JP5151044B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、画像形成装置に関する。詳しくは、複数個の像担持体に異なる画像を順次に書き込み作像した後に記録媒体に転写して記録画像を形成する複写機、ファクシミリ装置、プリンタあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。
従来、電子写真方式のカラー画像形成装置においては、その画像記録速度を向上させるために3乃至4色分の像担持体のドラム形状の感光体ドラムを用い、転写搬送ベルト上に保持された記録用紙上に順に転写していく方式が各種提案されている。一方、電子写真方式の潜像の書き込み手段としてレーザーダイオード(LD)方式に比べ、小型化、低コスト化に対して有利な発光素子アレイヘッド、例えば、LED(発光ダイオード)アレイヘッドを利用する方式が注目されている。
ところで、3個あるいは4個の感光体ドラムを用いる方式の問題点としては、感光体ドラム上に形成されるトナー画像を転写搬送ベルト上の記録用紙に重ね合わせるときに、それらのトナー画像が機械精度等の原因により一致せず、結果として色ずれを生じることが挙げられる。
また、感光体ドラム系、転写搬送ベルトや搬送ローラ系に存在する変動の偏心、駆動むら等によって周期的なラインピッチ変動(この変動も色ずれとなる)が発生することもこの方式の問題点の一つである。この色ずれに対して機械精度の向上で対処するためには、構成する部品の歯車等の大幅な精度の向上が必要であり、その結果、画像形成装置のコストがアップする。
そこで、この色ずれの問題を解決するために、複数の画像担持体を有する多色画像形成装置において、位置ずれを検出し、その検出結果によって画像形成を補正することによって安定した、位置ずれのない画像を形成できるようにする多重画像形成装置がいろいろと提案されている。
例えば、複数の感光体ドラム上に各々異なる画像を書き込むためのLEDアレイヘッドと、感光体ドラム上に形成された潜像にトナーを付着させるための現像ユニットと、感光体ドラム上の画像を同一の転写材上に転写する転写手段と、その転写手段の転写体を搬送する搬送手段と、搬送される転写体上の画像の位置を検出する検出手段と、その検出手段により検出された出力に応じてLEDアレイヘッドを点灯させるタイミングを変更する制御手段を有して、その検出手段とその直近の感光体ドラムとの間隔を感光体ドラム同士の間隔、及び感光体ドラムの周長と等しくすることで色ずれ、ピッチむら等の補正精度を向上させることは知られている(特許文献1を参照)。
さらに、複数の画像担持体上に夫々異なる画像を形成する画像形成手段、前記複数の画像担持体上の画像を同一転写材上に転写する転写手段、前記転写材を搬送する搬送手段、前記複数の画像担持体上に各画像の位置合わせの為のマークを形成すべく前記画像形成手段を制御する制御手段、前記マークの記録位置を検出する検出手段、及び前記検出手段の検出出力に基づいて各画像の転写材移動方向の位置ずれを補正する補正手段より成り、高品質の多重画像を得ようとする多色画像形成装置も知られている(特許文献2を参照)。
特許文献2に記載の多色画像形成装置は、各色のレジストパターンの組を、その形成範囲が転写ベルト1周分になるように繰り返し形成する。これらのレジストパターンを検出して、ブラック(Bk)に対するシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の色ずれ量のデータをベルト1周分得、この色ずれ量のデータから感光体ドラムの回転むらに起因する成分と転写ベルトの走行むらに起因する成分を抽出して保存しておく。
そして画像形成時において、感光体ドラムと転写ベルトの位相を検出し、その位相に合わせて上記夫々の成分の色ずれデータを合成し、その合成された色ずれを解消するように、各色の感光体ドラムへの走査ラインごとの書き込みタイミングを補正する補正パルスを生成し、その補正パルスに従って各LEDアレイを駆動するようになっている。
しかしながら、このような画像形成装置は、感光体ドラムと転写ベルトの位相を検出し、発光タイミングにフィードバックして制御することにより色ずれを低減できるものであるが、LEDアレイを発光させ画像書込みを行ってから、レジストパターンの検出までには時間的な遅れがあることから、書込みから検出までに発生する非定常的な揺らぎは補正できない。
特許第3376109号 特開2000−284561公報
従来の画像形成装置においては、感光体ドラムと転写ベルトの位相を検出し、発光タイミングにフィードバックして制御することにより色ずれを低減できるものであるが、LEDアレイを発光させ画像書込みを行ってから、レジストパターンの検出までには時間的な遅れがあることから、書込みから検出までに発生する非定常的な揺らぎは補正できないので、高精度の色ずれあるいは周期的なピッチ変動や非周期的なピッチ変動を補正できないと言う問題が発生していた。
そこで本発明の課題は、このような問題点を解決するものである。即ち、周期的な変動による色ずれあるいは周期的なピッチ変動にとどまらず高精度におよび非周期的な変動による色ずれをも補正して、オペレータの介入を減らしTCO(TotalCostOwnership)を削減すると共にミスコピー等による無駄用紙の発生を少なくする省資源の画像形成装置提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の本発明は、複数個の像担持体に異なる画像を順次に書き込み作像した後に記録媒体に転写して記録画像を形成する画像形成装置であって、前記記録媒体の搬送方向に並べられた複数個の像担持体と、前記複数個の像担持体の夫々に各々異なる潜像を書き込む書き込み手段と、前記像担持体上に書き込まれた前記潜像のトナー画像を作像する作像手段と、前記作像手段で作像された前記トナー画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段の転写部位に前記記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、第1画像通過タイミング検出手段及び前記第1画像通過タイミング検出手段に対して前記搬送方向に同位置で且つ前記搬送方向と垂直の方向に並べて配置された第2画像通過タイミング検出手段を有するセンサユニットと、が備えられた画像形成装置において、前記センサユニットが、前記複数個の像担持体のうち前記搬送方向の最上流に配置された像担持体以外の像担持体のそれぞれの下流側直近に配置され、前記第1画像通過タイミング検出手段が、当該第1画像通過タイミング検出手段の上流側に配置された直近の一の前記像担持体で生成された一の基準画像の通過するタイミングを検出するように構成され、前記第2画像通過タイミング検出手段が、前記一の前記像担持体の上流側に配置された直近の他の前記像担持体で生成された他の基準画像の通過するタイミングを検出するように構成され、前記一の基準画像が、前記他の基準画像に対して前記搬送方向と垂直の方向に並べて生成され、かつ、前記書き込み手段が、前記第1画像通過タイミング検出手段と前記第2画像通過タイミング検出手段からの画像通過タイミング検出信号のタイミングのずれを低減するように、前記一の前記像担持体への前記潜像の書き込みタイミングを制御されるように構成されていることを特徴とする画像形成装置である。
また請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記書き込み手段は、発光素子アレイヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置である
また請求項3に記載の本発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、前記第1画像通過タイミング検出手段又は前記第2画像通過タイミング検出手段のセンサユニットとその下流側に配置された直近の前記像担持体の感光体ドラムの転写位置との間隔は、前記書き込み手段の発光素子アレイヘッドから一次転写位置までの前記感光体ドラムの周長よりも長いことを特徴とする画像形成装置である
また請求項4に記載の本発明は、請求項1、2又は3に記載の画像形成装置において、前記記録媒体搬送手段が、前記第1画像通過タイミング又は前記第2画像通過タイミング検出手段による前記基準画像通過するタイミングを検出する時点における前記記録媒体の位相を検出して前記書き込み手段の書き込みタイミングを補正する記録媒体位相検出手段を備えていることを特徴とする画像形成装置である
また請求項5に記載の本発明は、請求項1、2又は3に記載の画像形成装置において、前記像担持体が、前記第1画像通過タイミング又は前記第2画像通過タイミング検出手段による前記基準画像通過するタイミングを検出する時点における前記像担持体の回転位相を検出して前記書き込み手段の書き込みタイミングを補正する像担持体回転位相検出手段を備えていることを特徴とする画像形成装置である
また請求項6に記載の本発明は、請求項1、2又は3に記載の画像形成装置において、前記記録媒体搬送手段が、前記第1画像通過タイミング又は前記第2画像通過タイミング検出手段による前記基準画像の通過するタイミングを検出する時点における前記記録媒体の位相を検出して前記書き込み手段の書き込みタイミングを補正する記録媒体位相検出手段を備え、前記像担持体が、前記第1画像通過タイミング又は前記第2画像通過タイミング検出手段による前記基準画像の通過するタイミングを検出する時点における前記像担持体の回転位相を検出して前記書き込み手段の書き込みタイミングをさらに補正する像担持体回転位相検出手段を備えていることを特徴とする画像形成装置である
本発明によれば、周期的な変動による色ずれあるいは周期的なピッチ変動にとどまらず高精度におよび非周期的な変動による色ずれをも補正して、オペレータの介入を減らしTCOを削減すると共にミスコピー等による無駄用紙の発生を少なくする省資源の画像形成装置を提供することが出来る。
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態にかかる画像形成装置10の基本構成図である。
図1において、画像形成装置10は、複数個の像担持体1に異なる画像を順次に書き込み作像した後に記録媒体4の記録用紙40に転写してカラーの記録画像を形成する画像形成ユニット11の上部に排紙トレイ13を搭載して、画像形成ユニット11は記録媒体給送ユニット12の上部に保持されている。
画像形成ユニット11は、記録媒体4の中間転写体としての中間転写ベルト41を有しており、その移動方向の図示の矢印(A)方向に沿って像担持体1としての感光体ドラム1(Y)、感光体ドラム1(M)、感光体ドラム1(C)、感光体ドラム1(Bk)を備えた各画像形成ステーションが並列配置されている。感光体ドラム1(Y)、1(M)、1(C)、1(Bk)を有する各画像形成ステーションではイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)のトナー画像が夫々形成される。
イエロー(Y)のトナー画像を形成する画像形成ステーションを代表して説明すると、感光体ドラム1(Y)の周囲には、感光体ドラム1(Y)の表面を一様に帯電する帯電ローラ14(Y)、書き込み手段2としての各々異なる画像(色分解毎の画像)を書き込むための小型化、低コスト化に対して有利な発光素子(LED)アレイヘッド2(Y)により形成される静電潜像に帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラを備えた作像手段3としての現像ユニット30(Y)、中間転写ベルト41の内側に設けられ、感光体ドラム1(Y)上のトナー画像を中間転写ベルト41に一次転写するための転写手段5の一次転写ローラ50(Y)、転写後に感光体ドラム1(Y)上に残ったトナーを掻き取るクリーニングユニット31(Y)が配置されている。
感光体ドラム1(Y)から中間転写ベルト41上に転写された基準画像7(Y)の位置を検出する画像通過タイミング検出手段8の光学的なセンサユニッット8(Y)が、感光体ドラム1(M)の上流側に配置されて直近の作像ステーションの感光体ドラム1(Y)上から中間転写ベルト41上に転写される基準画像7(Y)が通過するタイミングを検出して発光素子アレイヘッド2(M)の書き込みタイミングを補正するようになっている。
他の画像形成ステーションにおいても同様の構成を有しているので、色別の欧文字を付して区別し、説明は省略する。
記録媒体4の中間転写ベルト41は、記録媒体搬送手段6の搬送ローラ62、63で図示の矢印A方向に搬送駆動される。
記録媒体搬送手段6の記録媒体位相検出手段60は、中間転写ベルト41の内側に配置されて、画像通過タイミング検出手段8のセンサユニッット8(Y、M、C、Bk)による基準画像7(Y、M、C、Bk)が通過するタイミングを検出する時点における記録媒体4の中間転写ベルト41の位相を検出して発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の書き込みタイミングを補正する。
従って、検出から転写までの短時間処理により、非周期的な変動の小さい検出を行うとともに中間転写ベルト41の搬送速度の周期的な変動の影響の小さい書き込みを行うことができる。
また像担持体1の感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の像担持体回転位相検出手段61(Y、M、C、Bk)は、画像通過タイミング検出手段8のセンサユニッット8(Y、M、C、Bk)による基準画像7(Y、M、C、Bk)が通過するタイミングを検出する時点における感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の回転位相を検出して発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の書き込みタイミングを補正する。
従って、検出から転写までの短時間処理により、非周期的な変動の小さい検出を行うとともに感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の回転速度の周期的な変動の影響の小さい書き込みを行うことができる。
画像形成装置10では、各感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)を帯電ローラ14(Y、M、C、Bk)で一様に帯電した後、発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)で色分解毎の画像を夫々書き込んで静電潜像を形成し、その潜像を各色のトナーを保持する現像ユニット30(Y、M、C、Bk)で現像し、現像後の各色のトナー像を中間転写ベルト41に一次転写ローラ50(Y、M、C、Bk)で順次重ね合わせて一次転写し、中間転写ベルト41上のトナー像を二次転写ローラ51で二次転写後の記録用紙40を定着装置32に搬送し、トナー画像を記録用紙40上に定着してカラーの記録画像、もしくは多色記録画像を形成する。
以下に画像形成装置10のより高精度に色ずれあるいは周期的なピッチ変動を補正する補正動作について説明する。
図2は、本実施形態にかかる画像形成装置10の画像の書き出し位置の検出補正を説明する図である。
図2において、説明を簡単にするために2色の作像ユニットのみを書いてある。
画像書き出し位置の基準画像7(Y)はまず右側の発光素子アレイヘッド2(Y)の点灯により感光体ドラム1(Y)に潜像として書込まれ現像されて中間転写ベルト41に転写される。その基準画像7(Y)は、センサユニット8(Y)により真下を通過する時刻が検知され、その検知信号に基づいて左側の発光素子アレイヘッド2(M)が所定のタイミングで発光し、感光体ドラム1(M)、図示しない現像ユニット30(M)で作像されて、中間転写ベルト41に一時転写される。
図3は、本実施形態にかかる画像形成装置10の画像通過タイミング検出手段8のセンサユニット8(Y、M、C、Bk)とその直近の下流の像担持体1の感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の転写位置との間隔Dと、書き込み手段2の発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)から一次転写位置までの感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の周長Eとの関係を示す説明図である。
図3において、感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の外周の線速度と中間転写ベルト41の移動速度とは略等しいから、間隔D>周長Eとすることにより基準画像7(Y、M、C、Bk)のマーカを検出したあとで発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の発光動作を行うことができるので、発光タイミングの補正を行い易い。
図4は、本実施形態にかかる画像形成装置10の書き込み手段2である発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の点灯タイミング制御回路のブロック図である。
図4において、画像通過タイミング検出手段8の各々のセンサユニット8(Y、M、C、Bk)からの基準検出信号82(Y、M、C、Bk)と感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の像担持体回転位相検出手段61(Y、M、C、Bk)からの感光体回転位置検出信号64(Y、M、C、Bk)、および、中間転写ベルト41の記録媒体位相検出手段60からの搬送位置検出信号65は発光タイミング演算回路20に入力され、隣接する各センサユニット8(Y、M、C、Bk)の基準検知信号82(Y、M、C、Bk)と感光体回転位置検出信号64(Y、M、C、Bk)から書き込み手段2の各々の発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の発光タイミングが演算され、その発光タイミング信号21(Y、M、C、Bk)がLED駆動回路22(Y、M、C、Bk)に入力される。
LED駆動回路22(Y、M、C、Bk)では、各々の記録色に対応する画像データ23(Y、M、C、Bk)と発光タイミング信号21(Y、M、C、Bk)から発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)を駆動するための駆動信号24(Y、M、C、Bk)である、ライン同期信号(以下、hsync信号という)、データ転送クロック(以下、clock信号という)、データラッチ信号(以下、set信号という)、LED発光信号(以下、strobe信号という)が生成される。
図5は、本実施形態にかかる画像形成装置10における時間間隔Δtと中間転写ベルト41の位置pとの特性を示すグラフである。
図6は、本実施形態にかかる画像形成装置10における時間間隔Δtと感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の感光体回転位相θ°との特性を示すグラフである。
図7は、本実施形態にかかる画像形成装置10における時間tと中間転写ベルト41の位置pとの特性を示すグラフである。
図8は、本実施形態にかかる画像形成装置10における時間tと感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の感光体回転位相θ°との特性を示すグラフである。
次に、中間転写ベルト41上のトナー画像の搬送むらや感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の回転むら等に起因する変動を考慮して補正する方法を説明する。
図5において、中間転写ベルト41の微小距離を移動する時間の変動を表している。記録媒体搬送手段6の転送ローラ62、63の回転変動や軸の中心からのずれ、また、中間転写ベルト41の厚みむらなど複数の要因により搬送速度の変動が生じる。
この変動を計測するには中間転写ベルト41の内側の端に搬送方向と垂直な方向に、等ピッチのラインを刻んで置き、記録媒体位相検出手段60の光センサでそのラインを検出する(図1を参照)。または、中間転写ベルト41の端に磁性紛を塗布し、その磁性紛を搬送方向と垂直な方向にライン上に等ピッチで磁化して、それを記録媒体位相検出手段60の磁気ヘッドで検出する、等の方法が有る。
図5での時間間隔Δtを、ある基準位置0から中間転写ベルト41の二周(2L)にわたって積算して作ったのが図7のグラフである。
また、感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の微小回転角を通過する時間の変動を感光体回転位相θ°に対する時間間隔Δtとしてグラフにしたものが図6である。感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の回転位相の計測には、像担持体回転位相検出手段61(Y、M、C、Bk)のロータリエンコーダや、若しくは感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の表面に描いた等ピッチのラインを光学センサで検出する方法、あるいは、感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の表面に磁性紛を塗布しその磁性紛を搬送方向と垂直な方向にライン上に等ピッチで磁化してそれを磁気ヘッドで検出する、等の方法がある(図1を参照)。
図6の時間間隔(Δt)を、感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)のある基準角度(0°)から二周(720°)に渡って積算して得たグラフが図8である。
ここで、発光タイミングの予測方法について説明する。画像通過タイミング検出手段8のセンサユニット8(Y、M、C、Bk)が、基準画像7(Y、M、C、Bk)のマーカを検出したとき中間転写ベルト41の位置がp2であったとする(図7を参照)。このときの時刻はグラフからt2である。転写位置p0は、p0=p2+D、で求められ、このときの時刻はt0である。したがって、基準画像7(Y、M、C、Bk)のマーカ検出から転写までの時間t3は、t3=t0−t2、となる。
次に、画像通過タイミング検出手段8のセンサユニット8(Y、M、C、Bk)が、基準画像7(Y、M、C、Bk)のマーカを検出したとき感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の感光体回転位相をθ2とする。このときの時刻は図8のグラフからt2である。転写位置までの時刻t0は、t0=t2+t3である。この転写位置の感光体回転位相はグラフからθ0となる。
書き込み手段2の発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)から転写位置までの感光体回転位相をθとした時、発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の位置での感光体回転位相θ1は、θ1=θ0+θとして求めることができ、その時の時刻はグラフからt1となる。したがって、画像通過タイミング検出手段8のセンサユニット8(Y、M、C、Bk)が基準画像7(Y、M、C、Bk)のマーカを検出したときから発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の発光開始までの時間tは、t=t1−t2、として求めることができる。
図9は、本実施形態にかかる画像形成装置10の発光タイミング演算回路20の処理手順を示すフローチャートである。
図9において、図1に示す画像形成装置10は、発光タイミング演算回路20によって、次のような処理手順で、周期的な変動による色ずれあるいは周期的なピッチ変動にとどまらず高精度におよび非周期的な変動による色ずれをも補正することが出来る。
スタートで、画像通過タイミング検出手段8のセンサユニット8(Y、M、C、Bk)で基準画像7(Y、M、C、Bk)のマーカを検出して(ステップ1)、像担持体回転位相検出手段61(Y、M、C、Bk)で像担持体1の感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の感光体回転位相を検出して(ステップ2)、記録媒体位相検出手段60で中間転写ベルト41の位相を検出して(ステップ3)、書き込み手段2である発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)を発光する書き込み開始時刻を予測して(ステップ4)、発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)を発光する書き込み開始時刻を確認して(ステップ5)、発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)を発光する書き込みを開始して(ステップ6)、エンドで終了する。
図10は、本実施形態にかかる画像形成装置10における書き込み手段2の発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の発光タイミングの変動を説明するタイミングチャートである。
図11は、本実施形態にかかる画像形成装置10における書き込み手段2の発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の発光タイミングの変動を説明する他のタイミングチャートである。
駆動信号24(Y、M、C、Bk)の説明をする。hsync陣号は、ラインの同期信号であり、この信号のアサートにより1ラインのデータ転送の開始を示す。clock信号は、発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)のレジスタへのデータ転送クロックである。data信号は、発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の点灯/非点灯データ、set信号は発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)のシフトレジスタへのデータ転送終了信号であり、通常はシフトレジスタからドライバに接続レジスタのラッチ信号として使われる。
strobe信号は、発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の点灯信号であり、信号のアサート期間、データで点灯設定されている発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)のLEDが点灯する。
図10において、hsync信号と次のhsync信号との間に1ライン分のデータを転送し、set信号にてドライバに接続されたレジスタにデータをセットし、strobe信号で点灯データがセットされている発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)のLEDのドライバに電流を流してLEDを点灯させる。
同図においては1ラインのデータ転送の後、次のデータ転送中に前のデータに基づいて発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)のLEDを点灯させている。strobe信号により発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)のLED点灯タイミング、strobe信号のパルス周期を中間転写ベルト41の搬送位置と感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)の感光体回転位相に従ってt、t−t1、t−t2、・・・というように変化させる。
また、strobe信号のパルス周期を変化させる代わりに、hsync信号とstrobe信号とのパルス間隔を変化させるようにしてもよい。同図に示す点灯方法は、発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の点灯LEDが多くなると短時間に多量の電流が流れノイズの発生源となり、その結果、発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)のLEDの異常発光等の不具合が出やすくなる。
そこで、1ラインを複数の区間に分けてデータ転送、および発光を行うことができる(図11を参照)。この場合は、次のラインのhsync信号と、当該ラインにおける最初のstrobe信号のパルス間隔を変化させるようにすればよい。
図11において、1ラインの期間を複数にN分割して、1期間に1/Nのデータを転送して、次の期間で点灯する。これをN回繰り返して、1ライン分の書き込みを行うことで、発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の1度に点灯させるLEDの個数を減らして、ノイズの発生を抑えることができる。
同図において、strobe信号のパルス間隔をTからT−T1にすることは、LEDの発光をライン終端に行くに従って順次早めて、最終的にはT1だけ早めることになるから発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の位置ずれによる感光体ドラム1(Y、M、C、Bk)上でのずれを補正することができる。
記録媒体位相検出手段60は図示されていないが、例えば、中間転写ベルト41の基準位置を表すマーカ、及び、そのマーカを検出するセンサ、加えて、中間転写ベルト41の位置を検出するための、中間転写ベルト41に等間隔に刻まれたマーカ、及び、それを検出するためのセンサから構成されるものである。光学的に検出するためには、マーカとしては中間転写ベルト41に等間隔の縞を印刷するとか、溝を刻むようにしてもよい。
図12は、本実施形態にかかる画像形成装置10の画像の書き出し位置の他の検出補正を説明する図である。
図12において、ンサユニット8(、C、Bk)は、直近の像担持体1の感光体ドラム(、C、Bk)で生成される基準画像7(、C、Bk)の通過するタイミングを検出する第1画像通過タイミング検出手段81と、直近のひとつ上流で2つ前の像担持体1の感光体ドラム(Y、M、Cで生成される基準画像7(Y、M、Cの通過するタイミングを検出する第2画像通過タイミング検出手段80を備えている。
このような構成で画像形成ユニット11における像担持体1としての感光体ドラム1(Y)、感光体ドラム1(M)、感光体ドラム1(C)、感光体ドラム1(Bk)を備えた各画像形成ステーション間の基準画像7(Y、M、C、Bk)のずれを検出するので、直近のひとつ上流の感光体ドラム1(Y、M、Cと直近の上流の感光体ドラム1(、C、Bk)との画像のずれを精度よく検出できる。
従って、周期的な変動による色ずれあるいは周期的なピッチ変動にとどまらず、さらに高精度におよび非周期的な変動による色ずれをも補正して、オペレータの介入を減らしTCOを削減すると共にミスコピー等による無駄用紙の発生を少なくする省資源の画像形成装置10を提供することが出来る。
センサユニット8(、C、Bk)の第1画像通過タイミング検出手段81と第2画像通過タイミング検出手段80は、記録媒体4の中間転写ベルト41の図示の矢印(A)方向の搬送方向で略同位置に配置すると共に中間転写ベルト41の図示の矢印(A)方向の搬送方向と垂直の方向にずらして配置されている。
このような構成で画像形成ユニット11における像担持体1としての感光体ドラム1(Y)、感光体ドラム1(M)、感光体ドラム1(C)、感光体ドラム1(Bk)を備えた各画像形成ステーションの基準画像7(Y、M、C、Bk)を分離して検出するので、各画像形成ステーション間の基準画像7(Y、M、C、Bk)のずれを簡単に、精度よく検出することができる。
従って、このような構成で周期的な変動による色ずれあるいは周期的なピッチ変動にとどまらず簡単に、さらに高精度におよび非周期的な変動による色ずれをも補正して、オペレータの介入を減らしTCOを削減すると共にミスコピー等による無駄用紙の発生を少なくする省資源の画像形成装置10を提供することが出来る。
また第1画像通過タイミング検出手段81と第2画像通過タイミング検出手段80からの画像通過タイミング検出信号のタイミングのずれに基づき書き込み手段2の発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の書き込みタイミングを制御することができるようになっている。
即ち、センサユニット8(、C、Bk)の第1画像通過タイミング検出手段81と第2画像通過タイミング検出手段80の2個のフォトセンサからの出力タイミングが同じくなる様に初期調整しておく。そして実際の稼動時に2つ前の感光体ドラム1(Y、M、Cで作像された基準画像7(Y、M、C)の検出タイミングが直近の上流の感光体ドラム1(、C、Bk)で作像された基準画像7(、C、Bk)の検出タイミングよりも(ΔT)早かった場合には、直近の上流の発光素子アレイヘッド2(、C、Bk)のLEDの点灯タイミングを(ΔT)早めるように制御すれば、稼動後の環境変動等による発光素子アレイヘッド2(Y、M、C、Bk)の位置ずれによる色ずれを低減することができる。
従って、このような構成と方法で各画像形成ステーション間の色ずれに対し経時変化や環境変動の影響を受け難くして、周期的な変動による色ずれあるいは周期的なピッチ変動にとどまらず簡単に、さらに高精度におよび非周期的な変動による色ずれをも補正して、オペレータの介入を減らしTCOを削減すると共にミスコピー等による無駄用紙の発生を少なくする省資源の画像形成装置10を提供することが出来る。
本実施形態にかかる画像形成装置の基本構成図である。 本実施形態にかかる画像形成装置の画像の書き出し位置の検出補正を説明する図である。 本実施形態にかかる画像形成装置の画像通過タイミング検出手段のセンサユニットとその直近の下流の像担持体の感光体ドラムの転写位置との間隔と、書き込み手段の発光素子アレイヘッドから一次転写位置までの感光体ドラムの周長との関係を示す説明図である。 本実施形態にかかる画像形成装置の書き込み手段である発光素子アレイヘッドの点灯タイミング制御回路のブロック図である。 本実施形態にかかる画像形成装置における時間間隔と中間転写ベルト位置との特性を示すグラフ図である。 本実施形態にかかる画像形成装置における時間間隔と感光体ドラムの感光体回転位相との特性を示すグラフ図である。 本実施形態にかかる画像形成装置における時間と中間転写ベルト位置との特性を示すグラフ図である。 本実施形態にかかる画像形成装置における時間と感光体ドラムの感光体回転位相との特性を示すグラフ図である。 本実施形態にかかる画像形成装置の発光タイミング演算回路の処理手順を示すフローチャートである。 本実施形態にかかる画像形成装置における書き込み手段の発光素子アレイヘッドの発光タイミングの変動を説明するタイミングチャートである。 本実施形態にかかる画像形成装置における書き込み手段の発光素子アレイヘッドの発光タイミングの変動を説明する他のタイミングチャートである。 本実施形態にかかる画像形成装置の画像の書き出し位置の他の検出補正を説明する図である。
符号の説明
1…像担持体、1(Y、M、C、Bk)…感光体ドラム、2…書き込み手段、2(Y、
M、C、Bk)…発光素子アレイヘッド、3…作像手段、4…記録媒体、5…転写手段、6…記録媒体搬送手段、7(Y、M、C、Bk)…基準画像、8…画像通過タイミング検
出手段、8(Y、M、C、Bk)…センサユニット、10…画像形成装置、11…画像形
成ユニット、12…記録媒体給送ユニット、13…排紙トレイ、14(Y、M、C、Bk
)…帯電ローラ、20…発光タイミング演算回路、21(Y、M、C、Bk)…発光タイ
ミング信号、22(Y、M、C、Bk)…LED駆動回路、23(Y、M、C、Bk)…
画像データ、24(Y、M、C、Bk)…駆動信号、30(Y、M、C、Bk)…現像ユ
ニット、31(Y、M、C、Bk)…クリーニングユニット、32…定着装置、40…記
録用紙、41…中間転写ベルト、50(Y、M、C、Bk)…一次転写ローラ、51…二
次転写ローラ、60…記録媒体位相検出手段、61(Y、M、C、Bk)…像担持体回転
位相検出手段、62、63…搬送ローラ、64(Y、M、C、Bk)…感光体回転位置検
出信号、65…搬送位置検出信号、81…第1画像通過タイミング検出手段、80…第2
画像通過タイミング検出手段、82(Y、M、C、Bk)…基準検出信号

Claims (6)

  1. 複数個の像担持体に異なる画像を順次に書き込み作像した後に記録媒体に転写して記録画像を形成する画像形成装置であって、
    前記記録媒体の搬送方向に並べられた複数個の像担持体と、前記複数個の像担持体の夫々に各々異なる潜像を書き込む書き込み手段と、前記像担持体上に書き込まれた前記潜像のトナー画像を作像する作像手段と、前記作像手段で作像された前記トナー画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段の転写部位に前記記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、第1画像通過タイミング検出手段及び前記第1画像通過タイミング検出手段に対して前記搬送方向に同位置で且つ前記搬送方向と垂直の方向に並べて配置された第2画像通過タイミング検出手段を有するセンサユニットと、が備えられた画像形成装置において、
    前記センサユニットが、前記複数個の像担持体のうち前記搬送方向の最上流に配置された像担持体以外の像担持体のそれぞれの下流側直近に配置され、
    前記第1画像通過タイミング検出手段が、当該第1画像通過タイミング検出手段の上流側に配置された直近の一の前記像担持体で生成された一の基準画像の通過するタイミングを検出するように構成され、
    前記第2画像通過タイミング検出手段が、前記一の前記像担持体の上流側に配置された直近の他の前記像担持体で生成された他の基準画像の通過するタイミングを検出するように構成され、
    前記一の基準画像が、前記他の基準画像に対して前記搬送方向と垂直の方向に並べて生成され、かつ、
    前記書き込み手段が、前記第1画像通過タイミング検出手段と前記第2画像通過タイミング検出手段からの画像通過タイミング検出信号のタイミングのずれを低減するように、前記一の前記像担持体への前記潜像の書き込みタイミングを制御されるように構成されている
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項1に記載の画像形成装置において、前記書き込み手段は、発光素子アレイヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
    前記第1画像通過タイミング検出手段又は前記第2画像通過タイミング検出手段のセンサユニットとその下流側に配置された直近の前記像担持体の感光体ドラムの転写位置との間隔は、前記書き込み手段の発光素子アレイヘッドから一次転写位置までの前記感光体ドラムの周長よりも長いことを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項1、2又は3に記載の画像形成装置において、
    前記記録媒体搬送手段が、前記第1画像通過タイミング又は前記第2画像通過タイミング検出手段による前記基準画像通過するタイミングを検出する時点における前記記録媒体の位相を検出して前記書き込み手段の書き込みタイミングを補正する記録媒体位相検出手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項1、2又は3に記載の画像形成装置において、
    前記像担持体が、前記第1画像通過タイミング又は前記第2画像通過タイミング検出手段による前記基準画像通過するタイミングを検出する時点における前記像担持体の回転位相を検出して前記書き込み手段の書き込みタイミングを補正する像担持体回転位相検出手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項1、2又は3に記載の画像形成装置において、
    前記記録媒体搬送手段が、前記第1画像通過タイミング又は前記第2画像通過タイミング検出手段による前記基準画像の通過するタイミングを検出する時点における前記記録媒体の位相を検出して前記書き込み手段の書き込みタイミングを補正する記録媒体位相検出手段を備え、
    前記像担持体が、前記第1画像通過タイミング又は前記第2画像通過タイミング検出手段による前記基準画像の通過するタイミングを検出する時点における前記像担持体の回転位相を検出して前記書き込み手段の書き込みタイミングをさらに補正する像担持体回転位相検出手段を備えている
    ことを特徴とする画像形成装置。
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