JP4246811B2

JP4246811B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP4246811B2
Application number: JP15594998A
Authority: JP
Inventors: 秀史竹越; 利明田中; 英仁佐々木
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2018-06-04
Also published as: JPH11352737A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被転写媒体上に現像剤像を転写して画像を出力する画像形成装置に係り、特に、被転写媒体上に出力される画像のズレを自動的に補正する機能を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置として、電子写真方式を採用した複写機が知られている。複写機は、原稿に光を照射してその反射光を受光し、所定の画像処理を経て画像データを取得するスキャナ部、取得した画像データに基づくレーザ光を発光し、回転するポリゴンミラーを介して回転する感光体ドラムの表面上に照射し、ドラム表面を露光走査して静電潜像を形成する露光部、ドラム表面上に形成された静電潜像に現像剤を供給して現像する現像部、ドラム表面に接触してドラム表面と同一方向に走行される転写ベルト、およびこの転写ベルトによって保持された被転写媒体としての用紙上にドラム表面上の現像剤像を転写する転写部を備えている。
【０００３】
この複写機を用いて用紙上に画像を出力する場合、原稿からの反射光をスキャナ部の読取り光学系を介して受光素子で受光し、この反射光に所定の画像処理を施して画像データを取得し、この画像データに基づいてレーザ発光装置を介してレーザ光を発光する。或いは、外部装置から入力された画像データに基づいてレーザ光を発光する。そして、このレーザ光を、ポリゴンミラーの回転により、感光体ドラムの回転軸方向、すなわち主走査方向に走査し、且つ感光体ドラムの回転によってドラム表面を副走査方向に走査し、ドラム表面全体を露光する。これにより、ドラム表面上に画像データに応じた静電潜像が形成される。
【０００４】
ドラム表面上の静電潜像は、現像部から供給される現像剤によって可視像化され、この可視像化された現像剤像が転写ベルトによって搬送される用紙上に転写される。
【０００５】
この種の複写機では、読取り光学系に含まれる結像レンズの焦点距離に固体間のばらつきがあり、縮小光学系を採用したことによって光学系の調整のマージンが狭く、露光部のレンズ精度（目標値±０．７％）が低く、レンズ精度を±０％に調整するのが困難なため、画像データに基づく画像を正常な位置に出力するとともに正常な倍率で用紙上に出力するためには、装置の組立て時に出力画像の位置および倍率を正常な値に調整する必要がある。また、組立てた複写機を所定の場所に設置したときにも画像の出力位置および倍率を微調整する必要がある。
【０００６】
画像の出力位置および倍率を調整する場合、当該複写機にてテストパターンを実際に出力し、このテストパターンの主走査方向および副走査方向それぞれの位置ズレ（平行ズレ）および倍率ズレをオペレータが実測して各方向の画像のズレを判断し、画像ズレがなくなるように、コントロールパネルを介して複写機の設定条件が変更される。
【０００７】
具体的には、画像の主走査方向および副走査方向に沿った平行ズレを補正する場合にはレーザーの書込みタイミングを調整し、主走査方向の倍率ズレを補正する場合にはポリゴンミラーを回転するポリゴンモータの回転速度を調整し、副走査方向の倍率ズレを補正する場合には感光体ドラムを回転するドラムモータおよび転写ベルトを走行させるベルトモータの回転速度を調整する。そして、出力される画像に主走査方向および副走査方向それぞれの画像ズレがなくなるまで、上記一連の調整作業が繰り返される。
【０００８】
また、４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像をそれぞれ形成する複数のプロセスユニットを転写ベルトに沿って並設したカラー複写機においては、各色の画像を用紙上に正確に重ね合わせて出力する必要があることから、各色の画像の出力位置および倍率がある１つの画像、例えばブラック画像の出力位置および倍率に合わせるように調整される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の複写機のように、テストパターンを出力して主走査方向および副走査方向の画像ズレをオペレータが実測し、各方向の画像ズレをオペレータが判断して複写機の設定条件を変更するといった調整方法では、画像ズレの調整に多くの時間がかかってしまう。また、オペレータによって画像ズレが判断されるため、調整に個人差が生じてばらつきを生じてしまう。
【００１０】
また、カラー複写機の画像調整では、ブラック画像の出力位置および倍率に他の色の画像の出力位置および倍率を合わせるため、基準となるブラック画像に平行ズレや倍率ズレがある場合には、全ての色の画像にズレを生じ、重ね合わせたカラー画像を正常な位置および倍率で出力することができなくなる。
【００１１】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、出力される画像の平行ズレおよび倍率ズレを自動的且つ正確に補正でき、良質な画像を形成できる画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
また、この発明の画像形成装置は、所定の電位に帯電されて第１の方向に移動される感光体の表面に対し、回転多面鏡を介して反射した画像信号に基づくレーザ光を照射し、上記回転多面鏡の回転によって該レーザ光を上記第１の方向と略直交する第２の方向に走査し、上記感光体表面を露光して該表面上に上記画像信号に基づく静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段にて上記感光体表面上に形成された静電潜像に現像剤を供給して現像する現像手段と、上記感光体表面に対向して上記第１の方向に沿って走行される搬送面を有し、この搬送面上に被転写媒体を保持して上記感光体の表面に形成された現像剤像へ供給する搬送手段と、この搬送手段にて搬送される被転写媒体上に上記感光体の表面上に形成された現像剤像を転写する転写手段と、上記搬送手段の搬送面上に上記第２の方向に離間して予め形成され、上記第２の方向に沿って延びた第１の線分およびこの第１の線分の一端から離れる方向に傾斜して延びた第２の線分をそれぞれ有する一対の基準パターンと、上記搬送面上に出力されたときに、上記一対の基準パターンに対して該搬送面の走行方向に沿って並んで出力されるとともに、上記第２の方向に沿って延びた第１の線分およびこの第１の線分の一端から離れる方向に傾斜して延びた第２の線分をそれぞれ有する一対のテストパターンに関するパターンデータを発生させるパターン発生手段と、このパターン発生手段から発生されたパターンデータに基づいて、上記露光手段、現像手段、および転写手段を介して、上記搬送面上に上記第２の方向に離間して形成される一対のテストパターンと、上記搬送手段の搬送面に対向して固定的に配置され、上記搬送面の走行とともに移動する上記一対の基準パターンおよび一対のテストパターンを順に検出する一対の検出手段と、この一対の検出手段による検出結果に基づいて、上記基準パターンに対する上記テストパターンの上記第１の方向に沿った平行ズレ量を判断し、この平行ズレ量を補正するように上記レーザ光の射出タイミングを調整する第１の制御手段と、上記一対の検出手段による検出結果に基づいて、上記被転写媒体上に転写される現像剤像の上記第１の方向に沿った倍率ズレを補正するように、上記感光体の表面の移動速度、および上記搬送面の走行速度を調整する第２の制御手段と、上記一対の検出手段による検出結果に基づいて、上記被転写媒体上に転写される現像剤像の上記第２の方向に沿った倍率ズレを補正するように、上記回転多面鏡の回転速度を調整する第３の制御手段と、を備えている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１には、この発明の実施の形態に係る画像形成装置として、電子写真方式を採用したフルカラー複写機１（以下、単に複写機１と称する）の要部を概略的に示してある。尚、ここでは、図示簡略化のため、４つの画像形成ユニットのうち１つのユニットのみを代表して示してある。
【００２０】
複写機１は、略水平方向に延設された無端状の転写ベルト２を有している。転写ベルト２は、互いに所定距離離間して略平行に設けられた駆動ローラ３および従動ローラ４に巻回されて張設され、図中矢印方向に無端走行される。駆動ローラ３および従動ローラ４は、それぞれ複写機１のフロント側からリア側に延びた回転軸を有している。駆動ローラ３の回転軸のフロント側の端部には、プーリーおよびベルトを介して転写ベルトモータ５が接続されている。転写ベルトモータ５は、転写ベルトモータドライバ６から出力される駆動信号に基づいて可変速で一定方向に回転可能となっている。また、転写ベルトモータ５には、モータの回転速度を検出するための図示しない回転速度検出器が設けられている。転写ベルト２は、回転速度検出器を介して転写ベルトモータ５の回転速度を監視することにより、所定の走行速度に保持される。
【００２１】
転写ベルト２の外側表面２ａ（以下、単にベルト表面２ａと称する）上であって、被転写媒体としての用紙が保持されることのないベルト端部の領域には、後述する３つ１組の基準パターンが予め形成されている。これらの基準パターンは、ベルト表面２ａ上の所定位置に予め印刷されており、転写ベルト２自体を交換するまで消されることはない。また、これらの基準パターンは、ベルト表面２ａから所定距離離間して対向配置されたパターンセンサ７、８によって検出される。
【００２２】
パターンセンサ７、８は、それぞれ発光部および受光部を有する反射型のセンサであり、複写機１のフロント側のパターンセンサ７はフロント側の基準パターンに対向する位置に配設され、リア側のパターンセンサ８はリア側の基準パターンに対向する位置に配設されている。各パターンセンサ７、８は、検出結果に基づく各種演算処理を行なう演算回路９に接続されている。
【００２３】
転写ベルト２の上方には、４色（イエロー；Ｙ、マゼンタ；Ｍ、シアン；Ｃ、ブラック；Ｋ）の画像をそれぞれ形成するための４つの画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが設けられている。各ユニットは、転写ベルト２の走行方向に沿って一定の間隔で並設されている。尚、ここでは、１つのユニット（代表して画像形成ユニット１０とする）のみを代表して示したが、他の色のユニットも同様の構成を有している。
【００２４】
画像形成ユニット１０は、転写ベルト２のベルト表面２ａに接触した状態で回転される像担持体としての感光体ドラム１１を有している。感光体ドラム１１は、転写ベルト２を巻回した駆動ローラ３および従動ローラ４の各回転軸と略並行に延びた回転軸を有している。感光体ドラム１１の回転軸のフロント側の端部には、ドラムモータ１２が接続されている。ドラムモータ１２は、ドラムモータドライバ１３からの駆動信号に基づいて可変速で一定方向に回転可能となっている。また、ドラムモータ１２には、モータの回転速度を検出するための図示しない回転速度検出器が設けられている。この感光体ドラム１１は、感光体ドラムの表面１１ａ（以下、単にドラム表面１１ａと称する）がベルト表面２ａに転接されるように配置され、ドラム表面１１ａがベルト表面２ａと同じ速度で同一方向に移動される。感光体ドラム１１は、回転速度検出器を介してドラムモータ１２の回転速度を監視することにより、所定の回転速度に保持される。
【００２５】
また、感光体ドラム１１の周囲には、ドラム表面１１ａを所定の電位に帯電させる帯電チャージャ（図示せず）、帯電されたドラム表面１１ａに後述する露光装置を介して形成される静電潜像に現像剤としてのトナーを供給して現像する現像装置１４、感光体ドラム１１に対向して転写ベルト２の反対側に設けられ、ドラム表面１１ａ上で現像されたトナー像を転写ベルト２によって保持搬送される用紙上に静電的に転写する転写装置１５、用紙上に転写されずにドラム表面１１ａに残留した残留トナーを除去するクリーニング装置（図示せず）、およびドラム表面１１ａに残留した電荷を除去する除電ランプ（図示せず）が、感光体ドラム２の回転方向に沿って順に設けられている。
【００２６】
ドラム表面１１ａを露光走査してドラム表面１１ａ上に静電潜像を形成する露光装置２０は、レーザドライバ２１からの駆動信号に基づいてレーザ光を発光するレーザ発光装置２２、このレーザ発光装置２２から発光されたレーザ光を連続的に反射して感光体ドラム１１の回転軸に沿った主走査方向に走査するポリゴンミラー２３、このポリゴンミラー２３を所定方向に可変速で回転させるポリゴンモータ２４、ポリゴンミラー２３で反射されたレーザ光を通過させて焦点補正するｆθレンズ２５、およびこのｆθレンズ２５を通過されたレーザ光をドラム表面１１ａ上の露光位置に向けて折返す折返しミラー２６を有している。
【００２７】
ポリゴンモータ２４には、ポリゴンモータ２４を可変速で回転させるための駆動信号を出力するポリゴンモータドライバ２７が接続されている。また、ポリゴンモータ２４には、モータの回転速度を検出する図示しない回転速度検出器が設けられている。ポリゴンミラー２３は、回転速度検出器を介してポリゴンモータ２４の回転速度を監視することにより、所定の回転数に保持される。
【００２８】
さらに、複写機１は、上述した転写ベルトモータドライバ６、演算回路９、ドラムモータドライバ１３、レーザドライバ２１、およびポリゴンモータドライバ２７に制御信号を出力して、各ドライバ回路をコントロールするメカコントローラ３０を有している。このメカコントローラ３０には、スキャナ部３４を介して入力される画像データ、或いはパソコンなどの外部装置を介して入力される画像データを色分解して変倍、回転等のデータ処理をする画像処理回路３２が接続されている。しかして、メカコントローラ３０は、画像処理回路３２にて所定のデータ処理がなされた画像データに基づいてレーザドライバ２１を制御するとともに、各ドライバ回路に制御信号を出力し、各部の動作をコントロールする。
【００２９】
図２には、上記のように構成された複写機１の動作を制御する制御系のブロック図を示してある。
複写機１の制御系は、上述したメカコントローラ３０を含むＣＰＵ４０を有している。ＣＰＵ４０には、複写機１の各部の設定条件などを入力するためのコントロールパネル４１、コントロールパネル４１を介して入力された設定値などの各種データを一時的に記憶する不揮発性メモリ４２、複写機１全体の制御データを格納したＲＯＭ４３、および後述するテストパターンを有する画像データを発生させるテストパターン発生部４４が接続されている。
【００３０】
また、ＣＰＵ４０には、レーザ発光装置２２を駆動するレーザドライバ２１、ポリゴンミラー２３を回転させるポリゴンモータ２４を駆動するポリゴンモータドライバ２７、感光体ドラム１１を回転させるドラムモータ１２を駆動するドラムモータドライバ１３、転写ベルト２を走行させる転写ベルトモータ５を駆動する転写ベルトモータドライバ６、および転写ベルト２のベルト表面２ａ上に予め形成されている基準パターンおよびテストパターンを検出するパターンセンサ７、８が接続されている。
【００３１】
図３には、転写ベルト２のベルト表面２ａ上に予め形成されている３つの基準パターンＢr1、Ｂf1、Ｂf2を示してある。ここでは、図示を省略したパターンセンサ７、８による検出位置をセンサ検出ラインとして破線で示した。
【００３２】
複写機１のリア側のベルト端部近傍には１つの基準パターンＢr1が形成され、フロント側のベルト端部近傍には２つの基準パターンＢf1、Ｂf2が形成されている。フロント側の基準パターンＢf1およびＢf2は、転写ベルト２の走行方向（副走査方向）に沿って互いに所定距離離間して形成され、フロント側のパターンセンサ７による検出ラインがパターン上の同じ位置を通るように位置決めされている。また、リア側の基準パターンＢr1は、転写ベルト２の主走査方向中心に対してフロント側の基準パターンＢf1と対象形に形成され、基準パターンＢf1と主走査方向に並んで位置決めされている。
【００３３】
各基準パターンＢr1、Ｂf1、Ｂf2は、主走査方向に延びた第１辺およびこの第１辺と同じ長さで副走査方向に直角に延びた第２辺を有する直角二等辺三角形に形成されている。フロント側の２つの基準パターンＢf1、Ｂf2は、それぞれ、第１辺のフロント側の端部からベルトの中心に向けて４５°の角度で傾斜した第３辺を有し、リア側の１つの基準パターンＢr1は、第１辺のリア側の端部からベルトの中心に向けて反対方向に４５°の角度で傾斜した第３辺を有している。
【００３４】
従って、転写ベルト２を一定速度で走行させて各基準パターンＢr1、Ｂf1、Ｂf2をパターンセンサ７、８で検出した場合、検出信号は常に同じ波形になる。つまり、各パターンセンサ７、８が基準パターンを検出する長さａ、すなわち検出時間が同じになる。また、フロント側の基準パターンＢf1の第１辺から基準パターンＢf2の第１辺までの長さｂ、すなわち基準パターンＢf1の検出信号の立ち上がりから基準パターンＢf2の検出信号の立ち上がりまでの時間は常に一定となる。
【００３５】
尚、上述した基準パターンＢr1、Ｂf1、Ｂf2の代りに、図４に示すようなくさび型の基準パターンを転写ベルト２のベルト表面２ａ上に予め形成しても良い。このくさび型の基準パターンは、主走査方向に延びた第１辺を含む所定幅の第１部分、および傾斜した第３辺を含む所定幅の第２部分を有している。
【００３６】
次に、上記複写機１の組立時（または設置時）における画像の平行ズレおよび倍率ズレの調整方法について説明する。
ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ４３からの調整動作指示に応じて、ドラムモータ１２の回転速度の基準となるドラムモータ基準クロック（REF-CLK1）とともに、ドラムモータ１２の回転動作開始および速度切り替えに関するコントロール信号をドラムモータドライバ１３に出力する。REF-CLK1は、ドラムモータ１２のレジスタ値として予め不揮発性メモリ４２に書き換え可能に記憶されている。ドラムモータドライバ１３は、ＣＰＵ４０からのコントロール信号に基づいてドラムモータ１２の回転を開始し、ドラムモータ１２の回転速度がREF-CLK1に相当する速度に安定した時点でイネーブルとなったPLL1信号をＣＰＵ４０に出力する。これにより、感光体ドラム１１が所定の回転速度で回転される。
【００３７】
また、ＣＰＵ４０は、感光体ドラム１１のドラム表面１１ａと転写ベルト２のベルト表面２ａが同じ速度になるように予め設定された転写ベルトモータ５の基準回転速度信号を転写ベルトモータドライバ６に出力する。転写ベルトモータドライバ６は、この信号に基づいて転写ベルトモータ５の回転速度を調整し、転写ベルト２を感光体ドラム１１と同じ速度で走行させる。尚、転写ベルト２は、常に感光体ドラム１１の回転速度と同じ速度に調整されるため、以下の説明では転写ベルト２の速度調整については説明を省略する。
【００３８】
さらに、ＣＰＵ４０は、ポリゴンモータ２４の回転速度の基準となるポリゴンモータ基準クロック（REF-CLK2）とともに、ポリゴンモータ２４の回転動作開始および速度切り替えに関するコントロール信号をポリゴンモータドライバ２７に出力する。REF-CLK2は、ポリゴンモータ２４のレジスタ値として予め不揮発性メモリ４２に書き換え可能に記憶されている。ポリゴンモータドライバ２７は、ＣＰＵ４０からのコントロール信号に基づいてポリゴンモータ２４の回転を開始し、ポリゴンモータ２４の回転速度がREF-CLK2に相当する速度に安定した時点でイネーブルとなったPLL2信号をＣＰＵ４０に出力する。これにより、ポリゴンミラー２３が所定の回転速度で回転される。
【００３９】
つまり、感光体ドラム１１、転写ベルト２、およびポリゴンミラー２３は、それぞれの回転速度を決定する基準クロックを有するレジスタ値に基づいて回転されるため、このレジスタ値を変更することにより回転速度を変更される。
【００４０】
以上のように、感光体ドラム１１、転写ベルト２、およびポリゴンミラー２３が所定の速度で回転されている状態で、フロント側のパターンセンサ７を介して、ベルト表面２ａ上に予め形成されているフロント側の基準パターンＢf1、Ｂf2が検出される。このとき、転写ベルト２の走行方向下流側に位置した基準パターンＢf1（初めに検出されるパターン）の主走査方向に延びた第１辺が検出されてから走行方向上流側に位置した基準パターンＢf2（後に検出されるパターン）の第１辺が検出されるまでの時間ｔがカウントされる。そして、出力される各色の画像の副走査方向の倍率が１００％となるように予め設定された転写ベルト２の既定搬送速度Ｖ、および予め既定されたベルト表面２ａ上の基準パターンＢf1、Ｂf2それぞれの第１辺間の距離ｂ（図３参照）に関する検出時間Ｔ（＝ｂ／Ｖ；既定値）とパターンセンサ７にて実際に検出した検出時間ｔとの差が算出される。
【００４１】
そして、この時間差Ｔ−ｔがプラス（Ｔ−ｔ＞０）の場合には転写ベルト２の走行速度が既定値より速いことが判断されて転写ベルトモータ５の回転速度を遅くするようにレジスタ値が変更され、Ｔ−ｔ＜０の場合には転写ベルト２の走行速度が既定値より遅いことが判断されて転写ベルトモータ５の回転速度を速くするようにレジスタ値が変更される。これにより、転写ベルト２の走行速度が既定値に調整される。また、各画像形成ユニットの感光体ドラム１１の回転速度も転写ベルト２の走行速度に合せて調整される。このようにして、転写ベルト２および感光体ドラム１１の速度が調整され、画像の副走査方向の倍率ズレが補正され、転写ベルト２のレジスタ値が変更設定されるとともに、各感光体ドラム１１のレジスタ値が変更設定される。
【００４２】
上記のように転写ベルト２および各色の感光体ドラム１１が既定の速度に調整されて出力される各色画像の副走査方向の倍率ズレが補正されると、転写ベルト２のベルト表面２ａ上に基準パターンＢf1、Ｂf2、Ｂr1に並んで各色のテストパターンＴfy、Ｔfm、Ｔfc、Ｔfk、Ｔry、Ｔrm、Ｔrc、Ｔrkが出力される（図５参照）。各色のテストパターンは、転写ベルト２の走行方向に沿った中心線に対して対象形に各色それぞれ２つずつ形成され、基準パターンと略同じサイズを有している。尚、これらのテストパターンは、各色の出力画像の副走査方向の平行ズレ、主走査方向の平行ズレ、および主走査方向の倍率ズレを補正するために用いられる。
【００４３】
図５のようにベルト表面２ａ上に各色のテストパターンＴfy、Ｔfm、Ｔfc、Ｔfk、Ｔry、Ｔrm、Ｔrc、Ｔrkを出力する場合、まず、ＣＰＵ４０において、テストパターン発生部４４に予め用意されたテストパターンに関するデータが読み込まれる。ＣＰＵ４０では、このテストパターンデータに基づく画像データを各画像形成ユニットのレーザ発光装置２２を駆動するレーザドライバ２１へ出力する。レーザドライバ２１では、この画像データに基づいて各色のレーザ発光装置２２へレーザ光の発光信号を出力し、各色のレーザ発光装置２２から画像データに基づくレーザ光が発光される。
【００４４】
各色のレーザ発光装置２２から発光されたレーザ光は、ポリゴンミラー２３を介して各色毎の感光体ドラム１１のドラム表面１１ａに向けて反射され、各色のドラム表面１１ａ上に各色毎のテストパターンの静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、それぞれの色の現像剤によって現像された後、順次転写ベルト２のベルト表面２ａ上に転写される。これにより、各色のテストパターンＴfy、Ｔfm、Ｔfc、Ｔfk、Ｔry、Ｔrm、Ｔrc、Ｔrkがベルト表面２ａ上に出力される。
【００４５】
このとき、パターンセンサ７、８を介して３つの基準パターンＢf1、Ｂf2、Ｂr1が予め検出され、各色のテストパターンＴfy、Ｔfm、Ｔfc、Ｔfk、Ｔry、Ｔrm、Ｔrc、Ｔrkが基準パターンに重ならないようにその出力位置が調節されるとともに、各色のテストパターンが互いに一定間隔づつずれてベルト表面２ａ上に出力されるようにその出力位置が調節される。尚、各色のテストパターンは、基準パターンＢf1およびＢr1から転写ベルト２の走行方向に沿って離れる方向に、イエロー；Ｙ、マゼンタ；Ｍ、シアン；Ｃ、ブラック；Ｋの順に並んで形成される。つまり、図５に示すように、各色のテストパターンが所定の順番で転写ベルト２の走行方向に沿って等間隔で並ぶように、ベルト表面２ａ上に出力される。これにより、パターンセンサ７、８にて各色のテストパターンを連続して検出した場合、検出した順序に基づいて検出したテストパターンの色を特定できる。
【００４６】
また、各色のテストパターンＴfy、Ｔfm、Ｔfc、Ｔfk、Ｔry、Ｔrm、Ｔrc、Ｔrkは、基準パターンＢf1、Ｂf2、Ｂr1と異なる形状に形成されている。つまり、各テストパターンは、基準パターンの主走査方向に延びた第１辺および傾斜して延びた第３辺に相当する部分として、第１辺を含む主走査方向に延びた所定幅の第１部分、および第３辺を含む傾斜して延びた所定幅の第２部分を有している。
【００４７】
従って、各テストパターンのパターンセンサ７、８による検出波形は、図６に示すように、基準パターンの検出波形と異なる波形となる。つまり、各テストパターンがパターセンサを通過するとき、第１部分および第２部分の２個所で波形がHighになる。従って、このテストパターンの検出量を基準パターンの検出量と比較する場合、各テストパターンの第１部分の立ち上がり（第１辺）から第２部分の立ち下がり（第３辺）までの長さを基準パターンの検出量と比較する。
【００４８】
ところで、上記テストパターンを用いて各画像形成ユニットによる出力画像の副走査方向の平行ズレを補正する場合、基準パターンの第１辺の検出の立ち上がりから各色のテストパターンの検出の立ち上がりまでの時間が、予め設定された既定時間と比較されて既定時間との間のズレ量が副走査方向の平行ズレ量と判断され、この検出時間のズレがゼロとなるように各色画像の副走査方向の書き出しタイミングが補正される。各画像の副走査方向の書き出しタイミングは、各色の画像形成ユニットのレーザ発光装置２２によるレーザ光の発光タイミングを調整することにより補正される。
【００４９】
また、各画像形成ユニットによる出力画像の主走査方向の平行ズレを補正する場合にも、各色のテストパターンＴfy、Ｔfm、Ｔfc、Ｔfk、Ｔry、Ｔrm、Ｔrc、Ｔrkをベルト表面２ａ上に出力した後、リア側のパターンセンサ８を介して、リア側の基準パターンＢr1およびリア側のテストパターンＴry、Ｔrm、Ｔrc、Ｔrkをそれぞれ検出し、その検出量を比較する。このとき、パターンセンサ８にて連続して検出される各色のテストパターンは、センサ出力がHighとなる信号数をカウントして、奇数カウント時の立ち上がりエッジから偶数カウント時の立ち下がりエッジまでの間隔が各テストパターンの検出量とされる。
【００５０】
そして、基準パターンの検出量より小さい検出量のテストパターンを出力したユニットは、画像の出力位置が主走査方向に沿って装置のフロント側にズレていることが判断され、基準パターンの検出量より大きい検出量のテストパターンを出力したユニットは、画像の出力位置が主走査方向に沿って装置のリア側にズレていることが判断される。つまり、各色画像の主走査方向の平行ズレは、基準パターンの検出量に対する各色のテストパターンの検出量の大小関係に基づいて判断され、検出量に差がなくなるように各画像の主走査方向の書き出しタイミングが補正される。尚、各画像の主走査方向の書き出しタイミングは、各色の画像形成ユニットのレーザ発光装置２２によるレーザ光の発光タイミングを調整することにより補正される。
【００５１】
さらに、各画像形成ユニットによる出力画像の主走査方向の倍率ズレを補正する場合には、上記リア側の各パターンの検出に加え、装置のフロント側の基準パターンＢf1およびテストパターンＴfy、Ｔfm、Ｔfc、Ｔfkがフロント側のパターンセンサ７を介して検出される。フロント側の基準パターンＢf1の検出量に対するフロント側の各テストパターンＴfy、Ｔfm、Ｔfc、Ｔfkの検出量の差には、上述したリア側のテストパターンＴry、Ｔrm、Ｔrc、Ｔrkの基準パターンＢr1に対する検出量の差に加え、各テストパターンの主走査方向の倍率ズレに起因した検出量の差が含まれる。このため、各テストパターンを出力した画像形成ユニットによる出力画像の主走査方向の倍率ズレは、フロント側の各テストパターンの検出量の差からリア側の検出量の差を差し引いた検出量の差として検出できる。
【００５２】
従って、出力画像の主走査方向の倍率ズレを補正する場合、フロント側の検出量の差からリア側の検出量の差を引いた検出量がゼロになるように各色画像の主走査方向の倍率が補正される。具体的には、１つのポリゴンミラーによって４つのレーザ光を走査する構成の複写機では、主走査方向の倍率ズレは、各色の主走査方向のデータを書き込む間隔を調整するクロックを変更することにより補正される。一方、４つのポリゴンミラーによってそれぞれのレーザ光を走査する構成の複写機では、各ポリゴンミラーの回転速度を決定するレジスト値を変更することにより各色画像の主走査方向の倍率ズレを補正できる。
【００５３】
以上のように、本実施の形態の複写機では、転写ベルト２のベルト表面２ａ上に予め３つの基準パターンＢf1、Ｂf2、Ｂr1を形成し、複写機の組立て時に、ベルト表面２ａに対向して配置されたパターンセンサ７、８にてこれらの基準パターンを検出するようにした。また、３つの基準パターンと並んで、各色の画像形成ユニットを介して、ベルト表面２ａ上に各色のテストパターンＴfy、Ｔfm、Ｔfc、Ｔfk、Ｔry、Ｔrm、Ｔrc、Ｔrkを形成し、上記パターンセンサ７、８を介してこれらのテストパターンを検出するようにした。
【００５４】
従って、本実施の形態によると、複写機１の組立て時に、各色の画像形成ユニットによる出力画像の主走査方向および副走査方向の平行ズレおよび倍率ズレを自動的且つ正確に補正でき、良質な画像を形成できる。
【００５５】
また、上述した複写機１の組立て時以外に、例えば、複写機１に電源を投入したイニシャライズ動作時などに、基準パターンを検出することにより、転写ベルト２のライフを判断できる。つまり、転写ベルト２は、使用に応じて摩耗して伸びるため、使用開始時の転写ベルト２に印刷された基準パターンの検出量に対し、所定期間使用した後の転写ベルト２に印刷されている基準パターンの検出量は、大きくなる。従って、この検出量の差を一定期間毎に検出して、検出量の差が基準値を越えたときにベルトのライフを判断し、図示しない表示手段を介してベルトの寿命を表示するようにした。
【００５６】
次に、図７に示すフローチャートを参照して、この発明の他の実施の形態に係る倍率ズレの補正方法について説明する。
まず、転写ベルト２のベルト表面２ａ上に予め印刷されている３つの基準パターンＢf1、Ｂf2、Ｂr1のうち、転写ベルト２の走行方向に沿って装置のフロント側に形成された基準パターンＢf1、Ｂf2がフロント側のパターンセンサ７によって連続して検出される（ステップ１）。そして、各基準パターンそれぞれの第１辺間の間隔から出力画像の副走査方向の倍率が算出され（ステップ２）、既定値と比較されて副走査方向の倍率ズレ量が算出される（ステップ３）。
【００５７】
続いて、算出した倍率ズレ量が許容範囲内であるか否かが判断され（ステップ４）、許容範囲を超えている場合（ステップ４；ＮＯ）に、この倍率ズレに基づく補正レジスタ値が算出され（ステップ５）、感光体ドラム１１の回転速度を決定するレジスタ値および転写ベルト２の走行速度を決定するレジスタ値が補正レジスタ値に基づいて変更される（ステップ６）。そして、副走査方向の倍率ズレが許容範囲内になるまで、ステップ１〜ステップ６の処理が繰り返される。
【００５８】
一方、副走査方向の倍率ズレ量が許容範囲内であることが判断される（ステップ４；ＹＥＳ）と、各色の画像形成ユニットを介してベルト表面２ａ上に各色のテストパターンＴfy、Ｔfm、Ｔfc、Ｔfk、Ｔry、Ｔrm、Ｔrc、Ｔrkが出力される（ステップ７）。続いて、ベルト表面２ａ上に予め印刷された基準パターンとともに各色のテストパターンが、パターンセンサ７、８を介して検出される（ステップ８）。
【００５９】
そして、基準パターンの検出量とテストパターンの検出量とが比較されて主走査方向の倍率が比較され（ステップ９）、各色のテストパターンを出力したそれぞれの画像形成ユニットにおける主走査方向の倍率ズレ量が算出される（ステップ１０）。
【００６０】
さらに、算出した主走査方向の倍率ズレ量が許容範囲内であるか否かが判断され（ステップ１１）、許容範囲を超えている場合（ステップ１１；ＮＯ）に、この倍率ズレに基づくポリゴンミラー２３の補正レジスタ値が算出され（ステップ１２）、ポリゴンミラー２３の回転速度を決定するレジスタ値が補正レジスタ値に基づいて変更される（ステップ１３）。そして、ポリゴンミラー２３のレジスタ値が変更された後、再びステップ１の処理に戻されて副走査方向の倍率ズレが補正され、主走査方向の倍率ズレが許容範囲内になるまで、ステップ１〜ステップ１３の処理が繰り返される。
【００６１】
尚、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上述した実施の形態では３つの基準パターンを転写ベルト２のベルト表面２ａ上に予め印刷したが、これら３つの基準パターンを１組として、複数組の基準パターンを予めベルト表面上に印刷しておいても良い。
【００６２】
また、上述した実施の形態では、各色のテストパターンを転写ベルト２のベルト表面２ａ上に出力し、予め形成された基準パターンと各テストパターンを比較することにより倍率の調整を行なったが、例えば、ブラックのテストパターンのみをベルト表面２ａ上に出力し、このブラックパターンと基準パターンとを比較して倍率調整を行なった後、調整済みのブラックパターンに合せてクロックを選択して他の色を合せ込むようにしても良い。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の画像形成装置は、上記のような構成および作用を有しているので、出力される画像の平行ズレおよび倍率ズレを自動的且つ正確に補正でき、良質な画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る複写機の要部を示す概略図。
【図２】図１の複写機の制御系を示すブロック図。
【図３】図１の複写機に組込まれた転写ベルトおよびベルト表面に印刷された基準パターンを示す斜視図。
【図４】図３の基準パターンの他の例を示す図。
【図５】図３の基準パターンとともにベルト表面上に出力されたテストパターンを示す概略図。
【図６】図５のテストパターンの検出波形を基準パターンの検出波形と比較して示す図。
【図７】この発明の他の実施の形態に係る倍率ズレの補正方法を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…複写機、
２…転写ベルト、
２ａ…ベルト表面、
３…駆動ローラ、
４…従動ローラ、
５…転写ベルトモータ、
６…転写ベルトモータドライバ、
７、８…パターンセンサ、
９…演算回路、
１０…画像形成ユニット、
１１…感光体ドラム、
１１ａ…ドラム表面、
１２…ドラムモータ、
１３…ドラムモータドライバ、
２０…露光装置、
２１…レーザドライバ、
２２…レーザ発光装置、
２３…ポリゴンミラー、
２４…ポリゴンモータ、
２７…ポリゴンモータドライバ、
３０…メカコントローラ、
４０…ＣＰＵ、
４２…不揮発性メモリ、
４３…ＲＯＭ、
４４…テストパターン発生部、
Ｂf1、Ｂf2、Ｂr1…基準パターン、
Ｔfy、Ｔfm、Ｔfc、Ｔfk、Ｔry、Ｔrm、Ｔrc、Ｔrk…テストパターン。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus that transfers a developer image onto a transfer medium and outputs the image, and in particular, an image formation having a function of automatically correcting a deviation of an image output on a transfer medium Relates to the device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an image forming apparatus, a copying machine employing an electrophotographic system is known. The copying machine irradiates a document with light and receives the reflected light, obtains image data through predetermined image processing, emits laser light based on the acquired image data, and passes through a rotating polygon mirror. Irradiates the surface of the rotating photosensitive drum, exposes and scans the drum surface to form an electrostatic latent image, and supplies the developer to the electrostatic latent image formed on the drum surface for development. A developing unit, a transfer belt that contacts the drum surface and travels in the same direction as the drum surface, and a transfer unit that transfers the developer image on the drum surface onto a sheet as a transfer medium held by the transfer belt. I have.
[0003]
When an image is output on paper using this copying machine, reflected light from the original is received by a light receiving element via a reading optical system of the scanner unit, and image data is subjected to predetermined image processing on the reflected light. Based on this image data, laser light is emitted via the laser light emitting device. Alternatively, laser light is emitted based on image data input from an external device. The laser beam is scanned in the rotation axis direction of the photosensitive drum, that is, in the main scanning direction by the rotation of the polygon mirror, and the drum surface is scanned in the sub-scanning direction by the rotation of the photosensitive drum. Exposure. As a result, an electrostatic latent image corresponding to the image data is formed on the drum surface.
[0004]
The electrostatic latent image on the drum surface is visualized by a developer supplied from a developing unit, and the visualized developer image is transferred onto a sheet conveyed by a transfer belt.
[0005]
In this type of copying machine, the focal length of the imaging lens included in the reading optical system varies between solids. By adopting a reduction optical system, the margin for adjustment of the optical system is narrow, and the lens accuracy of the exposure unit ( (Target value ± 0.7%) is low, and it is difficult to adjust the lens accuracy to ± 0%, so that an image based on image data is output to a normal position and output on a sheet at a normal magnification. Therefore, it is necessary to adjust the position and magnification of the output image to normal values when the apparatus is assembled. It is also necessary to finely adjust the image output position and magnification even when the assembled copying machine is installed at a predetermined location.
[0006]
When adjusting the image output position and magnification, the copying machine actually outputs a test pattern, and the operator actually measures the positional deviation (parallel deviation) and magnification deviation in the main scanning direction and sub-scanning direction of the test pattern. Then, the image misalignment in each direction is determined, and the setting conditions of the copying machine are changed via the control panel so that the image misalignment is eliminated.
[0007]
Specifically, the laser writing timing is adjusted when correcting the parallel shift along the main scanning direction and the sub-scanning direction of the image, and the polygon mirror is rotated when correcting the magnification shift in the main scanning direction. When adjusting the rotation speed of the polygon motor and correcting the magnification shift in the sub-scanning direction, the rotation speed of the drum motor that rotates the photosensitive drum and the belt motor that runs the transfer belt is adjusted. The series of adjustment operations are repeated until there is no image shift in the main scanning direction and the sub-scanning direction in the output image.
[0008]
In a color copying machine in which a plurality of process units for forming images of four colors (yellow, magenta, cyan, and black) are arranged side by side along the transfer belt, the images of the respective colors are accurately superimposed on the sheet. Since the output needs to be performed, the output position and magnification of each color image are adjusted to match the output position and magnification of one image, for example, a black image.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, like the above-described conventional copying machine, the test pattern is output, the operator actually measures the image shift in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the operator determines the image shift in each direction, and the setting condition of the copying machine In the adjustment method of changing the image, it takes a long time to adjust the image displacement. In addition, since the image shift is determined by the operator, individual differences occur in the adjustment, resulting in variations.
[0010]
In the image adjustment of a color copying machine, the output position and magnification of another color image are adjusted to the output position and magnification of the black image. The color image is shifted, and the superimposed color image cannot be output at the normal position and magnification.
[0011]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of automatically and accurately correcting parallel shift and magnification shift of an output image and forming a high-quality image. It is in.
[0014]
Also, this invention Painting The image forming apparatus irradiates the surface of the photoconductor, which is charged to a predetermined potential and moved in the first direction, with laser light based on the image signal reflected through the rotary polygon mirror, Exposure means for scanning the laser beam in a second direction substantially orthogonal to the first direction by rotation to expose the surface of the photoreceptor to form an electrostatic latent image based on the image signal on the surface; A developing means for supplying a developer to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive member by the exposure means and developing the electrostatic latent image; and traveling along the first direction facing the surface of the photosensitive member. A transfer unit that holds the transfer medium on the transfer surface and supplies the developer image formed on the surface of the photoreceptor, and a transfer medium that is transferred by the transfer unit. Transfer means for transferring a developer image formed on the surface of the photosensitive member, and the carrying On the conveying surface of the means Spaced apart in the second direction A first line segment that is formed in advance and extends along the second direction, and a second line segment that extends obliquely away from one end of the first line segment, Respectively Have A pair of When the reference pattern is output on the transport surface, the above A pair of Output side by side along the running direction of the transport surface with respect to the reference pattern And The first line segment extending along the second direction and the second line segment extending obliquely away from one end of the first line segment Respectively Have A pair of Pattern generating means for generating pattern data relating to a test pattern, and on the transport surface via the exposure means, developing means, and transfer means based on the pattern data generated from the pattern generating means Spaced apart in the second direction It is formed A pair of The test pattern is fixedly disposed opposite the transport surface of the transport means, and moves with the travel of the transport surface. A pair of Reference pattern and A pair of Detect test patterns in order A pair of Detection means and this A pair of Based on the detection result by the detection means, the first of the test pattern with respect to the reference pattern. 1 Along the direction of parallel Judge the amount of deviation, this parallel First control means for adjusting an emission timing of the laser beam so as to correct a deviation amount; A pair of Based on the detection result by the detecting means, the developer image transferred onto the transfer medium is transferred. Magnification along the first direction Second control means for adjusting the moving speed of the surface of the photosensitive member and the traveling speed of the transport surface so as to correct the deviation; Based on the detection results of the pair of detection means, the rotational speed of the rotary polygon mirror is adjusted so as to correct the magnification deviation along the second direction of the developer image transferred onto the transfer medium. Third control means to It has.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows a main part of a full-color copying machine 1 (hereinafter simply referred to as copying machine 1) employing an electrophotographic system as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. Here, for simplification of illustration, only one of the four image forming units is shown as a representative.
[0020]
The copying machine 1 has an endless transfer belt 2 extending in a substantially horizontal direction. The transfer belt 2 is wound and stretched around a driving roller 3 and a driven roller 4 provided substantially parallel to each other at a predetermined distance, and travels endlessly in the direction of the arrow in the figure. Each of the driving roller 3 and the driven roller 4 has a rotation shaft extending from the front side to the rear side of the copying machine 1. A transfer belt motor 5 is connected to the front end of the rotating shaft of the drive roller 3 via a pulley and a belt. The transfer belt motor 5 can rotate in a fixed direction at a variable speed based on a drive signal output from the transfer belt motor driver 6. Further, the transfer belt motor 5 is provided with a rotation speed detector (not shown) for detecting the rotation speed of the motor. The transfer belt 2 is held at a predetermined traveling speed by monitoring the rotation speed of the transfer belt motor 5 via a rotation speed detector.
[0021]
On the outer surface 2a of the transfer belt 2 (hereinafter simply referred to as the belt surface 2a), the region of the belt end where the paper as the transfer medium is not held is a set of three described later. A reference pattern is formed in advance. These reference patterns are pre-printed at predetermined positions on the belt surface 2a and are not erased until the transfer belt 2 itself is replaced. Further, these reference patterns are detected by pattern sensors 7 and 8 that are arranged to face each other at a predetermined distance from the belt surface 2a.
[0022]
The pattern sensors 7 and 8 are reflective sensors each having a light emitting part and a light receiving part. The pattern sensor 7 on the front side of the copying machine 1 is disposed at a position facing the reference pattern on the front side, and is arranged on the rear side. The pattern sensor 8 is disposed at a position facing the rear side reference pattern. Each of the pattern sensors 7 and 8 is connected to an arithmetic circuit 9 that performs various arithmetic processes based on the detection result.
[0023]
Above the transfer belt 2, four image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K for forming images of four colors (yellow; Y, magenta; M, cyan; C, black; K) are provided. ing. Each unit is arranged in parallel along the traveling direction of the transfer belt 2 at a constant interval. Here, only one unit (representatively, the image forming unit 10) is shown as a representative, but other color units also have the same configuration.
[0024]
The image forming unit 10 includes a photosensitive drum 11 as an image carrier that is rotated in contact with the belt surface 2 a of the transfer belt 2. The photosensitive drum 11 has a rotation shaft extending substantially in parallel with the rotation shafts of the driving roller 3 and the driven roller 4 around which the transfer belt 2 is wound. A drum motor 12 is connected to the front end of the rotating shaft of the photosensitive drum 11. The drum motor 12 can rotate in a fixed direction at a variable speed based on a drive signal from the drum motor driver 13. The drum motor 12 is provided with a rotation speed detector (not shown) for detecting the rotation speed of the motor. The photosensitive drum 11 is disposed such that the surface 11a of the photosensitive drum (hereinafter simply referred to as the drum surface 11a) is in rolling contact with the belt surface 2a, and the drum surface 11a has the same speed and the same direction as the belt surface 2a. Moved to. The photosensitive drum 11 is held at a predetermined rotation speed by monitoring the rotation speed of the drum motor 12 via a rotation speed detector.
[0025]
Further, around the photosensitive drum 11, a charging charger (not shown) for charging the drum surface 11a to a predetermined potential, and an electrostatic latent image formed on the charged drum surface 11a via an exposure device described later. A developing device 14 that supplies toner as a developer to the developing device 14 is provided on the opposite side of the transfer belt 2 so as to face the photosensitive drum 11, and the toner image developed on the drum surface 11 a is held by the transfer belt 2. A transfer device 15 that electrostatically transfers onto the conveyed paper, a cleaning device (not shown) that removes residual toner that is not transferred onto the paper and remains on the drum surface 11a, and a charge that remains on the drum surface 11a. A neutralizing lamp (not shown) is provided in order along the rotational direction of the photosensitive drum 2.
[0026]
An exposure device 20 that exposes and scans the drum surface 11a to form an electrostatic latent image on the drum surface 11a includes a laser light emitting device 22 that emits laser light based on a drive signal from a laser driver 21, and the laser light emitting device 22. A polygon mirror 23 that continuously reflects the laser light emitted from the laser beam and scans it in the main scanning direction along the rotation axis of the photosensitive drum 11, a polygon motor 24 that rotates the polygon mirror 23 in a predetermined direction at a variable speed, An fθ lens 25 that corrects the focus by passing the laser beam reflected by the polygon mirror 23, and a folding mirror 26 that folds the laser beam that has passed through the fθ lens 25 toward the exposure position on the drum surface 11a. ing.
[0027]
A polygon motor driver 27 that outputs a drive signal for rotating the polygon motor 24 at a variable speed is connected to the polygon motor 24. The polygon motor 24 is provided with a rotation speed detector (not shown) that detects the rotation speed of the motor. The polygon mirror 23 is held at a predetermined rotational speed by monitoring the rotational speed of the polygon motor 24 via a rotational speed detector.
[0028]
Further, the copying machine 1 outputs a control signal to the above-described transfer belt motor driver 6, arithmetic circuit 9, drum motor driver 13, laser driver 21, and polygon motor driver 27 to control a mechanical controller 30 that controls each driver circuit. have. The mechanical controller 30 performs image processing such as color separation and image data input via the scanner unit 34 or image data input via an external device such as a personal computer to perform data processing such as scaling and rotation. A circuit 32 is connected. The mechanical controller 30 controls the laser driver 21 based on the image data that has been subjected to predetermined data processing by the image processing circuit 32, and outputs a control signal to each driver circuit to control the operation of each unit. .
[0029]
FIG. 2 is a block diagram of a control system for controlling the operation of the copying machine 1 configured as described above.
The control system of the copying machine 1 has a CPU 40 including the mechanical controller 30 described above. The CPU 40 includes a control panel 41 for inputting setting conditions of each unit of the copying machine 1, a non-volatile memory 42 for temporarily storing various data such as setting values input via the control panel 41, a copying machine A ROM 43 that stores the entire control data and a test pattern generation unit 44 that generates image data having a test pattern to be described later are connected.
[0030]
The CPU 40 includes a laser driver 21 that drives the laser light emitting device 22, a polygon motor driver 27 that drives the polygon motor 24 that rotates the polygon mirror 23, and a drum motor driver that drives the drum motor 12 that rotates the photosensitive drum 11. 13. A transfer belt motor driver 6 that drives a transfer belt motor 5 that runs the transfer belt 2, and pattern sensors 7 and 8 that detect a reference pattern and a test pattern that are formed in advance on the belt surface 2a of the transfer belt 2. It is connected.
[0031]
FIG. 3 shows three reference patterns Br1, Bf1, and Bf2 formed in advance on the belt surface 2a of the transfer belt 2. Here, the detection positions by the pattern sensors 7 and 8 (not shown) are indicated by broken lines as sensor detection lines.
[0032]
One reference pattern Br1 is formed in the vicinity of the belt end on the rear side of the copying machine 1, and two reference patterns Bf1 and Bf2 are formed in the vicinity of the belt end on the front side. The front-side reference patterns Bf1 and Bf2 are formed at a predetermined distance from each other along the running direction (sub-scanning direction) of the transfer belt 2, and the detection lines by the front-side pattern sensor 7 pass through the same position on the pattern. So that it is positioned. The rear-side reference pattern Br1 is formed in an object shape with the front-side reference pattern Bf1 with respect to the center of the transfer belt 2 in the main scanning direction, and is positioned side by side with the reference pattern Bf1 in the main scanning direction.
[0033]
Each of the reference patterns Br1, Bf1, Bf2 is formed in a right isosceles triangle having a first side extending in the main scanning direction and a second side having the same length as the first side and extending at a right angle in the sub-scanning direction. Yes. Each of the two reference patterns Bf1 and Bf2 on the front side has a third side inclined at an angle of 45 ° from the front side end of the first side toward the center of the belt. The pattern Br1 has a third side inclined at an angle of 45 ° in the opposite direction from the rear side end of the first side toward the center of the belt.
[0034]
Therefore, when the transfer belt 2 is run at a constant speed and the respective reference patterns Br1, Bf1, Bf2 are detected by the pattern sensors 7, 8, the detection signals always have the same waveform. That is, the length a in which each of the pattern sensors 7 and 8 detects the reference pattern, that is, the detection time is the same. Further, the length b from the first side of the reference pattern Bf1 on the front side to the first side of the reference pattern Bf2, that is, the time from the rise of the detection signal of the reference pattern Bf1 to the rise of the detection signal of the reference pattern Bf2 is always constant. It becomes.
[0035]
Instead of the above-described reference patterns Br1, Bf1, and Bf2, a wedge-shaped reference pattern may be formed in advance on the belt surface 2a of the transfer belt 2 as shown in FIG. The wedge-shaped reference pattern has a first portion having a predetermined width including a first side extending in the main scanning direction and a second portion having a predetermined width including a third inclined side.
[0036]
Next, a method for adjusting the parallel shift and magnification shift of the image when the copying machine 1 is assembled (or installed) will be described.
In response to an adjustment operation instruction from the ROM 43, the CPU 40 sends a control signal related to the start of rotation operation and speed switching of the drum motor 12 together with a drum motor reference clock (REF-CLK1) that serves as a reference for the rotation speed of the drum motor 12. Output to the driver 13. REF-CLK1 is stored in advance in the nonvolatile memory 42 as a register value of the drum motor 12 so as to be rewritable. The drum motor driver 13 starts the rotation of the drum motor 12 based on the control signal from the CPU 40, and outputs the PLL1 signal that is enabled when the rotation speed of the drum motor 12 is stabilized at a speed corresponding to REF-CLK1 to the CPU 40. Output to. Thereby, the photosensitive drum 11 is rotated at a predetermined rotational speed.
[0037]
Further, the CPU 40 outputs a reference rotation speed signal of the transfer belt motor 5 set in advance so that the drum surface 11 a of the photosensitive drum 11 and the belt surface 2 a of the transfer belt 2 have the same speed to the transfer belt motor driver 6. . The transfer belt motor driver 6 adjusts the rotational speed of the transfer belt motor 5 based on this signal, and causes the transfer belt 2 to travel at the same speed as the photosensitive drum 11. Since the transfer belt 2 is always adjusted to the same speed as the rotation speed of the photosensitive drum 11, the description of the speed adjustment of the transfer belt 2 is omitted in the following description.
[0038]
Further, the CPU 40 outputs to the polygon motor driver 27 a control signal related to the rotational operation start and speed switching of the polygon motor 24 together with the polygon motor reference clock (REF-CLK2) which is a reference of the rotational speed of the polygon motor 24. REF-CLK2 is stored in advance in the nonvolatile memory 42 as a register value of the polygon motor 24 so as to be rewritable. The polygon motor driver 27 starts the rotation of the polygon motor 24 based on the control signal from the CPU 40, and outputs the PLL2 signal that is enabled when the rotation speed of the polygon motor 24 is stabilized to a speed corresponding to REF-CLK2 to the CPU 40. Output to. Thereby, the polygon mirror 23 is rotated at a predetermined rotational speed.
[0039]
That is, the photosensitive drum 11, the transfer belt 2, and the polygon mirror 23 are rotated based on the register value having the reference clock for determining the respective rotation speeds. Therefore, the rotation speed is changed by changing the register value. Is done.
[0040]
As described above, the photosensitive drum 11, the transfer belt 2, and the polygon mirror 23 are formed in advance on the belt surface 2 a via the front-side pattern sensor 7 while being rotated at a predetermined speed. Front-side reference patterns Bf1 and Bf2 are detected. At this time, the reference pattern Bf2 located upstream in the running direction after the first side extending in the main scanning direction of the reference pattern Bf1 (pattern detected first) located downstream in the running direction of the transfer belt 2 is detected. The time t until the first side of the (pattern detected later) is detected is counted. Then, the preset conveyance speed V of the transfer belt 2 set in advance so that the magnification in the sub-scanning direction of each color image to be output becomes 100%, and the reference patterns Bf1 and Bf2 on the belt surface 2a set in advance, respectively. The difference between the detection time T (= b / V; default value) relating to the distance b (see FIG. 3) between the first sides and the detection time t actually detected by the pattern sensor 7 is calculated.
[0041]
When the time difference T-t is positive (T-t> 0), it is determined that the running speed of the transfer belt 2 is faster than a predetermined value, and the register value is set so as to reduce the rotation speed of the transfer belt motor 5. When T−t <0, it is determined that the running speed of the transfer belt 2 is slower than a predetermined value, and the register value is changed so as to increase the rotation speed of the transfer belt motor 5. Thereby, the running speed of the transfer belt 2 is adjusted to a predetermined value. Further, the rotational speed of the photosensitive drum 11 of each image forming unit is also adjusted in accordance with the traveling speed of the transfer belt 2. In this manner, the speeds of the transfer belt 2 and the photosensitive drum 11 are adjusted, the magnification deviation in the sub-scanning direction of the image is corrected, the register value of the transfer belt 2 is changed and set, and each photosensitive drum 11 The register value is changed and set.
[0042]
When the magnification deviation in the sub-scanning direction of each color image output by adjusting the transfer belt 2 and the photosensitive drums 11 for each color as described above is corrected as described above, a reference is formed on the belt surface 2a of the transfer belt 2. The test patterns Tfy, Tfm, Tfc, Tfk, Try, Trm, Trc, Trk of each color are output along with the patterns Bf1, Bf2, Br1 (see FIG. 5). Two test patterns for each color are formed in a target shape with respect to the center line along the running direction of the transfer belt 2 and each has a size substantially the same as the reference pattern. These test patterns are used to correct the parallel displacement in the sub-scanning direction, the parallel displacement in the main scanning direction, and the magnification displacement in the main scanning direction of each color output image.
[0043]
When outputting the test patterns Tfy, Tfm, Tfc, Tfk, Try, Trm, Trc, Trk of each color on the belt surface 2a as shown in FIG. 5, first, the CPU 40 prepares a test pattern prepared in advance in the test pattern generator 44. Data about the pattern is read. The CPU 40 outputs image data based on the test pattern data to the laser driver 21 that drives the laser light emitting device 22 of each image forming unit. The laser driver 21 outputs a laser light emission signal to each color laser light emitting device 22 based on the image data, and the laser light based on the image data is emitted from each color laser light emitting device 22.
[0044]
The laser light emitted from the laser light emitting device 22 for each color is reflected toward the drum surface 11a of the photosensitive drum 11 for each color via the polygon mirror 23, and a test pattern for each color is formed on the drum surface 11a for each color. An electrostatic latent image is formed. These electrostatic latent images are developed with respective color developers, and then sequentially transferred onto the belt surface 2 a of the transfer belt 2. As a result, test patterns Tfy, Tfm, Tfc, Tfk, Try, Trm, Trc, and Trk for each color are output on the belt surface 2a.
[0045]
At this time, three reference patterns Bf1, Bf2, and Br1 are detected in advance via the pattern sensors 7 and 8, and the test patterns Tfy, Tfm, Tfc, Tfk, Try, Trm, Trc, and Trk of each color do not overlap with the reference patterns. As described above, the output position is adjusted, and the output position is adjusted so that the test patterns of the respective colors are output on the belt surface 2a with a predetermined interval. The test patterns for each color are formed in the order of yellow; Y, magenta; M, cyan; C, black; K in a direction away from the reference patterns Bf1 and Br1 along the running direction of the transfer belt 2. That is, as shown in FIG. 5, the test patterns of the respective colors are output on the belt surface 2a so as to be arranged at equal intervals along the running direction of the transfer belt 2 in a predetermined order. Thereby, when the test pattern of each color is continuously detected by the pattern sensors 7 and 8, the color of the detected test pattern can be specified based on the detected order.
[0046]
The test patterns Tfy, Tfm, Tfc, Tfk, Try, Trm, Trc, and Trk for each color are formed in a shape different from the reference patterns Bf1, Bf2, and Br1. That is, each test pattern has a first width of a predetermined width extending in the main scanning direction including the first side as a portion corresponding to the first side extending in the main scanning direction of the reference pattern and the third side extending obliquely. And a second portion having a predetermined width extending in an inclined manner including the third side.
[0047]
Therefore, the detected waveforms of the test patterns by the pattern sensors 7 and 8 are different from the detected waveforms of the reference pattern as shown in FIG. That is, when each test pattern passes through the pattern sensor, the waveform becomes high at two locations, the first portion and the second portion. Therefore, when comparing the detection amount of the test pattern with the detection amount of the reference pattern, the length from the rising edge (first side) of the first part to the falling edge (third side) of the second part of each test pattern is calculated. Compare with the detected amount of the reference pattern.
[0048]
By the way, when correcting the parallel shift in the sub-scanning direction of the output image by each image forming unit using the test pattern, the time from the rising edge of detection of the first side of the reference pattern to the rising edge of detection of the test pattern of each color The amount of deviation from the preset time is compared with a preset preset time and determined as the amount of parallel deviation in the sub-scanning direction, and each color image is written in the sub-scanning direction so that the deviation of the detection time becomes zero. Timing is corrected. The writing start timing of each image in the sub-scanning direction is corrected by adjusting the light emission timing of the laser beam by the laser light emitting device 22 of each color image forming unit.
[0049]
Also, when correcting the parallel shift in the main scanning direction of the output image by each image forming unit, the test patterns Tfy, Tfm, Tfc, Tfk, Try, Trm, Trc, Trk of each color are output on the belt surface 2a. Thereafter, the rear-side reference pattern Br1 and the rear-side test patterns Try, Trm, Trc, and Trk are detected via the rear-side pattern sensor 8, and the detected amounts are compared. At this time, the test pattern of each color continuously detected by the pattern sensor 8 counts the number of signals for which the sensor output is High, and the interval from the rising edge at the odd count to the falling edge at the even count Is the detected amount of each test pattern.
[0050]
A unit that outputs a test pattern having a detection amount smaller than the detection amount of the reference pattern is determined that the output position of the image is shifted to the front side of the apparatus along the main scanning direction. It is determined that the unit that has output a test pattern with a large detection amount has an image output position shifted to the rear side of the apparatus along the main scanning direction. In other words, the parallel shift in the main scanning direction of each color image is determined based on the magnitude relationship of the detection amount of each color test pattern with respect to the detection amount of the reference pattern, and the difference in the detection amount of each image in the main scanning direction is eliminated. The export timing is corrected. Note that the writing start timing of each image in the main scanning direction is corrected by adjusting the laser light emission timing by the laser light emitting device 22 of the image forming unit of each color.
[0051]
Further, when correcting the magnification shift in the main scanning direction of the output image by each image forming unit, in addition to the detection of each pattern on the rear side, the reference pattern Bf1 on the front side of the apparatus and the test patterns Tfy, Tfm, Tfc , Tfk are detected via the pattern sensor 7 on the front side. The difference in the detected amount of each of the test patterns Tfy, Tfm, Tfc, Tfk on the front side with respect to the detected amount of the reference pattern Bf1 on the front side is relative to the reference pattern Br1 of the test patterns Try, Trm, Trc, Trk on the rear side. In addition to the difference in detection amount, a difference in detection amount due to magnification shift in the main scanning direction of each test pattern is included. For this reason, the magnification deviation in the main scanning direction of the output image by the image forming unit that outputs each test pattern is the difference in detection amount obtained by subtracting the difference in detection amount on the rear side from the difference in detection amount on each test pattern on the front side. Can be detected as
[0052]
Therefore, when correcting the magnification deviation in the main scanning direction of the output image, the magnification in the main scanning direction of each color image is set so that the detection amount obtained by subtracting the difference in the detection amount on the rear side from the difference in the detection amount on the front side becomes zero. Is corrected. Specifically, in a copying machine configured to scan four laser beams with one polygon mirror, the magnification deviation in the main scanning direction is changed by changing the clock for adjusting the interval for writing data in the main scanning direction for each color. It is corrected. On the other hand, in a copying machine configured to scan each laser beam with four polygon mirrors, a magnification shift in the main scanning direction of each color image can be corrected by changing a registration value that determines the rotation speed of each polygon mirror.
[0053]
As described above, in the copying machine of the present embodiment, three reference patterns Bf1, Bf2, and Br1 are formed in advance on the belt surface 2a of the transfer belt 2 so as to face the belt surface 2a when the copying machine is assembled. These reference patterns are detected by the arranged pattern sensors 7 and 8. Further, along with the three reference patterns, the test patterns Tfy, Tfm, Tfc, Tfk, Try, Trm, Trc, Trk of the respective colors are formed on the belt surface 2a through the image forming units of the respective colors. These test patterns are detected via 7 and 8.
[0054]
Therefore, according to the present embodiment, when the copying machine 1 is assembled, it is possible to automatically and accurately correct the parallel shift and the magnification shift in the main scanning direction and the sub-scanning direction of the output image of each color image forming unit. Can be formed.
[0055]
Besides, when the copying machine 1 is assembled, the life of the transfer belt 2 can be determined by detecting the reference pattern, for example, at the time of initialization operation when the copying machine 1 is turned on. That is, since the transfer belt 2 is worn and stretched according to use, it is printed on the transfer belt 2 after being used for a predetermined period with respect to the detected amount of the reference pattern printed on the transfer belt 2 at the start of use. The detection amount of the reference pattern increases. Accordingly, the difference in the detected amount is detected at regular intervals, and when the detected amount difference exceeds the reference value, the life of the belt is judged, and the life of the belt is displayed via a display means (not shown). did.
[0056]
Next, with reference to a flow chart shown in FIG. 7, a magnification deviation correction method according to another embodiment of the present invention will be described.
First, of the three reference patterns Bf1, Bf2, and Br1 printed in advance on the belt surface 2a of the transfer belt 2, the reference patterns Bf1 and Bf2 formed on the front side of the apparatus along the traveling direction of the transfer belt 2. Are continuously detected by the pattern sensor 7 on the front side (step 1). Then, the magnification in the sub-scanning direction of the output image is calculated from the interval between the first sides of each reference pattern (step 2), and compared with a predetermined value to calculate the magnification shift amount in the sub-scanning direction (step 3). ).
[0057]
Subsequently, it is determined whether or not the calculated magnification deviation amount is within an allowable range (step 4). When the calculated magnification deviation amount exceeds the allowable range (step 4; NO), a correction register value based on the magnification deviation is calculated. Then, the register value for determining the rotational speed of the photosensitive drum 11 and the register value for determining the traveling speed of the transfer belt 2 are changed based on the correction register value (step 6). Then, the processing from Step 1 to Step 6 is repeated until the magnification deviation in the sub-scanning direction is within the allowable range.
[0058]
On the other hand, if it is determined that the magnification shift amount in the sub-scanning direction is within the allowable range (step 4; YES), the test patterns Tfy, Tfm, Tfc for each color are formed on the belt surface 2a via the image forming units for each color. , Tfk, Try, Trm, Trc, and Trk are output (step 7). Subsequently, a test pattern of each color is detected through the pattern sensors 7 and 8 together with a reference pattern printed in advance on the belt surface 2a (step 8).
[0059]
Then, the detection amount of the reference pattern and the detection amount of the test pattern are compared to compare the magnification in the main scanning direction (step 9), and the magnification shift in the main scanning direction in each image forming unit that outputs the test pattern of each color. A quantity is calculated (step 10).
[0060]
Further, it is determined whether or not the calculated magnification shift amount in the main scanning direction is within an allowable range (step 11), and if it exceeds the allowable range (step 11; NO), the polygon mirror based on this magnification shift is determined. 23 is calculated (step 12), and the register value for determining the rotation speed of the polygon mirror 23 is changed based on the correction register value (step 13). Then, after the register value of the polygon mirror 23 is changed, the process returns to step 1 again to correct the magnification deviation in the sub-scanning direction until the magnification deviation in the main scanning direction is within the allowable range. The process of step 13 is repeated.
[0061]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible within the scope of this invention. For example, in the above-described embodiment, three reference patterns are printed in advance on the belt surface 2a of the transfer belt 2. However, with these three reference patterns as one set, a plurality of sets of reference patterns are printed on the belt surface in advance. You can keep it.
[0062]
In the above-described embodiment, the test pattern of each color is output on the belt surface 2a of the transfer belt 2, and the magnification is adjusted by comparing each test pattern with a reference pattern formed in advance. , Only the black test pattern is output on the belt surface 2a, the black pattern is compared with the reference pattern, and the magnification is adjusted. Then, the clock is selected according to the adjusted black pattern, and other colors are selected. You may make it match.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, since the image forming apparatus of the present invention has the above-described configuration and operation, it is possible to automatically and accurately correct the parallel shift and the magnification shift of the output image, and to obtain a high-quality image. Can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a main part of a copying machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the copier of FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a transfer belt incorporated in the copier of FIG. 1 and a reference pattern printed on the belt surface.
FIG. 4 is a diagram showing another example of the reference pattern of FIG.
FIG. 5 is a schematic view showing a test pattern output on the belt surface together with the reference pattern of FIG. 3;
6 is a diagram showing the detection waveform of the test pattern of FIG. 5 in comparison with the detection waveform of the reference pattern. FIG.
FIG. 7 is a flowchart for explaining a magnification shift correction method according to another embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
1 ... copier,
2 ... transfer belt,
2a ... belt surface,
3 ... Driving roller,
4 ... driven roller,
5. Transfer belt motor,
6 ... transfer belt motor driver,
7, 8 ... Pattern sensor,
9: arithmetic circuit,
10: Image forming unit,
11 ... photosensitive drum,
11a ... drum surface,
12 ... drum motor,
13 ... Drum motor driver,
20 ... exposure device,
21 ... Laser driver,
22 ... Laser light emitting device,
23 ... Polygon mirror,
24 ... Polygon motor,
27 ... Polygon motor driver,
30 ... Mechanical controller
40 ... CPU,
42 ... non-volatile memory,
43 ... ROM,
44 ... test pattern generator,
Bf1, Bf2, Br1 ... reference pattern,
Tfy, Tfm, Tfc, Tfk, Try, Trm, Trc, Trk ... Test patterns.

Claims

The surface of the photosensitive member that is charged to a predetermined potential and moved in the first direction is irradiated with laser light based on the image signal reflected through the rotary polygon mirror, and the laser beam is rotated by the rotation of the rotary polygon mirror. Exposure means for scanning in a second direction substantially orthogonal to the first direction, exposing the surface of the photoreceptor to form an electrostatic latent image based on the image signal on the surface,
Developing means for supplying a developer to the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor by the exposure means and developing the developer;
To a developer image formed on the surface of the photoconductor having a transport surface that travels along the first direction facing the surface of the photoconductor and holds a transfer medium on the transport surface. Conveying means for supplying;
Transfer means for transferring a developer image formed on the surface of the photosensitive member onto a transfer medium conveyed by the conveyance means;
A first line segment formed in advance in the second direction on the transport surface of the transport means and extending along the second direction and inclined in a direction away from one end of the first line segment. A pair of reference patterns each having a second line segment extending as a
When output on the conveying surface, with respect to the pair of the reference pattern is output side by side along the running direction of the conveying surface Rutotomoni, first line segment extending along the second direction And pattern generating means for generating pattern data relating to a pair of test patterns each having a second line segment inclined and extending in a direction away from one end of the first line segment,
Based on the pattern data generated from the pattern generating means, a pair of test patterns formed on the transport surface apart in the second direction via the exposure means, the developing means, and the transfer means; ,
Is fixedly disposed opposite to the conveying surface of the conveying means, and a pair of detection means for detecting the pair of the reference pattern and a pair of test patterns move with travel of the conveying surface in order,
Based on the detection results of the pair of detection means, the amount of parallel deviation along the first direction of the test pattern with respect to the reference pattern is determined, and the laser beam emission timing is corrected so as to correct the amount of parallel deviation. First control means for adjusting
Based on the detection results of the pair of detection means, the moving speed of the surface of the photoreceptor so as to correct the magnification shift along the first direction of the developer image transferred onto the transfer medium; And second control means for adjusting the traveling speed of the conveying surface;
Based on the detection results of the pair of detection means, the rotational speed of the rotary polygon mirror is adjusted so as to correct the magnification deviation along the second direction of the developer image transferred onto the transfer medium. Third control means to
An image forming apparatus comprising:

Said reference pattern, an image forming apparatus according to claim 1, characterized in that the right-angled triangle with a second line segment extending inclined at an angle from one end of the first segment.

The reference pattern includes a first portion having a predetermined width including the first line segment, and a first width having a predetermined width including a second line segment extending at an angle from one end of the first line segment. the image forming apparatus according to claim 1, characterized in that it has two parts.

The test pattern includes a first portion having a predetermined width including the first line segment and a second portion having a predetermined width including the second line segment. Nasu angle image forming apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that equal to the first and second line segment angle of the reference pattern.