JP2010256634A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のＣＰＵを用いた分散制御において、コスト増加を招くことなく、各ＣＰＵにおける基準電位の差による各Ａ／Ｄ変換器の誤差を低減する画像形成装置を提供する。
【解決手段】本画像形成装置は、複数のＣＰＵを用いた分散制御を実現する。また、本画像形成装置は、補正モードにおいて、同一の表面電位計からの出力が各Ａ／Ｄ変換器対して入力されるようにスイッチを制御した状態で、各Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタルデータの差分を算出する。さらに、本画像形成装置は、通常測定モードにおいて、補正モードで算出された上記差分を解消するように、各Ａ／Ｄ変換器からの出力を補正する。
【選択図】図６

Description

本発明は、階層構造を有する複数のＣＰＵ群を有する分散制御システムによって実現された画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を採用する画像形成装置のプリンタデバイス制御では、１ＣＰＵによる集中制御が行われている。しかし、制御の一点集中によるＣＰＵ負荷の増大によって、より高性能なＣＰＵが必要となる。さらに、プリンタデバイスの制御負荷の増大に伴い、通信ケーブル（通信束線）をＣＰＵ基板から離れた制御負荷ドライバユニットまで引き回す必要があり、長大な通信ケーブルが多数必要となっていた。このような問題を解決するために、電子写真システムを構成する各制御モジュールを個々のサブＣＰＵに分割する制御形態が注目されている。

このように複数のＣＰＵにより個々の部分モジュール制御機能を分割して制御システムを構築する例については、複写機以外のいくつかの制御機器製品分野で提案されている。例えば、特許文献１では、車両における機能モジュールを階層的に配置し、分散制御を行う技術が提案されている。例えば、カラー画像形成を行う画像形成装置において分散制御を実現しようとした場合、各色の画像形成を行う複数のエンジンをそれぞれ制御する複数の制御部を設けることが考えられる。そして、各制御部は、各エンジンの状態（例えば感光ドラムの表面電位）を検知するセンサからの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器を備える。ここで、各制御部に備えられたそれぞれのＡ／Ｄ変換器にはそれぞれ基準電源が接続される。これらの基準電源は複数のＡ／Ｄ変換器の間で同一の電圧になるように設計される。

特開２０００−１２０４９０号公報

しかし実際は、基準電源やＡ／Ｄ変換器には個体差がある上、周囲の温度の影響を受けるため、それぞれのセンサが同じ値を出力したとしても、それぞれのＡ／Ｄ変換器で異なる値に変換されることがある。特許文献１では、マスタコントローラのＤ／Ａ変換器の基準電位を参照してスレーブコントローラのＡ／Ｄ変換器はＡ／Ｄ変換することで、アナログデータの伝送誤差を解消する技術が提案されている。しかし、特許文献１に示された技術を画像形成装置に応用した場合、他の制御部の基準電位を参照して、基準電位の補正をすることができたとしても、他の制御部と同じ値にＡ／Ｄ変換できる保証はない。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、複数のＣＰＵを用いた分散制御において、コスト増加を招くことなく、各ＣＰＵにおける基準電位の差による各Ａ／Ｄ変換器の誤差を低減する画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。画像形成装置は、アナログデータを出力する複数の出力部と、何れかの出力部に接続され、アナログデータをデジタルデータに変換する複数のアナログデジタル変換器と、出力部及びアナログデジタル変換器との間に設けられ、アナログデジタル変換器が接続される出力部を切り替える少なくとも１つの切替部と、同一の出力部からの出力が各アナログデジタル変換器に対して入力されるように切替部を制御した状態で、各アナログデジタル変換器から出力されるデジタルデータの差分を解消すべく、各アナログデジタル変換器からの出力を補正する補正部とを備えることを特徴とする。

本発明は、例えば、複数のＣＰＵを用いた分散制御において、コスト増加を招くことなく、各ＣＰＵにおける基準電位の差による各Ａ／Ｄ変換器の誤差を低減する画像形成装置を提供できる。

第１の実施形態に係る画像形成装置１０００の概観を示す図である。 第１の実施形態に係る画像形成部３００の構成例を示す断面図である。 第１の実施形態に係るマスタＣＰＵ、サブマスタＣＰＵ及びスレーブＣＰＵの関連を模式的に示す図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置１０００の制御基板の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る作像モジュール２８２の構成例を示す図である。 第１の実施形態に係るサブマスタＣＰＵ７０１、スレーブＣＰＵ７０２及びスレーブＣＰＵ７０４の接続状況を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る作像モジュール２８２の一部の処理手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る補正データの変形例を示す図である。 第２の実施形態に係るサブマスタＣＰＵ７０１、スレーブＣＰＵ７０２及びスレーブＣＰＵ７０４の接続状況を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る作像モジュール２８２の一部の処理手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る装置内温度とＡ／Ｄ値との関係を示す図である。

以下では、図１乃至図８を参照して、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置１０００の概観を示す。画像形成装置１０００は、自動原稿搬送装置１００、画像読取部２００、画像形成部３００、及び操作部１０を備える。図１に示すように、画像読取部２００は、画像形成部３００の上に載置されている。さらに、画像読取部２００上には、自動原稿搬送装置（ＤＦ）１００が載置されている。また、本画像形成装置１０００は、複数の制御部（ＣＰＵ）を用いて分散制御を実現する。各ＣＰＵの構成については、図３を用いて後述する。

自動原稿搬送装置１００は、原稿を自動的に原稿台ガラス上に搬送する。画像読取部２００は、自動原稿搬送装置１００から搬送された原稿を読み取って画像データを出力する。画像形成部３００は、自動原稿搬送装置１００から出力された画像データやネットワークを介して接続された外部装置から入力された画像データに従って記録材に画像を形成する。操作部１０は、ユーザが各種操作を行うためのＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インタフェース）を有する。さらに、操作部１０は、タッチパネル等の表示部を有し、ユーザに対して情報を提示することもできる。

次に、図２を参照して、画像形成部３００の詳細について説明する。なお、本実施形態の画像形成部３００は電子写真方式を採用している。なお、図２の参照番号の末尾に示すアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックのトナーに対応した各エンジンを示す。以下では、全てのトナーに対応するエンジンを示す場合は末尾のアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して参照番号を記載し、個別に示す場合は参照番号の末尾にアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付記して記載する。

像担持体としてフルカラー静電画像を形成するための感光ドラム（以下、単に「感光体」と称する。）２２５は、モータで矢印Ａの方向に回転可能に設けられる。感光体２２５の周囲には、一次帯電装置２２１、露光装置２１８、現像装置２２３、転写装置２２０、クリーナ装置２２２、除電装置２７１及び表面電位計２７３が配置されている。

現像装置２２３Ｋはモノクロ現像のための現像装置であり、感光体２２５Ｋ上の潜像をＫのトナーで現像する。また現像装置２２３Ｙ、Ｍ、Ｃはフルカラー現像のための現像装置であり、現像装置２２３Ｙ、Ｍ、Ｃは、感光体２２５Ｙ、Ｍ、Ｃ上の潜像をそれぞれＹ、Ｍ、Ｃのトナーで現像する。感光体２２５上に現像された各色のトナー像は、転写装置２２０によって中間転写体である転写ベルト２２６に一括で多重転写されて、４色のトナー像が重ね合わされる。

転写ベルト２２６は、ローラ２２７、２２８、２２９に張架されている。ローラ２２７は、駆動源に結合されて転写ベルト２２６を駆動する駆動ローラとして機能し、ローラ２２８は転写ベルト２２６の張力を調節するテンションローラとして機能する。また、ローラ２２９は、２次転写装置２３１としての転写ローラのバックアップローラとして機能する。転写ローラ脱着ユニット２５０は、２次転写装置２３１を転写ベルト２２６に接着させるか、又は離脱させるための駆動ユニットである。２次転写装置２３１を通過した後の転写ベルト２２６の下部にはクリーナブレード２３２が設けられており、転写ベルト２２６上の残留トナーがブレードで掻き落とされる。

カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３に格納された記録材（記録紙）は、レジストローラ２５５、給紙ローラ対２３５及び縦パスローラ対２３６、２３７によってニップ部、つまり２次転写装置２３１と転写ベルト２２６との当接部に給送される。なお、その際２次転写装置２３１は、転写ローラ脱着ユニット２５０ことによって転写ベルト２２６に当接されている。転写ベルト２２６上に形成されたトナー像は、このニップ部で記録材上に転写される。その後、トナー像が転写された記録材は、定着装置２３４でトナー像が熱定着されて装置外へ排出される。

カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３は、それぞれ記録材の有無を検知するためのシートなし検知センサ２４３、２４４、２４５を備える。また、カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３は、それぞれ記録材のピックアップ不良を検知するための給紙センサ２４７、２４８、２４９を備える。

ここで、画像形成部３００による画像形成動作について説明する。画像形成が開始されると、カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３に格納された記録材は、ピックアップローラ２３８、２３９、２５４により１枚毎に給紙ローラ対２３５に搬送される。記録材は、給紙ローラ対２３５によりレジストローラ２５５へと搬送されると、その直前のレジストセンサ２５６により記録材の通過が検知される。

レジストセンサ２５６により記録材の通過が検知された時点で、本実施形態では所定の時間が経過した後に一端搬送動作を中断する。その結果、記録材は停止しているレジストローラ２５５に突き当たり搬送が停止されるが、その際記録材の進行方向端部が搬送経路に対して垂直になるように搬送位置が固定され、記録材の搬送方向が搬送経路に対してずれた状態の斜行が補正される。以下では、この処理を位置補正と称する。位置補正は、以降の記録材に対する画像形成方向の傾きを最小化するために必要となる。位置補正後、レジストローラ２５５を起動させることにより、記録材は、２次転写装置２３１へ供給される。なお、レジストローラ２５５は、駆動源に結合され、クラッチによって駆動が伝えられることで回転駆動を行う。

次に、一次帯電装置２２１に電圧を印加して感光体２２５の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、帯電された感光体２２５上の画像部分が所定の露光部電位になるようにレーザスキャナ部からなる露光装置２１８で露光を行い潜像が形成される。露光装置２１８はプリンタ制御Ｉ／Ｆ２１５を介してコントローラ４６０より送られてくる画像データに基づいてレーザ光をオン、オフすることによって画像に対応した潜像を形成する。なお、表面電位計２７３は、一次帯電装置２２１によって一様にその表面を帯電された感光体２２５の表面電位を測定し、出力する。

また、現像装置２２３の現像ローラには各色毎に予め設定された現像バイアスが印加されており、上記潜像は、現像ローラの位置を通過する際にトナーで現像され、トナー像として可視化される。トナー像は、転写装置２２０により転写ベルト２２６に転写され、さらに２次転写装置２３１で、給紙部より搬送された記録材に転写された後、レジスト後搬送パス２６８を通過し、定着搬送ベルト２３０を介して、定着装置２３４へと搬送される。

定着装置２３４では、まずトナーの吸着力を補って画像乱れを防止するために、定着前帯電器２５１、２５２で帯電され、さらに定着ローラ２３３でトナー画像が熱定着される。その後、記録材は、排紙フラッパ２５７により排紙パス２５８側に搬送パスが切り替えられることにより、排紙ローラ２７０によってそのまま排紙トレイ２４２に排紙される。

感光体２２５上に残留したトナーは、クリーナ装置２２２で除去、回収される。最後に、感光体２２５は、除電装置２７１で一様に０ボルト付近まで除電されて、次の画像形成サイクルに備える。

画像形成装置１０００によるカラーの画像形成開始タイミングは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの同時転写であるため転写ベルト２２６上の任意の位置に画像形成を行うことが可能である。しかし、感光体２２５Ｙ、Ｍ、Ｃ上のトナー像を転写する位置のずれ分をタイミング的にシフトさせながら画像形成開始タイミングを決定する必要がある。

なお、画像形成部３００においては、記録材を連続的にカセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３より給送させることが可能である。この場合、先行する記録材のシート長を考慮し、記録材が重なり合わないような最短の間隔でカセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３からの給紙を行う。上述したように、位置補正後に、レジストローラ２５５を起動させることにより、記録材は２次転写装置２３１へ供給されるが、２次転写装置２３１に到達すると、再びレジストローラ２５５が一時停止される。これは、後続の記録材に対して先行する記録材と同様に位置補正を行うためである。

次に、記録材の裏面に画像を形成する場合の動作について詳細に説明する。記録材の裏面に画像を形成する際には、まず記録材の表面への画像形成が先行して実行される。表面のみの画像形成であれば、定着装置２３４でトナー像が熱定着された後に、そのまま排紙トレイ２４２に排紙される。一方、引き続き裏面の画像形成を行なう場合、センサ２６９で記録材が検知されると、排紙フラッパ２５７により裏面パス２５９側に搬送パスが切り替えられ、それに併せた反転ローラ２６０の回転駆動により記録材が両面反転パス２６１に搬送される。その後、記録材は、送り方向幅の分だけ両面反転パス２６１に搬送された後に反転ローラ２６０の逆回転駆動により進行方向が切り替えられ、表面に画像形成された画像面を下向きにして両面パス搬送ローラ２６２の駆動により両面パス２６３に搬送される。

続いて、記録材は、両面パス２６３を再給紙ローラ２６４に向かって搬送されると、その直前の再給紙センサ２６５により通過が検知される。再給紙センサ２６５により記録材の通過が検知されると、本実施形態では所定の時間が経過した後に一端搬送動作を中断する。その結果、記録材は、停止している再給紙ローラ２６４に突き当たり搬送が一時停止されるが、その際記録材の進行方向端部が搬送経路に対して垂直になるように位置が固定され、記録材の搬送方向が再給紙パス内の搬送経路に対してずれる斜行が補正される。以下では、この処理を再位置補正と称する。

再位置補正は、以降の記録材裏面に対する画像形成方向の傾きを最小化するために必要となる。再位置補正後、再給紙ローラ２６４を起動させることにより、記録材は、表裏が逆転した状態で再度給紙パス２６６上に搬送される。その後の画像形成動作については、上述した表面の画像形成動作と同じであるためここでは省略する。このように表裏両面に画像形成された記録材は、そのまま排紙フラッパ２５７より排紙パス２５８側に搬送パスが切り替えられることにより、排紙トレイ２４２に排紙される。

なお、本画像形成部３００においては、両面印刷時においても、記録材の連続給送が可能である。しかしながら、記録材への画像形成や形成されたトナー像の定着などを行うための装置は１系統しか有していないため、表面への印刷と裏面への印刷を同時に行うことはできない。したがって、両面印刷時においては、画像形成部３００に対し、カセット２４０、２４１及び手差し給紙部２５３からの記録材と、裏面印刷のために反転させて画像形成部に再度給送された記録材とは交互に画像形成されることとなる。

本画像形成部３００は、図２に示す各制御負荷を、後述する搬送モジュールＡ２８０、搬送モジュールＢ２８１、作像モジュール２８２、定着モジュール２８３という４つの制御ブロックに分けて各々が自律的に制御されている。さらに、これらの４つの制御ブロックを統括して画像形成装置として機能させるためのマスタモジュール２８４を有する。以下では、各モジュールの制御構成について図３を用いて説明する。

図３は、第１の実施形態に係るマスタＣＰＵ、サブマスタＣＰＵ及びスレーブＣＰＵの関連を模式的に示す図である。本実施形態において、マスタモジュール２８４に備えられるマスタＣＰＵ（マスタ制御部／第１層制御部）１００１は、プリンタ制御Ｉ／Ｆ２１５を介してコントローラ４６０より送られる指示及び画像データに基づいて画像形成装置１０００の全体を制御する。また、画像形成を実行するための搬送モジュールＡ２８０、搬送モジュールＢ２８１、作像モジュール２８２、及び定着モジュール２８３は、各機能を制御するサブマスタＣＰＵ（サブマスタ制御部／第２層制御部）６０１、９０１、７０１、８０１を備える。サブマスタＣＰＵ６０１、９０１、７０１、８０１はマスタＣＰＵ１００１により制御される。さらに、各機能モジュールは、さらに、各機能を実行するための制御負荷を動作させるためのスレーブＣＰＵ（スレーブ制御部／第３層制御部）６０２、６０３、６０４、６０５、９０２、９０３、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、８０２、８０３を備える。スレーブＣＰＵ６０２、６０３、６０４、６０５はサブマスタＣＰＵ６０１に、スレーブＣＰＵ９０２、９０３はサブマスタＣＰＵ９０１に、スレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、７０５、７０６はサブマスタＣＰＵ７０１に、スレーブＣＰＵ８０２、８０３はサブマスタＣＰＵ８０１に制御される。

図３に示すように、マスタＣＰＵ１００１と複数のサブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１は共通のネットワーク型通信バス（第１信号線）１００２によってバス接続される。サブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１同士の間もネットワーク型通信バス（第１信号線）１００２によってバス接続される。なお、マスタＣＰＵ１００１と複数のサブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１はリング接続されるものでもよい。サブマスタＣＰＵ６０１は、さらに、高速シリアル通信バス（第２信号線）６１２、６１３、６１４、６１５を介して、複数のスレーブＣＰＵ６０２、６０３、６０４、６０５のそれぞれと１対１接続（ピアツーピア接続）されている。同様に、サブマスタＣＰＵ７０１は、高速シリアル通信バス（第２信号線）７１１、７１２、７１３、７１４、７１５を介して、それぞれスレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、７０５、７０６と接続される。サブマスタＣＰＵ８０１は、高速シリアル通信バス（第２信号線）８０８、８０９を介して、それぞれスレーブＣＰＵ８０２、８０３と接続される。サブマスタＣＰＵ９０１は、高速シリアル通信バス（第２信号線）９０９、９１０を介して、それぞれスレーブＣＰＵ９０２、９０３と接続される。ここで、高速シリアル通信バスは、短距離高速通信に用いられる。

本実施形態に係る画像形成装置１０００において、タイミングに依存した応答性が必要とされる制御に関しては、各サブマスタＣＰＵに統括された機能モジュール内で実現されるように機能分割されている。そのため、末端の制御負荷を駆動するための各スレーブＣＰＵと各サブマスタＣＰＵとの間の通信は、応答性のよい高速シリアル通信バスによって接続されている。つまり、上記第２信号線には、上記第１信号線よりもデータ転送のタイミング精度が高い信号線が用いられる。

一方、サブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１とマスタＣＰＵ１００１との間では、精密な制御タイミングを必要としない、画像形成動作の大まかな処理の流れを統括するようなやり取りだけが行われる。例えば、マスタＣＰＵ１００１はサブマスタＣＰＵに、画像形成前処理開始、給紙開始、画像形成後処理開始といった指示を出す。また、マスタＣＰＵ１００１はサブマスタＣＰＵに、コントローラ４６０から指示されたモード（例えばモノクロモードや両面画像形成モードなど）に基づいた指示を画像形成開始の前に出す。サブマスタＣＰＵ６０１、７０１、８０１、９０１のそれぞれの間でも、精密なタイミング制御を必要としないやり取りだけが行われる。すなわち、画像形成装置の制御を、相互に精密なタイミング制御を必要としない制御単位に分け、それぞれのサブマスタＣＰＵがそれぞれの制御単位を精密なタイミングで制御する。これにより、本画像形成装置１０００では、通信トラフィックを最小限に抑え、低速で安価なネットワーク型通信バス１００２で接続することを可能としている。なお、マスタＣＰＵ、サブマスタＣＰＵ、及びスレーブＣＰＵについては、実装される制御基板が必ずしも一律である必要はなく、装置実装上の事情に合わせて可変的に配置させることが可能である。

次に、図４を参照して、本実施形態における具体的なマスタＣＰＵ、サブマスタＣＰＵ、スレーブＣＰＵの基板構成上の配置について説明する。本実施形態によれば、図４に示すように、様々な制御基板の構成を採用することができる。例えば、サブマスタＣＰＵ６０１とスレーブＣＰＵ６０２、６０３、６０４、６０５とは、同一の基板上に実装されている。また、サブマスタＣＰＵ７０１及びスレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、又は、サブマスタＣＰＵ８０１及びスレーブＣＰＵ８０２、８０３のように、サブマスタＣＰＵと個々のスレーブＣＰＵが独立の基板として実装されてもよい。また、スレーブＣＰＵ７０５、７０６のように一部のスレーブＣＰＵが同一の基板上に実装されてもよい。また、サブマスタＣＰＵ９０１及びスレーブＣＰＵ９０２のように、サブマスタＣＰＵとスレーブＣＰＵの一部だけが同一基板上に配置されてもよい。

図５は、第１の実施形態に係る作像モジュール２８２の構成例を示す。作像モジュール２８２は、電子写真プロセスによって形成されたフルカラートナー像を転写ベルト２２６に転写させ、さらに搬送モジュールＡ２８０より引き渡された記録材に再転写させるまでの作像制御を司っている。作像モジュール２８２は、作像制御を統括的に制御するサブマスタＣＰＵ７０１と、各制御負荷を駆動するスレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４、７０５、７０６とを含む。また、各スレーブＣＰＵには、直接制御される制御負荷群が接続されている。

スレーブＣＰＵ７０２は、露光装置２１８Ｋ、現像装置２２３Ｋ、一次帯電装置２２１Ｋ、転写装置２２０Ｋ、クリーナ装置２２２Ｋ、及び除電装置２７１Ｋを制御負荷とし、ブラック色のトナー像を転写ベルト２２６に転写させるまでの制御を行なう。スレーブＣＰＵ７０３は、露光装置２１８Ｍ、現像装置２２３Ｍ、一次帯電装置２２１Ｍ、転写装置２２０Ｍ、クリーナ装置２２２Ｍ、及び除電装置２７１Ｍを制御負荷とし、マゼンタ色のトナー像を転写ベルト２２６に転写させるまでの制御を行なう。スレーブＣＰＵ７０４は、露光装置２１８Ｃ、現像装置２２３Ｃ、一次帯電装置２２１Ｃ、転写装置２２０Ｃ、クリーナ装置２２２Ｃ、及び除電装置２７１Ｃを制御負荷とし、シアン色のトナー像を転写ベルト２２６に転写させるまでの制御を行なう。スレーブＣＰＵ７０５は、露光装置２１８Ｙ、現像装置２２３Ｙ、一次帯電装置２２１Ｙ、転写装置２２０Ｙ、クリーナ装置２２２Ｙ、除電装置２７１Ｃを制御負荷とし、シアン色のトナー像を転写ベルト２２６に転写させるまでの制御を行う。

スレーブＣＰＵ７０６は、転写ベルト２２６を回転駆動させるローラ２２７のモータ７０８、２次転写装置２３１を駆動させる高圧信号出力器、転写ローラ脱着ユニット２５０及びレジストローラを駆動させる駆動源モータ７０９、７１０を制御負荷とする。また、スレーブＣＰＵ７０６は、これらの制御負荷を制御して、転写ベルト２２６上に多重転写された４色トナー像を２次転写装置２３１で記録材へ再転写させるまでの制御を行なう。なお、本実施形態では、サブマスタＣＰＵ７０１とスレーブＣＰＵ７０２、７０３、７０４，７０５、７０６は各々独立の高速シリアル通信バス７１１、７１２、７１３、７１４，７１５により１対１で対向接続されている。

次に、図６を参照して、作像モジュール２８２におけるサブマスタＣＰＵ７０１、スレーブＣＰＵ７０２、及びスレーブＣＰＵ７０４の本実施形態において特徴となる構成について説明する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２７２Ｋ、２７２Ｙは、所定の出力電圧／電流を出力し、それぞれスレーブＣＰＵ７０２、７０４の基板内への電源を供給する。表面電位計２７３Ｋ、２７３Ｙは、出力部の一例であり、一次帯電装置２２１によって一様に帯電された感光体２２５Ｋ、２２５Ｙのドラム表面電位を測定し、出力する。Ａ／Ｄ変換器（アナログデジタル変換器）２７６Ｋ、２７６Ｙは、それぞれスレーブＣＰＵ７０２、スレーブＣＰＵ７０４に設けられ、アナログデータをデジタルデータに変換する。スイッチ２７４は、切替部の一例であり、例えば、図６に示すように表面電位計２７３Ｋ、２７３Ｙと、Ａ／Ｄ変換器２７６Ｙとの間に設けられ、２入力を選択してＡ／Ｄ変換器２７６Ｙへ出力する。

上述したように、作像モジュール２８２において、スレーブＣＰＵ７０２、７０４には、それぞれＤＣ／ＤＣコンバータ２７２Ｋ、２７２Ｙから電源が供給されている。これらの基準電位は、各基板に設けられたＡ／Ｄ変換器２７６Ｋ、２７６Ｙの出力誤差を低減させるために完全に同一であることが望ましいが、回路の設計や当該基板が設けられた環境温度の特性により、完全に同一となることはない。したがって、例えば、表面電位計２７３Ｋ、２７３Ｙに接続されたＡ／Ｄ変換器２７６Ｋ、２７６Ｙを用いて感光体２２５Ｋ、２２５Ｙのドラム表面電位を測定する場合に各Ａ／Ｄ変換器で差が生じてしまい、画像品質の劣化に繋がってしまう。そこで、本実施形態では、以下で説明する構成及び処理により、基準電位の差による各Ａ／Ｄ変換器の誤差を解消する。

まず、上記各要素の接続状況について説明する。Ｖｃｃ（２４Ｖ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７２Ｙ、２７２Ｋの入力に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２７２Ｋの出力は、Ａ／Ｄ変換器２７６Ｋのｒｅｆ入力に接続される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７２Ｙの出力は、Ａ／Ｄ変換器２７６Ｙのｒｅｆ入力に接続される。表面電位計２７３Ｋの出力は信号線７１６を介してＡ／Ｄ変換器２７６Ｋの入力に接続されるとともに、スイッチ２７４の一方の入力に接続される。表面電位計２７３Ｙの出力は、信号線７１７を介してスイッチ２７４の他方の入力に接続される。スイッチ２７４の出力は、７１８の信号線を介してＡ／Ｄ変換器２７６Ｙの入力に接続される。つまり、スイッチ２７４は、Ａ／Ｄ変換器２７６Ｙへ入力する表面電位の出力先を切り替える。

次に、図７を参照して、図６の構成におけるＡ／Ｄ変換器から出力されるＡ／Ｄ値の補正データを作成する制御について説明する。以下で説明する処理は、作像モジュール２８２におけるサブマスタＣＰＵ７０１、スレーブＣＰＵ７０２、及びスレーブＣＰＵ７０４によって統括的に制御される。なお、以下で記載するＳで始まる番号は、フローチャートにおけるステップ番号を示す。

まず、Ｓ１０１において、サブマスタＣＰＵ７０１は、補正モードとして、画像形成動作前のタイミングで、スレーブＣＰＵ７０４に対してスイッチ２７４の入力を、信号線７１６を選択するように指示する。これは、まず、各Ａ／Ｄ変換器２７６Ｋ、２７６Ｙで同一の入力（表面電位計２７３Ｋからの入力）におけるＡ／Ｄ値の差を測定するために行われる。当該指示を受けると、Ｓ３０１において、スレーブＣＰＵ７０４は、スイッチ２７４の入力を、信号線７１６を選択するように動作させる。スイッチ２７４の選択動作が完了すると、Ｓ１０２において、サブマスタＣＰＵ７０１は、感光体２２５Ｋのドラム表面電位が５００Ｖになるように設定指示をスレーブＣＰＵ７０２に送出する。このドラム表面電位は１００Ｖから９００Ｖ程度までの範囲で設定可能であり、例えば、その中間電位である５００Ｖが選択される。

次に、Ｓ２０１において、スレーブＣＰＵ７０２は、感光体２２５Ｋの回転制御を指示するとともに、一次帯電装置２２１Ｋに対して５００Ｖを設定する。さらに、Ｓ２０２において、スレーブＣＰＵ７０２は、Ａ／Ｄ変換器２７６Ｋによって、５００Ｖ表面電位時の表面電位計２７３Ｋからの信号値を検出する。また、Ｓ２０２と並行して、Ｓ３０２において、スレーブＣＰＵ７０４は、Ａ／Ｄ変換器２７６Ｙによって、Ａ／Ｄ変換器２７６Ｋと同様に、５００Ｖ表面電位時の表面電位計２７３Ｋからの信号値を検出する。これは、Ｓ３０１でのスイッチ２７４の制御により、信号線７１６と接続されているためである。さらに、Ｓ２０３及びＳ３０３において、スレーブＣＰＵ７０２及びスレーブＣＰＵ７０４は、検出値（Ａ／Ｄ値）をサブマスタＣＰＵ７０１に送出する。

次に、Ｓ１０３において、サブマスタＣＰＵ７０１は、スレーブＣＰＵ７０２及びスレーブＣＰＵ７０４から送出された検出値を比較し、その差分を算出してスレーブＣＰＵ７０４に通知する。ここで、サブマスタＣＰＵ７０１は、算出部の一例である。なお、当該差分は、何れか１つのＡ／Ｄ変換器から出力されるデジタルデータを基準値として、他のＡ／Ｄ変換器から出力されるデジタルデータと上記基準値とを比較して算出される。Ｓ３０４において、スレーブＣＰＵ７０４は、送出された差分値を補正データとして格納する。一方、Ｓ１０４において、サブマスタＣＰＵ７０１は、スイッチ２７４の入力を、７１７信号線を選択するようにスレーブＣＰＵ７０４に通知する。スレーブＣＰＵ７０４は、Ｓ３０５において、スイッチ２７４を通知された内容に基づいて制御する。これは、補正モードから通常測定モードに移行する前にＡ／Ｄ変換器２７６Ｙへの入力を表面電位計２７３Ｙからの出力に変更するために行われる。

最後に、Ｓ１０５において、サブマスタＣＰＵ７０１は、スレーブＣＰＵ７０２、７０４に対して、補正モードから通常測定モードへの移行を通知する。ここで、スレーブＣＰＵ７０２、７０４は補正モードから通常測定モードに移行する。つまり、基準となるＡ／Ｄ変換器２７６Ｋで検出した値を基準値とし、Ａ／Ｄ変換器２７６Ｙで検出した値との差分を、通常検出時に補正することとなる。したがって、通常検出が開始されると、スレーブＣＰＵ７０４は、補正部として機能し、補正モード時に格納した補正データを用いてＡ／Ｄ変換器２７６ＹからのＡ／Ｄ値を補正する。

上述の例では５００Ｖ時の１点でのオフセット補正について説明したが、同様の補正アルゴリズムにて２点以上の補正値から、補正データをさらに高精度化することも可能である。図８では、横軸に表面電位を示し、縦軸にＡ／Ｄ変換器からのＡ／Ｄ値を示す。例えば、サブマスタＣＰＵ７０１は、第１導出部として機能し、ドラム表面電位の下限１００Ｖ、及び上限９００Ｖ時のＡ／Ｄ変換器２７６Ｋの値とＡ／Ｄ変換器２７６Ｙの値から、帯電電圧値と各帯電電圧値における差分との関係を示す関係式を導出してもよい。この場合、スレーブＣＰＵ７０４は、当該関係式を補正データとして格納する。このように、補正データとして上記関係式を格納することにより、さらなる測定精度の向上につながる。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、補正モードにおいて、同一の表面電位計からの出力が各Ａ／Ｄ変換器対して入力されるようにスイッチを制御した状態で、各Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタルデータの差分を算出する。さらに、本画像形成装置は、通常測定モードにおいて、補正モードで算出された上記差分を解消するように、各Ａ／Ｄ変換器からの出力を補正する。これにより、本画像形成装置は、複数のＣＰＵを用いた分散制御において、基準電源の精度向上や、ＣＰＵチップの高機能化、高精度化などのコスト的に不利な手法を用いることなく、各ＣＰＵにおける基準電位の差による各Ａ／Ｄ変換器の誤差を解消することができる。なお、上記実施形態では表面電位計を出力部の一例として説明したが、例えば高圧の電流／電圧の検出値や、定着装置の温度の検出値や、その他のセンサ検出値等、Ａ／Ｄ変換器を介してアナログ信号を検出する系において適用できることは言うまでもない。

＜第２の実施形態＞
次に、図９乃至図１１を参照して、第２の実施形態について説明する。本実施形態においても第１の実施形態と同様に作像モジュール２８２において、基板構成が分離されているサブマスタＣＰＵ７０１と、スレーブＣＰＵ７０２及びスレーブＣＰＵ７０４とを例に挙げて説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については、同一の参照番号を付し、説明を省略する。図９は、第２の実施形態に係るサブマスタＣＰＵ７０１、スレーブＣＰＵ７０２及びスレーブＣＰＵ７０４の接続状況を示す。図１０は、第２の実施形態に係る作像モジュール２８２の一部の処理手順を示す。図１１は、第２の実施形態に係る装置内温度とＡ／Ｄ値との関係を示す。

まず、図９を参照して、各要素について説明する。本実施形態では、図６の構成に加えて、温度センサ２７５が設けられる。温度センサ２７５は、画像形成部３００内に配置され各基板の雰囲気温度をよく反映する場所に設けられる。また、温度センサ２７５は、信号線７１９を介してサブマスタＣＰＵ７０１に入力される。これにより、サブマスタＣＰＵ７０１で温度データを逐次、認識することができる。

次に、図１０及び図１１を参照して第２の実施形態の動作について説明する。図１０のフローチャートでは、図６のフローチャートからサブマスタＣＰＵ７０１によるＳ１０１の実行前に温度センサ２７５を用いた温度測定が追加される。なお、以下で記載するＳで始まる番号は、フローチャートにおけるステップ番号を示す。また、図１１では、横軸に温度を示し、縦軸にＡ／Ｄ値の補正データを示す。なお、以下では、温度センサ２７５により取得される温度の範囲として低温値を０度に予め設定し、高温値を５０度に予め設定した例を示す。これらの設定値は一例であり、画像形成装置１０００の設置状況により変更することができる。

まず、Ｓ１１１において、サブマスタＣＰＵ７０１は、温度センサ２７５によって測定された温度を取得する。続いて、Ｓ１１２において、サブマスタＣＰＵ７０１は、画像形成装置１０００における所定の時間帯の起動処理か否かを判定する。ここで、所定の時間帯とは、例えば、画像形成装置１０００が比較的低温の状態にある午前中等の時間帯を示す。なお、この所定の時間帯は、設置場所の外気温等に合わせて変更することができる。Ｓ１１２で所定の時間帯であると判定されると、サブマスタＣＰＵ７０１は、Ｓ１１３に進み、温度センサ２７５から取得した検出値を低温値として格納する。その後、図６のフローチャートと同様の処理が行われる。ただし、Ｓ１０３において、サブマスタＣＰＵ７０１は、各Ａ／Ｄ値の差分と、取得した温度値とからＡ／Ｄ変換器２７６Ｙの補正データを算出し、スレーブＣＰＵ７０４に送出する。したがって、Ｓ３０４では、スレーブＣＰＵ７０４は、送出された補正データを格納する。ここでの補正データは、例えば、図１１に示す０度に近い低温値での補正データとなる。

一方、Ｓ１１２で所定の時間帯でないと判定されると、Ｓ１１４に進み、サブマスタＣＰＵ７０１は、低温値の補正データが存在するか否かを判定する。低温値の補正データが存在しない場合は、Ｓ１１５に進み、サブマスタＣＰＵ７０１は、温度センサ２７５から取得した検出値を低温値として格納する。その後、上述したＳ１１３の後の処理と同様の処理が行われる。ここでの補正データは、例えば、図１１に示す０度に近い低温値での補正データとなる。

一方、Ｓ１１４で低温値の補正データが存在する場合は、Ｓ１１６に進み、サブマスタＣＰＵ７０１は、検出値が現在設定されている低温温度以下か否かを判定する。検出値が低温温度以下である場合は、Ｓ１１７に進み、サブマスタＣＰＵ７０１は、温度センサ２７５から取得した検出値を低温値として更新する。その後、上述したＳ１１３の後の処理と同様の処理が行われる。ただし、ここでの補正データは、例えば、図１１に示す０度より低い低温値での補正データとなる。

一方、Ｓ１１６で検出値が低温温度より高い場合は、Ｓ１１８に進み、サブマスタＣＰＵ７０１は、高温値での補正データが存在するか否かを判定する。高温値の補正データが存在しない場合は、Ｓ１１９に進み、サブマスタＣＰＵ７０１は、温度センサ２７５から取得した検出値を高温値として格納する。その後、上述したＳ１１３の後の処理と同様の処理が行われる。ただし、ここでの補正データは、例えば、図１１に示す５０度に近い高温値での補正データとなる。

一方、Ｓ１１８で高温値の補正データが存在する場合は、Ｓ１２０に進み、サブマスタＣＰＵ７０１は、検出値が現在設定されている高温温度以上か否かを判定する。検出値が高温温度以上である場合は、Ｓ１２１に進み、サブマスタＣＰＵ７０１は、温度センサ２７５から取得した検出値を高温値として格納する。その後、上述したＳ１１３の後の処理と同様の処理が行われる。ただし、ここでの補正データは、例えば、図１１に示す５０度より高い高温値での補正データとなる。

上述したように、本実施形態では、補正データを画像形成装置内の低温値と高温値との２点以上で算出する。このように、サブマスタＣＰＵ７０１は、第２導出部として機能し、補正データと温度値との関係式を導出し、それに基づいて各温度での補正データを容易に算出することができる。つまり、当該関係式が導出されると、ステップＳ１０３において、当該関係式を用いて温度センサ２７５から取得された検出に基づく補正データを算出することができる。また、上記実施形態では、５００Ｖ時の１点でのオフセット補正について説明したが、同様の補正アルゴリズムにて２点以上の補正値から、補正データをさらに高精度化することも可能となる。

Claims (5)

1. アナログデータを出力する複数の出力部と、
   何れかの前記出力部に接続され、アナログデータをデジタルデータに変換する複数のアナログデジタル変換器と、
   前記出力部及び前記アナログデジタル変換器との間に設けられ、前記アナログデジタル変換器が接続される前記出力部を切り替える少なくとも１つの切替部と、
   同一の前記出力部からの出力が各アナログデジタル変換器に対して入力されるように前記切替部を制御した状態で、各アナログデジタル変換器から出力されるデジタルデータの差分を解消すべく、各アナログデジタル変換器からの出力を補正する補正部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 各アナログデジタル変換器から出力されるデジタルデータの前記差分を算出する算出部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記算出部は、何れか１つの前記アナログデジタル変換器から出力されるデジタルデータを基準値として、他の前記アナログデジタル変換器から出力されるデジタルデータと前記基準値との差分を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記出力部は、像担持体の表面電位を測定する表面電位計であり、
   前記算出部は、前記像担持体への複数の帯電電圧値において、各アナログデジタル変換器からの出力の差分を算出し、前記帯電電圧値と前記差分との関係を示す関係式を導出する第１導出部を備え、
   前記補正部は、前記第１導出部によって導出された前記関係式を用いて、各アナログデジタル変換器からの出力を補正することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成装置内の温度を測定する温度センサをさらに備え、
   前記算出部は、前記温度センサによって測定された複数の温度値で前記差分を算出し、前記温度値と前記差分との関係を示す関係式を導出する第２導出部を備え、
   前記補正部は、前記第２導出部によって導出された前記関係式を用いて、各アナログデジタル変換器からの出力を前記温度センサによって測定された温度に基づいて補正することを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。

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