JP6418875B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
回転駆動される感光体と、
前記感光体を露光して前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光ユニットと、
前記感光体と対向し、前記感光体の前記表面と電気的に接続される対向部材と、
前記対向部材に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記対向部材に流れる電流を検知する検知手段と、
前記露光ユニットと、前記電圧印加手段と、を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、記録媒体に画像を形成する画像形成モードと、前記静電潜像が形成された前記感光体の前記表面が前記対向部材に対向する領域に到達した時の前記電流を検知する検知モードと、を実行可能である画像形成装置において、
前記検知モードにおいて、前記制御部は、前記静電潜像が形成された前記感光体の前記表面と、前記対向部材と、の電位差が前記感光体の感光層の膜厚が薄いほど小さくなるように制御することを特徴とする。
(1−1)画像形成装置の全体的な概略構成の説明
図2は、本発明の実施例に係る画像形成装置の概略断面図である。本発明の実施例に係る画像形成装置1は、電子写真プロセスを用いたレーザービームプリンタである。プリンタ制御部(以下、制御部)100は、インターフェース201を介してプリンタコントローラ(外部ホスト装置)200が接続されている。画像形成装置1は、プリンタコントローラ(以下、コントローラ)200から入力された画像データ(電気的な画像情報)に対応した画像を、記録媒体である用紙Pに形成して画像形成物を出力する。制御部100は、画像形成装置の動作を制御する手段であり、コントローラ200と各種の電気的情報信号の授受をする。また、各種のプロセス機器やセンサから入力する電気的情報信号の処理、各種のプロセス機器への指令信号の処理、所定のイニシャルシーケンス制御、所定の作像シーケンス制御を司る。コントローラ200は、ホストコンピュータ、ネットワーク、イメージリーダ、ファクシミリ等である。用紙Pは記録紙、OHPシート、葉書、封筒、ラベル等である。
図9を用いて、本実施例におけるレーザ露光ユニットについて説明する。図9に、レーザパワー制御系統に関するブロック図を示す。ここで、本実施例のレーザ露光ユニット20は、感光体表面を露光する際のレーザ出力として、第一のレーザパワー(E1)と第二のレーザパワー(E2)の2水準の出力値を切り替え出力可能に構成されている。即ち、制御部100には、各々のレーザパワーを個別に制御するレーザパワー制御部102が設けられている。コントローラ200から送られてくる画像信号は、8ビット=256階調の深さ方向をもつ多値信号(0〜255)であり、この信号が0のときレーザ光はオフ、255のとき完全オン(全点灯)、1〜254の間では、両者の中間の値を暫時もつものとする。本実施例では、画像処理部103において、シリアルな時系列デジタル信号に変換され、4×4ディザマトリックスによる面積階調と、600ドット/インチの各ドットパルスのレーザ発光時間を制御したレーザパルス幅変調を用いて、256段階に制御される。また、画像情報取得手段としての画像処理部103では、各色に対応した画像濃度データを取得する事が可能である。例えば、画像のある領域における画像信号がイエロー(Y):255、マゼンタ(M):255である場合は、その領域での多次色印字率は200%であると認識する。また、通信部101は、各プロセスカートリッジのメモリ17Y〜17Kに格納された、感光体膜厚及び感度に関する情報を読み出す。レーザパワー制御部102からは、各プロセスカートリッジの感光体の状態に応じて選択されたレーザパワー信号と、各プロセスカートリッジに対する画像データ信号が、レーザ露光ユニット20に送られる。レーザパワー出力部21は、レーザパワー制御部102から入力された選択信号に応じて、レーザパワーを切り替えて、レーザダイオード22を発光し、ポリゴンミラーを含んだ補正光学系23を経て、レーザ走査光Lとして、感光ドラム11に照射される。
図3(a)及び図3(b)を用いて、本実施例における潜像設定について説明する。本実施例の感光ドラム11は、アルミニウム製の円筒状基体と、その表面を覆うOPC(有機半導体)感光層と、によって構成されている。
次に、図3(b)を用いて、感光ドラムのE−V曲線の変化特性に関して説明する。
図4は、本実施例における帯電バイアス電源602及び現像バイアス電源601と各プロセスカートリッジとの接続について説明する配線図である。図4に示したように、プロセスカートリッジ10Y〜10Kの帯電ローラ12Y〜12Kには、各々帯電バイアス電源602Y〜602Kが接続されている。また、各帯電バイアス電源602Y〜602Kには、接地点との間に電流検出回路603Y〜603Kが挿入されており、各帯電バイアス電源602Y〜602Kから、各帯電ローラ12Y〜12Kに流れる電流量に比例した電圧値を検出することができる。また一方、プロセスカートリッジ10Y〜10Kの現像ローラ13Y〜13Kには、共通の現像バイアス電源601が接続されており、現像ローラ13Y〜13Kへは同一値の現像バイアス電圧が印加されるように構成されている。同様に、一次転写ローラ31Y〜31Kには、共通の一次転写バイアス電源701が接続されており、同一値の一次転写バイアス電圧が印加される。
次に、上述にて説明した画像形成装置により、まず中間転写ベルト30上に色ずれ検出用のマーク(図6)を形成し、色ずれ量が小さくなるように補正する。次に、色ずれ量を補正した状態にて、各感光体ドラム11Y〜11K上に静電潜像を形成し、各々静電潜像が帯電ローラY〜K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計測し、これを色ずれ補正制御の基準値として、設定する。
図5のフローチャートは、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である。まず、図5のフローチャートは、色ずれ検出センサ40(トナー像検出手段)による色ずれ検出用のマーク(図6)の検出による色ずれ補正制御(以下通常色ずれ補正制御と称する)が行われることに引続き実行される。また、感光ドラム11及び現像ローラ13の部品が交換され、通常色ずれ補正制御が実行されるとき等、特定のタイミングの通常色ずれ補正制御のみに対応させて図5のフローチャートを実行しても良い。また、図5のフローチャートは各色について独立して行われるものとする。尚、色ずれ検出センサ40は、LED等の発光素子を備え、該発光素子によりベルト上に形成された色ずれ検出用トナー像に光を照射し、そのときの反射光の光量変化を、トナー像の位置(検出タイミング)として検出するよう構成されている。このことは既に多数の文献により周知の技術であり、ここでの詳しい説明は省略することとする。
制御部100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(現像剤像)なので、色ずれ補正用トナー像(色ずれ補正用現像剤像)と称することもできる。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。このステップS501の処理を、色ずれ検出センサ40のマーク検出により、色ずれ量を小さくする、「通常色ずれ補正制御」と称する。
δesM=
v×{(tsf2−tsf1)+(tsr2−tsr1)}/2−dsM ・・・ (式1)
δesC=
v×{(tsf3−tsf1)+(tsr3−tsr1)}/2−dsC ・・・ (式2)
δesBk=
v×{(tsf4−tsf1)+(tsr4−tsr1)}/2−dsBk ・・・ (式3)
(式1)から(式3)の意味について(式1)を例にとって説明すると以下の通りである。図6の中間転写ベルト30の左側に形成されたイエローのトナーパターン400Yと中間転写ベルト30の左側に形成されたマゼンタのトナーパターン400Mの間の距離は、v(tsf2−tsf1)で求まる。同様に、中間転写ベルト30の右側に形成されたイエローのトナーパターン401Yと中間転写ベルト30の右側に形成されたマゼンタのトナーパターン401Mの距離は、v(tsr2−tsr1)で求まる。
dmfY=v×(tmf1−tsf1) ・・・ (式4)
dmfM=v×(tmf2−tsf2) ・・・ (式5)
dmfC=v×(tmf3−tsf3) ・・・ (式6)
dmfBk=v×(tmf4−tsf4) ・・・ (式7)
と、
dmrY=v×(tmr1−tsr1) ・・・ (式8)
dmrM=v×(tmr2−tsr2) ・・・ (式9)
dmrC=v×(tmr3−tsr3) ・・・ (式10)
dmrBk=v×(tmr4−tsr4) ・・・ (式11)
から
δemfM=dmfM−dmfY ・・・ (式12)
δemfC=dmfC−dmfY ・・・ (式13)
δemfBk=dmfBk−dmfY ・・・ (式14)
と、
δemrM=dmrM−dmrY ・・・ (式15)
δemrC=dmrC−dmrY ・・・ (式16)
δemrBk=dmrBk−dmrY ・・・ (式17)
となる。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。
制御部100は、感光ドラム11Y〜11Kの回転速度(周面速度)に変動がある場合の影響を抑制すべく、感光ドラム11Y〜11K間の回転位相関係(回転位置関係)を所定の状態に合わせる。具体的には、制御部100の制御のもと、基準色の感光ドラムの位相に対して、他の色の感光ドラムの位相を調整する。また、感光ドラムの軸に感光ドラム駆動ギアが設けられているような場合は、実質的には各感光ドラムの駆動ギアの位相関係を調整する。
ステップS503〜ステップS506は、ステップS501の通常色ずれ補正制御によって、補正された色ずれの小さい状態を、後続の色ずれ補正制御の目標値として、設定するためのフローである。即ち、通常色ずれ補正制御によって補正された状態を、静電潜像を用いて、基準値として保存する。
制御部100は、ステップS503の処理と同時或いは略同時にYMCKの夫々に対応して用意されたタイマーをスタートさせる。また、電流検出回路603Y〜603Kの電流値のサンプリングを開始する。このとき、サンプリング周波数は、例えば10kHzである。
電流検出回路603Y〜603Kで電流を検出するのは、感光ドラム11に形成された静電潜像の配置を測定するためである。すなわち、感光体ドラム11に形成された静電潜像が帯電ローラ12と対向する領域に至ると、感光体ドラム11と帯電ローラ12の間に流れる電流が変化する。その変化タイミングを検出することで、感光ドラム11のどこに静電潜像が形成されているかを求めることができる。ここで、帯電ローラ12は、静電潜像の位置を測定する検知装置として用いられている。
最後に、制御部100は、ステップS505で測定した時間t(タイマー値)を、基準値として制御部100内部のメモリー(不図示)に記憶する。ここでの記憶情報が、色ずれ補正制御を行う場合に目標となる基準状態を示すものとなる。制御部100は、色ずれ補正制御の際には、この基準状態からのずれを解消するように、言い換えれば基準状態に戻すように制御を行う。
次に、図1のフローチャートを用いて、本実施例における色ずれ補正制御について説明を行う。尚、図1のフローチャートは各色について独立して行われるものとする。また図1のフローチャートは、上述したように、連続印刷などで装置内温度が変化した場合や、ユーザの操作により図1の色ずれ補正制御の指示が制御部100に入力された場合や、装置内部環境が大幅に変化した等、所定条件下で実行される。あるいは、ユーザの判断で、色ずれ補正制御の実行を選択できるように画像形成装置を構成してもよい。
図5のフローチャートのステップS502と同様の処理を行う。
制御部100は、プロセスカートリッジのメモリ17から感光体ドラムの膜厚情報を取得し、予め制御部100に格納されたLUTに基づき、感光体ドラム膜厚に応じた、静電潜像形成用のレーザパワーE2を決定する。
図5のフローチャートのステップS503〜ステップS505と同様の処理を行う。
制御部100は、各感光体ドラムに対して、電流値変化のタイマー値tを計測し、保存されている基準値と比較する。制御部100は、タイマー値が基準値より大きい場合は、ステップS108で、画像形成条件としてのレーザビーム発光タイミングに関して、印刷時にレーザビーム発光タイミングを早めるよう補正する。制御部100が、どれだけレーザビーム発光タイミングを早める設定を行うかは、測定された時間が基準値よりどれだけ大きいかに応じて調整すれば良い。
図10は実施例1とは別の形態の画像形成装置の構成図である。実施例1と同じ構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図4で説明した画像形成装置と異なる点は、各感光ドラム11Y〜11Kの表面を帯電する帯電ローラ12Y〜12Kに印加する帯電バイアス電源602を共通に構成し、同一の帯電電圧を印加する構成を採用する。
次に、図10のフローチャートを用いて、本実施例における色ずれ補正制御について説明を行う。実施例1と同様に、連続印刷などで装置内温度が変化した場合や、ユーザの操作により図1の色ずれ補正制御の指示が制御部100に入力された場合や、装置内部環境が大幅に変化した等、所定条件下で実行される。
図1のステップS101〜ステップS103と同様の制御を行う。
図1のステップS104〜ステップS106と同様の制御を、各色順番に実行する。
図1のステップS107〜ステップS109と同様の制御を各色毎に実行する。
100 制御部
101 通信部
102 レーザパワー制御部
103 画像処理部
20 レーザ露光ユニット
11 感光ドラム
13 現像ローラ
12 帯電ローラ
17 メモリ
601 現像バイアス電源
602 帯電バイアス電源
40 色ずれ検出センサ
603 電流検出回路
Claims (15)
- 回転駆動される感光体と、
前記感光体を露光して前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光ユニットと、
前記感光体と対向し、前記感光体の前記表面と電気的に接続される対向部材と、
前記対向部材に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記対向部材に流れる電流を検知する検知手段と、
前記露光ユニットと、前記電圧印加手段と、を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、記録媒体に画像を形成する画像形成モードと、前記静電潜像が形成された前記感光体の前記表面が前記対向部材に対向する領域に到達した時の前記電流を検知する検知モードと、を実行可能である画像形成装置において、
前記検知モードにおいて、前記制御部は、前記静電潜像が形成された前記感光体の前記表面と、前記対向部材と、の電位差が前記感光体の感光層の膜厚が薄いほど小さくなるように制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記検知モードによって検知される前記電流が変化するタイミングに基づいて、前記画像形成モードにおける前記露光ユニットの発光タイミングを決定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記検知モードにおける前記静電潜像を形成するための露光パワーは、前記画像形成モードにおける前記静電潜像を形成するための露光パワーより低減されることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記検知モードにおける前記静電潜像を形成するための露光パワーと、前記画像形成モードにおける前記静電潜像を形成する露光パワーの差は前記感光層の膜厚が薄いほど大きくなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記検知モードにおける前記静電潜像を形成するための露光パワーを、前記感光層の膜厚が薄いほど小さくなるように前記露光ユニットを制御す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。
- 前記制御部は、前記画像形成モードにおける前記静電潜像を形成するための露光パワーを、前記感光層の膜厚が薄いほど大きくなるように前記露光ユニットを制御することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記検知モードにおける前記感光体の前記表面に形成される前記静電潜像の電位の絶対値を、前記感光層の膜厚が薄いほど大きくすることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記感光体と前記対向部材と、を複数有し、
前記複数の感光体の前記表面にそれぞれ形成された現像剤像を重ねて画像形成することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記複数の対向部材に、共通の電源から同一の電圧が印加されることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記対向部材は、前記感光体の前記表面を帯電する帯電部材であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記対向部材は、前記感光体の前記表面に形成された前記静電潜像に現像剤を供給するために現像剤を担持する現像剤担持体であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記対向部材は、前記感光体の前記表面に形成された現像剤像を被転写体に転写させる転写部材であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記感光体に関する情報を記憶した記憶部材、を有し、
前記検知モードにおける前記感光体の前記表面に前記静電潜像を形成するための露光パワーは、前記記憶部材に記憶された情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記感光層の膜厚を、前記記憶部材に記憶された前記感光層の初期膜厚と、前記感光体の使用量の情報に基づいて求めることを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。
- 前記感光体の前記使用量は、画像形成回数、前記感光体の総回転量、前記対向部材に印加する電圧の印加時間の少なくとも一つに基づいて求められることを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。
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