JP2008107399A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に関し、特に、転写ベルト上に形成されたトナーパターンを検出する際の技術に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to a technique for detecting a toner pattern formed on a transfer belt.
転写ベルトの走行方向に各色用の作像ユニットが配設された所謂タンデム方式の画像形成装置では、各色の作像ユニットによって形成されるトナー画像の重ね合わせタイミングにずれが生じる場合がある。そこで、例えば特許文献1に示される画像形成装置では、当該各色のトナー画像の重ね合わせタイミングのずれを解消するために、各色用の作像ユニットに予め定められたトナーパターンを転写ベルト上に形成させ、トナーパターン検出センサが検出する各トナーパターンの位置関係に基づいて、各色の作像ユニットによるトナー画像の形成タイミングを調整するようにしている。この特許文献1に記載の画像形成装置では、トナーパターン検出センサは発光部及び受光部を有し、発光部から転写ベルト上のトナーパターンに対して光を照射し、受光部が転写ベルト上でのトナーパターンの有無に応じて変化する反射光量を受光し、この反射光量の変化に基づいて、転写ベルト上にトナーパターンが存在するか否かを検出する。
しかしながら、上記特許文献1に記載の画像形成装置では、トナーパターン検出センサの発光部が、転写ベルト上のトナーパターンに対して光を照射したとき、図4(a)に示すように、トナーパターンPT’のエッジ部(図4(a)に示す例では転写ベルト136の走行方向における先端部)では、発光部2451から発光した光が当該エッジ部(特にトナーパターンPT’の側面)で反射した光が転写ベルトで更に反射し、この乱反射光により受光量が増加してしまう。これにより、トナーパターン検出センサの受光量を示す出力波形において、トナーパターンPT’のエッジ部(先端部)を示す部分にリップルが現れてしまい、出力波形が歪んでしまうことがあるため、トナーパターンPT’のエッジ部(先端部)を正確に検出できず、トナーパターン検出センサによって、各トナーパターンの位置を精度よく検出できない現象が生じ得る。例えば、所定の閾値を用いて上記出力波形を2値化し、この2値化後の出力波形に基づいて、各色トナーパターンPT’同士のトナーパターン間距離を算出しようとしても、トナーパターンPT’のエッジ部(先端部)を正確に検出できていないことから、各色トナーパターンPT’同士のトナーパターン間距離を正確に検出できない場合がある。
However, in the image forming apparatus described in
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、転写ベルト上のトナーパターンを、従来よりも精度よく検出できるようにすることを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to make it possible to detect a toner pattern on a transfer belt more accurately than in the past.
本発明の請求項1に記載の発明は、複数色のトナー像が順次重ねて転写されてカラートナー像が表面に形成される転写ベルトと、
前記転写ベルトの走行方向に沿って配列され、前記転写ベルト上にトナー画像を形成する各色別に設けられた作像ユニットと、
前記各色別の作像ユニットに、予め定められたトナーパターンを形成させるパターン形成制御手段と、
前記転写ベルト上のトナーパターンに光を照射する発光部と、発光部から照射した光の反射光を受光する受光部とを有し、当該受光部の受光量に基づいて当該転写ベルト上の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、
前記パターン形成制御手段は、前記各色別の作像ユニットに、前記トナーパターンを、前記転写ベルトの走行方向における先端部と後端部の両方又は少なくとも一方の濃度を同方向における中央部の濃度よりも薄い濃度で形成させる画像形成装置である。
The invention according to
An image forming unit arranged along the running direction of the transfer belt and provided for each color for forming a toner image on the transfer belt;
Pattern formation control means for forming a predetermined toner pattern on the image forming unit for each color;
A toner on the transfer belt having a light emitting portion for irradiating light on the toner pattern on the transfer belt and a light receiving portion for receiving reflected light of light emitted from the light emitting portion, and based on the amount of light received by the light receiving portion A toner pattern detecting means for detecting a pattern,
The pattern formation control unit is configured to apply the toner pattern to the image forming unit for each color, and the density of both or at least one of the leading end and the trailing end in the running direction of the transfer belt from the density in the central portion in the same direction. Is an image forming apparatus formed at a low density.
この構成によれば、パターン形成制御手段が、各色別の作像ユニットに、上記トナーパターンを、転写ベルト走行方向における先端部と後端部の両方又は少なくとも一方の濃度を中央部よりも薄い濃度で形成させるので、転写ベルト走行方向におけるトナーパターンのエッジ部となる当該先端部及び後端部の両方又は少なくとも一方のトナー量(トナー粒子量)が少なくなる。そのため、トナーパターンのエッジ部は、転写ベルト上にトナーで形成される厚みが薄くなり、トナーパターンエッジ部が形成する側面の厚みが小さくなるので、トナーパターン検出手段の発光部からエッジ部に光を照射しても、当該側面及び転写ベルトで乱反射して受光部に戻る光量が少なくなる。 According to this configuration, the pattern formation control unit applies the toner pattern to the image forming unit for each color, and the density of both or at least one of the front end part and the rear end part in the transfer belt running direction is lower than that of the central part. Therefore, the toner amount (toner particle amount) of both or at least one of the leading end portion and the trailing end portion serving as the edge portion of the toner pattern in the running direction of the transfer belt is reduced. For this reason, the edge portion of the toner pattern is formed with toner on the transfer belt, and the thickness of the side surface formed by the toner pattern edge portion is reduced. , The amount of light that is diffusely reflected by the side surface and the transfer belt and returned to the light receiving portion is reduced.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置であって、前記パターン形成制御手段は、前記各色別の作像ユニットに、濃淡を段階的に推移させることで、前記薄い濃度による前記トナーパターン先端部及び後端部の形成を行わせるものである。
The invention according to
この構成によれば、上記薄い濃度で形成されるトナーパターン先端部及び後端部は、濃淡を段階的に推移させて形成されるので、転写ベルト走行方向におけるトナーパターンのエッジ部である先端部及び後端部は、そのトナー量が段階的に少なくなり、転写ベルト上にトナーで形成されるエッジ部の厚みも段階的に薄くなる。そのため、当該エッジ部は側面視で階段状に形成されるので、トナーパターン検出手段の発光部から光を照射した場合に、トナーパターンの側面及び転写ベルトで乱反射して受光部に戻る光量が更に少なくなる。 According to this configuration, the front and rear end portions of the toner pattern formed with the low density are formed by gradually changing the density, so that the front end portion that is the edge portion of the toner pattern in the transfer belt running direction In addition, the toner amount at the rear end portion decreases stepwise, and the thickness of the edge portion formed of toner on the transfer belt also decreases stepwise. For this reason, the edge portion is formed in a stepped shape when viewed from the side. Therefore, when light is emitted from the light emitting portion of the toner pattern detecting means, the amount of light returning to the light receiving portion after being irregularly reflected by the side surface of the toner pattern and the transfer belt is further increased. Less.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置であって、前記パターン形成制御手段は、前記各色別の作像ユニットに、前記トナーパターン検出手段の検出スポット径と同等以上の大きさで、前記薄い濃度による前記トナーパターン先端部及び後端部の形成を行わせるものである。
Further, the invention according to claim 3 is the image forming apparatus according to
この構成によれば、上記薄い濃度によるトナーパターン先端部及び後端部の形成が、トナーパターン検出手段の検出スポット径と同等以上の大きさとされるので、トナーパターン検出手段の発光部から照射した光がトナーパターンの側面及び転写ベルトで乱反射して受光部に戻る光量を更に少なくすることができる。 According to this configuration, the formation of the leading end portion and the trailing end portion of the toner pattern with the low density is set to be equal to or larger than the detection spot diameter of the toner pattern detection unit. The amount of light that is diffusely reflected by the side surface of the toner pattern and the transfer belt and returned to the light receiving portion can be further reduced.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記パターン形成制御手段は、黒以外の前記作像ユニットに、前記薄い濃度による前記トナーパターン先端部及び後端部の形成を行わせるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the pattern formation control means applies the light density to the image forming unit other than black. The toner pattern leading edge and trailing edge are formed.
黒色のトナーパターンは光を吸収するため、そのエッジ部では、トナーパターン検出手段の発光部から照射された光が乱反射しないことから、パターン形成制御手段が、黒以外の作像ユニットに、上記薄い濃度によるトナーパターン先端部及び後端部を形成させることで無駄なトナーパターン形成処理を避け、黒色のトナーパターンとして従来のままのトナーパターンを用いることができる。 Since the black toner pattern absorbs light, the light emitted from the light emitting portion of the toner pattern detecting means does not diffusely reflect at the edge portion. Therefore, the pattern formation control means applies the above light to the image forming unit other than black. By forming the front and rear end portions of the toner pattern depending on the density, useless toner pattern formation processing can be avoided, and the conventional toner pattern can be used as the black toner pattern.
また、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記トナーパターン検出手段による前記各トナーパターンの検出結果に基づいて、前記各色の作像ユニットによるトナー画像形成の色ずれを検出する色ずれ検出手段を備え、
前記パターン形成制御手段は、前記各色別の作像ユニットに、予め定められた濃度からなるトナーパターンの前記転写ベルト走行方向における先端部及び後端部に、濃淡を段階的に推移させたグラデーションパッチを付加することで前記トナーパターンを形成させるものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein each of the colors is based on a detection result of each of the toner patterns by the toner pattern detection unit. Color misregistration detection means for detecting color misregistration in toner image formation by the image forming unit
The pattern formation control means is a gradation patch in which the density is gradually changed at the leading end portion and the trailing end portion of the toner pattern having a predetermined density in the transfer belt running direction in the image forming units for each color. Is added to form the toner pattern.
この構成によれば、パターン形成制御手段は、上記各色別の作像ユニットに、予め定められた濃度からなるトナーパターンの上記先端部及び後端部に、濃淡を段階的に推移させたグラデーションパッチを付加することで上記トナーパターンを形成させるので、トナーパターン検出手段の発光部から照射した光がトナーパターンの側面及び転写ベルトで反射して受光部に戻る光量が更に少なくなる。そのため、各トナーパターンのエッジ部を精度よく検出でき、トナーパターン検出手段が示すトナーパターンのエッジ部の位置に基づいて、色ずれ検出手段によって正確に各トナーパターン同士の位置関係を検出し、各色の作像ユニットによるトナー画像形成の色ずれを精度よく検出することができる。 According to this configuration, the pattern formation control means includes a gradation patch in which the gradation is gradually changed at the leading end portion and the trailing end portion of the toner pattern having a predetermined density in the image forming unit for each color. Since the toner pattern is formed by adding the light, the amount of light irradiated from the light emitting portion of the toner pattern detecting means is reflected by the side surface of the toner pattern and the transfer belt and returned to the light receiving portion is further reduced. Therefore, the edge portion of each toner pattern can be accurately detected, and the positional relationship between the toner patterns is accurately detected by the color misregistration detection means based on the position of the edge portion of the toner pattern indicated by the toner pattern detection means. Therefore, it is possible to accurately detect a color shift in toner image formation by the image forming unit.
請求項1に記載の発明によれば、トナーパターン検出手段での受光量を示す出力波形が、上記乱反射の影響で歪んでしまう減少を回避できるので、トナーパターン検出手段によって、各トナーパターンの位置を精度よく検出できる。 According to the first aspect of the present invention, the output waveform indicating the amount of light received by the toner pattern detection unit can be prevented from being distorted due to the influence of the irregular reflection. Therefore, the toner pattern detection unit can detect the position of each toner pattern. Can be detected with high accuracy.
請求項2に記載の発明によれば、トナーパターン検出手段の受光量を示す出力波形が、上記乱反射の影響で歪んでしまう減少を更に確実に回避でき、トナーパターン検出手段によって、各トナーパターンの位置をより精度よく検出できる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to more reliably avoid a decrease in the output waveform indicating the amount of light received by the toner pattern detection unit from being distorted due to the influence of the irregular reflection, and each toner pattern is detected by the toner pattern detection unit. The position can be detected with higher accuracy.
請求項3に記載の発明によれば、トナーパターン検出手段の発光部から照射した光がトナーパターンの側面及び転写ベルトで乱反射して受光部に戻る光量を、更に少なくすることができる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to further reduce the amount of light that is irradiated from the light emitting portion of the toner pattern detection means and is returned to the light receiving portion after being irregularly reflected by the side surface of the toner pattern and the transfer belt.
請求項4に記載の発明によれば、無駄なトナーパターン形成処理を避け、黒色のトナーパターンとして従来のままのトナーパターンを用いることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to avoid a useless toner pattern forming process and use a conventional toner pattern as a black toner pattern.
請求項5に記載の発明によれば、トナーパターン検出手段が示すトナーパターンのエッジ部の位置に基づいて、色ずれ検出手段によって各トナーパターン同士の位置関係を正確に検出できるので、各色の作像ユニットによるトナー画像形成の色ずれを精度よく検出することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the positional relationship between the toner patterns can be accurately detected by the color misregistration detection means based on the position of the edge portion of the toner pattern indicated by the toner pattern detection means. It is possible to accurately detect a color shift in toner image formation by the image unit.
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。図1は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態に係るプリンタ1を示す説明図である。プリンタ1は、記録紙Pを貯留するために機器本体11に挿脱自在とされた給紙カセット120を有する給紙部12と、この給紙部12の駆動で給紙カセット120から繰り出された記録紙Pを搬送しながら当該記録紙Pにトナー画像を転写する2次転写ローラ137と、この2次転写ローラ137でトナー画像が転写された記録紙Pに対してトナー画像の定着処理を施す定着装置14とを備え、さらに、機器本体11の上面には、定着装置14で定着処理の施された記録紙Pが排紙される排紙部15が設けられている。
Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a
給紙部12には、給紙カセット120の図1に示す左上方位置にピックアップローラ121が設けられ、このピックアップローラ121の駆動によって給紙カセット120に貯留されている記録紙Pが1枚ずつピックアップされて2次転写ローラ137に向けて送り出されるようになっている。
The
転写部13は、作像ユニット131と、この作像ユニット131によってその表面にトナー像が転写される転写ベルト136と、この転写ベルト136上のトナー像を給紙カセット120から送り込まれた記録紙Pにさらに転写するための2次転写ローラ137とを備えている。
The
作像ユニット131は、上流側(図1の紙面の右側)から下流側へ向けて順次配設されたマゼンダ用作像ユニット131Mと、シアン用作像ユニット131Cと、イエロー用作像ユニット131Yと、ブラック用作像ユニット131Kとを備えている。かかる各作像ユニット131M,131C,131Y,131Kは、機器本体11内における各機器に対して所定の相対的な位置関係で位置決めされて装着されている。
The
各作像ユニット131M,131C,131Y,131Kには、像担持体である感光体ドラム132が配され、各感光体ドラム132に対向させて帯電器134が設けられている。この帯電器134よりも感光体ドラム132の回転方向(図1の矢印方向)の下流側には、露光装置135が設けられている。この露光装置135は、前記帯電器134によって一様に帯電された感光体ドラム132の周面に、図略の画像読取り装置から入力された画像データに基づくレーザー光を照射するものであり、これによって各感光体ドラム132の周面に静電潜像が形成される。露光装置135よりも更に感光体ドラム132の回転方向下流側には、現像装置133が設けられている。この現像装置133のトナー容器から上記静電潜像にトナーが供給されることにより、感光体ドラム132の周面にトナー像が形成される。
Each of the
さらに、各感光体ドラム132には、感光体ドラム132周面の残留トナーを除去してクリーニングするクリーニング装置20が設けられている。クリーニング装置20によって清浄化処理された感光体ドラム132の周面は、新たな帯電処理のために帯電器134へ向かうことになる。
Further, each
転写ベルト136は、各作像ユニット131M,131C,131Y,131Kの直上位置において、表面が感光体ドラム132の周面にそれぞれ当接するように駆動ローラ136aおよび従動ローラ136b間に張設されている。各感光体ドラム132の直上には、転写ベルト136を介して1次転写ローラ136cがそれぞれ設けられている。
The
そして、駆動ローラ136aの駆動による転写ベルト136の走行速度に応じて、各作像ユニット131M,131C,131Y,131Kの感光体ドラム132上に形成されたそれぞれのトナー画像が、1次転写ローラ136cによって、互いに重ね合わせて転写ベルト136に転写され、転写ベルト136の表面上にカラートナー画像が形成される。
The respective toner images formed on the
給紙カセット120から、2次転写ローラ137及び駆動ローラ136aのニップ部に向かう記録紙搬送路には、記録紙Pを当該ニップ部に搬送するレジストローラ(搬送ローラの一例)145が設けられている。このレジストローラ145によって、2次転写ローラ137及び駆動ローラ136aのニップ部への記録紙搬送タイミングが図られた上で、記録紙が当該ニップ部に搬送される。また、このニップ部では、記録紙Pに対して、2次転写ローラ137により、転写ベルト136上のカラートナー画像が転写され、記録紙P上にカラートナー画像が形成される。
A registration roller (an example of a conveyance roller) 145 that conveys the recording paper P to the nip portion is provided in the recording paper conveyance path from the
なお、従動ローラ136bの図1において右側には、転写ベルト用クリーニング装置138が設けられ、記録紙Pへのトナー像の転写処理後の転写ベルト136の表面に残留しているトナーがこの転写ベルト用クリーニング装置138によって取り除かれ、これによって清浄化した転写ベルト136が感光体ドラム132へ供給されるようになっている。
A transfer
定着装置14は、転写部13で記録紙Pに転写されたカラートナー画像に定着処理を施すものである。定着装置14は、通電発熱体により加熱される熱ローラ141と、この熱ローラ141に対向配置され、周面が熱ローラ141の周面に押圧当接される加圧ローラ142とを備えている。そして、転写部13で2次転写ローラ137により記録紙Pに転写されたカラートナー画像は、当該記録紙Pが熱ローラ141と加圧ローラ142との間を通過するときの加熱による定着処理で定着され、その後、排紙部15へ排紙される。
The fixing
また、転写ベルト136の走行方向の最下流位置にある作像ユニット131Kよりも下流側であって、駆動ローラ136aと2次転写ローラ137とのニップ部よりも上流側となる位置には、転写ベルト136の表面に対向させて、検出センサ(トナーパターン検出手段)245が設けられている。検出センサ245は、反射型のフォトセンサ等からなり、転写ベルト136上のトナーパターンに光を照射する発光部2451(図2)と、発光部2451から照射した光の反射光を受光する受光部2452(図2)とを有し、受光部2452の受光量により転写ベルト136上におけるトナーパターン(詳細は後述)の有無を示すものである。検出センサ245は、作像ユニット131M,131C,131Y,131Kのうちの所定の作像ユニットによって転写ベルト136上に形成されるトナーパターンを検出する。本実施形態では、転写ベルト136の方がトナーパターンよりも反射率が高くなるように構成されている。
Further, the
図2は上記プリンタ1の概略構成の一例を示すブロック図、図3は検出センサ245がトナーパターンのエッジ部を検出する状態を示す側面概略図である。図4(a)は従来のトナーパターン検出を示す側面概略図、(b)は従来のトナーパターン検出時における検出センサ245の出力波形を示す図である。
2 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of the
プリンタ1には、プリンタ1全体の制御を司る制御部(制御手段)110が備えられている。制御部110には、装置全体の動作プログラム等を記憶したROM112が接続され、画像データ等を一時的に格納すると共に作業領域として機能するRAM113が接続されている。また、制御部110には、各色用の作像ユニット131M,131C,131Y,131Kが接続されており、制御部110は、作像ユニット131M,131C,131Y,131Kにそれぞれ備えられている帯電器134、露光装置135、及び現像装置133と、感光体ドラム132上のトナー像を記録紙に転写するために1次転写ローラ136cに転写バイアスを印加する転写バイアス部132と、感光体ドラム132の駆動源であるドラムモータ115とを制御する。
The
また、制御部110は、ずれ量算出部111、補正値算出部112、補正部113及びパターン形成制御部114としても機能する。ずれ量算出部(色ずれ検出手段)111は、検出センサ245から出力されてくる検出信号に基づいて、作像ユニット131M,131C,131Y,131Kによる各色トナー画像の重ね合わせ時に発生する色ずれ量を検出する。ずれ量算出部111は、各種の時間計測を行うタイマ111aを備える。
The
補正値算出部112は、ずれ量算出部111によって算出されたずれ量に基づいて、レジストローラ145による記録紙搬送速度を、転写ベルト136及び2次転写ローラ137による2次転写速度に適した速度とするための補正値を算出する。補正値算出部112は、ずれ量算出部111によって算出された各ずれ量に対応するそれぞれの補正値(レジストモータ133の回転速度を加速又は減速させるために用いる値)を記憶する記憶部112aを備える。補正部113は、補正値算出部112によって算出された補正値を用いて、レジストローラ145による記録紙Pの搬送速度を補正する。
Based on the deviation amount calculated by the deviation
また、上述した検出センサ245(発光部2451及び受光部2452)も制御部110に接続されている。検出センサ245は、トナーパターンを検出したことを示す検出信号を制御部110に対して送出するようになっている。
Further, the above-described detection sensor 245 (
パターン形成制御部(パターン形成制御手段)114は、各色別の作像ユニット131M,131C,131Y,131Kに、予め定められたトナーパターンを形成させるために必要な処理及び制御を行う。この予め定められたトナーパターンとは、例えば図3及び後述の図6に示すように、長尺状のトナー画像であり、転写ベルト136の走行方向における先端部及び後端部の濃度が、当該方向における中央部の濃度よりも薄い濃度で形成されたものである。
The pattern formation control unit (pattern formation control means) 114 performs processing and control necessary for forming predetermined toner patterns in the
トナーパターンPTの上記先端部及び後端部は、パターン形成制御部114による制御で、各色別の作像ユニット131M,131C,131Y,131Kにより、図3に示すように、濃淡を段階的に推移されることで上記薄い濃度で形成される。このようにして形成されたトナーパターンPTのエッジ部である当該先端部及び後端部は、そのトナー量が段階的に少なくなり(濃度の濃淡はトナー量の増減で表現されるため)、転写ベルト136上にトナーで形成されるエッジ部の厚みは段階的に異なる。すなわち、トナーパターン先端部の厚みは、転写ベルト136の走行方向上流側に向かうに従って薄くなり、トナーパターン後端部の厚みは、転写ベルト136の走行方向下流側に向かうに従って薄くなる。また、当該薄い濃度部分からなるトナーパターン先端部及び後端部は、検出センサ245の受光部2452による検出スポット径と同等以上の大きさとされる。
The leading and trailing ends of the toner pattern PT are controlled by the pattern
検出センサ245は、転写ベルト136及びトナーパターンPTに対して、発光部2451から発する光線が直交する姿勢でプリンタ1に配設されることが理想的であるが、取り付け時の精度上、転写ベルト136の走行方向上流側又は下流側に傾くことが多い。この状況において、例えば、図4(a)に示すように、上記先端部及び後端部のような形状が形成されていない従来のトナーパターンPT’の場合、検出センサ245の発光部2451がトナーパターンPT’の先端部(エッジ部)に光照射すると、発光部2451から照射された光が一旦トナーパターンPT’の側面及び転写ベルト136で乱反射して、受光部2452に入射する光量が増加する。この場合、図4(b)に示すように、検出センサ245(受光部2452)の出力波形にリップルが生じる。このリップルは、検出センサ245の出力波形が、転写ベルト136での反射光量を示すa部分から、トナーパターンPT’での反射光量を示すb部分に移行する過程(特にトナーパターンPT’のエッジ部)において発生するため、トナーパターンのエッジ部の存在を判定する障害となりやすい。
The
これに対して、図3に示すように、本実施形態で形成されるトナーパターンPTの場合、その先端部及び後端部(エッジ部)は、トナー量を少なくして側面視で階段状に形成されるので、検出センサ245の発光部2451からトナーパターン先端部又は後端部に照射した光が、トナーパターンPTの側面から転写ベルト136上で反射して受光部2452に向かうことを低減でき、上記のような乱反射で受光部2452に戻る光量が増加する事態を回避することが可能になる。なお、図3では、検出センサ245の上部が転写ベルト136の走行方向に傾いている場合を示しているが、検出センサ245の上部が転写ベルト136の走行方向の反対側に傾いている場合であっても、トナーパターンPTの後端部として形成された上記階段状の形状により、同様に乱反射による受光部2452の受光量増加を回避することが可能である。
On the other hand, as shown in FIG. 3, in the case of the toner pattern PT formed in this embodiment, the front end portion and the rear end portion (edge portion) are stepped in a side view with a reduced toner amount. As a result, the light irradiated from the
例えば、図3に示すように、パターン形成制御部114は、ずれ量算出部111によってエッジ部の位置を正確に判定したいトナーパッチPT1に、濃淡を段階的に推移させた上記薄い濃度からなるグラデーションパッチPT2を付加することで、トナーパターンPTを各色別の作像ユニット131M,131C,131Y,131Kに形成させる。なお、本発明に係るトナーパターンPTの形成を当該形成に限定する趣旨ではない。例えば、ずれ量算出部111によってエッジ部の位置を正確に判定したいトナーパッチ自体のエッジ部分を、パターン形成制御部114が、濃淡を段階的に推移させた上記薄い濃度からなるグラデーションパッチとしてもよい。
For example, as shown in FIG. 3, the pattern
なお、パターン形成制御部114は、作像ユニット131Kには、上記薄い濃度からなる先端部及び後端部を形成させなくてもよい。黒色は、光を反射しないため、上述した乱反射が生じず、受光部2452に戻る光量が増加する事態が生じにくいからである。
Note that the pattern
定着モータ140は、熱ローラ141及び加圧ローラ142を回転駆動するものであり、ドライバ120aを介して制御部110によって制御される。ドライバ120aには制御部110からクロック信号が送られ、このクロック信号の周波数に応じた回転速度で定着モータ140が回転するようになっている。よって、制御部110がドライバ120aに送るクロック信号の周波数を変えることで、定着モータ140の回転速度を制御することができる。また、定着ヒータ141aは、熱ローラ141内に設けられており、制御部110によってオン・オフが制御される。なお、図2では、マゼンタ,シアン,イエロー,黒用の各作像ユニットを1つの作像ユニットで示しているが、実際には各色用にそれぞれの作像ユニットが制御部110に接続されて制御されている。
The fixing motor 140 rotationally drives the
また、転写ベルト駆動モータ125は、転写ベルト136を走行させる駆動ローラ136aの駆動源であり、ドライバ125aを介して制御部110によって制御される。ドライバ125aには制御部110からクロック信号が送られ、このクロック信号の周波数に応じた回転速度で転写ベルト駆動モータ125が回転する。
The transfer
操作部127は、ユーザからの各社操作指示が入力される操作パネルと各種メッセージを表示する表示部とからなる。また、制御部110は、インタフェイス129を介してPC(パーソナルコンピュータ)130と接続されている。プリンタ1はこのPC130から入力される画像データに基づいて画像形成を行う。
The
レジストモータ133は、レジストローラ145(図1)を回転駆動するものであり、ドライバ133aを介して制御部110によって制御される。ドライバ133aには制御部110からクロック信号が送られ、このクロック信号の周波数に応じた回転速度でレジストモータ133が回転する。よって、制御部110がドライバ125aに送るクロック信号の周波数を変えることでレジストモータ133の回転速度を制御することができる。
The
2次転写用モータ129は、2次転写ローラ137(図1)を回転駆動するものであり、ドライバ129aを介して制御部110によって制御される。ドライバ129aには制御部110からクロック信号が送られ、このクロック信号の周波数に応じた回転速度で2次転写用モータ129が回転する。よって、制御部110がドライバ129aに送るクロック信号の周波数を変えることで2次転写用モータ129の回転速度を制御することができる。
The
さらに、制御部110には、2次転写ローラ137に転写バイアスを印加する2次転写バイアス部138が接続されている。
Further, a secondary
次に、上記構成からなるプリンタ1による各色トナー画像の重ね合わせ時の色ずれ補正処理について説明する。図5はプリンタ1による各色トナー画像の重ね合わせ時の色ずれ補正処理を示すフローチャートである。図6は作像ユニットによるトナーパターン形成時における転写ベルト136及び各作像ユニット131M,131C,131Y,131Kを下側から見た図、図7はトナーパターンが転写された記録紙Pを示す図である。
Next, color misregistration correction processing when the color toner images are superimposed by the
プリンタ1では、2次転写ローラ137及び駆動ローラ136aによる2次転写速度(転写ベルト136の走行速度)と、レジストローラ145による記録紙Pの搬送速度との速度差に起因する各色トナー画像の重ね合わせ時の色ずれを補正する処理が行われる。
In the
操作者から操作部127に、色ずれ補正の実行指示が入力されると(S1でYES)、制御部110及びパターン形成制御部114は、作像ユニット131M,131C,131Y,131Kのうち、転写ベルト136の走行方向の最も上流側に配置されている作像ユニット131Mと、最も下流側に配置されている作像ユニット131Kに、色ずれ検出用のトナーパターンの画像を転写ベルト136上に形成させる(S2)。このとき、パターン形成制御部114は、作像ユニット131M及び作像ユニット131Kに、上記予め定められたトナーパターンを形成させ、転写ベルト136の走行方向における先端部及び後端部の濃度を、当該方向における中央部の濃度よりも薄い濃度で形成させる。
When an instruction to execute color misregistration correction is input from the operator to the operation unit 127 (YES in S1), the
また、図6に示すように、制御部110及びパターン形成制御部114は、作像ユニット131M及び作像ユニット131Kに、当該トナーパターン形成を、転写ベルト136上の第1及び第2の2つのポイントにそれぞれ行わせる。これにより、第1ポイントには、作像ユニット131M及び作像ユニット131Kによって形成されたそれぞれのトナーパターンからなるトナーパターンP1が形成され、第2ポイントにも、作像ユニット131M及び作像ユニット131Kによって形成されたそれぞれのトナーパターンからなるトナーパターンP2が形成される。このとき、制御部110及びパターン形成制御部114は、作像ユニット131M及び作像ユニット131Kに、各色のトナーパターンが予め定められている間隔をおいて転写ベルト136上に形成されるように、各作像ユニットのトナーパターン形成タイミングを制御する。
As shown in FIG. 6, the
図7に示すように、上記第1ポイントは、記録紙PにトナーパターンP1を転写した場合に、記録紙Pの先端部の近傍位置となる転写ベルト136上の位置である。また、第2ポイントは、記録紙PにトナーパターンP2を転写した場合に、記録紙Pの後端部の近傍位置となる転写ベルト136上の位置である。従って、当該補正処理は、プリントに使用される記録紙サイズ別に行われることが好ましい。
As shown in FIG. 7, the first point is a position on the
続いて、制御部110は、ピックアップローラ121及びレジストローラ145に、記録紙Pを給紙カセット120から2次転写ローラ137及び駆動ローラ136aのニップ部に向けて搬送させる(S3)。
Subsequently, the
また、上記トナーパターンの形成後、検出センサ245が、走行する転写ベルト136上の各トナーパターンを検出し、トナーパターンを検出したことを示す検出信号を制御部110に送出する(S4)。このとき、上述したように、検出センサ245の発光部2451が各トナーパターンのエッジ部を照射しても乱反射は発生しないので、受光部2452の出力波形にリップルが現れず、正確にトナーパターンのエッジ部を検出してトナーパターンの位置を検出することができる。
After the toner pattern is formed, the
上記ピックアップローラ121及びレジストローラ145により搬送される記録紙Pが、2次転写ローラ137及び駆動ローラ136aのニップ部に到達すると、制御部110による制御で、2次転写ローラ137により転写ベルト136上のトナー画像が記録紙P上に転写される(S5)。なお、転写ベルト136上の第1ポイントに上記各トナーパターンが形成されるタイミングでは、記録紙Pは、2次転写ローラ137及び駆動ローラ136aのニップ部に到着していないが、第2ポイントに上記各トナーパターンが形成されるタイミングでは、記録紙Pは2次転写ローラ137及び駆動ローラ136aのニップ部に到着して2次転写が行われている。
When the recording paper P conveyed by the
また、制御部110のずれ量算出部111は、内蔵するタイマ111aに、上記検出センサ245から得られる検出信号に基づいて、第1ポイントにおける上記各トナーパターンについて、先に検出センサ245による検出位置に到達したトナーパターン(例えばマゼンタ)が検出センサ245によって検出された時から、後に検出センサ245による検出位置に到達したトナーパターン(例えば黒)が検出センサ245によって検出されるまでの時間を計測する。ずれ量算出部111は、このタイマ111aによる時間計測を、第2ポイントにおける上記各トナーパターンについても同様に行う。すなわち、ずれ量算出部111は、第1及び第2ポイントにおいて、それぞれ先着のトナーパターンと後着のトナーパターン間の距離を、検出センサ245が先着のトナーパターンを検出してから、後着のトナーパターンを検出するまでの時間情報で取得する。そして、ずれ量算出部111は、第1ポイントにおける上記時間計測結果(両トナーパターン間の距離を示す)から、第2ポイントにおける時間計測結果(両トナーパターン間の距離を示す)を引いた時間差(第1及び第2ポイントにおける両トナーパターン間距離の増加量)を、実際のトナーパターン形成位置と、各色トナー画像の重ね合わせに色ずれを生じさせない理想位置との転写ベルト136の走行方向におけるずれ量として算出する(S6)。
Further, the deviation
続いて、補正値算出部112は、上記ずれ量算出部111によって算出された時間差(ずれ量)に対応する、レジストローラ145の回転速度の補正値を記憶部112aのテーブルから読み出す(S7)。例えば、時間差が0であるときは、補正値は0となる。また、時間差が負の値となる場合は、第1ポイントが検出センサ245の検出位置に到達した時点よりも、第2ポイントが当該位置に到達した時点の方が、転写ベルト136の走行速度が遅くなっていることを示すため、上記補正値は、レジストローラ145による記録紙Pの搬送速度を上げて転写ベルト136の走行速度に合わせるために、レジストローラ145の回転速度を早める値となる。これに対して、時間差が正の値となる場合は、第1ポイントが検出センサ245の検出位置に到達した時点よりも、第2ポイントが当該位置に到達した時点の方が、転写ベルト136の走行速度が早くなっていることを示すため、上記補正値は、レジストローラ145による記録紙Pの搬送速度を下げて転写ベルト136の走行速度に合わせるために、レジストローラ145の回転速度を遅くする値となる。なお、上記補正値は、上記時間差の程度に応じて各別に設けられている。
Subsequently, the correction
そして、制御部110の補正部113は、上記補正値算出部112により算出された補正値に基づいて、ドライバ133aに送出するクロック信号の周波数を変化させ、レジストモータ133の回転速度を、転写ベルト136の走行速度に合わせて補正する(S8)。
Then, the
このような色ずれ補正処理によれば、検出センサ245によるトナーパターンP1,P2の検出時に、発光部2451がトナーパターンP1,P2に光を照射しても、トナーパターンのエッジ部で乱反射が生じず、受光部2452の受光量が増加することがないので、受光部2452の出力波形にリップルが現れず、正確にトナーパターンの位置を検出することができる。そのため、各色トナー画像の重ね合わせ時における色ずれ量を正確に検出することができ、画像形成の質を向上させることができる。
According to such color misregistration correction processing, irregular reflection occurs at the edge portion of the toner pattern even when the
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、パターン形成制御部114により、トナーパターンPTの上記先端部及び後端部を、濃淡が段階的に推移し、側面視で階段状となるようにされるとしているが、トナーパターンPTの上記先端部及び後端部の形状は、これに限られず、転写ベルト136の走行方向における中央部よりも薄い濃度(トナー量が少ない、トナー画像の厚みが薄い)とされていれば、濃淡が段階的に推移する、側面視で階段状の形状でなくてもよい。
The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the pattern
また、上記実施形態では、パターン形成制御部114により、トナーパターンPTの上記先端部及び後端部の両方に上記薄い濃度からなる部分が形成されるものとされているが、これに限られず、検出センサ245の姿勢に応じて上述した乱反射の回避に必要な端部にのみ、パターン形成制御部114により、上記薄い濃度からなる部分が形成されるものとしてもよい。例えば、検出センサ245の上部が転写ベルト136の走行方向に傾いている場合には、パターン形成制御部114により、トナーパターンPTの上記先端部に上記薄い濃度からなる部分を形成し、検出センサ245の上部が転写ベルト136の走行方向の反対側に傾いている場合には、パターン形成制御部114により、トナーパターンPTの上記後端部に上記薄い濃度からなる部分を形成する。但し、トナーパターンPTの上記先端部及び後端部の両方に上記薄い濃度からなる部分が形成されていれば、検出センサ245の上部が上記いずれの方向に傾いている場合であっても、トナーパターンPTのエッジ部における上記乱反射を回避することができる。
Further, in the above embodiment, the pattern
また、上記実施形態では、各色トナー画像の重ね合わせ時における色ずれ量検出時に、パターン形成制御部114によって、トナーパターンPTの上記先端部及び後端部に上記薄い濃度からなる部分が形成されるとして説明しているが、これに限られず、検出センサ245によって、トナー画像の濃度検出を行う場合に、当該パターン形成制御部114によるトナーパターンPTの形成が行われるようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, when the color misregistration amount is detected at the time of superimposing the respective color toner images, the pattern
1 プリンタ
110 制御部
111 ずれ量算出部
114 パターン形成制御部
131Y イエロー用作像ユニット
131C シアン用作像ユニット
131K ブラック用作像ユニット
131M マゼンダ用作像ユニット
136 転写ベルト
245 検出センサ
2451 発光部
2452 受光部
PT トナーパターン
PT1 トナーパッチ
PT2 グラデーションパッチ
DESCRIPTION OF
PT toner pattern
PT 1 toner patch
PT 2 gradation patch
Claims (5)
前記転写ベルトの走行方向に沿って配列され、前記転写ベルト上にトナー画像を形成する各色別に設けられた作像ユニットと、
前記各色別の作像ユニットに、予め定められたトナーパターンを形成させるパターン形成制御手段と、
前記転写ベルト上のトナーパターンに光を照射する発光部と、発光部から照射した光の反射光を受光する受光部とを有し、当該受光部の受光量に基づいて当該転写ベルト上の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、
前記パターン形成制御手段は、前記各色別の作像ユニットに、前記トナーパターンを、前記転写ベルトの走行方向における先端部と後端部の両方又は少なくとも一方の濃度を同方向における中央部の濃度よりも薄い濃度で形成させる画像形成装置。 A transfer belt in which a color toner image is formed on the surface by sequentially transferring a plurality of color toner images;
An image forming unit arranged along the running direction of the transfer belt and provided for each color for forming a toner image on the transfer belt;
Pattern formation control means for forming a predetermined toner pattern on the image forming unit for each color;
A toner on the transfer belt having a light emitting portion for irradiating light on the toner pattern on the transfer belt and a light receiving portion for receiving reflected light of light emitted from the light emitting portion, and based on the amount of light received by the light receiving portion A toner pattern detecting means for detecting a pattern,
The pattern formation control unit is configured to apply the toner pattern to the image forming unit for each color, the density of both or at least one of the front end and the rear end in the running direction of the transfer belt, based on the density at the center in the same direction. Is an image forming apparatus that can be formed with a low density.
前記パターン形成制御手段は、前記各色別の作像ユニットに、予め定められた濃度からなるトナーパターンの前記転写ベルト走行方向における先端部及び後端部に、濃淡を段階的に推移させたグラデーションパッチを付加することで前記トナーパターンを形成させる請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。 Based on the detection result of each toner pattern by the toner pattern detection means, color misregistration detection means for detecting a color misregistration of toner image formation by the image forming unit of each color,
The pattern formation control means is a gradation patch in which the density is gradually changed at the leading end portion and the trailing end portion of the toner pattern having a predetermined density in the transfer belt running direction in the image forming units for each color. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner pattern is formed by adding a toner.
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