JP5124390B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、コピー機やプリンタ、複合機等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copier, a printer, or a multifunction peripheral.
近年、複写機やプリンタに代表される電子写真法を用いた画像形成装置における画像形成方式の1つとして、ブラック(BK)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の4色分の感光体ドラムを一列に配置し、各感光体ドラムに形成(現像)された各色のトナー像を、用紙または中間転写体に順次転写することにより高速フルカラー印刷を実現するカラータンデム方式が知られている。例えば、下記特許文献1及び2には、このようなカラータンデム方式を採用した画像形成装置において、感光体ドラム等の機械部品の寸法誤差や取付け誤差に起因して発生する色ズレを防止するための補正処理に関する技術が開示されている。
ところで、カラータンデム方式を採用した画像形成装置において、色ズレが発生する要因は機械部品の寸法誤差や取付け誤差だけに限らない。例えば、近年の画像形成装置では、高速化を図るために、各種センサの出力信号を基に所定の演算処理を実行して各種の制御信号を出力する演算回路を複数設置する構成が採用されている。これらの演算回路は、基板規模を小さくするためにそれぞれ個別の基板上に配置され、さらに各基板上には、それぞれの演算回路を動作させるためのクロック信号源である発振回路が個別に設けられていることが一般的である。このように基板毎に(演算回路毎に)発振回路を個別に設ける構成を採用する理由は、仮にある基板上の発振回路で生成したクロック信号を他の基板に供給する構成を採用すると、発振周波数が高いことによりクロック伝送品質上問題が生じたり、不要な電磁輻射が大きくなるためである。 By the way, in the image forming apparatus adopting the color tandem method, the cause of the color misregistration is not limited to the dimensional error and the mounting error of the machine parts. For example, in recent image forming apparatuses, in order to increase the speed, a configuration in which a plurality of arithmetic circuits that execute predetermined arithmetic processing based on output signals of various sensors and output various control signals is installed is adopted. Yes. These arithmetic circuits are arranged on individual boards in order to reduce the board scale, and furthermore, an oscillation circuit as a clock signal source for operating each arithmetic circuit is individually provided on each board. It is common to have. The reason for adopting a configuration in which an oscillation circuit is individually provided for each substrate (for each arithmetic circuit) in this way is that if a configuration in which a clock signal generated by an oscillation circuit on a certain substrate is supplied to another substrate is employed, This is because a high frequency causes a problem in clock transmission quality and unnecessary electromagnetic radiation increases.
しかしながら、基板毎に発振回路を設ける構成を採用した場合であっても、それぞれの発振回路は理想の発振周波数に対して公差を有するため、全ての発振回路の発振周波数が全く同じ関係を保つことはない。このような発振回路間に存在する発振周波数の公差ズレが上述した色ズレの要因となる可能性がある。ここで、発振周波数の公差ズレに起因する色ズレを具体的に説明するために、例えば、感光体ドラムに対してポリゴンミラーによってレーザを照射することで露光を行うレーザ・スキャニング・ユニット(以下、LSUと称す)を搭載し、各色の感光体ドラムに形成(現像)された各色のトナー像を、中間転写体である転写ベルトに順次転写(1次転写)した後、転写ベルトに形成された画像を2次転写ローラによって用紙に一括転写(2次転写)する構成のカラータンデム方式を採用した画像形成装置を想定する。 However, even when a configuration in which an oscillation circuit is provided for each substrate is employed, each oscillation circuit has a tolerance with respect to an ideal oscillation frequency, so that the oscillation frequencies of all the oscillation circuits are kept exactly the same. There is no. There is a possibility that the tolerance deviation of the oscillation frequency existing between the oscillation circuits causes the color deviation described above. Here, in order to specifically explain the color shift caused by the tolerance shift of the oscillation frequency, for example, a laser scanning unit (hereinafter referred to as a laser scanning unit) that performs exposure by irradiating the photosensitive drum with a laser by a polygon mirror. The toner image of each color formed (developed) on the photosensitive drum of each color is sequentially transferred (primary transfer) to the transfer belt, which is an intermediate transfer body, and then formed on the transfer belt. Assume an image forming apparatus that employs a color tandem method in which an image is collectively transferred (secondary transfer) onto a sheet by a secondary transfer roller.
このような画像形成装置において、LSUのレーザ走査速度を決定付けるポリゴンモータ(ポリゴンミラーを駆動するモータ)の制御クロック信号を生成する演算回路と、転写ベルトを駆動する転ベルモータの制御クロック信号を生成する演算回路とに対し、クロック信号を供給する発振回路が個別に設けられている場合、発振回路間に発振周波数の公差ズレが存在するため、感光体ドラムへのレーザ走査による露光処理速度と転写ベルトの移動速度との間に速度差が発生し、その結果、転写ベルト上に1次転写された画像の副走査方向に色ズレが発生することになる。 In such an image forming apparatus, an arithmetic circuit that generates a control clock signal of a polygon motor (motor that drives a polygon mirror) that determines the laser scanning speed of the LSU and a control clock signal of a rotating bell motor that drives the transfer belt are generated. If the oscillation circuit that supplies the clock signal is provided separately from the arithmetic circuit that performs the operation, there is a tolerance deviation in the oscillation frequency between the oscillation circuits. A speed difference is generated with respect to the moving speed of the belt, and as a result, color misregistration occurs in the sub-scanning direction of the image primarily transferred onto the transfer belt.
本出願人は、上記のような発振回路毎に存在する発振周波数の公差ズレに起因して発生する色ズレを防止し得る発明を、特願2007−300240として出願している。以下、この特願2007−300240に記載されている発明について、図6に示すように、ポリゴンモータに第1制御クロック信号を供給する第1演算回路33と、転ベルモータに第2制御クロック信号を供給する第2演算回路37とを含むモータ制御回路を例示して説明する。
The present applicant has applied for an invention that can prevent color misregistration caused by tolerance deviation of oscillation frequency existing in each oscillation circuit as described above as Japanese Patent Application No. 2007-300240. Hereinafter, regarding the invention described in Japanese Patent Application No. 2007-300240, as shown in FIG. 6, a first
図6において、基準発振回路30は、周波数foを有する基準クロック信号を生成して第1周波数カウンタ32及び第2周波数カウンタ36に出力する。ここで、基準クロック信号の周波数foは、以下に述べる第1クロック信号の周波数fa及び第2クロック信号の周波数fbと比べて十分低い値(例えば1/1000)に設定されている。第1発振回路31は、周波数faを有する第1クロック信号を生成して第1周波数カウンタ32及び第1演算回路33に出力する。
In FIG. 6, the
第1周波数カウンタ32は、基準クロック信号を被計測クロック、第1クロック信号を計測クロックとする周波数カウンタであり、基準クロック信号の周期を第1クロック信号で計測した結果を表す第1カウント値Ca(=fa/fo)を第1演算回路33に出力する。第1センサ群34は、ポリゴンモータの駆動開始タイミングや駆動停止タイミング等、第1制御クロック信号の生成に必要な情報を検出するためのセンサであり、この情報を表す出力信号を第1演算回路33に出力する。
The
第1演算回路33は、第1カウント値Ca及び第1センサ群34から取得した情報に基づいて、第1クロック信号を分周(分周比Na)してポリゴンモータを制御するための第1制御クロック信号を生成する。ここで、第1演算回路33は、第1カウント値Caを基に、基準クロック信号と第1クロック信号との周波数ズレを補正して第1制御クロック信号を生成する機能を有している。具体的には、第1演算回路33は、基準発振回路30と第1発振回路31の発振周波数に公差ズレがない理想的な場合の第1カウント値Caoを予め記憶しており、第1周波数カウンタ32から出力される第1カウント値Caを理想的な第1カウント値Caoで除算することにより、周波数ズレ率Za(=Ca/Cao)を算出する。
The first
そして、第1演算回路33は、上記のように算出した周波数ズレ率Zaを用いて分周比Naを補正し(具体的には、分周比Naに周波数ズレ率Zaを乗算する)、補正後の分周比Na’を用いて第1制御クロック信号を生成する。この時、第1制御クロック信号の周波数fa1は、fa1=fa/Na’=fa/(Na・Za)で表される。つまり、基準クロック信号と第1クロック信号との周波数ズレが補正された状態で第1制御クロック信号が生成される。
Then, the first
第2発振回路35は、周波数fbを有する第2クロック信号を生成して第2周波数カウンタ36及び第2演算回路37に出力する。第2周波数カウンタ36は、基準クロック信号を被計測クロック、第2クロック信号を計測クロックとする周波数カウンタであり、基準クロック信号の周期を第2クロック信号で計測した結果を表す第2カウント値Cb(=fb/fo)を第2演算回路37に出力する。第2センサ群38は、転ベルモータの駆動開始タイミングや駆動停止タイミング等、第2制御クロック信号の生成に必要な情報を検出するためのセンサであり、この情報を表す出力信号を第2演算回路37に出力する。
The
第2演算回路37は、第2カウント値Cb及び第2センサ群38から取得した情報に基づいて、第2クロック信号を分周(分周比Nb)して転ベルモータを制御するための第2制御クロック信号を生成する。ここで、第2演算回路37は、第2カウント値Cbを基に、基準クロック信号と第2クロック信号の周波数ズレを補正して第2制御クロック信号を生成する機能を有している。具体的には、第2演算回路37は、基準発振回路30と第2発振回路35の発振周波数に公差ズレがない理想的な場合の第2カウント値Cboを予め記憶しており、第2周波数カウンタ36から出力される第2カウント値Cbを理想的な第2カウント値Cboで除算することにより、周波数ズレ率Zb(=Cb/Cbo)を算出する。
The second
そして、第2演算回路37は、上記のように算出した周波数ズレ率Zbを用いて分周比Nbを補正し(具体的には、分周比Nbに周波数ズレ率Zbを乗算する)、補正後の分周比Nb’を用いて第2制御クロック信号を生成する。この時、第2制御クロック信号の周波数fb1は、fb1=fb/Nb’=fb/(Nb・Zb)で表される。つまり、基準クロック信号と第2クロック信号との周波数ズレが補正された状態で第2制御クロック信号が生成される。
Then, the second
このような構成を採用することにより、第1発振回路31及び第2発振回路35の発振周波数fa、fbに公差ズレが存在する場合であっても、第1演算回路33にて生成される第1制御クロック信号と、第2演算回路37にて生成される第2制御クロック信号とは、基準クロック信号に対して同期関係に維持されるため、レーザ走査速度(露光処理速度)と転写ベルトの移動速度との間に速度差が発生することを防止することができ、その結果、転写ベルト上に1次転写された画像の副走査方向に色ズレが発生することを防止することができる。
By adopting such a configuration, even if there is a tolerance deviation in the oscillation frequencies fa and fb of the
一方、近年の画像形成装置では、複数のメカトロ部品に対して各々の制御クロック信号を供給して動作させている。よって、上述した特願2007−300240の発明を用いて、画像形成装置内部のシステム全体における発振回路同士の公差ずれを完全に補正しようとすると、各々の制御クロック信号を生成している全ての回路(ハード・ソフトを含む)に対して補正演算を行う必要があり、それらの補正演算のためにCPUや演算回路等のリソースが消費されてしまう。 On the other hand, recent image forming apparatuses are operated by supplying respective control clock signals to a plurality of mechatronic components. Therefore, using the invention of the above-mentioned Japanese Patent Application No. 2007-300240, if it is attempted to completely correct the tolerance shift between the oscillation circuits in the entire system inside the image forming apparatus, all the circuits generating the respective control clock signals It is necessary to perform a correction operation (including hardware and software), and resources such as a CPU and an arithmetic circuit are consumed for the correction operation.
このように、クロック補正処理の演算のためにCPUや演算回路等のリソースを使用すると、システム全体の処理能力が低下してしまう。また、システム全体の処理能力の低下を抑制するためには、高速・複雑な処理を行うことが可能な高性能CPUや演算回路が必要となるため、装置コストの増加を招くことになる。 As described above, when resources such as a CPU and an arithmetic circuit are used for the calculation of the clock correction process, the processing capability of the entire system is lowered. In addition, in order to suppress a decrease in the processing capacity of the entire system, a high-performance CPU and arithmetic circuit capable of performing high-speed and complicated processing are required, resulting in an increase in apparatus cost.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、リソースの消費を最低限に抑えつつ、高精度に色ズレを防止することの可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an image forming apparatus capable of preventing color misregistration with high accuracy while minimizing resource consumption.
上記目的を達成するために、本発明は、画像形成装置に係る第1の解決手段として、駆動部を制御するための制御クロック信号を生成する演算回路にクロック信号を供給する発振回路を、前記演算回路毎に個別に備える画像形成装置であって、少なくとも副走査方向の色ズレ発生の原因となる制御クロック信号と、所定の基準クロック信号との同期関係の維持を可能とする構成を採用すると共に、各現像器に対応する各色のパッチを副走査方向に沿って所定間隔で形成する制御部と、所定箇所に設置され、前記各色のパッチが通過する毎に所定レベルとなるパッチ検出信号を出力するパッチ検出センサと、1ライン周期を規定する水平同期信号を計測クロック、前記パッチ検出信号を被計測クロックとするカウンタとを備え、前記制御部は、前記カウンタのカウント値を基に色ズレ量を把握し、該色ズレ量が補正されるようにフィードバック制御を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides, as a first solving means related to an image forming apparatus, an oscillation circuit that supplies a clock signal to an arithmetic circuit that generates a control clock signal for controlling a drive unit, An image forming apparatus provided separately for each arithmetic circuit, and adopting a configuration capable of maintaining a synchronous relationship between a control clock signal that causes at least color misregistration in the sub-scanning direction and a predetermined reference clock signal In addition, a control unit that forms patches of each color corresponding to each developing device at predetermined intervals along the sub-scanning direction, and a patch detection signal that is installed at a predetermined position and becomes a predetermined level every time the color patch passes. A patch detection sensor that outputs, and a counter that uses a horizontal synchronization signal that defines one line period as a measurement clock and the patch detection signal as a clock to be measured. Grasp the color misregistration amount count value based on the serial counter, the color shift amount and performs feedback control so is corrected.
また、画像形成装置に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記副走査方向の色ズレ発生の原因となる制御クロック信号と、所定の基準クロック信号との同期関係の維持を可能とする構成として、前記クロック信号より低い周波数を有する基準クロック信号を生成する基準クロック生成回路と、前記演算回路毎に個別に設けられ、前記基準クロック信号を被計測クロックとし、前記発振回路から供給されるクロック信号を計測クロックとする周波数カウンタとを備え、前記演算回路の各々は、自己に対応する周波数カウンタのカウント値を基に、自己に対応する発振回路から供給されるクロック信号の前記基準クロック信号に対する周波数ズレを補正して前記制御クロック信号を生成するという構成を採用することを特徴とする。 Further, as a second solving means relating to the image forming apparatus, in the first solving means, the synchronization relationship between the control clock signal that causes the color shift in the sub-scanning direction and a predetermined reference clock signal is maintained. A reference clock generation circuit for generating a reference clock signal having a frequency lower than that of the clock signal, and a circuit provided separately for each of the arithmetic circuits, the reference clock signal as a clock to be measured, and the oscillation circuit Each of the arithmetic circuits, based on the count value of the frequency counter corresponding to itself, based on the count value of the frequency counter corresponding to itself, A configuration is adopted in which the control clock signal is generated by correcting a frequency shift with respect to the reference clock signal. To.
また、画像形成装置に係る第3の解決手段として、上記第2の解決手段において、前記演算回路の各々は、自己に対応する周波数カウンタのカウント値を、自己に対応する発振回路の発振周波数が理想的な場合のカウント値で除算することにより周波数ズレ率を算出し、該周波数ズレ率を前記制御クロック信号の生成に使用する分周比に乗算し、該乗算後の分周比にて自己に対応する発振回路から供給されるクロック信号を分周して前記制御クロック信号を生成することを特徴とする。 Further, as a third solving means relating to the image forming apparatus, in the second solving means, each of the arithmetic circuits has a count value of a frequency counter corresponding to the arithmetic circuit, and an oscillation frequency of the oscillation circuit corresponding to the arithmetic circuit. The frequency deviation rate is calculated by dividing by the count value in the ideal case, the frequency deviation rate is multiplied by the division ratio used to generate the control clock signal, and the frequency division ratio after the multiplication is self-determined. The control clock signal is generated by dividing the clock signal supplied from the oscillation circuit corresponding to the above.
また、画像形成装置に係る第4の解決手段として、上記第1〜第3のいずれかの解決手段において、露光器としてレーザ・スキャニング・ユニットを用いる場合において、ドットの大きさを規定するドットクロック信号を分周することで生成した基準クロック信号と、レーザを走査するモータの速度を規定する制御クロック信号と、搬送系モータの速度を規定する制御クロック信号と、感光体ドラムを回転駆動するモータの速度を規定する制御クロック信号との同期関係を維持する構成を採用することを特徴とする。 Further, as a fourth solving means relating to the image forming apparatus, in any of the above first to third solving means, when a laser scanning unit is used as an exposure device, a dot clock for defining the dot size A reference clock signal generated by dividing the signal, a control clock signal that defines the speed of the motor that scans the laser, a control clock signal that defines the speed of the transport system motor, and a motor that rotationally drives the photosensitive drum It is characterized by adopting a configuration that maintains a synchronous relationship with a control clock signal that defines the speed of the signal.
また、画像形成装置に係る第5の解決手段として、上記第1〜第3のいずれかの解決手段において、露光器としてLEDプリントヘッドを用いる場合において、水平同期信号を分周することで生成した基準クロック信号と、搬送系モータの速度を規定する制御クロック信号と、感光体ドラムを回転駆動するモータの速度を規定する制御クロック信号との同期関係を維持する構成を採用することを特徴とする。 Further, as a fifth solving means relating to the image forming apparatus, in any one of the first to third solving means, when an LED print head is used as an exposure device, it is generated by dividing the horizontal synchronizing signal. A configuration is employed in which a synchronization relationship is maintained between a reference clock signal, a control clock signal that defines the speed of the transport system motor, and a control clock signal that defines the speed of the motor that rotationally drives the photosensitive drum. .
本発明によれば、少なくとも副走査方向の色ズレ発生の原因となる制御クロック信号と、所定の基準クロック信号との同期関係の維持を可能とする構成を採用すると共に、個体ばらつきや環境変動等による、ローラ径やベルトの延び量、用紙のスリップ量の変化が原因で発生する色ズレに関しては、クロック同士の同期関係を維持するための構成が不要となるため、リソースの消費を最低限に抑えつつ、高精度に色ズレを防止することが可能となる。 According to the present invention, a configuration is employed that enables the synchronization relationship between a control clock signal that causes at least color misregistration in the sub-scanning direction and a predetermined reference clock signal to be maintained, as well as individual variations, environmental fluctuations, and the like. Because of the color deviation caused by changes in roller diameter, belt extension, and paper slip due to the It is possible to prevent color misregistration with high accuracy while suppressing.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態に係る画像形成装置として、カラータンデム方式を採用したレーザカラープリンタを例示して説明する。図1は、本実施形態に係る画像形成装置100の概略構成図である。図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置100は、画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bと、転写ベルト20と、搬送ローラ21、22と、1次転写ローラ23Y、23M、23C、23Bと、2次転写ローラ24と、用紙カセット25と、給紙ローラ26と、定着器27と、排紙ローラ28とから構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As an image forming apparatus according to this embodiment, a laser color printer adopting a color tandem method will be described as an example. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の4色の各色に対応して設けられていると共に、図中のY軸方向(副走査方向)に沿って一列に配置されており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各処理によって、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像を転写ベルト20に順次転写(1次転写)する。以下、これら画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bの詳細な構成について説明するが、各ユニットは使用する現像剤(トナー)の色が異なるだけで主要な構成は同一であるため、代表的に画像形成ユニット10Yを用いて説明する。
The
画像形成ユニット10Yは、感光体ドラム11Y、帯電器12Y、露光器13Y、現像器14Yから構成されている。感光体ドラム11Yは、図中のX軸方向(主走査方向)を回転軸とする円筒形状の静電潜像担持体であり、転写ベルト20を挟持した状態で1次転写ローラ23Yと対向するように、図示の回転方向に回転自在に設置されている。感光体ドラム11Yの回転速度は、不図示の感光体ドラムモータの回転速度によって決定付けられており、この感光体ドラムモータは後述する第3演算回路42から供給される第3制御クロック信号によって制御されるものである。
The
帯電器12Yは、感光体ドラム11Yの回転軸方向(つまりX軸方向)に沿って延在しており、感光体ドラム11Yの表面に向かってマイナスに帯電した電荷を放出することにより、感光体ドラム11Yの表面を一様に帯電させる(帯電処理)。
The
露光器13Yは、不図示のレーザ光源、ポリゴンモータ等を備えるレーザ・スキャニング・ユニット(LSU)から構成されており、レーザ光源から出射されるレーザ光を、ポリゴンモータを回転駆動することで感光体ドラム11Yの主走査方向に沿って走査することにより、感光体ドラム11Yの表面における所定の位置のマイナス電荷を消去し、イエロー画像に対応する静電潜像を形成する(露光処理)。つまり、レーザ走査速度(露光処理速度)は、ポリゴンモータの回転速度で決定付けられており、このポリゴンモータは後述する第1演算回路33から供給される第1制御クロック信号によって制御されるものである。
The
現像器14Yは、感光体ドラム11Yの回転軸方向に沿って延在しており、不図示のイエロー用のトナーカートリッジからトナーの供給を受け、このトナーを感光体ドラム11Yの表面に向かって放出することにより、感光体ドラム11Yの表面に露光処理により形成された静電潜像に応じたトナー像を形成する(現像処理)。このように感光体ドラム11Yの表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム11Yと1次転写ローラ23Yとの間をY軸方向に移動する転写ベルト20上に転写される(1次転写処理)。具体的には、1次転写ローラ23Yに所定の転写電圧が印加され、転写ベルト20をプラスに帯電させることにより、感光体ドラム11Yの表面に形成されたトナー像を転写ベルト20上に転写させる。
The developing
画像形成ユニット10M、10C、10Bも上述した画像形成ユニット10Yと同様の構成となっている。つまり、画像形成ユニット10Mは、感光体ドラム11M、帯電器12M、露光器13M、現像器14Mから構成されており、感光体ドラム11Mの表面に形成されたマゼンタ画像に対応するトナー像は、感光体ドラム11Mと1次転写ローラ23Mとの間をY軸方向に移動する転写ベルト20上に転写される。
The
また、画像形成ユニット10Cは、感光体ドラム11C、帯電器12C、露光器13C、現像器14Cから構成されており、感光体ドラム11Cの表面に形成されたシアン画像に対応するトナー像は、感光体ドラム11Cと1次転写ローラ23Cとの間をY軸方向に移動する転写ベルト20上に転写される。また、画像形成ユニット10Bは、感光体ドラム11B、帯電器12B、露光器13B、現像器14Bから構成されており、感光体ドラム11Bの表面に形成されたブラック画像に対応するトナー像は、感光体ドラム11Bと1次転写ローラ23Bとの間をY軸方向に移動する転写ベルト20上に転写される。
The image forming unit 10C includes a photosensitive drum 11C, a charger 12C, an
以上のように画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bによって、中間転写体である転写ベルト20上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像に対応するトナー像が順次転写されて1つのトナー像に重ね合わされる。この転写ベルト20は、搬送ローラ21、22の回転によってY軸方向(副走査方向)を往復移動するものであり、その移動速度と画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Bによる画像形成速度(現像処理が完了するまでの速度)とは、転写ベルト20上にトナー像が順次転写されて重ね合わされる際に色ズレが発生しないように同期制御されている。転写ベルト20の移動速度は、搬送ローラ21、22を回転駆動するための不図示の転ベルモータによって決定付けられており、この転ベルモータは後述する第2演算回路37から供給される第2制御クロック信号によって制御されるものである。
As described above, the
2次転写ローラ24は、転写ベルト20を狭持した状態で搬送ローラ21と対向するように設置されており、用紙カセット25から給紙ローラ26によって用紙Pが2次転写ローラ24と転写ベルト20との間に搬送されることにより、転写ベルト20上に形成されたトナー像が用紙P上に一括転写される(2次転写処理)。このような2次転写処理によってトナー像が形成された用紙Pは定着器27に搬送される。
The
定着器27は、互いに対向配置された加熱ローラ27aと加圧ローラ27bとから構成されており、これら加熱ローラ27aと加圧ローラ27bとの間に搬送された用紙Pを加熱及び加圧することによりトナー像を用紙Pに定着させる(定着処理)。これにより、用紙P上には所望のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Pは、 排紙ローラ28によって装置本体外部に排紙される。
The fixing
一方、図2は、上述した画像形成装置100の要部ブロック構成図である。この図2では、Videoクロック(ドットの大きさを規定するドットクロック)と、ポリゴンクロック(ポリゴンモータの速度を規定する第1制御クロック信号)と、搬送クロック(搬送系の転ベルモータの速度を規定する第2制御クロック信号)と、ドラム駆動クロック(感光体ドラムモータの速度を規定する第3制御クロック信号)との同期関係を維持して色ズレ発生を防止するためのモータ制御回路のブロック構成例を示している。なお、図2において、図6と同様の構成要素には同一符号を付し、以下での説明を省略する。
On the other hand, FIG. 2 is a block diagram of a main part of the
この図2に示すように、基準発振回路30の代わりに基準クロック生成回路として、Videoクロック生成回路30A及び分周回路30Bが設けられており、さらに、感光体ドラムモータ用の第3制御クロック信号を生成するための、第3発振回路40、第3周波数カウンタ41、第3演算回路42及び第3センサ群43が設けられている。
As shown in FIG. 2, a video
Videoクロック生成回路30Aは、Videoクロック信号を生成して分周回路30Bに出力する。分周回路30Bは、Videoクロック信号を所定の分周比で分周することで基準クロック信号を生成し、該基準クロック信号を第1周波数カウンタ32、第2周波数カウンタ35及び第3周波数カウンタ41に出力する。
The video
第3発振回路40は、第3クロック信号を生成して第3周波数カウンタ41及び第3演算回路42に出力する。第3周波数カウンタ41は、基準クロック信号を被計測クロック、第3クロック信号を計測クロックとする周波数カウンタであり、基準クロック信号の周期を第3クロック信号で計測した結果を表す第3カウント値を第3演算回路42に出力する。
The
第3演算回路42は、第1演算回路33及び第2演算回路37と同様に、第3クロック信号、第3カウント値、第3センサ群43の出力信号に基づいて、感光体ドラムモータを駆動するための第3制御クロック信号を生成し、当該第3制御クロック信号を感光体ドラムモータに供給する。第3センサ群43は、感光体ドラムモータの駆動開始タイミングや駆動停止タイミング等、第3制御クロック信号の生成に必要な情報を検出するためのセンサであり、この情報を表す出力信号を第3演算回路42に出力する。
Similarly to the first
このような構成を採用することにより、第1発振回路31と、第2発振回路35と、第3発振回路40との間に発振周波数の公差ずれが存在している場合であっても、Videoクロック(ドットクロック)と、ポリゴンクロック(第1制御クロック信号)と、搬送クロック(第2制御クロック信号)と、ドラム駆動クロック(第3制御クロック信号)との同期関係が維持され、高精度に副走査方向の色ズレ及び主走査方向の等倍度ズレを防止することが可能となる。
By adopting such a configuration, even if a tolerance deviation of the oscillation frequency exists between the
なお、図1では、露光器13Y、13M、13C、13Kとして、レーザ光源、ポリゴンモータ等からなるレーザ・スキャニング・ユニット(LSU)を使用した画像形成装置100を例示したが、LEDプリントヘッドを露光器として使用する場合もあり得る。この場合、水平同期信号(1ライン周期を規定するラインクロック)と、搬送クロック(転ベルモータ用の第2制御クロック信号)と、ドラム駆動クロック(感光体ドラムモータ用の第3制御クロック信号)との同期関係を維持すれば、副走査方向の色ズレを防止することができる。
1 illustrates the
このように、水平同期信号と、搬送クロック(第2制御クロック信号)と、ドラム駆動クロック(第3制御クロック信号)との同期関係を維持するためには、図2において、Videoクロック生成回路30Aを水平同期信号生成回路に替えると共に、ポリゴンモータを使用する必要がないため、第1発振回路31、第1周波数カウンタ32、第1演算回路33及び第1センサ群34を削除すれば良い。
As described above, in order to maintain the synchronous relationship among the horizontal synchronization signal, the carrier clock (second control clock signal), and the drum drive clock (third control clock signal), the video
一方、画像形成装置100では、個体ばらつきや環境変動等が原因で、ローラ径やベルトの延び量、用紙のスリップ量などが変化するため、センサを用いて色ズレ量を計測し、その計測結果を基に色ズレをフィードバック制御によって補正する手法が従来から採用されている。この場合、色ズレ量を計測する方法として、図3に示すように、各現像器14Y、14M、14M、14Bの各々に対応する各色(イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK))のパッチを副走査方向に沿って所定間隔で形成し、各色のパッチが固定設置されたセンサ面上を通過する時間の計測を行い、この計測結果とパッチの移動速度(搬送速度)との関係からパッチ間の距離を算出し、この算出結果とパッチ間距離の目標値との差分を色ズレ量とする方法が一般的である。
On the other hand, in the
例えば、パッチ間距離の目標値を50ラインと設定してパッチを形成し、パッチがセンサ面上を通過する時間から得られたパッチ間距離の算出結果が52ラインであったとすると、2ライン分の色ズレが発生していることがわかる。従って、この2ライン分の色ズレ量を補正するように、搬送系の転ベルモータや感光体ドラムモータ等の速度をフィードバック制御すれば良い。 For example, if a patch is formed by setting the target value of the inter-patch distance as 50 lines, and the calculation result of the inter-patch distance obtained from the time when the patch passes on the sensor surface is 52 lines, it is equivalent to 2 lines. It can be seen that color misregistration occurs. Therefore, the speed of the transfer bell motor, the photosensitive drum motor, etc. of the conveying system may be feedback controlled so as to correct the color misregistration amount for these two lines.
しかしながら、このように時間計測方法を用いてパッチ間距離を算出する場合、タイマ等の時間計測手段を用いることになるが、本来ならばこのタイマの動作クロックも上述した基準クロック信号との同期関係を維持させる必要がある。すなわち、別途、タイマの動作クロックと基準クロック信号との同期関係を維持させるための、カウンタ回路や周波数ズレ補正機能を有する演算回路が必要となる(リソースの消費増大を招く)。 However, when calculating the inter-patch distance using the time measuring method in this way, a time measuring means such as a timer is used. Originally, the operation clock of this timer is also synchronized with the above-described reference clock signal. Need to be maintained. That is, separately, a counter circuit and an arithmetic circuit having a frequency deviation correction function for maintaining the synchronous relationship between the timer operation clock and the reference clock signal are required (increasing resource consumption).
このため、本実施形態では、リソースの消費を最低限に抑えつつ、高精度に色ズレを防止するために、少なくとも副走査方向の色ズレ発生の原因となる制御クロック信号と、所定の基準クロック信号との同期関係の維持を可能とする構成を採用する。つまり、図2に示すように、露光器としてレーザ・スキャニング・ユニットを用いる場合は、Videoクロック信号(ドットクロック)を分周することで生成した基準クロック信号と、ポリゴンモータの速度を規定する第1制御クロック信号と、転ベルモータの速度を規定する第2制御クロック信号と、感光体ドラムモータの速度を規定する第3制御クロック信号との同期関係を維持する構成を採用し、露光器としてLEDプリントヘッドを用いる場合は、水平同期信号を分周することで生成した基準クロック信号と、第2制御クロック信号と、第3制御クロック信号との同期関係を維持する構成を採用する。 For this reason, in this embodiment, in order to prevent color misregistration with high accuracy while minimizing resource consumption, at least a control clock signal that causes color misregistration in the sub-scanning direction and a predetermined reference clock A configuration is employed that allows the synchronization relationship with the signal to be maintained. That is, as shown in FIG. 2, when a laser scanning unit is used as the exposure unit, the reference clock signal generated by dividing the video clock signal (dot clock) and the speed of the polygon motor are defined. A structure that maintains a synchronous relationship between one control clock signal, a second control clock signal that defines the speed of the rotating bell motor, and a third control clock signal that defines the speed of the photosensitive drum motor is employed as an exposure device. When the print head is used, a configuration is adopted in which the synchronization relationship among the reference clock signal generated by dividing the horizontal synchronization signal, the second control clock signal, and the third control clock signal is maintained.
そして、本実施形態では、個体ばらつきや環境変動等による、ローラ径やベルトの延び量、用紙のスリップ量の変化が原因で発生する色ズレに関しては、図4に示す構成を採用する。図4において、符号50はパッチ検出センサ、符号51はカウンタ、符号52は制御部である。パッチ検出センサ50は、例えば光センサであり、転写ベルト20の近傍または用紙搬送経路のいずれかの所定箇所に設置され、各色のパッチが通過する毎にハイレベルとなるパッチ検出信号をカウンタ51に出力する。
In the present embodiment, the configuration shown in FIG. 4 is employed for color misregistration caused by changes in roller diameter, belt extension amount, and paper slip amount due to individual variations and environmental variations. In FIG. 4,
カウンタ51は、1ライン周期を規定する水平同期信号を計測クロック、パッチ検出信号を被計測クロックとするカウンタであり、パッチ検出信号の周期を水平同期信号で計測した結果を表すカウント値を制御部52に出力する。ここで、露光器としてLEDプリントヘッドを用いる場合は、LEDプリントヘッドの駆動に用いられる水平同期信号をそのまま使用することができる。また、露光器としてレーザ・スキャニング・ユニットを用いる場合は、水平同期信号として、1ライン毎のレーザの走査タイミングを規定するタイミング信号や、ポリゴンモータの回転数から演算した理論値を使用することができる。
The
制御部52は、図3に示すように、画像形成装置100内の各駆動部を制御して各現像器に対応する各色のパッチを副走査方向に沿って所定間隔で形成する機能と、カウンタ51のカウント値を基に色ズレ量を把握し、該色ズレ量が補正されるようにフィードバック制御を行う機能を有している。
As shown in FIG. 3, the
図5は、パッチ検出センサ50から出力されるパッチ検出信号と、水平同期信号との時間的対応関係を示すタイミングチャートである。図5に示すように、パッチ検出信号は、各色のパッチが通過したタイミングでハイレベルに遷移する。一方、水平同期信号は、1ライン周期を規定する信号であるため、パッチ検出信号よりも高い周波数を有する。カウンタ51は、パッチ検出信号の1周期(隣接するパッチ間)内に存在する水平同期信号のパルス数をカウントする。言い換えれば、カウンタ51のカウント値は、隣接するパッチ間に存在するライン数(つまりパッチ間距離)を表すものである。
FIG. 5 is a timing chart showing the temporal correspondence between the patch detection signal output from the
制御部52は、上記のようにカウンタ51から得られるカウント値(パッチ間距離)と、パッチ間距離の目標値との差分を色ズレ量として把握し、該色ズレ量が補正されるようにフィードバック制御を行う。例えば、パッチ間距離の目標値を50ラインと設定してパッチを形成し、カウンタ51から得られたカウント値(パッチ間距離)が52ラインであったとすると、2ライン分の色ズレが発生していることがわかる。従って、この2ライン分の色ズレ量を補正するように、搬送系の転ベルモータや感光体ドラムモータ等の速度をフィードバック制御すれば良い。
The
このように、図4の構成によると、タイマ等の時間計測手段を用いてパッチ間距離を算出する必要がなく、直接的にパッチ間距離を求めることができるので、タイマの動作クロックと基準クロック信号との同期関係を維持させるための、カウンタ回路や周波数ズレ補正機能を有する演算回路が不要となる。 As described above, according to the configuration of FIG. 4, it is not necessary to calculate the distance between patches using a time measuring means such as a timer, and the distance between patches can be obtained directly. There is no need for a counter circuit or an arithmetic circuit having a frequency shift correction function for maintaining a synchronous relationship with the signal.
以上のように、本実施形態では、少なくとも副走査方向の色ズレ発生の原因となる制御クロック信号と、所定の基準クロック信号との同期関係の維持を可能とする構成を採用すると共に、個体ばらつきや環境変動等による、ローラ径やベルトの延び量、用紙のスリップ量の変化が原因で発生する色ズレに関しては、図4に示す構成を採用することにより、リソースの消費を最低限に抑えつつ、高精度に色ズレを防止することの可能な画像形成装置100を提供することが可能となる。
As described above, the present embodiment employs a configuration that can maintain a synchronous relationship between a control clock signal that causes at least color misregistration in the sub-scanning direction and a predetermined reference clock signal, and individual variations. With regard to color misregistration caused by changes in roller diameter, belt extension, and paper slip due to environmental fluctuations, etc., the resource consumption can be minimized by adopting the configuration shown in FIG. Therefore, it is possible to provide the
なお、上記実施形態では、少なくとも副走査方向の色ズレ発生の原因となる制御クロック信号と基準クロック信号との同期関係の維持を可能とする構成として、レーザ・スキャニング・ユニットを用いる場合は、Videoクロック信号(ドットクロック)を分周することで生成した基準クロック信号と、ポリゴンモータの速度を規定する第1制御クロック信号と、転ベルモータの速度を規定する第2制御クロック信号と、感光体ドラムモータの速度を規定する第3制御クロック信号との同期関係を維持する構成を採用し、LEDプリントヘッドを用いる場合は、水平同期信号を分周することで生成した基準クロック信号と、第2制御クロック信号と、第3制御クロック信号との同期関係を維持する構成を採用する場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、この他、副走査方向の色ズレ発生の原因となる制御クロック信号が存在する場合は同様に基準クロック信号に対して同期関係を維持可能な構成を設けても良い。 In the above-described embodiment, when a laser scanning unit is used as a configuration capable of maintaining a synchronous relationship between a control clock signal and a reference clock signal that cause at least color misregistration in the sub-scanning direction, A reference clock signal generated by dividing the clock signal (dot clock), a first control clock signal that defines the speed of the polygon motor, a second control clock signal that defines the speed of the rotating bell motor, and the photosensitive drum When a configuration that maintains a synchronous relationship with a third control clock signal that defines the speed of the motor is employed and an LED print head is used, a reference clock signal generated by dividing the horizontal synchronous signal, and a second control Although the case where the configuration for maintaining the synchronous relationship between the clock signal and the third control clock signal is employed has been illustrated, Not limited thereto, the other may be provided which can maintain configuration synchronization relationship with a reference clock signal in the same manner when the control clock signal which causes color shift occurred in the sub-scanning direction is present.
また、上記実施形態では、カウンタ51をハードウェアとしたが、このカウンタ51の機能を制御部52に持たせてソフトウェアカウンタとしても良い。また、画像形成装置100としてレーザカラープリンタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されず、複写機(コピー機)や、複合機(プリンタやコピー機、FAX機等の複数機器の機能を備えるもの)等にも適用することができる。
In the above-described embodiment, the
100…画像形成装置、10Y、10M、10C、10B…画像形成ユニット、20…転写ベルト、21、22…搬送ローラ、23Y、23M、23C、23B…1次転写ローラ、24…2次転写ローラ、25…用紙カセット、26…給紙ローラ、27…定着器、28…排紙ローラ、30A…Videoクロック生成回路、30B…分周回路、31…第1発振回路、32…第1周波数カウンタ、33…第1演算回路、34…第1センサ群、35…第2発振回路、36…第2周波数カウンタ、37…第2演算回路、38…第2センサ群、40…第3発振回路、41…第3周波数カウンタ、42…第3演算回路、43…第3センサ群、50…パッチ検出センサ、51…カウンタ、52…制御部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
少なくとも副走査方向の色ズレ発生の原因となる制御クロック信号と、所定の基準クロック信号との同期関係の維持を可能とする構成を採用すると共に、
各現像器に対応する各色のパッチを副走査方向に沿って所定間隔で形成する制御部と、
所定箇所に設置され、前記各色のパッチが通過する毎に所定レベルとなるパッチ検出信号を出力するパッチ検出センサと、
1ライン周期を規定する水平同期信号を計測クロック、前記パッチ検出信号を被計測クロックとするカウンタと、を備え、
前記制御部は、前記カウンタのカウント値を基に色ズレ量を把握し、該色ズレ量が補正されるようにフィードバック制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus including an oscillation circuit for supplying a clock signal to an arithmetic circuit that generates a control clock signal for controlling a driving unit, for each arithmetic circuit,
Adopting a configuration capable of maintaining a synchronous relationship between a control clock signal that causes at least color misregistration in the sub-scanning direction and a predetermined reference clock signal,
A control unit that forms patches of each color corresponding to each developer at predetermined intervals along the sub-scanning direction;
A patch detection sensor that is installed at a predetermined location and outputs a patch detection signal having a predetermined level each time the patch of each color passes;
A counter that uses a horizontal synchronization signal defining one line cycle as a measurement clock and the patch detection signal as a clock to be measured,
The image forming apparatus, wherein the control unit grasps a color misregistration amount based on a count value of the counter and performs feedback control so that the color misregistration amount is corrected.
前記クロック信号より低い周波数を有する基準クロック信号を生成する基準クロック生成回路と、
前記演算回路毎に個別に設けられ、前記基準クロック信号を被計測クロックとし、前記発振回路から供給されるクロック信号を計測クロックとする周波数カウンタと、を備え、
前記演算回路の各々は、自己に対応する周波数カウンタのカウント値を基に、自己に対応する発振回路から供給されるクロック信号の前記基準クロック信号に対する周波数ズレ
を補正して前記制御クロック信号を生成する、という構成を採用することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 As a configuration capable of maintaining a synchronous relationship between a control clock signal that causes color misregistration in the sub-scanning direction and a predetermined reference clock signal,
A reference clock generation circuit for generating a reference clock signal having a lower frequency than the clock signal;
A frequency counter provided individually for each arithmetic circuit, the reference clock signal as a clock to be measured, and a clock signal supplied from the oscillation circuit as a measurement clock,
Each of the arithmetic circuits generates the control clock signal by correcting a frequency shift of the clock signal supplied from the oscillation circuit corresponding to the reference clock signal based on the count value of the frequency counter corresponding to the arithmetic circuit. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a configuration is adopted.
ドットの大きさを規定するドットクロック信号を分周することで生成した基準クロック信号と、レーザを走査するモータの速度を規定する制御クロック信号と、搬送系モータの速度を規定する制御クロック信号と、感光体ドラムを回転駆動するモータの速度を規定する制御クロック信号との同期関係を維持する構成を採用することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 When using a laser scanning unit as an exposure unit,
A reference clock signal generated by dividing the dot clock signal that defines the size of the dot, a control clock signal that defines the speed of the motor that scans the laser, and a control clock signal that defines the speed of the transport system motor The image forming apparatus according to claim 1, wherein a configuration is employed in which a synchronous relationship with a control clock signal that defines a speed of a motor that rotationally drives the photosensitive drum is maintained.
水平同期信号を分周することで生成した基準クロック信号と、搬送系モータの速度を規定する制御クロック信号と、感光体ドラムを回転駆動するモータの速度を規定する制御クロック信号との同期関係を維持する構成を採用することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 In the case of using an LED print head as an exposure device,
The synchronization relationship between the reference clock signal generated by dividing the horizontal synchronization signal, the control clock signal that defines the speed of the transport system motor, and the control clock signal that defines the speed of the motor that rotates and drives the photosensitive drum. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a configuration to maintain is adopted.
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