JP5257226B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、回転する複数の感光体ドラムに対して露光及び現像をそれぞれ行うことにより各色のトナー像を形成し、各色のトナー像を中間転写体を介して用紙上に重ね合わせて転写することによりカラー画像を形成する画像形成装置に関する。 According to the present invention, a toner image of each color is formed by performing exposure and development on a plurality of rotating photosensitive drums, and the toner images of each color are superimposed and transferred onto a sheet via an intermediate transfer member. The present invention relates to an image forming apparatus that forms a color image.
この種の画像形成装置においては、様々な要因により各色のトナー像の重ね合わせにおける色ずれが発生するため、この色ずれを補正する必要がある。しかし、画像形成ジョブを中断した専用シーケンスにより色ずれを補正する場合、画像形成装置の生産性を低下させてしまう。 In this type of image forming apparatus, color misregistration occurs in superposition of toner images of various colors due to various factors. Therefore, it is necessary to correct this color misregistration. However, when the color misregistration is corrected by a dedicated sequence that interrupts the image forming job, the productivity of the image forming apparatus is lowered.
そこで、画像形成装置の生産性を低下させずに、機内の温度上昇などによる経時的な色ずれを補正するための「紙間カラーレジスト補正」と呼ばれる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、用紙間に相当する位置にトナー像として色ずれ検出用マークを形成し、色ずれ検出用マークをセンサで検出し、センサで検出された色ずれ検出用マークの色ずれ量を算出することにより、画像形成ジョブを中断せずに通紙中において色ずれを補正することができる。
Therefore, a technique called “inter-paper color registration correction” for correcting a color shift with time due to a temperature rise in the apparatus without reducing the productivity of the image forming apparatus is known (for example, Patent Documents). 1). In
ところで、トナー像が形成される位置は、印字の周期、通紙の周期、及び感光体ドラム、中間転写体及び中間転写体を駆動するローラの回転周期などによって周期的に変動するため、センサで検出される色ずれ検出用マークの色ずれ量には、機内の温度上昇などによる経時的な色ずれ量の他に、周期的な変動成分が含まれてしまう。したがって、機内の温度上昇などによる経時的な色ずれ量を精度良く求めるためには、センサで検出された色ずれ検出用マークの色ずれ量から周期的な変動成分をキャンセルした平均的な色ずれ量を求める必要がある。 By the way, the position where the toner image is formed periodically varies depending on the printing cycle, the sheet passing cycle, and the rotation cycle of the photosensitive drum, the intermediate transfer member, and the roller that drives the intermediate transfer member. The color misregistration amount of the detected color misregistration detection mark includes a periodic fluctuation component in addition to the color misregistration amount with time due to temperature rise in the apparatus. Therefore, in order to accurately determine the amount of color misregistration over time due to temperature rise in the machine, average color misregistration in which periodic fluctuation components are canceled from the color misregistration amount of the color misregistration detection mark detected by the sensor. The amount needs to be determined.
しかし、特許文献1において、色ずれ検出用マークは、紙間に相当する位置という局所的な位置に形成され、所望の位置及びタイミングで形成することができないため、色ずれ検出用マークのみから平均的な色ずれ量を求めることは難しい。よって、色ずれ検出用マークをセンサで検出した結果だけから、画像形成装置の経時的な色ずれ量を精度良く求めることは難しい。
However, in
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、経時的な色ずれの補正精度が高い画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an image forming apparatus having high correction accuracy of color shift over time.
本発明の特徴は、回転する複数の感光体ドラムに対して露光及び現像をそれぞれ行うことにより各色のトナー像を形成し、各色のトナー像を中間転写体を介して用紙上に重ね合わせて転写することによりカラー画像を形成する画像形成装置であって、当該画像形成装置が、感光体ドラムの回転速度を検出するドラム回転速度検出部と、中間転写体の移動速度を検出する移動速度検出部と、中間転写体上に各色のトナー像として形成された色ずれ検出用マークを検出するマーク検出部と、マーク検出部により検出された色ずれ検出用マークの色ずれ量を算出する第1の色ずれ算出部と、ドラム回転速度検出部により検出された、色ずれ検出用マークを感光体ドラムに露光してから当該色ずれ検出用マークを感光体ドラムから中間転写体へ転写するまでの感光体ドラムの回転速度、及び、移動速度検出部により検出された、中間転写体へ当該色ずれ検出用マークを転写してからマーク検出部が当該色ずれ検出用マークを検出するまでの中間転写体の移動速度から、当該色ずれ検出用マークの色ずれ量を算出する第2の色ずれ算出部と、第1の色ずれ算出部により算出された色ずれ量から第2の色ずれ算出部により算出された色ずれ量を減算することにより、第1の色ずれ算出部により算出された色ずれ量を補正する色ずれ補正部と、色ずれ補正部により補正された色ずれ量を用いて色ずれを補正する補正実行部とを備える。ここで、第2の色ずれ算出部は、色ずれ検出用マークを感光体ドラムに露光してから当該色ずれ検出用マークを感光体ドラムから中間転写体へ転写するまでの感光体ドラムの回転速度を積分し、中間転写体へ当該色ずれ検出用マークを転写してからマーク検出部が当該色ずれ検出用マークを検出するまでの中間転写体の移動速度を積分して合算することにより各色の色ずれ検出用マークの形成位置を算出し、各色の色ずれ検出用マーク間の形成位置のずれ量を色ずれ量として算出する。 A feature of the present invention is that each color toner image is formed by performing exposure and development on a plurality of rotating photosensitive drums, and the toner images of each color are superimposed and transferred onto a sheet via an intermediate transfer member. An image forming apparatus that forms a color image by doing so, the image forming apparatus detecting a rotational speed of the photosensitive drum, and a moving speed detecting unit detecting the moving speed of the intermediate transfer member A mark detection unit that detects a color misregistration detection mark formed as a toner image of each color on the intermediate transfer member, and a first color misregistration amount that is detected by the mark detection unit. The color misregistration calculation unit and the drum rotation speed detection unit detect the color misregistration detection mark on the photosensitive drum, and then transfer the color misregistration detection mark from the photosensitive drum to the intermediate transfer member. Until the mark detection unit detects the color misregistration detection mark after the color misregistration detection mark is transferred to the intermediate transfer member detected by the rotation speed and moving speed detection unit of the photosensitive drum until A second color misregistration calculation unit that calculates the color misregistration amount of the color misregistration detection mark from the moving speed of the intermediate transfer member, and a second color misregistration from the color misregistration amount calculated by the first color misregistration calculation unit. By subtracting the color misregistration amount calculated by the calculation unit, the color misregistration correction unit that corrects the color misregistration amount calculated by the first color misregistration calculation unit, and the color misregistration amount corrected by the color misregistration correction unit. And a correction execution unit that corrects color misregistration. Here, the second color misregistration calculation unit rotates the photoconductive drum from when the color misregistration detection mark is exposed to the photoconductive drum until the color misregistration detection mark is transferred from the photoconductive drum to the intermediate transfer body. Each color is integrated by integrating the moving speed of the intermediate transfer body from the transfer of the color misregistration detection mark to the intermediate transfer body until the mark detection unit detects the color misregistration detection mark. The color misregistration detection mark formation position is calculated, and the amount of misregistration between the color misregistration detection marks of each color is calculated as the color misregistration amount.
感光体ドラムの回転速度及び中間転写体の移動速度は、印字の周期、通紙の周期、及び感光体ドラム、中間転写体及び中間転写体を駆動するローラの回転周期にしたがって変動する。よって、色ずれ検出用マークを感光体ドラムに露光してからマーク検出部が当該色ずれ検出用マークを検出するまでの感光体ドラムの回転速度及び中間転写体の移動速度から算出される当該色ずれ検出用マークの色ずれ量は、印字の周期、通紙の周期、及び感光体ドラム、中間転写体及び中間転写体を駆動するローラの回転周期にしたがって変動する「周期的な変動成分」に相当する。したがって、第1の色ずれ算出部により算出された色ずれ量から第2の色ずれ算出部により算出された色ずれ量を減算して第1の色ずれ算出部により算出された色ずれ量を補正する。これにより、マーク検出部により検出された色ずれ検出用マークの色ずれ量から周期的な変動成分をキャンセルした平均的な色ずれ量、すなわち機内の温度上昇などによる経時的な色ずれ量を求めることができる。 The rotational speed of the photosensitive drum and the moving speed of the intermediate transfer member vary according to the printing cycle, the paper passing cycle, and the rotation cycle of the rollers that drive the photosensitive drum, the intermediate transfer member, and the intermediate transfer member. Therefore, the color calculated from the rotational speed of the photosensitive drum and the moving speed of the intermediate transfer body from when the color misregistration detection mark is exposed to the photosensitive drum until the mark detection unit detects the color misregistration detection mark. The color misregistration amount of the misregistration detection mark is a “periodic fluctuation component” that fluctuates according to the printing cycle, the sheet passing cycle, and the rotation cycle of the photosensitive drum, the intermediate transfer member, and the roller that drives the intermediate transfer member. Equivalent to. Therefore, the color misregistration amount calculated by the first color misregistration calculation unit is obtained by subtracting the color misregistration amount calculated by the second color misregistration calculation unit from the color misregistration amount calculated by the first color misregistration calculation unit. to correct. As a result, an average color misregistration amount obtained by canceling a periodic variation component from the color misregistration amount of the color misregistration detection mark detected by the mark detection unit, that is, a color misregistration amount with time due to a temperature rise in the apparatus is obtained. be able to.
本発明の画像形成装置によれば、経時的な色ずれの補正精度を向上させることができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to improve the accuracy of correcting color misregistration over time.
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図1を参照して、本発明の実施の形態に関わる画像形成装置の全体構成を説明する。本発明の実施の形態に関わる画像形成装置12は、複数の感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kを中間転写体の一例としての中間転写ベルト41に対面させて縦方向に配列したフルカラーの画像を形成するタンデム型カラー画像形成装置と称されるものである。
With reference to FIG. 1, the overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. The
画像形成装置12は、その上部に自動原稿送り装置ADFを備えている。自動原稿送り装置ADFの原稿載置台103に載置された原稿Dは、一枚ずつに分離され原稿搬送路に送り出され、搬送ドラム102により搬送される。
The
原稿読取部101は、原稿画像読み取り位置RPにおいて搬送中の原稿Dの画像を読み取る。第1搬送ガイドG1及び原稿排出ローラ105は、読み取りが終了した原稿Dを原稿排紙トレイ107に排出する。
The
画像形成装置12は、上記した原稿読取部101、露光部2Y、2M、2C、2K、画像形成部3Y、3M、3C、3K、中間転写部104、定着部115、排紙反転部106、再給紙部117、給紙部108、制御部27等から構成され、それらが一つの筐体内に収められている。
The
原稿読取部101は、原稿画像読み取り位置RPにて原稿Dの画像をランプLにて照射し、その反射光を第1ミラーユニット111、第2ミラーユニット112、レンズ113によって導き、撮像素子CCDの受光面に結像させる。撮像素子CCDは入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。画像読取制御部114は、この画像信号に対して、A/D変換、シェーディング補正、圧縮等の処理を施し、制御部27の記憶部に画像データとして格納する。記憶部に格納された画像データには、ユーザにより設定されている条件により適宜な画像処理が施されて、出力画像データが生成される。
The
露光部2Y、2M、2C、2Kは、図示しないレーザ光源、ポリゴンミラー、複数のレンズ等から構成され、レーザビームを生成する。露光部2Y、2M、2C、2Kは、制御部27から送られる出力画像データを基に出力される出力情報に対応して、画像形成部3Y、3M、3C、3Kの構成要素である感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kの表面をレーザビームにより走査露光する。回転する感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kの回転軸に平行な方向(主走査方向)にレーザビームを走査することにより、感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kには潜像が形成される。
The
画像形成部3Yは、感光体ドラム31Yと、その周辺に配置されている、主帯電部32Y、現像部33Y、第1転写ローラ34Y、クリーニング部35Yからなる。他の画像形成部3M,3C,3Kにおいても、画像形成部3Yと同様な構成であり、それぞれの感光体ドラム31M、31C、31Kの周辺に、それぞれに対応して主帯電部32M,32C,32K、現像部33M、33C、33K、第1転写ローラ34M、34C、34K、クリーニング部35M、35C、35Kが配置されている。
The
現像部33Y、33M、33C、33Kは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)のトナーで現像することによって感光体ドラム31Y、31M、31C、31K上の潜像を顕像化する。これにより、各感光体ドラム31Y、31M、31C、31K上には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)のトナー像が形成される。
The developing
中間転写部104の第1転写ローラ34Y、34M、34C、34Kは、感光体ドラム31Y、31M、31C、31K上に形成されたトナー像を中間転写ベルト41上の所定位置に逐次転写する。クリーニング部35Y、35M、35C、35Kは、トナー像の転写を終えた感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kの表面に残留するトナーを除去する。
The
一方、第2転写ローラ42は、中間転写ベルト41上に転写されたトナー像を、給紙部108のトレイPG1、PG2、PG3から搬送され、給紙ローラ81によってタイミングが取られて送り出された用紙Pに転写する。ベルトクリーニング部43は、トナー像の用紙Pへの転写を終えた中間転写ベルト41の表面を清掃し、清掃された中間転写ベルト41は次の画像転写に供される。
On the other hand, the
トナー像を担持した用紙Pは定着部115に送られ、定着部115は用紙Pを加圧加熱することによって、トナー像を用紙Pへ定着させる。
The paper P carrying the toner image is sent to the fixing
排紙反転部106は、定着部115による定着処理を終えた用紙Pを搬送して排紙トレイ61に排紙する。用紙Pを表裏反転して排紙する場合には、排紙ガイド62が、一旦、用紙Pを下方に導き、排紙反転ローラ63に用紙Pの後端を挟持させた後に反転搬送し、排紙ガイド62が用紙Pを排紙ローラ64へ導いて排紙する。
The paper
なお、用紙Pの裏面にも画像形成を行う場合、排紙ガイド62は、表面のトナー像の定着処理を終えた用紙Pを下方にある再給紙部117に搬送し、再給紙反転ローラ71により後端を挟持させた後、逆送することによって用紙Pを反転させて、再給紙搬送路72に送り出し、裏面への画像形成に供する。
When image formation is also performed on the back surface of the paper P, the
画像形成装置12において、感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kは図1の矢印に示す方向に回転する。そして、無端状ベルトからなる中間転写ベルト41は、ベルト駆動ローラ44の駆動力によって図1の矢印に示す方向に回転しながら移動する。感光体ドラム31Kと第2転写ローラ42の間の中間転写ベルト41に対して、マーク検出部の一例としてのカラーレジストセンサ49が配置されている。カラーレジストセンサ49は、色ずれを補正する為に形成される色ずれ検出用マークを検出する。
In the
図2を参照して、感光体ドラム31Y、31M、31C、31K及びベルト駆動ローラ44の駆動機構について説明する。図2には感光体ドラム31Yのみを示すがその他の感光体ドラム31M、31C、31Kについても同様な駆動機構を備えている。円柱状の感光体ドラム31Yの中心軸上に棒状の回転軸39Yが貫通し、固定されている。回転軸39Yは、駆動ギア37Yを介してドラム駆動モータ38Yに機械的に接続され、ドラム駆動モータ38Yの回転駆動力は、駆動ギア37Y及び回転軸39Yを介して感光体ドラム31Yへ伝達される。
With reference to FIG. 2, the driving mechanism of the
回転軸39Yには、回転板及びセンサ部からなるエンコーダ36Yが設置されている。回転板は回転軸39Y上に駆動ギア37Yとともに固定されている。この回転板の円周に沿って等間隔に形成された印を読取り、印の読取りの回数をカウントするセンサ部が回転板の周囲に設けられている。エンコーダ36Yは、回転板に形成された印の総数を予め求めておくことで単位時間における印の読取りの回数から回転軸39Yの回転速度を直接求めることができる。
The
なお、エンコーダ36Yは、感光体ドラム31Yの回転速度を検出するドラム回転速度検出部の一例であって、感光体ドラム31Yの回転速度を検出する手段はこれに限らない。ドラム回転速度検出部には、感光体ドラム31Yの回転速度を測定する装置や、感光体ドラム31Yの外周面の移動速度を測定する装置や、ドラム駆動モータ38Yや駆動ギア37Yの回転速度を測定し、これを感光体ドラム31Yの回転速度へ換算する装置など、直接的或いは間接的に感光体ドラム31Yの回転速度を検出する装置が含まれる。
The
また、本発明の実施の形態では、感光体ドラム31Yの回転速度が回転軸39Yの回転速度に等しいと仮定した場合について説明するが、回転軸39Yと感光体ドラム31Yのカップリングにおいて発生するローカルな偏心を考慮した場合については、図6〜図10を参照して後述する。
In the embodiment of the present invention, a case where the rotation speed of the
同様に、円柱状のベルト駆動ローラ44の中心軸上に棒状の回転軸48が貫通し、固定されている。回転軸48は、駆動ギア46を介してベルト駆動モータ47に機械的に接続され、ベルト駆動モータ47の回転駆動力は、駆動ギア46及び回転軸48を介してベルト駆動ローラ44へ伝達される。
Similarly, a rod-shaped
回転軸48には、回転板及びセンサ部からなるエンコーダ45が設置されている。回転板は回転軸48上に駆動ギア46とともに固定されている。この回転板の円周に沿って等間隔に形成された印を読取り、印の読取りの回数をカウントするセンサ部が回転板の周囲に設けられている。エンコーダ45は、回転板に形成された印の総数を予め求めておくことで単位時間における印の読取りの回数から回転軸48の回転速度を直接求めることができる。そして、ベルト駆動ローラ44の直径と回転軸48の回転速度とから中間転写ベルト41の移動速度を求めることができる。
An
なお、エンコーダ45は、中間転写ベルト41の移動速度を検出する移動速度検出部の一例であって、中間転写ベルト41の移動速度を検出する手段はこれに限らない。移動速度検出部には、中間転写ベルト41の移動速度やベルト駆動ローラ44の外周面の移動速度を直接測定する装置や、ベルト駆動ローラ44自体の回転速度を測定してこれを中間転写ベルト41の移動速度へ換算する装置や、ベルト駆動モータ47や駆動ギア46の回転速度を測定してこれを中間転写ベルト41の移動速度へ換算する装置など、直接的或いは間接的に中間転写ベルト41の移動速度を検出する装置が含まれる。
The
また、本発明の実施の形態では、ベルト駆動ローラ44の回転速度が回転軸48の回転速度に等しいと仮定した場合について説明するが、回転軸48とベルト駆動ローラ44のカップリングにおいて発生するローカルな偏心を考慮した場合については、図6〜図10を参照して後述する手法を同様にして適用することが可能である。
In the embodiment of the present invention, a case where the rotation speed of the
エンコーダ36Y及びエンコーダ45によって検出された回転速度及び移動速度の信号は制御部27へ入力される。制御部27は、ドラム駆動モータ38Y及びベルト駆動モータ47に対して制御指令を示す信号を出力して、ドラム駆動モータ38Y及びベルト駆動モータ47の回転駆動力、ひいては感光体ドラム31Yの回転速度及び中間転写ベルト41の移動速度を制御する。
The rotational speed and moving speed signals detected by the encoder 36 </ b> Y and the
図3を参照して、各感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kの露光部2Y、2M、2C、2Kの部分及び中間転写ベルト41のカラーレジストセンサ49の部分における画像形成動作の時間変化の一例を説明する。先ず、感光体ドラム31Yの露光部2Yは感光体ドラム31Yを露光してイエロー画像の潜像を形成し、現像部33Yはイエロー画像のトナー像を形成する。イエロー画像から所定時間の後、感光体ドラム31Mに対して露光及び現像をそれぞれ行うことによりマゼンタ画像のトナー像が形成される。以後、同様にして、感光体ドラム31C及び感光体ドラム31K上にシアン画像及びブラック画像のトナー像が形成される。
Referring to FIG. 3, the time change of the image forming operation in the
各感光体ドラム31Y、31M、31C、31K上の各トナー像は、第1転写ローラ34Y、34M、34C、34Kによって中間転写ベルト41上の所定位置に逐次転写される。感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kにおいてトナー像の露光タイミングをずらすことにより、中間転写ベルト41上において各色のトナー像は重ね合わせされて転写される。このため、カラーレジストセンサ49が設置された箇所においては、重ね合わせされた各色のトナー像からなるカラー画像が形成されている。
The toner images on the
各色のトナー像を重ね合わせる位置がずれてしまうと、カラー画像に色ずれが発生して画質が低下してしまう。そこで、本発明の実施の形態に関わる画像形成装置12は、この色ずれの大きさ(以後、「色ずれ量」という)を検出するための色ずれ検出用マークを各感光体ドラム31Y、31M、31C、31K上に形成し、中間転写ベルト41上の逐次転写された色ずれ検出用マークをカラーレジストセンサ49で検出している。
If the positions where the toner images of the respective colors are superimposed are shifted, color shift occurs in the color image and the image quality is degraded. Therefore, the
図3では、画像形成装置12が複数のカラー画像を複数の用紙上に連続して形成する画像形成ジョブを実行している場合を示している。この場合、各用紙は所定の間隔をおいて画像形成装置12内を搬送されるため、各色のトナー像及びカラー画像は所定の間隔をおいて形成される。そこで、画像形成装置12は、色ずれ検出用マークの一例として、用紙の間に相当する位置に「紙間マーク」を形成する。これにより、複数のカラー画像を複数の用紙上に連続して形成する画像形成ジョブを中断することなく、通紙中において色ずれ検出用マークを形成して検出することができる。
FIG. 3 shows a case where the
イエロー色の紙間マークを各感光体ドラム31Yに露光してから中間転写ベルト41へ転写するまでの図3の矢印で示す期間TdY、イエロー色の紙間マークは回転する感光体ドラム31Y上を移動する。中間転写ベルト41へイエロー色の紙間マークを転写してからカラーレジストセンサ49が検出するまでの図3の矢印で示す期間TvY、イエロー色の紙間マークは中間転写ベルト41上を移動する。
During the period TdY indicated by the arrow in FIG. 3 from the exposure of the yellow inter-paper mark on each
制御部27は、期間TdYにおいてエンコーダ36Yによって検出された感光体ドラム31Yの回転速度を積分し、期間TvYにおいてエンコーダ45によって検出された中間転写ベルト41の移動速度を積分し、2つの積分値を合算することにより、イエロー色の紙間マークの形成位置を算出することができる。制御部27は、その他の色についても同様にして、紙間マークの形成位置を算出する。そして、制御部27は、各色の紙間マークの形成位置から色ずれ量を算出する。
The
図2に示すように、制御部27は、紙間マークを感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kに露光してから当該紙間マークを感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kから中間転写ベルト41へ転写するまでの感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kの回転速度を積分し、中間転写ベルト41へ当該紙間マークを転写してからカラーレジストセンサ49が当該紙間マークを検出するまでの中間転写ベルト41の移動速度を積分して合算することにより各色の紙間マークの形成位置を算出し、各色の紙間マーク間の形成位置のずれ量を算出する第2の色ずれ算出部86としての機能を備える。第2の色ずれ算出部が算出するずれ量を「第2の色ずれ量」と呼ぶ。
As shown in FIG. 2, the
また、制御部27は、カラーレジストセンサ49により検出された紙間マークの色ずれ量を第1の色ずれ量として算出する第1の色ずれ算出部85と、第1の色ずれ量を第2の色ずれ量で補正する色ずれ補正部87と、色ずれ補正部87により補正された色ずれ量を用いて色ずれを補正する補正実行部88としての機能を備える。
The
ここで、色ずれ量を、その一例として、ブラック色のトナー像に対するイエロー色、マゼンタ色及びシアン色のトナー像の位置ずれ量、つまり、ブラック色を基準にしたときの各色のずれ量とする。また、第1の色ずれ量をΔY1、ΔM1、ΔC1とし、第2の色ずれ量をΔY2、ΔM2、ΔC2とする。もちろん、色ずれ量の定義はこれに限定されるものではない。 Here, as an example, the color misregistration amount is the misregistration amount of the yellow, magenta, and cyan toner images with respect to the black toner image, that is, the misregistration amount of each color with respect to the black color. . Further, the first color misregistration amounts are assumed to be ΔY1, ΔM1, and ΔC1, and the second color misregistration amounts are assumed to be ΔY2, ΔM2, and ΔC2. Of course, the definition of the color misregistration amount is not limited to this.
色ずれ補正部87は、例えば、第1の色ずれ量ΔY1、ΔM1、ΔC1から第2の色ずれ量ΔY2、ΔM2、ΔC2を減じた量を補正後の色ずれ量ΔY、ΔM、ΔCとして算出する。
ΔY=ΔY1−ΔY2
ΔM=ΔM1−ΔM2
ΔC=ΔC1−ΔC2
The color
ΔY = ΔY1−ΔY2
ΔM = ΔM1-ΔM2
ΔC = ΔC1−ΔC2
補正実行部88は、補正後の色ずれ量ΔY、ΔM、ΔCに基づいて、例えば露光タイミングなどの各色の画像形成タイミングを補正する。
The
図4を参照して、図3のタイミングチャートにおける画像形成動作の手順の一例を説明する。 An example of the procedure of the image forming operation in the timing chart of FIG. 3 will be described with reference to FIG.
(イ)先ずS01段階において、複数のカラー画像(通常画像)を複数の用紙上に連続して形成する画像形成ジョブを実行する。画像形成ジョブが終了していない場合(S03でNO)、S05段階に進み、紙間マークを形成するか否かを判断する。S05の判断基準は、例えば、前回紙間マークを形成してからの機内温度の変化量、プリント枚数、プリント時間などが所定値に達しているか否かである。 (A) First, in step S01, an image forming job for continuously forming a plurality of color images (normal images) on a plurality of sheets is executed. If the image forming job has not ended (NO in S03), the process proceeds to step S05, and it is determined whether or not to form an inter-sheet mark. The determination criterion in S05 is, for example, whether or not the amount of change in internal temperature, the number of prints, the print time, and the like have reached a predetermined value since the last inter-paper mark was formed.
(ロ)紙間マークを形成すると判断した場合(S05でYES)、S07段階に進み、紙間マークを形成しないと判断した場合(S05でNO)、S01段階に戻る。S07段階において各色の紙間マークを逐次露光する。その後、S09段階に進み、感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kの回転速度を検出する。感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kの回転速度の検出は、紙間マークを露光してから中間転写ベルト41へ転写する(S11)までの期間TdY、TdM、TdC、TdK、実施される。
(B) If it is determined that a paper gap mark is to be formed (YES in S05), the process proceeds to step S07. If it is determined that no paper gap mark is to be formed (NO in S05), the process returns to step S01. In step S07, the inter-paper marks for each color are sequentially exposed. Thereafter, the process proceeds to step S09, and the rotational speeds of the
(ハ)S13段階に進み、中間転写ベルト41の移動速度を検出する。中間転写ベルト41の移動速度の検出は、中間転写ベルト41へ紙間マークを転写してからカラーレジストセンサ49で検出する(S15)までの期間TvY、TvM、TvC、TvK、実施される。
(C) Proceeding to step S13, the moving speed of the
(ニ)S17段階に進み、S09で検出した感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kの回転速度、及び、S13で検出した中間転写ベルト41の移動速度から、第2の色ずれ量ΔY2、ΔM2、ΔC2を算出する。S19段階に進み、カラーレジストセンサ49で検出した各色の紙間マークから第1の色ずれ量ΔY1、ΔM1、ΔC1を算出する。
(D) Proceeding to step S17, the second color misregistration amounts ΔY2, ΔM2 are determined from the rotational speeds of the
(ホ)S21段階に進み、第1の色ずれ量ΔY1、ΔM1、ΔC1から第2の色ずれ量ΔY2、ΔM2、ΔC2を減じて補正後の色ずれ量ΔY、ΔM、ΔCを算出する。S23段階に進み、補正後の色ずれ量ΔY、ΔM、ΔCに基づいて、画像形成タイミング、例えば、各色の露光タイミングを補正する。その後、S01段階に戻る。画像形成ジョブが終了した場合(S03でYES)、図4のフローチャートは終了する。 (E) Proceeding to step S21, the corrected color misregistration amounts ΔY, ΔM, ΔC are calculated by subtracting the second color misregistration amounts ΔY2, ΔM2, ΔC2 from the first color misregistration amounts ΔY1, ΔM1, ΔC1. In step S23, the image formation timing, for example, the exposure timing of each color is corrected based on the corrected color misregistration amounts ΔY, ΔM, and ΔC. Then, it returns to S01 stage. When the image forming job is finished (YES in S03), the flowchart of FIG. 4 is finished.
図5(a)〜図5(c)を参照して、本発明の実施の形態による作用効果を検証するために発明者らが行った実験例を説明する。発明者らは、第1の色ずれ量ΔY1、ΔM1、ΔC1、第2の色ずれ量ΔY2、ΔM2、ΔC2及び補正後の色ずれ量ΔY、ΔM、ΔCを実際に求める実験を行った。実験では、20枚の用紙上に連続して画像を形成する画像形成ジョブの実行中において、総ての用紙間において複数の紙間マークを形成し、5箇所の用紙間をサンプリングして当該5箇所の用紙間に形成された2つの紙間マークについてそれぞれ平均値を求めた。図5(a)〜図5(c)の縦軸は、平均的な色ずれ量からのずれ量として表し、横軸は、サンプリングした5箇所の用紙間の番号を示している。 With reference to FIG. 5A to FIG. 5C, an experimental example performed by the inventors in order to verify the operational effects according to the embodiment of the present invention will be described. The inventors conducted an experiment to actually obtain the first color misregistration amounts ΔY1, ΔM1, ΔC1, the second color misregistration amounts ΔY2, ΔM2, ΔC2, and the corrected color misregistration amounts ΔY, ΔM, ΔC. In the experiment, during the execution of an image forming job for continuously forming images on 20 sheets, a plurality of inter-sheet marks are formed between all sheets, and sampling is performed between five sheets. An average value was obtained for each of the two inter-paper marks formed between the papers at that location. 5A to 5C, the vertical axis represents the amount of deviation from the average color misregistration amount, and the horizontal axis represents the number between the five sampled sheets.
図5(a)は、カラーレジストセンサ49がY色、M色、C色の紙間マークをそれぞれ検出してからK色の紙間マークを検出するまでの時間に中間転写ベルト41の移動速度を乗じて得た第1の色ずれ量ΔY1、ΔM1、ΔC1を表し、図5(b)は、第2の色ずれ量ΔY2、ΔM2、ΔC2を表し、図5(c)は、第1の色ずれ量ΔY1、ΔM1、ΔC1から第2の色ずれ量ΔY2、ΔM2、ΔC2を減じた補正後の色ずれ量ΔY、ΔM、ΔCを表す。
FIG. 5A shows the moving speed of the
図5(a)に示す第1の色ずれ量ΔY1、ΔM1、ΔC1から、図5(b)に示す第2の色ずれ量ΔY2、ΔM2、ΔC2を減ずることにより、図5(c)に示すように、色ずれ量の変動が小さくなっている。これは、印字の周期、通紙の周期、及び感光体ドラム31Y、31M、31C、31K、中間転写ベルト41及び中間転写ベルト41を駆動するローラの回転周期などによる周期的な変動成分がキャンセルされて、機内の温度上昇などによる経時的な色ずれ量が、補正後の色ずれ量ΔY、ΔM、ΔCとして現れているからである。
FIG. 5C shows the result of subtracting the second color misregistration amounts ΔY2, ΔM2, and ΔC2 shown in FIG. 5B from the first color misregistration amounts ΔY1, ΔM1, and ΔC1 shown in FIG. As described above, the variation of the color misregistration amount is small. This is because periodic fluctuation components due to the printing cycle, the sheet passing cycle, and the rotation cycle of the
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kの回転速度及び中間転写ベルト41の移動速度は、印字の周期、通紙の周期、及び感光体ドラム31Y、31M、31C、31K、中間転写ベルト41及び中間転写ベルト41を駆動するベルト駆動ローラ44の回転周期にしたがって変動する。よって、紙間マークを感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kに露光してからカラーレジストセンサ49が当該紙間マークを検出するまでの感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kの回転速度及び中間転写ベルト41の移動速度から算出される当該紙間マークの色ずれ量(第2の色ずれ量ΔY2、ΔM2、ΔC2)は、印字の周期、通紙の周期、及び感光体ドラム31Y、31M、31C、31K、中間転写ベルト41及び中間転写ベルト41を駆動するベルト駆動ローラ44の回転周期にしたがって変動する「周期的な変動成分」に相当する。したがって、第1の色ずれ算出部85により算出された第1の色ずれ量ΔY1、ΔM1、ΔC1から第2の色ずれ算出部86により算出された第2の色ずれ量ΔY2、ΔM2、ΔC2を減じることにより、カラーレジストセンサ49により検出された紙間マークの色ずれ量から周期的な変動成分をキャンセルした平均的な色ずれ量、すなわち機内の温度上昇などによる経時的な色ずれ量を求めることができる。
The rotational speed of the
印字の周期、通紙の周期、及び感光体ドラム31Y、31M、31C、31K、中間転写ベルト41及び中間転写ベルト41を駆動するベルト駆動ローラ44の速度変動による第1の色ずれ量ΔY1、ΔM1、ΔC1の検出誤差を低減することにより、従来のように、多数の紙間マークについて第1の色ずれ量ΔY1、ΔM1、ΔC1を求めて平均化することによって周期的な変動成分を除去する必要がなくなり、少数(1つ)の測定値から正確な色ずれ量を求めることができる。
First color misregistration amounts ΔY1 and ΔM1 due to a printing cycle, a sheet passing cycle, and speed fluctuations of the
色ずれ検出用マークとして、用紙間に相当する位置に形成される紙間マークを採用することにより、連続して画像形成動作を行っている画像形成装置12の生産性を低下させずに、機内の温度上昇などによる経時的な色ずれを精度良く補正することができる。
(変形例)
By adopting an inter-sheet mark formed at a position corresponding to between sheets as the color misregistration detection mark, the productivity of the
(Modification)
変形例では、回転軸39Yと感光体ドラム31Yのカップリングにおいて発生するローカルな偏心を考慮した場合について図6〜図10を参照して説明する。
In the modification, a case where local eccentricity generated in the coupling between the
図6は、駆動ギア37Yから駆動ギア側カップリング220までを示す斜視図である。図7は、図6の駆動ギア側カップリング220周辺部をやや角度を変えて見た分解斜視図である。回転軸39Yには駆動ギア側カップリング220が取り付けられている。駆動ギア側カップリング220は、中空円筒部221の一端側に、凸部として2つの爪222が向き合うように形成され、これらの爪222の間に2つの凹部223が形成されている。また、本体部221には、軸方向に延びる長孔224が貫通形成されている。回転軸39Yには、長孔224と重なり合うように貫通孔211が穿設されている。回転軸39Yの先端から駆動ギア側カップリング220を挿入し、長孔224と貫通孔211とを重ねる。次に貫通孔211にピン225を挿通すると、ピン225の両端は駆動ギア側カップリング220の両側に突出する。ピン225の両端の溝225aが本体部221の外周面とほぼ同じ高さになるようにして、溝225aにEリング226を嵌めると、駆動ギア側カップリング220が図6に示すように回転軸39Yに係止されることになる。
FIG. 6 is a perspective view showing the
回転軸39Yには、駆動ギア側カップリング220を挿入する前に、コイルスプリング212を入れておき、駆動ギア側カップリング220がドラム側カップリング230と嵌合したとき、両カップリングの結合を保持するように付勢させる。
Before the drive
図8は、駆動ギア側カップリング220とドラム側カップリング230とからなるカップリング250の嵌合前の状態を示す斜視図である。ドラム側カップリング230の構成が分かり易くなるように、回転軸39Yは仮想線で表している。
FIG. 8 is a perspective view showing a state before the
ドラム側カップリング230は、金属製で、円筒形状をした感光体ドラム31Yの両端に嵌め込まれて一体になっており、駆動ギア側カップリング220と相補する形状となっている。すなわち、ドラム側カップリング230には、凸部としての2つの爪232と、これらの間にできる2つの凹部233とがある。爪232は、駆動ギア側カップリング220の凹部223に嵌合し、凹部233には、駆動ギア側カップリング220の爪222が嵌合する。
The
図9は、カップリング230が嵌合した状態を示す図であり、図9(a)は両カップリングの爪222、232の位置での断面図であり、図9(b)はピン225の位置での断面図である。カップリング250を嵌合させるには、回転軸39Yをドラム側カップリング230の中央の孔に挿通する。回転軸39Yは円筒形の感光体ドラム31Yを貫通させる。次に、回転軸39Y又は感光体ドラム31Yのいずれかを回転して駆動ギア側カップリング220の爪222とドラム側カップリング230の爪232とを位置合わせして押し込む。カップリング250が嵌合したら、感光体ドラム31Yの反対側から突出した回転軸39Yの先端を、フレームに設けられた軸受(図示せず)に嵌合して軸支させる。コイルスプリング212の付勢力により駆動ギア側カップリング220は長孔224に沿って軸方向に進退し、カップリング250は嵌合状態を保持することができる。
FIG. 9 is a diagram showing a state in which the
図9(a)では、回転軸39Yと駆動ギア側カップリング220との間の隙間はほぼ0ではあるが、相互に回転はできるものとする。回転軸39Yが駆動ギア側カップリング220に対して反時計方向に若干の角度回転したとき、ピン225と長孔224の位置や加工精度にばらつきがあって、一方の係止部であるピン225の上端は図の左側Aでは被係止部としての長孔224の側面と当接するが、他方の係止部であるピン225の下端は、左右両側が長孔224の両方の側面から離れた状態となっている。ここで位置や加工精度のばらつきなどの部品公差の積み上げで生じてしまった係止部の誤差をδ1とする。このように係止部と被係止部とが1個所しか当接しないと、回転中心がずれて回転ムラが大きくなる。カップリングのガタが小さいと、このような1点当たりが起き易くなる。
In FIG. 9A, although the clearance between the
感光体ドラム31Yはクリーニングブレードや自重などによって、その回転中心は回転軸39Yやカップリング250とは異なっている。ガタが小さいと、2個所ある伝達点のうち、片方しか使われないため、感光体ドラム31Yの回転中心から回転中心が移動することが起こり、回転ムラが悪化する。
The center of rotation of the
図9(b)では、回転軸39Yと両カップリングの爪222、232との間の隙間はほぼ0ではあるが、相互に回転はできるものとする。駆動ギア側カップリング220がドラム側カップリング230に対して反時計方向に若干の角度回転したとき、爪222と爪232の位置や加工精度にばらつきがあって、一方の係止部である爪222の上側は被係止部としての爪232と当接するが、他方の係止部である爪222の下側は爪232からは離れた状態になっている。ここで、位置や加工精度のばらつきで生じてしまった係止部の誤差をδ2とする。このように係止部と被係止部とが1カ所しか当接しないと、回転中心がずれて回転ムラが大きくなる。
In FIG. 9B, the clearance between the
図10は、図6〜図9に示した感光体ドラム31Yの副走査方向における位置ズレの分布を示すグラフである。感光体ドラム31Yの回転中心が回転軸39Yからずれて回転ムラが大きくなることで、周期的な位置ずれが発生しているのが分かる。
FIG. 10 is a graph showing the distribution of positional deviation in the sub-scanning direction of the
以上説明したように、回転軸39Yと感光体ドラム31Yのカップリングにおいてローカルな偏心が発生するため、回転軸39Yの回転速度と感光体ドラム31Yの回転速度の間に変動が生じる。エンコーダ36Yは、回転軸39Yの回転速度を、感光体ドラム31Yの回転速度として求めるため、回転軸39Yの回転速度からこの偏心成分をキャンセルすることはできない。
As described above, since local eccentricity occurs in the coupling between the
そこで、変形例において、画像形成装置12は、感光体ドラム31Yの位相を検出する位相検出部を更に備え、180度異なる感光体ドラム31Yの位相において形成した2以上の紙間マークについて求めた色ずれ量を平均化する。これにより、この偏心成分を相殺することができるので、経時的な色ずれの補正精度が更に向上する。
Therefore, in a modified example, the
なお、位相検出部としてはエンコーダ36Yを用いてもよい。また、平均化するのは、第1の色ずれ量ΔY1、ΔM1、ΔC1及び第2の色ずれ量ΔY2、ΔM2、ΔC2であっても良いし、補正後の色ずれ量ΔY、ΔM、ΔCであっても構わない。また、「180度」には、正確に180度である場合の他、180度の前後数度の範囲が含まれる。
Note that the
変形例では、感光体ドラム31Yについて説明したが、同様な手法をその他の感光体ドラム31Y、31M、31C、31Kに適用してもよいし、ベルト駆動ローラ44について適用しても構わない。
In the modification, the
上記のように、本発明は、1つの実施形態及びその変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。 As mentioned above, although this invention was described by one embodiment and its modification, it should not be understood that the statement and drawing which form a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
本発明の画像形成装置は、カラー用の複写機の他に、カラー用のプリンタやファクシミリ装置、これらの複合機等に適用してもよい。 The image forming apparatus of the present invention may be applied to a color printer, a facsimile machine, a complex machine of these, in addition to a color copying machine.
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。 Thus, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the present invention is limited only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from this disclosure.
2Y、2M、2C、2K 露光部
3Y、3M、3C、3K 画像形成部
12 画像形成装置
27 制御部
31Y、31M、31C、31K 感光体ドラム
32Y、32M、32C、32K 主帯電部
33Y、33M、33C、33K 現像部
34Y、34M、34C、34K 第1転写ローラ
35Y、35M、35C、35K クリーニング部
36Y エンコーダ(ドラム回転速度検出部)
37Y、46 駆動ギア
38Y ドラム駆動モータ
39Y、48 回転軸
41 中間転写ベルト(中間転写体)
42 第2転写ローラ
43 ベルトクリーニング部
44 ベルト駆動ローラ
45 エンコーダ(移動速度検出部、位相検出部)
47 ベルト駆動モータ
49 カラーレジストセンサ(マーク検出部)
61 排紙トレイ
62 排紙ガイド
63 排紙反転ローラ
64 排紙ローラ
71 再給紙反転ローラ
72 再給紙搬送路
81 給紙ローラ
85 第1の色ずれ量算出部
86 第2の色ずれ量算出部
87 色ずれ補正部
88 補正実行部
101 原稿読取部
102 搬送ドラム
103 原稿載置台
104 中間転写部
105 原稿排出ローラ
106 排紙反転部
107 原稿排紙トレイ
108 給紙部
111 第1ミラーユニット
112 第2ミラーユニット
113 レンズ
114 画像読取制御部
115 定着部
117 再給紙部
211 貫通孔
212 コイルスプリング
220 駆動ギア側カップリング
221 本体部
222、232 爪
223、233 凹部
224 長孔
225 ピン
225a 溝
226 Eリング
230 ドラム側カップリング
250 カップリング
2Y, 2M, 2C,
37Y, 46
42
47
61
Claims (3)
前記感光体ドラムの回転速度を検出するドラム回転速度検出部と、
前記中間転写体の移動速度を検出する移動速度検出部と、
前記中間転写体上に前記各色のトナー像として形成された色ずれ検出用マークを検出するマーク検出部と、
前記マーク検出部により検出された色ずれ検出用マークの色ずれ量を算出する第1の色ずれ算出部と、
前記ドラム回転速度検出部により検出された、前記色ずれ検出用マークを前記感光体ドラムに露光してから当該色ずれ検出用マークを前記感光体ドラムから前記中間転写体へ転写するまでの前記感光体ドラムの回転速度、及び、前記移動速度検出部により検出された、前記中間転写体へ当該色ずれ検出用マークを転写してから前記マーク検出部が当該色ずれ検出用マークを検出するまでの前記中間転写体の移動速度から、当該色ずれ検出用マークの色ずれ量を算出する第2の色ずれ算出部と、
前記第1の色ずれ算出部により算出された色ずれ量から、前記第2の色ずれ算出部により算出された色ずれ量を減算することにより、前記第1の色ずれ算出部により算出された色ずれ量を補正する色ずれ補正部と、
前記色ずれ補正部により補正された色ずれ量を用いて色ずれを補正する補正実行部とを備え、
前記第2の色ずれ算出部は、前記色ずれ検出用マークを前記感光体ドラムに露光してから当該色ずれ検出用マークを前記感光体ドラムから前記中間転写体へ転写するまでの前記感光体ドラムの回転速度を積分し、前記中間転写体へ当該色ずれ検出用マークを転写してから前記マーク検出部が当該色ずれ検出用マークを検出するまでの前記中間転写体の移動速度を積分して合算することにより各色の色ずれ検出用マークの形成位置を算出し、各色の色ずれ検出用マーク間の形成位置のずれ量を色ずれ量として算出することを特徴とする画像形成装置。 Each of the rotating photosensitive drums is exposed and developed to form a toner image of each color, and the toner image of each color is superimposed and transferred onto a sheet via an intermediate transfer member to obtain a color image. In an image forming apparatus for forming
A drum rotation speed detector for detecting the rotation speed of the photosensitive drum;
A moving speed detector for detecting the moving speed of the intermediate transfer member;
A mark detection unit for detecting a color misregistration detection mark formed as a toner image of each color on the intermediate transfer member;
A first color misregistration calculation unit that calculates a color misregistration amount of a color misregistration detection mark detected by the mark detection unit;
The photo-sensing from the exposure of the color misregistration detection mark detected by the drum rotation speed detection unit to the photosensitive drum to the transfer of the color misregistration detection mark from the photosensitive drum to the intermediate transfer member. The rotation speed of the body drum and the detection speed detected by the moving speed detection unit until the mark detection unit detects the color registration detection mark after the color registration detection mark is transferred to the intermediate transfer body. A second color misregistration calculating unit that calculates the color misregistration amount of the color misregistration detection mark from the moving speed of the intermediate transfer member;
The color shift amount calculated by said first color misregistration calculation unit, by subtracting the color shift amount calculated by said second color misregistration calculation unit, calculated by the first color shift calculator A color misregistration correction unit for correcting the color misregistration amount ;
A correction execution unit that corrects color misregistration using the color misregistration amount corrected by the color misregistration correction unit ,
The second color misregistration calculation unit is configured to expose the color misregistration detection mark on the photosensitive drum and transfer the color misregistration detection mark from the photosensitive drum to the intermediate transfer member. Integrating the rotational speed of the drum, integrating the moving speed of the intermediate transfer body from when the mark for color misregistration detection is transferred to the intermediate transfer body until the mark detection unit detects the color misregistration detection mark. An image forming apparatus characterized by calculating a color misregistration detection mark formation position for each color by adding together and calculating an amount of misregistration between the color misregistration detection marks for each color as a color misregistration amount .
180度異なる前記感光体ドラムの位相において形成した2以上の色ずれ検出用マークについて求めた色ずれ量を平均化することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 A phase detector for detecting the phase of the photosensitive drum;
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the color misregistration amounts obtained for two or more color misregistration detection marks formed at a phase of the photosensitive drum different by 180 degrees are averaged.
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