlot_s_aveは、Plot_sの9ポイントの値の平均値を表す。図13(b)からわかるように、平均値Plot_f_ave及び平均値 Plot_s_aveは、従動状態におけるPlot_0と比べ基準距離Lrf2から乖離している。従動状態検出部(算出手段)1105は、隣接する同色パターンの9つの距離Lyy1〜Lyy9の平均値Plot_aveと基準距離Lrf2との差分を算出することにより、従動状態が保たれているか否かを判断する。
FIG. 13B is a diagram showing changes in the distances Lyyn, Lmmn, Lccn, and Lkkn (n = 1 to 9) of the same color pattern when the
従動状態が保たれているか否かは、以下の式(10)により判断される。
|Lrf2 ― Plot_ave| ≧ A (10)
ここで、Plot_aveは、隣接する同色パターンの距離の平均値、Aは、従動状態判断の所定値である。平均値Plot_aveが基準距離Lrf2に対して所定値以上オフセットしている場合、従動状態が崩れていると判断される。本実施例の所定値Aは、10μm(マイクロメートル)である。基準距離Lrf2は、所定時間当たりの転写ベルト8の表面の移動距離に相当する。平均値Plot_aveは、所定時間当たりの感光ドラム2の表面の移動距離に相当する。従って、式(10)の左辺のLrf2 ― Plot_aveは、所定時間当たりの転写ベルト8と感光ドラム2の表面の移動距離の差に相当する。つまり、式(10)の左辺のLrf2 ― Plot_aveの値は、転写ベルト8の表面速度と感光ドラム2の表面速度との差(表面速度差)に対応する値である。よって、従動状態検出部1105は、転写ベルト8の表面速度と感光ドラム2の表面速度との差(表面速度差)に基づいて従動状態が保たれているか否かを判断している。
Whether or not the driven state is maintained is determined by the following equation (10).
| Lrf2−Plot_ave | ≧ A (10)
Here, Plot_ave is an average value of distances between adjacent same-color patterns, and A is a predetermined value for determining the driven state. When the average value Plot_ave is offset by a predetermined value or more with respect to the reference distance Lrf2, it is determined that the driven state has collapsed. The predetermined value A in this embodiment is 10 μm (micrometer). The reference distance Lrf2 corresponds to the moving distance of the surface of the
図14は、色ずれ検出及び従動検出シーケンスを示すフローチャートである。上位CPU(制御手段)801は、ROM812に格納されているプログラムに基づいて色ずれ検出及び従動検出シーケンスを実行する。上位CPU801は、画像形成装置1の主電源がオンされた際、又は、規定枚数以上の画像を形成した後、色ずれ検出及び従動検出シーケンスを開始する。シーケンスが開始されると、上位CPU801は、転写ベルト8上に色ずれ検出用パターン111を形成する(S1701)。次に、上位CPU801のタイミング検出部1101は、パターン検出を開始する(S1702)。タイミング検出部1101は、色ずれ検出用パターン111の二値信号122から検出タイミングを測定する。タイミング検出部1101は、全パターンの検出が完了したか否かを判断する(S1703)。タイミング検出部1101は、検出された二値信号122の波形のエッジの数をカウントし、カウント数が所定数(本実施例では96)に達すればパターン検出を終了する(S1703でYES)。
FIG. 14 is a flowchart showing a color misregistration detection and follow-up detection sequence. A host CPU (control unit) 801 executes a color misregistration detection and follow-up detection sequence based on a program stored in the
全パターンの検出が完了していない場合(S1703でNO)、タイミング検出部1101は、色ずれ検出用パターン111の形成開始から所定時間が経過したか否かを判断する(S1704)。本実施例において、所定時間は、10秒に設定されている。しかし、所定時間は、10秒に限定されるものではなく、画像形成装置に応じて適宜に設定されてもよい。所定時間が経過していない場合(S1704でNO)、S1703へ戻る。所定時間が経過してもカウント数が所定数に達しない場合(S1704でYES)、色ずれ検出用パターン111が正しく形成されていない、色ずれ検出センサ100の故障などが考えられる。そこで、色ずれ検出及び従動検出シーケンスを実行できない旨のアラートを操作部(不図示)上に表示する(S1705)。
If detection of all patterns has not been completed (NO in S1703), the
全パターンの検出が完了した場合(S1703でYES)、パターン間隔算出部1102は、上述した色ずれ量を算出するためのパターン距離および従動状態を検出するためのパターン距離の算出を行う(S1706)。色ずれ算出部1103は、算出されたパターン距離L1〜L9から色ずれ量(ずれ量)の算出を行う(S1707)。従動状態検出部1105は、算出されたパターン距離Lyyn、Lmmn、Lccn及びLkkn(n=1〜9)から式(10)を用いて従動状態が維持されているか否かを判断する(S1708)。パターン距離Lyyn、Lmmn、Lccn及びLkkn(n=1〜9)から求めた平均値Plot_aveが所定値以上の場合(S1708でNO)、感光ドラム2と転写ベルト8の従動状態が維持されていないと判断する。平均値Plot_aveが所定値未満の場合(S1708でYES)、感光ドラム2と転写ベルト8の従動状態が維持されていると判断する。従動状態が維持されていると判断された場合(S1708でYES)、色ずれ補正部1104は、算出された色ずれ量(検出結果)から補正情報(色ずれ補正量)125を算出し、補正情報125を画像形成制御部1109へ出力する(S1709)。
When the detection of all patterns is completed (YES in S1703), the pattern
補正情報125に基づく色ずれ補正を簡単に説明する。光走査装置5は、上位CPU801から画像形成開始指令信号を受けた時から実際に画像を形成し始める時まである時間間隔を設けている。副走査方向R2における色ずれ補正は、この時間間隔を調整することにより行われる。色ずれ補正部1104は、副走査方向R2の補正情報125として、この時間間隔を調整するための画像形成タイミング補正情報を画像形成制御部1109へ出力する。また、光走査装置5は、BD305から同期信号を受けた時から主走査方向MSにおける画像の書き出しの時まである時間間隔を設けている。主走査方向MSにおける色ずれ補正は、この時間間隔を調整することにより行われる。色ずれ補正部1104は、主走査方向MSの補正情報125として、この時間間隔を調整するための光ビーム出射タイミング補正情報を画像形成制御部1109へ出力する。
Color misregistration correction based on the
シーケンスの説明に戻る。S1709で補正情報125を画像形成制御部1109へ出力すると、色ずれ検出及び従動検出シーケンスは終了する。一方、S1708で、従動状態が崩れている(従動状態NG)と判断された場合(S1708でNO)、S1707で算出された色ずれ量は、正しく検出されていないと判断され破棄される(S1710)。すなわち、従動状態検出部(判断手段)1105は、色ずれ量に基づいて色ずれ補正を行うか否かを、感光ドラム2と転写ベルト8との表面速度差に基づいて判断する。従動状態検出部1105は、従動状態NGが3回連続で判定されたか否かを判断する(S1711)。従動状態NGの結果が3回連続で判定された場合(S1711でYES)、従動状態へ復帰不可と判断しエラーとする。従動状態NGの結果が3回連続でない場合(S1711でNO)、目標速度調整部1106は、S1708で検出された従動状態に応じて感光ドラム2の目標速度設定値127を調整する(S1712)。感光ドラム2の目標速度は、図8のS1102のプロセス速度である。目標速度調整部1106は、調整した目標速度設定値127を制御器802へ出力する。制御器802は、上述したアシストトルク導出シーケンス(図8のフローチャートのS1103以降のステップ)を実行する(S1713)。
Return to the description of the sequence. When the
従動状態NGの際に感光ドラム2の目標速度調整を行う理由を説明する。画像形成装置1の出荷時には、プロセス速度で感光ドラム2を回転させたときに、感光ドラム2の表面速度と転写ベルト8の表面速度は、同じになるように調整されている。しかし、耐久による表面の削れなどにより感光ドラム2の直径が変わると、プロセス速度で感光ドラム2を回転させても感光ドラム2の表面速度が転写ベルト8の表面速度と同じにならなくなる。従動状態NG、つまり感光ドラム2の表面速度と転写ベルト8の表面速度の周速差が大きい状態は、感光ドラム2をプロセス速度で回転させても感光ドラム2の表面速度が転写ベルト8の表面速度と同じにならなくなった状態である。そこで、感光ドラム2の表面速度と転写ベルト8の表面速度の分だけ感光ドラム2の目標速度を調整し、感光ドラム2の表面速度を転写ベルト8の表面速度に合わせる。
The reason why the target speed of the
感光ドラム2の目標速度は、以下の式(11)を用い調整される。
V_tar=((Lrf2−Plot_ave)/Lrf2)*Vp+Vp (11)
ここで、V_tarは、新しく設定される目標速度、Vpは、プロセス速度を示している。式(11)は、基準距離Lrf2に対する隣接する同色パターンの距離の平均値Plot_aveの変化割合だけ感光ドラム2の目標速度V_tarをプロセス速度Vpに対し調整することを表している。
The target speed of the
V_tar = ((Lrf2-Plot_ave) / Lrf2) * Vp + Vp (11)
Here, V_tar represents a newly set target speed, and Vp represents a process speed. Expression (11) represents that the target speed V_tar of the
制御器802は、感光ドラム2を目標速度V_tarで回転させてアシストトルクTASを導出する(S1713)。制御器802は、導出されたアシストトルクTASに対応する所定のデューティ比のPWM信号を、モータドライバIC803へ出力して感光ドラム2を回転させる(S1714)。上位CPU801は、再度S1701へ戻り色ずれ検出及び従動判定シーケンスを行う。感光ドラム2の目標速度調整を行うことにより感光ドラム2と転写ベルト8の表面速度が同じ値に近づくので、色ずれ検出に影響を与える速度差を低減できる。調整された目標速度で感光ドラム2を回転させて、色ずれ算出部1103は、新たな色ずれ量(新たな色ずれ補正量)を算出する。画像形成制御部1109は、新たな色ずれ量を用いて色ずれ補正を行う。
The
上位CPU801は、画像形成枚数が所定数に達した場合に色ずれ検出及び従動検出シーケンスを実行する。図15を用いて、色ずれ検出及び従動検出シーケンスを実行する時期の一例を説明する。図15は、画像形成シーケンスを示すフローチャートである。上位CPU801は、ROM812に格納されているプログラムに基づいて画像形成シーケンスを実行する。画像出力ジョブが投入されると、上位CPU801は、前回の色ずれ検出及び従動検出シーケンスを実行してからの画像形成枚数が所定数(本実施例では、1000枚)に達しているか否かを判断する(S1801)。画像形成枚数が所定数に達している場合(S1801でYES)、上位CPU801は、色ずれ検出及び従動検出シーケンスを実行する(S1802)。色ずれ検出及び従動検出シーケンスの完了後、上位CPU801は、投入された画像出力ジョブに基づいて画像形成を行う(S1803)。一方、画像形成枚数が所定数に達していない場合(S1801でNO)、上位CPU801は、色ずれ検出及び従動検出シーケンスを実行せずに画像形成を行う(S1803)。画像形成後、上位CPU801は、次の画像形成ジョブが有るか否かを判断する(S1804)。次の画像形成ジョブがある場合(S1804でYES)、S1801へ戻り、再度、画像形成枚数が所定数に達したか否かを判断する確認を行う。次の画像形成ジョブがない場合(S1804でNO)、画像形成シーケンスを終了する。
The
本実施例によれば、色ずれ検出及び従動検出シーケンスを実行することにより、感光ドラム2と転写ベルト8との従動状態が崩れていたとしても、色ずれ検出における検出誤差の発生を防止することができる。よって、より正確に色ずれ補正を実行できる。
According to the present embodiment, by executing the color misregistration detection and follow-up detection sequence, even if the driven state between the
本実施例によれば、感光体と中間転写体との表面速度差の影響による色ずれ量の誤検知を防止することができる。 According to this embodiment, it is possible to prevent erroneous detection of the color misregistration amount due to the influence of the surface speed difference between the photosensitive member and the intermediate transfer member.
1・・・画像形成装置
2(2a、2b、2c、2d)・・・感光ドラム
9(9a、9b、9c、9d)・・・画像形成部(画像形成手段)
8・・・転写ベルト
100・・・色ずれ検出センサ(検出手段)
111・・・色ずれ検出用パターン
801・・・上位CPU(制御手段)
805・・・BLDCモータ(ドラム駆動手段)
905・・・BLDCモータ(ベルト駆動手段)
DESCRIPTION OF
8.
111: Color misregistration detection pattern 801: Upper CPU (control means)
805... BLDC motor (drum drive means)
905... BLDC motor (belt drive means)
Claims (4)
前記複数の感光ドラムの上にそれぞれ異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成手段と、
複数のローラによって張架され、前記複数の感光ドラムの上に形成されたトナー像が転写される無端状の転写ベルトと、前記複数のローラのうちの少なくとも一つのローラを回転させることによって転写ベルトを回転させるベルト駆動手段と、を備え、前記転写ベルトの上に転写されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
複数色の前記トナー像の間のずれを補正するために前記転写ベルトの上に形成される複数色の色ずれ検出用パターンの間のずれ量を検出する検出手段と、を備え、
前記複数の感光ドラムが前記転写ベルトに接触し、前記ベルト駆動手段による前記転写ベルトの回転に従動して前記複数の感光ドラムそれぞれが回転する画像形成装置であって、
前記複数の感光ドラムにトルクを付与して前記転写ベルトの回転に従動回転させるドラム駆動手段と、
制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記複数の画像形成手段を制御して前記複数色の色ずれ検出用パターンを前記転写ベルトの上に形成させ、
前記検出手段によって検出される前記複数色の色ずれ検出用パターンの間のずれ量を算出し、
前記検出手段によって検出される前記複数色の色ずれ検出用パターンの間の前記ずれ量が所定値以上の場合、前記複数の感光ドラムにトルクを付与して前記複数の感光ドラムが前記転写ベルトに従動して回転するように前記ドラム駆動手段を制御し、その後、再び前記複数色の色ずれ検出用パターンを形成し、当該複数色の色ずれ検出用パターンの検出結果に基づいて色ずれ補正量を算出し、当該色ずれ補正量に基づいて前記複数色のトナー像の間のずれを補正し、
前記検出手段によって検出される前記複数色の色ずれ検出用パターンの間の前記ずれ量が所定値未満の場合、当該所定値未満の前記ずれ量に基づいて前記複数色のトナー像の間のずれを補正することを特徴とする画像形成装置。 A plurality of photosensitive drums;
A plurality of image forming means for forming toner images of different colors on the plurality of photosensitive drums;
An endless transfer belt that is stretched by a plurality of rollers and onto which toner images formed on the plurality of photosensitive drums are transferred, and a transfer belt by rotating at least one of the plurality of rollers A belt drive means for rotating the transfer device, and a transfer device for transferring the toner image transferred onto the transfer belt to a recording medium;
Detecting means for detecting a shift amount between a plurality of color misregistration detection patterns formed on the transfer belt in order to correct a shift between the toner images of a plurality of colors;
The plurality of photosensitive drums are in contact with the transfer belt, and each of the plurality of photosensitive drums is rotated by the rotation of the transfer belt by the belt driving unit,
Drum driving means for applying torque to the plurality of photosensitive drums to be driven to rotate by rotation of the transfer belt;
Control means,
The control means includes
Controlling the plurality of image forming means to form a plurality of color misregistration detection patterns on the transfer belt;
Calculating a deviation amount between the color misregistration detection patterns detected by the detection means;
When the amount of deviation between the color misregistration detection patterns detected by the detection means is equal to or greater than a predetermined value, torque is applied to the plurality of photosensitive drums so that the plurality of photosensitive drums are applied to the transfer belt. The drum driving unit is controlled to rotate following the rotation, and then the color misregistration detection pattern of the plurality of colors is formed again, and the color misregistration correction amount is based on the detection result of the color misregistration detection pattern of the plurality of colors. And correcting misregistration between the toner images of the plurality of colors based on the color misregistration correction amount,
When the shift amount between the color misregistration detection patterns detected by the detection unit is less than a predetermined value, the shift between the toner images of the plurality of colors is based on the shift amount less than the predetermined value. An image forming apparatus characterized by correcting the above.
前記制御手段が前記ずれ量を破棄した場合、前記トルク調整手段により調整されたトルクで前記ドラム駆動手段により前記複数の感光ドラムを回転させた状態で前記制御手段により新たな色ずれ補正量を算出し、前記制御手段は、前記新たな色ずれ補正量に基づいて前記複数色のトナー像の間のずれを補正する請求項2に記載の画像形成装置。 A torque adjusting means for adjusting the torque for rotating the plurality of photosensitive drums by the drum driving means;
When the control unit discards the misregistration amount, a new color misregistration correction amount is calculated by the control unit while the plurality of photosensitive drums are rotated by the drum driving unit with the torque adjusted by the torque adjusting unit. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the control unit corrects a shift between the toner images of the plurality of colors based on the new color shift correction amount.
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2015
- 2015-03-12 JP JP2015049271A patent/JP2016170247A/en active Pending
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