JP2007025407A - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複数の走査線により像担持体上に画像を形成する画像形成装置に関し、特に各走査線の走査位置を補正するタイミングの決定方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image on an image carrier using a plurality of scanning lines, and more particularly to a timing determination method for correcting the scanning position of each scanning line.
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、複数色の画像を順次重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置が急速に普及しつつある。このようなカラー画像形成装置としては、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー像をそれぞれ複数の画像形成ユニットを用いて別個の感光体(像担持体)上に形成し、記録媒体若しくは中間転写体上に順次転写してフルカラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置や、1つの感光体上に各色のトナー像を順次形成し、中間転写体上に順次転写してフルカラー画像を形成するワンドラム方式の画像形成装置が挙げられる。 In image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles, color image forming apparatuses that form a color image by sequentially superimposing images of a plurality of colors are rapidly spreading. As such a color image forming apparatus, yellow, cyan, magenta, and black toner images are formed on separate photoconductors (image carriers) using a plurality of image forming units, and are recorded on a recording medium or an intermediate medium. A tandem type image forming apparatus that sequentially transfers onto a transfer body to form a full color image or a toner image of each color is sequentially formed on one photoconductor, and then sequentially transferred onto an intermediate transfer body to form a full color image. One-drum type image forming apparatus can be mentioned.
近年、画像形成装置における処理の高速化、高画質化の要求が高まりつつあるが、上述したようなタンデム型のカラー画像形成装置においては、複数の画像形成ユニットを用いてフルカラー画像を形成する方式であるため、各画像形成ユニットで形成された各色のトナー像を重ね合わせる際の位置合わせ具合が悪化し、色ずれが発生する可能性がある。色ずれの主な原因としては、高速回転する駆動モータや定着部からの発熱等によるカラー画像形成装置の機内温度の変化や外力により、各画像形成ユニット自身或いは画像形成ユニット内の部品の位置や大きさが微妙に変化することが挙げられる。 In recent years, there has been an increasing demand for higher processing speed and higher image quality in image forming apparatuses. In the tandem type color image forming apparatus as described above, a method of forming a full color image using a plurality of image forming units. For this reason, there is a possibility that the color registration will be deteriorated due to deterioration in the alignment when the toner images of the respective colors formed by the respective image forming units are superimposed. The main causes of color misregistration are the position of each image forming unit itself or the components in the image forming unit due to changes in the internal temperature of the color image forming apparatus due to heat generated from a drive motor that rotates at high speed or heat generated from the fixing unit, or external force It is mentioned that the size changes slightly.
特に、感光体上に画像の書き込みを行う走査光学装置においては、近年の画像形成装置の高速化、高解像度化に伴い、走査システムの偏向装置であるポリゴンミラーを回転させるモータを高速回転させる必要が生じる。このようにモータの高速回転化が進むにつれ、モータの回転子及びモータの回転を制御する回路基板から発せられる熱により、走査光学装置の内部温度の上昇も顕著になる。そのため、内部に配置された半導体レーザ光源やレンズ等の光学部材が温度変化の影響を受け、画像形成装置に搭載した後に走査開始位置の変化が生じてしまうことがある。 In particular, in a scanning optical device that writes an image on a photosensitive member, it is necessary to rotate a motor that rotates a polygon mirror, which is a deflection device of a scanning system, with the recent increase in speed and resolution of an image forming apparatus. Occurs. As the motor speed increases in this manner, the internal temperature of the scanning optical device rises significantly due to the heat generated from the motor rotor and the circuit board that controls the motor rotation. For this reason, the optical members such as the semiconductor laser light source and the lens disposed therein are affected by the temperature change, and the scan start position may change after being mounted on the image forming apparatus.
このような色ずれの発生を防止するため、従来、転写体搬送部或いは中間転写体上に色ずれ検知マーク(以下、レジストマークという)を形成し、このレジストマークを検知手段で検知することにより色ずれ量を検知し、検知結果に基づいてレーザ点灯タイミングや点灯間隔を変更して色ずれ補正処理を実行する方法がとられている。 In order to prevent the occurrence of such color misregistration, conventionally, a color misregistration detection mark (hereinafter referred to as a registration mark) is formed on a transfer body conveyance unit or an intermediate transfer body, and this registration mark is detected by a detecting means. A method of detecting a color misregistration amount and executing a color misregistration correction process by changing a laser lighting timing or a lighting interval based on a detection result is employed.
しかし、この色ずれ補正処理は通常の画像形成時以外に実行する必要があるため、例えば所定の印刷枚数に到達したときに補正を実行するように設定すると、連続画像形成時に実行枚数に達した場合、画像形成処理が中断することとなり、ユーザの待ち時間が長くなる。また、一定の時間間隔で補正処理を行うこととすれば、色ずれの発生頻度は装置の使用状態や使用環境により異なるため、必要のない補正処理を頻繁に行ったり、或いは補正が必要であるにも係わらず補正処理が行われなかったりするという問題点があった。 However, since this color misregistration correction process needs to be executed other than during normal image formation, for example, if correction is performed when a predetermined number of prints has been reached, the number of executions has been reached during continuous image formation. In this case, the image forming process is interrupted, and the waiting time of the user is increased. Further, if correction processing is performed at regular time intervals, the frequency of color misregistration varies depending on the use state and usage environment of the apparatus, so unnecessary correction processing is frequently performed or correction is required. Nevertheless, there is a problem that correction processing is not performed.
そこで、画像形成装置内部の温度変化に応じて各画像形成ユニットにおける走査開始位置を補正し、色ずれを防止する方法が提案されており、例えば特許文献1には、画像形成手段を支持するフレームの近傍に温度検出手段を配置し、画像形成手段により近い位置で機内温度を検知することにより、従来に比べて適切なタイミングで色ずれ補正処理を実行可能とした画像形成装置が開示されている。
In view of this, there has been proposed a method for correcting a scanning start position in each image forming unit in accordance with a temperature change in the image forming apparatus and preventing color misregistration. For example,
しかし、画像形成装置内部の温度上昇は、走査光学装置内部の温度上昇と必ずしも一致しておらず、例えば走査光学装置及び定着部の両方が作動する画像形成時や、定着部のヒータのみ加熱しておく装置待機時等、画像形成装置の運転モードによって異なっている。また、複数の走査光学装置を備えたタンデム型のカラー画像形成装置では、印刷される画像により各画像形成ユニットの駆動時間が異なるため、走査光学装置内部の温度上昇もユニット毎に異なる。そのため、特許文献1の方法により機内温度に応じて色ずれ補正タイミングを設定しても、実際の走査開始位置ずれの発生タイミングと一致させることは困難であった。
However, the temperature rise inside the image forming apparatus does not necessarily coincide with the temperature rise inside the scanning optical apparatus. For example, only the heater of the fixing unit is heated during image formation in which both the scanning optical device and the fixing unit operate. Depending on the operation mode of the image forming apparatus, such as when the apparatus is on standby. Further, in a tandem type color image forming apparatus having a plurality of scanning optical devices, the drive time of each image forming unit differs depending on the image to be printed, so the temperature rise inside the scanning optical device also varies from unit to unit. For this reason, even if the color misregistration correction timing is set according to the temperature inside the apparatus by the method of
また、走査光学装置内に温度検知手段を設け、走査光学装置内部の温度上昇を直接検知して補正タイミングを設定する方法も考えられるが、例えば各画像形成ユニットに走査光学装置を備えたタンデム型のカラー画像形成装置では、4つの走査光学装置それぞれに高価な温度センサを設置する必要があり、コストアップに繋がる。さらに、4つの温度センサについて常に温度変化をモニタリングする必要があり、CPU等の制御部の負担も大きくなってしまう。 Further, a method of setting a correction timing by directly detecting a temperature rise inside the scanning optical device by providing a temperature detection means in the scanning optical device is also conceivable. For example, each image forming unit is provided with a scanning optical device. In this color image forming apparatus, it is necessary to install an expensive temperature sensor in each of the four scanning optical devices, which leads to an increase in cost. Furthermore, it is necessary to constantly monitor the temperature change of the four temperature sensors, which increases the burden on the control unit such as a CPU.
一方、特許文献2には、転写材搬送体或いは中間転写体の速度を検出する速度検出手段と、検出された速度と色ずれ量との関係を示すテーブルとを設け、速度検出結果を用いて装置内部の温度測定を必要とせずに色ずれ補正を行う画像形成装置が開示されている。しかしながら、機内温度の上昇は転写材搬送体或いは中間転写体の速度からある程度推定できるものの、上述したように走査光学装置内部の温度上昇とは必ずしも一致しないため、特許文献1の場合と同様に、補正タイミングを実際の走査開始位置ずれの発生タイミングと一致させることは困難であった。
本発明は、上記問題点に鑑み、装置の運転モードに関係なく走査光学装置内部の温度変化を的確に推定し、使用状態に応じた適切な補正タイミングを設定できる画像形成装置を提供することを目的としている。 In view of the above problems, the present invention provides an image forming apparatus capable of accurately estimating a temperature change inside a scanning optical apparatus regardless of the operation mode of the apparatus and setting an appropriate correction timing according to the use state. It is aimed.
上記目的を達成するために、第1の発明の画像形成装置は、像担持体と、偏向手段により偏向された複数の走査線を用いて前記像担持体上を走査して画像の書き込みを行う1つ以上の走査光学装置と、該走査光学装置による前記像担持体上の走査位置を補正する制御手段と、を備えた画像形成装置において、前記制御手段は、画像形成装置の駆動状態から推定される前記走査光学装置内の温度情報若しくは補正実行頻度情報のうち少なくとも1つを用いて補正実行タイミングを自動設定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to a first aspect of the present invention scans an image carrier and scans the image carrier using a plurality of scanning lines deflected by a deflecting means and writes an image. In the image forming apparatus comprising one or more scanning optical devices and a control unit that corrects a scanning position on the image carrier by the scanning optical device, the control unit is estimated from a driving state of the image forming device The correction execution timing is automatically set using at least one of the temperature information or the correction execution frequency information in the scanning optical device.
第2の発明の画像形成装置は、上記第1の発明の構成において、印字枚数をカウントする印字枚数カウンタと、前記制御手段により実行された補正回数をカウントする補正制御カウンタと、補正予約回数を記憶する補正制御予約カウンタと、が設けられており、前記制御手段は、前記印字枚数カウンタのカウント値に基づいて補正を実行するとともに、前記補正制御カウンタにより所定時間内にカウントされた補正回数に基づいて補正予約回数を決定して前記補正制御予約カウンタに記憶し、前記補正制御予約カウンタに記憶された回数の補正を所定のタイミングで実行することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the number of printed sheets counter for counting the number of printed sheets, the correction control counter for counting the number of corrections executed by the control means, and the number of reserved corrections. A correction control reservation counter for storing, and the control means performs correction based on the count value of the printed sheet counter and sets the number of corrections counted within a predetermined time by the correction control counter. The number of times of reservation for correction is determined and stored in the correction control reservation counter, and the correction of the number of times stored in the correction control reservation counter is executed at a predetermined timing.
第3の発明の画像形成装置は、上記第1の発明の構成において、前記走査光学装置により前記像担持体上に書き込まれた静電潜像にトナーを付着させて形成されたトナー像を、直接又は中間転写体を介して記録媒体上に転写する転写手段と、該転写手段によりトナー像が転写された記録媒体を加熱及び加圧してトナー像を定着させる定着手段と、前記走査光学装置内の推定温度を算出する演算手段と、が設けられ、前記走査光学装置及び前記定着手段を駆動する連続印字モードと、前記走査光学装置及び前記定着手段の駆動を停止する非印字モードと、前記定着手段の温度制御のみを行う待機モードと、を実行可能であり、前記演算手段は、前記連続印字モードにおける前記走査光学装置の発熱量と、前記非印字モードにおける前記走査光学装置からの放熱量と、前記待機モードにおける前記定着手段からの発熱量とに基づいて前記走査光学装置内の推定温度を算出し、前記制御手段は、前記演算手段により算出された推定温度に基づいて補正を実行することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus according to the first aspect, wherein a toner image formed by attaching toner to an electrostatic latent image written on the image carrier by the scanning optical device is provided. A transfer unit that transfers the toner image onto the recording medium directly or via an intermediate transfer member; a fixing unit that fixes the toner image by heating and pressurizing the recording medium onto which the toner image has been transferred; And a calculation unit for calculating the estimated temperature, a continuous printing mode for driving the scanning optical device and the fixing unit, a non-printing mode for stopping the driving of the scanning optical device and the fixing unit, and the fixing A standby mode in which only the temperature control of the means is performed, and the computing means generates the amount of heat generated by the scanning optical device in the continuous printing mode and the scanning optics in the non-printing mode. An estimated temperature in the scanning optical device is calculated based on a heat radiation amount from the device and a heat generation amount from the fixing unit in the standby mode, and the control unit is based on the estimated temperature calculated by the calculation unit. Correction is performed.
第4の発明の画像形成装置は、上記第3の発明の構成において、前記演算手段は、以下の条件式(1)を用いて前記走査光学装置内の推定温度Tを算出することを特徴とする。
T=G+{k1×(A+C−Y0)/A×B×t1}+{k2×(C−Y0)/C×D×t2}+{k3×(E+C−Y0)/E×F×t3}・・・(1)
ただし、
Y0;直前の演算から得られた走査光学装置内の温度
A;連続印字モードにおける走査光学装置内の飽和温度と外気温度との差
B;連続印字モードにおける単位時間当たりの温度上昇量
C;演算実行時の外気温度
D;非印字モードにおける単位時間当たりの温度降下量
E;待機モードにおける走査光学装置内の飽和温度と外気温度との差
F;待機モードにおける単位時間当たりの温度上昇量
G;電源投入時の外気温度
k1;印字モードの演算係数
k2;非印字モードの演算係数
k3;待機モードの演算係数
t1;偏向手段の駆動時間
t2;偏向手段及び定着手段の停止時間
t3;定着手段の温度制御時間
である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the third aspect, wherein the calculation means calculates an estimated temperature T in the scanning optical apparatus using the following conditional expression (1). To do.
T = G + {k1 × (A + C−Y0) / A × B × t1} + {k2 × (C−Y0) / C × D × t2} + {k3 × (E + C−Y0) / E × F × t3} ... (1)
However,
Y0: temperature in the scanning optical device obtained from the previous calculation A: difference between the saturation temperature and the outside air temperature in the scanning optical device in the continuous printing mode B: temperature increase per unit time in the continuous printing mode C: calculation Outside air temperature during execution D: Temperature drop per unit time in non-printing mode E: Difference between saturation temperature and outside air temperature in scanning optical device in standby mode F: Temperature rise per unit time in standby mode G; Outside air temperature k1 at power-on; calculation coefficient k2 in print mode; calculation coefficient k3 in non-print mode; calculation coefficient t1 in standby mode; drive time t2 of deflection means; stop time t3 of deflection means and fixing means; Temperature control time.
第5の発明の画像形成装置は、上記第4の発明の構成において、前記演算手段は、所定枚数以上の印字予約が入力された場合、予約枚数から予測される偏向手段の駆動時間t1を用いて算出される印字実行後の走査光学装置内の推定温度Tに基づいて補正実行の要否を判断し、前記制御手段は、補正が必要な場合は印字開始前に先行して実行することを特徴とする。 In the image forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the fourth aspect of the invention, the calculation means uses the driving time t1 of the deflection means predicted from the reserved number when a predetermined number of print reservations are input. Based on the estimated temperature T in the scanning optical apparatus after printing calculated in this manner, it is determined whether or not correction execution is necessary, and if the correction is necessary, the control means executes it before the start of printing. Features.
第6の発明の画像形成装置は、上記第4又は第5の発明の構成において、前記演算手段は、前記走査光学装置内の推定温度Tの変化量に単位温度当たりの位置ずれ量を乗じて推定走査位置ずれ量を算出し、前記制御手段は、算出された推定走査位置ずれ量に基づいて走査位置を補正することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the fourth or fifth aspect of the invention, the computing unit multiplies the amount of change in the estimated temperature T in the scanning optical device by a positional deviation amount per unit temperature. An estimated scanning position deviation amount is calculated, and the control unit corrects the scanning position based on the calculated estimated scanning position deviation amount.
第7の発明の画像形成装置は、上記第6の発明の構成において、前記走査光学装置の走査位置ずれ量を検知する検知手段が設けられており、前記制御手段は、前記演算手段により算出された推定走査位置ずれ量を用いて走査位置を補正する第1の補正と、前記検知手段により検知された走査位置ずれ量を用いて走査位置を補正する第2の補正とを実行可能であることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the configuration of the sixth aspect, the image forming apparatus is provided with a detecting unit that detects a scanning position deviation amount of the scanning optical device, and the control unit is calculated by the calculating unit. The first correction for correcting the scanning position using the estimated scanning position deviation amount and the second correction for correcting the scanning position using the scanning position deviation amount detected by the detecting means can be executed. It is characterized by.
第8の発明の画像形成装置は、上記第7の発明の構成において、前記演算手段は、前記第1の補正において算出された推定走査位置ずれ量と、前記第2の補正において検知された走査位置ずれ量とを平均化して、演算係数k1、k2、k3を最適化することを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the seventh aspect, the calculation means includes the estimated scanning position shift amount calculated in the first correction and the scanning detected in the second correction. It is characterized in that the calculation coefficients k1, k2, and k3 are optimized by averaging the positional deviation amounts.
第9の発明の画像形成装置は、上記第7又は第8の発明の構成において、前記第1の補正の実行頻度は、前記第2の補正の実行頻度よりも高いことを特徴とする。 An image forming apparatus according to a ninth invention is characterized in that, in the configuration of the seventh or eighth invention, the execution frequency of the first correction is higher than the execution frequency of the second correction.
第1の発明の構成によれば、画像形成装置が連続印字中であるか印字停止中であるかに係わらず、押す差光学装置内部に温度センサを設けることなく補正の要否を判断して適切なタイミングで走査位置補正を実行可能となる。 According to the configuration of the first invention, regardless of whether the image forming apparatus is continuously printing or printing is stopped, it is determined whether or not correction is necessary without providing a temperature sensor inside the pressing difference optical device. Scanning position correction can be executed at an appropriate timing.
また、第2の発明の構成によれば、上記第1の発明の画像形成装置において、所定時間内の補正実行回数により装置の運転状態を判断し、運転状態に応じた回数だけその後の補正予約を入れることにより、印字枚数がカウントされない印字停止中においても適切なタイミングで走査位置補正を実行することができ、印字再開後の色ずれを効果的に防止することができる。 According to the configuration of the second invention, in the image forming apparatus of the first invention, the operation state of the apparatus is determined based on the number of correction executions within a predetermined time, and the subsequent correction reservation is made by the number corresponding to the operation state. By inserting, the scanning position correction can be executed at an appropriate timing even during printing stop when the number of printed sheets is not counted, and color misregistration after resuming printing can be effectively prevented.
また、第3の発明の構成によれば、上記第1の発明の画像形成装置において、連続印字モードにおける走査光学装置の発熱量と、非印字モードにおける走査光学装置からの放熱量と、待機モードにおける定着手段からの発熱量とに基づいて走査光学装置内の推定温度を算出し、算出される走査光学装置内の推定温度に基づいて補正を実行することにより、温度センサを用いずに走査光学装置内部の温度変化を的確に把握し、温度変化に応じた適切なタイミングで走査位置補正を実行することができる。 According to the configuration of the third invention, in the image forming apparatus of the first invention, the amount of heat generated by the scanning optical device in the continuous printing mode, the amount of heat released from the scanning optical device in the non-printing mode, and the standby mode The estimated temperature in the scanning optical device is calculated based on the amount of heat generated from the fixing means in the scanning optical system, and the correction is executed based on the calculated estimated temperature in the scanning optical device, so that the scanning optics can be used without using the temperature sensor. It is possible to accurately grasp the temperature change inside the apparatus and execute the scanning position correction at an appropriate timing according to the temperature change.
また、第4の発明の構成によれば、上記第3の発明の画像形成装置において、走査光学装置内の推定温度を条件式(1)を用いて算出することにより、算出される走査光学装置内の推定温度がより正確なものとなる。 According to the configuration of the fourth aspect of the invention, in the image forming apparatus of the third aspect of the invention, the calculated scanning optical device is calculated by calculating the estimated temperature in the scanning optical device using the conditional expression (1). The estimated temperature inside becomes more accurate.
また、第5の発明の構成によれば、上記第4の発明の画像形成装置において、所定枚数以上の印字予約が入った段階で画像形成装置の動作状況を予測し、印字を開始する前に補正の要否を判断するとともに、補正が必要な場合は先行して実行することにより、印字処理を中断することなく印字開始時から良好な画質で出力物を提供することができる。 Further, according to the configuration of the fifth invention, in the image forming apparatus of the fourth invention, before the start of printing, the operation status of the image forming apparatus is predicted at the stage when a predetermined number of print reservations are entered. By determining whether or not correction is necessary and executing the correction in advance, it is possible to provide an output with good image quality from the start of printing without interrupting the printing process.
また、第6の発明の構成によれば、上記第4又は第5の発明の画像形成装置において、走査光学装置内の推定温度の変化量に単位温度当たりの位置ずれ量を乗じて算出された推定走査位置ずれ量に基づいて走査位置を補正することにより、レジストマークを作成せずに走査位置ずれ量を推定できるため、補正による印字待ち時間が短くなり、連続印字中においても印字処理を中断することなく走査位置補正が可能となる。 According to the configuration of the sixth aspect of the invention, in the image forming apparatus of the fourth or fifth aspect of the invention, the amount of change in estimated temperature in the scanning optical device is calculated by multiplying the amount of positional deviation per unit temperature. By correcting the scanning position based on the estimated scanning position deviation amount, the scanning position deviation amount can be estimated without creating a registration mark, so the printing waiting time due to the correction is shortened and the printing process is interrupted even during continuous printing. The scanning position can be corrected without doing so.
また、第7の発明の構成によれば、上記第6の発明の画像形成装置において、推定走査位置ずれ量を算出する第1の補正と、検知手段により走査位置ずれ量を実測する第2の補正の両方を実行可能とすることにより、走査光学装置や画像形成装置の個体差を吸収したより高精度な補正が可能となる。 According to the configuration of the seventh invention, in the image forming apparatus of the sixth invention, the first correction for calculating the estimated scanning position deviation amount and the second measurement for actually measuring the scanning position deviation amount by the detecting means. By making it possible to execute both corrections, it is possible to perform correction with higher accuracy by absorbing individual differences between the scanning optical apparatus and the image forming apparatus.
また、第8の発明の構成によれば、上記第7の発明の画像形成装置において、推定走査位置ずれ量と実際の走査位置ずれ量とを平均化して、条件式(1)内の演算係数k1、k2及びk3を最適化することにより、演算係数を個々の走査光学装置に応じた値に修正して、推定走査位置ずれ量を実測値に一層近づけることができる。 According to the configuration of the eighth invention, in the image forming apparatus of the seventh invention, the estimated scanning position deviation amount and the actual scanning position deviation amount are averaged, and the calculation coefficient in the conditional expression (1) is calculated. By optimizing k1, k2, and k3, the calculation coefficient can be corrected to a value corresponding to each scanning optical device, and the estimated scanning position deviation amount can be made closer to the actual measurement value.
また、第9の発明の構成によれば、上記第7又は第8の発明の画像形成装置において、第1の補正の実行頻度を第2の補正に比べて高くすることにより、レジストマークの作成頻度を低減して全体の補正時間をより短縮することができる。 According to the configuration of the ninth invention, in the image forming apparatus of the seventh or eighth invention, the registration mark is created by increasing the execution frequency of the first correction compared to the second correction. The overall correction time can be further shortened by reducing the frequency.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は本発明の第1実施形態に係るカラー画像形成装置及びその制御回路の構成を示す概略図である。先ず、図1を用いて画像形成装置の動作について説明する。カラー画像形成装置1本体内には、異なる4色(イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラック)の画像に対応する4つの感光体ドラム2a、2b、2c及び2dが、搬送方向上流側(図1では上側)から順に配設されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a color image forming apparatus and its control circuit according to the first embodiment of the present invention. First, the operation of the image forming apparatus will be described with reference to FIG. In the main body of the color
感光体ドラム2a〜2dの周囲には、感光体ドラム2a〜2dの表面を一様に帯電させる帯電器(図示せず)と、各感光体ドラム2a〜2dに画像情報に基づく静電潜像を書き込む露光ユニット3と、静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像ユニット(図示せず)と、感光体ドラム2a〜2d上に残留した現像剤(トナー)を除去するクリーニング部(図示せず)が設けられている。露光ユニット3内には、各感光体ドラム2a〜2dにレーザ光を照射する4つの走査光学装置4a、4b、4c、及び4dが配置されている。
Around the
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器によって感光体ドラム2a〜2dの表面を一様に帯電させ、次いで走査光学装置4a〜4dによって光照射し、各感光体ドラム2a〜2d上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニットには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各色のトナーが所定量充填されており、感光体ドラム2a〜2d上に供給され、静電的に付着することにより、静電潜像に応じたトナー像が形成される。
When the start of image formation is input by the user, first, the surfaces of the
そして、中間転写ベルト5を挟んで感光体ドラム2a〜2dに対峙する中間転写ローラ(図示せず)により感光体ドラム2a〜2d上のイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト5上に転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな画像形成処理に備え、感光体ドラム2a〜2d表面の残留トナーがクリーニング部により除去される。
An intermediate transfer roller (not shown) facing the
トナー像が転写される転写紙は、図示しない装置下部の用紙カセット内に収容されており、給紙ローラ(図示せず)及びレジストローラ対8を介して転写ローラ9へと搬送される。中間転写ベルト5は、上流側の搬送ローラ6と、下流側の駆動ローラ7とに掛け渡されており、駆動ローラ7の回転に伴い中間転写ベルト5が時計回りに回転を開始すると、転写紙がレジストローラ対8から所定のタイミングで中間転写ベルト5に隣接して設けられた転写ローラ9へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙は定着部10へと搬送される。定着部10に搬送された転写紙は、加熱及び加圧によりトナー像が表面に定着された後、装置外部へ排出される。
The transfer paper on which the toner image is transferred is accommodated in a paper cassette (not shown) at the lower part of the apparatus, and is conveyed to the
レジストマーク検出センサ11は、中間転写ベルト5上に形成されるレジストマークの位置関係を検知する。検知結果は後述する色ずれ補正演算部16に送信され、予め決められた基準位置と比較して走査光学装置4a〜4dによる走査位置を補正することにより、各色について色ずれ補正を行う。レジストマーク検出センサ11としては、一般にLED等の発光素子と、フォトダイオード等の受光素子を備えた光学センサが用いられる。また、レジストマーク検出センサ11に、トナー濃度を検出する機能を兼備させることも可能である。
The registration
次に、画像形成装置1の制御回路12について説明する。制御回路12は、大きく分けて画像制御基板13と、全体制御基板14とから構成される。画像制御基板13は、図示しない画像入力部から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。露光ユニット3内の走査光学装置4a〜4dは、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム2a〜2d上に潜像を形成する。
Next, the
全体制御基板14は、設定されたプログラムに従って感光体ドラム2a〜2d、中間転写ベルト5、定着部10やレジストマーク検出センサ11等の画像形成装置1各部の動作を全般的に制御する。全体制御基板14は、全体制御部15、色ずれ補正演算部16、印字枚数カウンタ17、及びNVRAM(不揮発メモリ)18から構成されている。
The
印字枚数カウンタ17は、画像形成装置1における印字枚数を積算カウントして記憶する。印字枚数カウンタ17のカウント値が所定の補正実行値に到達すると、全体制御部15から画像形成装置1各部に制御信号が送信される。この制御信号に基づいて、走査光学装置4a〜4dが感光体ドラム2a〜2d上に所定のパターンを書き込み、さらにトナー像に現像された後、中間転写ベルト5上に転写されて各色のレジストマークが作成される。このレジストマークはレジストマーク検出センサ11で検出される。検出結果は色ずれ補正演算部16に送信されて演算処理が行われ、演算結果はNVRAM18内に色ずれ補正値データ21として記憶される。
The
全体制御部15は、色ずれ補正値データ21に基づいて機械的、或いは電気的補正手段により走査位置補正を行う。機械的補正手段としては、例えば走査光学装置4a〜4dと感光体ドラム2a〜2dの相対的な位置関係を調整する方法等が挙げられ、電気的補正手段としては、例えばレーザ点灯タイミングや点灯間隔を調整する方法、ドット書き込みクロックの周波数を変化させて主走査倍率を補正する方法等が挙げられる。また、走査位置補正を行った日時は補正制御カウンタ19に記憶される。
The
本実施形態においては、印字枚数による補正実行タイミングの制御に加えて、所定時間内の補正実行回数に基づいて以後実行される補正の予約回数を決定することとしている。所定時間内の補正実行回数が多いということは、印字枚数が多く、画像形成装置(走査光学装置)の動作状態が連続運転(以下、連続印字モードという)に近いことを示している。従って、所定時間内の補正実行回数をモニタリングすることで、装置が過酷な運転状態であるかどうか、即ち走査光学装置内の温度上昇が大きいかどうかを判断することができる。 In this embodiment, in addition to the control of the correction execution timing based on the number of printed sheets, the number of correction reservations to be executed thereafter is determined based on the number of correction executions within a predetermined time. A large number of correction executions within a predetermined time indicates that the number of printed sheets is large and the operation state of the image forming apparatus (scanning optical apparatus) is close to continuous operation (hereinafter referred to as continuous printing mode). Therefore, by monitoring the number of correction executions within a predetermined time, it is possible to determine whether the apparatus is in a severe operating state, that is, whether the temperature rise in the scanning optical apparatus is large.
印字枚数が多い場合、即ち走査光学装置内の温度上昇が大きい連続印字モードにおいては、所定時間内の補正実行回数も多くなり、その時々の温度に応じた走査位置の補正が行われる。一方、連続印字状態から装置を停止(以下、非印字モードという)すると、走査光学装置内の温度が急激に低下する。しかし、非印字モードでは印字動作が行われないため印字枚数はカウントされず、走査位置補正は実行されないため、温度低下に伴う走査光学装置内部の光学部材の寸法や屈折率の変化により、印字再開時に走査位置のずれが発生する。 When the number of printed sheets is large, that is, in the continuous printing mode in which the temperature rise in the scanning optical apparatus is large, the number of correction executions within a predetermined time is increased, and the scanning position is corrected according to the temperature at that time. On the other hand, when the apparatus is stopped from the continuous printing state (hereinafter referred to as a non-printing mode), the temperature in the scanning optical apparatus rapidly decreases. However, since the printing operation is not performed in the non-printing mode, the number of printed sheets is not counted, and the scanning position correction is not performed. Therefore, the printing is resumed due to the change in the dimension and refractive index of the optical member inside the scanning optical device accompanying the temperature drop. Sometimes the scanning position shifts.
そこで、電源投入後、最初の補正が実行されるまでは印字枚数により補正実行タイミングを制御するとともに、補正が実行された後は、印字枚数による制御に加えて、所定時間内の補正実行回数に基づいて以後実行される補正の回数を予約するという制御を行うことにより、走査光学装置内の温度が低下する非印字モードにおいても、温度センサを用いることなく走査光学装置内部の状態に応じた走査位置補正を実行可能となる。 Therefore, after the power is turned on, the correction execution timing is controlled by the number of printed sheets until the first correction is performed, and after the correction is performed, the number of correction executions within a predetermined time is added to the control by the number of printed sheets. Based on the control for reserving the number of corrections to be performed thereafter, scanning according to the state in the scanning optical device is performed without using a temperature sensor even in the non-printing mode in which the temperature in the scanning optical device decreases. Position correction can be executed.
図2は、第1実施形態の画像形成装置における走査位置の補正制御手順を示すフローチャートである。図1を参照しながら、図2のステップに従い第1実施形態の具体的な補正制御例について説明する。なお、ここでは印字枚数カウンタ17のカウント値が補正実行値(例えば200枚)に到達すると走査位置の補正が実行されるものとする。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a scanning position correction control procedure in the image forming apparatus according to the first embodiment. A specific correction control example of the first embodiment will be described with reference to FIG. 1 according to the steps of FIG. Here, it is assumed that the correction of the scanning position is executed when the count value of the
先ず、全体制御部15により10分経過毎に補正制御カウンタ19内の補正日時を照会し、所定時間内(ここでは過去1時間以内)の補正実行回数をカウントする(ステップS1)。次に、補正回数が0であるか否かが判断され(ステップS2)、補正回数が0でない場合はCに進む。そして、補正回数が4回以上であるか否かが判断され(ステップS7)、4回よりも少ない場合は、2回以上であるか否かが判断される(ステップS8)。補正回数が2回以上の場合は補正制御予約カウンタ20に1回の補正予約を入れ(ステップS9)、2回よりも少ない場合はそのままAに戻り、10分経過毎に補正制御カウンタ19内の補正日時を照会し、過去1時間以内の補正実行回数をカウントして補正回数が0であるか否かを判断する(ステップS1、S2)。
First, the
画像形成装置が印字を行わない非印字モードにあると、印字枚数カウンタのカウント値が積算されず新たな補正が実行されないため、補正制御カウンタ19には新たな補正日時が記録されない。そのため、補正制御カウンタ19内の補正日時を照会した時に1時間を超える補正日時がある場合は、該当するデータを消去する。即ち、過去1時間以内の補正実行回数は時間の経過と共に減少していくこととなる。
When the image forming apparatus is in a non-printing mode in which printing is not performed, the count value of the printed sheet counter is not accumulated and no new correction is performed, so that a new correction date and time is not recorded in the
そして、ステップS2において過去1時間以内の補正回数が0であると判断されると、全体制御部15は、次に補正制御予約カウンタ20内の補正予約回数を照会する(ステップS3)。補正予約回数が0である場合は再びステップS1に戻り、同様の手順を繰り返す。ステップS3において補正予約回数が1以上である場合は、走査位置補正を実行するとともに(ステップS4)、補正制御カウンタ19に補正日時を記録する(ステップS5)。その後、補正制御予約カウンタ20内の補正予約回数を減算(−1)してステップS1に戻る。
If it is determined in step S2 that the number of corrections within the past hour is zero, the
一方、ステップS7で補正回数が4回以上の場合はDに進み、補正制御予約カウンタ20に2回の補正予約を入れる(ステップS10)。そして、10分経過毎に補正制御カウンタ19内の補正日時を照会し(ステップS11)、過去1時間以内の補正実行回数をカウントして補正回数が0であるか否かを判断する(ステップS12)。時間の経過と共に過去1時間以内の補正回数が減少して0になると、Bに進んで走査位置補正を実行するとともに補正制御カウンタ19に補正日時を記録し、補正制御予約カウンタ20内の補正予約回数を減算(−1)して(ステップS4〜S6)再びステップS1に戻る。
On the other hand, if the number of corrections is 4 or more in step S7, the process proceeds to D, and two correction reservations are entered in the correction control reservation counter 20 (step S10). Then, the correction date and time in the
例えば補正予約回数が2である場合は、前回の補正実行から1時間経過して補正制御カウンタ19内の補正実行回数が0となった時に1回目の補正が実行され、補正予約回数が1に減算される。この時点で補正実行回数が再び1となるので、さらに1時間経過後に補正実行回数が0となった時に残り1回の補正が実行され、補正予約回数が0に減算されて予約補正制御が終了する。なお、所定時間内の補正回数と補正予約回数との関係は、画像形成装置の仕様や特性に応じて設定すれば良く、ユーザの使用状況や装置の使用環境等に応じて補正予約回数を適宜設定可能としても良い。
For example, when the number of correction reservations is 2, the first correction is executed when the correction execution number in the
また、本実施形態では、露光ユニット3は4つの独立した走査光学装置4a〜4dで構成されているが、例えば1つのポリゴンミラー(偏向手段)22aにより偏向走査されたビームを、複数のミラー23を用いて各感光体ドラム2a〜2dに導光する図3の構成や、2つのポリゴンミラー22a、22bを用いて各感光体ドラム2a〜2dに導光する図4の構成のように、露光ユニット3は1つ又は複数のポリゴンミラーを備えた1つの走査光学装置であっても良い。
In the present embodiment, the
図5は、本発明の第2実施形態に係るカラー画像形成装置及びその制御回路の構成を示す概略図である。第1実施形態の図1と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図5に示すように、画像形成装置1内には外気温度を測定する温度センサ24を備えており、全体制御基板13には、演算結果格納アドレス25及び演算係数格納アドレス26を備えている。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a color image forming apparatus and its control circuit according to the second embodiment of the present invention. Portions common to FIG. 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. As shown in FIG. 5, the
本実施形態においては、印字枚数カウンタ17によりカウントされる印字枚数と、走査光学装置4a〜4d内の推定温度情報の両方に基づいて補正を実行することとしている。前述したように、連続印字モードから非印字モードに移行すると、走査光学装置内の温度が急激に低下するが、非印字モードでは走査位置補正は実行されないために走査位置のずれが発生する。
In the present embodiment, correction is executed based on both the number of printed sheets counted by the number of printed sheets counter 17 and the estimated temperature information in the scanning
また、発熱源である定着部10に近い走査光学装置(図5では走査光学装置4d)ほど温度変化の影響を受けやすいため、各走査光学装置4a〜4dで走査位置ずれの発生頻度が異なる。また、図3に示したような1つの走査光学装置を用いる場合であっても、発熱源であるポリゴンミラー22aに近い光学部材ほど寸法や屈折率変化が大きくなる。従って、各色において走査位置補正が必要となる頻度も異なってくる。
Further, since the scanning optical device (scanning
走査光学装置4a〜4d内の温度は、ポリゴンミラーの回転による走査光学装置内の発熱量、ポリゴンミラー停止時の走査光学装置からの放熱量、及び定着部10のヒータからの発熱量によって変化する。そこで、これら3つの要因により走査光学装置内の温度を推定して、各走査光学装置4a〜4dについて走査位置の補正実行タイミングを決定すれば良い。
The temperatures in the scanning
連続印字モードにおける走査光学装置内の温度変化をY1とすると、
Y1=k1×(A+C−Y0)/A×B×t1 ・・・(a)
で表すことができる。式(a)中、Y0は直前の演算から得られた走査光学装置内の温度である。Aは連続印字モードにおける走査光学装置内の飽和温度と外気温度との差である。飽和温度とは、画像形成装置を連続運転(連続印字)させた時、走査光学装置内の発熱量と放熱量とが均衡して、それ以上運転を継続してもその温度以上にはならないという温度である。なお、走査光学装置内の温度変化はポリゴンミラーからの発熱が主な原因であるが、Aは実際の印字状態で求められた実験値であり、他の要因、例えば走査光学装置から離れた定着部や感光体ドラムを駆動するモータ、各種電気基板等からの発熱も加味された装置固有の値である。
If the temperature change in the scanning optical device in the continuous printing mode is Y1,
Y1 = k1 * (A + C-Y0) / A * B * t1 (a)
It can be expressed as In the formula (a), Y0 is the temperature in the scanning optical device obtained from the previous calculation. A is the difference between the saturation temperature in the scanning optical device and the outside air temperature in the continuous printing mode. The saturation temperature means that when the image forming apparatus is continuously operated (continuous printing), the amount of heat generated and the amount of heat released in the scanning optical device are balanced, and the temperature does not exceed that temperature even if the operation is continued further. Temperature. The temperature change in the scanning optical device is mainly caused by heat generated from the polygon mirror, but A is an experimental value obtained in the actual printing state, and other factors such as fixing away from the scanning optical device. This value is unique to the apparatus, taking into account the heat generated by the motor, the motor driving the photosensitive drum, various electric boards, and the like.
Bは連続印字モードにおける単位時間当たりの温度変化量、即ちポリゴンミラーからの発熱を主原因とする走査光学装置内の単位時間当たりの温度上昇量である。このBの値もAと同様に実際の印字状態で求められた実験値であり、装置固有の値である。Cは式(a)に基づく演算実行時の外気温度であり、温度センサ24により測定される値である。t1はポリゴンミラーの駆動時間(連続印字モード継続時間)を表し、k1は連続印字モードにおける演算係数を表している。
B is the amount of temperature change per unit time in the continuous printing mode, that is, the amount of temperature rise per unit time in the scanning optical apparatus mainly due to heat generation from the polygon mirror. The value of B is an experimental value obtained in the actual printing state similarly to A, and is a value unique to the apparatus. C is the outside air temperature at the time of calculation based on the formula (a), and is a value measured by the
また、非印字モードにおける走査光学装置内の温度変化をY2とすると、
Y2=k2×(C−Y0)/C×D×t2 ・・・(b)
で表すことができる。Y0及びCは式(a)と同様である。Dは非印字モード(放熱時)における走査光学装置の単位時間当たりの温度変化量であり、連続運転により外気温度に対して十分に暖められた状態から運転停止状態に移行した時の、画像形成装置から外気への放熱による走査光学装置内の単位時間当たりの温度降下量である。このDの値もA、Bと同様に実際の装置運転状態で求められた実験値であり、装置固有の値である。t2はポリゴンミラー及び定着部の停止時間(非印字モード継続時間)を表し、k2は非印字モードにおける演算係数を表している。
If the temperature change in the scanning optical device in the non-printing mode is Y2,
Y2 = k2 * (C-Y0) / C * D * t2 (b)
It can be expressed as Y0 and C are the same as in formula (a). D is a temperature change amount per unit time of the scanning optical device in the non-printing mode (at the time of heat radiation), and image formation is performed when the operation is shifted from the state sufficiently warmed to the outside air temperature by the continuous operation to the operation stop state. This is the amount of temperature drop per unit time in the scanning optical device due to heat radiation from the device to the outside air. Similarly to A and B, the value of D is an experimental value obtained in the actual apparatus operating state, and is a value unique to the apparatus. t2 represents the stop time (non-printing mode continuation time) of the polygon mirror and the fixing unit, and k2 represents a calculation coefficient in the non-printing mode.
また、ユーザにより印字処理が開始された時に定着部の加熱ローラを短時間で定着温度まで上昇させて印字可能な状態にするため、ヒータ温度を所定温度に制御しておく(以下、待機モードという)場合における、定着部からの発熱による走査光学装置内の温度変化をY3とすると、
Y3=k3×(E+C−Y0)/E×F×t3 ・・・(c)
で表すことができる。Y0及びCは式(a)、(b)と同様である。
In addition, when the printing process is started by the user, the heater temperature is controlled to a predetermined temperature in order to raise the heating roller of the fixing unit to the fixing temperature in a short time so that printing can be performed (hereinafter referred to as a standby mode). ) If the temperature change in the scanning optical device due to heat generation from the fixing unit is Y3,
Y3 = k3 × (E + C−Y0) / E × F × t3 (c)
It can be expressed as Y0 and C are the same as those in the formulas (a) and (b).
Eは待機モードにおける、走査光学装置内の飽和温度と外気温度との差である。画像形成装置は印字状態でなくとも定着部は温度制御状態にあるため、定着部からの発熱により画像形成装置内の温度が上昇し、ひいては走査光学装置内の温度が上昇することとなる。Eの値はこのような状態での走査光学装置内の飽和温度と外気温度との差を表している。このEの値も実際の装置運転状態で求められた実験値であり、装置固有の値である。なお、この温度制御は必ずしも印字中の温度とは限らず、短時間で印字が開始できる範囲で印字中の温度より低い温度に制御される場合もある。 E is the difference between the saturation temperature in the scanning optical device and the outside air temperature in the standby mode. Even if the image forming apparatus is not in a printing state, the fixing unit is in a temperature control state, so that the temperature in the image forming apparatus rises due to heat generated from the fixing unit, and consequently the temperature in the scanning optical device rises. The value E represents the difference between the saturation temperature in the scanning optical apparatus and the outside air temperature in such a state. The value E is also an experimental value obtained in the actual apparatus operating state, and is a value unique to the apparatus. This temperature control is not necessarily the temperature during printing, and may be controlled to a temperature lower than the temperature during printing within a range where printing can be started in a short time.
Fは待機モードにおける、定着部からの発熱による走査光学装置内の単位時間当たりの温度上昇量である。このFの値もEと同様に実際の装置運転状態で求められた装置固有の実験値である。t3は定着部の温度制御時間(待機モード継続時間)を表し、k3は待機モードにおける演算係数を表している。 F is the amount of temperature rise per unit time in the scanning optical apparatus due to heat generated from the fixing unit in the standby mode. Similarly to E, the value of F is an experimental value unique to the apparatus obtained in the actual apparatus operating state. t3 represents the temperature control time (standby mode duration) of the fixing unit, and k3 represents a calculation coefficient in the standby mode.
従って、走査光学装置内の温度変化量は、上記Y1、Y2及びY3を加えた量となり、走査光学装置内の推定温度TをY1、Y2及びY3を用いて表すと、
T=G+{k1×(A+C−Y0)/A×B×t1}+{k2×(C−Y0)/C×D×t2}+{k3×(E+C−Y0)/E×F×t3}・・・(1)
となる。ここで、Gは電源投入時の外気温度であり、電源投入時においてはt1=t2=t3=0であるから、T=Gである。
Therefore, the amount of temperature change in the scanning optical device is the amount obtained by adding the above Y1, Y2, and Y3, and the estimated temperature T in the scanning optical device is expressed using Y1, Y2, and Y3.
T = G + {k1 × (A + C−Y0) / A × B × t1} + {k2 × (C−Y0) / C × D × t2} + {k3 × (E + C−Y0) / E × F × t3} ... (1)
It becomes. Here, G is the outside air temperature when the power is turned on. Since t1 = t2 = t3 = 0 when the power is turned on, T = G.
図6は、第2実施形態の画像形成装置を連続運転した時の走査光学装置内の温度の実測値と条件式(1)により求めた計算値とを比較したグラフであり、図7は、第2実施形態の画像形成装置を間欠運転(1枚印字して20秒停止の繰り返し運転)した時の走査光学装置内の温度の実測値と条件式(1)により求めた計算値とを比較したグラフである。 FIG. 6 is a graph comparing the measured value of the temperature in the scanning optical apparatus when the image forming apparatus of the second embodiment is continuously operated and the calculated value obtained by the conditional expression (1). The measured value of the temperature in the scanning optical device when the image forming apparatus of the second embodiment is intermittently operated (repeated operation of printing one sheet and stopping for 20 seconds) is compared with the calculated value obtained by the conditional expression (1). It is a graph.
なお、ここではA=21℃、B=0.03℃/min、k1=0.5、C=33℃、D=−0.01℃/min、k2=0.2、E=12℃、F=0.03℃/min、k3=0.5とした。また、図6においてはt1=5min、t2=t3=0minとし、図7においてはt1=1.7min、t2=t3=3.3minとした。 Here, A = 21 ° C., B = 0.03 ° C./min, k1 = 0.5, C = 33 ° C., D = −0.01 ° C./min, k2 = 0.2, E = 12 ° C. F = 0.03 ° C./min and k3 = 0.5. In FIG. 6, t1 = 5 min and t2 = t3 = 0 min. In FIG. 7, t1 = 1.7 min and t2 = t3 = 3.3 min.
図6及び図7から明らかなように、連続運転時及び間欠運転時のいずれにおいても走査光学装置内の温度の実測値(図の破線)は、条件式(1)により求めた計算値(図の実線)とよく一致している。この結果より、走査光学装置内の温度は、走査光学装置内部に高価な温度センサを搭載することなく計算により推定可能であることが確認された。 As is apparent from FIGS. 6 and 7, the measured value of the temperature in the scanning optical apparatus (broken line in the figure) during both continuous operation and intermittent operation is a calculated value obtained by the conditional expression (1) (FIG. (Solid line). From this result, it was confirmed that the temperature in the scanning optical device can be estimated by calculation without mounting an expensive temperature sensor in the scanning optical device.
また、本実施形態のようなタンデム型のカラー画像形成装置において、例えばカラー印刷時には4つの走査光学装置4a〜4dを全て動作させるが、モノクロ印刷時にはブラック画像に対応する走査光学装置4dのみ動作させ、他の走査光学装置4a〜4cは動作させない場合は、走査光学装置4a〜4cと4dとで内部温度差が発生し、走査光学装置4a〜4cの走査線と走査光学装置4dの走査線とで著しいずれが発生するが、本実施形態によれば、各走査光学装置4a〜4dの温度を別個に把握することが可能であり、それぞれの温度変化量に応じた的確な走査位置補正を実行可能となる。
Further, in the tandem type color image forming apparatus as in this embodiment, for example, all four scanning
さらに、温度センサによる実測値を用いた補正では、直接温度を測定しないと補正動作に移行できないが、本実施形態では画像形成装置の動作時間から走査光学装置内の推定温度が得られるので、将来の動作を見越した走査位置の補正制御も可能となる。即ち、走査光学装置内の温度が上昇し、補正実行温度に到達する直前で大量の印字予約が入力された場合、印字動作中に補正実行温度に到達して補正が実行されることとなり、印字処理を中断しなければならないが、本実施形態の制御では、印字予約が入った段階で画像形成装置の動作状況が予測されるため、印字を開始する前に予測される動作状況を加味して補正の要否を判断するとともに、補正が必要な場合は印字中における色ずれ量が最小になるような補正を印字開始前に先行して実行することにより、印字処理を中断することなく印字開始時から良好な画質でユーザに出力物を提供することができる。 Further, in the correction using the measured value by the temperature sensor, the correction operation cannot be performed unless the temperature is directly measured. However, in this embodiment, the estimated temperature in the scanning optical apparatus can be obtained from the operation time of the image forming apparatus. The scanning position correction control in anticipation of this operation is also possible. That is, if a large number of print reservations are input immediately before the temperature inside the scanning optical device rises and reaches the correction execution temperature, the correction execution temperature is reached during the printing operation, and correction is executed. Although the processing must be interrupted, in the control of this embodiment, the operation status of the image forming apparatus is predicted at the stage when the print reservation is entered. Therefore, the operation status predicted before starting printing is taken into account. Starts printing without interrupting the printing process by determining whether or not correction is necessary, and if correction is required, the correction that minimizes the amount of color misregistration during printing is performed prior to printing. From time to time, the output can be provided to the user with good image quality.
図8は、第2実施形態の画像形成装置における走査位置の補正制御手順を示すフローチャートである。図5を参照しながら、図8のステップに従い第2実施形態の具体的な補正制御例について説明する。なお、第2実施形態では走査光学装置内の温度変化が所定範囲を超えた場合に加えて、印字枚数カウンタ17のカウント値が補正実行値(例えば200枚)に到達した場合にも走査位置の補正が実行されるが、説明を簡単にするため、図8では走査光学装置内の温度変化に基づく補正制御についてのみ示している。先ず、全体制御部15により所定枚数以上の印字予約が入力されたか否かが判断される(ステップS1)。所定枚数以上の印字予約がない場合は、次に所定時間(ここでは10分)が経過したか否かを判断する(ステップS2)。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a scanning position correction control procedure in the image forming apparatus according to the second embodiment. A specific correction control example of the second embodiment will be described with reference to FIG. 5 according to the steps of FIG. In the second embodiment, in addition to the case where the temperature change in the scanning optical apparatus exceeds a predetermined range, the scanning position is also detected when the count value of the printed
色ずれ補正演算部16には条件式(1)が記憶されており、10分経過している場合は、演算結果格納アドレス25内に記憶されている直前の演算から得られた走査光学装置内の温度Y0と、演算係数格納アドレス26内に記憶されている演算係数k1、k2及びk3とを読み出し、温度センサ24により測定された電源投入時の外気温度G、現在の外気温度C、画像形成装置に電源が投入されてからのポリゴンミラーの駆動時間t1、停止時間t2、待機モード継続時間t3に基づいて走査光学装置4a〜4d内の推定温度Tを算出する(ステップS3)。算出された推定温度Tは演算結果格納アドレス25内のY0に上書きされ、新たなY0として記憶される(ステップS4)。
Conditional expression (1) is stored in the color misregistration
一方、ステップS1において所定枚数以上の印字予約が入力された場合は、予約枚数から画像形成装置の動作状況を予測してポリゴンミラーの駆動時間t1を算出する(ステップS6)。次に、算出されたt1の値を用いて走査光学装置4a〜4d内の推定温度Tを算出する(ステップS3)。算出された推定温度Tは新たなY0として演算結果格納アドレス25内に記憶される(ステップS4)。
On the other hand, when a print reservation of a predetermined number or more is input in step S1, the operation state of the image forming apparatus is predicted from the reserved number and the polygon mirror drive time t1 is calculated (step S6). Next, the estimated temperature T in the scanning
次に、各走査光学装置4a〜4dについて算出された推定温度Tが予め設定された許容範囲内であるか否かが判断され(ステップS5)、許容範囲内である場合はAに戻り、ステップS1〜S4の処理を繰り返す。ステップS5において許容範囲内を超えている走査光学装置があると判断された場合は、全体制御部15から画像形成装置1各部に制御信号が送信される。
Next, it is determined whether or not the estimated temperature T calculated for each of the scanning
この制御信号に基づいて、推定温度Tが許容範囲を超えている走査光学装置に対応する色のレジストマークが中間転写ベルト5上に作成され(ステップS7)、レジストマーク検出センサ11で検出される。検出結果は色ずれ補正演算部16に送信されて演算処理が行われ、走査位置ずれ量が測定される(ステップS8)。演算結果はNVRAM18内に色ずれ補正値データ21として記憶される(ステップS9)。全体制御部15は色ずれ補正値データ21に基づいて、該当する走査光学装置について走査位置補正を行う(ステップS10)。
Based on this control signal, a registration mark of a color corresponding to the scanning optical device whose estimated temperature T exceeds the allowable range is created on the intermediate transfer belt 5 (step S7) and detected by the registration
なお、本実施形態においては、印字枚数カウンタ17のカウント値に基づく補正制御と、走査光学装置内の推定温度Tに基づく補正制御とを並行して行うこととしたが、走査光学装置内の推定温度Tに基づく補正制御のみにより走査位置補正の可否を判断することも可能である。また、推定温度Tの許容範囲や推定温度Tの演算を実行する時間間隔は、画像形成装置の仕様や特性に応じて任意に設定することができる。
In the present embodiment, the correction control based on the count value of the printed
図9は、本発明の第3実施形態に係るカラー画像形成装置及びその制御回路の構成を示す概略図である。本実施形態においては、走査光学装置4a〜4d内の推定温度情報に基づいて補正を実行する点は第2実施形態と同様であるが、中間転写ベルト5上にレジストマークを作成して実際に色ずれ量を検出することなく、走査光学装置内の温度変化量から走査線の位置ずれ量の推定値を算出して走査位置補正を実行可能としたことを特徴としている。
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of a color image forming apparatus and its control circuit according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, correction is executed based on the estimated temperature information in the scanning
そのため、図9の全体制御基板14内のNVRAM18には、レジストマークを作成せずに温度変化からずれ量を算出する場合の補正データが記憶される色ずれ補正値データS21aと、レジストマークを作成して実際のずれ量を算出する場合の補正データが記憶される色ずれ補正値データM21bとを備えている。他の部分の構成は第2実施形態の図5と同様であるため説明を省略する。
For this reason, the
図10は、走査光学装置内の温度変化と走査位置ずれ量との関係を示すグラフである。図10から明らかなように、走査位置ずれ量は、走査光学装置内の温度変化と比例関係にあることがわかる。即ち、推定走査位置ずれ量をH、単位温度当たりの位置ずれ量をΔHとすると、H=ΔT×ΔHで表される。ここで、ΔTは色ずれ補正演算部16に記憶された条件式(1)により求めた推定温度Tの変化量である。なお、ΔHはNVRAM18内に予め記憶されている。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the temperature change in the scanning optical apparatus and the amount of scanning position deviation. As can be seen from FIG. 10, the scanning position deviation amount is proportional to the temperature change in the scanning optical apparatus. That is, when the estimated scanning position deviation amount is H and the positional deviation amount per unit temperature is ΔH, H = ΔT × ΔH. Here, ΔT is a change amount of the estimated temperature T obtained by the conditional expression (1) stored in the color misregistration
通常、レジストマークを作成して行う補正では、30秒〜1分程度の補正時間が必要であるが、本実施形態の構成によれば、中間転写ベルト5上へのレジストマーク作成を省略できるので、印字処理を中断することなく走査位置補正を実行可能となる。従って、補正実行時の待ち時間を無くして画像形成装置の実質的な稼働時間を増やすことができる。
Normally, the correction performed by creating a registration mark requires a correction time of about 30 seconds to 1 minute. However, according to the configuration of the present embodiment, the creation of the registration mark on the
なお、単位温度当たりの位置ずれ量ΔHには、それぞれの走査光学装置間の個体差があり、温度が上昇するほど個体差による推定走査位置ずれ量Hの誤差も大きくなる。そこで、走査位置の補正動作を行う場合、何回かに1回は実際にレジストマークを作成して位置ずれ量を実測することにより、走査光学装置の個体差を吸収することが好ましい。レジストマークの検出による走査位置ずれ量の測定では、走査光学装置のみでなく、画像形成装置全体の誤差要因も含めた位置ずれ量を検出可能であるため、画像形成装置の個体差も同時に吸収することができる。 The positional deviation amount ΔH per unit temperature has individual differences between the respective scanning optical devices, and the error in the estimated scanning positional deviation amount H due to the individual difference increases as the temperature increases. Therefore, when performing the scanning position correction operation, it is preferable to absorb the individual difference of the scanning optical device by actually creating a registration mark once every few times and actually measuring the amount of positional deviation. In the measurement of the misregistration amount by detecting the registration mark, the misregistration amount including not only the scanning optical device but also the error factor of the entire image forming apparatus can be detected, so that individual differences of the image forming apparatus are also absorbed simultaneously. be able to.
また、レジストマークの検出による走査位置ずれ量の実測値と、温度変化から算出された推定走査位置ずれ量とを比較して平均化し、演算係数格納アドレス26に格納された演算係数k1、k2及びk3を順次修正するようにすれば、条件式(1)内の係数を個々の走査光学装置に応じた値に最適化して推定走査位置ずれ量を実測値に近づけることができ、走査光学装置の個体差を加味した最適な補正制御を行うことができる。
Further, the actual value of the scanning position deviation amount detected by the registration mark detection and the estimated scanning position deviation amount calculated from the temperature change are compared and averaged, and the arithmetic coefficients k1, k2 and the arithmetic coefficients stored in the arithmetic
図11は、第3実施形態の画像形成装置における走査位置の補正制御手順を示すフローチャートである。図9を参照しながら、図11のステップに従い第3実施形態の具体的な補正制御例について説明する。なお、全体制御部15により所定枚数以上の印字予約が入力されたか否か、及び所定時間が経過したか否かを判断し、走査光学装置4a〜4d内の推定温度Tを算出して許容範囲内であるか否かを判断するまでの手順(図8のステップS1〜S6)は図8と同様であるため記載を省略する。また、ここでは補正3回のうち2回は温度変化から推定走査ずれ量を算出する補正(以下、第1の補正という)を行い、残りの1回はレジストマークを作成して走査ずれ量を直接検出する補正(以下、第2の補正という)を行うものとする。
FIG. 11 is a flowchart illustrating a scanning position correction control procedure in the image forming apparatus according to the third embodiment. A specific correction control example of the third embodiment will be described according to the steps of FIG. 11 with reference to FIG. It is determined whether or not a predetermined number of print reservations have been input by the
推定温度Tが許容範囲を超える場合、次に全体制御部15により補正回数が3の倍数であるか否かが判断される(ステップS7)。補正回数が3の倍数である場合は第2の補正が実行される。全体制御部15から画像形成装置1各部に制御信号が送信され、制御信号に基づいて、推定温度Tが許容範囲を超えている走査光学装置に対応する色のレジストマークが中間転写ベルト5上に作成される(ステップS8)。このレジストマークはレジストマーク検出センサ11により検出され、検出結果は色ずれ補正演算部16に送信されて演算処理が行われ、走査位置ずれ量が測定される(ステップS9)。演算結果はNVRAM18内に色ずれ補正値データM21bとして記憶される(ステップS10)。
If the estimated temperature T exceeds the allowable range, the
次に、この色ずれ補正値データM21bと、過去2回の第1の補正によるトータルの補正量(色ずれ補正値データS21a)との平均をとって、演算係数格納アドレス26内に格納されている演算係数k1、k2、k3を最適化する(ステップS11)。そして、全体制御部15は色ずれ補正値データM21bに基づいて、該当する走査光学装置について走査位置補正を行う(ステップS12)。
Next, an average of the color misregistration correction value data M21b and the total correction amount (color misregistration correction value data S21a) obtained by the first two corrections in the past is taken and stored in the calculation
一方、ステップS7において補正回数が3の倍数でない場合は第1の補正が実行される。算出された推定温度Tに単位温度あたりの位置ずれ量ΔHを乗じて走査位置ずれ量の推定値を算出する(ステップS13)。演算結果はNVRAM18内に色ずれ補正値データS21aとして記憶される(ステップS14)。そして、全体制御部15は色ずれ補正値データS21aに基づいて、該当する走査光学装置について走査位置補正を行う(ステップS12)。
On the other hand, if the number of corrections is not a multiple of 3 in step S7, the first correction is executed. The estimated temperature T is calculated by multiplying the calculated estimated temperature T by the positional deviation amount ΔH per unit temperature (step S13). The calculation result is stored in the
なお、この例においては3回の補正のうち1回を、レジストマークを作成して位置ずれ量を実測する第2の補正としたが、この第2の補正の回数と、演算により推定位置ずれ量を求める第1の補正の回数との比率は任意に設定することができる。ただし、レジストマークの作成頻度を低減して補正時間をより短縮するためには、第1の補正の実行頻度を第2の補正に比べて高く設定することが好ましい。 In this example, one of the three corrections is a second correction that creates a registration mark and actually measures the amount of positional deviation. However, the number of times of the second correction and the estimated positional deviation are calculated. The ratio with the number of times of the first correction for obtaining the amount can be arbitrarily set. However, in order to reduce the registration mark creation frequency and shorten the correction time, it is preferable to set the first correction execution frequency higher than the second correction.
その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記各実施形態においては、いずれも各色のトナー像を中間転写ベルト上に順次積層してカラー画像を形成した後、転写紙上に一度に転写する方式の画像形成装置について説明したが、中間転写ベルトに代えて中間転写ドラム等の他の中間転写体を用いた画像形成装置にも適用できる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in each of the above embodiments, an image forming apparatus has been described in which each color toner image is sequentially stacked on an intermediate transfer belt to form a color image, and then transferred onto a transfer sheet at once. The present invention can also be applied to an image forming apparatus using another intermediate transfer member such as an intermediate transfer drum instead of the belt.
また本発明は、転写紙を搬送手段により各画像形成部に搬送し、各色のトナー像を転写紙上に順次形成する直接転写式や、1つの感光体を備えたワンドラム式のカラー画像形成装置においても同様の効果を得ることができ、さらにカラー画像形成装置のみでなく、モノクロタイプの複写機、プリンタ、ファクシミリ等の走査位置補正についても適用できるのはもちろんである。 The present invention also relates to a direct transfer type in which a transfer sheet is conveyed to each image forming unit by a conveying unit, and a toner image of each color is sequentially formed on the transfer sheet, or a one-drum type color image forming apparatus having one photoconductor. Of course, the same effect can be obtained, and it can be applied not only to the color image forming apparatus but also to the correction of the scanning position of a monochrome type copying machine, printer, facsimile or the like.
以上説明したように本発明によれば、走査光学装置の駆動時間及び定着温度の制御時間から推定される走査光学装置内の温度情報若しくは補正実行頻度情報のうち少なくとも1つを用いて補正実行タイミングを自動設定することにより、装置の運転モードに関係なく走査光学装置内部の温度変化を的確に推定し、使用状態に応じた適切な補正タイミングを設定できる色ずれの少ないカラー画像形成装置を提供する。 As described above, according to the present invention, the correction execution timing using at least one of the temperature information in the scanning optical apparatus or the correction execution frequency information estimated from the driving time of the scanning optical apparatus and the control time of the fixing temperature. By automatically setting the color image forming apparatus, it is possible to accurately estimate the temperature change in the scanning optical apparatus regardless of the operation mode of the apparatus and to set an appropriate correction timing according to the use state, and to provide a color image forming apparatus with little color misregistration. .
1 画像形成装置
2a〜2d 感光体ドラム(像担持体)
4a〜4d 走査光学装置
5 中間転写ベルト(中間転写体)
9 転写ローラ(転写手段)
10 定着部(定着手段)
11 レジストマーク検知センサ(検知手段)
12 制御回路
13 画像制御基板
14 全体制御基板
15 全体制御部(制御手段)
16 色ずれ補正演算部(演算手段)
17 印字枚数カウンタ
18 NVRAM
19 補正制御カウンタ
20 補正制御予約カウンタ
21 色ずれ補正値データ
21a 色ずれ補正値データS
21b 色ずれ補正値データM
22a、22b ポリゴンミラー(偏向手段)
24 温度センサ
25 演算結果格納アドレス
26 演算係数格納アドレス
DESCRIPTION OF
4a to 4d scanning
9 Transfer roller (transfer means)
10 Fixing part (fixing means)
11 Registration mark detection sensor (detection means)
12
16 Color misregistration correction calculation unit (calculation means)
17
19 Correction control counter 20 Correction
21b Color misregistration correction value data M
22a, 22b Polygon mirror (deflection means)
24
Claims (9)
該走査光学装置による前記像担持体上の走査位置を補正する制御手段と、を備えた画像形成装置において、
前記制御手段は、画像形成装置の駆動状態から推定される前記走査光学装置内の温度情報若しくは補正実行頻度情報のうち少なくとも1つを用いて補正実行タイミングを自動設定することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, and one or more scanning optical devices that scan the image carrier using a plurality of scanning lines deflected by a deflection unit to write an image;
A control unit that corrects a scanning position on the image carrier by the scanning optical device;
The control unit automatically sets the correction execution timing using at least one of temperature information or correction execution frequency information in the scanning optical apparatus estimated from a driving state of the image forming apparatus. apparatus.
前記制御手段は、前記印字枚数カウンタのカウント値に基づいて補正を実行するとともに、前記補正制御カウンタにより所定時間内にカウントされた補正回数に基づいて補正予約回数を決定して前記補正制御予約カウンタに記憶し、前記補正制御予約カウンタに記憶された回数の補正を所定のタイミングで実行することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 A print number counter for counting the number of prints, a correction control counter for counting the number of corrections executed by the control means, and a correction control reservation counter for storing the number of correction reservations,
The control means performs correction based on a count value of the printed sheet counter, and determines a correction reservation count based on a correction count counted within a predetermined time by the correction control counter, thereby correcting the correction control reservation counter. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the number of times stored in the correction control reservation counter is corrected at a predetermined timing.
該転写手段によりトナー像が転写された記録媒体を加熱及び加圧してトナー像を定着させる定着手段と、
前記走査光学装置内の推定温度を算出する演算手段と、が設けられ、
前記走査光学装置及び前記定着手段を駆動する連続印字モードと、前記走査光学装置及び前記定着手段の駆動を停止する非印字モードと、前記定着手段の温度制御のみを行う待機モードと、を実行可能であり、
前記演算手段は、前記連続印字モードにおける前記走査光学装置の発熱量と、前記非印字モードにおける前記走査光学装置からの放熱量と、前記待機モードにおける前記定着手段からの発熱量とに基づいて前記走査光学装置内の推定温度を算出し、前記制御手段は、前記演算手段により算出された推定温度に基づいて補正を実行することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 Transfer means for transferring a toner image formed by adhering toner to an electrostatic latent image written on the image carrier by the scanning optical device onto a recording medium directly or via an intermediate transfer body;
Fixing means for fixing the toner image by heating and pressing the recording medium onto which the toner image has been transferred by the transfer means;
Computing means for calculating an estimated temperature in the scanning optical device, and
A continuous printing mode for driving the scanning optical device and the fixing unit, a non-printing mode for stopping the driving of the scanning optical device and the fixing unit, and a standby mode for performing only temperature control of the fixing unit can be executed. And
The computing means is based on the amount of heat generated by the scanning optical device in the continuous printing mode, the amount of heat released from the scanning optical device in the non-printing mode, and the amount of heat generated by the fixing means in the standby mode. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an estimated temperature in the scanning optical apparatus is calculated, and the control unit performs correction based on the estimated temperature calculated by the calculation unit.
T=G+{k1×(A+C−Y0)/A×B×t1}+{k2×(C−Y0)/C×D×t2}+{k3×(E+C−Y0)/E×F×t3}・・・(1)
ただし、
Y0;直前の演算から得られた走査光学装置内の温度
A;連続印字モードにおける走査光学装置内の飽和温度と外気温度との差
B;連続印字モードにおける単位時間当たりの温度上昇量
C;演算実行時の外気温度
D;非印字モードにおける単位時間当たりの温度降下量
E;待機モードにおける走査光学装置内の飽和温度と外気温度との差
F;待機モードにおける単位時間当たりの温度上昇量
G;電源投入時の外気温度
k1;印字モードの演算係数
k2;非印字モードの演算係数
k3;待機モードの演算係数
t1;偏向手段の駆動時間
t2;偏向手段及び定着手段の停止時間
t3;定着手段の温度制御時間
である。 The image forming apparatus according to claim 3, wherein the calculation unit calculates an estimated temperature T in the scanning optical apparatus using the following conditional expression (1).
T = G + {k1 × (A + C−Y0) / A × B × t1} + {k2 × (C−Y0) / C × D × t2} + {k3 × (E + C−Y0) / E × F × t3} ... (1)
However,
Y0: temperature in the scanning optical device obtained from the previous calculation A: difference between the saturation temperature and the outside air temperature in the scanning optical device in the continuous printing mode B: temperature increase per unit time in the continuous printing mode C: calculation Outside air temperature during execution D: Temperature drop per unit time in non-printing mode E: Difference between saturation temperature and outside air temperature in scanning optical device in standby mode F: Temperature rise per unit time in standby mode G; Outside air temperature k1 at power-on; calculation coefficient k2 in print mode; calculation coefficient k3 in non-print mode; calculation coefficient t1 in standby mode; drive time t2 of deflection means; stop time t3 of deflection means and fixing means; Temperature control time.
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