JP2007121907A - Image forming apparatus and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はトナーパターンを形成して濃度や位置ずれなどの補正を行う画像形成装置及び画像形成方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method for forming a toner pattern and correcting density and positional deviation.
従来、電子写真方式の書き込みユニットと作像ユニットを複数並置して画像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する、いわゆるタンデム型と称されるカラー画像形成装置が知られている。このような画像形成装置、例えば、フルカラー複写機では、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色の画像を形成する画像形成ステーションを備え、各色の画像データにより変調されたレーザを書き込みユニットから作像ユニットの感光体に照射して潜像を形成する。各色の作像ユニットは、形成された感光体上の潜像に各色のトナーを供給してトナー現像し、顕像化する。顕像化されたトナー画像は搬送ベルト上を搬送されてくる転写紙に順次転写され、各色のトナー画像が重畳されたカラー画像が転写紙上に形成され、定着されてカラー画像の出力が行われる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called tandem type color image forming apparatus that forms a full-color image by arranging a plurality of electrophotographic writing units and image forming units in parallel to each other is known. In such an image forming apparatus, for example, a full-color copying machine, an image forming station for forming images of each color of cyan, magenta, yellow and black is provided, and a laser modulated by image data of each color is changed from a writing unit to an image forming unit. The photosensitive member is irradiated to form a latent image. Each color image forming unit supplies toner of each color to the formed latent image on the photoconductor, develops the toner, and visualizes the latent image. The visualized toner image is sequentially transferred onto a transfer sheet conveyed on the conveyance belt, and a color image on which the toner images of the respective colors are superimposed is formed on the transfer sheet, fixed, and a color image is output. .
このように複数の画像形成ステーションを備えたカラー画像形成装置においては、1ドラム方式といわれる感光体を1つのみ備えてカラー画像を形成するカラー画像形成装置に比較して、各画像形成ステーションで同じ転写紙の同一面上に順次異なるトナー画像を重ね合わせて、カラー画像を形成しているため、各画像形成ステーションにおける転写紙への転写画像位置がずれると、各画像形成ステーションで形成する画像間隔がずれたり、重なったりし、また、カラー画像の場合には、色味の違いや色ずれとなり、画像品質が悪化する。この位置ずれには、傾きによって生じた位置ずれと、縦や横に全体的にずれる位置ずれとがある。すなわち、前者は、書き込み光学系内部の組み付け誤差やカラー画像形成装置本体への各ユニットの取り付け誤差及び感光体のカラー画像形成装置本体への取り付け誤差等で各色での走査線の傾きが生じて発生し、後者は、走査線の位置が基準位置に対して平行にずれて4色の像が縦又は横方向に全体にずれて発生する。これらの位置ずれのうち、傾きの位置ずれは、書き込みユニットの反射ミラーの位置を微調整することにより補正を行い、平行の位置ずれは、書き込みのスタートタイミングを主走査方向あるいは副走査方向で調整することにより補正を行うことができる。また、主走査方向の画像の長さは、書き込み画素の周波数を変えることにより、すなわち、倍率誤差を調整することにより、調整することができる。 As described above, in a color image forming apparatus having a plurality of image forming stations, each image forming station is compared with a color image forming apparatus in which only one photoconductor called a one-drum system is provided to form a color image. Since different toner images are sequentially superimposed on the same surface of the same transfer paper to form a color image, if the transfer image position on the transfer paper in each image forming station is shifted, the image formed in each image forming station The intervals are shifted or overlapped, and in the case of a color image, a color difference or a color shift occurs, and the image quality deteriorates. This misalignment includes misalignment caused by inclination and misalignment in the vertical and horizontal directions. That is, in the former, the inclination of the scanning line for each color occurs due to an assembly error inside the writing optical system, an attachment error of each unit to the color image forming apparatus main body, and an attachment error of the photosensitive member to the color image forming apparatus main body. In the latter case, the position of the scanning line is shifted parallel to the reference position, and the four color images are shifted in the vertical or horizontal direction as a whole. Of these misalignments, the misalignment is corrected by finely adjusting the position of the reflecting mirror of the writing unit, and the parallel misalignment is adjusted by adjusting the writing start timing in the main scanning direction or the sub scanning direction. The correction can be performed. The length of the image in the main scanning direction can be adjusted by changing the frequency of the writing pixel, that is, by adjusting the magnification error.
このような位置ずれは、カラー画像形成装置の工場出荷時など調整を行っても、作像ユニットの交換、カラー画像形成装置のメンテナンス、カラー画像形成装置の運搬等によって発生するだけでなく、複数枚の画像形成後の機構の温度膨張によっても、経時的に誤差が変動して発生する。 Such misregistration occurs not only due to replacement of the image forming unit, maintenance of the color image forming apparatus, transportation of the color image forming apparatus, etc. Also due to the temperature expansion of the mechanism after image formation of the sheet, the error varies with time.
そこで、複数枚連続プリント時に、給送される枚数が予め設定された枚数を越えると、記録媒体間に位置合わせパターンを形成し、位置ずれ補正を行ったり、記録媒体間に簡易位置ずれパターンを形成して、位置ずれ補正を行うなどの技術が知られている。 Therefore, if the number of sheets to be fed exceeds a preset number during continuous printing of multiple sheets, an alignment pattern is formed between the recording media to correct misalignment or a simple misalignment pattern between the recording media. Techniques such as forming and performing positional deviation correction are known.
そのうち例えば特許文献1には、位置ずれの画像形成効率を向上させつつ適切に補正することを目的とし、連続印刷において、搬送ベルトに沿って複数配設された各色の画像形成部でそれぞれ画像データに基づいて異なる色のトナー画像を作成して、搬送ベルト上を感光体の1周長よりも短い用紙間隔で搬送されてくる転写紙上に順次転写してカラー画像を形成するが、連続印刷枚数が予め設定された位置合わせ実行枚数を越えると、位置検出パターンの形成タイミングの間だけ、転写紙の搬送間隔を感光体の1周長よりも長い用紙間隔に変更して、当該変更された用紙間隔の転写紙と転写紙の間で位置検出パターンを搬送ベルト上に形成して位置ずれ補正処理を行うようにしたものである。 Among them, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228667 aims to correct image misalignment appropriately while improving the image formation efficiency, and in continuous printing, image data is provided in each color image forming unit arranged along the conveyor belt. A toner image of a different color is created on the basis of the toner image and sequentially transferred onto a transfer sheet conveyed at a paper interval shorter than one circumference of the photoreceptor on the conveyance belt to form a color image. Exceeds the preset number of alignment executions, the transfer sheet conveyance interval is changed to a sheet interval longer than the circumference of the photosensitive member only during the position detection pattern formation timing, and the changed sheet A position detection pattern is formed on the transport belt between the transfer sheets at intervals, and the position deviation correction process is performed.
その他、トナーパターンの作像による検出、補正を連続印刷において行う際、一旦機械を立ち下げて(LD消灯、ポリゴン停止、感光体停止を行い)、パターン作像用の各種初期設定を行った後、パターン作成、検出補正を行っていた例もある。
特許文献1記載の発明では、前述のように連続印刷時の位置ずれ補正パターン作成を行う際、用紙間隔を変更して位置検出パターンを搬送ベルト上に形成するので、画像形成の生産性が低下することは否めない。また、トナーパターンの作像による検出、補正を連続印刷において行う際、一旦機械を立ち下げると、当然、画像形成の生産性は低下する。 In the invention described in Patent Document 1, as described above, when creating a misregistration correction pattern during continuous printing, the position detection pattern is formed on the transport belt by changing the sheet interval, so that the productivity of image formation is reduced. I cannot deny it. In addition, when performing detection and correction by toner image formation in continuous printing, once the machine is brought down, the productivity of image formation naturally decreases.
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、生産性を低下させることなく所定の補正処理を可能とすることにある。 The present invention has been made in view of such a state of the prior art, and an object of the present invention is to enable a predetermined correction process without reducing productivity.
前記目的を達成するため、第1の手段は、像担持体上にトナーパターンを形成するパターン形成手段と、前記トナーパターンを検出するトナーパターン検出手段とを備え、前記トナーパターンの検出結果に基づいて各種印刷条件を制御する画像形成装置において、 前記パターン形成手段による前記トナーパターンの形成タイミング及び前記トナーパターン検出手段による前記トナーパターンの検出タイミングを制御する制御手段を備え、前記制御手段は、複数枚の連続印刷時における用紙間で、システムの立ち下げを行うことなく、前記トナーパターンの形成及び検出が行われるように、前記形成タイミング及び前記検出タイミングを制御することを特徴とする。なお、ここでいうシステムの立ち下げとは、システム中のLDを消灯したり、ポリゴンモータを停止したり、感光体を停止したりすることを意味する。 In order to achieve the object, the first means comprises pattern forming means for forming a toner pattern on the image carrier and toner pattern detecting means for detecting the toner pattern, and based on the detection result of the toner pattern. In the image forming apparatus for controlling various printing conditions, the image forming apparatus includes control means for controlling the toner pattern formation timing by the pattern forming means and the toner pattern detection timing by the toner pattern detection means. The formation timing and the detection timing are controlled such that the toner pattern is formed and detected without the system being lowered between sheets during continuous printing of sheets. Here, the system shutdown means that the LD in the system is turned off, the polygon motor is stopped, or the photosensitive member is stopped.
第2の手段は、第1の手段において、画像データに応じて点灯制御される発光源が発する光ビームによりライン走査し、画像の書き出しを行う光書き込み手段と、走査ライン上で前記光ビームを検出する光ビーム検出手段と、前記光書き込み手段によって書き込まれる画像の濃度補正及び前記光ビーム検出手段による検出結果から得られた書き込み位置の位置ずれ補正の少なくとも一方の補正を行う補正手段とを備えていることを特徴とする。 The second means is a light writing means for performing line scanning by a light beam emitted from a light emitting source controlled to be turned on according to image data in the first means, and writing the image on the scanning line. A light beam detecting means for detecting; and a correcting means for correcting at least one of a density correction of an image written by the light writing means and a positional deviation correction of a writing position obtained from a detection result by the light beam detecting means. It is characterized by.
第3の手段は、第2の手段において、同一用紙間内で前記トナーパターンの形成、前記トナーパターンの検出、及び前記補正手段による補正を行うことを特徴とする。 The third means is characterized in that in the second means, formation of the toner pattern, detection of the toner pattern, and correction by the correction means are performed within the same sheet.
第4の手段は、第1ないし第3のいずれかの手段において、前記像担持体上に形成された画像を転写紙に転写させる転写手段を備え、前記制御手段は、前記転写手段が前記像担持体から離間した後にトナーパターンが通過するタイミングで、前記トナーパターンを形成することを特徴とする。 The fourth means includes a transfer means for transferring an image formed on the image carrier onto a transfer paper in any one of the first to third means, and the control means is configured to transfer the image to the transfer means. The toner pattern is formed at a timing when the toner pattern passes after being separated from the carrier.
第5の手段は、第4の手段において、前記転写手段が前記像担持体から離間した後に位置ずれ補正用パターンを作像することを特徴とする。 A fifth means is characterized in that, in the fourth means, a misregistration correction pattern is formed after the transfer means is separated from the image carrier.
第6の手段は、第4又は第5の手段において、前記用紙間にクリーニングブレード捲れ防止用パターンを作像することを特徴とする。 The sixth means is characterized in that, in the fourth or fifth means, a cleaning blade wrinkle prevention pattern is formed between the sheets.
第7の手段は、第6の手段において、濃度補正用パターン、クリーニングブレード捲れ防止用パターン、位置ずれ補正用パターンの順で作像することを特徴とする。 A seventh means is characterized in that, in the sixth means, images are formed in the order of a density correction pattern, a cleaning blade wobbling prevention pattern, and a positional deviation correction pattern.
第8の手段は、第4ないし第6のいずれかの手段において、画像作成中であることを示すFGATE信号のネゲートをトリガに前記トナーパターンの作像タイミング管理すること特徴とする。 The eighth means is characterized in that, in any one of the fourth to sixth means, the image formation timing of the toner pattern is managed by using a negation of an FGATE signal indicating that an image is being created as a trigger.
第9の手段は、第4ないし第8のいずれかの手段において、前記像担持体が中間転写ベルトであり、前記転写手段が2次転写装置であることを特徴とする。 The ninth means is characterized in that, in any one of the fourth to eighth means, the image carrier is an intermediate transfer belt, and the transfer means is a secondary transfer device.
第10の手段は、像担持体上にトナーパターンを形成し、形成されたトナーパターンを検出し、検出された前記トナーパターンの検出結果に基づいて各種印刷条件を制御する画像形成方法において、複数枚の連続印刷時における用紙間で、システムの立ち下げを行うことなく、前記トナーパターンの形成及び検出が行われるように、前記形成タイミング及び前記検出タイミングを設定することを特徴とする。 A tenth means includes a plurality of image forming methods in which a toner pattern is formed on an image carrier, the formed toner pattern is detected, and various printing conditions are controlled based on the detected result of the toner pattern. The formation timing and the detection timing are set such that the formation and detection of the toner pattern can be performed without the system being lowered between sheets during continuous printing of sheets.
第11の手段は、第10の手段において、検出されたトナーパターンの画像の濃度補正及び前記トナーパターンの書き込み位置の位置ずれ補正の少なくとも一方の補正を行うことを特徴とする。 The eleventh means is characterized in that, in the tenth means, at least one of density correction of the detected toner pattern image and position deviation correction of the toner pattern writing position is performed.
第12の手段は、第11の手段において、同一紙間内で前記トナーパターンの形成、前記トナーパターンの検出、及び前記位置ずれ補正を行うことを特徴とする。 A twelfth means is characterized in that, in the eleventh means, the toner pattern is formed, the toner pattern is detected, and the displacement is corrected within the same sheet.
なお、後述の実施形態において、像担持体は感光体201又は中間転写ベルト208に、パターン形成手段は書き込みユニット202、帯電部201及び現像部203に、トナーパターン検出手段はパターン検出センサ210に、制御手段は制御部300及びタイミング制御部120に、光書き込み手段は書き込みユニット202に、光ビーム検出手段は同期検知板106a,106bに、補正手段は制御部300に、転写手段は2次転写部209に、位置ずれ補正用パターンはMパターンに、クリーニングブレード捲れ防止用パターンはBパターンに、濃度補正用パターンはPパターンに、それぞれ対応する。
In an embodiment described later, the image carrier is on the
本発明によれば、システムの立ち下げを行わない分、用紙間を開ける必要がなくなり、その結果、生産性を低下させることなく所定の補正処理を行うことができる。 According to the present invention, it is not necessary to open the sheet because the system is not shut down. As a result, it is possible to perform a predetermined correction process without reducing productivity.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係る画像形成装置における光書き込み装置の概略構成を示す図である。本実施形態に係る光書き込み装置1は、書き込み光学系11と書き込み制御系12とからなる。書き込み光学系11は、光源としての半導体レーザ(以下、LDと称する)101、走査手段としてのポリゴンミラー102、走査速度変換手段としてのFθレンズ103、図示しない感光体への書き込み走査範囲外に設けられた第1及び第2の反射ミラー105a,105b、第1及び第2の反射ミラー105a,105bによって反射された走査光が入力される第1及び第2の同期検知板106a,106b、作像部への境界に設けられ、作像部側への塵埃類の侵入を防止する防塵ガラス104、及びポリゴンミラー102を回転駆動するポリゴンモータの駆動を制御するポリゴン制御部108から主に構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical writing device in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The optical writing device 1 according to the present embodiment includes a writing optical system 11 and a
書き込み制御系12は、前記第1及び第2の同期検知板106a,106bからの位置検知信号が入力されるドット位置ずれ検出、制御部112、このドット位置ずれ検出・制御部112からの制御出力が入力され、画素クロックを生成する画素クロック生成部111、この画素クロック生成部111で生成された画素クロックが入力される画像処理部113、前記画素クロック生成部111からの画素クロック、第1の同期検知板106aからの同期検知信号、及び画像処理部113から画像書き込みのための画像データが入力されLD駆動データを生成するLD駆動データ生成部110、及びLD駆動データ生成部110で生成されたLD駆動データが入力され、LD101の点灯制御を行うLD制御部107から概略構成されている。
The
また、作像タイミングはタイミング制御部120にて、副走査方向の画像領域を表すFGATE、主走査方向の画像領域を表すRGATEなどの各種タイミング信号を生成する。作像タイミングは同期検知板106aからの同期検知信号に基づいて生成され、LD駆動データ生成部110及び画素クロック生成部111に入力される。
The
前述のように概略構成された光書き込み装置では、LD101からのレーザ光は、ポリゴンミラー102により主走査方向にスキャンされ、Fθレンズ103で等角速度偏向から等速度偏向に変換され、防塵ガラス104から作像装置側に出射される。ポリゴン制御部108ではポリゴンミラー102の回転制御が行われ、ポリゴンミラー102によって走査される走査レーザ光の有効書き込み開始位置及び終了位置は第1及び第2の同期検知板106a、106bによりそれぞれ検出される。検出された位置検知情報はドット位置ずれ検出・制御部112に入力される。ドット位置ずれ検出・制御部112では、第1及び第2の同期検知板106a,106b間をレーザ光が走査する時間を測定し、理想的な走査が行われた場合における走査時間と比較するなどして走査時間のずれ量を求め、そのずれ量を補正する位相データを生成して画素クロック生成部111へ出力する。
In the optical writing apparatus schematically configured as described above, the laser light from the
画素クロック生成部111では、クロックを生成するPLL、位相データに基づいてPLLにより生成したクロックの位相を変える位相シフトを行う。PLLの詳細な説明は省略するが、
F=CLKref×[N設定値]/[M設定値]
の算出式の[N設定値]と[M設定値]によりクロックは設定できる。PLLの基準周波数CLKrefは水晶発振器により入力される。
The pixel clock generation unit 111 performs a phase shift that changes the phase of the clock generated by the PLL based on the PLL that generates the clock and the phase data. A detailed description of the PLL is omitted,
F = CLKref × [N set value] / [M set value]
The clock can be set by [N setting value] and [M setting value] in the calculation formulas. The reference frequency CLKref of the PLL is input by a crystal oscillator.
なお、画素クロック生成部111が位相データ記憶回路を備えていない場合には、ドット位置ずれ検出・制御部112ではライン毎に位相データを画素クロック生成部へ出力するが、位相データ記憶回路を備えている場合には、前もって位相データを求めるなどして、予め画素クロック生成部111へ与えておくようにする。また、ドット位置ずれ検出・制御部112では走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正するようなライン毎に常に同じ補正をするための位相データ(第1位相データ)だけでなく、ポリゴンミラー102の回転ムラのようなライン毎に変化する補正にも対応するための位相データ(第2位相データ)も生成し、画素クロック生成部111が位相データ合成回路を備えている場合には、その位相データも画素クロック生成部111へ出力するようにする。
When the pixel clock generation unit 111 does not include a phase data storage circuit, the dot position deviation detection /
画素クロック生成部111では、ドット位置ずれ検出・制御部112からの位相データに基づいて画素クロックを生成し、画像処理部113とLD駆動データ生成部110に与える。画像処理部113は、画素クロックを基準に画像データを生成し、LD駆動データ生成部110は、この画像データを入力して、同様に画素クロックを基準にレーザ駆動データ(変調データ)を生成し、LD駆動部107を介してLD101を駆動する。LD駆動部107では、主走査方向におけるあるエリア毎の光量を変化させる機能(以下、シェーディングと称す)を持つ。
The pixel clock generation unit 111 generates a pixel clock based on the phase data from the dot position deviation detection /
このような構成の書き込み制御系12では、画素クロックPCLKに同期して位相データを与えることにより、画素クロックPCLKの位相を+1/8PCLK、−1/8PCLKシフトさせることが可能である。すなわち、画像データの基準クロックとなる画像クロックの位相をシフトすることにより、ポリゴンミラー102を含む書き込み光学系11の偏向器により発生する走査速度ムラや、マルチビーム光学系における発光源同士の発信波長差により生じる露光ずれなどによる主走査方向のドット位置ずれを、位相シフト(例えば1/8PCLK)の精度で補正することが可能となる。この位相シフトやドット位置を任意の位置に変える方法は、例えば特開2003−279873号公報に開示されており、公知の事項なので、ここでは概略を述べるだけで詳細な説明は割愛する。
In the
図2はドット位置ずれの補正動作を示す説明図である。図2における「理想状態」は前記のような走査速度ムラや露光ずれが全く発生しない理想状態でのドット位置を示しており、1200dpi(ドット径約21.2μm)のとき連続した6ドットを走査した結果である。図2における「補正前」は最初の1 ドット目のドット位置精度は一致しているが、前記走査速度ムラや露光ずれによるドット位置ずれが生じた状態であり、6ドット目には理想状態に対して1200dpiの1/2ドット相当である10.6μmのドット位置ずれが生じている。本状態において1 ドット書き込みに要する時間は1画素クロック相当=1PCLKであるので、位相シフトの分解能が1/8PCLKの場合は、すなわちドット位置を1/8ドット精度で補正できるのと同義である。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing a dot position shift correction operation. The “ideal state” in FIG. 2 indicates the dot position in the ideal state in which the scanning speed unevenness and the exposure deviation as described above do not occur at all. When 1200 dpi (dot diameter is about 21.2 μm), continuous six dots are scanned. It is the result. “Before correction” in FIG. 2 indicates that the dot position accuracy of the first dot is the same, but the dot position shift due to the scanning speed unevenness and the exposure shift has occurred, and the sixth dot is in an ideal state. On the other hand, a dot position shift of 10.6 μm corresponding to 1/2 dots of 1200 dpi occurs. Since the time required for writing one dot in this state is equivalent to one pixel clock = 1PCLK, this means that when the phase shift resolution is 1/8 PCLK, that is, the dot position can be corrected with 1/8 dot accuracy.
図2における「補正後」は位相シフトの分解能が1/8ドットすなわち1/8PCLKのとき、理想状態から1/2ドット位置ずれを生じた補正前の状態から−1/8PCLKの位相シフトをデータ領域内で4回行う事により、理論上は6ドット目のドット位置を−1/8PCLK×4=−1/2PCLKシフトすることができ、理想状態に対して1/8PCLKの精度でドット位置を補正することができる。 In “after correction” in FIG. 2, when the phase shift resolution is 1/8 dot, that is, 1/8 PCLK, the phase shift of −1/8 PCLK from the state before correction in which a ½ dot position shift has occurred from the ideal state is data. By performing four times in the area, the dot position of the sixth dot can theoretically be shifted by −1/8 PCLK × 4 = −1 / 2 PCLK, and the dot position can be adjusted with an accuracy of 1/8 PCLK with respect to the ideal state. It can be corrected.
ドット位置ずれ検出、制御部112では、レーザ光が走査される時間差を計測するが、この計測方法は、例えば特開平9−58053号公報に開示されているように、第1の同期検知板106a及び第2の同期検知板106bがレーザ光を受光すると、それぞれ検出信号DETP1、DETP2がドット位置ずれ検出、制御部112に入力され、ドット位置ずれ検出、制御部112は、検出信号DETP1、DETP2に基づいて、第1の検知板106aがレーザ光を検出してから第2の検知板106bがレーザ光を検出するまでの間の、所定のクロックのカウント数を計測する。計測されたカウント数から時間差が求められる。
The dot position deviation detection /
図3はLD制御部107の詳細を示すブロック図である。LD制御部107は、LDドライバ107aとDAC107bを備え、レーザ駆動データ生成部110からの画像データに基づいてLDドライバ107aによってLD101を点灯させる。また光量はDAC107bからの光量基準電圧107cを参照して調整される。DAC107bへは図示しないCPUから光量基準電圧値を設定する。また、シェーディング機能である基準電圧を変化させる機能もDAC107bは備えている。
FIG. 3 is a block diagram showing details of the
図4は作像部の概略構成を示す図である。作像部は像形成部200、書き込みユニット100、及びこれらを制御する制御部300とから基本的に構成されている。書き込みユニット100は図1に示した光書き込み装置1がYMCKの色毎に4個設けられたもので、色毎に光書き込みが行われる。以下、1つの色、図ではK色を例にとって説明する。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the image forming unit. The image forming unit basically includes an
画像を形成する場合には、感光体201を帯電部202により帯電させ、書き込みユニット100から画像データに応じて変調されたLD光を感光体201に照射し、感光体201表面に静電潜像を形成する。感光体201上の静電潜像は現像部203によって当該感光体201に対応する色のトナーを付着させて現像され、顕像化されたトナー像が図示しない1次転写部によって中間転写ベルト208に1次転写される。本実施形態ではY→C→M→Kの順で中間転写ベルト208に転写し、重畳されてフルカラーのカラー画像となる。一方、給紙部204から転写紙が給紙され、2次転写部209において前記フルカラーの画像が中間転写ベルト208から転写紙上に2次転写される。この実施形態では、2次転写部209には2次転写ローラが用いられている。転写紙上に転写されたカラー画像は次段の定着部205で定着される。また、クリーニング部207で感光体201表面に残った余分なトナー像が除去される。本実施形態では、2次転写部209の下流側にパターン検出センサ210が設けられ、このパターン検出センサ210によってトナーパターンの検出が行われる。
In the case of forming an image, the
制御部300は図示しないCPU、ROM及びRAMを含み、書き込みユニット100、像形成部200、定着部205、給紙部204などの各部及び作像部を含む画像形成装置全体の制御を司る。前記パターン検出センサ210のセンサ出力は制御部300に入力され、制御部300では、検出されたパターンのトナー濃度やパターンのずれに応じて位置ずれ補正、濃度補正、クリーニングブレード捲れ防止の作像制御などの制御も実行する。
The
図5は用紙間制御(以下、用紙間を慣用的に使用されている紙間と称する)におけるLD点灯と2次転写部209の2次転写ローラ接離のタイミングの関係を示すタイミングチャートである。プリントスタートトリガであるSTTRIGが前記制御部300の制御を司る図示しないCPUから書き込み制御系12のタイミング制御部120に入力される。タイミング制御部120は線速及び解像度により所定のタイミングで副走査方向の画像領域を示すXPFGATE_*(*はY,C,M,Kの全てを示す、以下、同様)を他モジュールであるLD駆動データ生成部110及び画素クロック生成部111に出力する。LD駆動データ生成部110は、図示しない前段のASICからの入力画像データをXPFGATE_*がLOWの期間にあわせてLD駆動データに変換し、LD制御部107はLD駆動データ生成部110によって生成された前記LD駆動データに基づいてLD101を点灯させる。またタイミング制御部120は各色のXPFGATE_*のネゲートからパターン用副走査カウンタを回し、濃度補正パターン(以下、Pパターンと称す)、ブレード捲れ防止用パターン(以下、Bパターンと称す)、位置ずれ補正用パターン(以下、Mパターンと称す)のタイミングもLD駆動データ生成部110に出力し、LD駆動データ生成部110においてPパターン、Bパターン、Mパターンを書き込むためのLD駆動データを生成する。Pパターン、Bパターン、Mパターンの生成タイミングは任意の位置に副走査のドット単位で設定可能である。
FIG. 5 is a timing chart showing the relationship between the LD lighting and the secondary transfer roller contact / separation timing of the
2次転写部209の2次転写ローラの離間タイミングは、XPFGATE_KをCPUへ割り込み信号として入力し、CPUは前記割り込み信号の入力に基づいてタイマを回して管理し、転写紙が2次転写ローラを通過した後(画像を転写した後)に設定する(図7のAの期間・・・XPFGATE_Kのネゲートから2次転写ローラの離間開始までの期間)。また、Mパターンは2次転写ローラの離間(図では2次点離間と記している)後にLD101が点灯するように(感光体201に露光するように)タイミング制御部120に設定する(図7のBの期間)。なお、2次転写ローラの当接タイミングはMパターン検出後に設定され、CPUで実行される。そして、各種補正を行った後、連続印刷を再開する。
The secondary transfer roller separation timing of the
ここで、濃度補正パターン(Pパターン)と濃度補正制御について触れておく。Pパターンの形成及び当該Pパターンを使用した濃度補正制御については例えば特開2005−258040号公報に開示されているように公知の技術なので、概略にとどめ、詳細については割愛する。 Here, the density correction pattern (P pattern) and density correction control will be described. Since the formation of the P pattern and the density correction control using the P pattern are known techniques as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-258040, only the outline is given and details are omitted.
パターン検出センサ210はトナー付着量を検出する手段としても機能し、中間転写ベルト208に対向する位置に配設されている。パターン検出センサ210は、発光ダイオード等の発光素子と、フォトダイオード等の受光素子とからなる。そして、パターン検出センサ210によって、所定のタイミングで、中間転写ベルト208上に形成される複数のパッチパターン(トナー像)におけるトナー付着量や、中間転写ベルト208上の地肌部におけるトナー付着量が検出される。詳しくは、パターン検出センサ210によってパッチパターンのトナー付着量を検出して、その検出結果(受光量に応じた電圧出力)に基づいて、中間転写ベルト208上における作像条件、すなわち、現像バイアス、帯電電位、露光電位(露光量)が最適に調整制御される。なお、Pパターン自体は現像バイアス制御によって濃度の異なる複数のパターンを形成する。詳細は省略するがCPUにより現像バイアスを制御することにより行われる。
The
図示しない電源部は、現像部203の現像ローラに現像バイアスを供給する。現像バイアスの大きさは、制御部300の図示しないCPUによって変更できるようになっている。電源部は帯電部202に帯電電圧を供給する。帯電電圧の大きさは、前記CPUによって変更することができるようになっている。これにより、感光体201上の帯電電位も変更することができる。LD制御部107から発せられるレーザ光の出力は、制御部300のCPUによって変更することができるようになっており、前記レーザ光の出力変化により、感光体201上の露光電位も変化する。また、感光体201表面の表面電位を検出するために図示しない電位センサが感光体201に対向する位置に配設されている。電位センサによって所定のタイミングで感光体(ドラム)201上に形成される複数のパッチパターン(潜像)における潜像電位(露光電位)が検出される。
A power supply unit (not shown) supplies a developing bias to the developing roller of the developing
一方、形成された画像はモノクロであれカラーであれ階調を有する。したがって、階調(濃度)が入力データに対応していない場合には補正する必要がある。この階調の補正(濃度を補正する)は、帯電、光書き込み、現像という作像プロセスを経て感光体201上に作成された複数のパッチパターンから検出された濃度に基づいて行われる。具体的には、感光体201上の、パターン検出センサ210及び電位センサに対向する位置に、レーザ光の出力を変化させながら段階的に濃度(厳密には、潜像電位である。)が異なるパッチパターンを形成する。作成するパッチパターンの数は、形成する画像の階調性によって異なってくるので、その階調数に対応した濃度の数のパッチパターンを形成する。次に、前記電位センサによって、各パッチパターン上の潜像電位を検出する。この電位センサで検出した電位データは、図示しない制御部に送信され保持される。次に、複数のパッチパターンが、それぞれ現像部203で顕像化される。そして、パターン検出センサ210と対向した位置に達した複数のパッチパターンの反射光量がそれぞれ当該パターン検出センサ210によって検出される。このときのパッチパターンの数に対応した複数の検出値に基づき、トナー付着量が求められる。
On the other hand, the formed image has a gradation whether it is monochrome or color. Therefore, it is necessary to correct when the gradation (density) does not correspond to the input data. This gradation correction (correcting the density) is performed based on the density detected from a plurality of patch patterns created on the
具体的には、パターン検出センサ210の出力値に基づき、制御部300内に予め格納されているトナー付着量に関するデータと比較される。このトナー付着量に関するデータは、パターン検出センサ210の出力の規格化値とトナー付着量との関係をテーブル化したものであり、このテーブルより単位面積当たりのトナー付着量に換算して、そのデータを制御部300に格納する。次に、現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す直線近似式が算出される。直線近似式は、図6に示すように、
Y=A×X+B
であり、制御部300のRAMに格納したトナー付着量のデータと、潜像電位(露光電位)のデータとから得られるものである。なお、図6においてX軸は露光電位からそのときに印加した現像バイアスを減じた値、すなわち、現像ポテンシャルを示し、Y軸は単位面積当たりのトナー付着量を示す。
Specifically, based on the output value of the
Y = A × X + B
And obtained from the toner adhesion amount data stored in the RAM of the
そして、制御部に格納された上述のデータに基づき、パッチパターンの数に対応した数だけ、X−Y平面上にデータがプロットされる。そして、そのプロットされた複数のデータから、直線近似を行うX−Y平面上の区間を決定する。その後、その区間内で、最小自乗法を行って前記直線近似式(Y=A×X+B)を得る。また、このとき直線近似式に基づいて、現像ガンマと現像開始電圧VKが算出される。具体的には、現像ガンマγは直線近似式の傾きとして算出され(γ=A)、現像開始電圧VKは直線近似式とX軸との交点として算出される(VK=−B/A)。こうして、画像形成装置における現像能力(定量化された値である。)が算出される。次に、算出された現像ガンマは制御部300のRAMに格納される。また、求めた現像ガンマに基づいて、作像条件が補正される。具体的には、求めた現像ガンマに最適な、帯電電位、露光電位、現像バイアスとなるように、それぞれが調整制御される。このようにしてPパターンの形成と濃度補正制御が行われる。
Then, based on the data stored in the control unit, data is plotted on the XY plane by the number corresponding to the number of patch patterns. Then, a section on the XY plane for performing linear approximation is determined from the plurality of plotted data. Thereafter, within the section, the least square method is performed to obtain the linear approximation formula (Y = A × X + B). At this time, the development gamma and the development start voltage VK are calculated based on the linear approximation formula. Specifically, the development gamma γ is calculated as the slope of the linear approximation formula (γ = A), and the development start voltage VK is calculated as the intersection of the linear approximation formula and the X axis (VK = −B / A). In this way, the developing ability (a quantified value) in the image forming apparatus is calculated. Next, the calculated development gamma is stored in the RAM of the
次いでで、ブレード捲れ防止用パターン(Bパターン)とその補正制御についても触れておく。Bパターンとその補正制御については例えば特開2005−234358号に開示されており、公知の事項なので、ここでは概略を述べるだけで詳細は割愛する。 Next, the blade wobbling prevention pattern (B pattern) and its correction control will be described. The B pattern and its correction control are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-234358 and are publicly known matters, and therefore only the outline is described here and the details are omitted.
図7はクリーニングブレード捲れ防止用に作像されるトナー像の概略図で、分かりやすくするため感光体201を中間転写ベルト208から下方に離間させて図示している。通常クリーニングブレード捲れ防止用に作像されるトナー像21は、複数枚のコピー工程に1回の割合で形成され、感光体(ドラム)201の最大画像幅いっぱいに紙間時に形成される。そのため、転写紙Sが通過する通紙部であるR2領域は非画像部への付着トナーによる中間転写ベルト208上のトナー量が転写紙サイズ分R1,R3領域に比べて少ない。前記トナー像は図示しない転写紙サイズ検知部でサイズを検知し、制御部300からの信号によりR1,R3領域について書き込む光の照射時間をそれぞれ変更し、捲れ防止用トナー像(Bパターン)の作像面積を制御し、R2領域の捲れ防止用トナー像(Bパターン)の作像面積を転写紙サイズに応じて転写クリーニングブレード捲れが防止できるレベルまで大きくする。もしくはR1,R3領域の捲れ防止用トナー像(Bパターン)の作像面積を転写紙サイズに応じてクリーニング不良が発生しないレベルまで小さくする制御をとる。それにより中間転写ベルト208上の端部、通紙部における図示しない転写クリーニングブレードへの入力トナー量を一定に保つことができ、転写クリーニングブレード捲れ発生やクリーニング不良を防止することができる。
FIG. 7 is a schematic diagram of a toner image formed for preventing the cleaning blade from curling. For the sake of clarity, the
このために、中間転写ベルト208上に設けられた複数のPセンサにより非画像部に付着したトナーのトナー濃度を検知し、検知した濃度によって転写クリーニングブレード捲れ防止用トナー像の作像面積を制御するようにする。この制御としては、非画像部のトナー量が少ない場合はブレード捲れ防止用トナー像の作像面積を大きくし、非画像部のトナー量が多い場合はブレード捲れ防止用トナー像の作像面積を小さくする、もしくはブレード捲れ防止用トナー像の転写時に転写電流を変化させて転写効率を下げる。
For this purpose, the toner density of the toner adhering to the non-image area is detected by a plurality of P sensors provided on the
この場合もパターン検出センサ210を使用し、当該センサの発光素子に一定の電圧を印加して検知光を感光体201表面に出射し、受光素子によって反射光を受光し、光電変換された電圧値により中間転写ベルト208上のトナー量を検知する。この検知されたトナー量に応じて制御部300からの信号により前記制御を実行し、転写クリーニングブレードのエッジへの入力トナー量を一定に保つことができ、クリーニング不良、ブレード捲れを防止することができる。
Also in this case, the
以上のように本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
1)従来、連続印刷時の位置ずれ補正パターン作成を行う際、用紙間隔を変更して位置検出パターンを搬送ベルト上に形成し、あるいは、トナーパターンの作像による検出、補正を連続印刷において行う際、一旦機械(システム)を立ち下げていたので、画像形成の生産性が低下していたが、本実施形態によれば、トナーパターンの作像による検出、補正を連続印刷において行う際、システムの立ち下げを行うことなく、タイミングの設定だけでパターン作成、検出及び補正を行うので、生産性が低下することはない。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
1) Conventionally, when creating a misregistration correction pattern during continuous printing, a position detection pattern is formed on the transport belt by changing the sheet interval, or detection and correction by image formation of a toner pattern is performed during continuous printing. At this time, since the machine (system) was once shut down, the productivity of image formation was lowered. However, according to the present embodiment, when performing detection and correction by image formation of a toner pattern in continuous printing, the system Since the pattern creation, detection, and correction are performed only by setting the timing without performing the fall of, productivity does not decrease.
2)2次転写ローラを備え2次転写ローラのクリーニング機構を持たないシステムにおいて、2次転写ローラを中間転写ベルトに当接した状態で転写紙に転写されない領域にトナーパターンを形成すると、2次転写ローラがトナーにより汚れ、裏紙が汚れてしまっていたが、本実施形態によれば、2次転写ローラの離間後にトナーパタ−ンが通過するタイミングでパターン作像を行うので、2次転写ローラのトナー汚れによる裏紙の汚れを防ぐことができる。 2) In a system having a secondary transfer roller and no secondary transfer roller cleaning mechanism, when a toner pattern is formed in an area where the secondary transfer roller is in contact with the intermediate transfer belt and is not transferred to transfer paper, Although the transfer roller is soiled with toner and the backing paper is soiled, according to this embodiment, the pattern image is formed at the timing when the toner pattern passes after the separation of the secondary transfer roller. It is possible to prevent the back paper from being soiled by toner stains.
3)位置ずれ補正用パターンの作像中において、2次転写ローラの離間を行うと離間のショックにより、本来の位置ずれ補正パターンと異なるパターンを作像してしまうことがあるが、本実施形態によれば、2次転写ローラの離間後に位置ずれ補正用パタ―ンの作像を行うため、精度良く位置合わせ補正を行うことができる。 3) If the secondary transfer roller is separated during the image formation of the misregistration correction pattern, a pattern different from the original misregistration correction pattern may be formed due to the shock of the separation. According to the method, since the image for the misalignment correction pattern is formed after the secondary transfer roller is separated, the alignment correction can be performed with high accuracy.
4)ある条件でクリーニングブレード捲れ防止用パターンを作像する必要があるが、単独にて作像し、2次転写ローラを離間させると、ユーザに対して待ち時間が多くなってしまう。しかし、本実施形態によれば、紙間であって、しかも位置ずれ補正用パターンと濃度補正用パターンとの間に形成するので、紙間を空ける必要も、機械を一旦立ち下げる必要もないので、ユーザの待ち時間が多くなることはない。 4) Although it is necessary to form an image for preventing the cleaning blade from rolling under certain conditions, if the image is formed independently and the secondary transfer roller is separated, the waiting time increases for the user. However, according to the present embodiment, the gap is formed between the sheets and between the misregistration correction pattern and the density correction pattern, so there is no need to leave a gap between the sheets nor to bring down the machine once. The waiting time of the user does not increase.
5)濃度補正用パターンを作像する際に、現像バイアスなど各種プロセス条件を変更するシステムにおいて、条件を通常状態に変わる前に位置ずれ補正パターンを作像すると精度良く位置ずれ補正が行えない。また、プロセス条件が通常状態に変わったところで、位置ずれ、ブレード捲れ防止用パタ−ンの作像順で行うと時間がかかってしまう。しかし、本実施形態によれば、パターン作像順を濃度補正用パターン、クリーニングブレード捲れ防止用パターン、位置ずれ補正用パターンとしたので、位置ずれ補正を精度良く行うことが可能となるとともに、補正に要する時間を短縮することができる。 5) In a system in which various process conditions such as a developing bias are changed when a density correction pattern is formed, if a position shift correction pattern is formed before the condition is changed to the normal state, the position shift cannot be corrected with high accuracy. Further, when the process conditions are changed to the normal state, it takes time to perform the image forming order of the pattern for preventing positional deviation and blade swell. However, according to the present embodiment, since the pattern image forming order is the density correction pattern, the cleaning blade wobbling prevention pattern, and the positional deviation correction pattern, the positional deviation correction can be performed with high accuracy and correction. Can be shortened.
6)従来、紙間にパターンを形成する場合、パターン形成タイミングの設定が難しく、紙間でパターン形成タイミングを精度良く管理することが難しかった。しかし、本実施形態によれば、FGATE信号のネゲートをトリガにしてタイミングを管理するため、精度良くタイミング管理を行うことができる。 6) Conventionally, when forming a pattern between sheets, it is difficult to set the pattern formation timing, and it is difficult to accurately manage the pattern formation timing between sheets. However, according to the present embodiment, the timing is managed with the negation of the FGATE signal as a trigger, so that the timing management can be performed with high accuracy.
なお、本実施形態では、タンデム式のカラー画像形成装置を例にとって説明しているが、紙間にパターン形成して、画像の位置ずれを補正する光書き込み装置やカラー画像形成装置に適用することができる。加えて、濃度補正及び/又はクリーニングブレードの捲れ防止パターンを形成するものにも適用することができる。 In this embodiment, a tandem color image forming apparatus is described as an example. However, the present invention is applied to an optical writing apparatus or a color image forming apparatus that forms a pattern between papers and corrects an image misalignment. Can do. In addition, the present invention can also be applied to those that form density correction and / or a cleaning blade wobbling prevention pattern.
1 光書き込み装置
11 書き込み光学系
12 書き込み制御系
100 書き込みユニット
101 LD
102 ポリゴンミラー
103 Fθレンズ
105a,105b 反射ミラー
106a,106b 同期検知板
107 LD制御部
110 LD駆動データ生成部
111 画素クロック生成部
112 ドット位置ずれ検出、制御部
120 タイミング制御部
200 像形成部
201 感光体
202 帯電部
203 現像部
204 給紙部
205 定着部
207 クリーニング部
208 中間転写ベルト
209 2次転写部
210 パターン検出センサ
300 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical writing apparatus 11 Writing
DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 Polygon mirror 103 F (theta) lens 105a, 105b Reflection mirror 106a, 106b
Claims (12)
前記トナーパターンを検出するトナーパターン検出手段と、
を備え、前記トナーパターンの検出結果に基づいて各種印刷条件を制御する画像形成装置において、
前記パターン形成手段による前記トナーパターンの形成タイミング及び前記トナーパターン検出手段による前記トナーパターンの検出タイミングを制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、複数枚の連続印刷時における用紙間で、システムの立ち下げを行うことなく、前記トナーパターンの形成及び検出が行われるように、前記形成タイミング及び前記検出タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。 Pattern forming means for forming a toner pattern on the image carrier;
Toner pattern detecting means for detecting the toner pattern;
An image forming apparatus that controls various printing conditions based on the detection result of the toner pattern,
Control means for controlling the formation timing of the toner pattern by the pattern formation means and the detection timing of the toner pattern by the toner pattern detection means;
The control means controls the formation timing and the detection timing so that the toner pattern is formed and detected without the system being lowered between sheets during continuous printing of a plurality of sheets. An image forming apparatus.
走査ライン上で前記光ビームを検出する光ビーム検出手段と、
前記光書き込み手段によって書き込まれる画像の濃度補正及び前記光ビーム検出手段による検出結果から得られた書き込み位置の位置ずれ補正の少なくとも一方の補正を行う補正手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 A light writing unit that performs line scanning by a light beam emitted from a light source that is controlled to be turned on according to image data, and writes an image;
A light beam detecting means for detecting the light beam on a scanning line;
Correction means for correcting at least one of density correction of an image written by the light writing means and position shift correction of a writing position obtained from a detection result by the light beam detection means;
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising:
前記制御手段は、前記転写手段が前記像担持体から離間した後にトナーパターンが通過するタイミングで、前記トナーパターンを形成することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 A transfer means for transferring the image formed on the image carrier to transfer paper;
4. The image according to claim 1, wherein the control unit forms the toner pattern at a timing when the toner pattern passes after the transfer unit is separated from the image carrier. 5. Forming equipment.
複数枚の連続印刷時における用紙間で、システムの立ち下げを行うことなく、前記トナーパターンの形成及び検出が行われるように、前記形成タイミング及び前記検出タイミングを設定することを特徴とする画像形成方法。 In an image forming method for forming a toner pattern on an image carrier, detecting the formed toner pattern, and controlling various printing conditions based on the detected result of the toner pattern,
The image formation is characterized in that the formation timing and the detection timing are set so that the toner pattern is formed and detected without a system shutdown between a plurality of sheets during continuous printing. Method.
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