JP6261711B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents
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Description
次に、図2(a)を用いて図1の画像形成装置における高圧電源装置の構成を説明する。図2(a)に示す高圧電源回路装置は、帯電高圧電源回路43a〜43d、現像高圧電源回路44a〜44d、1次転写高圧電源回路46a〜46d、2次転写高圧電源回路48を備えている。
図2(b)を用いて、図2(a)の高圧電源装置における帯電高圧電源回路43の回路構成を説明する。図2(b)で、変圧器62は、駆動回路61によって生成される交流信号の電圧を数十倍の振幅に昇圧する。ダイオード1601、1602及びコンデンサ63、66によって構成される整流回路51は、昇圧された交流信号を整流・平滑する。そして整流・平滑化された電圧信号は、出力端子53に負の直流電圧として出力される。比較器60は、検出抵抗67、68によって分圧された出力端子53の電圧と、エンジン制御部54(以下単に制御部54と称する)によって設定された電圧設定値55とが等しくなるよう、駆動回路61の出力電圧を制御する。そして、出力端子53の電圧に従い、グランドから感光ドラム22及び帯電ローラ23を経由して出力端子53へ電流が流れる。
制御部54の説明を行う。制御部54は、図1で説明した画像形成装置の動作を統括的に制御する。CPU321は、RAM323を主メモリ、ワークエリアとして利用し、EEPROM324に格納される各種制御プログラムに従い、上に説明したエンジン機構部を制御する。また、ASIC322は、CPU321の指示のもと、各種プリントシーケンスにおいて、例えば各モータの制御、現像バイアスの高圧電源制御等を行う。尚、CPU321の機能の一部あるいは全てをASIC322に行わせても良く、また、逆にASIC322の機能の一部あるいは全てをCPU321に代わりに行わせても良い。また制御部54の機能の一部を他の制御部54相当のハードウェアに担わせても良い。
次に、エンジン制御部54に係る機能ブロック図について図2(c)のブロック図を用いて説明する。アクチュエータ326、センサ325はハードウェアを示している。またパッチ形成部327、プロセス手段制御部330(プロセス部制御手段)及び色ずれ補正制御部329、前露光制御部328の夫々は機能ブロックを示す。以下、夫々について具体的に説明する。
以下、本実施例における色ずれ補正制御について詳述する。まず、上述にて説明した画像形成装置により、中間転写ベルト30上にトナー像による色ずれ検出用のマークを形成し、色ずれ量を少なくとも小さくする。そして、色ずれ状態を少なくとも小さくしたうえで、静電潜像80が帯電ローラ23a〜23dの位置に到達する時間を、帯電電流の変化を検出することで測定し、該測定結果に基づき色ずれ補正制御の基準値を設定する。
図3及び図4を用いて、以降で説明する帯電高圧電源回路を備えた画像形成装置における、潜像マークを形成し、その後、帯電高圧電源回路で検知する流れを説明する。この図3のタイミングチャートは、後述する図5、8、9のフローチャートの夫々に対応して行われる。尚、図3では、イエローの制御タイミングについてのみ説明を行っているが、他の色についても同様の処理が行われているものとする。また、各色の感光ドラムは回転駆動状態であり、感光ドラム表面は帯電高圧により例えば−700Vで帯電されているとする。
まず、制御部54は、タイミングT1で現像スリーブ24a〜24dをトナー像の形成位置(現像位置)から離隔させる為のカムを駆動する駆動信号を出力する。そしてアクチュエータ326が、出力された駆動信号に応じて動作し、カムが駆動され、タイミングT2で、現像スリーブ24a〜24dが感光ドラム22a〜22dに当接した状態から離隔した状態になる。また制御部54は、タイミングT3で、1次転写高圧をオン状態からオフ状態に制御する。
次に、制御部54は、タイミングT4で、レーザ信号の出力を開始する。図4(a)がタイミングT4における状態を示す。尚、タイミングT4でのレーザ信号出力時において、後のタイミングT5(図4(b))で前露光LED28aを消灯したときに、その前露光LEDに対向する位置の感光ドラム表面が、前露光が施されたうえで帯電された状態になっている必要がある。従って、タイミングT4までで、少なくとも所定期間、前露光及び帯電処理を事前に継続しておく必要がある。そして、制御部54は、タイミングT8(図4(e))で、静電潜像90の形成(レーザ信号出力)を停止する。
制御部54は、タイミングT6に対して、少し早いタイミングT5(例えば10msec)で前露光LED28aを消灯(OFF)する(図4(b))。ここで、図4(a)の401が、図4(b)の402に相当する。この402の感光体表面位置を、白抜き十字記号の状態にしておくことは、静電潜像90とその背景とのコントラストを大きくし、電流変化の検知を容易にする。
制御部54は、タイミングT4で形成された静電潜像90が、露光位置から帯電位置まで進んだタイミングT7(図4(d))からT11の期間で、静電潜像90を電流検出回路の電流変化91として検出する。電流変化91の検出が行われると、制御部54により後で説明される演算処理が行われる。
その後、タイミングT10から所定時間待機しタイミングT12において、前露光及び帯電が施された感光ドラム表面位置が、スキャナユニットによるレーザ照射位置に到達することに応じて、制御部54は、再度、次の静電潜像92の形成を開始する。ここで、静電潜像90の再形成条件は、前露光LED28aの対向位置が露光点に移動するまでの時間に、プラスαを加算した時間が経過したときである。これは、前露光LED28aに対向する位置に静電潜像90が到達する前に前露光LED28aを消灯したとしても、前露光ポイントと静電潜像90との間の区間の状態を、前露光が施された帯電後の状態にする為である。
図5(a)乃至(c)を併用し、本実施例における色ずれ補正制御における基準値取得処理を示すフローチャートを説明する。尚、図5(a)はイエローについての処理を示すものであるが、他の色についても同様の処理が行われているものとする。ステップS301にて、制御部54は、画像形成部により中間転写ベルト30上に色ずれ検出用のトナーマークを形成させる。この色ずれ検出用のトナーマークは、色ずれ補正に用いられるトナー像なので、色ずれ補正用トナー像と称する。ここで、色ずれ検出用のトナーマークの形成様子を図6に示す。
δesM=v×{(tsf2−tsf1)+(tsr2−tsr1)}/2−dsM・・・式1
また、主走査方向に関して、左右各々の各色の位置ずれ量をδemf、δemrとし、例えば、δemfに関しての、Yを基準色としたときのMの色の色ずれ量δemfMは、以下の式2で表される。また、δemfC、δemfBk、δemrM、δemrC、δemrBkも同様でありその詳しい説明を省略する。
δemfM=v×(tmf2−tsf2)−v×(tmf1−tsf1)・・・式2
そして、計算結果の正負からずれ方向が判断でき、δemfから書き出し位置を、δemr−δemfから主走査幅(主走査倍率)を補正する。尚、主走査幅(主走査倍率)に誤差がある場合は、書き出し位置はδemfのみでなく、主走査幅補正に伴い変化した画像周波数(画像クロック)の変化量を加味して算出する。
図6(b)は、イエローの感光ドラム22aを用いて、静電潜像(位置ずれ補正用静電潜像とも称することができる)が感光ドラム上に形成された様子を示す図である。図中で80が形成された静電潜像を示している。静電潜像80は、走査方向の画像領域幅において最大限幅広く描かれ、搬送方向に30ライン程度の幅を持つものである。尚、主走査方向の幅については、良好な検出結果を得る意味で、最大幅の半分以上の幅で形成するようにすることが望ましい。また、画像領域(紙への印刷画像領域)の外側の用紙領域を更に超えた幅の領域で、且つ静電潜像を形成可能な領域にまで静電潜像80の幅を広げるとなお好適である。
図7(a)は、静電潜像80が、プロセス手段としての帯電ローラ23aに到達した時の、電流検出回路50aからの、感光体(感光ドラム22a)の表面電位に係る出力値を示したものである。図7(a)において縦軸は検出した電流変化を示す電圧を、横軸は時間を示したものである。図7(a)の波形においては、静電潜像80が帯電ローラ23aに到達したことで、極小となり、その後復帰してゆく特性を示している。
δesYM=Σ{k=1〜20}{(tm(2k−1)+tm(2k))/2}−Σ{k=1〜20}{(ty(2k−1)+ty(2k))/2}・・・式3
δesYC=Σ{k=1〜20}{(tc(2k−1)+tc(2k))/2}−Σ{k=1〜20}{(ty(2k−1)+ty(2k))/2}・・・式4
δesYBk=Σ{k=1〜20}{(tbk(2k−1)+tbk(2k))/2}−Σ{k=1〜20}{(ty(2k−1)+ty(2k)/2}・・・式5
更に具体的に説明すると、制御部54は、ステップS321において、上記式3〜式5に基づき、ty(1)〜ty(40)、及びtm(1)〜tm(40)の測定値からイエローを基準にしたときの各色の副走査色ずれ量δesYMを演算する。また、δesYC、δesYBkについても同様に演算する。
次に、図8(a)〜(c)に色ずれ補正制御のフローチャートを示す。尚、図8(a)の各ステップの処理は、図3のステップS302乃至S307と同様であり、また図8(b)のステップS611乃至S614は、図5(b)のステップS311乃至S314と同様なので詳しい説明を省略する。以下では、図5との差異を中心に説明を行う。
図10を用いて、帯電高圧電源回路143a〜143d及び電流検出回路150の回路構成を説明する。尚、図4(b)と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。図10においては、比較器60a〜60dに対して設定する設定値55a〜55dに基づいて、制御部54が駆動回路61a〜61dを制御し、出力53a〜53dに所望の電圧を出力する。また、帯電高圧電源回路143a〜143dから出力される電流が、感光ドラム22a〜22d、帯電ローラ23a〜23d及び接地点57を経由し、電流検出回路150を流れる点も図4(b)と同様である。そして、検出電圧56には、出力端子53a〜53dの電流を重畳した値に応じた電圧が現れる。
以下、図10で説明した帯電高圧電源回路を備えた画像形成装置における、色ずれ補正制御について図11のタイミングチャートを用いて説明する。この図11のタイミングチャートは、後述する図12乃至14のフローチャートの夫々に対応して行われる。以下では、図3との差異を中心に説明を行う。
まず、制御部54は、タイミングT1〜T3で各プロセス手段の状態を、静電潜像を形成および検知可能な状態にしている。この点は図3と同様である。
そして、図11のタイミングT4〜T8の期間で、各色の感光ドラムに関して、感光ドラムの約3分の1の周期毎に色ずれ補正用の静電潜像が形成されている。図11では、レーザ信号90a、90b、90c、90d、91a、91b、91c、91d、92a、92b、92c、92dの順で、各静電潜像を形成している。このとき、図10の電流検出回路150で説明したように、検出される電流値は、帯電ローラ23a〜23dに流れる電流を重畳した値である。また、同図に示される電流検出信号95a〜95d、96a〜96d、97a〜97dは全て重なっておらず、こうなるよう静電潜像が形成されている。ここで電流検出信号とは上に説明した検出電圧56や、検出電圧561に相当する。
また、図11中のタイミングT7〜T11の間で、電流検出に変化があった様子が示されている95a〜95dはレーザ信号90a〜90dで形成した静電潜像による電流の変化を検出した結果である。同様に96a〜96dはレーザ信号91a〜91dの検出結果であり、97a〜97dはレーザ信号92a〜92dの検出結果である。検出タイミングが重複しておらず、これにより複数の検出対象のプロセス手段(帯電ローラ)に対して共通の電流検出回路を適用することができる。
その後、制御部54は、T12でレーザ信号の出力を再開する。この再開条件は図3で説明した通りである。
図11で説明したタイミングチャートにおける色ずれ量の演算について、図12乃至図14のフローチャートを用いて、詳しく説明する。尚、図5、図8および図9との差異についてのみ説明する。
上記各実施例においては、色ずれ状態の判断基準となる基準値取得処理をその都度行うよう説明した。しかしながら、機内昇温から通常機内温度に戻る場合に、概ね固定的な機械的状態に戻るのであれば、必ずしも基準値取得処理を行う必要はない。設計段階又は製造段階でわかっている予め定められた基準値(基準状態)をかわりに用いても良い。色ずれ状態を補正する際の目標となるこの予め定められた基準状態は、例えば図5のEEPROM324に記憶されており、制御部54により適宜参照される。そして、その参照により上に説明した各フローチャートが実行される。
22a〜22d 感光ドラム
23a〜23d 帯電ローラ
24a〜24d 現像スリーブ
26a〜26d 1次転写ローラ
28a〜28d 前露光
30 中間転写ベルト
43a〜43d 帯電高圧電源回路
50a〜50d 電流検出回路
80 静電潜像
Claims (11)
- 回転する感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、光照射を行い前記感光体上に静電潜像を形成する光照射手段と、前記静電潜像にトナーを載せて前記感光体上にトナー像を形成する現像手段と、前記感光体上に付着したトナー像をベルト上に転写する転写手段と、を含む画像形成部を備えたカラー画像形成装置であって、
前記感光体の回転方向において前記転写手段の下流であって、感光体表面に光を照射する前露光手段と、
感光体に対して配置された前記帯電手段に電力を供給する電源手段と、
前記光照射手段が光照射を行うことによって前記感光体上に形成された色ずれ補正用の静電潜像が前記帯電手段に対向する位置を通過するときの前記電源手段の出力を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づき、検出された色ずれ状態が少なくとも基準状態に近づくように色ずれ補正制御を行う色ずれ補正制御手段と、を備え、
前記感光体に形成された色ずれ補正用の静電潜像が、前記帯電手段に対向する位置を通過する前であって、前記前露光手段に対向する位置を通過する際、前記前露光手段は前記感光体表面に光を照射せず、前記色ずれ補正用の静電潜像が前記前露光手段に対向する位置を通過するタイミングに応じて、前記前露光手段は前記感光体表面に再び光を照射することを特徴とするカラー画像形成装置。 - 前記感光体の回転方向における前記色ずれ補正用の静電潜像の先端が、前記前露光手段に対向する位置を通過する前に、前記前露光手段は前記感光体表面に照射している光を消灯し、前記感光体の回転方向における前記色ずれ補正用の静電潜像の後端が、前記前露光手段に対向する位置を通過した後に、前記前露光手段は前記感光体表面に再び光を照射することを特徴とする請求項1に記載のカラー画像形成装置。
- 前記現像手段を、トナー像の形成位置から離隔させる、或いは少なくとも通常のトナー像形成時よりも前記感光体への作用が小さくなるように設定とするとともに、前記転写手段を、トナー像の形成位置から離隔させる、或いは少なくとも通常のトナー像形成時よりも前記感光体への作用が小さくなるように設定するプロセス部制御手段を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のカラー画像形成装置。
- 前記電源手段と、前記検出手段は、それぞれ各色に対応して備えられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のカラー画像形成装置。
- 前記前露光手段により再び光が照射された前記感光体表面の箇所が、前記光照射手段により光が照射される位置に到達することに応じて、前記光照射手段による次の光照射が行われることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記光照射手段による色ずれ補正用の静電潜像の形成が開始される前に、前記前露光手段は前記感光体表面に光の照射を開始し、
前記前露光手段による前記感光体表面への光の照射が行われている状態で、前記光照射手段は前記色ずれ補正用の静電潜像の形成を開始することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のカラー画像形成装置。 - 前記光照射手段は、色ずれ補正用の静電潜像を前記感光体の複数の位置に形成し、前記検出手段は、複数の色ずれ補正用の静電潜像の夫々を検出し、
前記色ずれ補正制御手段は、前記検出手段からの検出結果に基づき、前記色ずれ補正制御を行うことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のカラー画像形成装置。 - 複数の感光体を有し、
前記検出手段は前記複数の感光体で共通しており、前記複数の感光体において、色ずれ補正用の静電潜像の前記検出手段による検出タイミングは重複していないことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のカラー画像形成装置。 - 複数の感光体を有し、
前記複数の感光体に夫々対応した複数の検出手段を備え、
前記複数の検出手段は、夫々対応した感光体に形成された前記色ずれ補正用の静電潜像を独立して検出することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のカラー画像形成装置。 - 複数の感光体を有し、
前記色ずれ補正制御手段は、画像形成時の静電潜像を形成する位置を補正することによって、前記複数の感光体の間における色ずれを補正することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のカラー画像形成装置。 - 前記色ずれ補正制御手段は、画像形成時の静電潜像を形成するための条件の補正として、前記光照射手段による光の照射タイミングを補正する、又は前記光照射手段による光の照射を行う際の感光体の速度を補正することを特徴とする請求項1に記載のカラー画像形成装置。
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