JP2006297767A

JP2006297767A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006297767A
Application number: JP2005123334A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kawai; 義昭川合
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2006-11-02

Abstract

【課題】画素密度に応じて光ビームの光量が変化しても、主走査書き込み開始位置にずれが生じない画像形成装置を提供する。
【解決手段】基準高周波クロックを画素密度に応じた周波数のクロックに分周する１／Ｋ分周器５５と、同期検知信号のパルス幅を測定する同期検知パルス幅カウンタ６０と、同期検知信号を補正し内部同期信号を生成する内部同期信号生成部５６と、内部同期信号生成部５６にて生成した内部同期信号を基準に画素クロックをカウントする主走査カウンタ５８と、主走査カウンタ５８の値によって主走査書き込み開始位置の調整を行う主走査レジスト調整手段とを設けた。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、画素密度に応じて光ビームの光量が変化しても、一定の主走査書き込み開始位置からのプロットが可能で書き込み開始位置にずれが生じない画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置には、光ビームの強度が変更されたことに応じて画像形成手段により形成される画像のレジストレーションを補正する補正手段を有し、光ビームの強度変更に伴う画像ずれをなくして高品質な画像を得ることができるとするものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、選択手段が選択した出力モードに基づいて、搬送ベルト上の記録媒体に転写された画像の位置ずれを検知するマークを形成するマーク形成手段と、マーク形成手段によって検知された位置ずれを検出する検出手段と、検出手段による検出結果から位置ずれ量および補正量を算出する算出手段と、算出手段によって算出された位置ずれ量および補正量に基づいて画像書き出しタイミングの補正をする補正手段とを備え、選択手段が出力モード手段から選択する出力モードを副走査方向のプロセス線速が一番遅いモードとし、解像度のモード毎に各々位置ずれ補正量を算出し、プリント要求時の解像度のモードに合った補正量の設定を行い、搬送ベルトの速度変動の影響を極力小さくして、高精度に位置合わせができるとする技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
また、装置電源の投入のたびに、第１レジスト制御量の設定処理を実行して第１レジスト制御量を自動的に求め、各トナー像を形成するにあたって、当接手段が中間転写ベルトに当接することで発生するレジストズレを補正するために必要な第１レジスト制御量と、垂直同期信号と水平同期信号（走査タイミング）とが非同期で制御されることで発生するレジストズレを補正するために必要な第２レジスト制御量とを求め、これらの制御量を加算した総合レジスト制御量に基づき当該トナー像の転写開始位置を補正し、レジストズレを最小限に抑えて高画質の画像が得られるとする技術も開示されている（例えば、特許文献３参照）。

また、ホストコンピュータと接続された電子写真方式の画像形成装置において、第１及び第２のステーションに共通のスキャナユニットと、第３及び第４のステーションに共通のスキャナユニットと、中間転写ベルトに形成された画像パターンを読み取ってレーザビームの画像のレジスト位置を検知するレジスト位置検知手段を備え、第１及び第２のステーションのポリゴンミラーの面位相を制御するとともに、それぞれの二つのレーザビームによる画像パターンの中心位置を検知し、それらの中心位置同士のずれを補正できるとするものもある（例えば、特許文献４参照）。
また、同期検知信号のパルス幅を測定して、その測定したパルス幅に基づいて、画素密度によらない一定位置のパルスをプロッタラインシンク信号として生成して、そのプロッタラインシンク信号を基準として、主走査書き込み開始位置までの距離に相当する前記画素クロック数を画素密度に応じた所定クロック数だけ計数した時点から画データの書き込みを開始するようにして、画素密度が変化しても書き込み開始位置のずれが生じないようにしたとするものも提案されている（例えば、特許文献５参照）。
特開２０００−３２１８３４公報特開２００１−２６５０８５公報特開２００１−２９０３３１公報特開２００３−０９８７９７公報特開２００２−０２９０８８公報

しかしながら、従来のカラー画像形成装置においては、印字画素密度の変更によって光ビームの光量が変化すると、同期検知信号のパルス幅も変化してしまい、その信号を基準として主走査書き込み開始位置の設定を行うので、各画素密度ごとに書き込み開始位置にずれが生じてしまう。対向走査のカラー画像形成装置においては、主走査色ずれが発生してしまう。また、色によって光ビームの光量を調整する場合、同様に書き込み開始位置にずれが生じてしまうので、色合わせ補正を行わないままで使用すると色ずれが大きくなってしまう。
そこで、本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、画素密度に応じて光ビームの光量が変化しても、一定の主走査書き込み開始位置からのプロットが可能で書き込み開始位置にずれが生じない画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、同期検知センサにて検知された同期検知信号を基準に主走査の書き込みタイミングを調整するカラー画像形成装置において、基準高周波クロックを画素密度に応じた周波数のクロックに分周する画素クロック発生手段と、前記同期検知信号のパルス幅を測定する同期検知パルス幅測定手段と、前記同期検知信号を補正し内部同期信号を生成する同期検知補正手段と、前記同期検知補正手段にて生成した内部同期信号を基準に画素クロックをカウントする主走査カウンタと、前記主走査カウンタの値によって主走査書き込み開始位置の調整を行う主走査レジスト調整手段とを備えたことを特徴とする。
また、請求項２は、請求項１記載の画像形成装置において、前記同期検知パルス幅測定手段は、前記パルス幅の測定に基準高周波クロックを用いることを特徴とする。
また、請求項３は、請求項１記載の画像形成装置において、前記同期検知補正手段は、前記内部同期検知信号の生成タイミングを画素密度に関わらず一定の位置にすることを特徴とする。

本発明によれば、同期検知信号のパルス幅を測定した結果をもとに補正した内部同期信号を作成し、その信号を基準として主走査書き込み開始位置の調整を行うので、複数の画素密度で記録する場合に、画素密度に応じて光ビームの光量が変化しても、一定の主走査書き込み開始位置からプロットが可能で書き込み開始位置にずれが生じないようにすることができる。
また、光ビームの光量調整により各色の濃度を変化させた場合でも一定の主走査書き込み開始位置からプロットすることができ、主走査の色ズレを抑えることができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。電子写真方式でカラー画像を形成する画像形成装置に採用されている作像プロセスには種々の方式のものが知られている。その１つにタンデムタイプと称される方式がある。この方式は、作像する色毎に感光体と、感光体に対する作像プロセス要素を備え、これらの感光体および作像プロセス要素を中間転写体や用紙搬送ベルトに沿って配置して各色毎に形成された画像を中間転写体上で重ね合わせ、重ね合わされたフルカラー画像を用紙に１度に転写したり、用紙搬送ベルトによって搬送される用紙が前記各感光体の転写プロセスを通過するたびにその感光体上に形成された色の画像を転写し、すべての転写ステーションを通過させてフルカラー画像を形成するというものである。
図１は本発明を実施するための最良の形態である画像形成装置の要部断面図である。この装置は、カラー画像を形成するタンデムタイプの画像形成装置である。同図において、各々異なる色（イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：Ｋ）の画像を形成する第１の画像形成部１００Ｙ、第２の画像形成部１００Ｍ、第３の画像形成部１００Ｃ、第４の画像形成部１００Ｋが、転写紙１を搬送する搬送ベルト２に沿って搬送方向上流側に一列に配置されている。搬送ベルト２は、一方が駆動回転する駆動ローラと他方が従動回転する従動ローラである搬送ローラ３、４との間に張設されており、駆動側の搬送ローラ３の回転により矢印方向に回転駆動される。
搬送ベルト２の下部には、転写紙１が収納された給紙トレイ５が備えられている。収納された転写紙１のうち最上位置にある転写紙は、画像形成時には給紙され、静電吸着によって搬送ベルト２上に吸着される。吸着された転写紙１は、第１の画像形成部（イエロー）１００Ｙに搬送され、ここでイエローの画像形成が行われる。

第１の画像形成部１００Ｙは、感光体ドラム６Ｙと感光体ドラム６Ｙの周囲に配置された帯電器７Ｙ、露光器８、現像器９Ｙ、感光体クリーナ１０Ｙから構成されている。感光体ドラム６Ｙの表面は、帯電器７Ｙで一様に帯電された後、露光器８によりイエローの画像に対応したレーザ光１１Ｙで露光され、静電潜像が形成される。感光ドラム６Ｙ上に形成された静電潜像は現像器９Ｙで現像され、感光体ドラム６Ｙ上にトナー像が形成される。
このトナー像は感光体ドラム６Ｙと搬送ベルト２上の転写紙１と接する位置（転写位置）で転写器１２Ｙによって転写され、転写紙１上に単色（イエロー）の画像を形成する。転写が終わった感光体ドラム６Ｙは、ドラム表面に残った不要なトナーを感光体クリーナ１０Ｙによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。なお、第２の画像形成部１００Ｍ、第３の画像形成部１００Ｃ、第４の画像形成部１００Ｋの画像形成の原理も第１の画像形成部１００Ｙと同様である。
このようにして、第１の画像形成部１００Ｙで単色（イエロー）を転写された転写紙１は、搬送ベルト２によって第２の画像形成部１００Ｍに搬送される。ここでも、同様に感光体ドラム６Ｍ上に形成されたトナー像（マゼンタ）は、転写紙１上に重ねて転写される。転写紙１は、さらに第３の画像形成部１００Ｃ、第４の画像形成部１００Ｋに搬送され、同様に形成されたＭ、Ｃ、Ｋのトナー像が順に転写されてカラー画像を形成してゆく。
第４の画像形成部１００Ｋを通過してカラー画像が形成された転写紙１は、搬送ベルト２から剥離され、定着器１３にて定着された後、排紙される。なお、以下の説明では、第２ないし第４の画像形成部１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋの各作像プロセス要素は、第１の画像形成部１００Ｙと色を示す添字（Ｍ、Ｃ、Ｋ）を変えて示し、重複する各部の説明は省略する。

図２は前記露光器８を構成する光学ユニットを上から見た概略図である。同図において、ＬＤユニットＢＫ１６およびＬＤユニットＹ１７からの光ビームはシリンダレンズＣＹＬ＿ＢＫ１８、ＣＹＬ＿Ｙ１９を通り、反射ミラーＢＫ２０および反射ミラーＹ２１によってポリゴンミラー２２の下部側の面に入射し、ポリゴンミラー２２が回転することにより光ビームを偏向し、ｆθレンズＢＫＣ２３およびｆθレンズＹＭ２４を通り、第１ミラーＢＫ２５および第１ミラーＹ２６によって折り返される。
一方、ＬＤユニットＣ２７およびＬＤユニットＭ２８からの光ビームは、ＣＹＬ＿Ｃ２９およびＣＹＬ＿Ｍ３０を通り、ポリゴンミラー２２上部側の面に入射し、ポリゴンミラー２２が回転することにより光ビームを偏向し、ｆθレンズＢＫＣ２３およびｆθレンズＹＭ２４を通り、第１ミラーＣ３１および第１ミラーＭ３２によって折り返される。
主走査方向の書き出し位置より上流側にはシリンダミラーＣＹＭ＿ＢＫＣ３３およびＣＹＭ＿ＹＭ３４さらにはセンサＢＫＣ３５およびセンサＹＭ３６が備わっており、ｆθレンズＢＫＣ２３およびｆθレンズＹＭ２４を通った光ビームがＣＹＭ＿ＢＫＣ３３およびＣＹＭ＿ＹＭ３４によって反射集光されて、センサＢＫＣ３５およびセンサＹＭ３６に入射するような構成となっている。
これらのセンサＢＫＣ３５、ＹＭ３６は、主走査方向の同期を取るための同期検知センサである。また、主走査方向の画像領域より下流側に、前記上流側と同様にシリンダミラーＣＹＭ＿ＢＫＣ３７およびＣＹＭ＿ＹＭ３８さらにはセンサＢＫＣ３９およびセンサＹＭ４０が備わっており、ｆθレンズＫＣ２３およびｆθレンズＹＭ２４を通った光ビームがＣＹＭ＿ＢＫＣ３７およびＣＹＭ＿ＹＭ３８によって反射集光されて、センサＢＫＣ３９およびセンサＹＭ４０に入射するような構成となっている。
また、ＬＤユニットＢＫ１６およびＬＤユニットＣ２７からの光ビームでは、書き出し側では共通のＣＹＭ＿ＢＫＣ３３ならびにセンサＢＫＣ３５、終了側では共通のＣＹＭ＿ＢＫＣ３７ならびにセンサＢＫＣ３９を使用している。ＬＤユニットＹ１７およびＬＤユニットＭ２８についても同様である。
同じセンサに２色の光ビームが入射することとなるので、各色の光ビームのポリゴンミラー２２の入射角を異なるようにすることで、それぞれの光ビームが各センサに入射するタイミングを変え、時系列的にパルス列として出力されるようになっている。図からも分かるように、ＢＫとＣおよびＹとＭは逆方向に走査される。

図３は同期検知センサ３５、３６、３９、４０の代表的な回路例であり、同期検知センサ３５、３６、３９、４０はレーザの走査ライン上に設けられ、レーザが図３のＰＤ（フォトダイオード）を走査した期間にパルス信号（同期検知信号）を出力する。同期検知信号のパルス幅はレーザがＰＤを走査する時間とレーザの光量に依存する。
例として本画像形成装置が６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉの２種類の画素密度でプロットする場合を考える。その場合、副走査方向の走査速度は感光体の線速を２：１で変更し、ポリゴンモータ(4)の回転数は変更せずに行うものとし、主走査方向の走査クロック（画素クロック）は、周波数としては１：２に変更するものとする。また、１２００ｄｐｉの方がドットが小さく、通常、６００ｄｐｉ時よりもレーザの発光パワーを少なくして印字した方が良好な画像を得ることができるので、光量を少なく設定しているものとする。
６００ｄｐｉの場合、同期検知センサ３５、３６、３９、４０を走査するレーザの光量によってＰＤの出力（Ｖｐｄ）が図４のような波形になるとすると、基準電圧（Ｖｒｅｆ）をスレッシュとしたコンパレータで同期検知信号を作成するとパルス幅はａとなる。１２００ｄｐｉの場合、レーザの光量は少なく設定しているためレーザが同期検知センサ３５、３６、３９、４０を走査すると、図４のように同期検知信号のパルス幅はｂとなり、６００ｄｐｉ時よりも同期検知信号の立ち上がりが速くなってしまう。

図４は従来のカラー書き込み制御部のタイミングチャートであり、図５は従来のカラー書き込み制御部のブロック図である。各色毎にＰＬＬ部５１を有し、ＰＬＬ部５１では基準クロック（ＣＬＫＲＥＦ）をＭ分周した信号と、各色画素クロック（＊＿ＷＣＬＫ）をＮ分周した信号を位相比較器＋ＬＰＦ＋ＶＣＯ５３に入力し、各色高周波クロック（＊＿ＰＬＬＣＬＫ）を生成する。
同期検知センサ３５、３６、３９、４０からの各色同期検知信号（＊＿ＤＥＴＰ＿Ｎ）を基準として、１／Ｋ分周器５５（画素クロック発生手段）により高周波クロックをＫ分周し、画素クロック（＊＿ＷＣＬＫ）を生成し、内部同期信号生成部（同期検知補正手段）５６では画素クロックに同期した内部同期信号（＊＿ＰＳＹＮＣ＿Ｎ）を生成する。各色の画像形成部はこの画素クロック、内部同期信号で動作することになる。
画素クロック周波数は
ｆ_wclk＝ＰＬＬＣＬＫ／Ｋ＝（ｆ_refclk／Ｍ×Ｎ）／Ｋ
となる。例では、６００ｄｐｉ時と１２００ｄｐｉ時では、画素クロック周波数は１：２となっている。
主走査カウンタロード信号生成部５７では、内部同期信号（＊＿ＰＳＹＮＣ＿Ｎ）と画素クロック（＊＿ＷＣＬＫ）とから、主走査カウンタ５８のロード信号（＊＿ＬＣＬＲ＿Ｎ）を生成する。例では、ＰＳＹＮＣ＿Ｎの立ち上がりから１クロック後にロード信号が生成されている。このロード信号で主走査カウンタ５８には、任意の値（例では３）がロードされ、主走査の画素数をカウントアップすることになる。
画像領域のレジスト調整はこの主走査カウンタの値のどこで主走査の書き出し位置を設定するかで行うことになる。例えば、６００ｄｐｉ時に主走査カウンタが“２０”になったときに画像の書き出しを行いたい場合は、主走査ゲート信号生成部５９では、図のような主走査画像領域信号を生成し、そこから画像領域が開始されることになる。
１２００ｄｐｉの場合は、画素クロックが２倍になっているので、書き出し位置を６００ｄｐｉ時のクロック数の２倍に設定すれば良いのであるが、レーザの光量が変化しているために同期検知信号の立ち上がりがずれてしまい、単純に２倍にしただけでは画像の開始位置がずれてしまう。
これを補正するために、６００ｄｐｉ時と１２００ｄｐｉ時で個々に主走査レジスト調整を行わなければならなくなる。また、２色が対向走査を行うカラー画像形成装置においては、主走査レジストがずれてしまうと、対向走査側では画像の反対方向にずれてしまうので、色ズレが発生してしまい、色合わせ調整を６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉで個々に行わなければならなくなってしまう。

図６は本発明を実施するための最良の形態である画像形成装置のカラー書き込み制御部のブロック図であり、図７はそのタイミングチャートであり、図８はその動作を示すフローチャートである。なお、図６において図５と同様の部分はその説明を省略する。図６の同期検知パルス幅カウンタ（同期検知パルス幅測定手段）６０は、同期検知信号（＊＿ＤＥＴＰ＿Ｎ）をＰＬＬ部５１からの各色高周波クロック（＊＿ＰＬＬＣＬＫ）でカウントし、同期検知信号のパルス幅を測定する。
内部同期信号生成部５６は、同期検知信号（＊＿ＤＥＴＰ＿Ｎ）の立ち下がりをトリガにして、高周波クロックをカウントし、設定されたクロック後に立ち上がる信号を生成する。この信号を内部同期信号（＊＿ＰＳＹＮＣ＿Ｎ）として使用する。他の構成は従来と同じとなる。
プリントが開始されると、画素クロックを発生させるために、ＰＬＬ部５１及び１／Ｋ分周器５５にプリントする画素密度に応じたＭ、Ｎ、Ｋの値を設定する。また、主走査レジスト調整値は前回の６００ｄｐｉプリントで調整した値がＡだったとすると、６００ｄｐｉプリントを行う場合はＡを、１２００ｄｐｉプリントを行う場合は２×Ａを主走査ゲート信号生成部５９に設定する（ステップＳ１〜２）。
ポリゴンモータを回転し、レーザを点灯させ、同期検知信号が検知できる状態になると、まず同期検知パルス幅カウンタ６０で数ライン分の同期検知パルス幅の測定を行い、平均値を計算し、その測定結果（Ｂ）を保持する。同期検知パルス幅の測定結果（Ｂ）が、６００ｄｐｉ時：ａ、１２００ｄｐｉ時：ｂだったとすると、内部同期信号生成部５６には、６００ｄｐｉ時：ａ／２、１２００ｄｐｉ時：ｂ／２を設定する（ステップＳ３〜５）。

このような設定にすると、図７のように内部同期信号（＊＿ＰＳＹＮＣ＿Ｎ）は、６００ｄｐｉ時も１２００ｄｐｉ時もほぼ同じ位置で立ち上がることになる。この信号を基準に従来と同様の動作を行えば、画素密度が変化した場合でも、レジスト調整値（Ａ）を画素クロックの変化の割合だけ変更すれば、主走査レジストずれが発生しないプリントを行うことができる（ステップＳ６）。このようにして主走査レジスト調整手段としての機能が与えられている。
したがって、上述したように、同期検知信号のパルス幅を測定した結果をもとに補正した内部同期信号を作成し、その信号を基準として主走査書き込み開始位置の調整を行うので、複数の画素密度で記録する場合に、画素密度に応じて光ビームの光量が変化しても、一定の主走査書き込み開始位置からプロットが可能で書き込み開始位置にずれが生じないようにすることができる。また、光ビームの光量調整により各色の濃度を変化させた場合でも一定の主走査書き込み開始位置からプロットすることができ、主走査の色ズレを抑えることができる。

本発明を実施するための最良の形態である画像形成装置の要部断面図である。露光器８を構成する光学ユニットを上から見た概略図である。同期検知センサ３５、３６、３９、４０の回路図である。従来のカラー書き込み制御部のタイミングチャートである。従来のカラー書き込み制御部のブロック図である。本発明を実施するための最良の形態である画像形成装置のカラー書き込み制御部のブロック図である。本発明を実施するための最良の形態である画像形成装置のカラー書き込み制御部のタイミングチャートである。本発明を実施するための最良の形態である画像形成装置のカラー書き込み制御部の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１転写紙
２搬送ベルト
３、４搬送ローラ
５給紙トレイ
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ感光体ドラム
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ帯電器
８露光器
９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ現像器
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ感光体クリーナ
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋレーザ光
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ転写器
１３定着器
１６ＬＤユニットＢＫ
１７ＬＤユニットＹ
１８ＣＹＬ＿ＢＫ
１９ＣＹＬ＿Ｙ
２０反射ミラーＢＫ
２１反射ミラーＹ
２２ポリゴンミラー
２３ｆθレンズＢＫＣ
２４ｆθレンズＹＭ
２５第１ミラーＢＫ
２６第１ミラーＹ
２７ＬＤユニットＣ
２８ＬＤユニットＭ
２９ＣＹＬ＿Ｃ
３０ＣＹＬ＿Ｍ
３１第１ミラーＣ
３２第１ミラーＭ
３３シリンダミラーＣＹＭ＿ＢＫＣ
３４シリンダミラーＣＹＭ＿ＹＭ
３５センサＢＫＣ
３６センサＹＭ
３７シリンダミラーＣＹＭ＿ＢＫＣ
３８シリンダミラーＣＹＭ＿ＹＭ
３９センサＢＫＣ
４０センサＹＭ
５１ＰＬＬ部
５３位相比較器＋ＬＰＦ＋ＶＣＯ
５５１／Ｋ分周器
５６内部同期信号生成部
５７主走査カウンタロード信号生成部
５８主走査カウンタ
５９主走査ゲート信号生成部
６０同期検知パルス幅カウンタ
１００Ｙ第１の画像形成部
１００Ｍ第２の画像形成部
１００Ｃ第３の画像形成部
１００Ｋ第４の画像形成部

Claims

同期検知センサにて検知された同期検知信号を基準に主走査の書き込みタイミングを調整するカラー画像形成装置において、
基準高周波クロックを画素密度に応じた周波数のクロックに分周する画素クロック発生手段と、
前記同期検知信号のパルス幅を測定する同期検知パルス幅測定手段と、
前記同期検知信号を補正し内部同期信号を生成する同期検知補正手段と、
前記同期検知補正手段にて生成した内部同期信号を基準に画素クロックをカウントする主走査カウンタと、
前記主走査カウンタの値によって主走査書き込み開始位置の調整を行う主走査レジスト調整手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
前記同期検知パルス幅測定手段は、前記パルス幅の測定に基準高周波クロックを用いることを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
前記同期検知補正手段は、前記内部同期検知信号の生成タイミングを画素密度に関わらず一定の位置にすることを特徴とする画像形成装置。