JP2015222356A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は画像を形成する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image.
従来の電子写真プリンタは、Y、M、C、Kの各ドラム上に形成されたY、M、C、Kトナー画像を、中間転写体上に転写し、各色が重なったカラートナー画像を形成する。そして、そのカラートナー画像を用紙上に転写し定着する。中間転写ベルトが蛇行せずに常にまっすぐに回転駆動されている場合、各ドラム上に形成されたトナー画像は同一位置に転写される。中間転写ベルトが蛇行した場合、各ドラム上に形成されたトナー画像が蛇行量に応じて異なる位置に転写され、出力画像に色ずれが発生する。中間転写ベルトの蛇行に起因する色ずれを補正する技術として、中間転写ベルトのベルト主走査方向(幅方向)の傾き量を検知して、主走査方向の画像形成位置のずれを補正する位置ずれ補正技術が提案されている(特許文献1)。 Conventional electrophotographic printers transfer Y, M, C, and K toner images formed on Y, M, C, and K drums onto an intermediate transfer member to form a color toner image in which the colors overlap. To do. The color toner image is transferred and fixed on a sheet. When the intermediate transfer belt is always driven to rotate straight without meandering, the toner image formed on each drum is transferred to the same position. When the intermediate transfer belt meanders, the toner image formed on each drum is transferred to different positions according to the amount of meandering, and color deviation occurs in the output image. As a technique for correcting the color misregistration caused by the meandering of the intermediate transfer belt, the misregistration detects the amount of inclination of the intermediate transfer belt in the belt main scanning direction (width direction) and corrects the image forming position deviation in the main scanning direction. A correction technique has been proposed (Patent Document 1).
しかしながら、検知されたベルト傾き量を用いて常に位置ずれを補正した場合、微少なベルトの傾き時において色ずれが大きくなってしまう場合がある。一般的に人間が色ずれと認識できる量は10μm以上程度である。10μm以下の色ずれを補正する場合は、検知部の検知誤差、演算装置の演算誤差、レーザ制御装置の精度などに起因し、もともと10μm以下の色ずれ量を逆に大きくしてしまう場合がある。 However, if the misregistration is always corrected using the detected belt tilt amount, the color misregistration may become large when the belt is slightly tilted. In general, the amount that a human can recognize as a color shift is about 10 μm or more. When correcting a color misregistration of 10 μm or less, the color misregistration amount of 10 μm or less may be originally increased due to a detection error of the detection unit, an arithmetic error of the arithmetic device, an accuracy of the laser control device, or the like. .
一方、検知部の検知精度、演算装置の演算制度およびレーザ制御装置の精度を向上させることにより、10μm以下の色ずれ量を逆に大きくしてしまうことを防ぐことも可能である。しかしながら、このためには、各機器の精度を上げる必要があり、各機器のコストが上がってしまう。 On the other hand, by increasing the detection accuracy of the detection unit, the calculation system of the calculation device, and the accuracy of the laser control device, it is also possible to prevent the color misregistration amount of 10 μm or less from being increased conversely. However, for this purpose, it is necessary to increase the accuracy of each device, which increases the cost of each device.
そこで、本発明は、位置ずれ補正を行うことにより位置ずれが悪化してしまうことを低減させ、色ずれによる品質低下がすくない、高品質な出力画像を形成できるようにすることを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to reduce the deterioration of the positional deviation by performing the positional deviation correction, and to form a high-quality output image in which the quality degradation due to the color deviation is less likely to occur.
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は、第1色のトナー画像を形成する第1画像形成手段と、前記第1の画像形成手段の下流に配置され第2色のトナー画像を形成する第2画像形成手段と、前記第1画像形成手段によって形成された第1色のトナー画像と前記第2画像形成手段によって形成された第2色のトナー画像とが転写される像担持体と、前記像担持体の移動方向の異なる位置に配置され、前記像担持体の端部の位置を検知する第1および第2検知手段と、前記像担持体において前記第1色のトナー画像と前記2色のトナー画像の位置が合うように、前記第1および第2の検知手段によって検知された前記像担持体の端部の位置に基づき、前記第1色のトナー画像の形成位置を制御する位置ずれ補正を実行する位置ずれ補正手段とを有し、前記制御手段は、前記像担持体の傾き量が所定範囲内である場合は前記位置ずれ補正を行わないことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention includes a first image forming unit that forms a first color toner image, and a second color toner image that is disposed downstream of the first image forming unit. Second image forming means to be formed, and an image carrier onto which the first color toner image formed by the first image forming means and the second color toner image formed by the second image forming means are transferred And first and second detection means that are arranged at different positions in the moving direction of the image carrier and detect the position of the end of the image carrier, and the first color toner image on the image carrier. The formation position of the toner image of the first color is controlled based on the position of the edge of the image carrier detected by the first and second detection means so that the positions of the toner images of the two colors match. To perform misalignment correction And means, wherein, when the inclination of the image bearing member is within a predetermined range characterized in that it does not perform the positional deviation correction.
本発明によれば、位置ずれ補正を行うことにより位置ずれが悪化してしまうことを低減させ、色ずれによる品質低下がすくない、高品質な出力画像を形成するこができる。 According to the present invention, it is possible to form a high-quality output image in which it is possible to reduce the deterioration of the position shift by performing the position shift correction and to prevent the quality from being deteriorated due to the color shift.
(実施例1)
以下、本発明を電子写真方式の画像形成装置に適用した実施形態について説明する。
Example 1
Hereinafter, embodiments in which the present invention is applied to an electrophotographic image forming apparatus will be described.
<画像形成装置の構成例>
図1は、本実施例における画像形成装置の構成を示す図である。
<Configuration example of image forming apparatus>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to the present exemplary embodiment.
原稿台ガラス101は、原稿100が載置される。原稿台ガラス101に載置された原稿100は照明103によって照射される。原稿100によって反射された光はミラー104,105,106を経て、光学系108によりCCD109上に結像される。CCD109はR(レッド),B(ブルー),G(グリーン)の3ラインのCCDラインセンサにより構成される。更に、モータ102は、照明203とミラー104を保持する第1ミラーユニット137を速度Vで駆動し、ミラー105、106を含む第2ミラーユニット107を速度1/2Vで駆動する。このように第1ミラー湯にと137および第2ミラーユニット107を駆動することにより、原稿100の全面の画像が読み取られる。
A
画像処理部110は、CCD109から出力された画像情報を処理し、プリンタ制御部111にプリント信号として出力する。半導体レーザ112、113、114、115は、プリンタ制御部111から出力された出力信号に基づきレーザ光を発光する。半導体レーザ112、113、114、115から発光されたレーザ光は、ポリゴンミラー116、117、118、119によって感光ドラム124、125、126、127を走査し、出力画像に応じた潜像を形成する。現像器123、122、121、120は、感光ドラム127、126、125、124上に形成された潜像を現像し、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)のトナー画像を生成する。イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)のトナー画像は、一転転写ローラ151、152、153、154によって、中間転写ベルト128に転写され、カラートナー画像が形成される。中間転写ベルトは不図示のベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ173によって回転される。中間転写ベルト128は複数のローラに掛けまわされている無端ベルトで有り、トナー画像を担持する像担持体である。
The
用紙カセット132、133、134及び手差しトレイ131の何れかから給紙された用紙はレジストローラ130をへて、中間転写ベルト128と2転転写ローラ155とで形成されるニップ部に搬送され。このニップ部において中間転写ベルト128上のカラートナー画像は用紙に転写される。フォトインタラプタ129は、ページ同期信号を発生するためのITOPセンサである。前述の給紙タイミング及びレーザの感光ドラムへの露光走査開始は、このITOPセンサが発生するページ同期信号(ITOP信号)に応じて行われる。
The paper fed from any of the
カラートナー画像が転写された用紙は定着器136に搬送され、定着器136によりカラートナー画像が用紙に定着される。定着器136はハロゲンヒータが内蔵された定着ローラ141と、加圧ローラ140を有し、熱と圧力によりカラートナー画像を用紙上に定着する。定着された用紙は排紙トレイ135上に排紙される。
The sheet on which the color toner image is transferred is conveyed to the
中間転写ベルト128のベルト端部にはベルトの端部の位置を検知するセンサ170、171が設けられている。センサ171によって検出されたベルト端部の位置に基づきステアリングモータ172は制御される。ステアリングモータ172によりステアリングローラ173の姿勢が制御され、ベルト位置が所定の範囲内になるようにベルトの位置が調整される。
図2を用いて、中間転写ベルトのステアリング制御および中間転写ベルトの傾き検知について説明する。駆動ローラ174はベルト駆動モータ202により方向215に回転駆動される。中間転写ベルト128は、駆動ローラ174によって回転され、方向216に移動する。
The steering control of the intermediate transfer belt and the inclination detection of the intermediate transfer belt will be described with reference to FIG. The
ステアリングモータ205にてよって行われるステアリング制御について説明する。 The steering control performed by the steering motor 205 will be described.
中間転写ベルト128が+α方向220に移動している場合について説明する。センサ171が中間転写ベルト128の端部の位置が+α方向220に移動していることを検知する。ステアリング制御部213は、この検知結果に基づきステアリングモータ172を制御し、中間転写ベルト128が−α方向に移動するようにステアリングローラ173を+β方向に移動させる。
A case where the
中間転写ベルト128がーα方向220に移動している場合について説明する。センサ171がベルト端部の位置が−α方向に移動していることを検知する。ステアリング制御部213は、この検知結果に基づきステアリングモータ172を制御し、中間転写ベルト128が+α方向に移動するようにステアリングローラ173を−β方向に移動させる。
A case where the
このような制御を繰り返し行うことにより、中間転写ベルト201の端部位置が所定範囲外にならないように制御する。 By repeatedly performing such control, control is performed so that the end position of the intermediate transfer belt 201 does not fall outside a predetermined range.
次にベルトの傾き検知について説明する。センサ171は中間転写ベルト128のステアリング制御に加えて、中間転写ベルト128の傾き検知においても使用される。センサ170は中間転写ベルトの傾きを検知するためのみに使用される。位置ずれ制御部212は、中間転写ベルトの傾きはセンサ170によって検知された中間転写ベルトの端部の位置と、センサ171によって検知された中間転写ベルトの端部の位置とに基づき、幾何学計算を用いてベルトの傾きを計算する。
Next, belt inclination detection will be described. The
図3は、センサ170、171の構成を説明する図である。中間転写ベルト128の端部301にセンサフラグ302が突き当たっており、端部301の位置に応じてセンサフラグ302は動く。このセンサフラグの位置をセンサ303で検知することにより、センサ170、171は中間転写ベルト128の端部の位置を検出する。
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the
図4は、中間転写ベルト128の蛇行に起因して生じる位置ずれを補正する処理を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining processing for correcting a positional deviation caused by meandering of the
中間転写ベルト128の移動方向の上流側からイエロー用の感光ドラム127、マゼンタ用の感光ドラム126、シアン用の感光ドラム125およびブラック用の感光ドラム124が配置されている。そして、イエロー用の感光ドラム127とマゼンタ用の感光ドラムとの間にセンサ170が配置され、シアン用の感光ドラム125とブラック用の感光ドラム124との間にセンサ171が配置されている。
A yellow
イエロー用の感光ドラム127によって、中間転写ベルトにおけるイエローの一時転写位置にイエローパッチのトナー画像402(a)が形成される。そして、イエロー用の感光ドラム127の下流に配置されているブラック用の感光ドラム124によって、中間転写ベルト上のブラックの一時転写位置にブラックパッチのトナー画像403が形成される。ブラックパッチのトナー画像403は、イエローパッチのトナー画像402(b)の先端および終端に重なるように形成される。
The yellow
図4において主走査方向は、中間転写ベルト128の幅方向であり、中間転写ベルト128の移動方向に交差する方向である。
In FIG. 4, the main scanning direction is the width direction of the
図4(A)は、中間転写ベルト128が傾いていない場合におけるイエロートナーパッチとブラックトナーパッチの位置を示す図である。中間転写ベルト128が傾いていない場合、イエローパッチ402(b)と、ブラックパッチ403は、主走査方向において同一の位置に形成される。つまり、主走査方向において、イエローパッチ402(b)とブラックパッチ403との間には位置ずれが生じない。
FIG. 4A is a diagram illustrating the positions of the yellow toner patch and the black toner patch when the
図4(B)は、中間転写ベルト128が傾いている場合におけるイエロートナーパッチとブラックトナーパッチの位置を説明するための図である。
中間転写ベルト128の移動方向における、イエロー用の感光ドラム127と、ブラック用の感光ドラム124との間の距離がd1(mm)405であるとする。そして、イエロー用の感光ドラム127の位置における中間転写ベルト128の端部の位置と、ブラック用の感光ドラム124の位置における中間転写ベルトの端部の位置との差がΔd1(mm)であるとする。中間転写ベルト128の傾き量は、式(1)で求めることができる。
Δd1(mm)/d1(mm) …(1)
FIG. 4B is a diagram for explaining the positions of the yellow toner patch and the black toner patch when the
It is assumed that the distance between the yellow
Δd1 (mm) / d1 (mm) (1)
ここで、センサ171が検知した中間転写ベルト端部の位置と、センサ172が検知した中間転写ベルト端部の位置との差がΔd2(mm)であるとする。そして、中間転写ベルトの移動方向における、センサ171とセンサ172との距離がd2(mm)であるとする。中間転写ベルト128の傾き量は、式(2)で求めることができる。
Δd2(mm)/d2(mm) …(2)
式(1)も式(2)も同じ中間転写ベルト128の傾き量を求めている。よって、式(1)によって求められる値と式(2)によって求められる値は同じであるので、式(3)が成り立つ。
Δd1(mm)/d1(mm)=Δd2(mm)/d2(mm) …(3)
この(3)式から、ベルト傾きによるイエローのブラックに対する主走査方向にける位置ズレ量Δd1は式(4)により求めることができる。
Δd1=(Δd2×d1)/d2…(4)
Here, it is assumed that the difference between the position of the end of the intermediate transfer belt detected by the
Δd2 (mm) / d2 (mm) (2)
Both the equations (1) and (2) obtain the same amount of inclination of the
Δd1 (mm) / d1 (mm) = Δd2 (mm) / d2 (mm) (3)
From this equation (3), the positional deviation amount Δd1 in the main scanning direction with respect to yellow black due to the belt inclination can be obtained from equation (4).
Δd1 = (Δd2 × d1) / d2 (4)
したがって、センサ170とセンサ171のそれぞれにより、主走査方向における中間転写ベルトの端部の位置を検出することにより、位置ずれ量Δd1(mm)を求めることができる。Δd1(mm)は、中間転写ベルトの移動方向におけるイエロー用の感光ドラム127の位置における、中間転写ベルト128の主走査方向の位置と、中間転写ベルトの移動方向におけるブラック用の感光ドラム124の位置における、中間転写ベルトの主走査方向の位置との差を示す。つまり、イエロートナーパッチに対する補正値を示す。
Therefore, the position deviation amount Δd1 (mm) can be obtained by detecting the position of the end portion of the intermediate transfer belt in the main scanning direction by each of the
図4(C)に示すように、主走査方向におけるイエロートナーパッチの形成位置を、Δd1(mm)に基づき補正することにより、中間転写ベルトの移動方向におけるブラックトナーパッチの位置において、主走査方向におけるブラックトナーパッチの位置と主走査方向におけるイエロートナーパッチの位置を合わせることができる。 As shown in FIG. 4C, by correcting the formation position of the yellow toner patch in the main scanning direction based on Δd1 (mm), at the position of the black toner patch in the moving direction of the intermediate transfer belt, In this case, the position of the black toner patch can be matched with the position of the yellow toner patch in the main scanning direction.
なお、マゼンタ、シアンについても、d1の値をそれぞれの色に応じた値にすることにより同様に処理することができる。つまり、マゼンタについては、d1の値として、中間転写ベルトの移動方向における、マゼンタ用の感光ドラム126の位置とブラック用の感光ドラム124の位置との差を用いる。シアンについてについては、d1の値として、中間転写ベルトの移動方向における、シアン用の感光ドラム127の位置とブラック用の感光ドラム124の位置との差を用いる。
Note that magenta and cyan can be similarly processed by setting the value of d1 to a value corresponding to each color. That is, for magenta, the difference between the position of the magenta
このように、本実施形態では、2つのセンサの検知結果で中間転写ベルトの傾きを求める。しかしながら、センサによっては、数μmの検出の信号成分がノイズレベルと同等になってしまう場合がある。ノイズによる検出結果に基づき位置ずれの補正を行った場合、位置ずれを悪化させてしまう可能性がある。 Thus, in this embodiment, the inclination of the intermediate transfer belt is obtained from the detection results of the two sensors. However, depending on the sensor, the signal component of detection of several μm may be equivalent to the noise level. When the misalignment is corrected based on the detection result due to noise, the misalignment may be worsened.
そこで、本実施形態では、Δd2が所定範囲以下である場合は、位置ずれの補正を行わないようにする。本実施形態では、Δd2が所定範囲内(−10μm〜+10μm)である場合は、位置ずれの補正を行わない。 Therefore, in the present embodiment, when Δd2 is equal to or smaller than a predetermined range, the positional deviation is not corrected. In this embodiment, when Δd2 is within a predetermined range (−10 μm to +10 μm), the positional deviation is not corrected.
図5を用いて、本実施形態における位置ずれ補正を実施する傾き量の範囲を説明する。 With reference to FIG. 5, the range of the tilt amount for performing the positional deviation correction in the present embodiment will be described.
位置ずれ制御部212は、センサ170およびセンサ171の出力から傾き量(Δd2/d2を求める。そして、傾き量から位置ずれの補正を行うか否か決定する。さらに、位置ずれの補正を行うと決定した場合は、傾き量から各色の位置ずれ補正値602を求める。
The positional
図5において、y軸は位置ずれ制御部212が求めた傾き量を示し、x軸は時間を示す。中間転写ベルトの傾きが傾いていない状態が維持されている場合でも、信号612に示されるようにセンサのノイズ成分により傾き傾き量が変動する。本実施形態で使用するセンサ170および171はノイズ成分として±5μm相当内の傾き量を示す電圧が生じる。つまり、傾き量が±5μm相当内で有る場合は、ノイズ成分であるのか、中間転写ベルトが傾いているのか判別することができない。位置ずれ制御部112が算出した傾き量が±5μm相当内である場合に、この傾き量に基づき位置ずれ補正を実施すると、ノイズ成分に応じて補正してしまう可能性がある。つまり、位置ずれ補正を行うことによって位置ずれを悪化させてしまう可能性がある。そこで、本実施例では電圧602がノイズ成分である可能性がある場合は、位置ずれ補正を実施しないように制御する。一般的に人間が色ずれと認識できる量は10μm以上である。そこで、本実施例では位置ずれ制御部112が算出した傾き量が±10μmの範囲内である場合は、位置ずれ補正を実施しない。
In FIG. 5, the y axis indicates the amount of inclination obtained by the positional
また、位置ずれ制御部112が算出した傾き量が±250μmを超える範囲は、中間転写ベルトの傾きが設計上あり得ない傾きの量である。そこで、本実施例では、位置ずれ制御部112が算出した傾き量が±250μmを超える場合は、位置ずれ補正を実施しない。
Further, the range in which the tilt amount calculated by the
本実施例では、位置ずれ補正を行う傾き量の範囲は、+10μm以上+250μm未満および−250μm超−10μm以下である。このように、位置ずれ補正を行う傾き量の範囲を規定することにより、位置ずれ補正を行うことにより位置ずれが悪化することを防ぐことができる。 In the present embodiment, the range of the inclination amount for performing the positional deviation correction is not less than +10 μm and less than +250 μm and more than −250 μm and not more than −10 μm. In this way, by defining the range of the tilt amount for performing the positional deviation correction, it is possible to prevent the positional deviation from being deteriorated by performing the positional deviation correction.
図6は、位置ずれ制御部212が実行する制御フローを示した図である。ベルトの傾きに応じた位置ずれ補正が開始されると、位置ずれ制御部212は、センサ170およびセンサ171を起動し、ベルトの端部の位置を検知させる(ステップ501)。そして、センサ170およびセンサ171それぞれの検知結果に基づき位置ずれ制御部212は中間転写ベルトの傾き量を算出する(ステップ502)。位置ずれ制御部212は、算出された傾き量が+10μm以上であるか、および算出された傾き量が−10μm以下であるかを判定する(ステップ503)。算出された傾き量が±10μmの範囲を示す電圧で有る場合は(ステップ503 No)、位置ずれ補正を行わない(S607)。一方、傾き量が±10μmの範囲外を示す電圧である場合は(ステップ503 Yes)、算出された傾き量が+250μm以下であるか、および算出された傾き量が−250μm以上を示すかを判定する(ステップ604)。算出された傾き量が±205μmの範囲外を示す場合は(ステップ604 Yes)、エラーステータスを生成し(ステップ606)、位置ずれ補正を実施しない(ステップ607)。算出された傾き量が±205μmの範囲外を示す場合は(ステップ604 No)、算出された傾き量から各色の位置ずれ補正量Δd1を算出し、各色に対して位置ずれ補正を実施する(ステップ505)。
FIG. 6 is a diagram illustrating a control flow executed by the
128 中間転写ベルト
127、126、125、124 感光ドラム
170、171 センサ
128
Claims (4)
前記第1の画像形成手段の下流に配置され第2の色のトナー画像を形成する第2画像形成手段と、
前記第1の画像形成手段によって形成された第1の色のトナー画像と前記第2の画像形成手段によって形成された第2の色のトナー画像とが転写される像担持体と、
前記像担持体の移動方向の異なる位置に配置され、前記像担持体の端部の位置を検知する第1および第2の検知手段と、
前記像担持体において前記第1の色のトナー画像と前記第2の色のトナー画像の位置が合うように、前記第1および第2の検知手段によって検知された前記像担持体の端部の位置に基づき、前記第1の色のトナー画像の形成位置を制御する位置ずれ補正を実行する位置ずれ補正手段とを有し、
前記制御手段は、前記像担持体の傾き量が所定範囲内である場合は前記位置ずれ補正を行わないことを特徴とする画像形成装置。 First image forming means for forming a first color toner image;
A second image forming unit disposed downstream of the first image forming unit to form a second color toner image;
An image carrier onto which a first color toner image formed by the first image forming means and a second color toner image formed by the second image forming means are transferred;
First and second detection means arranged at different positions in the moving direction of the image carrier and detecting the position of the end of the image carrier;
The end of the image carrier detected by the first and second detection means so that the positions of the first color toner image and the second color toner image are aligned with each other on the image carrier. Misregistration correction means for executing misregistration correction for controlling the formation position of the toner image of the first color based on the position;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit does not perform the positional deviation correction when an inclination amount of the image carrier is within a predetermined range.
前記第1検知手段によって検知された前記像担持体の端部の位置に基づき、前記像担持体の傾きを調整するために、前記第1のローラの姿勢を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。 The image carrier is an endless belt and is wound around first and second rollers;
Control means for controlling the attitude of the first roller in order to adjust the inclination of the image carrier based on the position of the end of the image carrier detected by the first detector. The image forming apparatus according to claim 1 or 2.
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