JP2006349847A - Color image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラー複写機、カラーファクシミリ、カラープリンタ等に応用される多色画像形成が可能なカラー画像形成装置に関し、特に、複数の像担持体(感光体ドラム)を用い、書き込み手段として発光素子アレイヘッドを用いた電子写真方式のカラー画像形成装置における色合わせ及びラインピッチ補正技術に関する。 The present invention relates to a color image forming apparatus capable of forming a multicolor image applied to a color copying machine, a color facsimile, a color printer, and the like, and in particular, uses a plurality of image carriers (photosensitive drums) and emits light as writing means. The present invention relates to a color matching and line pitch correction technique in an electrophotographic color image forming apparatus using an element array head.
近年、電子写真方式のカラー画像形成装置においては、その画像記録速度を向上させるため3乃至4色分の像担持体(感光体ドラム)を用い、転写ベルト上に保持された記録紙上に順にカラー画像転写していく方式が各種提案されている。
一方、電子写真方式の書き込み系としてレーザーダイオード(LD)方式に比べ、小型化、低コスト化において有利な発光素子アレイヘッド(例えば、LED(発光ダイオード)アレイヘッド)を利用する方式が注目されている。
ところで、3あるいは4個の感光体ドラムを用いる方式の問題点としては、感光体ドラム上に形成された画像を転写ベルト上の記録紙に重ね合わせたときに、それらの画像が機械精度等の原因により一致せず、結果として色ずれを生じることが挙げられる。
また、感光体ドラム系、転写ベルト(搬送ローラ)系に存在する変動(偏心、駆動むら等)によって周期的なラインピッチ変動(この変動も色ずれとなる)が発生することもこの方式の問題点の一つである。この色ずれに対して機械精度の向上で対処するためには、構成する部品(ギヤ等)の大幅な精度の向上が必要であり、その結果、機械のコストがアップする。
そこでこの色ずれの問題を解決するため、複数の画像担持体を有する多色画像形成装置において、位置ずれを検出し、その検出結果によって画像形成を補正することによって安定した、位置ずれのない画像を形成できる多重画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
すなわち、上記公報記載の多色画像形成装置は、複数の画像担持体上に夫々異なる画像を形成する画像形成手段、前記複数の画像担持体上の画像を同一転写材上に転写する転写手段、前記転写材を搬送する搬送手段、前記複数の画像担持体上に各画像の位置合わせのためのマークを形成すべく前記画像形成手段を制御する制御手段、前記マークの記録位置を検出する検出手段、及び前記検出手段の検出出力に基づいて各画像の転写材移動方向の位置ずれを補正する補正手段より成り、高品質の多重画像を得ようとするものである。
前記従来技術は、各色のレジストパターンの組を、その形成範囲が転写ベルト1周分になるように繰り返し形成する。これらのレジストパターンを検出して、ブラックに対するシアン、マゼンタ、イエローの色ずれ量のデータをベルト1周分得、この色ずれ量のデータから感光体ドラムの回転むらに起因する成分と転写ベルトの走行むらに起因する成分を抽出して保存しておく。
画像形成時において、感光体ドラムと転写ベルトの位相を検出し、その位相に合わせて上記それぞれの成分の色ずれデータを合成し、その合成された色ずれを解消するように、各色の感光体ドラムへの走査ラインごとの書き込みタイミングを補正した補正パルスを生成し、その補正パルスに従って各LEDアレイを駆動する。
On the other hand, a method using a light emitting element array head (for example, an LED (light emitting diode) array head), which is advantageous in terms of downsizing and cost reduction as compared with a laser diode (LD) method, is attracting attention as an electrophotographic writing system. Yes.
By the way, as a problem of the system using three or four photosensitive drums, when the images formed on the photosensitive drums are superimposed on the recording paper on the transfer belt, the images are not accurate. It does not match due to the cause, and as a result, color misregistration occurs.
Another problem with this method is that periodic line pitch fluctuations (which also cause color misregistration) occur due to fluctuations (eccentricity, uneven driving, etc.) existing in the photosensitive drum system and transfer belt (conveyance roller) system. One of the points. In order to cope with this color misregistration by improving the machine accuracy, it is necessary to greatly improve the accuracy of the components (gears, etc.) constituting it, resulting in an increase in the cost of the machine.
Therefore, in order to solve the problem of color misregistration, in a multicolor image forming apparatus having a plurality of image carriers, a stable image without misregistration is detected by detecting misregistration and correcting image formation based on the detection result. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
That is, the multicolor image forming apparatus described in the above publication includes an image forming unit that forms different images on a plurality of image carriers, a transfer unit that transfers images on the plurality of image carriers onto the same transfer material, Conveying means for conveying the transfer material, control means for controlling the image forming means to form marks for alignment of the images on the plurality of image carriers, and detecting means for detecting the recording positions of the marks And correction means for correcting the positional deviation of each image in the moving direction of the transfer material based on the detection output of the detection means to obtain a high-quality multiplexed image.
In the prior art, a set of resist patterns of each color is repeatedly formed so that the formation range is one turn of the transfer belt. By detecting these resist patterns, cyan, magenta, and yellow color misregistration data for black is obtained for one rotation of the belt. From the color misregistration data, components caused by uneven rotation of the photosensitive drum and the transfer belt are obtained. Extract and save components due to running unevenness.
At the time of image formation, the phases of the photosensitive drum and the transfer belt are detected, the color shift data of the respective components are combined in accordance with the phase, and the photoconductors of the respective colors are eliminated so that the combined color shift is eliminated. A correction pulse in which the writing timing for each scanning line to the drum is corrected is generated, and each LED array is driven in accordance with the correction pulse.
前記従来技術は、感光体ドラムと転写ベルトの位相を検出し、発光タイミングにフィードバックして制御することにより色ずれを低減できるものであるが、LEDアレイを発光させ画像書き込みを行ってから、レジストパターンの検出までには時間的な遅れがあることから、書き込みから検出までに発生する非定常的な揺らぎは補正できない。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、より高精度に色ずれあるいは周期的なピッチ変動及び非周期的なピッチ変動をも補正することができるカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
In the above prior art, the color shift can be reduced by detecting the phase of the photosensitive drum and the transfer belt and controlling it by feeding back to the light emission timing. Since there is a time delay until the pattern is detected, the unsteady fluctuation generated between writing and detection cannot be corrected.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a color image forming apparatus capable of correcting a color shift or periodic pitch fluctuation and non-periodic pitch fluctuation with higher accuracy. And
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、複数の像担持体と、該複数の像担持体上に各々異なる画像を書き込むための発光素子アレイヘッドと、前記像担持体上に形成された潜像にトナーを付着させるための現像ユニットと、前記像担持体上の画像を同一の転写材上に転写する転写手段と、画像転写後の転写材を搬送する搬送手段とを備えたカラー画像形成装置において、前記像担持体のそれぞれ上流側に設けられ、搬送される転写材上の画像が通過するタイミングを検出する画像通過タイミング検出手段と、基準画像の通過タイミングを検出して発光素子アレイヘッドを点灯させるタイミングを予測する点灯タイミング予測手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、複数の像担持体と、該複数の像担持体上に各々異なる画像を書き込むための発光素子アレイヘッドと、前記像担持体上に形成された潜像にトナーを付着させるための現像ユニットと、前記像担持体上の画像を同一の転写材上に転写する転写手段と、画像転写後の転写材を搬送する搬送手段とを備えたカラー画像形成装置において、前記像担持体のそれぞれ上流側に設けられ、搬送される転写材上の画像が通過するタイミングを検出する画像通過タイミング検出手段と、基準画像の通過タイミングを検出し、その時点における転写材上の基準画像位置から発光素子アレイヘッドを点灯させるタイミングを予測する点灯タイミング予測手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、複数の像担持体と、その複数の像担持体上に各々異なる画像を書き込むための発複数の像担持体と、該複数の像担持体上に各々異なる画像を書き込むための発光素子アレイヘッドと、前記像担持体上に形成された潜像にトナーを付着させるための現像ユニットと、前記像担持体上の画像を同一の転写材上に転写する転写手段と、画像転写後の転写材を搬送する搬送手段とを備えたカラー画像形成装置において、前記像担持体のそれぞれ上流側に設けられ、搬送される転写材上の画像が通過するタイミングを検出する画像通過タイミング検出手段と、基準画像の通過タイミングを検出し、その時点における像担持体の回転位相位置から発光素子アレイヘッドを点灯させるタイミングを予測する点灯タイミング予測手段と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in
According to a second aspect of the present invention, a plurality of image carriers, a light emitting element array head for writing different images on the plurality of image carriers, and a toner on a latent image formed on the image carriers. In a color image forming apparatus comprising: a developing unit for attaching; a transfer unit that transfers an image on the image carrier onto the same transfer material; and a transport unit that transports the transfer material after image transfer. Image passing timing detection means for detecting the timing at which the image on the transferred transfer material passes, provided on the upstream side of the image carrier, and the reference timing on the transfer material at that time by detecting the passing timing of the reference image Lighting timing prediction means for predicting the timing of lighting the light emitting element array head from the image position.
According to a third aspect of the present invention, there are provided a plurality of image carriers, a plurality of image carriers for writing different images on the plurality of image carriers, and different images on the plurality of image carriers. A light emitting element array head for writing; a developing unit for attaching toner to the latent image formed on the image carrier; and a transfer means for transferring an image on the image carrier onto the same transfer material; In the color image forming apparatus including a transfer unit that transfers the transfer material after image transfer, an image that is provided on each upstream side of the image carrier and detects a timing at which an image on the transferred transfer material passes. A passage timing detection unit; a lighting timing prediction unit that detects a passage timing of the reference image and predicts a timing at which the light emitting element array head is turned on based on a rotational phase position of the image carrier at that time; Characterized by comprising a.
請求項4記載の発明は、複数の像担持体と、その複数の像担持体上に各々異なる画像を書き込むための発光素子アレイヘッドと、像担持体上に形成された潜像にトナーを付着させるための現像ユニットと、像担持体上の画像を同一の転写材上に転写する転写手段と、画像転写後の転写材を搬送する搬送手段とを備えたカラー画像形成装置において、それぞれの像担持体の上流側に設けられ、搬送される転写材上の画像が通過するタイミングを検出する画像通過タイミング検出手段と、基準画像の通過タイミングを検出し、その時点における転写材上の基準画像位置と像担持体の回転位相位置から発光素子アレイヘッドを点灯させるタイミングを予測する点灯タイミング予測手段とを備えたカラー画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のカラー画像形成装置において、前記画像通過タイミング検出手段と、その直近の下流の像担持体との間隔を、前記発光素子アレイヘッドから転写地点までの像担持体の周長より長くすることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のカラー画像形成装置において、前記画像通過タイミング検出手段を、前記発光素子アレイヘッドの両端部に相当する位置に設けることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項6記載のカラー画像形成装置において、2箇所に設けられた前記画像通過タイミング検出手段に基づき発光素子の点灯タイミングを制御することを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のカラー画像形成装置において、前記画像通過タイミング検出手段は画像搬送方向に対して垂直な方向にギャップを持つ2つのセンサから成ることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of image carriers, a light emitting element array head for writing different images on the plurality of image carriers, and a toner are attached to a latent image formed on the image carrier. In the color image forming apparatus, the image forming apparatus includes a developing unit, a transfer unit that transfers the image on the image carrier onto the same transfer material, and a transport unit that transports the transfer material after the image transfer. An image passage timing detection means that is provided upstream of the carrier and detects the timing at which the image on the transferred transfer material passes, and the reference image position on the transfer material at the time of detection of the reference image passage timing. And a lighting timing prediction means for predicting the timing of lighting the light emitting element array head from the rotational phase position of the image carrier.
According to a fifth aspect of the present invention, in the color image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, an interval between the image passing timing detecting unit and the immediately downstream downstream image carrier is as follows. It is longer than the circumference of the image carrier from the light emitting element array head to the transfer point.
According to a sixth aspect of the present invention, in the color image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the image passing timing detecting means is located at positions corresponding to both ends of the light emitting element array head. It is characterized by providing.
According to a seventh aspect of the present invention, in the color image forming apparatus according to the sixth aspect, the lighting timing of the light emitting element is controlled based on the image passage timing detecting means provided at two locations.
According to an eighth aspect of the present invention, in the color image forming apparatus according to any one of the first to seventh aspects, the image passing timing detecting means has a gap in a direction perpendicular to the image conveying direction. It consists of two sensors.
請求項1の発明は、像担持体のそれぞれ上流側に搬送される転写材上の画像が通過するタイミングを検出する画像通過タイミング検出手段を設け、点灯タイミング予測手段により基準画像の通過タイミングを検出して発光素子アレイヘッドを点灯させるタイミングを予測することで、検出から転写までの短時間処理により、非周期的な変動の小さい書き込みを行うことができる。
請求項2の発明は、像担持体のそれぞれ上流側に搬送される転写材上の画像が通過するタイミングを検出する画像通過タイミング検出手段を設け、点灯タイミング予測手段により基準画像の通過タイミングを検出し、その時点における転写材上の基準画像位置から発光素子アレイヘッドを点灯させるタイミングを予測することにより、非周期的な変動の小さい検出を行うとともに転写ベルトの搬送速度の周期的な変動の影響の小さい書き込みを行うことができる。
請求項3の発明は、像担持体のそれぞれ上流側に搬送される転写材上の画像が通過するタイミングを検出する画像通過タイミング検出手段を設け、点灯タイミング予測手段によりその時点における像担持体の回転位相位置から発光素子アレイヘッドを点灯させるタイミングを予測することにより、非周期的な変動の小さい検出を行うとともに感光体回転速度の周期的な変動の影響の小さい書き込みを行うことができる。
請求項4の発明は、像担持体のそれぞれ上流側に搬送される転写材上の画像が通過するタイミングを検出する画像通過タイミング検出手段を設け、点灯タイミング予測手段により基準画像の通過タイミングを検出し、その時点における転写材の上の基準画像位置と像担持体の回転位相位置から発光素子アレイヘッドを点灯させるタイミングを予測することにより、非周期的な変動の小さい検出を行うとともに転写ベルトの搬送速度の周期的な変動及び、感光体回転速度の周期的な変動の影響の小さい書き込みを行うことができる。
請求項5の発明は、画像通過タイミング検出手段とその直近の下流の像担持体との間隔を、発光素子アレイヘッドから転写地点までの像担持体の周長より長くすることにより、発光タイミングの制御をし易くすることができる。
請求項6の発明は、画像通過タイミング検出手段を発光素子アレイヘッドの両端部に相当する位置に設けることにより、発光素子アレイヘッドの取り付け位置ずれを検出することができる。
請求項7の発明は、2箇所に設けられた画像通過タイミング検出手段に基づき発光素子の点灯タイミングを制御することにより発光素子アレイヘッドの取り付け位置ずれに起因する画像のずれや色ずれを補正することができる。
請求項8の発明は、画像通過タイミング検出手段を画像搬送方向に対して垂直な方向にギャップを持つ2つのセンサから構成することにより、検出時の環境変動に左右されにくくすることができる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided image passing timing detecting means for detecting the timing at which the image on the transfer material conveyed upstream of each image carrier passes, and the lighting timing predicting means detects the passing timing of the reference image. By predicting the timing of lighting the light emitting element array head, writing with a small non-periodic variation can be performed by a short time process from detection to transfer.
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image passage timing detection means for detecting a timing at which an image on a transfer material conveyed upstream of each of the image carriers is passed, and the lighting timing prediction means detects the passage timing of the reference image. In addition, by predicting the timing at which the light emitting element array head is lit from the reference image position on the transfer material at that time, detection of small non-periodic fluctuations and detection of the influence of periodic fluctuations in the transfer belt conveyance speed are performed. Small writing can be performed.
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image passage timing detecting means for detecting a timing at which an image on a transfer material conveyed upstream of each of the image carriers is passed, and the lighting timing predicting means detects the timing of the image carrier at that time. By predicting the lighting timing of the light emitting element array head from the rotational phase position, it is possible to perform detection with small non-periodic fluctuations and writing with little influence of periodic fluctuations of the photosensitive member rotation speed.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image passage timing detecting means for detecting a timing at which an image on the transfer material conveyed upstream of each image carrier passes, and the passage timing of the reference image is detected by the lighting timing prediction means. Then, by predicting the timing of lighting the light emitting element array head from the reference image position on the transfer material and the rotational phase position of the image carrier at that time, it is possible to detect a non-periodic fluctuation and detect the transfer belt. Writing can be performed with little influence from periodic fluctuations in the conveyance speed and periodic fluctuations in the photosensitive member rotation speed.
According to the fifth aspect of the present invention, the interval between the image passage timing detection means and the nearest downstream image carrier is made longer than the circumference of the image carrier from the light emitting element array head to the transfer point, so that the light emission timing can be adjusted. Control can be facilitated.
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to detect the mounting position shift of the light emitting element array head by providing the image passage timing detecting means at positions corresponding to both ends of the light emitting element array head.
The invention according to claim 7 corrects image shift and color shift caused by mounting position shift of the light emitting element array head by controlling the lighting timing of the light emitting element based on the image passage timing detecting means provided at two places. be able to.
According to the eighth aspect of the present invention, the image passage timing detecting means is composed of two sensors having a gap in a direction perpendicular to the image conveying direction, so that it is less likely to be influenced by environmental fluctuations at the time of detection.
以下、本発明の実施形態を図面に従って詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。図1において、符号1a〜1dは各感光体ドラム上に各々異なる画像(色分解毎の画像)を書き込むための発光素子アレイ(LEDアレイヘッド)、2a〜2dは例えばカラー画像を形成するためのイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色にそれぞれ対応する感光体ドラム、3a〜3dは各感光体ドラム2a〜2d上に形成された潜像に各色に対応するトナーを付着させるための現像ユニット(以上を作像ユニットと呼ぶ)、4a〜4dは感光体ドラム2a〜2d上の画像を同一の転写材上に転写するための転写ローラ、5a〜5dは転写後の各感光体ドラム2a〜2dを清掃するクリーニングユニット、6a〜6dは各感光体ドラム2a〜2dを帯電するための帯電ローラ、7は各感光体ドラム2a〜2d上の画像が転写される転写材を保持し搬送する転写ベルト、8a〜8dは転写ベルト7上の画像の位置を検出するための光学的なセンサユニット、9a、9bは転写ベルト7を搬送駆動するための搬送ローラを表わしている。
図1に示すカラー画像形成装置では、各感光体ドラム2a〜2dを帯電ローラ6a〜6dで一様に帯電した後、LEDアレイヘッド1a〜1dで色分解毎の画像をそれぞれ書き込んで静電潜像を形成し、その潜像を各色のトナーを保持する現像ユニット3a〜3dで現像し、現像後の各色トナー像を転写ベルト7に保持された同一の転写材上に順次重ね合わせて転写し、転写後の転写材を図示しない定着装置に搬送し、画像を転写材上に定着してカラー画像(もしくは多色画像)を形成する。
ところで、このように複数の感光体ドラム2a〜2dを用い、同一の転写材上に画像を順次転写して多色画像を形成するカラー画像形成装置においては前述したような問題点があるが、本発明は前述の問題点を解決し、より高精度に色ずれあるいは周期的なピッチ変動を補正する技術を提供するものである。以下、本発明による補正動作について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1,
In the color image forming apparatus shown in FIG. 1, the photosensitive drums 2a to 2d are uniformly charged by the charging rollers 6a to 6d, and then images for each color separation are written by the LED array heads 1a to 1d, respectively. An image is formed, the latent image is developed by developing
By the way, the color image forming apparatus that uses a plurality of photosensitive drums 2a to 2d and sequentially transfers images on the same transfer material to form a multicolor image has the above-described problems. The present invention solves the above-described problems and provides a technique for correcting color shift or periodic pitch fluctuation with higher accuracy. Hereinafter, the correction operation according to the present invention will be described.
図2は画像の書き出し位置における検出補正を説明した説明図である。
説明を簡単にするために2色の作像ユニットのみを書いてある。画像書き出し位置のマーカaはまず右側のLEDアレイヘッド1aの点灯により感光体ドラム2aに潜像として書き込まれ現像されて転写ベルト7に転写される。そのマーカaはセンサ8aにより真下を通過する時刻が検知され、その検知信号に基づいて左側のLEDアレイヘッド1bが所定のタイミングで発光し、感光体ドラム2b、現像ユニット(図示しない)で作像されて、転写ベルト7に転写される。
図3はセンサ8とその直近下流の感光体ドラム2の転写位置との間隔Dと、LEDアレイヘッド1から転写位置までの感光体ドラム2の周長D’との関係を示す説明図である。
感光体ドラム2の外周の線速度と転写ベルト7の移動速度とは略等しいから、D>D’とすることによりマーカaを検出したあとでLEDアレイヘッド1の発光動作を行うことができるので、発光タイミングの補正を行い易い。
図4は本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置におけるLEDの点灯タイミング制御回路のブロック図である。
各々のセンサ8a〜8dからのマーカ検出信号12a〜12dと感光体ドラム2からの感光体回転位置検出信号15、及び転写ベルト7からの搬送位置検出信号は発光タイミング演算回路10に入力され、隣接するセンサのマーカ検知信号と感光体回転位置検出信号15から各々のLEDアレイヘッド1a〜1dの発光タイミングが演算され、その発光タイミング信号がLED駆動回路11a〜11dに入力される。
LED駆動回路11a〜11dでは各々の記録色に対応する画像データ13a〜13dと発光タイミング信号からLEDアレイヘッド1を駆動するための信号である、ライン同期信号(hsync)、データ転送クロック(clock)、データラッチ信号(set)、LED発光信号(strobe)が生成される。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating detection correction at the image writing position.
For simplicity of explanation, only the two-color image forming unit is written. The marker a at the image writing position is first written as a latent image on the photosensitive drum 2a when the right
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the distance D between the sensor 8 and the transfer position of the
Since the linear velocity on the outer periphery of the
FIG. 4 is a block diagram of an LED lighting timing control circuit in the color image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
The
In the
図5〜図9は転写ベルト7上の画像の搬送むらや感光体ドラム2の回転むら等に起因する変動を考慮して補正する方法を説明している。
図5は転写ベルトの微小距離を移動する時間の変動を表したグラフを示す図である。転送ローラ9の回転変動や軸の中心からのずれ、また転写ベルト7の厚みむらなど複数の要因により搬送速度の変動が生じる。この変動を計測するには転写ベルト7の端に搬送方向と垂直な方向に、等ピッチのラインを刻んで置き、光センサでラインを検出する。または転写ベルト7の端に磁性紛を塗布し、その磁性紛を搬送方向と垂直な方向にライン上に等ピッチで磁化してそれを磁気ヘッドで検出する等の方法がある。
図5での時間間隔を、ある基準位置(0)から転写ベルト2周(2L)にわたって積算して作ったのが図7のグラフである。また感光体ドラム2の微小回転角を通過する時間の変動を回転位相に対する時間間隔としてグラフにしたものが図6である。
感光体ドラム2の回転位相の計測には、ロータリエンコーダや感光体ドラム2の表面に描いた等ピッチのラインを光学センサで検出する方法、あるいは感光体ドラム2の表面に磁性紛を塗布しその磁性紛を搬送方向と垂直な方向にライン上に等ピッチで磁化してそれを磁気ヘッドで検出する等の方法がある。図6の時間間隔を、感光体ドラム2のある基準角度(0°)から2周(720°)に渡って積算して得たグラフが図8である。
ここで、発光タイミングの予測方法について説明する。センサ8がマーカを検出したとき転写ベルト7の位置がp2であったとする(図7)。このときの時刻はグラフからt2である。転写位置p0はp0=p2+Dで求められ、このときの時刻はt0である。従って、マーカ検出から転写までの時間をt3とするとt3=t0−t2となる。
次に、センサ8がマーカを検出したとき感光体ドラム2の回転位相をθ2とする。このときの時刻は図8のグラフからt2である。転写位置までの時刻t0はt0=t2+t3である。この転写位置の感光体ドラム回転位相はグラフからθ0となる。
LEDアレイヘッド1から転写位置までの感光体ドラム回転位相をΘとした時、LEDアレイヘッド1の位置での感光体ドラム回転位相θ1はθ1=θ0+Θとして求めることができ、その時の時刻はグラフからt1となる。従って、センサ8がマーカを検出したときからLEDアレイヘッド1の発光開始までの時間tは、t=t1−t2として求めることができる。
図9は本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置における動作フローチャートである。上述したようにマーカ検出(S1)、感光体ドラム位相、転写ベルト位置検出(S2)、LED発光開始時刻予測(S3)、LED発光開始時刻判断(S4)、LED発光開始(S5)の各処理が実行される。
FIGS. 5 to 9 illustrate a correction method in consideration of fluctuations caused by unevenness in the conveyance of the image on the
FIG. 5 is a graph showing a change in time for moving the minute distance of the transfer belt. The conveyance speed fluctuates due to a plurality of factors such as rotational fluctuation of the transfer roller 9, deviation from the center of the shaft, and uneven thickness of the
The time interval in FIG. 5 is created by integrating the time intervals from a certain reference position (0) over two revolutions of the transfer belt (2L) in the graph of FIG. Further, FIG. 6 is a graph showing the variation in time passing through the minute rotation angle of the
The rotational phase of the
Here, a method for predicting the light emission timing will be described. Assume that the position of the
Next, when the sensor 8 detects the marker, the rotational phase of the
When the photosensitive drum rotation phase from the
FIG. 9 is an operation flowchart in the color image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. As described above, marker detection (S1), photosensitive drum phase, transfer belt position detection (S2), LED light emission start time prediction (S3), LED light emission start time determination (S4), and LED light emission start (S5). Is executed.
図10、図11の信号の説明を行う。
hsyncはラインの同期信号であり、この信号のアサートにより1ラインのデータ転送の開始を示す。
clockはLEDアレイヘッド1のレジスタへのデータ転送クロックである。
dataはLEDの点灯/非点灯データ、setはLEDアレイヘッド1のシフトレジスタへのデータ転送終了信号であり、通常はシフトレジスタからドライバに接続されたレジスタのラッチ信号として使われる。
strobeはLEDアレイヘッド1の点灯信号であり、信号のアサート期間、データで点灯設定されているLEDが点灯する。
図10は発光タイミングの変動を説明するタイミングチャート(その1)である。
hsync信号と次のhsync信号との間に1ライン分のデータを転送し、set信号にてドライバに接続されたレジスタにデータをセットし、strobe信号で点灯データがセットされているLEDのドライバに電流を流してLEDを点灯させる。
同図においては1ラインのデータ転送の後、次のデータ転送中に前のデータに基づいてLEDを点灯させている。strobe信号によるLED点灯タイミング(strobe信号のパルス周期)を転写ベルト7の搬送位置と感光体ドラム2の回転位相に従ってt、t−t1、t−2・・・というように変化させる。
また、strobe信号のパルス周期を変化させる代わりに、hsync信号とstrobe信号とのパルス間隔を変化させるようにしてもよい。同図に示す点灯方法は、点灯LEDが多くなると短時間に多量の電流が流れノイズの発生源となり、その結果LEDの異常発光等の不具合が出やすくなる。
そこで、1ラインを複数の区間に分けてデータ転送、及び、発光を行うことが考えられる(図11参照)。この場合は次のラインのhsync信号と、当該ラインにおける最初のstrobe信号のパルス間隔を変化させるようにすればよい。
The signals in FIGS. 10 and 11 will be described.
hsync is a line synchronization signal, and assertion of this signal indicates the start of data transfer of one line.
The clock is a data transfer clock to the register of the
Data is LED lighting / non-lighting data, and set is a data transfer end signal to the shift register of the
“Strobe” is a lighting signal of the
FIG. 10 is a timing chart (part 1) for explaining fluctuations in the light emission timing.
One line of data is transferred between the hsync signal and the next hsync signal, the data is set in a register connected to the driver by the set signal, and the lighting data is set by the strobe signal to the LED driver. Current is passed to turn on the LED.
In the figure, after one line of data transfer, the LED is lit based on the previous data during the next data transfer. The LED lighting timing (strobe signal pulse cycle) by the strobe signal is changed to t, t-t1, t-2,... according to the transfer position of the
Further, instead of changing the pulse period of the strobe signal, the pulse interval between the hsync signal and the strobe signal may be changed. In the lighting method shown in the figure, when the number of lit LEDs increases, a large amount of current flows in a short time and becomes a source of noise, and as a result, problems such as abnormal light emission of the LEDs easily occur.
Therefore, it is conceivable to divide one line into a plurality of sections and perform data transfer and light emission (see FIG. 11). In this case, the pulse interval between the hsync signal of the next line and the first strobe signal of the line may be changed.
図11は発光タイミングの変動を説明するタイミングチャート(その2)である。
1ラインの期間を複数に(N)分割して、1期間に1/Nのデータを転送して次の期間で点灯する。これをN回繰り返して1ライン分の書き込みを行うことで1度に点灯させるLEDの個数を減らして、ノイズの発生を抑える。
同図においてstrobe信号のパルス間隔をTからT−T1にすることはLEDの発光をライン終端に行くに従って順次早めて、最終的にはT1だけ早めることになるからLEDアレイヘッド1の位置ずれによる感光体ドラム2上でのずれを補正することができる。
搬送位置検出手段は図示されていないが、例えば、転写ベルト7の基準位置を表すマーカ、及び、そのマーカを検出するセンサ、加えて、転写ベルト7の位置を検出するための、転写ベルト7に等間隔に刻まれたマーカ、及び、それを検出するためのセンサから構成されるものである。光学的に検出するためにはマーカとしては転写ベルト等間隔の縞を印刷するとか、溝を刻むようにしてもよい。
FIG. 11 is a timing chart (part 2) for explaining fluctuations in the light emission timing.
The period of one line is divided into a plurality (N), 1 / N data is transferred in one period, and the light is turned on in the next period. By repeating this N times and writing for one line, the number of LEDs to be turned on at one time is reduced, and the generation of noise is suppressed.
In the figure, the pulse interval of the strobe signal is changed from T to T-T1, so that the light emission of the LED is sequentially advanced as it goes to the end of the line, and finally it is advanced by T1. A deviation on the
Although the transport position detecting means is not shown, for example, a marker indicating the reference position of the
次に、本発明の他の実施例を図12〜図14に示す。これらの目的はLEDアレイヘッド内部の直線性、あるいはヘッドの取り付け精度によって生じる色ずれを補正するものであり、図8に示すようにフォトセンサ8a、8bがLEDアレイヘッド2a〜2dの両端部に相当する位置、すなわち搬送ベルト7の左右両側2箇所に設けられる。
この2箇所のフォトセンサ8a、8bの出力タイミングが同じくなるように初期調整しておく。実際の稼動時にライン先頭側のセンサのマーカ検出タイミングがライン終端側のセンサのマーカ検出タイミングよりもT1早かった場合には1ラインのストローブ信号の間隔をT−T1となるように制御すれば、稼動後の環境辺動等によるLEDアレイヘッド1の位置ずれによる色ずれを低減することができる。
図12はセンサ8の一構成例を示す図である。センサ8は画像搬送方向と直角な方向に平行な間隙を持つ2つのセンサ、センサ81とセンサ82からなる。2つのセンサ81、82の間隙は、基準画像の通過検知信号が重複して得られるくらいに距離に設定する。一般的にはレンズ等の倍率変更素子が間に介在しない場合には基準画像の画像搬送方向の幅より狭く設定する。
Next, another embodiment of the present invention is shown in FIGS. These objects are intended to correct the color misalignment caused by the linearity inside the LED array head or the head mounting accuracy. As shown in FIG. 8, the
Initial adjustment is performed so that the output timings of the two
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the sensor 8. The sensor 8 includes two sensors, a
図13は前記2つのセンサから基準画像の通過検知信号を生成する回路図であり、図14は前記図13の回路で生成される基準画像の通過検知信号のタイミングチャートである。
センサ81とセンサ82の検出信号は図13コンパレータ15に入力される。コンパレータ15は例えば、センサ82の検出信号の信号(電圧)レベルがセンサ81の検出信号の信号(電圧)レベルよりも高い場合に高い信号(電圧)レベルの信号を出力するように設定されている。
図14に示すように基準画像の搬送方向上流側におけるセンサ82の非検出時の信号レベルを他方のセンサ81の非検出時の信号レベルよりも低く設定することにより、ノイズ等による回路の誤動作が起きにくいようにすることができる。このような検出方法により、センサによる検出信号の信号レベルの変動(転写ベルトの振動、基準語像への照明の強弱等による)の影響による検出タイミングの変動を小さく押さえることができる。
本発明によれば、周期的な変動による色ずれあるいは周期的なピッチ変動にとどまらず高精度に及び非周期的な変動による色ずれをも補正することができるので、オペレータの介入を減らし、TCO(Total Cost Ownership)を削減することができる。
FIG. 13 is a circuit diagram for generating a passage detection signal for a reference image from the two sensors, and FIG. 14 is a timing chart for the passage detection signal for the reference image generated by the circuit of FIG.
Detection signals from the
As shown in FIG. 14, by setting the signal level at the time of non-detection of the
According to the present invention, color misregistration due to periodic fluctuations or periodic pitch fluctuations can be corrected with high accuracy and color misregistration due to non-periodic fluctuations. (Total Cost Ownership) can be reduced.
1 感光体ドラム(像担持体)、2 LEDアレイヘッド(発光素子アレイヘッド)、3 現像ユニット、4 転写ローラ(転写手段)、7 転写ベルト(搬送手段)、8 センサ(画像通過タイミング検出手段)、10 発光タイミング演算回路(点灯タイミング予測手段)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記像担持体のそれぞれ上流側に設けられ、搬送される転写材上の画像が通過するタイミングを検出する画像通過タイミング検出手段と、基準画像の通過タイミングを検出して発光素子アレイヘッドを点灯させるタイミングを予測する点灯タイミング予測手段と、を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。 A plurality of image carriers, a light emitting element array head for writing different images on the plurality of image carriers, a developing unit for attaching toner to a latent image formed on the image carrier, In a color image forming apparatus comprising: a transfer unit that transfers an image on the image carrier onto the same transfer material; and a transfer unit that transfers the transfer material after image transfer.
Image passing timing detecting means provided on the upstream side of each of the image carriers for detecting the timing at which the image on the transferred transfer material passes, and the light emitting element array head is turned on by detecting the passing timing of the reference image. A color image forming apparatus comprising: lighting timing prediction means for predicting timing.
前記像担持体のそれぞれ上流側に設けられ、搬送される転写材上の画像が通過するタイミングを検出する画像通過タイミング検出手段と、基準画像の通過タイミングを検出し、その時点における転写材上の基準画像位置から発光素子アレイヘッドを点灯させるタイミングを予測する点灯タイミング予測手段と、を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。 A plurality of image carriers, a light emitting element array head for writing different images on the plurality of image carriers, a developing unit for attaching toner to a latent image formed on the image carrier, In a color image forming apparatus comprising: a transfer unit that transfers an image on the image carrier onto the same transfer material; and a transfer unit that transfers the transfer material after image transfer.
Image passing timing detection means for detecting the timing at which the image on the transferred transfer material passes, which is provided on the upstream side of each of the image carriers, detects the passing timing of the reference image, and on the transfer material at that time A color image forming apparatus comprising: a lighting timing prediction unit that predicts a timing of lighting the light emitting element array head from a reference image position.
前記像担持体のそれぞれ上流側に設けられ、搬送される転写材上の画像が通過するタイミングを検出する画像通過タイミング検出手段と、基準画像の通過タイミングを検出し、その時点における像担持体の回転位相位置から発光素子アレイヘッドを点灯させるタイミングを予測する点灯タイミング予測手段と、を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。 A plurality of image carriers, a light emitting element array head for writing different images on the plurality of image carriers, a developing unit for attaching toner to a latent image formed on the image carrier, In a color image forming apparatus comprising: a transfer unit that transfers an image on the image carrier onto the same transfer material; and a transfer unit that transfers the transfer material after image transfer.
Image passing timing detection means for detecting the timing at which the image on the transferred transfer material passes, which is provided on the upstream side of each of the image carriers, detects the passage timing of the reference image, and the image carrier at that time A color image forming apparatus comprising: a lighting timing prediction unit that predicts a timing of lighting the light emitting element array head from a rotational phase position.
前記像担持体のそれぞれ上流側に設けられ、搬送される転写材上の画像が通過するタイミングを検出する画像通過タイミング検出手段と、基準画像の通過タイミングを検出し、その時点における転写材上の基準画像位置と像担持体の回転位相位置から発光素子アレイヘッドを点灯させるタイミングを予測する点灯タイミング予測手段とを備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。 A plurality of image carriers, a light emitting element array head for writing different images on the plurality of image carriers, a developing unit for attaching toner to a latent image formed on the image carrier, In a color image forming apparatus comprising: a transfer unit that transfers an image on the image carrier onto the same transfer material; and a transfer unit that transfers the transfer material after image transfer.
Image passing timing detection means for detecting the timing at which the image on the transferred transfer material passes, which is provided on the upstream side of each of the image carriers, detects the passing timing of the reference image, and on the transfer material at that time A color image forming apparatus comprising: a lighting timing prediction unit that predicts a timing of lighting a light emitting element array head from a reference image position and a rotational phase position of an image carrier.
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