JP4622209B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ、あるいはファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、像担持体への書き込みタイミングを任意に且つ短時間に補正することが可能な画像形成装置に関するものである。
【0002】
【特許文献1】
特開2000−298389号公報
【0003】
【従来の技術】
従来、この種の電子写真方式を採用した複写機やプリンタ、あるいはファクシミリ等の画像形成装置としては、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、黒等の各色のトナー像を、感光体ドラムの表面に順次形成し、当該感光体ドラムの表面に順次形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像を、中間転写ベルト上に互いに重ね合わせた状態で転写することにより、フルカラーの画像を形成するように構成したものがある。
【0004】
かかる画像形成装置においては、色ずれを低減するために、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像を、中間転写ベルト上に精度良く多重に転写する必要がある。
【0005】
そこで、上記画像形成装置において、色ずれを低減するための技術としては、例えば、特開2000−298389号公報等に開示されているものが既に提案されている。
【0006】
この特開2000−298389号公報に係る画像形成装置は、感光体と中間転写体とを同一の駆動信号を用いた駆動源で回転させることにより中間転写体上に多色画像を重ね合わせ、カラー画像を形成する画像形成装置であって、各色画像を前記中間転写体に転写する際に、前記中間転写体に対する負荷変動により発生する転写位置ずれを、前記感光体への潜像の書き込みが行われていない間に前記中間転写体の回転速度を増減させることにより補正する位置ずれ補正手段を備えるように構成したものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開2000−298389号公報に係る画像形成装置の場合には、中間転写体の回転速度を増減させるタイミングが、感光体への潜像の書き込みが行われていない間、例えば、用紙と用紙との間のインターイメージなどに限られてしまい、中間転写体を駆動する駆動モータのクロックを変調させたときに制御できる範囲も限られてしまうという問題点を有していた。
【0008】
更に説明すると、上記特開2000−298389号公報に係る画像形成装置の場合には、駆動モータのクロックを変調させて中間転写体の回転速度を制御する際に、図10に示すように、オーバーシュートが発生して、中間転写体の速度が安定するまでにある程度の静定時間が必要となるため、決められた時間の範囲内で、制御できる中間転写体の速度の範囲も限られてしまうという問題点を有している。
【0009】
また、制御できる中間転写体の速度の範囲を広く設定するためには、感光体への潜像の書き込みが行われていない時間、例えば、用紙と用紙との間のインターイメージなどが長くなり、画像形成装置の生産性が低下するという新たな問題点が生じる。
【0010】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、画像形成装置の生産性を低下することなく、任意のタイミングで、感光体と中間転写体との速度差に起因する位置ずれを補正することができ、高画質の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載された発明は、副走査方向に沿って同時に発光可能な複数のレーザ発光素子を有するレーザアレイを用い、前記レーザアレイによる露光によってトナー像が形成される感光体を少なくとも1つ備え、前記少なくとも1つの感光体上に形成された色の異なる複数のトナー像を中間転写体上に多重に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おいて、
前記レーザアレイの走査開始位置を検出する走査開始位置検出センサが検出した信号の周期によって算出した前記レーザアレイの走査周期と前記中間転写体の回転周期との検出結果に基づき検出された、前記レーザアレイの走査周期と前記中間転写体の回転周期との位相差に基づく位置ずれ分に、前記中間転写体の負荷変動に起因する画像の位置ずれ分を加算して補正する位置ずれ補正手段を有しており、
前記レーザアレイによって感光体上に画像露光を開始する際に、前記位置ずれ補正手段で補正した位置ずれ分に応じて、前記レーザアレイの、前記走査開始位置検出センサが検出した信号に応じたレーザ発光素子照射の開始タイミングを変えるとともに、
前記走査開始位置検出センサが検出した信号の一周期で前記レーザアレイによって露光される副走査方向幅よりも小さな位置ずれは、前記トナー像を作成する最初の走査時に前記複数のレーザ発光素子のうち、副走査方向の先頭位置から前記副走査方向幅よりも小さな位置ずれを前記複数のレーザ発光素子の副走査方向間隔で除した値に相当する数のレーザ発光素子を発光させないように制御することによって補正するように構成したものである。
【0014】
また、請求項2に記載された発明は、前記位置ずれ補正手段は、前記レーザアレイの走査周期と前記中間転写体の回転周期との位相差に基づく補正と前記レーザアレイの走査開始位置を検出するセンサが検出した信号のカウント数に基づく補正とに分けて制御することが可能であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0016】
実施の形態1
図2はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としての電子写真方式の4サイクルカラー複写機を示すものである。
【0017】
図2において、1はカラー複写機の本体を示すものであり、このカラー複写機本体1の上部には、図示しないプラテンカバーによって押圧された原稿2の画像を読み取る画像入力部3が配設されている。この画像入力部3は、プラテンガラス4上に載置された原稿2を光源5によって照明し、原稿2からの反射光像を、フルレートミラー6及びハーフレートミラー7、8及び結像レンズ9からなる縮小光学系を介してCCD等からなる画像読取素子10上に走査露光して、この画像読取素子10によって原稿2の画像を所定のドット密度(例えば、16ドット/mm)で読み取るようになっている。
【0018】
上記画像読取装置3によって読み取られた原稿2の画像は、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)(各8bit)の3色の画像データとして画像処理装置11に送られ、この画像処理装置11では、原稿2の画像データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色/移動編集等の所定の画像処理が施される。
【0019】
そして、上記の如く画像処理装置11で所定の画像処理が施された画像データは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)(各8bit)の4色の画像データとしてROS12(Raster Output Scanner)に順次送られ、このROS12では、画像データに応じてレーザービームによる画像露光が行われる。
【0020】
上記カラー複写機本体1の内部には、色の異なる複数のトナー像を形成可能な画像出力部13が配設されている。この画像出力部13は、主として、画像露光手段としてのROS12と、静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム14と、前記感光体ドラム14上に形成された静電潜像を現像して色の異なる複数のトナー像を形成可能な現像手段としてのロータリー方式の現像装置15とから構成されている。
【0021】
上記ROS12は、図3に示すように、画像データに応じて変調されたレーザービームLBを出射する面発光レーザアレイ16を備えている。上記面発光レーザアレイ16から出射された複数本のレーザービームLBは、コリメータレンズ17、18によって平行光化された後、ポリゴンミラー19の表面に照射される。このポリゴンミラー19は、矢印A方向に沿って所定の速度で回転駆動され、当該ポリゴンミラー19の表面(鏡面)に照射されたレーザービームLBは、主走査方向(感光体ドラムの軸方向)に沿って偏向走査される。上記ポリゴンミラー19で偏向走査されたレーザービームLBは、f−θレンズ20によって、偏向角度に応じて焦点距離が調整された状態で、折り返しミラー21を介して感光体ドラム14上にドット状に絞られて照射されるようになっている。また、上記感光体ドラム14の軸方向の一端部には、レーザービームLBの走査方向のうち、走査開始側の端部(SOS:Start Of Scan)に相当する位置に、反射ミラー22(図2参照)が配設されており、当該反射ミラー22によって反射されたレーザービームLBは、走査開始位置検出センサ(SOSセンサ)23に入射されて検出される。この走査開始位置検出センサ23は、レーザービームLBが走査される周期を検出するためのものであり、当該走査開始位置検出センサ23がレーザービームLBを検出すると、短いパルス状のSOS信号が出力される。
【0022】
ところで、上記面発光レーザアレイ16は、図4に示すように、その中心部に複数のレーザ発光素子24が配列された発光部25を備えている。上記複数のレーザ発光素子24は、図4(b)に示すように、副走査方向に沿って一定の間隔を隔てて、8個のレーザ発光素子24が直線状に配列されている。また、上記第1列のレーザ発光素子24の隣りには、主走査方向に沿って所定の間隔だけ離れた位置に、第2列のレーザ発光素子24が副走査方向に沿って所定の間隔だけずらした状態で配列されている。さらに、上記第2列のレーザ発光素子24の隣りには、同様に、第3列のレーザ発光素子23と、第4列のレーザ発光素子24とが配列されている。なお、隣り合うレーザ発光素子24の副走査方向に沿った間隔は、例えば、2400dpiの場合、1ドット=10.583μmに設定されている。
【0023】
そして、上記面発光レーザアレイ16は、4×8=32個のレーザ発光素子23を画像データに応じて同時に発光させることによって、32ラインの画像を同時に走査露光することが可能となっている。なお、上記面発光レーザアレイ16は、必ずしも32個のレーザ発光素子23をすべて使用する必要はなく、形成すべき画像の解像度等に応じて、例えば、第1列と第3列のレーザ発光素子24である16個のレーザ発光素子23を使用するように構成しても良い。
【0024】
上記ROS12によってレーザービームLBが走査露光される感光体ドラム14は、図2に示すように、図示しない駆動手段によって矢印B方向に沿って所定の速度で回転駆動されるようになっている。この感光体ドラム14の表面は、予め一次帯電用のスコロトロン26によって所定の極性(例えば、マイナス極性)及び電位に帯電された後、画像データに応じてレーザビームLBが走査露光されることによって静電潜像が形成される。上記感光体ドラム14の表面は、例えば、−650Vに一様に帯電された後、画像部にレーザービームLBが走査露光されて、露光部分が−200Vとなる静電潜像が形成される。上記感光体ドラム14上に形成された静電潜像は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4色の現像器15Y、15M、15C、15Kを備えたロータリー方式の現像装置15によって、例えば、感光体ドラム14の帯電極性と同極性のマイナス極性に帯電したトナーによって反転現像され、所定の色のトナー像となる。その際、上記各現像器15Y、15M、15C、15Kの現像ロールには、例えば、−500Vの現像バイアス電圧が印加される。尚、上記感光体ドラム14上に形成されたトナー像は、必要に応じて図示しない転写前帯電器によってマイナス極性の帯電を受け、電荷量が調整されるようになっている。
【0025】
上記感光体ドラム14上に形成された各色のトナー像は、当該感光体ドラム14の下部に配置された中間転写体としての中間転写ベルト27上に、第1の転写手段としての転写コロトロン28によって第1のニップ部で多重に転写される。この中間転写ベルト27は、駆動ロール29、テンションロール30及び2次転写手段の一部を構成する対向ロールとしてのバックアップロール31によって、感光体ドラム14の周速と同一の移動速度で矢印C方向に沿って回動可能に支持されている。
【0026】
また、上記中間転写ベルト27の幅方向の端部には、当該中間転写ベルト27の一回転周期を検出するための基準位置検出用のマークMが設けられており、当該基準位置検出用のマークMは、中間転写ベルト27と光の反射率又は透過率が異なるように設けられている。上記中間転写ベルト27の基準位置検出用マークMは、中間転写ベルト27の外周に設けられた基準位置検出手段としてのマークセンサ32によって検出されるようになっている。そして、上記マークセンサ32からは、中間転写ベルト27のマークMを検出すると、基準位置信号TR0が出力される。
【0027】
上記中間転写ベルト27上には、形成する画像の色に応じて、感光体ドラム14上に形成されるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4色のすべて又はその一部のトナー像が、転写コロトロン28によって順次重ね合わせた状態で転写される。この中間転写ベルト27上に転写されたトナー像は、所定のタイミングで2次転写位置へと搬送される記録媒体としての記録用紙33上に、中間転写ベルト27を支持するバックアップロール31と、当該バックアップロール31に圧接する第2の転写手段の一部を構成する2次転写ロール34の圧接力及び静電吸引力によって転写される。上記記録用紙33は、図2に示すように、カラー複写機本体1内の下部に配置された給紙カセット35から、所定のサイズのものがフィードロール36によって給紙される。給紙された記録用紙33は、搬送ロール37及びレジストロール38によって、所定のタイミングで中間転写ベルト27の2次転写位置まで搬送される。そして、上記記録用紙33には、上述したように、2次転写手段としてのバックアップロール31と2次転写ロール34とによって、中間転写ベルト33上から所定の色のトナー像が一括して転写されるようになっている。
【0028】
また、上記中間転写ベルト27上から所定の色のトナー像が転写された記録用紙33は、中間転写ベルト27から分離された後、定着装置39へと搬送され、この定着装置39によって熱及び圧力でトナー像が記録用紙33上に定着され、カラー複写機本体1の外部に排出されてカラー画像の形成工程が終了する。
【0029】
なお、図2中、40は転写工程が終了した後の感光体ドラム14の表面から残留トナーや紙粉等を除去するためのクリーナー、41は中間転写ベルト27の清掃を行うための中間転写ベルト用クリーナーをそれぞれ示している。
【0030】
また、中間転写ベルト用クリーナー41は、通常、中間転写ベルト27から離間しており、当該中間転写ベルト27上に転写されたトナー像の記録用紙33への2次転写が開始された後、中間転写ベルト27の表面に当接するように構成されている。
【0031】
上記中間転写ベルト用クリーナー41が中間転写ベルト27の表面に当接する際に、中間転写ベルト27の負荷が変動し、当該中間転写ベルト27に速度変動が発生する。このとき、上記中間転写ベルト27の表面には、特に、A3サイズ等の大きいサイズの画像の場合、最終色のトナー像の後端部が1次転写位置において転写されているため、中間転写ベルト27に速度変動が発生すると、感光体ドラム14から中間転写ベルト27上に転写されるトナー像に位置ずれが発生する。
【0032】
また、同様に、上記中間転写ベルト用クリーナー41が中間転写ベルト27の表面から離間する際にも、中間転写ベルト27の負荷が変動し、当該中間転写ベルト27に速度変動が発生する。
【0033】
なお、2次転写ロール34も、中間転写ベルト用クリーナー41と同様に、中間転写ベルト27の表面から離間するように構成しても良い。
【0034】
ところで、この実施の形態では、前記レーザアレイによって感光体上に画像露光を開始する際に、前記画像露光を開始する前記レーザアレイのレーザ発光素子の位置を制御することによって、前記中間転写体の負荷変動に起因する画像の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段を有するように構成されている。
【0035】
図1はこの発明の実施の形態1に係るカラー複写機の制御回路を示すブロック図である。
【0036】
画像出力部13には、カラー複写機の動作を制御する各種の制御信号を発生するメインコントローラ50が設けられている。このメインコントローラ50には、位置ずれ補正手段としてのコントロール部51が接続されているとともに、当該コントロール部51には、画像の書き込みタイミングを制御する画像書き込みタイミング制御部52が接続されている。上記メインコントローラ50、コントロール部51、及び画像書き込みタイミング制御部52には、マークセンサ32から出力される基準位置信号TR0が入力されている。画像書き込みタイミング制御部52は、基本的に、基準位置信号TR0が立上がった時点よりSOSセンサ23から入力されるSOS信号の立下りをカウントし、カウント値が所定値になった時に副走査方向の書き込み開始を示す信号である潜像書き込み開始信号(画像形成開始信号)を立ち上げる。
【0037】
そして、画像書き込みタイミング制御部52は、潜像書き込み開始信号の立上がりから所定数画素クロックをカウントした後に、画像処理部11に記憶されているY、M、C、K信号を読み出してROS12に順に出力し、各ラインの主走査方向への潜像の書き込みが開始される。
【0038】
コントロール部51には、SOS信号とベルト基準信号TR0とが入力されており、コントロール部51は、SOS信号とベルト基準信号TR0とから中間転写ベルト27の回転周期とポリゴンミラー19の回転周期との位相差を演算し、この演算結果及び転写位置ずれを補正するための補正値に基づいて、ROS12による画像露光を開始するレーザ発光素子24の位置を制御するための補正値Pを表す補正信号をROS12に出力するように構成されている。尚、図1中、19aはポリゴンミラー19を回転駆動するポリゴンモータを示している。
【0039】
基準クロック発生部53は、PLL(Phase Locked Loop )を用いたVCO(Voltage Control Oscillator)等で構成されており、入力電圧に比例した周波数の基準クロックを駆動モータ制御部54に出力する。駆動モータ制御部54は、供給される基準クロックに対応する周波数の励磁電流をベルト駆動モータ55に供給する。ベルト駆動モータ55としては、ステッピングモータやDCブラシレスモータ等が使用されている。
【0040】
また、コントロール部51には、メインコントローラ50から出力される転写開始のタイミングを示す転写開始信号BTRが入力され、ROS12による画像露光の開始位置を調整する補正信号の出力のタイミングを制御するようになっている。すなわち、この実施の形態では、例えば、後述するように1次転写非画像エリアにおいて、正確には1次転写非画像エリアにおいて補正のための制御を行い、実際の制御は、画像の書き出し時に行うが、中間転写ベルト27上に転写される画像の位置を変更するため、感光体ドラム14上への画像の露光開始位置を制御する。
【0041】
なお、この実施の形態では、コントロール部100には、画像書き込みタイミング制御部52から出力される潜像書き込み開始信号も入力されるようになっている。
【0042】
以上の構成において、この実施の形態に係るカラー複写機では、次のようにして、画像形成装置の生産性を低下することなく、任意のタイミングで、感光体と中間転写体との速度差に起因する位置ずれを補正することができ、高画質の画像を形成することが可能となっている。
【0043】
すなわち、この実施の形態に係るカラー複写機では、図2に示すように、感光体ドラム14を図示しない駆動源によって回転駆動するとともに、駆動ロール29をベルト駆動モータ55によって回転駆動することによって、中間転写ベルト27を所定の速度で循環移動させる。上記感光体ドラム14の表面は、一次帯電用のスコロトロン26によて、所定の電位に帯電された後、当該感光体ドラム14の表面には、1色目(例えば、イエロー色)の画像に対応した画像が、ROS12によって走査露光され、静電潜像が形成される。上記感光体ドラム14の表面に形成された1色目の静電潜像は、ロータリー現像装置15のイエロー色の現像器15Yによって現像され、イエロー色のトナー像となる。上記感光体ドラム14上に形成されたイエロー色のトナー像は、一次転写用のコロトロン28によって中間転写ベルト27上に転写される。
【0044】
次に、上記感光体ドラム14上には、同様に、2色目、3色目、4色目として、マゼンタ色、シアン色、黒色のトナー像が順次形成され、当該感光体ドラム14上に形成された2色目、3色目、4色目であるマゼンタ色、シアン色、黒色のトナー像は、1色目のイエロー色のトナー像に重ね合わせて中間転写ベルト27上に多重に転写される。
【0045】
このとき、上記中間転写ベルト27上に転写される3色目のトナー像の後端が、中間転写ベルト用クリーナー41の位置を通過すると、当該中間転写ベルト27の表面には、中間転写ベルト用クリーナー41が当接される。その際、上記感光体ドラム14上には、A3サイズ等の大きなサイズに対応した画像のうち、4色目である黒色の画像の後端部が形成されている。
【0046】
したがって、上記中間転写ベルト27の表面に中間転写ベルト用クリーナー41が当接されて、当該中間転写ベルト27の負荷が変動して速度変動が発生すると、感光体ドラム14上から中間転写ベルト27上に転写される4色目の黒色の画像に、図5に示すように、例えば50μm程度の位置ずれRが発生してしまうことになる。
【0047】
そこで、この実施の形態では、図6に示すように、4色の画像の後端部に大きな位置ずれRが発生するのを抑制するために、位置ずれRが発生する4色目の黒色の画像を、予め発生する位置ずれ量Rの約1/2の距離だけ、他の色の画像に比べて早く感光体ドラム13上に形成するように構成されている。
【0048】
なお、上記中間転写ベルト27の表面に中間転写ベルト用クリーナー41が当接する際に発生する位置ずれ量Rは、カラー複写機の動作状態、例えば、中間転写ベルト用クリーナー41を構成するクリーニングブレードが、中間転写ベルト27表面に当接する際の当接状態によって異なり、具体的には、機内の温度が一定以上変化した場合や、所定枚数(例えば、1KPV=1000枚)プリントした後などで変化する。
【0049】
そのため、上記メインコントローラ50は、上記所定のタイミングで、中間転写ベルト27を循環移動させて、当該中間転写ベルト27の表面に中間転写ベルト用クリーナー41を当接した際と、中間転写ベルト27の表面から中間転写ベルト用クリーナー41を離間した際とで発生する中間転写ベルト27の速度変動を求めて、当該中間転写ベルト27の速度変動から、発生する位置ずれ量Rを求めて、記憶手段に予め記憶させておくように構成されている。
【0050】
そのため、コントロール部51は、図1に示すように、面発光レーザアレイ16の回転周期と、中間転写ベルト27の1回転周期を、SOSセンサ23から出力されるSOS信号と、マークセンサ32から出力される基準位置信号TR0に基づいて検出し、これら面発光レーザアレイ26の回転周期と中間転写ベルトの1回転周期との位相差を各色毎に検出する。
【0051】
その際、上記コントロール部51は、図7に示すように、SOS信号の立ち上がりから、TR0の立ち上がりまでの時間ty 、tm 、tC 、tk を、基準となるVCLKの数をカウントすることによって毎回計測する。そして、上記コントロール部51は、時間ty 、tm 、tC 、tk を平均化する等の処理を施して、各色の画像露光の露光開始位置を制御するようになっている。なお、上記VCLKを出力する発振器としては、例えば、発振周波数が45MHzのパルス信号を出力するものが用いられる。
【0052】
上記コントロール部51は、図7に示すように、イエロー色の場合、SOS信号の立ち上がりから、TR0の立ち上がりまでの時間ty が、面発光レーザアレイ16の7ラインに相当する距離だけずれているとすると、次のような制御を行う。
【0053】
つまり、上記コントロール部51は、図8に示すように、第1色目のイエロー色の場合、中間転写ベルト27の基準位置信号TR0の立ち上がりから、SOS信号を所定数(N)だけカウントした後に、感光体ドラム14上への画像露光を開始するようになっている。その際、上記SOS信号のカウントは、当該SOS信号の立下りの数をカウントすることによって行われる。
【0054】
このとき、上記中間転写ベルト27の基準位置信号TR0とSOS信号とは、互いに非同期の信号であるため、中間転写ベルト27の基準位置信号TR0の立ち上がりから、SOS信号を所定数(N)だけカウントしたときに、基準位置信号TR0とSOS信号との位相差分T1に応じたずれが発生することになる。
【0055】
そのため、この実施の形態では、上述したように、図7に示すように、SOS信号の立ち上がりから、TR0の立ち上がりまでの時間ty 、tm 、tC 、tk を、基準となるVCLKの数をカウントすることによって求め、当該時間ty 、tm 、tC 、tk 分だけ、画像露光を開始する位置を制御することによって、各色の画像の書き出しを互いに精度良く一致させるようになっている。
【0056】
つまり、図7においては、第1色目のイエロー色の場合、SOS信号の立ち上がりから、TR0の立ち上がりまでの時間ty が、面発光レーザアレイ16のレーザ発光素子24の7個分だけずれている。
【0057】
そこで、この実施の形態では、図7及び図8に示すように、中間転写ベルト27の基準位置信号TR0の立ち上がりから、SOS信号を所定数(N)だけカウントした後に、面発光レーザアレイ16のレーザ発光素子24の7個目から画像露光を開始することによって、結果的に、中間転写ベルト27の基準位置信号TR0の立ち上がりから、SOS信号を所定数(N)だけカウントしたときに、更に、SOS信号を1つだけカウントしたときに、画像露光を開始することが可能となる。
【0058】
なぜなら、SOS信号の立ち上がりから、TR0の立ち上がりまでの時間ty は、図8に示すように、SOS信号の周期をTとした場合、ty =T−T1に相当するため、イエロー色の画像露光を時間ty だけ遅らせることによって、SOS信号を所定数(N)だけカウントしたときに、更に、T1+ty =TだけSOS信号の1周期分だけ遅らせて画像露光を開始することになる。
【0059】
なお、中間転写ベルト27の基準位置信号TR0の立ち上がりから、SOS信号を所定数(N)だけカウントした後に、画像露光を開始するためには、SOS信号をカウントする所定数をNよりも1つ少ない値M=N−1に設定しておけば、中間転写ベルト27の基準位置信号TR0の立ち上がりから、SOS信号を所定数(N)だけカウントした後に、画像露光を開始することが可能となる。
【0060】
また、図7においては、第2色目のマゼンタ色の場合、SOS信号の立ち上がりから、TR0の立ち上がりまでの時間tm が、面発光レーザアレイ16のレーザ発光素子24の12個分だけずれている。
【0061】
そこで、この実施の形態では、図7及び図8に示すように、中間転写ベルト27の基準位置信号TR0の立ち上がりから、SOS信号を所定数(N)だけカウントした後に、面発光レーザアレイ16のレーザ発光素子24の12個目から画像露光を開始することによって、結果的に、中間転写ベルト27の基準位置信号TR0の立ち上がりから、SOS信号を所定数(N)だけカウントしたときに、更に、SOS信号を1つだけカウントしたときに、画像露光を開始することが可能となる。
【0062】
そのため、中間転写ベルト27上に転写されるイエロー色及びマゼンタ色の画像の位置を、精度良く位置合わせすることができ、色ずれの発生を防止することが可能となる。
【0063】
次に、第4色目の黒色の画像の場合には、図5に示すように、当該黒色の画像の後端部を、中間転写ベルト27上に転写する際に、中間転写ベルト27の表面に中間転写ベルト用クリーナー41が当接するため、中間転写ベルト27の表面に速度変動が発生し、そのままでは、A3サイズ等の大きなサイズの画像の後端部の画像に、黒色の画像の位置ずれRが発生することになる。
【0064】
そこで、この実施の形態では、図6に示すように、中間転写ベルト27の表面に中間転写ベルト用クリーナー41が当接するときに発生する位置ずれRの大きさを、予め所定のタイミングで求めておくようになっている。そして、第4色目の黒色の画像を形成する際に、黒色の画像の位置ずれRが目立たないように、黒色の画像を位置ずれ量Rの1/2程度だけ副走査方向の上流側にずらし、他の色との位置ずれが、位置ずれ量Rの1/2程度に抑制されるように構成されている。
【0065】
つまり、上記黒色の画像を位置ずれ量Rを、50μmとした場合、その1/2程度の20〜30μm程度、画像露光位置の副走査方向に沿った上流側にずらすようになっている。
【0066】
具体的には、図7に図示されていないものの、第4色目の黒色の場合、SOS信号の立ち上がりから、TR0の立ち上がりまでの時間tk が、面発光レーザアレイ16のレーザ発光素子24のK個分だけずれているとした場合、図8に示すように、中間転写ベルト27の基準位置信号TR0の立ち上がりから、SOS信号を所定数(N)だけカウントした後に、面発光レーザアレイ16のレーザ発光素子24のK個目から画像露光を開始することによって、図5に示すような画像が中間転写ベルト27上に転写されることになる。
【0067】
そこで、この実施の形態では、黒色の画像を位置ずれ量Rを予め求めておき、黒色の画像を感光体ドラム14上に走査露光する際に、図8に示すように、中間転写ベルト27の基準位置信号TR0の立ち上がりから、SOS信号を所定数(N)だけカウントした後に、面発光レーザアレイ16のレーザ発光素子24のK個目から画像露光を開始するのではなく、位置ずれ量Rの1/2程度、ここでは、レーザ発光素子24の露光間隔が10μm程度であるため、面発光レーザアレイ16のレーザ発光素子24のK個目よりも、2ライン〜3ライン手前(K−2〜K−3)個目のレーザ発光素子24から画像露光を開始することによって、図6に示すような画像が中間転写ベルト27上に転写されることになる。
【0068】
そのため、黒色の画像に発生する位置ずれ量Rを従来の1/2程度に抑制することができ、色ずれの少ないフルカラーの画像を形成することができる。
【0069】
また、この実施の形態では、感光体ドラム14上に面発光レーザアレイ16によって画像露光を開始する際に、当該面発光レーザアレイ16の画像露光を開始するレーザ発光素子24の位置を制御するだけよいので、画像形成装置の生産性を低下することなく、任意のタイミングで、感光体ドラム14と中間転写ベルト27との速度差に起因する位置ずれを補正することができ、高画質の画像を形成することが可能となっている。
【0070】
なお、上記の実施の形態では、第4色目である黒色の画像の位置ずれを補正する場合について説明したが、位置ずれが発生する色は、必ずしも第4色目である黒色の画像に限らない。
【0071】
例えば、第1色目であるイエロー色の画像は、図9に示すように、中間転写ベルト27の表面に中間転写ベルト用クリーナー41が当接した状態で、感光体ドラム14からの画像の転写が開始されるため、中間転写ベルト用クリーナー41が当接することによる影響を受けて、中間転写ベルト用クリーナー41が当接した当初の黒色の画像ほどではないものの、中間転写ベルト27の速度が所定の速度から徐々に遅れる傾向にある。
【0072】
しかし、上記第1色目であるイエロー色の画像は、図9に示すように、感光体ドラム14からA3サイズ等の大きなサイズの画像が転写されている間に、中間転写ベルト用クリーナー41が中間転写ベルト27から離間するため、中間転写ベルト27の速度が瞬間的に速くなるように変化する。そのため、イエロー色の画像の後端部は、副走査方向の上流側に位置がずれることになる。
【0073】
ここで、第1色目であるイエロー色の画像は、図9に示すように、その位置ずれ量が本来の画像形成位置から均等に、副走査方向の上流側及び下流側に発生しているのであれば、特に本発明を適用する必要はないが、副走査方向の上流側及び下流側のいずれかのずれ量が、相対的に他方より顕著に大きい場合には、黒色の画像と同様に本発明を適用することも可能である。
【0074】
また、第2色目であるマゼンタ色の画像は、図9に示すように、イエロー色の画像の後端部の位置ずれの影響を受けて、中間転写ベルト27の速度が速くなる影響を受けて、マゼンタ色の画像は、全体的に副走査方向の上流側に位置がずれることになる。
【0075】
そこで、本実施の形態を適用して、図7に示すように、非同期の信号である中間転写ベルト27の基準位置信号TR0とSOS信号の位相差に、マゼンタ色の画像の位置ずれ量を補正するように、例えば、1ライン程度遅らせて面発光レーザアレイ16のレーザ発光素子24によって画像露光を開始することによって、マゼンタ色の画像を本来の画像の位置にほぼ形成することが可能となり、画像の位置ずれに起因する色ずれの発生をより一層抑制することが可能となる。
【0076】
なお、上記実施の形態では、コントロール部51によって自動的に、面発光レーザアレイ16のレーザ発光素子24による画像露光開始位置を制御する場合について説明したが、サービスエンジニアやユーザ等が操作するマニュアルモードを備え、前記面発光レーザアレイ16によって感光体ドラム14へ静電潜像の書き込みを開始する位置を、前記複数のレーザ発光素子24の中から選択調整できるように構成しても良い。
【0077】
また、上記実施の形態では、中間転写ベルト27の基準位置信号TR0とSOS信号の位相差の範囲内で調整する、いわゆる微調整について説明したが、10ライン程度以上にわたって大きく画像の形成位置を制御する場合には、SOS信号をカウントして、当該SOS信号の数を単位として、粗調整が可能となるように構成しても勿論良い。
【0078】
さらに、上記実施の形態では、画像の形成位置を制御することによって、記録用紙に対する画像の書き込み位置を調整することも可能である。
【0079】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、画像形成装置の生産性を低下することなく、任意のタイミングで、感光体と中間転写体との速度差に起因する位置ずれを補正することができ、高画質の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。
【図2】 図2はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としての4サイクルのカラー複写機を示す構成図である。
【図3】 図3はROSを示す構成図である。
【図4】 図4は面発光レーザアレイを示す構成図である。
【図5】 図5は画像の位置ずれの発生状態を示す模式図である。
【図6】 図6は画像の位置ずれを補正した状態を示す模式図である。
【図7】 図7は位置ずれ補正手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図8】 図8は位置ずれ補正手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図9】 図9は画像の位置ずれの発生状態を示す模式図である。
【図10】 図10は従来の画像形成装置における画像の位置ずれの補正方法を示す説明図である。
【符号の説明】
14:感光体ドラム(像担持体)、15Y、15M、15C、15K:現像器、16:面発光レーザアレイ、24:レーザ発光素子、27:中間転写ベルト(中間転写体)、29:駆動ロール、51:コントロール部(位置ずれ補正手段)。
Claims (2)
- 副走査方向に沿って同時に発光可能な複数のレーザ発光素子を有するレーザアレイを用い、前記レーザアレイによる露光によってトナー像が形成される感光体を少なくとも1つ備え、前記少なくとも1つの感光体上に形成された色の異なる複数のトナー像を中間転写体上に多重に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おいて、
前記レーザアレイの走査開始位置を検出する走査開始位置検出センサが検出した信号の周期によって算出した前記レーザアレイの走査周期と前記中間転写体の回転周期との検出結果に基づき検出された、前記レーザアレイの走査周期と前記中間転写体の回転周期との位相差に基づく位置ずれ分に、前記中間転写体の負荷変動に起因する画像の位置ずれ分を加算して補正する位置ずれ補正手段を有しており、
前記レーザアレイによって感光体上に画像露光を開始する際に、前記位置ずれ補正手段で補正した位置ずれ分に応じて、前記レーザアレイの、前記走査開始位置検出センサが検出した信号に応じたレーザ発光素子照射の開始タイミングを変えるとともに、
前記走査開始位置検出センサが検出した信号の一周期で前記レーザアレイによって露光される副走査方向幅よりも小さな位置ずれは、前記トナー像を作成する最初の走査時に前記複数のレーザ発光素子のうち、副走査方向の先頭位置から前記副走査方向幅よりも小さな位置ずれを前記複数のレーザ発光素子の副走査方向間隔で除した値に相当する数のレーザ発光素子を発光させないように制御することによって補正することを特徴とする画像形成装置。 - 前記位置ずれ補正手段は、前記レーザアレイの走査周期と前記中間転写体の回転周期との位相差に基づく補正と前記レーザアレイの走査開始位置を検出するセンサが検出した信号のカウント数に基づく補正とに分けて制御することが可能であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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