JP6711699B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
上述した従来の画像形成装置における画像データ及び制御データの送信タイミングについて詳しく説明する。図7(a)は、電子写真方式の画像形成装置に入力された画像データに基づいて光ビームを制御する制御ブロックの一例を示す図である。画像形成装置は、画像形成装置全体の動作を制御するCPU5100と、入力された画像データに対し各種の画像処理を施す画像処理部5200と、光走査装置5104とで構成される。例えば、画像処理部5200は1チップのICである。画像形成装置内部における基板の配置場所と光ビーム等が配置された光走査装置5104(レーザスキャナ)の配置場所との違いから、CPU5100と画像処理部5200に対して、光走査装置5104は離れた位置に配置される。画像形成を行う際には、CPU5100は画像処理部5200に対する制御データを不図示のレジスタに格納し、画像処理部5200はこのレジスタに格納された情報に基づいて動作する。制御データには、画像のサイズに関するデータの他に、後述するレーザスキャナの補正データや画像データを送信するための時間データ等が含まれる。
Td1=ld/v
Td2=ld/v×2
Td3=ld/v×3…式(1)
図7(a)(又は図7(b))の制御ブロック図で見ると、CPU5100(6100)により時間Td1、Td2、Td3が算出された後に制御データとして画像処理部5200(6200)内のレジスタ(不図示)に格納される。
図1(a)は、複数色のトナーを有するカラー画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置100は、色毎の画像を形成する4つの画像形成部101Y、101M、101C、101Kが備えられている。なお、画像形成部101Yは、第1のトナー像形成手段として機能し、画像形成部101Mは、第2のトナー像形成手段として機能する。ここで、Y、M、C、Kは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部101Y、101M、101C、101Kでは、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。以降、必要な場合を除き、符号の添え字Y,M,C,Kを省略する。画像形成部101には感光体である感光ドラム102が備えられている。なお、イエローの感光ドラム102Yは第1の感光体として機能し、マゼンタの感光ドラム102Mは第2の感光体として機能する。感光ドラム102の周囲には、帯電装置103、光走査装置104、現像装置105が設けられている。なお、イエローの光走査装置104Yは第1の露光手段として機能し、マゼンタの光走査装置104Mは第2の露光手段として機能する。現像装置105Yは、光走査装置104Yによって露光されることによって感光ドラム102Y上に形成された第1の静電潜像を第1の色のトナーを用いて現像する第1の現像手段として機能する。現像装置105Mは、光走査装置104Mによって露光されることによって感光ドラム102M上に形成された第2の静電潜像を第2の色のトナーを用いて現像する第2の現像手段として機能する。また、感光ドラム102の周りには、クリーニング装置106も配置されている。
図1(b)は、光ビームを出射する光走査装置104の内部構成を示す図である。光走査装置104は、光源である半導体レーザ201と、コリメータレンズ202と、シリンドリカルレンズ203と、回転多面鏡204とを備える。半導体レーザ201は、光ビームとしてのレーザ光を、例えば4つ発生する。コリメータレンズ202は、半導体レーザ201から出射されたレーザ光を平行光に整形する。シリンドリカルレンズ203は、コリメータレンズ202を通過したレーザ光を副走査方向へ集光する。また、光走査装置104は、回転多面鏡204によって偏向されたレーザ光(走査光)が入射する第1走査レンズ205と、第2走査レンズ206とを備える。回転多面鏡204は、プリント動作時には回転多面鏡204を駆動する駆動モータ(不図示)によって回転される。半導体レーザ201から出射したレーザ光は、回転多面鏡204の回転に伴って、その反射面で連続的に角度を変えて偏向される。そして、回転多面鏡204で偏向されたレーザ光は、第1走査レンズ205、第2走査レンズ206を経て感光ドラム102を走査方向である主走査方向に走査し、これによって感光ドラム102の表面は露光され、静電潜像が形成される。なお、主走査方向における静電潜像が形成される領域を、画像形成領域とする。
図2は、光走査装置104の駆動制御を行うための制御回路の構成を示すブロック図である。画像形成装置100は、制御手段であるCPU300と、CPU300の制御プログラムを格納しているROM301と、作業領域を提供するRAM302を備えている。また、画像形成装置100は、各種のセンサからの入力信号やモータ等のアクチュエータへの出力信号の入出力を行うI/O303、シリアル通信を行う通信部305、画像処理部320を備えている。画像処理部320は、入力画像データから第1の色に対する第1の画像データと第2の色に対する第2の画像データを生成するデータ生成回路である。これらは、バスを介してデータの送受信を行っている。また、本実施例の画像形成装置100は、画像処理部320(第1の画像処理部)と画像処理部350(第2の画像処理部)を備える。画像処理部320と画像処理部350は異なるICである。画像処理部350は、画像処理部320よりも光走査装置104に近い位置に配置されている。画像処理部320と画像処理部350は互いに異なる基板に実装された異なるICである。画像処理部320が実装された基板にはCPU300が実装されている。CPU300から画像処理部320への制御データの送信は基板上に形成されたプリント配線によって電気的に行われる。画像処理部350は、光走査装置の特性に応じた補正を行う第2のデータ処理部356とPWM出力部357とを備え、CPU300からの制御データの受信はシリアル通信インタフェース(以下、IF)である通信部305、通信部355を介して行われる。第2のデータ処理部356は、設定が完了した倍率補正データに基づいて、第1の画像データに対して倍率補正処理を実行した第1の駆動データを生成し、第2の画像データに対して倍率補正処理を実行した第2の駆動データを生成するデータ処理回路である。また、第2のデータ処理部356は、設定が完了した位置補正データに基づいて、第1の画像データに対して記録媒体に対するトナー像の位置を補正するための位置補正処理を実行した第1の駆動データを生成する。第2のデータ処理部356は、設定が完了した位置補正データに基づいて、第2の画像データに対して記録媒体に対するトナー像の位置を補正するための位置補正処理を実行した第2の駆動データを生成する。通信部305と通信部355は第2の信号線380により接続されている。すなわち、共通の信号線380は、画像処理部320が実装された基板と第2のデータ処理部356が実装された基板とに接続されている。CPU300は、第2のデータ処理部356に対して共通の信号線380を用いて第1の画像データに対する倍率補正データ又は位置補正データと第2の画像データに対する倍率補正データ又は位置補正データをシリアルに送信する。また、CPU300は、倍率補正データ以外又は位置補正データ以外の制御データを共通の信号線380を介して第2のデータ処理部356に送信する。このような構成にすることで、信号線の数が多いPWM出力部357と駆動手段であるLD371(371Y、371M、371C、371K)の間の信号線のコスト上昇やメンテナンス性の低下を抑えることが可能となる。なお、イエローのLD371Yは、第1の駆動データに基づいて光走査装置104Yを駆動する第1の駆動手段として機能する。マゼンタのLD371Mは、第2の駆動データに基づいて光走査装置104Mを駆動する第2の駆動手段として機能する。
図3は、CPU300が各色の画像形成タイミングを算出する方法を示す図である。ここでは、n−1、n、n+1の3つの記録媒体の画像を形成する様子を示している。図中400は、基準タイミング信号を示し、1つの記録媒体に対して1つの基準タイミング信号が生成される。401、402、403、404はそれぞれY,M,C,Kの送信期間である。401aは信号線381Yを介して送信される画像データである。402aは信号線381Mを介して送信される画像データである。403aは信号線381Cを介して送信される画像データである。404aは信号線381Kを介して送信される画像データである。401c、402c、403c、404cは、共通の信号線380を介して送信される制御データである。なお、説明を判りやすくするために、図3中では、401c、402c、403c、404cを分離して描画している。また、400、401b、402b、403b、404bは、CPU300内部で生成されるトリガ信号である。これらは、同一の信号であってもよいし、図3のように分離して生成される信号であってもよい。以降では、n枚目を中心に、CPU300による画像形成のためのタイミング制御について説明する。なお、n枚目のYの画像データを画像データ401a_n、n枚目のMの画像データを画像データ402a_n、n枚目のCの画像データを画像データ403a_n、n枚目のKの画像データを画像データ404a_n、のように表す。
tp=lp/v…式(2)
式(1)と、式(2)より、n枚目の基準タイミング信号400(以下、400_nとする)からの、YMCK各色の画像データの送信を終了するタイミング(以下、送信終了タイミング)は、以下の式(3)のように表わされる。
Y:tp
M:Td1+tp
C:Td2+tp
K:Td3+tp …式(3)
tb=Tcyc−tp…式(4)
ここで、時間Tcycは製品のスペックに基づいて決定する。例えば、A3サイズで毎分30枚印刷可能な画像形成装置である場合、
Tcyc=60秒/30枚=2秒
となる。時間Tcycは、連続プリント中における記録媒体の先頭から次の記録媒体の先頭までの時間である。また、同じ画像形成装置で、A4サイズで毎分60枚印刷可能である場合は、
Tcyc=60秒/60枚=1秒となる。なお、画像形成装置で出力可能な用紙サイズと、その用紙サイズに対応するスループット(1分間当たりの印刷可能枚数(ppm))は、表1に示したようなテーブル情報として、予めROM301に格納されている。例えば、A3サイズの用紙のスループットは、1分間に30枚であり(30ppm)、A4サイズの用紙のスループットは、1分間に60枚(60ppm)である。CPU300は、表1を参照することにより、時間Tcycを求める。
図5は、本実施例の連続プリント中に制御データ500の通信を行っているタイミングが他の色の制御データの通信を行っているタイミングと重なるか否かを判断し、判断結果に基づいて制御データの通信タイミングを制御する処理を示すフローチャートである。図5の処理は、図3で説明したように、Y色の画像データの送信終了タイミング(Ty)となりY色の制御データの通信タイミングとなったときに、CPU300が実施する処理である。なお、CPU300は、基準タイミング信号が生成されたタイミングでタイマを参照し、基準タイミング信号が生成された時刻から後述する各タイミングまでの時間の経過を管理する。ステップ(以下、Sとする)601でCPU300は、タイマを参照することにより、n枚目の基準タイミング信号から時間tpが経過し、所定の色であるYの制御データ500の通信を開始するタイミングとなったか否かを判断する。S601でCPU300は、Yの制御データ500の通信開始タイミングではないと判断した場合、処理をS601に戻し、Yの制御データ500の通信開始タイミングであると判断した場合、処理をS602に進める。S602でCPU300は、n枚目に先行するn−1枚目の用紙P(先行する記録媒体)があるか否かを判定する。CPU300は、先行する記録媒体がないと判定した場合、制御データ500の通信タイミングが先行する記録媒体と重なることがないため、処理をS607に進める。S607でCPU300は、タイマを参照し現在時刻をRAM302に格納して制御データ500を送信し、処理をS601に戻す。
図6の処理Aについて説明する。S651でCPU300は、先行する記録媒体のM色の制御データ500の通信を開始するタイミング(以下、通信タイミングという)Tmを算出する。ここで、通信タイミングTmは、RAM302に格納された先行する記録媒体のY色の制御データ500の通信時刻に時間Td1を加算することにより求められる。なお、先行する記録媒体のY色の制御データ500の通信時刻は、先行する記録媒体について実行された図5のS607で記憶されたデータに基づいている。すなわち、先行する記録媒体のY色の画像データの送信終了タイミングが経過したY色の制御データ500の通信開始タイミングでRAM302に記憶された時刻である。S652でCPUは、タイマを参照し、現在時刻とS651で算出したM色の通信タイミングTmとの差の絶対値を算出して、算出した絶対値が規定の値TD2より小さい否かを判定する。なお、現在の記録媒体のYの制御データ500の送信タイミングと、先行する記録媒体の各色の制御データ500の送信タイミングの順番は、早くなることもあれば遅くなることもあるため、絶対値を求めている。S652でCPU300は、現在時刻とM色の通信タイミングTmの差の絶対値が規定の値TD2よりも小さいと判定した場合(|現在時刻−Tm|<TD2)、処理をS658に進める。この場合、先行する記録媒体のM色の制御データ500の通信タイミングTmと次の記録媒体としてこれから画像形成を行おうとしているY色の制御データ500の通信タイミングとが近接していることを意味する。このため、S658でCPU300は、両方のタイミングが重なるものと判定して、処理Aを終了し、処理を図5に戻す。S652でCPU300は、現在時刻とM色の通信タイミングTmの差の絶対値が規定の値TD2以上であると判定した場合(|現在時刻−Tm|≧TD2)、処理をS653に進める。
以上、本実施例によれば、連続プリント中の制御データの送信タイミングが重なることに起因する画像不良の発生を防止することができる。
104 光走査装置
300 CPU
320 画像処理部
356 第2のデータ処理部
371 レーザドライバ
380 共通の信号線
Claims (12)
- 回転駆動される第1の感光体と、前記第1の感光体を露光する第1の露光手段と、第1の駆動データに基づいて前記第1の露光手段を駆動する第1の駆動手段と、前記第1の露光手段によって露光されることによって前記第1の感光体上に形成された第1の静電潜像を第1の色のトナーを用いて現像する第1の現像手段と、を備える第1のトナー像形成手段と、
回転駆動される第2の感光体と、前記第2の感光体を露光する第2の露光手段と、第2の駆動データに基づいて前記第2の露光手段を駆動する第2の駆動手段と、前記第2の露光手段によって露光されることによって前記第1の感光体上に形成された第2の静電潜像を第2の色のトナーを用いて現像する第2の現像手段と、を備える第2のトナー像形成手段と、
回転駆動される無端状の転写体であって、前記第1の感光体上のトナー像と前記第2の感光体上の前記トナー像を前記転写体を介して記録媒体に転写する転写手段と、
前記転写体の回転方向において、前記第1の感光体から前記転写体へのトナー像の転写位置が前記第2の感光体から前記転写体へのトナー像の転写位置よりも上流側に位置し、前記転写位置間の距離に応じた遅延量に基づいて1枚の記録媒体に対する前記第1の静電潜像の形成開始タイミングに対して前記第2の静電潜像の形成開始タイミングを遅延させる画像形成装置であって、
入力画像データから前記第1の色に対する第1の画像データと前記第2の色に対する第2の画像データを生成するデータ生成回路と、
設定が完了した倍率補正データに基づいて、前記第1の画像データに対して倍率補正処理を実行した前記第1の駆動データを生成し、前記第2の画像データに対して倍率補正処理を実行した前記第2の駆動データを生成するデータ処理回路と、
記録媒体のサイズに応じて倍率補正データの設定を切り換えるコントローラであって、前記第1の画像データに対する倍率補正データと前記第2の画像データに対する倍率補正データを前記転写位置間の距離に応じた遅延量に基づく異なるタイミングで共通の信号線を介して前記データ処理回路に出力することによって、前記データ処理回路に設定された前記倍率補正データを切り換えるコントローラと、を備え、
前記コントローラは、n+1枚目の記録媒体に対する前記第1の静電潜像を形成するための前記第1の画像データに対する倍率補正データの出力タイミングと、記録媒体の搬送方向において前記n+1枚目の記録媒体よりもサイズが小さいn枚目の記録媒体に対する静電潜像を形成するための前記第2の画像データに対する倍率補正データの出力タイミングが重複する場合、前記n枚目の記録媒体に対する前記第2の静電潜像を形成するための前記第2の画像データに対する倍率補正データを前記n+1枚目の記録媒体に対する前記第1の静電潜像を形成するための前記第1の画像データに対する倍率補正データよりも先に出力し、前記データ処理回路による前記n枚目の記録媒体に対する倍率補正データに基づく倍率補正処理が完了した後に前記n+1枚目の記録媒体に対する倍率補正データを出力することを特徴とする画像形成装置。 - 前記コントローラは、前記データ処理回路に対して前記共通の信号線を用いて前記第1の画像データに対する倍率補正データと前記第2の画像データに対する倍率補正データをシリアルに送信することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記コントローラは、n+1枚目の記録媒体に対する前記第1の静電潜像を形成するための前記第1の画像データに対する倍率補正データの出力タイミングと、記録媒体の搬送方向において前記n+1枚目の記録媒体よりもサイズが小さいn枚目の記録媒体に対する静電潜像を形成するための前記第2の画像データに対する倍率補正データの出力タイミングが重複するか否かを判定することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記データ生成回路と前記データ処理回路は互いに異なる基板に実装された異なるICであり、前記共通の信号線は前記データ生成回路が実装された基板と前記データ処理回路が実装された基板とに接続されていることを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記コントローラは、前記データ生成回路が実装された基板に実装されており、前記コントローラから前記データ生成回路への制御データの送信は前記データ生成回路および前記コントローラが実装された基板に形成されたプリント配線によって電気的に行われることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記コントローラは、前記倍率補正データ以外の制御データを前記共通の信号線を介して前記データ処理回路に送信することを特徴とする請求項1乃至5いずれか1項に記載の画像形成装置。
- 回転駆動される第1の感光体と、前記第1の感光体を露光する第1の露光手段と、第1の駆動データに基づいて前記第1の露光手段を駆動する第1の駆動手段と、前記第1の露光手段によって露光されることによって前記第1の感光体上に形成された第1の静電潜像を第1の色のトナーを用いて現像する第1の現像手段と、を備える第1のトナー像形成手段と、
回転駆動される第2の感光体と、前記第2の感光体を露光する第2の露光手段と、第2の駆動データに基づいて前記第2の露光手段を駆動する第2の駆動手段と、前記第2の露光手段によって露光されることによって前記第1の感光体上に形成された第2の静電潜像を第2の色のトナーを用いて現像する第2の現像手段と、を備える第2のトナー像形成手段と、
回転駆動される無端状の転写体であって、前記第1の感光体上のトナー像と前記第2の感光体上の前記トナー像を前記転写体を介して記録媒体に転写する転写手段と、
前記転写体の回転方向において、前記第1の感光体から前記転写体へのトナー像の転写位置が前記第2の感光体から前記転写体へのトナー像の転写位置よりも上流側に位置し、前記転写位置間の距離に応じた遅延量に基づいて1枚の記録媒体に対する前記第1の静電潜像の形成開始タイミングに対して前記第2の静電潜像の形成開始タイミングを遅延させる画像形成装置であって、
入力画像データから前記第1の色に対する第1の画像データと前記第2の色に対する第2の画像データを生成するデータ生成回路と、
設定が完了した位置補正データに基づいて、前記第1の画像データに対して記録媒体に対するトナー像の位置を補正するための位置補正処理を実行した前記第1の駆動データを生成し、前記第2の画像データに対して記録媒体に対するトナー像の位置を補正するための位置補正処理を実行した前記第2の駆動データを生成するデータ処理回路と、
記録媒体のサイズに応じて位置補正データの設定を切り換えるコントローラであって、前記第1の画像データに対する位置補正データと前記第2の画像データに対する位置補正データを前記転写位置間の距離に応じた遅延量に基づく異なるタイミングで共通の信号線を介して前記データ処理回路に出力することによって、前記データ処理回路に設定された前記位置補正データを切り換えるコントローラと、を備え、
前記コントローラは、n+1枚目の記録媒体に対する前記第1の静電潜像を形成するための前記第1の画像データに対する位置補正データの出力タイミングと、記録媒体の搬送方向において前記n+1枚目の記録媒体よりもサイズが小さいn枚目の記録媒体に対する静電潜像を形成するための前記第2の画像データに対する位置補正データの出力タイミングが重複する場合、前記n枚目の記録媒体に対する前記第2の静電潜像を形成するための前記第2の画像データに対する位置補正データを前記n+1枚目の記録媒体に対する前記第1の静電潜像を形成するための前記第1の画像データに対する位置補正データよりも先に出力し、前記データ処理回路による前記n枚目の記録媒体に対する位置補正データに基づく位置補正処理が完了した後に前記n+1枚目の記録媒体に対する位置補正データを出力することを特徴とする画像形成装置。 - 前記コントローラは、前記データ処理回路に対して前記共通の信号線を用いて前記第1の画像データに対する位置補正データと前記第2の画像データに対する位置補正データをシリアルに送信することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記コントローラは、n+1枚目の記録媒体に対する前記第1の静電潜像を形成するための前記第1の画像データに対する位置補正データの出力タイミングと、記録媒体の搬送方向において前記n+1枚目の記録媒体よりもサイズが小さいn枚目の記録媒体に対する静電潜像を形成するための前記第2の画像データに対する位置補正データの出力タイミングが重複するか否かを判定することを特徴とする請求項7または8に記載の画像形成装置。
- 前記データ生成回路と前記データ処理回路は互いに異なる基板に実装された異なるICであり、前記共通の信号線は前記データ生成回路が実装された基板と前記データ処理回路が実装された基板とに接続されていることを特徴とする請求項7乃至9いずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記コントローラは、前記データ生成回路が実装された基板に実装されており、前記コントローラから前記データ生成回路への制御データの送信は前記データ生成回路および前記コントローラが実装された基板に形成されたプリント配線によって電気的に行われることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
- 前記コントローラは、前記位置補正データ以外の制御データを前記共通の信号線を介して前記データ処理回路に送信することを特徴とする請求項7乃至11いずれか1項に記載の画像形成装置。
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