JP5393636B2 - Image forming apparatus and speed control method - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置および速度制御方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus and a speed control method.
電子写真プロセス方式の画像形成装置では、露光装置で感光体ドラムの表面にビーム（光線）を入射させて静電潜像を形成し、現像装置でその静電潜像にトナーを付着させてトナー現像を行い、生成されたトナー像を中間転写体へ転写し、さらに、中間転写体から用紙へトナー像を転写し、用紙にトナー像を定着する。 In an electrophotographic process type image forming apparatus, a beam (light beam) is incident on the surface of a photosensitive drum by an exposure device to form an electrostatic latent image, and a toner is attached to the electrostatic latent image by a developing device. Development is performed, the generated toner image is transferred to an intermediate transfer member, the toner image is transferred from the intermediate transfer member to a sheet, and the toner image is fixed on the sheet.
露光装置では、ポリゴンミラーで、光源からのビームを主走査方向に走査して、感光体ドラムの回転方向に対して垂直方向に入射させる。ポリゴンミラーの各面につき、ビームは、主走査方向に１回走査され、光源からのビームの入射面が、ポリゴンミラーの１つの面から隣接する次の面へ切り換わるときに、副走査方向において、感光体ドラム上へのビームの入射位置が移動する。そして、このビームの走査により静電潜像が形成され、静電潜像がトナー現像され、トナー像が、感光体ドラムとほぼ同一線速で回転（周回）している中間転写体に転写される。 In the exposure apparatus, the beam from the light source is scanned in the main scanning direction by the polygon mirror, and is incident in the direction perpendicular to the rotation direction of the photosensitive drum. For each surface of the polygon mirror, the beam is scanned once in the main scanning direction, and when the incident surface of the beam from the light source switches from one surface of the polygon mirror to the next adjacent surface, The incident position of the beam on the photosensitive drum moves. Then, an electrostatic latent image is formed by scanning the beam, the electrostatic latent image is developed with toner, and the toner image is transferred to an intermediate transfer member that rotates (circulates) at substantially the same linear velocity as the photosensitive drum. The
露光装置には、１色につき、１本のビームを走査するシングルビーム方式のものと、１色につき、複数のビームを副走査方向に等間隔で配列させて走査するマルチビーム方式のものがある（例えば特許文献１参照）。 The exposure apparatus includes a single beam type that scans one beam per color and a multi-beam type that scans a plurality of beams arranged at equal intervals in the sub-scanning direction for each color. (For example, refer to Patent Document 1).
その他の技術として、中間転写ベルトの線速を測定し、中間転写ベルトを動作させるための駆動ローラを駆動するモータを制御する方法がある（例えば特許文献２参照）。 As another technique, there is a method of measuring a linear velocity of an intermediate transfer belt and controlling a motor that drives a driving roller for operating the intermediate transfer belt (see, for example, Patent Document 2).
また、その他の技術として、ある画像形成装置においては、トナー濃度を検出するためのセンサが複数の発光素子と複数の受光素子とを有し、それらの発光素子および受光素子が中間転写ベルトの進行方向に対して垂直に配列されており、それらの受光素子の出力に基づいて、中間転写ベルトの進行方向に対して垂直方向におけるトナーマークの位置が検出される（例えば特許文献３参照）。 As another technique, in a certain image forming apparatus, a sensor for detecting toner density has a plurality of light emitting elements and a plurality of light receiving elements, and these light emitting elements and the light receiving elements advance the intermediate transfer belt. The positions of the toner marks in the direction perpendicular to the traveling direction of the intermediate transfer belt are detected based on the outputs of the light receiving elements (see, for example, Patent Document 3).
シングルビーム方式の場合、トナー像内の副走査方向におけるライン間隔は、ポリゴンミラーの回転速度と中間転写体の線速とによって制御される。したがって、シングルビーム方式の場合、感光体ドラムの回転速度が変動しても、ポリゴンミラーの回転速度と中間転写体の線速を制御することで、トナー像内の副走査方向におけるライン間隔が均一となるが、Ｎ本のマルチビーム方式の場合、ポリゴンミラーの回転速度と中間転写体の線速を制御しても、装置個体ごとの、感光体ドラムの回転速度やビームの入射位置のバラツキに起因して、ある走査におけるＮ番目のビームによるラインと、次の走査における１番目のビームによるラインとの間隔が、ある走査におけるｉ番目および（ｉ＋１）番目のビームによるラインの間隔（ｉ＝１，・・・，Ｎ−１）と異なることがある。 In the case of the single beam system, the line interval in the sub-scanning direction in the toner image is controlled by the rotational speed of the polygon mirror and the linear speed of the intermediate transfer member. Therefore, in the case of the single beam method, even if the rotational speed of the photosensitive drum fluctuates, the line spacing in the sub-scanning direction in the toner image is uniform by controlling the rotational speed of the polygon mirror and the linear speed of the intermediate transfer member. However, in the case of the N multi-beam method, even if the rotational speed of the polygon mirror and the linear speed of the intermediate transfer member are controlled, the rotational speed of the photosensitive drum and the incident position of the beam vary for each apparatus. As a result, the distance between the line of the Nth beam in one scan and the line of the first beam in the next scan is the distance between the lines of the i-th and (i + 1) th beams in the scan (i = 1). ,..., N-1).
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、マルチビーム方式の露光装置を使用しても、トナー像内のライン間隔をすべて均一にする画像形成装置および速度制御方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to obtain an image forming apparatus and a speed control method that make all line intervals in a toner image uniform even when a multi-beam exposure apparatus is used. Objective.
上記の課題を解決するために、本発明では以下のようにした。 In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、Ｎ本（Ｎ＞１）のビームを使用して感光体ドラム上に静電潜像を形成するマルチビーム方式の露光装置と、感光体ドラム上の静電潜像をトナー現像する現像ユニットと、感光体ドラム上のトナー像を転写される中間転写体と、所定の検出位置からの反射光を検出し、中間転写体上のトナーパッチ画像の通過を検出するセンサと、センサによる検出結果に基づいて中間転写体の線速を計算する線速計算部と、露光装置を制御して、Ｎ本のビームのうちの１つで先頭ラインを形成させて第１のトナーパッチ画像を形成させ、Ｎ本のビームのうちの他の１つで先頭ラインを形成させて第２のトナーパッチ画像を形成させ、所定の検出位置における第１および第２のトナーパッチ画像の通過時刻の差、および中間転写体の線速に基づいて、トナー像内の副走査方向におけるライン間隔が均一になるように感光体ドラムの回転速度を制御する制御部とを備える。 An image forming apparatus according to the present invention includes a photosensitive drum, a multi-beam type exposure apparatus that forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum using N (N> 1) beams, and a photosensitive drum. A developing unit for developing the electrostatic latent image on the toner, an intermediate transfer member to which the toner image on the photosensitive drum is transferred, and a toner patch image on the intermediate transfer member by detecting reflected light from a predetermined detection position A sensor for detecting the passage of the light, a linear velocity calculation unit for calculating the linear velocity of the intermediate transfer member based on the detection result by the sensor, and controlling the exposure apparatus to set the leading line with one of the N beams. Forming a first toner patch image, forming a leading line with the other one of the N beams to form a second toner patch image, and forming a first toner patch image at a predetermined detection position. Difference in the passage time of the two toner patch images, And based on the linear velocity of the intermediate transfer member, and a control unit for controlling the rotational speed of the photosensitive drum as line spacing in the sub-scanning direction in the toner image becomes uniform.
これにより、所定の検出位置における２つのトナーパッチ画像の通過時刻の差および中間転写体の線速に基づいて、Ｎ番目のビームによるラインと次の１番目のビームによるラインとの間隔を特定することができ、そのライン間隔が他のライン間隔と同一となるように感光体ドラムの回転速度が制御される。したがって、マルチビーム方式の露光装置を使用しても、トナー像内のライン間隔がすべて均一になる。 Thus, the interval between the line of the Nth beam and the line of the next first beam is specified based on the difference between the passage times of the two toner patch images at the predetermined detection position and the linear velocity of the intermediate transfer member. The rotational speed of the photosensitive drum is controlled so that the line interval is the same as the other line intervals. Therefore, even if a multi-beam exposure apparatus is used, the line intervals in the toner image are all uniform.
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、センサは、複数の検出位置において、第１および第２のトナーパッチ画像のうちの１つの通過を検出し、線速計算部は、複数の検出位置においてセンサによりそのトナーパッチ画像の通過が検出された時刻を特定し、複数の検出位置におけるそのトナーパッチ画像の通過時刻から中間転写体の線速を計算する。 In addition to the image forming apparatus described above, the image forming apparatus according to the present invention may be configured as follows. In this case, the sensor detects passage of one of the first and second toner patch images at a plurality of detection positions, and the linear velocity calculation unit passes the toner patch image by the sensor at the plurality of detection positions. Is detected, and the linear velocity of the intermediate transfer member is calculated from the passage times of the toner patch images at a plurality of detection positions.
これにより、１つのトナーパッチ画像が複数の検出位置を通過する時刻から線速を計算するため、複数のトナーパッチ画像が１つの検出位置で検出された時間の間隔から線速を計算する場合に比べ、中間転写ベルト等の環境変化や経時変化の影響を受けにくく、中間転写ベルト等の線速を正確に測定することができる。 As a result, the linear velocity is calculated from the time at which one toner patch image passes through a plurality of detection positions. Therefore, the linear velocity is calculated from the time interval when a plurality of toner patch images are detected at one detection position. In comparison, it is less susceptible to changes in the environment of the intermediate transfer belt or the like and changes over time, and the linear velocity of the intermediate transfer belt or the like can be accurately measured.
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、センサは、複数の検出位置に測定光を入射させ、複数の検出位置のそれぞれからの反射光を検出し、検出した反射光に対応する出力信号を出力し、線速計算部は、出力信号に基づいて複数の検出位置におけるトナーパッチ画像の通過時刻を特定する。 The image forming apparatus according to the present invention may be configured as follows in addition to any of the image forming apparatuses described above. In this case, the sensor causes measurement light to enter the plurality of detection positions, detects reflected light from each of the plurality of detection positions, and outputs an output signal corresponding to the detected reflected light. Based on the output signal, the passage times of the toner patch images at a plurality of detection positions are specified.
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、センサは、測定光を出射する発光素子と反射光を受光する受光素子との対を、複数の検出位置のそれぞれに対応して有する。 The image forming apparatus according to the present invention may be configured as follows in addition to any of the image forming apparatuses described above. In this case, the sensor has a pair of a light emitting element that emits measurement light and a light receiving element that receives reflected light, corresponding to each of a plurality of detection positions.
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、発光素子および受光素子は、それぞれ、中間転写体の進行方向に沿って配列されている。 The image forming apparatus according to the present invention may be configured as follows in addition to any of the image forming apparatuses described above. In this case, the light emitting element and the light receiving element are each arranged along the traveling direction of the intermediate transfer member.
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、線速計算部は、複数の検出位置における通過時刻と、複数の検出位置に対応する発光素子および／または受光素子の間隔とから線速を計算する。 The image forming apparatus according to the present invention may be configured as follows in addition to any of the image forming apparatuses described above. In this case, the linear velocity calculation unit calculates the linear velocity from the passage times at the plurality of detection positions and the intervals between the light emitting elements and / or the light receiving elements corresponding to the plurality of detection positions.
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、複数の検出位置のうちの１つの検出位置に対応する発光素子が測定光を出射しその検出位置でトナーパッチ画像が検出されている期間、複数の検出位置のうちの残りの検出位置に対応する発光素子は、測定光の出射を停止している。 The image forming apparatus according to the present invention may be configured as follows in addition to any of the image forming apparatuses described above. In this case, the remaining detection positions of the plurality of detection positions during the period in which the light emitting element corresponding to one detection position of the plurality of detection positions emits measurement light and the toner patch image is detected at the detection position. The light emitting element corresponding to (2) stops emission of measurement light.
これにより、測定中の検出位置の近傍の、別の検出位置についての発光素子からの光が、測定中の検出位置についての受光素子に入射せずに済み、反射光を正確に測定することができる。 As a result, light from the light emitting element at another detection position in the vicinity of the detection position being measured does not enter the light receiving element at the detection position being measured, and the reflected light can be accurately measured. it can.
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、複数の検出位置のうちの１つの検出位置に対応する受光素子の出力信号の値が所定の閾値以下に減少または所定の閾値以上に増加した時点で、その検出位置に対応する発光素子は測定光の出射を停止し、複数の検出位置のうちの次の検出位置に対応する発光素子は測定光の出射を開始する。 The image forming apparatus according to the present invention may be configured as follows in addition to any of the image forming apparatuses described above. In this case, when the value of the output signal of the light receiving element corresponding to one detection position among the plurality of detection positions decreases below the predetermined threshold or increases above the predetermined threshold, the light emitting element corresponding to the detection position Stops emitting measurement light, and the light emitting element corresponding to the next detection position among the plurality of detection positions starts emitting measurement light.
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、画像形成装置は、発光素子からの測定光を、平行光としてその発光素子に対応する検出位置に入射させ、その検出位置からの反射光を、その発光素子と対をなす受光素子へ集光して入射させる光学レンズをさらに備える。 The image forming apparatus according to the present invention may be configured as follows in addition to any of the image forming apparatuses described above. In this case, the image forming apparatus causes the measurement light from the light emitting element to enter the detection position corresponding to the light emitting element as parallel light, and the reflected light from the detection position to the light receiving element that makes a pair with the light emitting element. An optical lens for condensing and entering is further provided.
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、制御部は、Ｎ本のビームのうちのＮ番目のビームで先頭ラインを形成させて第１のトナーパッチ画像を形成させ、Ｎ本のビームのうちの１番目のビームで先頭ラインを形成させて第２のトナーパッチ画像を形成させる。 The image forming apparatus according to the present invention may be configured as follows in addition to any of the image forming apparatuses described above. In this case, the control unit forms the first toner patch image with the Nth beam of the N beams to form the first toner patch image, and sets the first line with the first beam of the N beams. Then, a second toner patch image is formed.
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、制御部は、すべてのライン間隔が、所定の検出位置における第１および第２のトナーパッチ画像の通過時刻の差から特定されるライン間隔になるように感光体ドラムの回転速度を制御する。 The image forming apparatus according to the present invention may be configured as follows in addition to any of the image forming apparatuses described above. In this case, the control unit controls the rotation speed of the photosensitive drum so that all the line intervals are the line intervals specified from the difference between the passage times of the first and second toner patch images at the predetermined detection position. To do.
これにより、中間転写体の線速や露光装置内のポリゴンミラーの回転速度の変動に起因して、基準となるライン間隔が変動した場合でも、トナー像内のライン間隔がすべて均一になる。 As a result, even when the reference line interval varies due to variations in the linear speed of the intermediate transfer member and the rotation speed of the polygon mirror in the exposure apparatus, the line intervals in the toner image are all uniform.
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、制御部は、すべてのライン間隔が、Ｎ本のビームのうちの同一のビームで第１のトナーパッチ画像および第２のトナーパッチ画像の最終ラインを形成させ、所定の検出位置における第１および第２のトナーパッチ画像の後方エッジの通過時刻の差から特定されるライン間隔になるように感光体ドラムの回転速度を制御する。 The image forming apparatus according to the present invention may be configured as follows in addition to any of the image forming apparatuses described above. In this case, the control unit forms the last line of the first toner patch image and the second toner patch image with the same beam among the N beams, and the first line at the predetermined detection position. The rotational speed of the photosensitive drum is controlled so that the line interval is determined from the difference between the passage times of the rear edges of the first and second toner patch images.
本発明に係る速度制御方法は、（ａ）Ｎ本（Ｎ＞１）のビームを使用してマルチビーム方式で感光体ドラム上に静電潜像を形成するステップと、（ｂ）感光体ドラム上の静電潜像をトナー現像するステップと、（ｃ）感光体ドラム上のトナー像を中間転写体上に転写するステップと、（ｄ）所定の検出位置からの反射光を検出し、中間転写体上のトナーパッチ画像の通過をセンサにより検出するステップと、（ｅ）センサによる検出結果に基づいて中間転写体の線速を計算するステップと、（ｆ）露光装置を制御して、Ｎ本のビームのうちの１つで先頭ラインを形成させて第１のトナーパッチ画像を形成させ、Ｎ本のビームのうちの他の１つで先頭ラインを形成させて第２のトナーパッチ画像を形成させるステップと、（ｇ）記所定の検出位置における第１および第２のトナーパッチ画像の通過時刻の差、および中間転写体の線速に基づいて、トナー像内の副走査方向におけるライン間隔が均一になるように感光体ドラムの回転速度を制御するステップとを備える。 The speed control method according to the present invention includes (a) a step of forming an electrostatic latent image on a photosensitive drum by a multi-beam method using N (N> 1) beams, and (b) a photosensitive drum. A step of developing the electrostatic latent image on the toner, (c) a step of transferring the toner image on the photosensitive drum onto the intermediate transfer member, and (d) detecting reflected light from a predetermined detection position, Detecting the passage of the toner patch image on the transfer body with a sensor, (e) calculating the linear velocity of the intermediate transfer body based on the detection result of the sensor, and (f) controlling the exposure apparatus to A first toner patch image is formed by forming a leading line with one of the beams, and a leading toner patch image is formed by forming the leading line with the other one of the N beams. A step of forming, and (g) a predetermined detection position The rotational speed of the photosensitive drum is adjusted so that the line spacing in the sub-scanning direction in the toner image is uniform based on the difference between the passage times of the first and second toner patch images and the linear velocity of the intermediate transfer member. Controlling.
これにより、所定の検出位置における２つのトナーパッチ画像の通過時刻の差および中間転写体の線速に基づいて、Ｎ番目のビームによるラインと次の１番目のビームによるラインとの間隔を特定することができ、そのライン間隔が他のライン間隔と同一となるように感光体ドラムの回転速度が制御される。したがって、マルチビーム方式の露光装置を使用しても、トナー像内のライン間隔がすべて均一になる。 Thus, the interval between the line of the Nth beam and the line of the next first beam is specified based on the difference between the passage times of the two toner patch images at the predetermined detection position and the linear velocity of the intermediate transfer member. The rotational speed of the photosensitive drum is controlled so that the line interval is the same as the other line intervals. Therefore, even if a multi-beam exposure apparatus is used, the line intervals in the toner image are all uniform.
また、本発明に係る速度制御方法は、上記の速度制御方法に加え、次のようにしてもよい。この場合、この速度制御方法では、すべてのライン間隔が、所定の検出位置における第１および第２のトナーパッチ画像の通過時刻の差から特定されるライン間隔になるように感光体ドラムの回転速度を制御する。 In addition to the speed control method described above, the speed control method according to the present invention may be as follows. In this case, in this speed control method, the rotational speed of the photosensitive drum is such that all the line intervals are the line intervals specified from the difference between the passage times of the first and second toner patch images at the predetermined detection position. To control.
これにより、中間転写体の線速や露光装置内のポリゴンミラーの回転速度の変動に起因して、基準となるライン間隔が変動した場合でも、トナー像内のライン間隔がすべて均一になる。 As a result, even when the reference line interval varies due to variations in the linear speed of the intermediate transfer member and the rotation speed of the polygon mirror in the exposure apparatus, the line intervals in the toner image are all uniform.
本発明によれば、画像形成装置において、マルチビーム方式の露光装置を使用しても、トナー像内のライン間隔がすべて均一になる。 According to the present invention, even when a multi-beam type exposure apparatus is used in an image forming apparatus, the line intervals in the toner image are all uniform.
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の機械的な内部構成を示す側面図である。画像形成装置は、プリンタ、コピー機、ファクシミリ機、複合機などといった、印刷機能を有する装置である。
FIG. 1 is a side view showing a mechanical internal configuration of the image forming apparatus according to
この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２および現像ユニット３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。
The image forming apparatus of this embodiment has a tandem color developing device. The color developing device includes
感光体ドラム１ａ〜１ｄは、円柱形状を有し、図示せぬ駆動モータからの駆動力で軸を中心にして回転し、その周面上にビームが照射されると帯電して静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し中間転写ベルト４に転写する。
The
露光装置２は、マルチビーム方式の露光装置であって、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザ光をそれぞれ照射して静電潜像を形成する装置である。各露光装置２は、レーザスキャナユニットである。露光装置２は、レーザ光の光源であるレーザダイオード、そのレーザ光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有する。１色につき１つの露光装置２があり、露光装置２は、装置内部のハウジングなどの構造体に取り付けられている。
The
また、現像ユニット３ａ〜３ｄは、トナーカートリッジ内のトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー像を形成する。
The developing units 3a to 3d form toner images by attaching the toner in the toner cartridges to the electrostatic latent images on the
感光体ドラム１ｄおよび現像ユニット３ｄにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｃおよび現像ユニット３ｃにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｂおよび現像ユニット３ｂにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ａおよび現像ユニット３ａにより、ブラックの現像が行われる。
The photosensitive drum 1d and the developing
中間転写ベルト４は、中間転写体であって、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー像を転写される環状の像担持体である。中間転写ベルト４は、駆動ローラ５に張架され、駆動ローラ５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。この中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度の調整に使用するトナーパッチ画像を担持する。
The
転写ローラ６は、搬送されてくる用紙を転写ベルト４に接触させ、転写ベルト４上のトナー像を用紙に転写する。なお、トナー像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー像が用紙へ定着される。
The transfer roller 6 brings the conveyed paper into contact with the
ローラ７は、中間転写ベルト４に接触し、用紙へのトナー像の転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。
The roller 7 is in contact with the
センサ８は、中間転写ベルト４にビームを照射し、その反射光を検出する。レジストレーション処理の際に、センサ８は、中間転写ベルト４上のトナーパッチ画像にビームを照射しビームの反射光を検出し、そのトナーパッチ画像の通過を検出する。
The
図２は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。図２において、プリントエンジン１１は、上述のローラなどを駆動する図示せぬ駆動源および露光装置２を制御して、トナー像の現像、転写および定着、並びに給紙、印刷および排紙を実行させる処理回路である。
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus according to
プリントエンジン１１は、線速計算部１１ａとドラム制御部１１ｂとを有する。
The
線速計算部１１ａは、センサ８により、複数の検出位置において、１つのトナーパッチ画像の通過が検出された時刻を特定し、複数の検出位置の通過時刻から中間転写ベルト４の線速を計算する処理部である。
The linear
ドラム制御部１１ｂは、所定の検出位置における２つのトナーパッチ画像の通過時刻の差、および線速計算部１１ａにより計算された線速に基づいて、トナー像内の副走査方向におけるライン間隔が均一になるように感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度を制御する処理部である。ドラム制御部１１ｂは、図示せぬドライバ回路を介して、感光体ドラム１ａ〜１ｄを駆動する駆動モータを制御して回転速度を調整する。
The
ここで、露光装置２の詳細について説明する。
Here, details of the
図３は、図１および図２における露光装置２の構成例を示す図である。なお、図３に示す露光装置２は、感光体ドラム１ａ用の露光装置２であり、感光体ドラム１ｂ〜１ｄ用の露光装置２も同様の構成を有する。
FIG. 3 is a view showing a configuration example of the
図３において、複数のレーザダイオード２１は、複数のレーザビームを出射する発光素子である。
In FIG. 3, a plurality of
また、光学系２２は、レーザダイオード２１から感光体ドラム１ａおよびＢＤセンサ２６までの間に配置された各種レンズ群である。
The
また、ポリゴンミラー２３は、感光体ドラム１ａの軸に対して垂直な軸に垂直な断面が多角形であり、その側面がミラーとなっている素子である。ポリゴンミラー２３は、その軸を中心に回転し、レーザダイオード２１から出射したビームを感光体ドラム１ａの軸方向（主走査方向）に沿って走査する。
The
また、ドライバ回路２４は、レーザダイオード２１を駆動する回路である。ドライバ回路２４には、画像形成のための駆動信号が供給される。ドライバ回路２４は、駆動信号に基づきレーザビームを出射させる。
The
また、ＤＡコンバータ２５は、デジタル制御信号をＤＡ変換して駆動信号をドライバ回路２４に供給する回路である。
The
また、ＢＤセンサ２６は、ビームが入射すると、ビーム強度に応じた出力電圧を誘起するセンサである。ＢＤセンサ２６は、ビームが走査される線上の所定の位置に配置され、ビームのスポットがその位置を通過するタイミングを検出するために使用される。
The
なお、プリントエンジン１１は、ＤＡコンバータ２５を介して駆動信号をドライバ回路２４に供給する。
The
図４は、図１に示す画像形成装置において、４本（Ｎ＝４）のビームで中間転写ベルト４上に形成されるトナーラインの例を示す図である。図４（Ａ）は、感光体ドラム１ａの回転速度が規定値である場合のトナーラインの例を示す。図４（Ｂ）は、感光体ドラム１ａの回転速度にズレが生じている場合のトナーラインの例である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a toner line formed on the
図４（Ｂ）に示すように、感光体ドラム１ａの回転速度にズレが生じている場合、第１ビームによるラインと次の第１ビームによるラインとの間隔は規定値のままであるが、第４ビームと次の走査における第１ビームによるラインとの間隔が、第１ビームと第２ビームとの間隔、第２ビームと第３ビームとの間隔、および第３ビームと第４ビームとの間隔とは異なる。なお、第１ビームと第２ビームとの間隔、第２ビームと第３ビームとの間隔、および第３ビームと第４ビームとの間隔は、同一である。
As shown in FIG. 4B, when there is a deviation in the rotational speed of the
図５は、図１に示す画像形成装置において中間転写ベルト４上に形成されるトナーパッチ画像の一例を説明する図である。図５に示すように、この実施の形態では、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度の調整時に、中間転写ベルト４上に複数のトナーパッチ画像４１ａ，４１ｂが形成される。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a toner patch image formed on the
トナーパッチ画像４１ａ〜４１ｂの詳細については、図１２を参照して後述するが、トナーパッチ画像４１ａの副走査方向における先頭ラインは、露光装置２のＮ本のビームのうちのｐ番目のビーム（ここではＮ番目のビーム）で形成され、トナーパッチ画像４１ａの副走査方向における最終ラインは、（ｐ−１）番目のビーム（ｐ＝１の場合は、Ｎ番目のビーム）で形成される。それ以外のラインは、第１ビームから第Ｎビームへの順番で繰り返し、第１〜第Ｎビームのいずれかで形成される。また、トナーパッチ画像４１ｂの副走査方向における先頭ラインは、Ｎ本のビームのうちのｑ番目のビーム（ｐ≠ｑ、ここでは、１番目のビーム）で形成され、トナーパッチ画像４１ｂの副走査方向における最終ラインは、（ｑ−１）番目のビーム（ｑ＝１の場合は、Ｎ番目のビーム）で形成される。それ以外のラインは、第１ビームから第Ｎビームへの順番で繰り返し、第１〜第Ｎビームのいずれかで形成される。つまり、ここでは、中間転写ベルト４の進行方向における、トナーパッチ画像４１ａの先頭エッジは、Ｎ番目のビームによるラインとなり、トナーパッチ画像４１ｂの先頭エッジは、１番目のビームによるラインとなる。
Details of the
次に、センサ８の詳細について説明する。
Next, details of the
このセンサ８は、中間転写ベルト４に対向して固定されており、所定の複数の検出位置において中間転写ベルト４上のトナーパッチ画像４１ａ，４１ｂの通過を検出する。センサ８は、複数の検出位置に測定光を入射させ、それらの検出位置のそれぞれからの反射光を検出し、検出した反射光に対応する出力信号を出力する。その出力信号は、増幅回路、フィルタ回路などを必要に応じて介してプリントエンジン１１に供給される。出力信号はサンプリングされデジタルデータとして取り扱われる。
The
線速計算部１１ａは、その出力信号に基づいて複数の検出位置におけるトナーパッチ画像４１ａの通過時刻を特定する。また、ドラム制御部１１ｂは、その出力信号に基づいて複数の検出位置における１つの検出位置におけるトナーパッチ画像４１ａの先頭エッジの通過時刻とトナーパッチ画像４１ｂの先頭エッジの通過時刻とを特定する。
The linear
図６は、図１および図２におけるセンサ８の構成を示す正面図である。図７は、光学レンズ３１を取り付けた状態での図６に示すセンサ８の斜視図および側面図である。また、図８は、図１および図２に示す画像形成装置においてトナーパッチ画像４１ａを検出する複数の検出位置の一例を示す図である。
FIG. 6 is a front view showing the configuration of the
図６に示すように、センサ８は、複数の発光素子５１−１〜５１−１０および複数の受光素子５２−１〜５２−１０を有する。この実施の形態では、発光素子５１−ｉと受光素子５２−ｉ（ｉ＝１，・・・，１０）とが対となっており、発光素子５１−ｉから出射した測定光が中間転写ベルト４で反射し、その反射光が受光素子５２−ｉへ入射する。
As illustrated in FIG. 6, the
発光素子５１−ｉ（ｉ＝１，・・・，１０）は、測定光を、検出位置６１−ｉに向けて出射する。発光素子５１−１〜５１−１０は同一特性の素子である。発光素子５１−ｉとしては、例えば発光ダイオードが使用される。また、受光素子５２−ｉ（ｉ＝１，・・・，１０）は、検出位置６１−ｉからの反射光を受光し、受光した光の強度に応じた電気信号を出力する。受光素子５２−１〜５２−１０は同一特性の素子である。受光素子５２−ｉとしては、例えばフォトダイオードが使用される。 The light emitting elements 51-i (i = 1,..., 10) emit measurement light toward the detection positions 61-i. The light emitting elements 51-1 to 51-10 are elements having the same characteristics. As the light emitting element 51-i, for example, a light emitting diode is used. Further, the light receiving element 52-i (i = 1,..., 10) receives the reflected light from the detection position 61-i and outputs an electrical signal corresponding to the intensity of the received light. The light receiving elements 52-1 to 52-10 are elements having the same characteristics. For example, a photodiode is used as the light receiving element 52-i.
発光素子５１−１〜５１−１０および受光素子５２−１〜５２−１０が、それぞれ、中間転写ベルト４の進行方向に沿って配列されている。特に、この実施の形態では、発光素子５１−１〜５１−１０および受光素子５２−１〜５２−１０が、それぞれ、中間転写ベルト４の進行方向に平行に配列されている。
The light emitting elements 51-1 to 51-10 and the light receiving elements 52-1 to 52-10 are arranged along the traveling direction of the
なお、図６に示すセンサ８では、中間転写ベルト４の進行方向に対して垂直方向における発光素子５１−１〜５１−１０の位置は一定であるが、中間転写ベルト４の進行方向に沿って配列されていれば、中間転写ベルト４の進行方向に対して垂直方向における発光素子５１−１〜５１−１０の位置は一定でなくてもよい。受光素子５２−１〜５２−１０についても同様である。
In the
このセンサ８の発光素子５１−１〜５１−１０および受光素子５２−１〜５２−１０と中間転写ベルト４との間に光学レンズ３１が図７（Ａ）に示すように設置される。この実施の形態では、光学レンズ３１は、平凸のシリンドリカルレンズである。光学レンズ３１は、図７（Ｂ）に示すように、発光素子５１−ｉからの測定光を、平行光としてその発光素子５１−ｉに対応する検出位置６１−ｉに入射させ、その検出位置からの反射光を、その発光素子５１−ｉと対をなす受光素子５２−ｉへ集光して入射させる。
The
これにより、図８に示すように、発光素子５１−ｉからの測定光により、中間転写ベルト４上の検出位置６１−ｉにスポットが形成される。つまり、図６および図７に示すセンサ８の場合、図８に示すように、センサ８により、１０箇所の検出位置６１−１〜６１−１０において、１つのトナーパッチ画像４１ａの通過が検出される。同様に、トナーパッチ画像４１ｂの通過も検出される。
Thereby, as shown in FIG. 8, a spot is formed at the detection position 61-i on the
次に、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度の調整時の上記画像形成装置の動作について説明する。
Next, the operation of the image forming apparatus when adjusting the rotation speed of the
感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度の調整では、まず、プリントエンジン１１は、トナーパッチ画像４１ａ，４１ｂを中間転写ベルト４上に形成させ、センサ８の出力信号から、中間転写ベルト４の線速、および２つのトナーパッチ画像４１ａ，４１ｂの所定の検出位置の通過時刻の差を特定し、その線速、および２つのトナーパッチ画像４１ａ，４１ｂの通過時刻の差で、修正後の回転速度を特定する。
In adjusting the rotational speed of the
まず、パッチ画像４１ａによる中間転写ベルト４の線速測定について説明する。
First, the linear velocity measurement of the
線速の測定では、プリントエンジン１１または図示せぬアナログ駆動回路が発光素子５１−１〜５１−１０の発光期間を制御する。
In the measurement of the linear velocity, the
図９は、図６におけるセンサ８の受光素子５２−ｉの出力信号の波形の一例を示す図である。検出位置６１−ｉをトナーパッチ画像４１ａが通過すると、検出位置６１−ｉにおける中間転写ベルト４表面の反射率が変化するため、図９に示すように、出力信号の電圧が高くなる。図１０は、図６におけるセンサ８の複数の受光素子５２−ｉの出力信号の波形の一例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a waveform of an output signal of the light receiving element 52-i of the
図１０における実線で示すように、線速測定が開始されると、プリントエンジン１１または図示せぬアナログ駆動回路は、まず、発光素子５１−１を点灯させ、受光素子５２−１の出力電圧を監視し、その出力電圧が所定の閾値を超えた後、その閾値より低くなった時刻Ｔ１を検出し、その時刻Ｔ１で、発光素子５１−１を消灯させるとともに、受光素子５２−１の出力信号の出力を停止させ、発光素子５１−２を点灯させるとともに、受光素子５２−２の出力信号の出力を開始させる。このとき、プリントエンジン１１の線速計算部１１ａは、その時刻Ｔ１を取得し保持する。なお、アナログ駆動回路が発光素子５１−ｉおよび受光素子５２−ｉを制御する場合には、アナログ駆動回路からプリントエンジン１１へその時刻Ｔ１を示す信号が供給される。
As shown by the solid line in FIG. 10, when the linear velocity measurement is started, the
そして、プリントエンジン１１または図示せぬアナログ駆動回路は、受光素子５２−２の出力電圧を監視し、その出力電圧が所定の閾値を超えた後、その閾値より低くなった時刻Ｔ２を検出し、その時刻Ｔ２で、発光素子５１−２を消灯させるとともに、受光素子５２−２の出力信号の出力を停止させ、発光素子５１−３を点灯させるとともに、受光素子５２−３の出力信号の出力を開始させる。このとき、プリントエンジン１１の線速計算部１１ａは、その時刻Ｔ２を取得し保持する。
Then, the
それ以降、同様にして、トナーパッチ画像４１ａの進行とともに、発光素子５１−ｊ（ｊ＝３，・・・，９）の消灯および発光素子５１−（ｊ＋１）の点灯、受光素子５２−ｊの出力停止および受光素子５２−（ｊ＋１）の出力開始、並びに時刻Ｔｊの取得を、順番に行う。なお、発光素子５１−１０の点灯後、プリントエンジン１１または図示せぬアナログ駆動回路は、受光素子５２−１０の出力電圧が所定の閾値を超えた後、その閾値より低くなった時刻Ｔ１０を検出し、その時刻Ｔ１０で、発光素子５１−１０を消灯させるとともに、受光素子５２−１０の出力信号の出力を停止させる。このとき、プリントエンジン１１の線速計算部１１ａは、その時刻Ｔ１０を取得し保持する。
Thereafter, similarly, as the
そして、線速計算部１１ａは、取得した時刻Ｔ１〜Ｔ１０のうちの少なくとも２つの時刻を使用して中間転写ベルト４の線速を計算する。
The linear
例えば、隣接する２つの検出位置６１−ｋ，６１−（ｋ＋１）についての時刻Ｔｋと時刻Ｔ（ｋ＋１）を使用する場合、線速計算部１１ａは、次式で線速ＶＬを計算する。
For example, when using the time Tk and the time T (k + 1) for the two adjacent detection positions 61-k and 61- (k + 1), the linear
ＶＬ＝Ｌｋ／（Ｔ（ｋ＋１）−Ｔｋ） VL = Lk / (T (k + 1) -Tk)
ただし、Ｌｋは、検出位置６１−ｋの中心と検出位置６１−（ｋ＋１）の中心との間の距離である。なお、発光素子５１−１〜５１−１０が等間隔で配置され受光素子５２−１〜５２−１０が等間隔で配置され、発光素子５１−１〜５１−１０における隣接する２つの発光素子の間隔と受光素子５２−１〜５２−１０における隣接する２つの受光素子の間隔が同一である場合、検出位置６１−１〜６１−１０も等間隔となり、その検出位置６１−１〜６１−１０における隣接する２つの検出位置の間隔も、発光素子の間隔および受光素子の間隔と同一となる。その場合、例えば、発光素子および受光素子の間隔がそれぞれ４００マイクロメートルであれば、Ｌｋも４００マイクロメートルとなる。 However, Lk is the distance between the center of the detection position 61-k and the center of the detection position 61- (k + 1). The light emitting elements 51-1 to 51-10 are arranged at equal intervals, the light receiving elements 52-1 to 52-10 are arranged at equal intervals, and two adjacent light emitting elements in the light emitting elements 51-1 to 51-10 are arranged. When the interval and the interval between two adjacent light receiving elements in the light receiving elements 52-1 to 52-10 are the same, the detection positions 61-1 to 61-10 are also equally spaced, and the detection positions 61-1 to 61-10 are the same. The interval between two adjacent detection positions in the light is also the same as the interval between the light emitting elements and the interval between the light receiving elements. In this case, for example, if the distance between the light emitting element and the light receiving element is 400 micrometers, Lk is also 400 micrometers.
なお、線速計算部１１ａは、隣接しない２つの検出位置６１−ｐ，６１−ｑ（ｑ＞ｐ）についての時刻Ｔｐと時刻Ｔｑを使用して、次式で線速ＶＬを計算してもよい。
Note that the linear
ＶＬ＝Ｌｐｑ／（Ｔｑ−Ｔｐ） VL = Lpq / (Tq-Tp)
ただし、Ｌｐｑは、検出位置６１−ｐの中心と検出位置６１−ｑの中心との間の距離である。 Note that Lpq is a distance between the center of the detection position 61-p and the center of the detection position 61-q.
また、線速計算部１１ａは、２つの検出位置の組み合わせについてそれぞれ上述のようにして線速ＶＬを計算し、それらの平均値を計算し、その平均値を中間転写ベルト４の線速としてもよい。
Further, the linear
このようにして、中間転写ベルト４の線速ＶＬが測定される。
In this way, the linear velocity VL of the
そして、線速の測定と並行して、２つのパッチ画像４１ａ，４１ｂの所定の検出位置（ここでは、検出位置６１−１）の通過時刻が測定される。
In parallel with the measurement of the linear velocity, the passage time of a predetermined detection position (here, the detection position 61-1) of the two
図１１は、図６におけるセンサ８の複数の受光素子５２−１の出力信号の波形の一例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of waveforms of output signals of the plurality of light receiving elements 52-1 of the
１つの検出位置６１−１を、２つのパッチ画像４１ａ，４１ｂが通過すると、図１１に示すような出力波形となる。ドラム制御部１１ｂは、受光素子５２−１の出力信号のレベルが所定の閾値を超えたか否かに基づいて、受光素子５２−１の出力信号の立ち上がりのタイミング、つまり、２つのパッチ画像４１ａ，４１ｂの通過時刻Ｔａ，Ｔｂを特定する。
When two
そして、ドラム制御部１１ｂは、上述の測定した線速ＶＬとパッチ画像４１ａ，４１ｂの通過時刻Ｔａ，Ｔｂに基づいて、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度の調整を次のように行う。
The
まず、トナー像の解像度が６００ｄｐｉである場合、１ドットが４２．３マイクロメートルの大きさとなり、ドット間の間隔の規定値も４２．３マイクロメートルとなる。 First, when the resolution of the toner image is 600 dpi, one dot has a size of 42.3 micrometers, and the prescribed value of the interval between dots is also 42.3 micrometers.
ライン間隔を１ドットとすると、Ｎ本のうちの第Ｎビームによるラインと、次の走査における第１ビームによるラインとの間隔Ｌｎは、次式で導出される。 Assuming that the line interval is 1 dot, the interval Ln between the line of the Nth beam among the N and the line of the first beam in the next scan is derived by the following equation.
Ｌｎ＝（Ｔｂ−Ｔａ）×ＶＬ−（Ｌｐ１＋Ｇ−１）×４２．３ Ln = (Tb−Ta) × VL− (Lp1 + G−1) × 42.3
ここで、Ｌｐ１は、トナーパッチ画像４１ａの長さ（副走査方向の長さ）である（Ｌｐ１＝Ｎ×ａ；ａは整数）。また、Ｇは、トナーパッチ画像４１ａとトナーパッチ画像４１ｂとの間の間隙の長さ（副走査方向の長さ）である（Ｇ＝Ｎ×ｂ＋１；ｂは整数）。
Here, Lp1 is the length (length in the sub-scanning direction) of the
ある走査内のライン間隔（ｉ番目および（ｉ＋１）番目のビームによるラインの間隔）は一定となっている。したがって、Ｌｎ＝４２．３（つまり、１ドットの長さ）であれば、ライン間隔が均一となっているため、回転速度の調整は不要であるが、そうでなければ、ドラム制御部１１ｂは、次式に従って、感光体ドラム１ａ〜１ｄの速度を、現在値Ｖｄｃから値Ｖｄへ変更する。
The line interval (line interval between the i-th and (i + 1) -th beams) in a certain scan is constant. Therefore, if Ln = 42.3 (that is, the length of one dot), the line interval is uniform, and therefore the adjustment of the rotational speed is unnecessary. Otherwise, the
Ｖｄ＝Ｖｄｃ×（Ｎ×４２．３−Ｌｎ）／｛（Ｎ−１）×４２．３｝ Vd = Vdc × (N × 42.3−Ln) / {(N−1) × 42.3}
図１２は、図１に示す画像形成装置における感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度調整時の、ポリゴンミラーのポリゴン面、ビームおよびパッチ画像を構成するライン、並びに副走査方向におけるパッチ画像の間隔およびラインの間隔を説明する図である。なお、この例におけるポリゴンミラー２３の側面（ミラー面）の数は５である。
FIG. 12 shows the polygon surface of the polygon mirror, the lines constituting the beam and the patch image, and the patch image interval in the sub-scanning direction when adjusting the rotational speed of the
図１２に示す例では、Ｎ＝４、ａ＝２、ｂ＝２となっている。パッチ画像４１ａ，４１ｂの間隔が４Ｎ＋Ｌｎドットに設定されており、Ｎは、単一の第ｉビームの周期となり、一定であるので、パッチ画像４１ａ，４１ｂの間隔の誤差は、Ｌｎの誤差となる。なお、ポリゴンミラー２３の回転速度および中間転写ベルト４の線速を制御して、単一の第ｉビームの周期は一定に保たれている。このため、実際のＬｎが上述の式で得られ、そのＬｎを本来の値（ここでは、１ドット、つまり、４２．３マイクロメートル）とするように、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度が調整される。この例の場合、ＬｎとＶｄは、次のようになる。
In the example shown in FIG. 12, N = 4, a = 2, and b = 2. The interval between the
Ｌｎ＝（Ｔｂ−Ｔａ）×ＶＬ−１６×４２．３ Ln = (Tb−Ta) × VL−16 × 42.3
Ｖｄ＝Ｖｄｃ×（４×４２．３−Ｌｎ）／（３×４２．３） Vd = Vdc × (4 × 42.3−Ln) / (3 × 42.3)
Ｖｄ＝Ｖｄｃ×｛２０×４２．３−（Ｔｂ−Ｔａ）×ＶＬ｝／（３×４２．３） Vd = Vdc × {20 × 42.3− (Tb−Ta) × VL} / (3 × 42.3)
なお、プリントエンジン１１は、感光体ドラム１ａ〜１ｄのそれぞれについて、上述のようにして、回転速度の調整を行う。
The
以上のように、上記実施の形態１によれば、プリントエンジン１１は、露光装置２を制御して、Ｎ本のビームのうちの１つ（図１２に示す例では、第４ビーム）で先頭ラインを形成させてトナーパッチ画像４１ａを形成させ、Ｎ本のビームのうちの他の１つ（図１２に示す例では、第１ビーム）で先頭ラインを形成させてトナーパッチ画像４１ｂを形成させ、所定の検出位置６１−１における２つのパッチ画像４１ａ，４１ｂの通過時刻の差、および中間転写ベルト４の線速に基づいて、トナー像内の副走査方向におけるライン間隔が均一になるように感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度を制御する。
As described above, according to the first embodiment, the
これにより、所定の検出位置６１−１における２つのパッチ画像の通過時刻の差および中間転写ベルト４の線速に基づいて、第Ｎビームによるラインと次の第１ビームによるラインとの間隔を特定することができ、そのライン間隔が他のライン間隔と同一となるように感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度が制御される。したがって、マルチビーム方式の露光装置２を使用しても、トナー像内のライン間隔がすべて均一になる。ひいては、ライン間隔の不均一に起因して発生するムラを抑制でき、出力画像を高品質にすることができる。
Thereby, the interval between the line of the Nth beam and the line of the next first beam is specified based on the difference between the passage times of the two patch images at the predetermined detection position 61-1 and the linear velocity of the
また、上記実施の形態１によれば、センサ８は、所定の複数の検出位置６１−１〜６１−１０において中間転写ベルト４上のトナーパッチ画像４１ａの通過を検出し、線速計算部２１は、センサ８によりトナーパッチ画像４１ａの通過が検出された時刻を特定し、複数の検出位置６１−１〜６１−１０におけるトナーパッチ画像４１ａの通過時刻Ｔ１〜Ｔ１０から中間転写ベルト４の線速を計算する。
Further, according to the first embodiment, the
これにより、１つのトナーパッチ画像４１ａが複数の検出位置６１−１〜６１−１０を通過する時刻から線速を計算するため、中間転写ベルト４の環境変化や経時変化の影響を受けにくく、中間転写ベルト４の線速を正確に測定することができ、ひいては、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度を正確に調整することができる。
As a result, the linear velocity is calculated from the time at which one
実施の形態２．
本発明の実施の形態１では、ポリゴンミラー２３の回転速度と中間転写ベルト４の線速が規定値になっているものとして、ライン間隔が規定値（４２．３マイクロメートル）になるように感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度を制御している。このため、ポリゴンミラー２３の回転速度と中間転写ベルト４の線速が正確に制御されている場合には、特に問題は生じない。
In the first embodiment of the present invention, it is assumed that the rotational speed of the
一方、ポリゴンミラー２３の回転速度と中間転写ベルト４の線速が変動すると、ライン間隔はその規定値からずれてしまう。このため、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置は、すべてのライン間隔が、各時点でのポリゴンミラー２３の回転速度と中間転写ベルト４の線速から得られる基準のライン間隔となるように、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度を制御する。なお、実施の形態２に係る画像形成装置の基本的な構成は、実施の形態１のものと同様である。ただし、プリントエンジン１１は、以下に示すように動作する。
On the other hand, if the rotational speed of the
実施の形態２におけるトナーパッチ画像４１ａは実施の形態１のものと同様である。したがって、トナーパッチ画像４１ａの副走査方向における先頭ラインは、露光装置２のＮ本のビームのうちのｐ番目のビーム（ここではＮ番目のビーム）で形成され、トナーパッチ画像４１ａの副走査方向における最終ラインは、（ｐ−１）番目のビーム（ｐ＝１の場合は、Ｎ番目のビーム）で形成される。それ以外のラインは、第１ビームから第Ｎビームへの順番で繰り返し、第１〜第Ｎビームのいずれかで形成される。
The
一方、実施の形態２におけるトナーパッチ画像４１ｂについては、トナーパッチ画像４１ｂの副走査方向における先頭ラインは、Ｎ本のビームのうちのｑ番目のビーム（ｐ≠ｑ、ここでは、１番目のビーム）で形成され、トナーパッチ画像４１ｂの副走査方向における最終ラインは、トナーパッチ画像４１ａの最終ラインと同一のビーム（（ｐ−１）番目のビーム）で形成される。それ以外のラインは、第１ビームから第Ｎビームへの順番で繰り返し、第１〜第Ｎビームのいずれかで形成される。
On the other hand, for the
実施の形態２では、このようなトナーパッチ画像４１ａ，４１ｂが形成される。
In the second embodiment, such
次に、実施の形態２における感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度制御について説明する。
Next, the rotational speed control of the
図１３は、実施の形態２おけるセンサ８の複数の受光素子５２−１の出力信号の波形の一例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of waveforms of output signals of the plurality of light receiving elements 52-1 of the
１つの検出位置６１−１を、２つのパッチ画像４１ａ，４１ｂが通過すると、図１３に示すような出力波形となる。ドラム制御部１１ｂは、受光素子５２−１の出力信号のレベルが所定の閾値を超えたか否かに基づいて、受光素子５２−１の出力信号の立ち上がりのタイミング、つまり、２つのパッチ画像４１ａ，４１ｂの前方エッジの通過時刻Ｔａ，Ｔｂを特定するとともに、立ち下がりのタイミング、つまり、２つのパッチ画像４１ａ，４１ｂの後方エッジの通過時刻Ｔａ’，Ｔｂ’を特定する。
When the two
そして、ドラム制御部１１ｂは、上述の測定した線速ＶＬとパッチ画像４１ａ，４１ｂの通過時刻Ｔａ，Ｔｂ，Ｔａ’，Ｔｂ’に基づいて、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度の調整を次のように行う。
The
まず、トナー像の解像度が６００ｄｐｉである場合、１ドットが４２．３マイクロメートルの大きさとなり、ドット間隔の規定値も４２．３マイクロメートルとなるが、ベルト線速および／またはポリゴンミラーの回転速度が規定値からずれた場合にはドット間隔が規定値からずれる。このため、実施の形態２では、ライン間隔Ｌｄｏｔが、通過時刻Ｔａ’，Ｔｂ’などから計算される。なお、ライン間隔Ｌｄｏｔは、ドット単位とされ、ライン間隔が１ドットの場合、ライン間隔はドット間隔と同一となる。 First, when the resolution of the toner image is 600 dpi, one dot has a size of 42.3 micrometers, and the prescribed value of the dot interval is also 42.3 micrometers, but the belt linear velocity and / or polygon mirror rotation When the speed deviates from the specified value, the dot interval deviates from the specified value. Therefore, in the second embodiment, the line interval Ldot is calculated from the passage times Ta ′, Tb ′ and the like. The line interval Ldot is in dot units. When the line interval is 1 dot, the line interval is the same as the dot interval.
ライン間隔を１ドットとすると、Ｎ本のうちの第Ｎビームによるラインと、次の走査における第１ビームによるラインとの間隔Ｌｎは、次式で導出される。また、ライン間隔Ｌｄｏｔは、次式で導出される。 Assuming that the line interval is 1 dot, the interval Ln between the line of the Nth beam among the N and the line of the first beam in the next scan is derived by the following equation. The line interval Ldot is derived by the following equation.
Ｌｎ＝（Ｔｂ−Ｔａ）×ＶＬ−（Ｌｐ１＋Ｇ−１）×Ｌｄｏｔ Ln = (Tb−Ta) × VL− (Lp1 + G−1) × Ldot
Ｌｄｏｔ＝（Ｔｂ’−Ｔａ’）×ＶＬ／（Ｌｐ２＋Ｇ）
Ｌｄｏｔ＝（Ｔｂ’−Ｔａ’）×ＶＬ／（Ｎ×（ｂ＋ｃ））
Ldot = (Tb′−Ta ′) × VL / (Lp2 + G)
Ldot = (Tb′−Ta ′) × VL / (N × (b + c))
ここで、Ｌｐ１は、トナーパッチ画像４１ａの長さ（副走査方向の長さ）である（Ｌｐ１＝Ｎ×ａ；ａは整数）。また、Ｇは、トナーパッチ画像４１ａとトナーパッチ画像４１ｂとの間の間隙の長さ（副走査方向の長さ）である（Ｇ＝Ｎ×ｂ＋１；ｂは整数）。また、Ｌｐ２は、トナーパッチ画像４１ｂの長さ（副走査方向の長さ）である（Ｌｐ２＝Ｎ×ｃ−１；ｃは整数）。
Here, Lp1 is the length (length in the sub-scanning direction) of the
ある走査内のライン間隔（ｉ番目および（ｉ＋１）番目のビームによるラインの間隔）は一定となっている。したがって、Ｌｎ＝Ｌｄｏｔ（つまり、１ドットの長さ）であれば、ライン間隔が均一となっているため、回転速度の調整は不要であるが、そうでなければ、ドラム制御部１１ｂは、次式に従って、感光体ドラム１ａ〜１ｄの速度を、現在値Ｖｄｃから値Ｖｄへ変更する。
The line interval (line interval between the i-th and (i + 1) -th beams) in a certain scan is constant. Therefore, if Ln = Ldot (that is, the length of one dot), the line interval is uniform, and therefore the adjustment of the rotation speed is unnecessary. Otherwise, the
Ｖｄ＝Ｖｄｃ×（Ｎ×Ｌｄｏｔ−Ｌｎ）／｛（Ｎ−１）×Ｌｄｏｔ｝ Vd = Vdc × (N × Ldot−Ln) / {(N−1) × Ldot}
図１４は、実施の形態２に係る画像形成装置における感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度調整時の、ポリゴンミラーのポリゴン面、ビームおよびパッチ画像を構成するライン、並びに副走査方向におけるパッチ画像の間隔およびラインの間隔を説明する図である。なお、この例におけるポリゴンミラー２３の側面（ミラー面）の数は５である。
FIG. 14 shows the polygon surface of the polygon mirror, the lines constituting the beam and the patch image, and the patch image in the sub-scanning direction when adjusting the rotation speed of the
図１４に示す例では、Ｎ＝４、ａ＝２、ｂ＝２、ｃ＝２となっている。パッチ画像４１ａ，４１ｂの間隔が４Ｎ＋Ｌｎドットに設定されており、Ｎは、単一の第ｉビームの周期となり、一定であるので、パッチ画像４１ａ，４１ｂの間隔の誤差は、Ｌｎの誤差となる。なお、ポリゴンミラー２３の回転速度および中間転写ベルト４の線速を制御して、単一の第ｉビームの周期は一定に保たれている。このため、実際のＬｎが上述の式で得られ、そのＬｎを本来の値（ここでは、１ドット＝Ｌｄｏｔ）とするように、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度が調整される。この例の場合、Ｌｎ、Ｌｄｏｔ、およびＶｄは、次のようになる。
In the example shown in FIG. 14, N = 4, a = 2, b = 2, and c = 2. The interval between the
Ｌｎ＝（Ｔｂ−Ｔａ）×ＶＬ−１６×Ｌｄｏｔ，
Ｌｄｏｔ＝（Ｔｂ’−Ｔａ’）×ＶＬ／１６，
Ｖｄ＝Ｖｄｃ×（４×Ｌｄｏｔ−Ｌｎ）／（３×Ｌｄｏｔ）
Ln = (Tb−Ta) × VL−16 × Ldot,
Ldot = (Tb′−Ta ′) × VL / 16,
Vd = Vdc × (4 × Ldot−Ln) / (3 × Ldot)
これらの式から以下のように、測定時点でのライン間隔Ｌｄｏｔを考慮したＶｄが、現在値Ｖｄｃおよび通過時刻Ｔａ，Ｔｂ，Ｔａ’，Ｔｂ’から計算される。 From these equations, Vd considering the line interval Ldot at the time of measurement is calculated from the current value Vdc and the passage times Ta, Tb, Ta ′, Tb ′ as follows.
Ｖｄ＝Ｖｄｃ×｛２０×Ｌｄｏｔ−（Ｔｂ−Ｔａ）×ＶＬ｝／（３×Ｌｄｏｔ） Vd = Vdc × {20 × Ldot− (Tb−Ta) × VL} / (3 × Ldot)
Ｖｄ＝Ｖｄｃ×［２０／３−｛１６×（Ｔｂ−Ｔａ）｝／｛３×（Ｔｂ’−Ｔａ’）｝］ Vd = Vdc × [20 / 3− {16 × (Tb−Ta)} / {3 × (Tb′−Ta ′)}]
なお、プリントエンジン１１は、感光体ドラム１ａ〜１ｄのそれぞれについて、上述のようにして、回転速度の調整を行う。
The
以上のように、上記実施の形態２によれば、プリントエンジン１１は、すべてのライン間隔が、所定の検出位置におけるトナーパッチ画像４１ａ，４１ｂの通過時刻の差から特定されるドット間隔Ｌｄｏｔになるように感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度を制御する。
As described above, according to the second embodiment, in the
これにより、中間転写ベルト４の線速やポリゴンミラー２３の回転速度の変動に起因して、基準となるライン間隔Ｌｄｏｔが変動した場合でも、トナー像内のライン間隔がすべて均一になる。
As a result, even when the reference line interval Ldot varies due to variations in the linear speed of the
なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。 Each embodiment described above is a preferred example of the present invention, but the present invention is not limited to these, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention. It is.
例えば、上述の実施の形態１，２において、測定精度を高めるために、複数の受光素子５２−ｉのそれぞれの出力信号からＬｎを計算し、その平均値をＬｎの測定値として使用するようにしてもよい。 For example, in the first and second embodiments described above, in order to increase the measurement accuracy, Ln is calculated from the output signals of the plurality of light receiving elements 52-i, and the average value is used as the measured value of Ln. May be.
また、上述の実施の形態１，２においては、２つのパッチ画像４１ａ，４１ｂの間隔（通過時刻の差）に基づいて回転速度を調整しているが、測定精度を高めるために、３つ以上のパッチ画像を上述のものと同様のサイズおよび間隔で形成し、所定の検出位置における３つ以上のパッチ画像の通過時刻を検出し、それらのパッチ画像の複数の間隔（通過時刻の差）を特定し、その平均値を通過時刻の差（Ｔｂ−Ｔａ）として使用するようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the rotational speed is adjusted based on the interval (difference in passage time) between the two
また、上述の実施の形態１，２においては、線速測定のために、図９および図１０に示すように出力波形の立ち下がりを検出しているが、その代わりに、出力波形の立ち上がりを検出するようにしてもよい。 In the first and second embodiments, the falling of the output waveform is detected as shown in FIGS. 9 and 10 for the linear velocity measurement. Instead, the rising of the output waveform is detected. You may make it detect.
また、上述の実施の形態１，２においては、最初のトナーパッチ画像４１ａの先頭ラインが、第Ｎビームで形成され、次のトナーパッチ画像４１ｂの先頭ラインが、第１ビームで形成されているが、その代わりに、最初のトナーパッチ画像４１ａの先頭ラインが、第１ビームで形成され、次のトナーパッチ画像４１ｂの先頭ラインが、第（Ｎ−１）ビームで形成されるようにしてもよい。これにより、Ｌｉの実測値が得られるため、そのＬｉの値からＬｎを特定することができる。また、同様にして、最初のトナーパッチ画像４１ａと次のトナーパッチ画像４１ｂについて互いに異なるビームの別の組み合わせで先頭ラインをそれぞれ形成させるようにしてＬｉの実測値を得て、そのＬｉの値からＬｎを特定するようにしてもよい。
In the first and second embodiments, the first line of the first
また、上述の実施の形態１，２において、２つのパッチ画像４１ａ，４１ｂの間隔は、パッチ画像４１ａの検出位置およびパッチ画像４１ｂの検出位置のうちの一方の発光素子からのビームおよびその反射光が他方の受光素子に入射しない長さとされる。なお、パッチ画像４１ａの通過後の所定のタイミング（例えば、所定の時間経過後）で、センサ８によるパッチ画像４１ｂの通過の監視が開始される。
In the first and second embodiments, the interval between the two
また、上述の実施の形態１，２において、センサ８における発光素子の配列および受光素子の配列の方法は、上述のもの限定されず、中間転写ベルト４の進行方向（つまり、トナーパッチ画像４１ａの移動方向）に沿って指定される所定の複数の検出位置に測定光が入射する位置に、その検出位置に対応する発光素子が配置されており、その反射光が入射する位置にその検出位置に対応する受光素子が配置されていれば、他の配列方法でもよい。また、発光素子から同一の距離に２つの受光素子が配置されるようにして、２つの検出位置について発光素子を兼用してもよい。
In the first and second embodiments, the light emitting element arrangement and the light receiving element arrangement method in the
図１５は、図１におけるセンサ８の発光素子および受光素子の他の配列方法を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing another arrangement method of the light emitting elements and the light receiving elements of the
図６に示す配列では、対となる発光素子５１−ｉと受光素子５２−ｉが、中間転写ベルト４の進行方向に対して垂直に並んでいるが、図１５（Ａ）では、それらが斜めに並んでいる。このようにした場合でも、図８に示す検出位置６１−１〜６１−１０に測定光のスポットを形成することが可能である。
In the arrangement shown in FIG. 6, the pair of light emitting elements 51-i and light receiving elements 52-i are arranged perpendicular to the traveling direction of the
また、図１５（Ｂ）に示すように発光素子５１−ｉと受光素子５２−ｉを交互にして一列に配列してもよい。この場合、図１５（Ｂ）に示すように、発光素子５１−１０を省略して、発光素子５１−９を、受光素子５２−９，５２−１０について兼用してもよい。 Further, as shown in FIG. 15B, the light emitting elements 51-i and the light receiving elements 52-i may be alternately arranged in a line. In this case, as shown in FIG. 15B, the light emitting element 51-10 may be omitted, and the light emitting element 51-9 may be used as the light receiving elements 52-9 and 52-10.
また、図１５（Ｃ）に示すように、すべての発光素子５１−ｉのそれぞれを２つの受光素子について兼用するようにしてもよい。 Further, as shown in FIG. 15C, each of all the light emitting elements 51-i may be shared by two light receiving elements.
また、上記実施の形態においては、センサ８につき１つの光学レンズ３１が設けられているが、光学レンズは、発光素子５１−ｉおよび受光素子５２−ｉの対に対して１つずつ設けてもよいし、光学レンズは、発光素子５１−ｉおよび受光素子５２−ｉのそれぞれに対して１つずつ設けてもよい。
In the above embodiment, one
また、上記実施の形態において、トナーパッチ画像４１ａ，４１ｂとして、レジストレーション処理用のトナー画像、またはトナー濃度補正用のトナー画像を使用してもよい。
In the above embodiment, a toner image for registration processing or a toner image for toner density correction may be used as the
また、上記実施の形態においては、カラー画像形成装置において、中間転写ベルト４の線速が測定されているが、モノクロ方式の画像形成装置において中間転写ベルト４の線速を測定することも可能である。
In the above embodiment, the linear speed of the
また、上記実施の形態においては、１つの検出位置６１−ｉに対応する受光素子５２−ｉの出力信号の値が所定の閾値以下に減少した時点で、次の検出位置６１−（ｉ＋１）に対応する発光素子５１−（ｉ＋１）を点灯させているが、トナーパッチ画像４１ａの中心が検出位置６１−ｉの中心を通過した後に、受光素子５２の出力信号の値が増加する場合には、１つの検出位置６１−ｉに対応する受光素子５２−ｉの出力信号の値が所定の閾値以上に増加した時点で、発光素子５１−ｉを消灯させ、次の検出位置６１−（ｉ＋１）に対応する発光素子５１−（ｉ＋１）を点灯させるようにする。
Further, in the above embodiment, when the value of the output signal of the light receiving element 52-i corresponding to one detection position 61-i decreases below a predetermined threshold, the next detection position 61- (i + 1) is reached. When the corresponding light emitting element 51- (i + 1) is turned on, and the value of the output signal of the light receiving element 52 increases after the center of the
また、上記実施の形態においては、検出位置の数が１０であるが、検出位置の数は２以上であればいくつでもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the number of detection positions is 10, as long as the number of detection positions is two or more, any number may be sufficient.
また、上記実施の形態においては、１つの露光装置２によるビーム数を４とした場合を一例として挙げているが、ビーム数は４に限定されるものではない。
Further, in the above embodiment, the case where the number of beams by one
本発明は、例えば、プリンタ、コピー機、ファクシミリ機、複合機などの画像形成装置に適用可能である。 The present invention is applicable to an image forming apparatus such as a printer, a copier, a facsimile machine, and a multifunction machine.
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム
２ 露光装置
３ａ〜３ｄ 現像ユニット
４ 中間転写ベルト（中間転写体の一例）
８ センサ
１１ プリントエンジン（制御部の一例）
２１ 線速計算部
２２ ドラム制御部（制御部の一部の一例）
３１ 光学レンズ
４１ａ，４１ｂ トナーパッチ画像
５１−１〜５１−１０ 発光素子
５２−１〜５２−１０ 受光素子
６１−１〜６１−１０ 検出位置
1a to 1d
8
21 Linear
31
Claims (14)
Ｎ本（Ｎ＞１）のビームを使用して前記感光体ドラム上に静電潜像を形成するマルチビーム方式の露光装置と、
前記感光体ドラム上の静電潜像をトナー現像する現像ユニットと、
前記感光体ドラム上のトナー像を転写される中間転写体と、
所定の検出位置からの反射光を検出し、前記中間転写体上のトナーパッチ画像の通過を検出するセンサと、
前記センサによる検出結果に基づいて前記中間転写体の線速を計算する線速計算部と、
前記露光装置を制御して、前記Ｎ本のビームのうちの１つで先頭ラインを形成させて第１のトナーパッチ画像を形成させ、前記Ｎ本のビームのうちの他の１つで先頭ラインを形成させて第２のトナーパッチ画像を形成させ、前記所定の検出位置における前記第１および第２のトナーパッチ画像の通過時刻の差および前記線速に基づいて、トナー像内の副走査方向におけるライン間隔が均一になるように前記感光体ドラムの回転速度を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 A photosensitive drum;
A multi-beam exposure apparatus that forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum using N (N> 1) beams;
A developing unit for developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum with toner;
An intermediate transfer member to which a toner image on the photosensitive drum is transferred;
A sensor that detects reflected light from a predetermined detection position and detects the passage of a toner patch image on the intermediate transfer member;
A linear velocity calculation unit for calculating a linear velocity of the intermediate transfer member based on a detection result by the sensor;
The exposure apparatus is controlled to form a first toner patch image by forming a first line with one of the N beams, and to form a first toner patch image with the other one of the N beams. To form a second toner patch image, and based on the difference between the passage times of the first and second toner patch images at the predetermined detection position and the linear velocity, the sub-scanning direction in the toner image A control unit for controlling the rotational speed of the photosensitive drum so that the line interval at
An image forming apparatus comprising:
前記線速計算部は、前記複数の検出位置において前記センサにより前記トナーパッチ画像の通過が検出された時刻を特定し、前記複数の検出位置における前記トナーパッチ画像の通過時刻から前記中間転写体の線速を計算すること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 The sensor detects passage of one of the first and second toner patch images at a plurality of detection positions;
The linear velocity calculation unit identifies a time at which the passage of the toner patch image is detected by the sensor at the plurality of detection positions, and determines the intermediate transfer body from the passage time of the toner patch image at the plurality of detection positions. Calculating the linear velocity,
The image forming apparatus according to claim 1.
前記線速計算部は、前記出力信号に基づいて前記複数の検出位置における前記トナーパッチ画像の通過時刻を特定すること、
を特徴とする請求項２記載の画像形成装置。 The sensor causes measurement light to enter the plurality of detection positions, detects reflected light from each of the plurality of detection positions, and outputs an output signal corresponding to the detected reflected light,
The linear velocity calculation unit specifies a passing time of the toner patch image at the plurality of detection positions based on the output signal;
The image forming apparatus according to claim 2.
前記感光体ドラム上の静電潜像をトナー現像するステップと、
前記感光体ドラム上のトナー像を中間転写体上に転写するステップと、
所定の検出位置からの反射光を検出し、前記中間転写体上のトナーパッチ画像の通過をセンサにより検出するステップと、
前記センサによる検出結果に基づいて前記中間転写体の線速を計算するステップと、
前記露光装置を制御して、前記Ｎ本のビームのうちの１つで先頭ラインを形成させて第１のトナーパッチ画像を形成させ、前記Ｎ本のビームのうちの他の１つで先頭ラインを形成させて第２のトナーパッチ画像を形成させるステップと、
前記所定の検出位置における前記第１および第２のトナーパッチ画像の通過時刻の差および前記線速に基づいて、トナー像内の副走査方向におけるライン間隔が均一になるように前記感光体ドラムの回転速度を制御するステップと、
を備えることを特徴とする速度制御方法。 Forming an electrostatic latent image on the photosensitive drum by a multi-beam method using N (N> 1) beams;
Developing an electrostatic latent image on the photosensitive drum with toner;
Transferring the toner image on the photosensitive drum onto an intermediate transfer member;
Detecting reflected light from a predetermined detection position and detecting the passage of the toner patch image on the intermediate transfer member by a sensor;
Calculating a linear velocity of the intermediate transfer member based on a detection result by the sensor;
The exposure apparatus is controlled to form a first toner patch image by forming a first line with one of the N beams, and to form a first toner patch image with the other one of the N beams. Forming a second toner patch image, and
Based on the difference between the passage times of the first and second toner patch images at the predetermined detection position and the linear velocity, the photosensitive drum has a uniform line interval in the sub-scanning direction in the toner image. Controlling the rotational speed;
A speed control method comprising:
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