JP2003091127A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
画像形成装置において、画像位置ずれを低減し、かつ加
工コストを低減する。 【解決手段】各駆動ローラの偏芯から発生する用紙経路
変動によって色ずれが引き起こされる。これを防止する
ために、用紙経路変動差を最小化するように表面と裏面
のローラの偏芯位相差を制御する。
Description
するものである。
刷する画像形成装置は、像担持体上に単色画像を形成す
る画像形成ユニットを連続用紙(以下、ウェブ状記録媒
体という)の両面に複数配置し、各画像形成ユニットで
形成された単色画像は、中間転写体もしくは直接ウェブ
状記録媒体に転写し、カラー画像の形成を行なうタンデ
ム型の両面カラー画像形成装置が一般的である。
は、例えば図1に示すような構成となっている。すなわ
ち、ウェブ状記録媒体の片面にブラック(以下、Kとい
う)、イエロー(以下、Yという)、マゼンタ(以下、
Mという)、シアン(以下、Cという)の単色画像形成
ユニットがウェブ状記録媒体の進行方向に配列されてい
る。また、他方の面にも同じくブラック(以下、Kとい
う)、イエロー(以下、Yという)、マゼンタ(以下、
Mという)、シアン(以下、Cという)の単色画像形成
ユニットが用紙の進行方向に配列されている。これらの
画像形成ユニットは、一見して用紙の両側に千鳥配置と
なっている。
ブ状記録媒体の面に対して、4つの画像形成ユニットが
転写媒体上で重ね合わされ、カラー画像を得るものであ
る。ところが、各種の回転体の取り付けに起因する偏芯
や回転体の回転軸のクリアランス誤差による偏芯等が発
生した場合、画像形成位置のずれが各色トナー画像間の
色ずれとなって現れる。これらは、いずれも画像品質の
劣化につながるため、高品質の画像を得るためには、画
像形成位置のずれを減少させる何らかの対策を講じる必
要がある。
されている。例えば、ローラの回転位相を調整するもの
と、ドラム状像担持体の回転位相を所定の位相に揃える
ように補正するものとに大別される。
術としては、特開平10−20604号公報があげられ
る。この従来技術の画像形成装置は、ローラの偏芯によ
って起こりうる周期的な回転変動の振動成分のピークが
重なり合わないように各画像形成ユニットの像担持体の
回転位相を相対的に調整するように構成したものであ
る。
えるように補正する第2の従来技術としては、特開平1
0−333398号公報があげられる。この従来技術の
画像形成装置は、ベルトやドラムを含む駆動系の速度ム
ラに起因した点写像の位置ずれを検出し、ドラム位置セ
ンサにより検出されたドラム回転位置とベルト上の転写
位置が特定の関係になるように構成したものである。
係る画像形成装置の場合、色ずれ検出用パターンや透磁
率の高い透磁マーカ等を読み込む回転体位置センサ、例
えば透過光を用いて多数の受光画素を直線状に配列した
CCDセンサや磁気透過式ベルト位置センサを用いらな
ければならない。
装置の場合、画像形成ユニットが片面に配置されている
ため、千鳥配置で発生する偏芯によって起こる色ずれに
は何ら対策が講じられていない。
や無端状ベルトの像担持体にパターンやマーカを有する
ため、パターンやマーカ等を読み込む回転体位置センサ
が必要となるためコスト低減ができないなど、生産性の
向上が図れないという共通する課題がある。
に適した画像形成装置を提供することにある。
偏芯量を検出する第1の検出手段と、この第1の検出手
段から上記各ローラのうち隣接する上記ローラの最適位
相差を算出する算出手段と、前記最適位相差から上記各
ローラの偏芯位相を検出する第2の検出手段とを備え、
上記最適位相差と上記偏芯位相は、上記隣接するローラ
間の最適位相差を保持することにより達成される。
数の画像形成手段と、この画像形成手段が記録媒体の両
面に交互に配置され、前記単色画像が前記記録媒体上で
重ね合わされる事によって多色画像を形成する画像形成
装置において、前記記録媒体の搬送経路を規定する画像
形成手段の回転体が有する偏芯によって前記記録媒体の
周期的な経路変動が最も小さくなる前記回転体のうち、
第1の回転体の偏芯位相を検出する手段と、前記第2の
回転体の偏芯位相を検出して位相差を算出する手段とを
備え、前記位相差を保持するように前記第1の回転体と
隣接する第2の回転体を回転させることにより達成され
る。
路を規定する手段が否回転部材で形成されていることに
より達成される。
触する駆動ローラが偏芯のない高精度のものであれば、
色ずれの発生を抑えた画像形成装置を得ることができ
る。しかしながら、全ての駆動ローラを高精度に製造す
ることは、コスト的に現実的ではない。
うな回転体位置センサ、例えば透過光を用いて多数の受
光画素を直線状に配列したCCDセンサや磁気透過式ベ
ルト位置センサを用いて制御する方法もコスト高となっ
てしまい、これまた現実的ではない。
ラを使用し、駆動ローラの転写点間経路長さを常に一定
に保つ制御を行うことで、色ずれのない画像形成装置を
提供するものである。
図1を用いて説明する。図1において、1は、像担持体
上に単色画像を形成する画像形成ユニットの駆動ローラ
である。5は、画像データをベルト状像担持体(以下、
像担持体という)上に露光する露光器である。4は、図
2にて後述する像担持体上にトナーを乗せる現像器であ
る。3は、像担持体上にあるトナーをウェブ状記録媒体
2上に転写する転写器である。6は、転写後の像担持体
上にある残留トナーを清掃するためのクリーナである。
これらの画像形成部材を総称して画像形成ユニットとい
う。
にブラック(以下、Kという)、イエロー(以下、Yと
いう)、マゼンタ(以下、Mという)、シアン(以下、
Cという)の順で配置され、他方の面に同じくブラック
(以下、Kという)、イエロー(以下、Yという)、マ
ゼンタ(以下、Mという)、シアン(以下、Cという)
の順で配置されている。これらの画像形成ユニットは、
ウェブ状記録媒体に対し、あたかも千鳥状に配置されて
いる。
図である。図2においては、図1で示した駆動ローラ1
はローラi、jで示した。7は、各ローラi、jに懸架
されたベルト状の像担持体である。8は、ローラjにお
ける像担持体7からトナーが記録媒体2に転写される転
写点である。9は、記録媒体2がローラIに巻き付き開
始する点からローラjの巻き付き終了するまでの長さを
示す。10は、各ローラi、jの転写点から巻き付き開
始するまでの長さである。11は、偏芯のあるローラ
i、jの回転中心であり、12は、ローラi、jの中心
点である。上記経路長さ9と10の合計である転写点間
経路長さ計算は、以下の順序で行われる。
明する。図3は、制御回路を示すブロック図である。図
3において、14は、駆動ローラを駆動するモータであ
る。15は、ローラの回転速度を計測するエンコーダで
ある。16は、上記モータ14の駆動回路である。17
は、上記エンコーダ15の回路である。18は、位相制
御回路である。この位相制御回路は、隣接する各ローラ
の回転位相差を常に160°に保つことで転写点間経路長
さ変動を最低限に収めるためのものである。
ローチャートで説明する。図4は、位相制御回路を説明
するフローチャート図である。図4において、ステップ
102では、各駆動ローラの位相を検出する。検出され
た位相からステップ103では、駆動ローラの最適位相
を算出する。ステップ102で算出された最適位相から
ステップ104では、駆動ローラを回転させるためのモ
ータに位相調節を行う。この調節をブロック105で繰
り返し行うものである。
各エンコーダ回路から来る情報を用いて各ローラの回転
位相を検出する。ステップ102で検出された回転位相
からステップ103で各駆動ローラの最適回転位相を後
述する計算式にて算出する。算出された最適回転位相に
応じて駆動ローラを回転させる駆動モータの制御をステ
ップ104で行うものである。ステップ102〜104
の行程をステップ105で常に繰り返すことになる。本
実施例では、位相制御回路が各ローラの駆動回路を位相
差160°に保つように制御している。
おいて、ローラ上の転写点を算出する詳細を図5を参照
して説明する。連続紙の巻き付き開始点を算出する詳細
を、図6を参照して説明する。ローラ間の巻き付き開始
点から転写点までの距離を算出する詳細を、図7を参照
して説明する。この計算を用いることによって、ローラ
の回転位相差と転写点間経路長さとの関係が求められ
る。
ラ1の回転中心である。12は、ローラ1の本来の回転
中心点である。8は、ローラ1における像担持体7から
トナーが記録媒体2に転写される転写点である。20
は、ローラ1の偏芯量を示す。このローラ1上の転写点
を算出するにあたって、以下の計算式(1)〜(4)か
ら求めることが出来る。
て|w|=1。この計算式から最終的に以下の式が導かれ
る: Ax =ローラ回転軸、x位置 Ay =ローラ回転軸、y位置 Ai = (Axi, Ayi) Bxi = 転写器位置、x位置 Byi = 転写器位置、y位置 Bi = (Bxi, Byi) Cx =ローラ中心点、x位置 Cy = ローラ中心点、y位置 Ci = (Cxi, Cyi) Ki = 転写点、x位置 Ki = 転写点、y位置 u = A点からC点までのユニットベクトル v = B点からK点までのユニットベクトル w = C点からK点までのユニットベクトル r = 直線CKの距離 s = 直線ACの距離 t = 直線BKの距離 w=Pt+Q、P=v/r、Q=((B-A)-((B-A)・u)u)/r すなわち、(1)t=(-P・Q±((P・Q)2-|P|2(|Q|2-1))0.
5/|P|2 である。
され、値が少ない方がK点で、大きい方がK'点となる。
従って用紙が巻き付いている側にある転写点8は値が少
ない方のK点となる。
続紙2の巻き付き開始点である。この連続紙2の巻き付
き開始点13を算出するにあたっては、ローラ中心点間
距離:d01=((Ax0-Ax1)2+(Ay0-Ay1)2)0.5とローラiの巻
き付き開始点からローラjの巻き付き終了点間長さ9:L
01=(d012-(r0+r1)2)0.5を算出し、連続紙巻き付き開始
点Tを角度βを求めることにより、算出する。
点8までの距離を算出するにあたり、転写点Kから巻き
付き開始点Tまでの長さL=2γrを下記式とhによって算出
する必要がある。
otal=L0+L1+L01を算出することが出来る。これらの計算
式(1)(2)(3)に基づき、転写点間経路長さ変動
が低減される最適なローラの回転位相組み合わせを求
め、位相調整をすればよい。これらの計算式に、次の数
値を代入し、ローラの回転位相差による転写点間経路長
さ変動を求める。(尚、1.0ユニットはローラの半径の1
0分の1、又は偏芯量と同等とする。) i = 1 j = 2 θ1 = 0〜360° θ2 = 0〜360° r1 = 10.0 ユニット r2 = 10.0 ユニット e1 = 1.0 ユニット e2 = 1.0 ユニット E1 = (0.0, 100.0) ユニット E2 = (0.0, 0.0) ユニット 図8において、51は回転位相1が150°、回転位相2
が0°〜360°の転写点間経路長さ、52は回転位相1が
160°、回転位相2が0°〜360°の転写点間経路長さ、
53は回転位相1が170°、回転位相2が0°〜360°の
転写点間経路長さであって、転写点間経路長さ変動が一
番少ないのは回転位相1が160°である事が図8で見受
けられる。回転位相組み合わせによって、転写点間経路
長さ変動が0.05ユニット(θ1=160°、θ2=0〜360
°)から2.04ユニット(θ1=340°、θ2=0〜360°)
まで低減することが出来る。
さであって、図7が示すように、全体の転写点間経路長
さの最大値54(101.01ユニット)はθ1=80°、θ2=35
0°という回転位相組み合わせ、最小値(98.97ユニット)
はθ1=260°、θ2=340°という組み合わせで起こって
いることが明らかである。
変動差と回転位相差との関係を示している。2つの隣接
するローラの回転位相差が160°の場合、転写点間経路
長さ変動を最低限に収められることが分かる。
点間経路長さ変動回転位相差は160°ではなくなる。例
えば、 E1 = (50.0, 100.0) ユニット E2 = (0.0, 0.0) ユニット(他の条件は上記と同じ)
の場合、図11において、56は最大転写点間経路長さ
であって、図11が示すように、転写点間経路長さ最大
値が図9と比べて、異なることが分かる。
変動差と回転位相差との関係を示しており、図10と図
12を比べても分かるように、最低転写点間経路長さ変
動差が160°から70°付近まで変わっている。従って、
上記計算式を用い、様々な条件下での最低転写点間経路
長さ変動回転位相差を算出することができる。
トに適した画像形成装置が提供できる。
ある。
さの計算に関するの説明図である。
の計算に関する説明図である。
である。
明図である。
さの関係を表わす説明図である。
動差の関係を表わす説明図である。
と転写点間経路長さの関係を表わす説明図である。
間経路長さ変動差の関係を表わす説明図である。
続紙)、3…転写器、4…現像器、5…露光器、6…ク
リーナ、7…ベルト、8…転写点、9…ローラiの巻き
付き開始点からローラjの巻き付き終了点間長さ(Li
j)、10…転写点iからローラiの巻き付き開始点間長
さ(Li)、11…ローラの回転中心 (C)、12…ローラ
の中心 (A)、13…巻き付き開始点(T)、14…モー
タ、15…エンコーダ、16…モータ駆動回路、17…
エンコーダ回路、18…位相制御回路、20…偏芯量、
51…転写点間経路長さ変動(回転位相1=150°)、
52…転写点間経路長さ変動(回転位相1=160°)、
53…転写点間経路長さ変動(回転位相1=170°)、
54…最大転写点間経路長さ、55…最低転写点間経路
長さ変動回転位相差、56…条件変更後の最大転写点間
経路長さ、57…条件変更後の最低転写点間経路長さ変
動回転位相差、101…位置合わせ、102…各ローラ
の位相を検出、103…最適位相差算出、104…各ロ
ーラの位相を調節、105…リターン。
Claims (3)
- 【請求項1】各ローラの偏芯量を検出する第1の検出手
段と、この第1の検出手段から上記各ローラのうち隣接
する上記ローラの最適位相差を算出する算出手段と、前
記最適位相差から上記各ローラの偏芯位相を検出する第
2の検出手段とを備え、上記最適位相差と上記偏芯位相
は、上記隣接するローラ間の最適位相差を保持すること
を特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】単色画像を形成する複数の画像形成手段
と、この画像形成手段が記録媒体の両面に交互に配置さ
れ、前記単色画像が前記記録媒体上で重ね合わされる事
によって多色画像を形成する画像形成装置において、 前記記録媒体の搬送経路を規定する画像形成手段の回転
体が有する偏芯によって前記記録媒体の周期的な経路変
動が最も小さくなる前記回転体のうち、第1の回転体の
偏芯位相を検出する手段と、前記第2の回転体の偏芯位
相を検出して位相差を算出する手段とを備え、前記位相
差を保持するように前記第1の回転体と隣接する第2の
回転体を回転させることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項3】前記記録媒体の配送経路を規定する手段が
否回転部材で形成されていることを特徴とする画像形成
装置。
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2002
- 2002-08-27 US US10/228,051 patent/US6882819B2/en not_active Expired - Fee Related
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