JP5025526B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
ここで、各感光体の回転速度が常に一定であれば、画像データに基づく各ラインの露光を一定時間間隔で順次行うことにより、各色画像のライン間隔が均一であるカラー画像を被転写体に形成することができる。しかし、実際には感光体の回転速度は周期的に変動するため、各色画像のライン間隔がばらついた異常なカラー画像が形成されてしまうなど、画像品質に悪影響を及ぼすおそれがある。
そこで、従来から、感光体の回転速度の変動に起因するライン間隔のばらつきを抑制するための技術を備えた画像形成装置がある(特許文献1参照)。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、各感光体からの先頭ラインの形成位置のばらつきを抑制することが可能な画像形成装置を提供するところにある。
本発明によれば、上流の一の感光体の露光開始タイミングにおける回転位相(露光開始位相)が決まれば、一の感光体の回転速度の変動特性に基づき、一の感光体について先頭ラインの露光転写間時間(感光体が露光位置から転写位置に回転するまでの所要時間)が決まる。更に、下流の他の感光体の回転速度の変動特性に基づき、他の感光体について先頭ラインの露光転写間時間が決まる。そして、一の感光体及び他の感光体の露光転写間時間と、被転写体が一の感光体の転写位置から他の感光体の転写位置まで移動する移動時間とから、被転写体上において、一の感光体による先頭ラインの形成位置と他の感光体による先頭ラインの形成位置とのずれを抑制させるような、露光開始時間差(一の感光体の露光開始タイミングと他の感光体の露光開始タイミングとの間の時間差)が決まる。そこで、本発明は、その露光開始時間差を上記露光開始位相に応じて変更するようにした。このような構成であれば、各感光体からの先頭ラインの形成位置のばらつきを抑制することができる。
本発明によれば、複数の感光体は共通の駆動源によって回転駆動するから、これらの複数の感光体は、1回転の周期が互いに同じで、且つ、互いの位相関係は変わらない。よって、上流の一の感光体の露光開始位相が決まれば、下流の他の感光体の回転速度の変動特性に基づき、他の感光体についての先頭ラインの露光転写間時間を精度良く求めることができる。従って、各感光体からの先頭ラインの形成位置のばらつきをより確実に抑制することができる。
本発明によれば、感光体の回転位相を常時監視する必要がなく、感光体が基準回転位相になったことを検出することで容易に露光開始位相を決定できる。
最上流の感光体を除く2以上の下流感光体の露光開始タイミング全てを、最上流の感光体との露光開始時間差として決める方法であってもよいが、これでは、各下流感光体の露光開始タイミングの変更に対して個別の演算処理が必要となり得る。これに対して本発明によれば、各下流感光体の露光開始タイミングは、それに最も近い上流側の感光体の露光開始タイミングを基準に決めるから、各下流感光体の露光開始タイミングの変更に対する演算処理の共通化を図ることが可能になる。
本発明によれば、分割領域の数分の変更パラメータを記憶手段に記憶すれば済むため、記憶容量の軽減を図ることができる。
感光体の1周分の回転速度の変動特性は、一般的に正弦波状を描くため、1周分の回転位相を2の累乗数(2,4,8,16,32...)分に均等分割するのが好ましい。
本発明によれば、露光開始位相が、感光体の回転速度の変動量が大きい回転位相であるほど、細分化した分割位相領域に対応する変更パラメータを利用するから、感光体の回転速度の変動特性に応じて適切に露光開始時間差を変更できる。
一般的に黄色画像は先頭ラインの形成位置がずれていても他色画像に比べて影響が小さい。そこで、黄色画像を形成する感光体に対応する分割位相領域の数を少なくして記憶手段の記憶容量の軽減を図るようにした。
本発明によれば、露光開始タイミングの基準となる感光体との間で回転速度の変動特性の相違が大きい下流感光体ほど、細分化した分割位相領域に対応する変更パラメータを利用するから、感光体の回転速度の変動特性に応じて適切に露光開始時間差を変更できる。
1.プリンタの全体構成
図1,2は、本実施形態のプリンタ1(画像形成装置の一例)の概略構成を示す側断面図である。なお、以下の説明においては、図1,2の紙面左方向がプリンタ1の前方向であり、各図中ではF方向として示してある。また、プリンタ1は4色(ブラックK、イエローY、マゼンタM、シアンC)のトナーによりカラー画像を形成するカラープリンタであり、以下、各構成部品を色ごとに区別する場合には、その構成部品の符号末尾に各色を意味するK(ブラック)、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)を付すものとする。
図2は、感光体28を回転駆動する駆動機構33を簡略化して示した斜視図である。駆動機構33は4つの感光体28の一端側に配置されている。駆動機構33は、各感光体28に対応する4つの駆動ギア34(34K,34Y,34M,34C)が設けられている。各駆動ギア34は、それに対応する感光体28と同軸上で回転可能に設けられ、カップリング機構によって各感光体28に連結される。具体的には、各駆動ギア34には同軸上に嵌合部35が突出形成されており、この嵌合部35が、上記感光体28の端部に形成された凹所36に嵌合し、駆動ギア34の回転駆動に対して感光体28が一体的に回転する。なお、各嵌合部35は、図2に示す嵌合位置と、感光体28から離間した離間位置との間で移動可能となっており、例えばプロセス部20を交換する際には、嵌合部35が離間位置に移動することによりプロセス部20を本体ケーシング2から取り外すことが可能になる。
図3は、プリンタ1の電気的構成を示すブロック図である。
プリンタ1は、同図に示すように、CPU40(決定手段、変更手段の一例)、ROM41、RAM42、NVRAM(不揮発性メモリ)43、ネットワークインターフェイス44を備え、これらに既述の画像形成部10、原点センサ15、レジストセンサ17、表示部45、操作部46などが接続されている。
「先頭ラインの形成位置」とは、用紙搬送方向H(副走査方向)における画像の先頭ラインを感光体28から転写すべき用紙3上の位置をいう。なお、先頭ラインに対応する色画像データが当該色画像を画像形成(転写)しないことを示すデータ(即ち、空白を示すデータ)である場合には、先頭ラインの形成位置に画像ラインが転写されないことがある。一の色画像の先頭ラインの形成位置と、他の色画像の先頭ラインの形成位置とがずれると、色ずれが生じたカラー画像が形成されてしまうため、色画像間での先頭ラインの形成位置のずれを最小限に抑えることが好ましい。
露光開始時間差ΔT'=[一の感光体28の露光転写間時間T1]+[両感光体28,28の転写位置Z間の用紙3の移動時間T3]−[他の感光体28の露光転写間時間T1]・・・式1
「露光転写間時間T1(T1K、T1Y、T1M、T1C)」:露光位置W(WK、WY、WM、WC)にて感光体28上に露光された先頭ライン像が、感光体28の回転により露光位置W(WK、WY、WM、WC)から転写位置Z(ZK、ZY、ZM、ZC)に達するまでの時間。なお、先頭ライン像は、この露光転写間時間内において現像ローラ25により静電潜像から各色の可視像に現像化される。
(A)4つの感光体28は設計上は同一径とされている。
(B)いずれの感光体28も転写位置Z(ZK、ZY、ZM、ZC)に対して略180度回転した位置が、上記LEDユニット18により露光される露光位置W(WK、WY、WM、WC)とされている。
(C)用紙3は、ベルト13によって各転写位置Z間を一定速度(以下、用紙移動速度V1という)で移動するものとする。
(D)最上流の感光体28の露光開始タイミングは、レジストセンサ17が用紙3の先端を検出した検出タイミングから所定時間T0後である。
(E)隣り合う転写位置Z同士の距離Lは全て同じである。
(F)最上流の感光体28Kを除く残りの各感光体28Y、28M、28Cの露光開始タイミングは、それと隣り合う上流の各感光体28K、28Y、28Mの露光開始タイミングを基準に決定する。
ここで、全ての感光体28が互いに同じ速度で等速回転していると仮定する。この場合、全ての感光体28は露光転写間時間T1が常に一定になる。従って、上記式1において[上流側の感光体28の露光転写間時間]と[上流側の感光体28の露光転写間時間]との差はゼロになり、その結果、式1は次のようになる。
露光開始時間差ΔT'=[両感光体28の転写位置Z間の用紙3の移動時間]・・・式2
即ち、露光開始時間差ΔT'は、両感光体28の転写位置Z間の用紙3の移動時間だけで決まり、本実施形態では用紙移動速度V1が一定であるため、露光開始時間差ΔTを固定値とすることができる。
そこで、本実施形態では、露光開始時間差ΔT'を、([一の感光体28の露光転写間時間T1]−[他の感光体28の露光転写間時間T1])に応じて変更するようにしている。
図4等の原点センサ15の原点検出タイミング、及び、各感光体28の回転速度の変動特性の関係は、例えばプリンタ1の製造段階での実験によって得ることができる。具体的には、図5に示すように、各感光体28の一方の端部にロータリーエンコーダ50を装着し、駆動機構33を作動させて、各ロータリーエンコーダ50から出力されるエンコーダパルス信号と、原点センサ15からの検出信号SAとを時系列で記録する。本実施例においては、出荷後のプリンタ1は、ロータリーエンコーダ50を備えていない。
変動特性グラフにおいて、エンコーダパルス間隔Pが基準パルス間隔P0よりも大きいときは、感光体28の表面速度が用紙移動速度V1よりも遅いことを意味し、エンコーダパルス間隔Pが基準パルス間隔P0よりも小さいときは、感光体28の表面速度が用紙移動速度V1よりも速いことを意味する。
露光転写間エンコーダパルス数=[感光体の1周期T分のエンコーダパルス]*[感光体28の露光位置Wから転写位置Zまでの周長]/[感光体28の1周長]・・・式4
例えば操作部46にてユーザが印刷指令をすると、CPU40は、駆動機構33を含むプリンタ1全体のギア機構を回転駆動させる。これにより供給トレイ4からの1枚の用紙3がレジストローラ6に向けて搬送され、このレジストローラ6によって送り出された用紙3の先端がレジストセンサ17によって検出される。CPU40は、レジストセンサ17の検出タイミングから上記所定時間T0後を感光体28Kの露光開始タイミングとし、このとき(用紙3が図4の位置D1に達したとき)に、LEDユニット18Kにより、ブラック画像の先頭ライン像を感光体28Kに露光させる。
(1)本実施形態によれば、上流の一の感光体28Kの露光開始位相P1が決まれば、一の感光体28Kの回転速度の変動特性に基づき、一の感光体28Kについて先頭ラインの露光転写間時間T1Kが決まる。更に、下流の他の感光体28Y、28M、28Cの回転速度の変動特性に基づき、他の感光体28Y、28M、28Cについて先頭ラインの露光転写間時間T1Y、T1M、T1Cが決まる。そして、一の感光体及び他の感光体の露光転写間時間T1K、T1Y、T1M、T1Cと、用紙3が移動時間T3とから、用紙3上において、一の感光体28Kによる先頭ラインの形成位置と他の感光体28Y、28M、28Cによる先頭ラインの形成位置とのずれを抑制させるような、正規の露光開始時間差ΔT'が決まる。そこで、本実施形態は、その露光開始時間差を上記露光開始位相P1に応じて変更するようにした。このような構成であれば、各感光体28からの先頭ラインの形成位置のばらつきを抑制することができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、決定手段は、原点センサ15の原点検出タイミングと感光体28Kの露光開始タイミングとに基づき露光開始位相P1を決定する構成であったが、これに限らず、例えば感光体28Kにロータリーエンコーダを設けて常に回転位相を監視し、感光体28Kの露光開始タイミング時の回転位相を露光開始位相P1として決定する構成などであってもよい。但し、上記実施形態の構成であれば、感光体28Kの回転位相を常時監視する必要なく容易に露光開始位相を決定できる。
3…用紙(被転写体)
18…LEDユニット(露光手段)
15…原点センサ(基準回転位相センサ)
28…感光体
33…駆動機構
38…駆動モータ(駆動源)
40…CPU(決定手段、変更手段)
43…NVRAM(記憶手段)
P1…露光開始位相
Claims (9)
- 被転写体の移動方向に沿って配列された複数の感光体と、
前記複数の感光体を回転駆動する駆動機構と、
各感光体を露光する露光手段と、
前記複数の感光体のうち一の感光体よりも前記被転写体の移動方向上流側で、前記感光体の回転位相と同期をとらずに搬送される移動中の被転写体の先端を検出するセンサと、
前記センサでの検出タイミングから所定時間後を前記一の感光体の露光開始タイミングとし、当該露光開始タイミングでの前記一の感光体の回転位相である露光開始位相を決定する決定手段と、
前記一の感光体の回転位相と、当該一の感光体の露光開始タイミングから、当該一の感光体よりも前記被転写体の移動方向下流側の他の感光体の露光開始タイミングまでの露光開始時間差との対応関係情報を有し、当該対応関係情報に基づき、前記一の感光体と前記他の感光体との露光開始時間差を、前記決定手段で決定された露光開始位相に応じて変更する変更手段と、を備える画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置であって、
前記駆動機構は、前記一の感光体及び前記他の感光体を共通の駆動源によって回動駆動させる構成である、画像形成装置。 - 請求項2記載の画像形成装置であって、
前記決定手段は、前記一の感光体が基準回転位相になったことを検出する基準回転位相センサを有し、当該基準回転位相センサの検出タイミングと前記一の感光体の露光開始タイミングとに基づき前記露光開始位相を決定する構成である、画像形成装置。 - 請求項2または請求項3記載の画像形成装置であって、
前記複数の感光体は3つ以上の感光体であり、そのうち最上流の感光体が前記一の感光体とされ、
前記変更手段は、それぞれ隣り合う感光体同士の露光開始時間差を、前記露光開始位相に応じて変更する構成である、画像形成装置。 - 請求項2〜請求項4のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記感光体の1または複数周分の回転位相を複数に分割してなる各分割位相領域ごとに、当該各分割領域内の一の回転位相において、前記一の感光体による先頭ラインの形成位置と前記他の感光体による先頭ラインの形成位置とのずれを抑制させるよう前記露光開始時間差を変更するための変更パラメータが、前記対応関係情報として記憶される記憶手段を有し、
前記変更手段は、前記露光開始位相が属する分割位相領域に対応する変更パラメータに基づき前記露光開始時間差を変更する構成である、画像形成装置。 - 請求項5に記載の画像形成装置であって、
前記各分割位相領域は、前記感光体の1周分の回転位相を2の累乗数分に均等分割して形成されている、画像形成装置。 - 請求項5に記載の画像形成装置であって、
前記複数の分割位相領域のうち、前記感光体の回転速度の変動量が大きい分割位相領域は領域幅が狭く、前記感光体の回転速度の変動量が小さい分割位相領域は領域幅が広い、画像形成装置。 - 請求項5又は請求項7に記載の画像形成装置であって、
前記複数の感光体は、黄色画像及び他色画像をそれぞれ形成する3つ以上の感光体であり、最上流の感光体を除く2以上の下流感光体が前記他の感光体とされ、
当該黄色画像を形成する感光体については、他色画像を形成する感光体に比べて、前記記憶手段における前記分割位相領域の数が少ない、画像形成装置。 - 請求項5から請求項7のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記複数の感光体は3つ以上の感光体であり、最上流の感光体を除く2以上の下流感光体が前記他の感光体とされ、
前記露光開始タイミングの基準となる感光体との間で回転速度の変動特性の相違が大きい下流感光体については、当該相違が小さい下流感光体に比べて、前記記憶手段における前記分割位相領域の数が多い、画像形成装置。
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