JP2016053694A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、画像形成装置における色ずれ補正技術に関する。 The present disclosure relates to a color misregistration correction technique in an image forming apparatus.
電子写真方式の画像形成装置として、各色の画像形成部を設け、各色の画像形成部から中間転写ベルトに画像を転写し、さらに、中間転写ベルトから記録材に一括して画像を転写するタンデム方式が知られている。この様な画像形成装置では、各色の画像形成部における機械的要因により、画像を重ね合わせたときに色ずれ(位置ずれ)が生じ得る。特に、レーザスキャナと感光体とを、各色の画像形成部毎に有する構成では、レーザスキャナと感光体との位置関係が色毎に異なることで色ずれが生じる。このため、画像形成装置では、色ずれ補正制御が行なわれる。特許文献1は、中間転写ベルトに現像剤像である色ずれ検出用の検出パターンを形成し、光学センサにより検出パターンを検出して色ずれ量を求め、これにより色ずれ補正を行う構成を開示している。なお、検出パターンは、感光体や、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラの回転むらの影響を抑制するため、所定の条件に従って形成される。
As an electrophotographic image forming apparatus, each color image forming unit is provided, and an image is transferred from the image forming unit of each color to an intermediate transfer belt, and further, the image is transferred from the intermediate transfer belt to a recording material in a batch. It has been known. In such an image forming apparatus, color misregistration (positional misregistration) may occur when the images are overlapped due to mechanical factors in the image forming unit of each color. In particular, in a configuration in which a laser scanner and a photoconductor are provided for each color image forming unit, color misregistration occurs because the positional relationship between the laser scanner and the photoconductor is different for each color. Therefore, color misregistration correction control is performed in the image forming apparatus.
感光体や、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラの回転むらの影響を抑制するためには、回転むらによる影響を相殺する様に検出パターンに含まれる各現像剤像を形成する必要があり、検出パターンの副走査方向の長さが長くなっていた。ここで、副走査方向とは、感光体や、中間転写ベルトの回転方向に対応する。 In order to suppress the influence of rotation unevenness of the photoconductor and the driving roller that drives the intermediate transfer belt, it is necessary to form each developer image included in the detection pattern so as to cancel the influence of the rotation unevenness. The length of the pattern in the sub-scanning direction was long. Here, the sub-scanning direction corresponds to the rotation direction of the photoconductor and the intermediate transfer belt.
本発明は、色ずれ検出パターンの副走査方向の長さを短くできる画像形成装置を提供するものである。 The present invention provides an image forming apparatus that can shorten the length of the color misregistration detection pattern in the sub-scanning direction.
本発明の一側面によると、回転駆動される感光体と、光を照射することで前記感光体に静電潜像を形成する光照射手段と、前記静電潜像が現像された現像剤像が転写される像担持体と、を備え、補正用の静電潜像である潜像パターンと、補正用の現像剤像である検出パターンとを形成することが可能な画像形成装置であって、前記感光体に形成された前記潜像パターンを検出する第1検出手段と、前記像担持体に形成された前記検出パターンを検出する第2検出手段と、前記第1検出手段による第1検出結果と、前記第2検出手段による第2検出結果とに基づき、前記第2検出結果を前記第1検出結果で補正する補正手段と、を備えていることを特徴とする。 According to one aspect of the present invention, a photosensitive member that is rotationally driven, a light irradiation unit that forms an electrostatic latent image on the photosensitive member by irradiating light, and a developer image obtained by developing the electrostatic latent image And an image carrier that can transfer a latent image pattern that is an electrostatic latent image for correction and a detection pattern that is a developer image for correction. First detection means for detecting the latent image pattern formed on the photoconductor, second detection means for detecting the detection pattern formed on the image carrier, and first detection by the first detection means And correcting means for correcting the second detection result with the first detection result based on the result and the second detection result by the second detection means.
本発明によると、色ずれ検出パターンの副走査方向の長さを短くできる。 According to the present invention, the length of the color misregistration detection pattern in the sub-scanning direction can be shortened.
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the following embodiment is an illustration and does not limit this invention to the content of embodiment. In the following drawings, components that are not necessary for the description of the embodiments are omitted from the drawings.
<第一実施形態>
図1は、本実施形態における画像形成装置の構成図である。なお、参照符号の末尾の英文字a、b、c及びdは、それぞれ、当該部材がイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の現像剤像を形成するためのものであることを示している。また、色を区別する必要が無い場合には、末尾の英文字a、b、c及びdを除いた参照符号を使用する。感光体22は、像担持体であり、画像形成時、回転駆動される。帯電ローラ23は、対応する感光体22の表面を一様な電位に帯電させる。一例として、帯電ローラ23が出力する帯電バイアスは−1200Vであり、これにより、感光体22の表面は−700V(暗電位)の電位に帯電される。スキャナユニット20は、形成する画像の画像データに応じたレーザ光で感光体22の表面を走査・露光することで、感光体22に静電潜像を形成する光照射部である。一例として、レーザ光での露光により、静電潜像が形成されている箇所の電位は−100V(明電位)となる。現像器25は、それぞれ、対応する色の現像剤を有し、現像スリーブ24により、感光体22の静電潜像に現像剤を供給することで、感光体22の静電潜像を現像する。一例として、現像スリーブ24が出力する現像バイアスは−350Vであり、この電位により現像器25は現像剤を静電潜像に付着させる。一次転写ローラ26は、感光体22に形成された現像剤像を、像担持体であり、ローラ31、32及び33により張架された中間転写ベルト30に転写する。なお、中間転写ベルト30は、画像形成時、駆動ローラ33の回転に従属して回転駆動される。一例として、一次転写ローラ26が出力する一次転写バイアスは+1000Vであり、この電位により一次転写ローラ26は現像剤像を中間転写ベルト30に転写する。なお、このとき、各感光体22の現像剤像を重ね合わせて中間転写ベルト30に転写することでカラー画像が形成される。この様に、画像形成装置は、感光体22に静電潜像を、中間転写ベルト30に現像剤像を形成することが可能な様に構成されている。
<First embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment. Note that the English letters a, b, c, and d at the end of the reference numerals form the developer images of the members in yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk), respectively. It shows that it is a thing. In addition, when it is not necessary to distinguish colors, reference numerals excluding the last alphabetic characters a, b, c, and d are used. The photoreceptor 22 is an image carrier and is driven to rotate during image formation. The charging roller 23 charges the surface of the corresponding photoconductor 22 to a uniform potential. As an example, the charging bias output from the charging roller 23 is −1200 V, and thereby the surface of the photosensitive member 22 is charged to a potential of −700 V (dark potential). The scanner unit 20 is a light irradiation unit that forms an electrostatic latent image on the photosensitive member 22 by scanning and exposing the surface of the photosensitive member 22 with a laser beam corresponding to image data of an image to be formed. As an example, the potential of the portion where the electrostatic latent image is formed becomes −100 V (bright potential) by exposure with laser light. Each of the developing devices 25 has a corresponding color developer, and the developing sleeve 24 supplies the developer to the electrostatic latent image on the photosensitive member 22 to develop the electrostatic latent image on the photosensitive member 22. . As an example, the developing bias output from the developing sleeve 24 is −350 V, and the developing unit 25 attaches the developer to the electrostatic latent image by this potential. The primary transfer roller 26 is an image carrier that transfers the developer image formed on the photosensitive member 22 to the
二次転写ローラ27は、搬送路18を搬送される記録材12に、中間転写ベルト30の現像剤像を転写する。定着ローラ対16及び17は、記録材12を加熱・加圧して、記録材12に転写された現像剤像を記録材12に定着させる。なお、記録材12も像担持体である。クリーニングブレード35は、中間転写ベルト30から記録材12に転写されなかった現像剤を容器36に回収する。また、中間転写ベルト30に形成された色ずれ補正のための検出パターンを検出するため、検出センサ40が中間転写ベルト30に対向して設けられている。検出センサ40は、中間転写ベルト30に向けて光を照射し、その反射光に基づき検出パターンを検出する。
The
なお、スキャナユニット20は、レーザではなく、LEDアレイ等により感光体22を露光する形態とすることができる。また、中間転写ベルト30を設けるのではなく、各感光体22の現像剤像を記録材12に直接転写する画像形成装置であっても良い。
The scanner unit 20 may be configured to expose the photosensitive member 22 by an LED array or the like instead of a laser. Further, instead of providing the
図2(A)は、画像形成部の各プロセス部への高圧電源の供給系統を示す図である。ここで、プロセス部とは、帯電ローラ23、現像器25及び一次転写ローラ26の少なくともいずれかを含む、画像形成のために感光体22に作用する部材である。帯電電源回路43は、対応する帯電ローラ23に電圧を印加する。また、現像電源回路44は、対応する現像器25の現像スリーブ24に電圧を印加する。さらに、一次転写電源回路46は、対応する一次転写ローラ26に電圧を印加する。この様に、帯電電源回路43、現像電源回路44、一次転写電源回路46は、プロセス部に対する電圧印加部として機能する。
FIG. 2A illustrates a high-voltage power supply system to each process unit of the image forming unit. Here, the process unit is a member that acts on the photosensitive member 22 for image formation, including at least one of the charging roller 23, the developing device 25, and the primary transfer roller 26. The charging
続いて、図2(B)を用いて本実施形態における帯電電源回路43について説明する。変圧器62は、駆動回路61によって生成される交流信号の電圧を数十倍の振幅に昇圧する。ダイオード1601及び1602とコンデンサ63及び66によって構成される整流回路51は、昇圧された交流信号を整流・平滑する。そして整流・平滑化された信号は、出力端子53から、帯電ローラ23に直流電圧として出力される。オペアンプ60は、出力端子53の電圧を検出抵抗67、68によって分圧した電圧と、エンジン制御部54によって設定された電圧55とが等しくなるよう、駆動回路61の出力電圧を制御する。そして、出力端子53の電圧に従い、帯電ローラ23、感光体22及びグラウンドを経由して電流が流れる。なお、以下の説明において、帯電ローラ23が帯電バイアスを出力することで帯電ローラ23と感光体22との間で流れる電流を帯電電流と呼ぶ。
Next, the charging
電流検出回路50は、帯電電流に応じた検出電圧56を出力するために設けられる。検出電圧56は、コンパレータ74の負極入力端子に入力される。コンパレータ74の正極入力端子には、基準電圧(Vref)75が入力されている。コンパレータ74は、検出電圧56と基準電圧75の大小に応じた二値化電圧561をエンジン制御部54に出力する。具体的には、コンパレータ74は、検出電圧56が基準電圧75を下回ると"ハイ"を出力し、それ以外の場合には"ロー"を出力する。
The
後述する様に、本実施形態においては、感光体22の回転むらにより生じる検出パターンの検出タイミングのずれ量を検出するために、スキャナユニット20は潜像パターンを感光体22に形成する。なお、潜像パターンとは、静電潜像である潜像マークを、感光体22の回転方向にそって複数形成したものである。これも後述する様に、潜像マークが、帯電ローラ23の対向位置を通過すると、検出電圧56は、一旦、減少する。閾値である基準電圧75は、潜像マークの通過を検出できる様に、潜像マークが帯電ローラ23の対向位置にないときの検出電圧56と、潜像マークが帯電ローラ23の対向位置を通過するときの検出電圧56の最小値との間の値に設定される。この構成により、潜像マークが、帯電ローラ23の対向位置を通過すると、コンパレータ74は、1つの立ち上がりと、その後の1つの立下りを有する二値化電圧561をエンジン制御部54に出力する。エンジン制御部54は、例えば、二値化電圧561の立ち上がり及び立下がりの中点を潜像マークの検出タイミングとする。なお、エンジン制御部54は、二値化電圧561の立ち上がり及び立下がりの何れか一方のみを検出して、潜像マークの検出タイミングとすることもできる。
As will be described later, in the present embodiment, the scanner unit 20 forms a latent image pattern on the photosensitive member 22 in order to detect the amount of detection timing shift of the detection pattern caused by uneven rotation of the photosensitive member 22. The latent image pattern is a pattern in which a plurality of latent image marks that are electrostatic latent images are formed along the rotation direction of the photosensitive member 22. As will also be described later, when the latent image mark passes through the position facing the charging roller 23, the
続いて、図2(B)の電流検出回路50について説明する。電流検出回路50は、変圧器62の2次側回路500とグラウンド57との間に挿入されている。オペアンプ70の非反転入力端子は基準電圧73に接続され、反転入力端子は抵抗67及び68を介して出力端子53に接続されている。オペアンプ70の入力インピーダンスは非常に高いため、帯電電流のほぼ総ては抵抗71に流れる。従って、オペアンプ70の出力端子には帯電電流に応じた検出電圧56が現れる。より詳しくは、帯電電流が増加すると検出電圧56は減少し、帯電電流が減少すると検出電圧56は増加する。尚、コンデンサ72は、オペアンプ70の反転入力端子を安定させるためのものである。
Next, the
エンジン制御部54は、画像形成装置の動作を統括的に制御する。CPU321は、RAM323を主メモリ、ワークエリアとして利用し、EEPROM324に格納される各種制御プログラムに従い画像形成装置を制御する。また、ASIC322は、CPU321の指示のもと、画像形成において、例えば、各モータの制御や、現像バイアス等の高圧電源制御等を行う。尚、CPU321の機能の一部或いは全てをASIC322に行わせても良く、また、逆にASIC322の機能の一部或いは全てをCPU321に代わりに行わせても良い。またエンジン制御部54の機能の一部を他の制御部相当のハードウェアに担わせても良い。
The
次に、図3を用いてエンジン制御部54の動作について説明する。図3のアクチュエータ331は、感光体22の駆動モータや現像器25の離間モータなどのアクチュエータ類を総称して表している。また、図3のセンサ330は、レジストレーションセンサ、電流検出回路50などのセンサ類を総称して表している。エンジン制御部54は、各センサ330から取得した情報に基づいて、各種処理を行う。アクチュエータ331は、例えば、現像スリーブ24を離隔させる為のカムを駆動する駆動源として機能する。
Next, the operation of the
形成部327は、スキャナユニット20を制御することで、後述する潜像マークを各感光体22に形成する。また、形成部327は、後述する、中間転写ベルト30に色ずれ補正用の検出パターンを形成する処理も行う。プロセス制御部328は、潜像マーク検出時や、画像形成時における各プロセス部の動作・設定を制御する。色ずれ補正制御部329は、検出パターンの検出結果と、潜像マークの検出結果に基づき後述する色ずれ補正を行う。
The forming
図4は、本実施形態において色ずれ量の検出のため、中間転写ベルト30に形成する検出パターンの一部を示す図である。なお、図4の検出パターンの右側の文字Y、M、C、Kは、それぞれ対応する現像剤像の色が、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを示している。また、現像剤像を貫く点線は、検出センサ40の検出位置であり、各現像剤像の左側のty1等は、対応する現像剤像の検出センサ40による検出時刻を示している。検出パターンは、図4において右肩上がりの現像剤像を含むパターン110と、右肩下がりの現像剤像を含むパターン111とを含んでいる。なお、各現像剤像は、中間転写ベルト30の移動方向に対して45度だけ傾いたライン状としている。例えば、色ずれの基準色をイエローとすると、マゼンタの副走査方向(中間転写ベルト30の移動方向)の色ずれ量Δmsは、中間転写ベルト30の移動速度をVとすると、
Δms=V×((tm1−ty1)+(tm2−ty2))/2
と求めることができる。また、マゼンタの主走査方向(副走査方向と直交する方向)の色ずれ量Δmmは、イエローとマゼンタの基準距離をYMとすると、
Δmm=V×((tm1−ty1−YM)−(tm2−ty2+YM))
と求めることができる。
FIG. 4 is a diagram showing a part of a detection pattern formed on the
Δms = V × ((tm1−ty1) + (tm2−ty2)) / 2
It can be asked. Further, the color misregistration amount Δmm in the main scanning direction of magenta (direction orthogonal to the sub-scanning direction) is defined as YM as a reference distance between yellow and magenta.
Δmm = V × ((tm1-ty1-YM) − (tm2-ty2 + YM))
It can be asked.
まず、従来の色ずれ補正について説明する。図5は、従来技術による検出パターンを示している。図5の検出パターンは、図4のパターン110を、副走査方向に4回連像して形成し、その後、図4のパターン111を副走査方向に4回連続して形成したものである。なお、中間転写ベルト30の主走査方向における画像形成領域の両端近傍に、同じ検出パターンを2つ形成し、それぞれを、対応する検出センサ40で検出している。なお、以下の説明においては、一例として、駆動ローラ33及び感光体22に周期むらがあるものとする。さらに、具体的な数値例として、感光体22の周長を48mm、駆動ローラ33の周長を40mmとする。
First, conventional color misregistration correction will be described. FIG. 5 shows a detection pattern according to the prior art. The detection pattern of FIG. 5 is formed by continuously forming the
図5の検出パターンにおいては、駆動ローラ33及び感光体22の2つの周期むらを相殺するために、同一色の現像剤像の副走査方向の距離を、この2つの周期むらに基づき決定する。以下では、代表して、左側の検出パターンのイエローの現像剤像112、113、114及び115によりこの距離の決定方法について説明する。
In the detection pattern of FIG. 5, in order to cancel out the two period unevenness of the driving
まず、駆動ローラ33による周期むらを相殺するために、現像剤像112及び113の距離と、現像剤像114及び115の距離を、それぞれ、駆動ローラ33の周長の半分である20mmとする。つまり、現像剤像112及び113と、現像剤像114及び115は、それぞれ、駆動ローラ33の逆位相となる様に形成する。したがって、現像剤像112及び113それぞれの駆動ローラ33による周期むらによるずれ量は、同じ絶対値で互いに逆符号となり、駆動ローラ33による周期むらの影響が相殺される。現像剤像114及び115についても同様である。
First, in order to cancel out the period unevenness caused by the
さらに、感光体22による周期むらを相殺するために、現像剤像112及び114の距離と、現像剤像113及び115の距離を、それぞれ、感光体22の周長の(3/2)倍である72mmとする。つまり、現像剤像112及び114と、現像剤像113及び115は、それぞれ、感光体22の逆位相となる様に形成する。したがって、現像剤像112及び114それぞれの感光体22による周期むらによるずれ量は、同じ絶対値で互いに逆符号となり、感光体22による周期むらの影響が相殺される。現像剤像113及び115についても同様である。
Further, in order to cancel out the period unevenness due to the photosensitive member 22, the distance between the
代表して、パターン110内の4つのイエローの現像剤像について説明したが、パターン110内の他の色の現像剤像や、パターン111内の現像剤像についても同様である。以上、従来においては、周期むらを相殺できる様に、同じ色の現像剤像の配置位置が制限され、よって、検出パターン全体の長さが長くなっていた。本実施形態では、以下に詳細を説明する様に、感光体22の周期むらによる検出パターンの検出タイミングのずれを潜像マークにより検出する。したがって、検出パターンにおいては、感光体22の周期むらを考慮する必要がなく、検出パターンの長さを短くできる。
As a representative, the four yellow developer images in the
図6は、本実施形態による色ずれ補正のタイミングチャートである。エンジン制御部54は、時刻T1で一次転写バイアスをオン状態からオフ状態に変化させる。なお、オフ状態にするのではなく、一次転写ローラ26を中間転写ベルト30及び感光体22に影響を与えない位置まで離間させる構成であっても良い。続いて、時刻T2〜T4において、エンジン制御部54は、各感光体22に、周期むら検出用の静電潜像である潜像パターンを形成する。潜像パターンは、図7(A)に示す潜像マーク80を複数含んでいる。なお、時刻T2から時刻T4までの期間は、感光体22が1周するのに要する時間である。つまり、エンジン制御部54は、各感光体22に、感光体22の1周に渡って潜像パターンを形成する。
FIG. 6 is a timing chart of color misregistration correction according to the present embodiment. The
図7(A)は、代表して、イエローの現像剤像の形成に係る感光体22aに1つの潜像マーク80が形成された様子を示している。なお、他の色に関しても同様である。潜像マーク80は、例えば、主走査方向においては、画像領域の全体に渡る長さとし、副走査方向においては、走査線で30本程度の幅となる様に形成する。なお、主走査方向の長さについては、良好な検出結果を得るために、画像形成領域の半分以上の長さとすることができる。また、主走査方向については、画像領域の外側まで広げて形成しても良い。なお、エンジン制御部54は、各潜像マーク80を所定の時間間隔で形成することで潜像パターンを形成する。
FIG. 7A representatively shows a state in which one
図6に戻り、時刻T3において、潜像マーク80が帯電ローラ23の対向位置に到達すると、エンジン制御部54は、タイマをスタートさせる。なお、この時刻T3は、基準タイミングとなる。時刻T3〜T5において、エンジン制御部54は、帯電電流により、各潜像マーク80を検出する。
Returning to FIG. 6, when the
ここで、潜像マーク80の検出の原理について図8を用いて説明する。図8(A)は、1つの潜像マーク80が帯電ローラ23の対向位置を通過したときの、図2の検出電圧56の時間変動を示している。図8(A)に示す様に、潜像マーク80が帯電ローラ23と対向する位置を通過すると、検出電圧56はそれに応じて、一旦下がり、その後、復帰する様に変化する。ここで、検出電圧56が図8(A)に示す様に変動する理由について説明する。図8(B)及び(C)は、潜像マーク80に現像剤が付着していない場合と、付着している場合における、感光体22の表面電位を示している。なお、これら図において横軸は感光体22の回転方向の表面位置を示し、領域93は潜像マーク80が形成されている位置を示している。また縦軸は電位を示し、感光体22の暗電位をVD(例えば−700V)、明電位をVL(例えば−100V)、帯電ローラ23の帯電バイアス電位をVC(例えば−1000V)としている。
Here, the principle of detection of the
潜像マーク80が形成されている領域93では、帯電ローラ23と感光体22との電位差96、97が、それ以外の領域における電位差95と比べ大きくなる。このため、潜像マーク80が帯電ローラ23の対向位置に到達すると帯電電流は増加する。帯電電流が増加すると、既に説明した様に検出電圧56は減少する。この様に、検出電圧56は、感光体22の表面電位を反映したものとなっている。なお、図8(C)に示す様に、潜像マーク80に現像剤が付着していたとしても、潜像マーク80が形成された位置とそれ以外の位置では感光体22表面の電位は異なる。よって、潜像マーク80に現像剤が付着していても帯電電流は変化し、潜像マーク80を帯電電流により検出することができる。したがって、本発明における潜像マーク80とは、現像剤が付着していないもののみならず、現像剤を付着している場合も含むものである。
In the
検出電圧56は、潜像マーク80により、一旦減少して元の値に戻るので、図2のコンパレータ74は、1つの潜像マーク80が帯電ローラ23の対向位置を通過すると、立ち上がりと立下りの2つのエッジを二値化電圧561として出力する。エンジン制御部54は、例えば、二値化電圧561の立ち上がり又は立下りの検出タイミングを、潜像マーク80の検出タイミングとすることができる。また、エンジン制御部54は、例えば、二値化電圧561の立ち上がりと立下りの中間のタイミングを、潜像マーク80の検出タイミングとすることができる。
The
図9(A)及び(B)は、ある感光体22に形成した潜像パターンの検出結果を示している。なお、図9(A)は、感光体22に周期むらが無い場合を、図9(B)は、感光体22に周期むらが生じている場合の検出結果である。なお、図9(A)〜(C)において、時間Tは、感光体22が1周するのに要する時間である。感光体22に周期むらが無い場合、感光体22の表面速度は一定値Vrefである。したがって、ある潜像マーク80を検出してから次の潜像マーク80を検出するまでの期間ta(k)、(k=1〜nの整数であり、nは、潜像マーク形成数から1を引いた数)は、同じとなる。
9A and 9B show the detection results of the latent image pattern formed on a certain photoconductor 22. 9A shows the detection result when the photosensitive member 22 has no periodic unevenness, and FIG. 9B shows the detection result when the photosensitive member 22 has uneven periodicity. 9A to 9C, the time T is the time required for the photoreceptor 22 to make one revolution. When the photosensitive member 22 has no periodic variation, the surface speed of the photosensitive member 22 is a constant value Vref. Accordingly, a period ta (k) from detection of a certain
一方、感光体22に周期むらが発生している場合、感光体22の表面速度は周期むらにより周期的に変動する。したがって、図9(B)に示す様に、互いに隣接する2つの潜像マーク80の検出タイミング間の期間tb(k)も周期的に変動する。例えば、潜像マーク80を形成した時間間隔と、2つの潜像マーク80の検出タイミングの期間tb(k)とから、感光体22の表面速度の変動量を求めることができる。図9(C)は、この様にして求めた速度変動を時間に対してプロットしたものであり、各点を補間することで、曲線Cが得られる。曲線Cは、以下の式により近似できる。
C=a×sin(2πt/T+Ψ)+Vref (1)
なお、aは感光体22の表面速度のVrefに対する変動最大値であり、Ψは初期位相である。
On the other hand, when the unevenness of the photoconductor 22 occurs, the surface speed of the photoconductor 22 periodically varies due to the nonuniformity. Therefore, as shown in FIG. 9B, the period tb (k) between the detection timings of the two adjacent latent image marks 80 also periodically varies. For example, the fluctuation amount of the surface speed of the photosensitive member 22 can be obtained from the time interval at which the
C = a × sin (2πt / T + Ψ) + Vref (1)
Note that a is the maximum fluctuation value of the surface speed of the photosensitive member 22 with respect to Vref, and Ψ is the initial phase.
図6に戻り、時刻T5の後、エンジン制御部54は、現像剤像による検出パターンを形成するため、帯電ローラ23に帯電バイアスを出力させて感光体22を帯電させる。その後、現像スリーブ24を感光体22に当接させて、検出パターンを感光体22に形成し、一次転写バイアスを一次転写ローラ26に出力させて、感光体22の検出パターンを中間転写ベルト30に転写させる。その後、時刻T6から、検出センサ40により中間転写ベルトの検出パターンを検出して色ずれ量を求め、色ずれが低減する様に画像形成条件、例えば、スキャナユニット20による静電潜像の形成タイミング等を調整する。
Returning to FIG. 6, after time T <b> 5, the
図10は、本実施形態による検出パターンを示している。図10の検出パターンは、図5の検出パターンと異なり、パターン110とパターン111を、それぞれ、副走査方向に2回繰り返したものである。図10において、パターン110とパターン111内の同じ色の現像剤像は、駆動ローラ33の周期むらを相殺するため、駆動ローラ33の周長の半分の間隔にて配置される。例えば、感光体22に周期むらが発生していない場合、スキャナユニット20によって、図7(B)の感光体22の点Xに形成された検出パターンの現像剤像は、一定時間Tref後に、中間転写ベルト30の点Yに転写される。しかし、感光体22に周期むらが発生していると、静電潜像の形成から、当該静電潜像を現像した現像剤像の中間転写ベルト30への転写位置までの移動時間が変化するため、点Yとは異なる中間転写ベルト30の点Zに転写されてしまう。したがって、点Zと点Yとの距離が、感光体22の周期むらを原因とする色ずれ量となり、実際の色ずれ量に加算されてしまう。
FIG. 10 shows a detection pattern according to this embodiment. The detection pattern in FIG. 10 is different from the detection pattern in FIG. 5 in that the
本実施形態では、以下に説明する様に、潜像マーク80の検出結果に基づき、検出パターンの検出結果を補正して色ずれ量を求める。図11(A)は、感光体22に周期むらが発生していない場合の、図11(B)は、感光体22に周期むらが発生している場合の感光体22の表面速度と時間の関係を示している。なお、図11(A)及び(B)において、時刻Sy(i)は、検出パターンのある現像剤像を形成するための静電潜像が、感光体22に形成され始めた時刻である。さらに、図11(A)の時刻Sy(i)+Trefは、周期むらが発生していない場合において、現像剤像が中間転写ベルト30に転写され始めた時刻である。さらに、図11(B)の時刻Sy(i)+tは、周期むらが発生している場合において、現像剤像が中間転写ベルト30に転写され始めた時刻である。なお、図11(A)及び(B)における時刻0は、図9(C)の時刻0と同じとする。
In the present embodiment, as described below, the detection result of the detection pattern is corrected based on the detection result of the
図11(A)及び(B)において、斜線部の面積は、共に、図7(B)の点Xから現像剤像の中間転写ベルト30への転写位置までの感光体22表面の移動距離であり等しい。ここで、図11(A)の斜線部の面積はTref×Vrefである。一方、中間転写ベルト30への転写位置における感光体の表面の移動速度の時間変化Vは、時刻0を図9(C)の時刻0と同じとすると、式(2)の通りとなる。
V=a×sin(2πt/T+Ψ−φ)+Vref (2)
ここで、φは、図7(B)に示す様に、速度変動を求めた帯電ローラ23と、中間転写ベルト30との位相差である。よって、図11(B)の斜線部分の面積は、式(2)を時刻Sy(i)から時刻Sy(i)+tまで積分することにより求められる。したがって、図11(A)及び(B)の各斜線部分の面積が等しいとの方程式をtについて解くことで、期間tを求めることができる。また、期間Trefは、感光体に周期むらが無いときの理想的な期間、つまり基準期間である。したがって、エンジン制御部54は、感光体の周期むらによる検出パターンの検出タイミングのずれ量ΔYを、ΔY=t−Trefにより求めることができる。そして、エンジン制御部54は、検出センサ40による検出パターンの各現像剤像の検出タイミングDy(i)を、対応する検出タイミングのずれ量ΔYで補正することで、感光体の周期むらによる検出タイミングのずれを相殺することができる。
11A and 11B, the area of the hatched portion is the moving distance of the surface of the photosensitive member 22 from the point X in FIG. 7B to the transfer position of the developer image onto the
V = a × sin (2πt / T + Ψ−φ) + Vref (2)
Here, φ is a phase difference between the charging roller 23 for which the speed fluctuation is obtained and the
図12は、本実施形態による色ずれ補正のフローチャートである。エンジン制御部54は、S10で感光体22の一周に渡って潜像パターンを形成し、S11で帯電電流に基づき潜像パターンの各潜像マーク80を検出する。そして、エンジン制御部54は、S12において、各潜像マーク80の検出タイミングから、感光体22の周期むらによる感光体22の表面速度の速度変動を判定する。その後、エンジン制御部54は、S13で図10に示す検出パターンを中間転写ベルト30に形成し、S14で検出センサ40により検出パターンを検出する。エンジン制御部54は、S15で検出パターンの各現像剤像の検出タイミングを、感光体の速度変動に基づき補正し、S16において補正後の検出タイミングから各色の色ずれ量を求め、この色ずれ量を減少させる様に画像形成タイミング等の調整を行う。
FIG. 12 is a flowchart of color misregistration correction according to this embodiment. The
以上、本実施形態では、検出パターンの各現像剤像の配置において感光体22の周期むらを考慮する必要はなく、よって、検出パターンの副走査方向の長さを短くできる。したがって、色ずれ補正制御に要する時間を短縮させることができる。さらに、検出パターンを構成する現像剤像の数を少なくでき、よって、色ずれ補正において消費するトナー量を削減できる。 As described above, in the present embodiment, it is not necessary to consider the period unevenness of the photosensitive member 22 in the arrangement of the developer images of the detection pattern, and thus the length of the detection pattern in the sub-scanning direction can be shortened. Therefore, the time required for color misregistration correction control can be shortened. Furthermore, the number of developer images constituting the detection pattern can be reduced, so that the amount of toner consumed in color misregistration correction can be reduced.
<第二実施形態>
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態では、帯電電源回路43に電流検出回路50を設け、帯電ローラ23と感光体22との間で流れる帯電電流により潜像マーク80を検出していた。本実施形態では、一次転写電源回路46に電流検出回路50を設け、一次転写ローラ26と感光体22との間で流れる転写電流により潜像マーク80を検出する。図13は、本実施形態による一次転写電源回路46の構成図である。一次転写バイアスは、正極性であるため、整流を行うダイオード1601及び1602の向きが、図2(B)の帯電電源回路43と異なること以外、その動作は図2(B)の帯電電源回路43と同じである。また、感光体22の周期むらによる表面速度の時間変化の検出についても、第一実施形態の帯電電流が転写電流になること以外は同様である。なお、本実施形態においては、転写位置にて速度変動を観測するため、第一実施形態における式(1)をそのまま積分して期間tを求めることになる。
<Second embodiment>
Next, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In the first embodiment, the
[その他の実施形態]
第一実施形態は帯電電流により、また、第二実施形態は転写電流により潜像マーク80の検出を行っていた。しかしながら、同様の原理により、現像スリーブ24と感光体22との間で流れる現像電流により潜像マーク80を検出する構成であっても良い。また、感光体22に向けて印加するバイアスが一定ではなく、感光体22との間で流れる電流が一定となる様にバイアスを変化させる構成においては、バイアスの変化により潜像マーク80を検出する構成とすれば良い。この場合、中間転写ベルト30への転写位置における感光体22の表面の移動速度の時間変化Vは、時刻0を図9(C)の時刻0と同じとすると、式(3)の通りとなる。
V=a×sin(2πt/T+Ψ+β)+Vref (3)
[Other Embodiments]
In the first embodiment, the
V = a × sin (2πt / T + Ψ + β) + Vref (3)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。 The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
20:スキャナユニット、22:感光体、23:帯電ローラ、25:現像器、26:一次転写ローラ、30:中間転写ベルト、50:電流検出回路、40:検出センサ、54:エンジン制御部、329:色ずれ補正制御部 20: Scanner unit, 22: Photoconductor, 23: Charging roller, 25: Developer, 26: Primary transfer roller, 30: Intermediate transfer belt, 50: Current detection circuit, 40: Detection sensor, 54: Engine control unit, 329 : Color shift correction controller
Claims (10)
光を照射することで前記感光体に静電潜像を形成する光照射手段と、
前記静電潜像が現像された現像剤像が転写される像担持体と、
を備え、補正用の静電潜像である潜像パターンと、補正用の現像剤像である検出パターンとを形成することが可能な画像形成装置であって、
前記感光体に形成された前記潜像パターンを検出する第1検出手段と、
前記像担持体に形成された前記検出パターンを検出する第2検出手段と、
前記第1検出手段による第1検出結果と、前記第2検出手段による第2検出結果とに基づき、前記第2検出結果を前記第1検出結果で補正する補正手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。 A rotationally driven photoreceptor;
Light irradiating means for forming an electrostatic latent image on the photoreceptor by irradiating light;
An image carrier to which a developer image obtained by developing the electrostatic latent image is transferred;
An image forming apparatus capable of forming a latent image pattern that is an electrostatic latent image for correction and a detection pattern that is a developer image for correction,
First detection means for detecting the latent image pattern formed on the photosensitive member;
Second detection means for detecting the detection pattern formed on the image carrier;
Correction means for correcting the second detection result with the first detection result based on the first detection result by the first detection means and the second detection result by the second detection means;
An image forming apparatus comprising:
前記第2検出結果は、前記複数の現像剤像それぞれの検出タイミングであり、
前記補正手段は、前記複数の現像剤像それぞれの検出タイミングを前記第1検出結果に基づき補正することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 The detection pattern includes a plurality of developer images;
The second detection result is a detection timing of each of the plurality of developer images.
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the correction unit corrects the detection timing of each of the plurality of developer images based on the first detection result.
前記第1検出結果は、前記複数の潜像マークそれぞれの検出タイミングであり、
前記補正手段は、前記複数の潜像マークそれぞれの検出タイミングに基づき前記感光体の周期的な速度変動を求めることを特徴とする請求項3から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The latent image pattern includes a plurality of latent image marks that are electrostatic latent images,
The first detection result is a detection timing of each of the plurality of latent image marks,
6. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the correction unit obtains a periodic speed fluctuation of the photoconductor based on a detection timing of each of the plurality of latent image marks.
前記第1検出手段は、前記感光体と前記プロセス手段との間を流れる電流により前記潜像パターンを検出することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 Further comprising process means acting on the photoreceptor,
8. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first detection unit detects the latent image pattern based on a current flowing between the photoconductor and the process unit. 9.
前記感光体を帯電させる帯電手段、前記感光体の静電潜像を現像して現像剤像を形成する現像手段及び前記感光体に形成された現像剤像を前記像担持体に転写する転写手段のいずれかであることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。 The process means includes
Charging means for charging the photoconductor, developing means for developing an electrostatic latent image on the photoconductor to form a developer image, and transfer means for transferring the developer image formed on the photoconductor to the image carrier The image forming apparatus according to claim 8, wherein the image forming apparatus is any one of the following.
前記検出パターンに含まれる現像剤像の配置は、前記駆動ローラの周期的な速度変動に基づき決定されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の画像形成装置。 A drive roller for driving the image carrier;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the arrangement of the developer image included in the detection pattern is determined based on a periodic speed fluctuation of the driving roller.
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