JP4355906B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、像担持体に画像形成する際の副走査方向のバンディング対策を施した画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus provided with a countermeasure against banding in the sub-scanning direction when an image is formed on an image carrier.
画像形成装置として、像担持体、像書き込み手段、帯電手段、現像手段、転写手段などの複数の画像形成用ユニットを備えたものが開発されている。このような画像形成装置においては、駆動モータにより像担持体を駆動する際に、像担持体に連結された歯車の1歯ピッチに起因する回転誤差(周速変動)が生じる。これによって露光位置精度が悪くなり副走査方向の濃度むら(バンディング)の発生が問題となっていた。また、複数色を重ね合わせるカラープリンタにおいては色ずれ等が発生する原因となっていた。このように、前記回転誤差により印字品質の劣化が生ずるという問題があった。 An image forming apparatus having a plurality of image forming units such as an image carrier, an image writing unit, a charging unit, a developing unit, and a transfer unit has been developed. In such an image forming apparatus, when the image carrier is driven by the drive motor, a rotation error (peripheral speed fluctuation) due to one tooth pitch of the gear connected to the image carrier occurs. As a result, the exposure position accuracy deteriorates, and density unevenness (banding) in the sub-scanning direction is a problem. In addition, color misregistration and the like are caused in a color printer that superimposes a plurality of colors. As described above, there is a problem that the print quality is deteriorated due to the rotation error.
図8は、前記像担持体の周速変動の特性と露光される画像の大きさを示す説明図である。図8(a)は、像担持体の周速変動の特性を示すものであり、横軸には時間Tを、また縦軸には像担持体の周速度Vを設定している。Vaは周速度の通常の値であるが、前記像担持体に取り付けられた歯車の1歯ピッチに起因する回転誤差で、周速度は時間t1を1周期として正弦波状に変動する。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing the characteristics of the peripheral speed fluctuation of the image carrier and the size of the exposed image. FIG. 8A shows the characteristics of the peripheral speed fluctuation of the image carrier. Time T is set on the horizontal axis, and the peripheral speed V of the image carrier is set on the vertical axis. Va is a normal value of the peripheral speed, but is a rotation error caused by one tooth pitch of the gear attached to the image carrier, and the peripheral speed fluctuates in a sine wave shape with time t1 as one cycle.
図8(a)に示しているように、周速度は時間の経過と共に通常値から増大していき、時刻taで周速度はVbとなり最大値となる。その後、時間の経過と共に周速度は減少し、時刻tbで周速度は通常値のVaに復帰する。その後の時間の経過と共に周速度は通常値から更に減少して、時刻tcで最小値となり、時刻tdで通常値のVaに復帰する。周速度の半周期の時間はt2である。 As shown in FIG. 8A, the peripheral speed increases from the normal value as time passes, and at time ta, the peripheral speed becomes Vb and becomes the maximum value. Thereafter, the circumferential speed decreases with time, and the circumferential speed returns to the normal value Va at time tb. The circumferential speed further decreases from the normal value with the passage of time thereafter, reaches the minimum value at time tc, and returns to the normal value Va at time td. The half cycle time of the peripheral speed is t2.
図8(b)は、図8(a)のように像担持体の周速度が変動した場合に像担持体上に露光される画像の大きさを示している。周速度が通常値のVaであれば、画像Gxは正規の円形に形成される。周速度が最大値のVbになると、画像Gaは副走査方向に長辺が形成される楕円形状となり、通常の場合よりも露光面積が増大する。周速度が最小値のVcになると、画像Gbは主走査方向に長辺が形成される楕円形状となり通常の場合よりも露光面積が減少する。 FIG. 8B shows the size of an image exposed on the image carrier when the peripheral speed of the image carrier varies as shown in FIG. If the peripheral speed is the normal value Va, the image Gx is formed in a regular circle. When the peripheral speed reaches the maximum value Vb, the image Ga has an elliptical shape in which long sides are formed in the sub-scanning direction, and the exposure area increases as compared with a normal case. When the peripheral speed reaches the minimum value Vc, the image Gb has an elliptical shape in which long sides are formed in the main scanning direction, and the exposure area is reduced as compared with the normal case.
このように、歯車ピッチに起因して、像担持体の周速度が一定とならない事により濃度むらが発生する。その理由は、(1)像担持体の周速度が一定でない為、周速が速い位置で露光されたスポットと、遅い位置で露光されたスポットにおいてはスポット形状が異なる。(2)単位面積当たりの露光エネルギーが異なる。このような(1)、(2)の理由によって、濃度にむらが生じる。また、複数色を重ねるカラープリンタでは色ずれが発生する。 As described above, due to the gear pitch, unevenness of density occurs due to the peripheral speed of the image carrier not being constant. (1) Since the peripheral speed of the image carrier is not constant, the spot shape is different between a spot exposed at a position where the peripheral speed is fast and a spot exposed at a slow position. (2) The exposure energy per unit area is different. Due to the reasons (1) and (2), the density is uneven. Also, color misregistration occurs in a color printer that superimposes a plurality of colors.
図9は、像担持体上の画像形成の例を示す説明図である。図9(b)は、各画素ラインSa〜Siに正規の画像Gxが形成された例を示している。図9(a)は、図8(a)で説明したように像担持体に周速度の変動が発生した場合の画像形成の例を示している。Xは紙送り方向(副走査方向)である。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of image formation on the image carrier. FIG. 9B shows an example in which a normal image Gx is formed on each of the pixel lines Sa to Si. FIG. 9A shows an example of image formation when a change in peripheral speed occurs in the image carrier as described with reference to FIG. X is the paper feed direction (sub-scanning direction).
図9(a)において、ある時刻で画素ラインSaには正規の画像Gxが形成されるものとする。像担持体がX方向に移動して次の画素ラインSbが露光位置に到達する際には、周速度がVaからVbに増大する。このため、画像Gaは副走査方向に長辺が形成される楕円形状となる。像担持体が更にX方向に移動して次の画素ラインScが露光位置に到達する際には、周速度がVbより減少してゆき正常値のVaに復帰する。このため、画素ラインScには正規の画像Gxが形成される。 In FIG. 9A, it is assumed that a regular image Gx is formed on the pixel line Sa at a certain time. When the image carrier moves in the X direction and the next pixel line Sb reaches the exposure position, the peripheral speed increases from Va to Vb. For this reason, the image Ga has an elliptical shape with long sides formed in the sub-scanning direction. When the image carrier further moves in the X direction and the next pixel line Sc reaches the exposure position, the peripheral speed decreases from Vb and returns to the normal value Va. Therefore, a regular image Gx is formed on the pixel line Sc.
像担持体がX方向に移動して次の画素ラインSdが露光位置に到達する際には、周速度がVaからVcに減少する。このため、画像Gbは主走査方向に長辺が形成される楕円形状となる。以下、画素ラインには周期的にGx―Ga―Gx―Gb―Gx…の画像形成が繰り返されることになる。すなわち、濃度むらが発生することになる、 When the image carrier moves in the X direction and the next pixel line Sd reaches the exposure position, the peripheral speed decreases from Va to Vc. Therefore, the image Gb has an elliptical shape with long sides formed in the main scanning direction. Hereinafter, image formation of Gx-Ga-Gx-Gb-Gx... Is repeated periodically on the pixel line. That is, uneven density occurs.
そこで、特許文献1では、像担持体の回転軸に同軸に設けられて連動するフライホイールを備え、像担持体の回転と同時に、フライホイールが共に回転するように構成している。このような構成により、回転するフライホイールの発生する慣性モーメント力により速度変動を抑え、濃度むらを低減する方法が提案されている。また、別の方式として、特許文献2では、エンコーダを用いて回転動作を検出し、正常値と比較演算する事によってLEDラインヘッドの発光タイミングを制御するという方法が提案されている。
Therefore,
前記特許文献1に記載の方式では、余分な部品点数が増える上、形状が大きく、しかも重量のあるフライホイールを取りつける為、装置の大型化、重量増が避けられないという問題があった。また、特許文献2に記載の方式においても、部品点数の増加は避けられなかった。さらに、精度よくエンコーダを取り付けるのは困難であると共に、タイミング制御を行う為に複雑な制御を必要とするという問題があった。
The method described in
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、像担持体に連結された歯車の1歯ピッチに起因する回転誤差(周速変動)の影響を除去して、印字品質の劣化の抑制を行う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 such problems of the prior art, and its purpose is to eliminate the effect of rotational error (circumferential speed fluctuation) caused by one tooth pitch of the gear connected to the image carrier. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that suppresses deterioration of print quality.
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、像担持体および像書き込み手段を有し、前記像書き込み手段には副走査方向に複数列の発光素子列が設けられてラインヘッドを形成しており、当該複数列の発光素子列により多重露光を行う画像形成装置において、前記像担持体を駆動するすべて(N個)の輪列歯車の中のいずれかの歯車(前記像担持体に直結される歯車を除く)の1歯ピッチの長さをLn(n=1、2、・・・N)、前記像担持体
のn番目輪列歯車に対する角速度比(減速比)をmn、像担持体外周直径とn番目輪列歯車のピッチ円直径の比によって決定される定数をkn、kn・mn・Ln内での多重露光を行う最初の露光点から最後の露光点までの前記発光素子列の副走査方向の長さをL1としたときに、L1>(kn・mn・Ln)/2、とすることを特徴とする。このように前記L1とLnの大小関係を設定することにより、像担持体に連結される歯車の1歯ピッチに起因する回転誤差(周速変動)の影響を除去して、濃度むらや色ずれのような印字品質劣化の抑制を行うことができる。駆動モータから像担持体までは複数の歯車により動力伝達が行われるが、いずれかの歯車について、上記のような関係の設定をしているので、効果的に印字品質劣化の抑制を行うことができる。また、像書き込み手段はラインヘッドであるため、装置全体を小型化することができる。
An image forming apparatus of the present invention that achieves the above object has an image carrier and image writing means, and the image writing means is provided with a plurality of light emitting element rows in the sub-scanning direction to form a line head. cage, the light-emitting element array of the plurality of rows Te image forming apparatus odor performing multiple exposure, before the Kizo carrier in any of the gear (the image bearing member in a train wheel of all driving of (N) 1 tooth pitch length of excluding gear) which is directly connected Ln (n = 1,2, ··· n ), the angular velocity ratio for the n-th wheel train gear of said image bearing member (reduction ratio) mn, the image The light-emitting element from the first exposure point to the last exposure point at which multiple exposure is performed in kn, kn, mn, and Ln , with a constant determined by the ratio of the outer peripheral diameter of the carrier and the pitch circle diameter of the n-th train wheel When the length of the column in the sub-scanning direction is L1 , L1> (kn · mn -Ln) / 2. By setting the magnitude relationship between L1 and Ln as described above, the influence of rotational error (peripheral speed fluctuation) caused by one tooth pitch of the gear connected to the image carrier is removed, and density unevenness and color misregistration are eliminated. Thus, it is possible to suppress print quality deterioration. Power is transmitted from the drive motor to the image carrier by a plurality of gears. However, since any of the gears is set as described above, it is possible to effectively suppress print quality deterioration. it can. Further, since the image writing means is a line head, the entire apparatus can be reduced in size.
また、本発明は、前記ラインヘッドの発光素子を有機ELで構成したことを特徴とする。有機ELは静的な制御が可能であるので、制御系を簡略化できる。 In addition, the present invention is characterized in that the light emitting element of the line head is composed of an organic EL. Since the organic EL can be controlled statically, the control system can be simplified.
また、本発明の画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段、現像手段、転写手段の各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも2つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする。このため、タンデム方式の画像形成装置において、像担持体に直結される歯車の1歯ピッチに起因する回転誤差(周速変動)の影響を除去濃度むらや色ずれの発生を抑制することができる。
The image forming apparatus of the present invention, charging Hand stage around the image carrier, the current image means, provided an image forming station which arranged the image forming unit of the transfer means at least two, transfer medium each station The image formation is performed by the tandem method by passing through. For this reason, in the tandem type image forming apparatus, it is possible to suppress the influence of the rotational error (circumferential speed fluctuation) caused by one gear pitch of the gear directly connected to the image carrier, and to prevent the occurrence of uneven density and color misregistration. .
また、本発明の画像形成装置は、ロータリ現像ユニットを備え、前記ロータリ現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリ現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリ現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、ロータリ現像ユニットを備えた画像形成装置において、像担持体に直結される歯車の1歯ピッチに起因する回転誤差(周速変動)の影響を除去して、濃度むらや色ずれの発生を抑制することができ
る。
The image forming apparatus of the present invention includes a B Tari developing unit, the rotary developing unit is configured to carry the toner contained in a plurality of toner cartridges on a surface by rotating in a predetermined rotational direction Different color toners are sequentially conveyed to a position facing the image carrier, a developing bias is applied between the image carrier and the rotary development unit, and the toner is removed from the rotary development unit to the image carrier. The electrostatic latent image is visualized to form a toner image. For this reason, in an image forming apparatus provided with a rotary developing unit, the influence of rotational error (circumferential speed fluctuation) caused by one gear pitch of a gear directly connected to the image carrier is removed, and density unevenness and color misregistration occur. Can be suppressed.
また、本発明の画像形成装置は、中間転写部材を備えたことを特徴とする。このため、中間転写部材を備えたを備えた画像形成装置において、像担持体に直結される歯車の1歯ピッチに起因する回転誤差(周速変動)の影響を除去して、濃度むらや色ずれの発生を抑制することができる。 In addition, the image forming apparatus of the present invention includes an intermediate transfer member. For this reason, in an image forming apparatus equipped with an intermediate transfer member, the influence of rotational error (peripheral speed fluctuation) caused by one gear pitch of a gear directly connected to the image carrier is removed, and density unevenness and color The occurrence of deviation can be suppressed.
本発明の画像形成装置によれば、像担持体に連結される歯車の1歯ピッチに起因する回転誤差(周速変動)を除去するために、フライホイールのような重量のある部品点数を増加させる必要がなく、また、エンコーダのような精密な位置合わせを要する制御部品を取り付けることも必要としない。ラインヘッドに取り付けられた発光素子列の副走査方向の長さをL1、像担持体を駆動するすべて(N個)の輪列歯車の中のいずれかの歯車の1歯ピッチの長さをLn(n=1、2、・・・N)としたときに、L1とLnの大小関係を特定することにより、濃度むらや色ずれのような印字品質の劣化を抑制することができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the number of heavy components such as a flywheel is increased in order to remove a rotation error (peripheral speed fluctuation) caused by one gear pitch of a gear connected to an image carrier. It is not necessary to install a control component such as an encoder that requires precise alignment. The length in the sub-scanning direction of the light emitting element array attached to the line head is L1, and the length of one tooth pitch of any gear among all (N) wheel trains that drive the image carrier is Ln. By specifying the magnitude relationship between L1 and Ln when (n = 1, 2,... N), it is possible to suppress deterioration in print quality such as density unevenness and color misregistration.
以下、図を参照して本発明を説明する。前記のように歯車ピッチに起因する濃度むらや色ずれのような印字品質劣化要因の発生は、像担持体の周速度が一定でない事による。歯車ピッチに起因するこのような問題は、像担持体を駆動するすべての輪列歯車について生じる。本発明においては、このような問題に対処するために多重露光を行う際に、次のような構成としている。 The present invention will be described below with reference to the drawings. As described above, the cause of print quality deterioration such as density unevenness and color misregistration due to the gear pitch is due to the peripheral speed of the image carrier being not constant. Such a problem due to the gear pitch occurs in all the gear trains that drive the image carrier. In the present invention, in order to cope with such a problem, the following configuration is adopted when performing multiple exposure.
図2は、像担持体に多重露光を行う際の説明図である。この例では、各発光素子ラインSu〜Szに複数の発光素子Exが配置されているものとする。発光素子ラインSuが最初の露光点、発光素子ラインSzが最後の露光点である。L1は、多重露光を行う際の最初の発光点から最後の発光点までの画素ラインの中心間距離に相当する。すなわち、L1は、ラインヘッドに配列された発光素子列の副走査方向の長さを表している。矢視X方向は副走査方向(紙送り方向)を示している。 FIG. 2 is an explanatory diagram when performing multiple exposure on the image carrier. In this example, it is assumed that a plurality of light emitting elements Ex are arranged in each light emitting element line Su to Sz. The light emitting element line Su is the first exposure point, and the light emitting element line Sz is the last exposure point. L1 corresponds to the distance between the centers of the pixel lines from the first light emission point to the last light emission point when performing multiple exposure. That is, L1 represents the length of the light emitting element array arranged in the line head in the sub-scanning direction. The arrow X direction indicates the sub-scanning direction (paper feeding direction).
図3は、本発明の実施形態に係る輪列の構成を示す説明図である。図3において、駆動モータ3の出力軸に連結された歯車3aに中間歯車3bが係合される。歯車3bと同軸に歯車2aが設けられており、中間歯車2nを介して像担持体1に直結されている歯車2xに駆動モータ3の出力を伝達する。なお、中間歯車2nは、駆動モータ3の出力軸3aに係合される歯車(n=1)から、像担持体1に直結されている歯車の1つ手前までの歯車(n番目)のいずれかのものとする。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the train wheel according to the embodiment of the present invention. In FIG. 3, the
図4は、本発明の実施形態に係る輪列の構成を示す説明図である。図4においては、タンデム方式の画像形成装置に適用される輪列の例を示している。図3と対応するところには同じ符号を付している。タンデム方式の画像形成装置には、同様な構成である4個の感光体ドラム(像担持体)1C(シアン)、1M(マゼンタ)、1Y(イエロー)、1K(ブラック)が設けられている。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the train wheel according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 shows an example of a train wheel applied to a tandem image forming apparatus. The parts corresponding to those in FIG. The tandem type image forming apparatus is provided with four photosensitive drums (image carriers) 1C (cyan), 1M (magenta), 1Y (yellow), and 1K (black) having the same configuration.
2nc、2nm、2ny、2nkは、それぞれ各色の像担持体に駆動モータの動力を伝達する中間歯車、2xc、2xm、2xy、2xkはそれぞれ各色の像担持体に直結された歯車である。前記中間歯車は、駆動モータ3の出力軸に係合される歯車(n=1)から、像担持体1に直結されている歯車の1つ手前までの歯車(n番目)のいずれかのものとする。
Reference numerals 2nc, 2nm, 2ny, and 2nk denote intermediate gears that transmit driving motor power to the image carriers of the respective colors, and 2xc, 2xm, 2xy, and 2xk denote gears that are directly connected to the image carriers of the respective colors. The intermediate gear is one of the gears (nth) from the gear (n = 1) engaged with the output shaft of the
図5は、本発明の実施形態に係る像担持体に連結される輪列(歯車)の例を示す説明図である。図5(a)において、1は像担持体、2nは像担持体1を駆動するために像担持体に連結される歯車、すなわち、動力源と像担持体1との間に複数列設置されている輪列の中でn番目の任意の歯車(像担持体に直結される歯車を除外する)である。像担持体1の直径をR0、前記連結された歯車のピッチ円直径をRnとする。図5(b)は、歯車2nの拡大図である。Oは歯車2の中心点、3は歯部とする。また、n番目の歯車の1歯ピッチの長さをLnとする。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a train wheel (gear) connected to the image carrier according to the embodiment of the present invention. In FIG. 5A, 1 is an image carrier, 2n is a gear connected to the image carrier to drive the
本発明においては、多重露光の最初の露光点から最後の露光点迄の中心間距離、すなわち、発光素子列の副走査方向の長さをL1、像担持体駆動輪列のすべて(N個)の歯車(像担持体に直結される歯車を除く)の1歯ピッチの長さをLn、像担持体のn番目輪列歯車に対する角速度比(減速比)をmn、knを像担持体外周直径とn番目輪列歯車のピッチ円直径によって決まる定数とすると、L1>(kn・mn・Ln)/2、となるように配置する。 In the present invention, the center-to-center distance from the first exposure point to the last exposure point of multiple exposure, that is, the length of the light emitting element array in the sub-scanning direction is L1, and all of the image carrier driving trains (N). The length of one tooth pitch of the gears (excluding the gear directly connected to the image carrier) is Ln, the angular velocity ratio (reduction ratio) of the image carrier to the nth train wheel is mn, and kn is the outer diameter of the image carrier. And a constant determined by the pitch circle diameter of the n-th wheel train gear, L1> (kn · mn · Ln) / 2.
次に、L1とLnの関係を前記のように設定する理由について説明する。多重露光方式において、1スポット露光に要する像担持体の移動時間をto(図8aのt3に相当)、駆動源から像担持体に動力伝達のために連結されるn番目輪列歯車の速度変動の半周期をtn(図8aのt2に相当)としたときに、すべてのnについてto>tn、の関係を満たせば、速度変動による濃度むらや色ずれがある程度解消される。 Next, the reason for setting the relationship between L1 and Ln as described above will be described. In the multiple exposure method, the moving time of the image carrier required for one spot exposure is to (corresponding to t3 in FIG. 8a), and the speed fluctuation of the n-th train wheel connected for power transmission from the drive source to the image carrier When the half cycle of t is tn (corresponding to t2 in FIG. 8a), if the relationship of to> tn is satisfied for all n, density unevenness and color misregistration due to speed fluctuation are eliminated to some extent.
前記のように、発光素子列の副走査方向の長さをL1、像担持体の周速度をV1とすると、to=L1/V1、となる。また、n番目輪列歯車の周速度をVnとすると、tn=(1/2)・(Ln/Vn)、となる。ここで、to>tn、であるから、多重露光のラインヘッドにおいて、像担持体駆動輪列歯車すべてに対して(像担持体に直結された歯車を除く)、前記L1とLnの関係を、L1>(kn・mn・Ln)/2、とする事によって、1スポットに要する露光時間は濃度むら発生の半周期分以上になる為、速度変動によるむらがある程度解消される。すなわち、通常の像担持体の周速度の通常値Vaに対して増加する領域と、Vaよりも減少する領域が含まれることになり、周速度の変動の影響が相殺されることになる。したがって、印字品質劣化要因が抑制されて画質を向上させる事ができる。 As described above, when the length of the light emitting element array in the sub-scanning direction is L1, and the peripheral speed of the image carrier is V1, to = L1 / V1. Further, if the peripheral speed of the n-th gear train is Vn, tn = (1/2) · (Ln / Vn). Here, since to> tn, in the multiple exposure line head, the relationship between L1 and Ln with respect to all the image carrier driving wheel train gears (excluding the gear directly connected to the image carrier) is By setting L1> (kn · mn · Ln) / 2, the exposure time required for one spot is equal to or more than a half cycle of occurrence of density unevenness, and thus unevenness due to speed fluctuation is eliminated to some extent. In other words, a region where the peripheral speed of the normal image carrier increases with respect to the normal value Va and a region where the peripheral speed decreases below Va are included, thereby canceling out the influence of fluctuations in the peripheral speed. Therefore, the print quality deterioration factor is suppressed and the image quality can be improved.
次に、前記L1とLnの関係を、L1>(kn・mn・Ln)/2、とする計算式の導入について説明する。図5(a)に示したように、像担持体の外径をR0、像担持体に連結されるn番目歯車ピッチ円直径をRn、n番目輪列歯車の1歯ピッチの長さをLn、像担持体外径とn番目輪列歯車ピッチ円直径によって決まる定数をkn、像担持体のn番目輪列歯車に対する角速度比(減速比)をmn、像担持体の周速度をV1、角速度をω0、n番目輪列歯車の周速度をVn、角速度をωnとする。 Next, introduction of a calculation formula in which the relationship between L1 and Ln satisfies L1> (kn · mn · Ln) / 2 will be described. As shown in FIG. 5A, the outer diameter of the image carrier is R0, the n-th gear pitch circle diameter connected to the image carrier is Rn, and the length of one tooth pitch of the n-th gear train is Ln. The constant determined by the outer diameter of the image carrier and the n-th gear train pitch circle diameter is kn, the angular velocity ratio (reduction ratio) of the image carrier to the n-th gear train is mn, the peripheral velocity of the image carrier is V1, and the angular velocity is ω0, the peripheral speed of the n-th gear wheel is Vn, and the angular speed is ωn.
この場合には、to>tnであるから、L1/V1>Ln/2Vn、となる。これより
、L1>(V1/Vn)・(Ln/2)、が成立する。この式を角速度で置き換えると、L1>[(R0・ω0)/(Rn・ωn)]・(Ln/2)、となる。ここで、kn=R0/Rn、とすれば、L1>(R0/Rn)・(ω0/ωn)・(Ln/2)、より、L1>(kn・mn・Ln)/2、となる。
In this case, since to> tn, L1 / V1> Ln / 2Vn. Thus, L1> (V1 / Vn) · (Ln / 2) is established. When this equation is replaced by angular velocity, L1> [(R0 · ω0) / (Rn · ωn)] · ( Ln / 2 ). If kn = R0 / Rn, then L1> (R0 / Rn) · (ω0 / ωn) · (Ln / 2), and L1> (kn · mn · Ln) / 2.
図1は、本発明による画像形成の例を示す説明図である。図1(b)は各画素ラインSa〜Siに正規の画像Gyが形成されている例を示している。本発明においては、図1(a)に示されているように、各画素ラインSa〜Siには、副走査方向に長辺が形成される楕円形状の画像Gaと、主走査方向に長辺が形成される楕円形状の画像Gbとが混在する。すなわち、像担持体の通常速度よりも大きい周速変動と、通常速度よりも小さい周速変動の影響が相殺されることになり、多重露光を行う際に、正規の画像に近い形状と露光強さで各画素ラインSa〜Siに画像形成がなされる。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of image formation according to the present invention. FIG. 1B shows an example in which a regular image Gy is formed on each of the pixel lines Sa to Si. In the present invention, as shown in FIG. 1A, each pixel line Sa to Si has an elliptical image Ga having a long side in the sub-scanning direction and a long side in the main scanning direction. Are mixed with the elliptical image Gb. That is, the influence of the peripheral speed fluctuation larger than the normal speed of the image carrier and the peripheral speed fluctuation smaller than the normal speed is offset, and when performing multiple exposure, the shape and exposure strength close to those of a normal image are obtained. Now, an image is formed on each of the pixel lines Sa to Si.
上記の説明は、モノクロプリンタを対象としている。しかしながら、本発明においては4サイクルカラープリンタや、タンデム方式のカラープリンタにも当然適用されるものである。これらのカラープリンタにおいては、本発明の構成とすることにより、色ずれの発生を抑制することができる。このように、本発明においては簡単な構成で濃度むらや色ずれのような印字品質劣化要因を抑制することができる。 The above description is for a monochrome printer. However, the present invention is naturally applicable to a 4-cycle color printer and a tandem color printer. In these color printers, the occurrence of color misregistration can be suppressed by adopting the configuration of the present invention. As described above, in the present invention, it is possible to suppress print quality deterioration factors such as density unevenness and color misregistration with a simple configuration.
図6は、発光素子として有機ELを用いた画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。この画像形成装置は、同様な構成の4個の有機ELアレイ露光ヘッド101K、101C、101M、101Yを、対応する同様な構成である4個の感光体ドラム(像担持体)41K、41C、41M、41Yの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。 FIG. 6 is a longitudinal side view illustrating an example of an image forming apparatus using an organic EL as a light emitting element. This image forming apparatus includes four organic EL array exposure heads 101K, 101C, 101M, and 101Y having the same configuration and corresponding four photosensitive drums (image carriers) 41K, 41C, and 41M having the same configuration. , 41Y, respectively, and is configured as a tandem image forming apparatus.
図6に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ51と従動ローラ52とテンションローラ53が設けられており、テンションローラ53によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向(反時計方向)へ循環駆動される中間転写ベルト50を備えている。この中間転写ベルト50に対して所定間隔で配置された4個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体41K、41C、41M、41Yが配置される。
As shown in FIG. 6, this image forming apparatus is provided with a driving
前記符号の後に付加されたK、C、M、Yはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。感光体41K、41C、41M、41Yは、中間転写ベルト50の駆動と同期して図示矢印方向(時計方向)へ回転駆動される。
K, C, M, and Y added after the reference sign mean black, cyan, magenta, and yellow, respectively, and indicate that the photoconductors are black, cyan, magenta, and yellow, respectively. The
各感光体41(K、C、M、Y)の周囲には、それぞれ感光体41(K、C、M、Y)の外周面を一様に帯電させる帯電手段(コロナ帯電器)42(K、C、M、Y)と、この帯電手段42(K、C、M、Y)により一様に帯電させられた外周面を感光体41(K、C、M、Y)の回転に同期して順次ライン走査する、上記のような有機ELアレイ露光ヘッド101(K、C、M、Y)が設けられている。 Around each photoconductor 41 (K, C, M, Y), charging means (corona charger) 42 (K) for uniformly charging the outer peripheral surface of the photoconductor 41 (K, C, M, Y), respectively. , C, M, Y) and the outer peripheral surface uniformly charged by the charging means 42 (K, C, M, Y) are synchronized with the rotation of the photoconductor 41 (K, C, M, Y). The organic EL array exposure head 101 (K, C, M, Y) as described above is provided for performing line scanning sequentially.
また、この有機ELアレイ露光ヘッド101(K、C、M、Y)で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像(トナー像)とする現像装置44(K、C、M、Y)と、この現像装置44(K、C、M、Y)で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト50に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ45(K、C、M、Y)と、転写された後に感光体41(K、C、M、Y)の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置46(K、C、M、Y)とを有している。
Further, a developing device 44 (K) that applies toner as a developer to the electrostatic latent image formed by the organic EL array exposure head 101 (K, C, M, Y) to form a visible image (toner image). , C, M, Y) and a primary transfer roller 45 as transfer means for sequentially transferring the toner image developed by the developing device 44 (K, C, M, Y) to the
ここで、各有機ELアレイ露光ヘッド101(K、C、M、Y)は、有機ELアレイ露光ヘッド101(K、C、M、Y)のアレイ方向が感光体ドラム41(K、C、M、Y)の母線に沿うように設置される。そして、各有機ELアレイ露光ヘッド101(K、C、M、Y)の発光エナルギーピーク波長と、感光体41(K、C、M、Y)の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。 Here, in each organic EL array exposure head 101 (K, C, M, Y), the array direction of the organic EL array exposure head 101 (K, C, M, Y) is the photosensitive drum 41 (K, C, M). , Y) along the bus. The light emission energy peak wavelength of each organic EL array exposure head 101 (K, C, M, Y) and the sensitivity peak wavelength of the photoconductor 41 (K, C, M, Y) are set so as to substantially match. ing.
現像装置44(K、C、M、Y)は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるものである。その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、現像ローラを感光体41(K、C、M、Y)に接触あるいは押圧させる。このような処理により、感光体41(K、C、M、Y)の電位レベルに応じて現像剤を付着させ、トナー像として現像するものである。 The developing device 44 (K, C, M, Y) uses, for example, a non-magnetic one-component toner as a developer. The one-component developer is conveyed to the developing roller by, for example, a supply roller, the film thickness of the developer adhering to the surface of the developing roller is regulated by a regulating blade, and the developing roller is placed on the photoreceptor 41 (K, C, M, Y). Touch or press. By such processing, a developer is attached in accordance with the potential level of the photoconductor 41 (K, C, M, Y), and developed as a toner image.
このような4色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ45(K、C、M、Y)に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト50上に順次一次転写される。前記のようにして、中間転写ベルト50上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ66において用紙等の記録媒体Pに二次転写される。次に、定着部である定着ローラ対61を通ることでトナー像は記録媒体P上に定着され、排紙ローラ対62によって、装置上部に形成された排紙トレイ68上へ排出される。
The black, cyan, magenta, and yellow toner images formed by the four-color single-color toner image forming station are intermediated by the primary transfer bias applied to the primary transfer roller 45 (K, C, M, Y). Primary transfer is sequentially performed on the
なお、図6中、63は多数枚の記録媒体Pが積層保持されている給紙カセット、64は給紙カセット63から記録媒体Pを一枚ずつ給送するピックアップローラ、65は二次転写ローラ66の二次転写部への記録媒体Pの供給タイミングを規定するゲートローラ対、66は中間転写ベルト50との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、67は二次転写後に中間転写ベルト50の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。
In FIG. 6,
このように、図6の画像形成装置は、書き込み手段として有機ELアレイを用いているので、レーザ走査光学系を用いた場合よりも、装置の小型化を図ることができる。有機ELアレイは、1ラインに複数の発光素子を有する発光素子ラインを複数列備えており、多重露光を行うことができる。 As described above, since the image forming apparatus of FIG. 6 uses the organic EL array as the writing means, the apparatus can be reduced in size as compared with the case where the laser scanning optical system is used. The organic EL array includes a plurality of rows of light emitting element lines each having a plurality of light emitting elements, and can perform multiple exposure.
次に、本発明に係る画像形成装置に係る他の実施の形態について説明する。図7は、画像形成装置の縦断側面図である。図7において、画像形成装置160には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置161、像担持体として機能する感光体ドラム165、有機ELアレイが設けられている像書込手段(露光ヘッド)167、中間転写ベルト169、用紙搬送路174、定着器の加熱ローラ172、給紙トレイ178が設けられている。
Next, another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described. FIG. 7 is a vertical side view of the image forming apparatus. In FIG. 7, the
現像装置161は、現像ロータリ161aが軸161bを中心として矢視A方向に回転する。現像ロータリ161aの内部は4分割されており、それぞれイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色の像形成ユニットが設けられている。162a〜162dは、前記4色の各像形成ユニットに配置されており、矢視B方向に回転する現像ローラ、163a〜163dは、矢視C方向に回転するトナ−供給ローラである。また、164a〜164dはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。
In the developing
165は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、166は一次転写部材、168は帯電器、167は像書込手段で有機ELアレイが設けられている。感光体ドラム165は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ162aとは逆方向の矢視D方向に駆動される。
As described above,
中間転写ベルト169は、従動ローラ170bと駆動ローラ170a間に張架されており、駆動ローラ170aが前記感光体ドラム165の駆動モータに連結されて、中間転写ベルトに動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト169の駆動ローラ170aは感光体ドラム165とは逆方向の矢視E方向に回動される。
The
用紙搬送路174には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対176などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト169に担持されている片面の画像(トナー像)が、二次転写ローラ171の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ171は、クラッチにより中間転写ベルト169に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト169に当接されて用紙に画像が転写される。
The
上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータHを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ172、加圧ローラ173が設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対176に引き込まれて矢視F方向に進行する。この状態から排紙ローラ対176が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路175を矢視G方向に進行する。177は電装品ボックス、178は用紙を収納する給紙トレイ、179は給紙トレイ178の出口に設けられているピックアップローラである。
The sheet on which the image has been transferred as described above is then subjected to a fixing process by a fixing device having a fixing heater H. The fixing device is provided with a heating roller 172 and a pressure roller 173. The sheet after the fixing process is drawn into the
用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータは、例えば低速のブラシレスモータが用いられる。また、中間転写ベルト169は色ずれ補正などが必要となるのでステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略している制御手段からの信号により制御される。
For example, a low-speed brushless motor is used as a drive motor for driving the transport roller in the paper transport path. The
図の状態で、イエロー(Y)の静電潜像が感光体ドラム165に形成され、現像ローラ162aに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム165にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト169に担持されると、現像ロータリ161aが矢視A方向に90度回転する。
In the state shown in the drawing, a yellow (Y) electrostatic latent image is formed on the
中間転写ベルト169は1回転して感光体ドラム165の位置に戻る。次にシアン(C)の2面の画像が感光体ドラム165に形成され、この画像が中間転写ベルト169に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ161の90度回転、中間転写ベルト169への画像担持後の1回転処理が繰り返される。
The
4色のカラー画像担持には中間転写ベルト169は4回転して、その後に更に回転位置が制御されて二次転写ローラ171の位置で用紙に画像を転写する。給紙トレー178から給紙された用紙を搬送路174で搬送し、二次転写ローラ171の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対176で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ171の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング180には、排気ファン181が設けられている。
For carrying four color images, the
以上、本発明の有機ELアレイ露光ヘッドを用いた画像形成装置を実施例に基づいて説明したが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。 The image forming apparatus using the organic EL array exposure head of the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made.
以上説明したように、本発明によれば、像担持体に連結される歯車の1歯ピッチに起因する回転誤差(周速変動)の影響を除去した画像形成装置を構成することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to configure an image forming apparatus in which the influence of the rotation error (circumferential speed fluctuation) caused by the one tooth pitch of the gear connected to the image carrier is removed.
1・・・像担持体、2・・・像担持体に連結された歯車、41(K、C、M、Y)・・・感光体ドラム(像担持体)、42(K、C、M、Y)・・・帯電手段(コロナ帯電器)、44(K、C、M、Y)・・・現像装置、45(K、C、M、Y)・・・一次転写ローラ、46(K、C、M、Y)・・・クリーニング装置、50・・・中間転写ベルト、66・・・二次転写ローラ、101K、101C、101M、101Y・・・有機ELアレイ露光ヘッド、161・・・現像装置、165・・・感光体ドラム、167・・・露光ヘッド、169・・・中間転写ベルト、171・・・二次転写ローラ、P…記録媒体
DESCRIPTION OF
Claims (5)
n(n=1、2、・・・N)、前記像担持体のn番目輪列歯車に対する角速度比(減速比)をmn、像担持体外周直径とn番目輪列歯車のピッチ円直径の比によって決定される定数をkn、kn・mn・Ln内での多重露光を行う最初の露光点から最後の露光点までの前記発光素子列の副走査方向の長さをL1としたときに、
L1>(kn・mn・Ln)/2、とすることを特徴とする、画像形成装置。 An image carrier and an image writing means, wherein the image writing means is provided with a plurality of light emitting element rows in the sub-scanning direction to form a line head, and multiple exposure is performed by the plurality of light emitting element rows. the image forming apparatus odor performing Te, the length of one tooth pitch of one of the gears in the gear train gear before all driving the Kizo carrier of (N) (excluding gear is directly connected to said image bearing member) L
n (n = 1,2, ··· N ), the angular velocity ratio for the n-th wheel train gear of said image bearing member (reduction ratio) mn, the pitch diameter of the image bearing member outer peripheral diameter and the n-th wheel train gear The constant determined by the ratio is kn, when the length in the sub-scanning direction of the light-emitting element array from the first exposure point to the last exposure point at which multiple exposure is performed within kn · mn · Ln is L1 ,
L1> (kn · mn · Ln) / 2, and an image forming apparatus.
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