JP2012133215A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の画像形成手段により形成される画像の像担持体上での位置ずれ量を検知し、位置ずれ量に応じて複数の画像形成手段により形成される画像の位置ずれを補正する画像形成装置に関する。 The present invention detects the amount of positional deviation of an image formed by a plurality of image forming units on an image carrier and corrects the positional deviation of the image formed by the plurality of image forming units according to the amount of positional deviation. The present invention relates to an image forming apparatus.
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、高速化のために複数の画像形成部を有し、搬送ベルト上に保持された記録材上、または、中間転写ベルト上に順次異なる色の画像を転写する方式がある。この方式の問題点としては、機械内の温度変化に伴い、画像形成部内のレンズやミラーに歪みや変形が生じ、各色の画像を重ね合わせたときに色ずれを生じることが挙げられる。この問題に対して、所定のタイミングで搬送ベルトまたは中間転写ベルト上に色ずれ検出パターンを形成し、センサで色ずれ検出パターンを読取ることで色ずれ量を算出し、それをもとに書き出しタイミングを制御することで色ずれ補正を行う技術が知られている。 An electrophotographic color image forming apparatus has a plurality of image forming units for speeding up, and sequentially transfers images of different colors onto a recording material held on a conveyance belt or onto an intermediate transfer belt. There is a method to do. A problem with this method is that distortion and deformation occur in the lenses and mirrors in the image forming unit due to temperature changes in the machine, and color misregistration occurs when images of each color are superimposed. To solve this problem, a color misregistration detection pattern is formed on the conveyance belt or intermediate transfer belt at a predetermined timing, and the color misregistration amount is calculated by reading the color misregistration detection pattern with a sensor. A technique for correcting color misregistration by controlling the color is known.
ところが、この色ずれ補正の方法は、適当な時間間隔またはプリント枚数毎に色ずれ検出パターンを形成する必要があるため、画像形成装置のダウンタイムが生じ、画像形成の生産性の低下を招いていた。この問題に対して、装置内温度と色ずれ量を1対1で対応させた補正テーブルを参照することで補正量を算出し、画像形成タイミングを補正するという、温度に応じた予測型の色ずれ補正が提案されている(特許文献1参照)。これにより、色ずれ検出パターンの形成を行わないか、あるいは、色ずれ検出パターンの形成頻度を少なくすることができるので、温度検知のみでダウンタイムの発生が抑制できる。 However, in this color misregistration correction method, it is necessary to form a color misregistration detection pattern at an appropriate time interval or for every number of printed sheets. This results in downtime of the image forming apparatus, leading to a decrease in image formation productivity. It was. In order to solve this problem, a prediction type color corresponding to the temperature is calculated in which the correction amount is calculated by referring to the correction table in which the apparatus internal temperature and the color misregistration amount are associated one by one, and the image formation timing is corrected. Deviation correction has been proposed (see Patent Document 1). Accordingly, the color misregistration detection pattern is not formed or the frequency of forming the color misregistration detection pattern can be reduced, so that the occurrence of downtime can be suppressed only by temperature detection.
しかし、部品変形の仕方は温度に対して非線形であり、温度と色ずれ量が1対1で対応するとは限らない。温度変化と色ずれ量の関係も非線形であり、温度が同じ値を示しても、そのときの色ずれ量が常に同じ量になるとは限らない。従って、検出した温度によって一意的に色ずれ量を予測した場合、実際の色ずれ量との誤差が大きくなるおそれがある。 However, the part deformation method is non-linear with respect to the temperature, and the temperature and the color misregistration amount do not always correspond one-to-one. The relationship between the temperature change and the color misregistration amount is also nonlinear. Even if the temperature shows the same value, the color misregistration amount at that time is not always the same amount. Therefore, when the color misregistration amount is uniquely predicted based on the detected temperature, there is a possibility that an error from the actual color misregistration amount becomes large.
上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、像担持体上に画像を重ねて形成する複数の画像形成手段と、前記複数の画像形成手段により形成される画像の前記像担持体上での位置ずれ量を検知する位置ずれ量検知手段と、前記検知手段により検知された前記位置ずれ量に基づいて前記複数の画像形成手段により形成される画像の位置ずれを補正する補正手段と、温度を検知する温度検知手段と、前記補正手段が前記位置ずれ量検知手段が検知した前記位置ずれ量に応じて補正をしてからの前記温度検知手段の検知温度の変化量に基づいて、前記複数の画像形成手段により形成される画像の前記像担持体上での位置ずれ量を予測する位置ずれ量予測手段と、を有し、前記補正手段は、前記位置ずれ量予測手段により予測された前記位置ずれ量に基づいて前記複数の画像形成手段により形成される画像の位置ずれを補正することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention includes a plurality of image forming units that form an image on an image carrier, and an image formed by the plurality of image forming units on the image carrier. A misregistration amount detecting means for detecting a misregistration amount at the position, a correction means for correcting misregistration of images formed by the plurality of image forming means based on the misregistration amounts detected by the detection means, Based on the amount of change in the temperature detected by the temperature detecting means after the temperature detecting means for detecting the temperature and the correction means correct according to the positional deviation amount detected by the positional deviation amount detecting means, Misregistration amount prediction means for predicting the misregistration amount of the image formed by a plurality of image forming means on the image carrier, and the correction means is predicted by the misregistration amount prediction means. Said position And correcting the positional deviation of an image formed by the plurality of image forming means on the basis of which the amount.
本発明によれば、像担持体上での画像の位置ずれ量の予測精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of prediction of the amount of image displacement on the image carrier.
図1は、本実施形態に係る画像形成装置1の断面図である。2a〜2dは感光ドラム、3a〜3dはレーザ走査ユニットである。4a〜4dは現像器であり、感光ドラム、レーザ走査ユニット、現像器は色ごとに画像形成ユニットを構成している。5は像担持体としての中間転写ベルト、6は二次転写ローラ、7は定着ローラ、11は中間転写ベルト上に形成された色ずれ検知パターン画像を検出するレジストレーション検知センサ、12は装置内に設置された温度検知センサである。レジストレーション検知センサ11は、中間転写ベルト5の両サイドに対応する位置にそれぞれ設けられている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an
画像形成装置1において、各色用の感光ドラム2a〜2dに対し、半導体レーザを光源とする各々のレーザ走査ユニット3a〜3dにより静電潜像が形成され、この静電潜像は各々の現像器4a〜4dにより現像される。そして、この感光ドラム2a〜2d上に現像された各色のトナー画像は、中間転写ベルト5に重ねて一次転写される。つまり、複数の画像形成ユニットが像担持体上に画像を重ねて形成する。中間転写ベルト上の4色のトナー像は、二次転写ローラ6部でシート(記録紙)に転写され、定着ローラ7などからなる熱定着器により記録紙上に定着される。
In the
また、レーザ走査ユニット3a〜3d内にはそれぞれ図1に不図示のBDセンサ31a〜31dが設けられており、各感光ドラム2a〜2dを走査する直前のレーザ光の通過を検出し、1ラインの同期信号であるBD信号を発生する。BD信号をもとに、後述する画像形成タイミング制御部14は主走同期信号を生成し、各レーザ走査ユニット3a〜3dの主走査書き出しタイミングを制御する。
Further,
画像形成装置1は、感光ドラム2a〜2d上に色ずれ検知パターン画像を形成し、各色の色ずれ検知パターン画像を中間転写ベルト5上に転写し、中間転写ベルト5上の色ずれ検知パターン画像をレジストレーションセンサ11により読み取ることによって、色ずれ量を検知する。画像形成装置1は、検知した色ずれ量に応じて、画像の書き出しタイミングを補正することにより色ずれ補正すなわちオートレジストレーションを行う。
The
図2は、画像形成装置の制御ブロック図である。図2において、13はメモリであり、温度検知センサ12により検出された温度データと、後述する色ずれ予測テーブルと予測値補正テーブルを予め格納する。10はCPUであり、本発明における画像形成装置の動作制御を行う。CPU10はさらに、レジストレーション検知センサ11の読取値に基づき、画像形成タイミングの補正量を算出する。また、CPU10はさらに、温度検知センサ12により検出された温度とメモリ13内のテーブルに基づき、画像形成タイミングの補正量を算出する。14は画像形成タイミング制御部である。画像形成タイミング制御部14は、CPU10により算出された画像形成タイミングの補正量と前述したBDセンサにより31a〜31dにより生成されたBD信号に基づいて、レーザ走査ユニット3a〜3dにおける主走査書き出しタイミングの制御を行うことにより、各色の画像形成位置の補正動作を実行する。
FIG. 2 is a control block diagram of the image forming apparatus. In FIG. 2,
図3は、本実施形態における色ずれ予測テーブルと予測値補正テーブルの図である。これらのテーブル情報はメモリ13に記憶されている。図3(a)の色ずれ予測テーブルは、色ずれ検知パターン画像を用いた色ずれ補正を行ったときからの装置内温度の相対変化量(T−T0)と、これに対応する色ずれ量Δyの関係を示したものである。ここで、Tは色ずれ予測を行うときの温度、T0は色ずれ検知パターン画像を用いた色ずれ補正を行ったときの温度である。このテーブルは製品設計段階で測定により求められる。図3(b)の予測値補正テーブルは、所定の時間当たりの温度変化量(T−T’)と、これに対応する補正値εの関係を示したものである。ここで、Tは色ずれ予測を行うときの温度、T’は前回の色ずれ予測を行ったときの温度である。この補正値を色ずれ予測テーブルの参照値に加えることによって、温度変化の違いによる色ずれ予測誤差を低減する。温度変化の違いとは、例えば単位時間当たりの温度変化の度合いの違いのことである。温度変化の違いは、装置内の部品変形の度合いの差に現れる。
FIG. 3 is a diagram of a color misregistration prediction table and a prediction value correction table in the present embodiment. Such table information is stored in the
図4は、色ずれ量検知処理及び色ずれ量予測処理のフローチャートである。まず、CPU10は、画像形成装置の電源投入後、スタンバイ状態を経て(S101)、プリントジョブが入力されことに応じて(S102)、プリントジョブを開始する(S103)。次いで、CPU10は、オートレジストレーション実行タイミングであるかどうかを判断する(S104)。ここで、オートレジストレーション実行タイミングとは、スリープモードからの復帰時や印刷枚数が所定値に達した時などであり、任意に設定しておくことが可能である。ステップS104で、オートレジストレーション実行タイミングであると判断された場合、以下に述べるオートレジストレーション動作による色ずれ補正を行う。
FIG. 4 is a flowchart of the color misregistration amount detection process and the color misregistration amount prediction process. First, after powering on the image forming apparatus, the
CPU10は、中間転写ベルト5上に色ずれ検知パターン画像を形成し、中間転写ベルト5上の色ずれ検知パターン画像を読み取ったレジストレーション検知センサの出力に基づいて色ずれ量を検知する(S105)。図5は、中間転写ベルト上に形成される色ずれ検知パターン画像を示す図である。20a〜20dと21a〜21dは用紙搬送方向の色ずれ量を検出するための各色の色ずれ検知パターン画像であり、22a〜22dと23a〜23dは用紙搬送方向と直交する主走査方向の色ずれ量を検出するための各色の色ずれ検知パターン画像である。これらのパターンをサンプリングすることで、予め定められた基準色に対する他の色の色ずれ量を検知する。次に、CPU10は、検出した各色間の色ずれ量から、基準色を除く各色の色ずれ補正値を算出する(S106)。次いで、CPU10は、算出された色ずれ補正量に基づいて、画像形成タイミング補正量を算出し、画像形成タイミング制御部14に画像形成タイミング補正を行わせる(S107)。上述のステップS105〜S107がオートレジストレーションである。
The
CPU10は、オートレジストレーションに続いて、装置内温度Tを検出し、T0=Tとしてメモリ13に記憶し(S108)、プリントジョブが終了したかを判断する(S109)。プリントジョブが終了したと判断したら、スタンバイ状態となり(S110)、色ずれ補正動作を終了する。ステップS108でプリントジョブが終了していないと判断した場合、ステップS104に戻り、オートレジストレーション実行タイミングであるかを判断する。
Following the auto registration, the
次に、S104でオートレジストレーション実行タイミングと判断されなかった場合について説明する。ステップS104でオートレジストレーション実行タイミングでないとき、すなわち、オートレジストレーションが実行されてから次回のオートレジストレーションが実行されるまでの間においては、予測補正実行タイミングになるまで待機する(S111)。ここで、予測補正実行タイミングとは、前回のオートレジストレーション時または前回の予測補正実行時から予め決められた時間経過した時である。ステップS111で予測補正実行タイミングになったとき、装置内温度Tを検出し(S112)、メモリ13に記憶された図3(a)の色ずれ予測テーブルを参照することにより、オートレジストレーション実行時からの温度差(検知温度の変化量)ΔT=T−T0からオートレジストレーション実行時からの予測色ずれ量Δyを取得する(S113)。例えば、オートレジストレーション実行時の温度T0が30度、予測補正実行時の温度Tが33度のとき、色ずれ予測テーブルの参照値はΔy=70μmとなる。 Next, a case where the auto registration execution timing is not determined in S104 will be described. When it is not the auto registration execution timing in step S104, that is, between the time when auto registration is executed and the time when the next auto registration is executed, the process waits until the prediction correction execution timing is reached (S111). Here, the prediction correction execution timing is when a predetermined time has elapsed since the previous auto registration or the previous prediction correction execution. When the prediction correction execution timing comes in step S111, the apparatus internal temperature T is detected (S112), and by referring to the color misregistration prediction table of FIG. The predicted color shift amount Δy from the time of execution of auto registration is acquired from the temperature difference (change amount of detected temperature) ΔT = T−T 0 (S113). For example, when the temperature T 0 at the time of auto registration execution is 30 degrees and the temperature T at the time of prediction correction execution is 33 degrees, the reference value of the color misregistration prediction table is Δy = 70 μm.
次に、CPU10は、メモリ13に記憶された図3(b)の予測値補正テーブルを参照することにより、前回の予測補正時または前回のオートレジストレーション実行時からの温度差Δt=T−T’から補正量εを取得する(S114)。ここで、T’は前回の予測補正時の温度検出値である。例えば、予測補正実行時の温度Tが33度、前回の予測補正実行時の温度T’が32度であったとき、予測値補正テーブルの参照値はε=3μmとなる。ここで、T−T’は、予測補正の時間間隔が一定であることから、単位時間当たりの温度変化量を表している。次いで、CPU10は、得られた色ずれ予測値Δyおよび予測値の補正量εを足し合わせた予測色ずれ量Δy’を算出する(S115)。この予測色ずれ量は、オートレジストレーション実行時からの色ずれ量を予測した値である。例えば、上記の例(T=33、T0=30、T’=32)では、Δy’=70+3=73μmと算出される。
Next, the
このように求められた色ずれ予測量Δy’を基に、CPU10が画像形成タイミング補正量を算出し、画像形成タイミング制御部14に画像形成タイミング補正を実行させる(S116)。次いでS108で検出された温度Tを予測補正実行時の温度T’としてメモリ13に記憶し(S117)、ステップS109に戻り、プリントジョブが終了したか否かを判断する。プリントジョブが終了したと判断したら、スタンバイ状態となり(S110)、色ずれ補正動作を終了する。
Based on the color misregistration prediction amount Δy ′ thus obtained, the
以上のように、温度の時間変化率を用いた誤差の補正を行うことにより、温度変化スピードの違いによって生じる色ずれ予測誤差を低減し、色ずれ補正精度を向上することができる。 As described above, by performing error correction using the time change rate of temperature, it is possible to reduce color misregistration prediction errors caused by differences in temperature change speed and improve color misregistration correction accuracy.
なお、図1において温度検知センサ12の設置位置を中間転写ベルト5近傍としているが、その位置や温度検知センサの設置数については特に限定するものではない。温度検知位置は、色ずれ量の変化と相関関係のある温度変化をする位置であればよい。
In FIG. 1, the installation position of the
また、本実施形態では主走査方向の色ずれ補正動作を行う例について説明したが、副走査方向の色ずれや、倍率、曲がりといった色ずれについても、それぞれ同様のテーブルを設け、参照することで同様の補正動作が行うことができる。 In this embodiment, the example of performing the color misregistration correction operation in the main scanning direction has been described. However, the same table is also provided and referred to for color misregistration in the sub scanning direction, and color misregistration such as magnification and bending. A similar correction operation can be performed.
次に、第2の実施形態について、図2および図6を用いて説明する。装置の構成は第一の実施形態で示した図2と同様である。第1の実施形態ではテーブルを用いて予測色ずれ量を算出したが、第2の実施形態では、検出した温度に応じて色ずれ量を予測する演算式を用いて予測色ずれ量をもとめる。実施形態1における色ずれ予測テーブルまたは予測値補正テーブルにおける温度と色ずれ量の関係を近似した演算式をメモリ13内に保持しておき、その演算式を用いて予測色ずれ量を算出する。
Next, a second embodiment will be described using FIG. 2 and FIG. The configuration of the apparatus is the same as that of FIG. 2 shown in the first embodiment. In the first embodiment, the predicted color misregistration amount is calculated using a table, but in the second embodiment, the predicted color misregistration amount is obtained using an arithmetic expression that predicts the color misregistration amount according to the detected temperature. An arithmetic expression that approximates the relationship between the temperature and the color misregistration amount in the color misregistration prediction table or the prediction value correction table in the first embodiment is held in the
図6は、実施形態2における色ずれ量検知処理及び色ずれ量予測処理のフローチャートである。ステップS201からS212は、実施形態1におけるステップS101からS112と同様であるため説明を省略する。CPU10は、ステップ212の後、検出された温度T、オートレジストレーション実行時の温度T0、及び前回の補正時の温度T’を用いて、
Δy’=α1・(T−T0)+α2・(T−T’)
として色ずれ予測量Δy’を算出する(S213)。ここで、α1・(T−T0)は実施形態1における色ずれ予測テーブルによる参照値Δyに相当し、α2・(T−T’)は予測値補正テーブルの参照値εに相当する。また、係数α1及びα2は製品設計段階で色ずれ変化量、色ずれ予測テーブル、予測値補正テーブルに相当するデータ(Δy’、T−T0、T−T’)を蓄積し、上記の式に代入し例えば線形近似することで算出された値であり、メモリ13内に保持される。
FIG. 6 is a flowchart of color misregistration amount detection processing and color misregistration amount prediction processing according to the second embodiment. Steps S201 to S212 are the same as steps S101 to S112 in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. After
Δy ′ = α 1 · (T−T 0 ) + α 2 · (T−T ′)
As a result, a color misregistration prediction amount Δy ′ is calculated (S213). Here, α 1 · (T−T 0 ) corresponds to the reference value Δy according to the color misregistration prediction table in the first embodiment, and α 2 · (T−T ′) corresponds to the reference value ε of the prediction value correction table. . The coefficients α 1 and α 2 store data (Δy ′, T−T 0 , T−T ′) corresponding to the color shift amount, the color shift prediction table, and the predicted value correction table at the product design stage. Is a value calculated by substituting into the above equation, for example, by linear approximation, and is stored in the
次いで、CPU10は、実施形態1と同様に、予測色ずれ量に基づいた色ずれ補正を行い(S214)、ステップS212で検出された温度Tを予測補正実行時のT’としてメモリ13に記憶し(S215)、ステップS209に戻り、プリントジョブが終了したか否かを判断する。
Next, as in the first embodiment, the
ここでは演算式として一次近似式を例に挙げたが、二次式など、他の適した近似式を用いてもよい。また、近似式を用いることで、αなどの係数のみをメモリに保持すればよいため、テーブルを保持しておく必要のある実施形態1に比べ、少ないメモリ量で済む。 Here, the primary approximate expression is given as an example of the arithmetic expression, but other suitable approximate expressions such as a quadratic expression may be used. In addition, by using an approximate expression, only a coefficient such as α needs to be held in the memory, so that a smaller amount of memory is required compared to the first embodiment in which a table needs to be held.
10 CPU
11 レジストレーション検知センサ
12 温度検知センサ
13 メモリ
14 画像形成タイミング制御部
10 CPU
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記複数の画像形成手段により形成される画像の前記像担持体上での位置ずれ量を検知する位置ずれ量検知手段と、
前記検知手段により検知された前記位置ずれ量に基づいて前記複数の画像形成手段により形成される画像の位置ずれを補正する補正手段と、
温度を検知する温度検知手段と、
前記補正手段が前記位置ずれ量検知手段が検知した前記位置ずれ量に応じて補正をしてからの前記温度検知手段の検知温度の変化量に基づいて、前記複数の画像形成手段により形成される画像の前記像担持体上での位置ずれ量を予測する位置ずれ量予測手段と、
を有し、
前記補正手段は、前記位置ずれ量予測手段により予測された前記位置ずれ量に基づいて前記複数の画像形成手段により形成される画像の位置ずれを補正することを特徴とする画像形成装置。 A plurality of image forming means for superimposing and forming an image on the image carrier;
A misregistration amount detecting means for detecting misregistration amounts on the image carrier of images formed by the plurality of image forming means;
A correction unit that corrects a positional deviation of images formed by the plurality of image forming units based on the positional deviation amount detected by the detection unit;
Temperature detection means for detecting temperature;
Formed by the plurality of image forming units based on the amount of change in the temperature detected by the temperature detection unit after the correction unit corrects the position shift amount detected by the position shift amount detection unit. A misregistration amount predicting means for predicting a misregistration amount of the image on the image carrier;
Have
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the correction unit corrects a positional deviation of an image formed by the plurality of image forming units based on the positional deviation amount predicted by the positional deviation amount prediction unit.
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