JP3743274B2

JP3743274B2 - Image forming apparatus and image forming method

Info

Publication number: JP3743274B2
Application number: JP2000298887A
Authority: JP
Inventors: 邦章田中; 望井上
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: JP2001290330A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、所定の垂直同期信号を基準として光ビームを前記垂直同期信号と非同期の走査タイミングで感光体上で走査して前記感光体上にトナー像を形成し、さらに当該トナー像を転写媒体に転写する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置では、次のようにして転写媒体上にカラー画像を形成している。すなわち、感光体および転写媒体が副走査方向に互いに同期して回転駆動される。そして、感光体および転写媒体のうちの一方に設けられた基準位置が垂直同期用読取センサを通過すると、その度に当該センサから垂直同期信号が出力される。また、この垂直同期信号が出力されると、これを基準として、ホストコンピュータなどの外部装置から入力される画像信号に基づき副走査方向に対してほぼ直交する主走査方向に光ビームが感光体上を走査し、これによって画像信号に相当する静電潜像が感光体上に形成される。
【０００３】
さらに、現像器によって静電潜像がトナー現像されてトナー像が形成された後、感光体と同期して副走査方向に回転駆動される転写媒体に転写される。こうした転写処理が各トナー色（イエロー、シアン、マゼンタおよびブラック色）について実行され、各トナー像が重ね合わされて転写媒体上にカラー画像が形成される。
【０００４】
ところで、この種の画像形成装置では、光ビームの走査タイミングが垂直同期信号と非同期となっていることが多く、垂直同期信号と走査タイミングとの同期誤差が発生することがある。この場合、同期誤差の分だけ転写媒体への転写位置がずれてしまう。そのため、同期誤差が各トナー色ごとにばらつくことで、トナー色間でトナー像が相互にずれてしまう、つまりレジストズレが生じてしまい、画像品質の低下を招いていしまう。そこで、このような問題を解決するため、例えば特開平９−８０８５３号公報に記載されたように定常速度で回転する転写媒体を一時的に加減速制御することによって同期誤差を補正する技術が提案されている。
【０００５】
より具体的には、次のようにして転写媒体の速度を一時的に加減速制御している。すなわち、この従来技術では、同期誤差に起因する色ずれ量（本発明の「レジストズレ」に相当）ＬEを求めた後、次式
Ｐ＝（ＬE[μm]×１０^-3）／（ＶB[mm／s]×ＴB′[ms]×１０^-3）
にしたがって、速度の補正量Ｐを求め、所定時間ＴB′の間だけ転写媒体の定常速度ＶBから補正量Ｐだけ転写媒体を加減速制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では色ずれ量（レジストズレ）と補正量とが比例関係にあるという前提に立って転写媒体の速度を変更しているが、実際の装置では比例関係になっておらず、例えば図８に示すように非線形である。そのため、上記式に基づき転写媒体を補正したのでは同期誤差に起因するレジストズレを確実に補正することはできず、高品質な画像を得ることができない。
【０００７】
また、色ずれ量（レジストズレ）と補正量との関係は装置環境に応じて変動しやすく、例えば同図に示すように低温環境（ＬＬ）、常温環境（ＮＮ）および高温環境（ＨＨ）で大きく相違している。したがって、上記式を用いて補正量を一義的に算出したのでは、装置環境が変動する場合にはレジストズレを適切に補正することができない。
【０００８】
さらに、上記式にしたがって演算によって補正量Ｐを求める場合、比較的長い演算時間が必要となる。そのため、例えばベルト基準信号（本発明の「垂直同期信号」に相当）が出力されてから潜像の書込みを開始するまでの限られた時間の間に上記演算ならびに演算結果に基づく転写媒体の加減速制御を行う場合には、次のような問題が顕著となる。すなわち、演算に時間がかかるために、加減速制御可能な時間を短縮せざるを得ず、急速な加速や減速を行う必要があり、そのような加減速制御を行うことによりスリップなどが生じて転写媒体を目標通りに制御することができず、レジストズレを正確に補正することができなくなる。また、装置構成や動作シーケンスによっては、演算に時間を取られるために、加減速制御するための時間を設定することすら不可能となることもある。したがって、上記従来技術を適用することができる画像形成装置は限定されることとなり、装置設計に対する自由度を低下させる要因の一つとなっている。
【０００９】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、転写媒体上でのレジストズレを抑制して高品質な画像を形成することができる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる画像形成装置および画像形成方法は、感光体および転写媒体を副走査方向に回転駆動し、少なくとも転写媒体については直流モータにより回転駆動しながら、前記感光体または前記転写媒体の回転動作に関連する垂直同期信号を検出するとともに、装置外部から入力される画像信号に基づき前記副走査方向に対してほぼ直交する主走査方向に光ビームを前記垂直同期信号と非同期の走査タイミングで走査して前記感光体上に前記画像信号に相当するトナー像を形成した後、当該トナー像を前記転写媒体に転写するものであって、上記目的を達成するため、以下のように構成している。
【００１１】
この発明は、所定の加減速時間のみ所定値と異なるレベルを有する信号を直流モータに印加して感光体および転写媒体のうち少なくとも転写媒体を加減速制御することで垂直同期信号と走査タイミングとの同期誤差に起因するレジストズレを補正する。また、レジストズレを補正するために必要なレジスト制御量に対して装置環境ごとに加減速時間を関連付け、該レジスト制御量とこれに対して装置環境ごとに関連付けられた加減速時間とを補正情報として記憶部に記憶している。そして、レジスト制御量および装置環境を検出すると、前記補正情報に基づき当該レジスト制御量および装置環境に対応する加減速時間を求め、当該加減速時間に基づき転写媒体を一時的に加減速制御して前記同期誤差時間に起因するレジストズレを補正している。
【００１２】
なお、「回転動作に関連して垂直同期信号を出力する」とは、感光体または転写媒体が回転することによって周期的に信号が垂直同期信号検出手段から出力されることを意味している。
【００１３】
このように構成された発明では、レジスト制御量に対応して装置環境ごとに加減速時間が予め記憶されており、レジスト制御量および装置環境が検出されると、その検出結果に対応する加減速時間が導き出される。つまり、補正情報が記憶部にテーブル形式で記憶されており、レジスト制御量に対応する加減速時間が装置環境に応じて迅速に求められる。そして、こうして求められた加減速時間に基づいて転写媒体が一時的に加減速制御され、同期誤差時間に起因するレジストズレが補正される。これによって、装置環境によらず垂直同期信号と走査タイミングとが非同期であることに起因するレジストズレが抑制されて高品質な画像を形成することができる。また、加減速時間を導出する時間が演算によって求める従来技術に比べて短縮され、転写媒体および感光体を加減速させることができる時間を長く設定することができ、装置設計の自由度を高めることができる。
また、転写媒体と感光体を一の直流モータにより副走査方向に回転駆動するように構成しても良い。この場合、前記補正情報に基づいて転写媒体および感光体を加減速制御することで前記同期誤差時間に起因するレジストズレを補正できる。これによって、装置環境によらず垂直同期信号と走査タイミングとが非同期であることに起因するレジストズレが抑制されて高品質な画像を形成することができる。また、加減速時間を導出する時間が演算によって求める従来技術に比べて短縮され、転写媒体および感光体を加減速させることができる時間を長く設定することができ、装置設計の自由度を高めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成する装置であり、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号が制御ユニット（図２中の符号１）に与えられると、この制御ユニットからの指令に応じてエンジン部Ｅの各部を制御して転写紙、複写紙やＯＨＰシートなどのシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００１６】
このエンジン部Ｅでは、像担持体ユニット２の感光体２１にトナー像を形成可能となっている。すなわち、像担持体ユニット２は、図１の矢印方向に回転可能な感光体２１を備えており、さらに感光体２１の周りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ２２、現像手段としての現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋ、および感光体用クリーナブレード２４がそれぞれ配置されている。
【００１７】
この装置では、帯電ローラ２２が感光体２１の外周面に当接して外周面を均一に帯電させた後、感光体２１の外周面に向けて露光ユニット３からレーザ光（光ビーム）Ｌが照射される。この露光ユニット３は、同図に示すように、画像信号に応じて変調駆動される半導体レーザなどの発光素子３１を備えており、この発光素子３１からのレーザ光Ｌが高速モータ３２によって回転駆動される多面鏡３３に入射されている。そして、多面鏡３３によって反射されたレーザ光Ｌはレンズ３４およびミラー３５を介して感光体２１上に主走査方向（同図の紙面に対して垂直な方向）に走査して画像信号に対応する静電潜像を形成する。なお、符号３６は主走査方向における同期信号、つまり水平同期信号ＨSYNCを得るための水平同期用読取センサである。
【００１８】
こうして形成された静電潜像は現像部２３によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像部２３として、イエロー用の現像器２３Ｙ、シアン用の現像器２３Ｃ、マゼンタ用の現像器２３Ｍ、およびブラック用の現像器２３Ｋがこの順序で感光体２１に沿って配置されている。これらの現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋは、それぞれ感光体２１に対して接離自在に構成されており、制御ユニットからの指令に応じて、上記４つの現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋのうちの一の現像器が選択的に感光体２１に当接するとともに、高電圧が印加されて選択された色のトナーを感光体２１の表面に付与して感光体２１上の静電潜像を顕在化する。
【００１９】
現像部２３で現像されたトナー像は、ブラック用現像器２３Ｋと感光体用クリーナブレード２４との間に位置する一次転写領域Ｒ1で転写ユニット４の中間転写ベルト４１上に一次転写される。また、一次転写領域Ｒ1から周方向（図１の矢印方向）に進んだ位置には、感光体用クリーナブレード２４が配置されており、一次転写後に感光体２１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。
【００２０】
次に、転写ユニット４の構成について説明する。この実施形態では、転写ユニット４は、ローラ４２〜４７と、これら各ローラ４２〜４７に掛け渡された中間転写ベルト４１と、この中間転写ベルト４１に転写された中間トナー像をシートＳに二次転写する二次転写ローラ４８と、１つの直流モータを駆動源として感光体２１および中間転写ベルト４１を同期して回転駆動する感光体／ベルト駆動部（図２中の符号４１ａ）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２１上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト４１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、給排紙ユニット６の給紙部６３によってカセット６１、手差しトレイ６２あるいは増設カセット（図示省略）からシートＳを取出して二次転写領域Ｒ2に搬送する。さらに、このシートＳにカラー画像を二次転写することでフルーカラー画像を得ている。
【００２１】
なお、二次転写後、中間転写ベルト４１の外周面に残留付着しているトナーについては、ベルトクリーナ４９に設けられているクリーナブレード４９１によって除去される。すなわち、このベルトクリーナ４９は、中間転写ベルト４１を挟んでローラ４６と対向して配置されており、適当なタイミングでクリーナブレード４９１が中間転写ベルト４１に対して当接してその外周面に残留付着しているトナーを掻き落す。
【００２２】
また、ローラ４３の近傍には、中間転写ベルト４１の基準位置を検出するためのセンサ４０が配置されており、主走査方向とほぼ直交する副走査方向における同期信号、つまり垂直同期信号ＶSYNCを得るための垂直同期用読取センサとして機能する。
【００２３】
上記のようにして転写ユニット４によってトナー像が転写されたシートＳは、給排紙ユニット６の給紙部６３によって所定の給紙経路（２点鎖線）に沿って二次転写領域Ｒ2の下流側に配設された定着ユニット５に搬送され、搬送されてくるシートＳ上のトナー像をシートＳに定着する。そして、当該シートＳはさらに給紙経路に沿って排紙部６４に搬送された後、標準排紙トレイに排紙される。
【００２４】
次に、図１の画像形成装置の電気的構成について図２を参照しつつ説明する。この画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号が制御ユニット１のメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１２が図１に示すように構成されたエンジン部Ｅの各部を制御してシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００２５】
このエンジンコントローラ１２はＣＰＵ１２１を有しており、エンジン部Ｅからの入力信号として水平同期用読取センサ３６から水平同期信号ＨSYNCを、また垂直同期用読取センサ４０から垂直同期信号ＶSYNCを、また定着ユニット５に設けられた温度センサ５１から定着温度を示す温度信号を、さらに感光体２１（または転写ユニット４）の近傍に配設された装置環境検出センサ７から装置環境、特に一次転写領域Ｒ1の近傍温度を示す信号を、それぞれ受けている。また、これらの入力信号および各種情報などに基づき、ＣＰＵ１２１はクロック信号を感光体／ベルト駆動制御回路１２２に与える。この感光体／ベルト駆動制御回路１２２では、与えられたクロック信号に基づき感光体／ベルト駆動部４１ａ、特に直流モータを駆動制御して感光体２１と中間転写ベルト４１とを同期して回転駆動し、感光体２１の回転速度および中間転写ベルト４１の搬送速度Ｖを加減速制御している。このように、本実施形態では、いわゆる外部クロック方式によって直流モータを加減速制御している。
【００２６】
また、エンジンコントローラ１２には、転写ユニット４を制御する専用の制御回路として、感光体／ベルト駆動制御回路１２２以外にも転写ローラ離当接制御回路１２３およびベルトクリーナ離当接制御回路１２４をさらに備えている。この転写ローラ離当接制御回路１２３はＣＰＵ１２１から指令信号に基づき二次転写ローラ用駆動部４８ａを制御して適当なタイミングで二次転写ローラ４８を中間転写ベルト４１に対して離当接させる。一方、ベルトクリーナ離当接制御回路１２４はＣＰＵ１２１から指令信号に基づきＣＢ信号をベルトクリーナ用駆動部４９ａを与えることでベルトクリーナ用駆動部４９ａを制御して適当なタイミングでクリーナブレード４９１を中間転写ベルト４１に対して離当接させる。
【００２７】
なお、図中の符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリであり、符号１２５はエンジン部Ｅを制御するための制御データやＣＰＵ１２１における演算結果などを一時的に記憶するためのＲＡＭであり、さらに符号１２６はＣＰＵ１２１で行う演算プログラムならびに後で詳述する補正情報などを記憶するＲＯＭである。
【００２８】
次に、上記のように構成された画像形成装置の動作について、まず概要動作について説明した後、本発明の特徴と密接に関連するレジスト制御動作について詳述する。
【００２９】
図３は、図１の画像形成装置における動作シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。同図に示すように、装置電源を投入した後、あるいは画像形成装置のスリープモードが解除されると、中間転写ベルト４１が回転搬送されて垂直同期用読取センサ４０から垂直同期信号ＶSYNCが間欠的に出力される。そして、垂直同期信号ＶSYNCがタイミングＶＴ1〜ＶＴ7，…で出力されるごとに、各垂直同期信号ＶSYNCを基準とし、所定回数だけ水平同期信号ＨSYNCが出力されると、水平同期信号ＨSYNCに基づく走査タイミングでレーザ光Ｌを変調しながら走査してイエロー静電潜像、シアン静電潜像、マゼンタ静電潜像およびブラック静電潜像がこの順序で繰り返して感光体２１上に形成される。また、静電潜像が形成された後、現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋのうちの一の現像器が選択的に感光体２１に当接して感光体２１上の静電潜像を顕在化し、そのトナー像を中間転写ベルト４１上に一次転写する。この一次転写処理は従来より垂直同期信号ＶSYNCの出力から所定時間だけ経過した後に開始されており、こうして各トナー像の転写開始位置を揃えることで、各トナー像のレジスト処理を行っている。
【００３０】
そして、上記一次転写処理を４色分繰り返すと、４色のトナー像が中間転写ベルト４１上で重ね合わされてカラー画像が形成される。こうしてカラー画像が得られると、二次転写ローラ４８がシートＳを挟んで中間転写ベルト４１に当接してシートＳにカラー画像を二次転写するとともに、ＣＢ信号に応じてクリーナブレード４９１が中間転写ベルト４１に当接して当該ベルト表面に残存しているトナーが除去される。このような動作が繰り返されてカラー画像が形成されたシートＳが順次標準排紙トレイに排紙される。
【００３１】
ところで、この実施形態は、垂直同期信号ＶSYNCと水平同期信号ＨSYNC（走査タイミング）とは非同期状態にあるため、従来技術と同様の問題を有しているが、この問題を次に説明するレジスト制御を採用することで解消している。
【００３２】
図４は、図１の画像形成装置におけるレジスト制御を示すフローチャートである。この画像形成装置では、垂直同期信号ＶSYNCが垂直同期用読取センサ４０からＣＰＵ１２１に出力される毎（ステップＳ１）に、ＣＰＵ１２１は以下に説明するステップＳ２〜Ｓ５を実行している。
【００３３】
まず、ステップＳ２では、垂直同期信号ＶSYNCと、水平同期用読取センサ３６から出力される水平同期信号ＨSYNCとの同期誤差時間ΔＴerrorを検出する（図５）。この同期誤差時間ΔＴerrorが取り得る値はゼロから最大、水平同期信号ＨSYNCの１周期ΔＴdotの範囲である。
【００３４】
そして、次のステップＳ３で、同期誤差時間ΔＴerrorによるレジストズレを補正するために必要なレジスト制御量Ｒaaを次式
Ｒaa＝Ｗ×ΔＴerror／ΔＴdot
ただし、Ｗは副走査方向において互いに隣接する走査線の間隔である、
に基づき求める。例えば、副走査方向における解像度が６００ｄｐｉである場合、走査線の間隔Ｗは４２．３μｍとなる。
【００３５】
また、装置環境検出センサ７によって装置内部、特に一次転写領域Ｒ1の近傍温度を計測することによって装置環境を検出する（ステップＳ４）。
【００３６】
こうして求まったレジスト制御量Ｒaaおよび装置の内部温度に対応する加減速時間をＲＯＭ１２６から読み出して加減速時間ΔＴUDVとして設定する（ステップＳ５）。この実施形態では、装置の内部温度に基づき装置内部の装置環境を低温環境（ＬＬ）、常温環境（ＮＮ）および高温環境（ＨＨ）の３段階に分けて、表１に示すように各装置環境におけるレジスト制御量Ｒaaと、感光体／ベルト駆動部４１ａの駆動源たる直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを関連付け、これらレジスト制御量Ｒaaおよび加減速時間ΔＴUDVを補正情報として予めＲＯＭ１２６に記憶している。つまり、補正情報（レジスト制御量Ｒaaおよび加減速時間ΔＴUDV）が記憶部として機能するＲＯＭ１２６にテーブル形式で記憶されている。
【００３７】
【表１】

なお、同表中の「設定乗数」とは加減速時間ΔＴUDVの間における最大加減速量ΔＶを示す乗数であり、マイナス値は一定速度Ｖcons（図６）で回転している感光体２１および中間転写ベルト４１を減速させることを意味する一方、プラス値は感光体２１および中間転写ベルト４１を加速することを意味している。また、ここでは、レジスト制御量が０である場合を除いて設定乗数の絶対値をすべて「３１」に設定して速度Ｖconsに対して約０．数パーセントだけ加減速させている。ただし、設定乗数の値はこれに限定されるものではなく、任意である。また、レジスト制御量や装置環境に応じて設定乗数を異なった値に設定してもよい。
【００３８】
また、ステップＳ２で求めたレジスト制御量Ｒaaと、直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを関連付け、補正情報として予めＲＯＭ１２６に記憶しているが、同期誤差時間ΔＴerrorと本発明の「加減速パターン」に相当する加減速時間ΔＴUDVとを関連付け、これら同期誤差時間ΔＴerrorおよび加減速時間ΔＴUDVを補正情報として予めＲＯＭ１２６に記憶するようにしてもよい。
【００３９】
上記のようにして、レジスト制御量Ｒaaに対応する加減速時間ΔＴUDVが設定されると、図６に示すように、各トナー像を一次転写するにあたって、感光体２１を所定の加減速可能期間の間に、ＣＰＵ１２１は感光体／ベルト駆動制御回路１２２に与えるクロック信号を変化させて感光体／ベルト駆動部４１ａの駆動源たる直流モータを加減速制御する（ステップＳ６）。ここで、「加減速可能期間」とは、ＶＩＤＥＯ信号がＨレベルにあり、露光処理が停止している間の期間をいう。また、この加減速可能期間において、１つ前のトナー像の一次転写処理を継続している場合があるが、この実施形態では中間転写ベルト４１は感光体２１と同期して駆動制御されるため、感光体２１および中間転写ベルト４１の加減速制御と並行して一次転写されるトナー像に乱れは生じない。
【００４０】
直流モータの加減速制御によって、一定速度Ｖconsで回転していた感光体２１および中間転写ベルト４１が加減速時間ΔＴUDVの間だけ一時的にΔＶだけ加減速され、潜像形成位置を基準潜像形成位置（予め設定されている潜像形成位置）に対して副走査方向にレジスト制御量Ｒaaだけシフト移動させる。これによって中間転写ベルト４１上でのトナー像の転写位置も副走査方向にレジスト制御量Ｒaaだけ移動する。
【００４１】
転写開始位置の補正が完了すると、ステップＳ１に戻り、次の垂直同期信号ＶSYNCが出力されるのを待ち、垂直同期信号ＶSYNCの出力とともに、上記ステップＳ２〜Ｓ６を繰り返す。
【００４２】
以上のように、この実施形態によれば、感光体２１および中間転写ベルト４１の速度を垂直同期信号ＶSYNCと水平同期信号ＨSYNC（走査タイミング）との同期誤差時間ΔＴerrorに対応して加減速制御しているので、感光体２１上へのトナー像の形成位置を副走査方向にシフト移動し、中間転写ベルト４１上でのトナー像の転写開始位置を補正することができる。そして、かかる補正によって、垂直同期信号ＶSYNCと水平同期信号ＨSYNC（走査タイミング）とが非同期であることに起因するレジストズレを抑制して高品質な画像を形成することができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、ＣＰＵ１２１から感光体／ベルト駆動制御回路１２２に与えるクロック信号を変化させて感光体／ベルト駆動部４１ａの駆動源たる直流モータを加減速制御する、いわゆる外部クロック方式で直流モータを制御している。そのため、優れた制御性で直流モータを制御することができる。というのも、外部クロック方式を採用した場合、ＣＰＵ１２１から与えるクロック信号を変更することで任意の制御波形（加減速パターン）で直流モータを制御することができるからである。より具体的には、上記実施形態では、図６に示すように矩形状の制御波形で直流モータを加減速制御しているが、例えば図７に示すように台形状や三角形状の制御波形で直流モータを加減速制御することができる。このように、同期誤差時間の大きさに応じて適切な制御波形で直流モータを制御することで、短時間で、かつ高精度に感光体２１上へのトナー像の形成位置を副走査方向にシフト移動し、中間転写ベルト４１上でのトナー像の転写開始位置を補正することができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、レジスト制御量Ｒaaと、感光体／ベルト駆動部４１ａの駆動源たる直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを関連付け、これらを補正情報として予め表１に示すようにテーブル形式でＲＯＭ１２６に記憶している。したがって、装置の個体差や設置環境などに応じてテーブル中の補正情報を最適に設定したり、随時変更することができ、装置の個体差などによる影響を緩和することができる。
【００４５】
また、レジスト制御量Ｒaaと加減速時間ΔＴUDVとを補正情報としてテーブル形式でＲＯＭ１２６に記憶しているので、レジスト制御量Ｒaaに対応する加減速時間ΔＴUDVを迅速に求めることができる（ステップＳ５）。その結果、その導出時間が演算によって求めていた従来技術に比べて短縮され、加減速可能期間を有効に利用することができる。つまり、従来技術の如く演算によって加減速時間ΔＴUDVを求める場合には加減速可能期間において演算処理に多く時間が費やされてしまい、実際に中間転写ベルト４１を加減速させるのに使用可能な時間が短くなってしまうのに対し、この実施形態によれば、導出時間が短縮されるため、加減速可能期間の多くを中間転写ベルト４１の加減速制御に利用することができる。このように導出時間による制約を抑制し、装置設計の自由度を高めることができる。
【００４６】
さらに、この実施形態では、レジスト制御量Ｒaaと直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを装置環境ごとに設定しているため、装置内の環境、特に温度が変化したとしても、装置環境の変動に追随した加減速時間ΔＴUDVが得られ、如何なる装置環境においても、レジストズレを抑制し、高品質な画像を形成することができる。なお、ここでは、装置環境のみを考慮しているが、その他の環境因子、例えば湿度をも考慮してレジスト制御量Ｒaaと直流モータの加減速時間ΔＴUDVとを環境因子ごとに設定するようにしてもよい。
【００４７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、レジスト制御量Ｒaaに応じて転写開始位置を調整するために、感光体２１と中間転写ベルト４１とを同期して加減速制御することで、感光体２１上での潜像形成位置をレジスト制御量Ｒaaに応じて副走査方向にシフト移動させている。ここで、感光体２１上での潜像形成位置をシフト移動させる方法としては、上記感光体／ベルト駆動制御以外に、露光タイミングを制御することでも可能である。そこで、感光体／ベルト駆動制御と露光タイミング制御とを組み合わせてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、感光体２１と中間転写ベルト４１とを一の直流モータによって駆動制御することで両者を同期して駆動しているが、感光体用モータを駆動源として感光体２１を駆動制御する感光体駆動部と、転写媒体用モータを駆動源として中間転写ベルト４１を駆動制御するベルト駆動部とを設け、これらの感光体駆動部とベルト駆動部とで本発明にかかる「駆動手段」を構成し、この駆動手段によって感光体２１と中間転写ベルト４１とを同期駆動するようにしてもよい。
【００４９】
また、上記のように感光体駆動部とベルト駆動部とを別個に設けた場合には、感光体２１を一定速度で回転駆動する一方、中間転写ベルト４１のうちトナー像の形成されない領域が一次転写領域Ｒ1に位置している期間（一次転写を行わない期間）において、レジスト制御量Ｒaaに基づき中間転写ベルト４１のみを加減速制御して転写開始位置を調整するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、駆動源として直流モータを用いているが、これ以外に交流モータやパルスモータなどのモータ全般を用いることができる。
【００５１】
また、上記実施形態にかかる画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートに印字するプリンタであるが、本発明は複写機やファクシミリ装置などの電子写真方式のカラー画像形成装置、つまり複数色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置全般に適用することができる。
【００５２】
また、上記実施形態では、露光ユニット３では、水平同期用読取センサ３６を設け、この水平同期用読取センサ３６から出力される水平同期信号ＨSYNCに基づき走査タイミングを決定しているが、走査タイミングの決定方法はこれに限定されるものではなく、例えば制御ユニット１内での内部クロック信号を基準に走査タイミングを決定してもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、中間転写ベルト４１の基準位置をセンサ４０で検出して垂直同期信号ＶSYNCを出力しているが、直流モータの回転軸あるいはローラ４２〜４７のいずれかのローラにロータリエンコーダを接続し、ロータリエンコーダの出力から垂直同期信号ＶSYNCを抽出するように構成してもよい。また、中間転写ベルト４１の代わりに感光体２１の基準位置をセンサで検出したり、感光体２１にロータリエンコーダを接続することによって垂直同期信号ＶSYNCを得るように構成してもよい。このようにロータリエンコーダで垂直同期信号を得る場合には、ロータリエンコーダが本発明の「垂直同期信号検出手段」として機能することとなる。
【００５４】
さらに、上記実施形態では、感光体２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト４１上に転写する転写工程を、各トナー色について実行して中間転写ベルト４１上にカラー画像を形成しているが、中間転写ベルト以外の転写媒体（転写ドラム、転写ベルト、転写シート、中間転写ドラム、中間転写シート、反射型記録シートあるいは透過性記憶シートなど）にトナー像を転写してカラー画像を形成する画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、同期誤差時間に対応して転写媒体の加減速パターンを予めテーブル形式で記憶しておき、同期誤差時間が検出されると、その検出結果に対応する加減速パターンを導き出すように構成しているので、同期誤差時間に対応する加減速パターンを迅速に求めることができる。そして、こうして求められた加減速パターンで少なくとも転写媒体を一時的に加減速制御し、同期誤差時間に起因するレジストズレを補正しているので、垂直同期信号と走査タイミングとが非同期であることに起因するレジストズレが抑制されて高品質な画像を形成することができる。また、加減速パターンの導出時間を演算によって求める従来技術に比べて導出時間を短縮することができるので、転写媒体を加減速させることができる時間を長く設定することができ、装置設計の自由度を高めることができる。
【００５６】
また、装置環境を検出する装置環境検出手段をさらに設けるとともに、装置環境ごとの補正情報を予め前記記憶部に記憶しておき、前記装置環境検出手段によって検出された装置環境に対応する同期誤差時間および加減速パターンを前記補正情報とすることによって、装置環境に適切に対応しながらレジストズレを補正することができる。したがって、このように構成された発明によれば、装置環境が変動したとしても、常にレジストズレを抑制して高品質な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示す図である。
【図３】図１の画像形成装置における動作シーケンスの一例を示すタイミングチャートである。
【図４】図１の画像形成装置におけるレジスト制御を示すフローチャートである。
【図５】垂直同期信号と水平同期信号との関係を示す図である。
【図６】この実施形態における直流モータの加減速制御の一態様を示す図である。
【図７】この実施形態における直流モータの加減速制御の他の態様を示す図である。
【図８】補正量と色ずれ量（レジストズレ）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…制御ユニット（制御手段）
２…像担持体ユニット
３…露光ユニット（露光手段）
４…転写ユニット（転写手段）
７…装置環境検出センサ
１２…エンジンコントローラ（制御手段）
２１…感光体
２３…現像部（現像手段）
２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋ…現像器（現像手段）
３６…水平同期用読取センサ
４０…垂直同期用読取センサ（垂直同期信号検出手段）
４１…中間転写ベルト（転写媒体）
４１ａ…感光体／ベルト駆動部（駆動手段）
１２１…ＣＰＵ（制御手段）
１２２…感光体／ベルト駆動制御回路
１２６…ＲＯＭ（記憶部）
ＨSYNC…水平同期信号
Ｒaa…レジスト制御量
ＶSYNC…垂直同期信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
According to the present invention, a light beam is scanned on a photoconductor at a scan timing asynchronous with the vertical sync signal with a predetermined vertical sync signal as a reference to form a toner image on the photoconductor, and the toner image is further transferred to a transfer medium The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method.
[0002]
[Prior art]
In this type of image forming apparatus, a color image is formed on a transfer medium as follows. That is, the photosensitive member and the transfer medium are rotationally driven in synchronization with each other in the sub-scanning direction. When a reference position provided on one of the photosensitive member and the transfer medium passes through the vertical synchronization reading sensor, a vertical synchronization signal is output from the sensor each time. When this vertical synchronizing signal is output, the light beam is projected onto the photoconductor in the main scanning direction substantially perpendicular to the sub-scanning direction based on the image signal input from an external device such as a host computer with reference to this vertical synchronizing signal. , Thereby forming an electrostatic latent image corresponding to the image signal on the photosensitive member.
[0003]
Further, the electrostatic latent image is developed with toner by a developing device to form a toner image, and then transferred to a transfer medium that is rotationally driven in the sub-scanning direction in synchronization with the photosensitive member. Such a transfer process is executed for each toner color (yellow, cyan, magenta, and black), and the toner images are superimposed to form a color image on the transfer medium.
[0004]
By the way, in this type of image forming apparatus, the scanning timing of the light beam is often asynchronous with the vertical synchronization signal, and a synchronization error may occur between the vertical synchronization signal and the scanning timing. In this case, the transfer position to the transfer medium is shifted by the synchronization error. For this reason, when the synchronization error varies for each toner color, the toner images are deviated from each other, that is, registration shift occurs, resulting in a decrease in image quality. In order to solve such problems, a technique for correcting a synchronization error by temporarily controlling acceleration / deceleration of a transfer medium rotating at a steady speed as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-80853 is proposed. Has been.
[0005]
More specifically, the speed of the transfer medium is temporarily controlled for acceleration and deceleration as follows. That is, in this prior art, after obtaining the color misregistration amount LE (corresponding to “registration misalignment” of the present invention) LE caused by the synchronization error,
P = (LE [μm] × 10 ^-3 ) / (VB [mm / s] x TB '[ms] x 10 ^-3 )
Accordingly, the speed correction amount P is obtained, and the transfer medium is accelerated / decelerated by the correction amount P from the steady speed VB of the transfer medium only for a predetermined time TB ′.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, the speed of the transfer medium is changed on the assumption that the color misregistration amount (registration misalignment) and the correction amount are in a proportional relationship, but the actual apparatus does not have a proportional relationship, For example, it is non-linear as shown in FIG. For this reason, if the transfer medium is corrected based on the above equation, the registration error due to the synchronization error cannot be corrected reliably, and a high-quality image cannot be obtained.
[0007]
Further, the relationship between the color misregistration amount (registration misalignment) and the correction amount is likely to vary depending on the apparatus environment. For example, as shown in the figure, the relationship is low temperature environment (LL), normal temperature environment (NN), and high temperature environment (HH). There is a big difference. Therefore, if the correction amount is uniquely calculated using the above equation, the registration error cannot be corrected appropriately when the apparatus environment changes.
[0008]
Further, when the correction amount P is obtained by calculation according to the above equation, a relatively long calculation time is required. Therefore, for example, during the limited time from the output of the belt reference signal (corresponding to the “vertical synchronization signal” of the present invention) to the start of latent image writing, the above calculation and the addition of the transfer medium based on the calculation result are performed. When performing deceleration control, the following problems become significant. In other words, since it takes time to calculate, it is necessary to shorten the time during which acceleration / deceleration control can be performed, and it is necessary to perform rapid acceleration and deceleration, and slipping or the like occurs due to such acceleration / deceleration control. The transfer medium cannot be controlled as intended, and the registration shift cannot be corrected accurately. Further, depending on the device configuration and operation sequence, it takes time for the calculation, and it may be impossible to set the time for acceleration / deceleration control. Therefore, the image forming apparatus to which the above-described conventional technology can be applied is limited, which is one of the factors that reduce the degree of freedom in apparatus design.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus and an image forming method capable of forming a high-quality image while suppressing registration displacement on a transfer medium.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the image forming apparatus and the image forming method according to the present invention, the photosensitive member and the transfer medium are rotationally driven in the sub-scanning direction, and at least the transfer medium is rotationally driven by a DC motor while the photosensitive member or the transfer medium is rotated. In addition to detecting a vertical synchronizing signal related to the above, a light beam is scanned at a scanning timing asynchronous with the vertical synchronizing signal in a main scanning direction substantially orthogonal to the sub-scanning direction based on an image signal input from the outside of the apparatus. Then, after a toner image corresponding to the image signal is formed on the photoconductor, the toner image is transferred to the transfer medium. In order to achieve the above object, the following configuration is provided.
[0011]
According to the present invention, a signal having a level different from a predetermined value is applied to a DC motor only for a predetermined acceleration / deceleration time, and acceleration / deceleration control of at least the transfer medium of the photosensitive member and the transfer medium is performed, whereby the vertical synchronization signal and the scanning timing are determined. The registration error caused by the synchronization error is corrected. Further, the registration control amount necessary for correcting the registration shift is associated with the acceleration / deceleration time for each apparatus environment, and the registration control amount and the acceleration / deceleration time associated with this for each apparatus environment are corrected information. Is stored in the storage unit. When the registration control amount and the apparatus environment are detected, an acceleration / deceleration time corresponding to the registration control amount and the apparatus environment is obtained based on the correction information, and the transfer medium is temporarily accelerated / decelerated based on the acceleration / deceleration time. A registration error caused by the synchronization error time is corrected.
[0012]
Note that “outputting a vertical synchronization signal in association with the rotation operation” means that a signal is periodically output from the vertical synchronization signal detecting means when the photosensitive member or the transfer medium rotates.
[0013]
In the invention configured as described above, the acceleration / deceleration time is stored in advance for each apparatus environment corresponding to the registration control amount. When the registration control amount and the apparatus environment are detected, the acceleration / deceleration corresponding to the detection result is detected. Time is derived. That is, the correction information is stored in the storage unit in a table format, and the acceleration / deceleration time corresponding to the registration control amount is quickly obtained according to the apparatus environment. Then, based on the acceleration / deceleration time thus obtained, the transfer medium is temporarily controlled for acceleration / deceleration, and the registration error caused by the synchronization error time is corrected. As a result, regardless of the apparatus environment, registration shift caused by the vertical synchronization signal and the scanning timing being asynchronous can be suppressed, and a high-quality image can be formed. In addition, the time for deriving the acceleration / deceleration time is shortened compared to the conventional technique obtained by calculation, and the time during which the transfer medium and the photosensitive member can be accelerated / decelerated can be set longer, increasing the degree of freedom in device design. Can do.
Further, the transfer medium and the photosensitive member may be rotationally driven in the sub-scanning direction by a single DC motor. In this case, registration shift caused by the synchronization error time can be corrected by controlling acceleration / deceleration of the transfer medium and the photosensitive member based on the correction information. As a result, regardless of the apparatus environment, registration shift caused by the vertical synchronization signal and the scanning timing being asynchronous can be suppressed, and a high-quality image can be formed. In addition, the time for deriving the acceleration / deceleration time is shortened compared to the conventional technique obtained by calculation, and the time during which the transfer medium and the photosensitive member can be accelerated / decelerated can be set longer, increasing the degree of freedom in device design. Can do.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. This image forming apparatus is an apparatus that forms a full color image by superposing four color toners of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K), and is supplied from an external device such as a host computer. When an image signal is given to the control unit (reference numeral 1 in FIG. 2), each part of the engine unit E is controlled in accordance with a command from the control unit, and an image is formed on a sheet S such as transfer paper, copy paper, or OHP sheet. An image corresponding to the signal is formed.
[0016]
In the engine unit E, a toner image can be formed on the photoconductor 21 of the image carrier unit 2. That is, the image carrier unit 2 includes a photosensitive member 21 that can rotate in the direction of the arrow in FIG. 1, and further, a charging roller 22 as a charging unit and a developing unit around the photosensitive member 21 along the rotating direction. Developing

units

23Y, 23C, 23M, and 23K, and a photoreceptor cleaner blade 24 are disposed.
[0017]
In this apparatus, after the charging roller 22 contacts the outer peripheral surface of the photoconductor 21 to uniformly charge the outer peripheral surface, the exposure unit 3 emits laser light (light beam) L toward the outer peripheral surface of the photoconductor 21. Is done. As shown in the figure, the exposure unit 3 includes a light emitting element 31 such as a semiconductor laser that is modulated and driven in accordance with an image signal. The laser light L from the light emitting element 31 is rotationally driven by a high speed motor 32. Is incident on the polygon mirror 33. The laser beam L reflected by the polygon mirror 33 scans the photoconductor 21 via the lens 34 and the mirror 35 in the main scanning direction (direction perpendicular to the paper surface of the figure) and corresponds to the image signal. An electrostatic latent image is formed. Reference numeral 36 denotes a horizontal synchronization reading sensor for obtaining a synchronization signal in the main scanning direction, that is, a horizontal synchronization signal HSYNC.
[0018]
The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing unit 23. That is, in this embodiment, as the developing unit 23, a yellow developing unit 23Y, a cyan developing unit 23C, a magenta developing unit 23M, and a black developing unit 23K are arranged along the photoconductor 21 in this order. Has been. These developing

units

23Y, 23C, 23M, and 23K are configured so as to be freely contacted and separated from the photosensitive member 21, and according to instructions from the control unit, the above four developing

units

23Y, 23C, 23M, and 23K. One of the developing devices selectively contacts the photoconductor 21 and a high voltage is applied to apply toner of the selected color to the surface of the photoconductor 21 so that an electrostatic latent image on the photoconductor 21 is applied. To manifest.
[0019]
The toner image developed by the developing unit 23 is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 41 of the transfer unit 4 in the primary transfer region R1 positioned between the black developing device 23K and the photoreceptor cleaner blade 24. Further, a photoreceptor cleaner blade 24 is disposed at a position advanced in the circumferential direction (arrow direction in FIG. 1) from the primary transfer region R1, and remains adhered to the outer peripheral surface of the photoreceptor 21 after the primary transfer. Scrape off the toner.
[0020]
Next, the configuration of the transfer unit 4 will be described. In this embodiment, the transfer unit 4 includes rollers 42 to 47, an intermediate transfer belt 41 stretched over the rollers 42 to 47, and an intermediate toner image transferred to the intermediate transfer belt 41 on the sheet S. A secondary transfer roller 48 for next transfer, and a photoconductor / belt drive unit (reference numeral 41a in FIG. 2) that rotationally drives the photoconductor 21 and the intermediate transfer belt 41 in synchronization with one DC motor as a drive source. ing. When a color image is transferred to the sheet S, the color toner images formed on the photosensitive member 21 are superimposed on the intermediate transfer belt 41 to form a color image, and the paper supply / discharge unit 6 supplies the color image. The sheet S is taken out from the cassette 61, the manual feed tray 62, or an additional cassette (not shown) by the paper portion 63 and conveyed to the secondary transfer region R2. Further, a full color image is obtained by secondary transfer of the color image to the sheet S.
[0021]
Note that toner remaining on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 41 after the secondary transfer is removed by a cleaner blade 491 provided in the belt cleaner 49. In other words, the belt cleaner 49 is disposed so as to face the roller 46 with the intermediate transfer belt 41 interposed therebetween, and the cleaner blade 491 comes into contact with the intermediate transfer belt 41 at an appropriate timing and remains on the outer peripheral surface thereof. Scrape off the toner.
[0022]
A sensor 40 for detecting the reference position of the intermediate transfer belt 41 is disposed in the vicinity of the roller 43, and obtains a synchronization signal in the sub-scanning direction substantially perpendicular to the main scanning direction, that is, a vertical synchronization signal VSYNC. Functions as a vertical synchronization reading sensor.
[0023]
The sheet S on which the toner image has been transferred by the transfer unit 4 as described above is downstream of the secondary transfer region R2 along a predetermined paper feed path (two-dot chain line) by the paper feed unit 63 of the paper feed / discharge unit 6. The toner image on the sheet S conveyed to the fixing unit 5 disposed on the side is fixed to the sheet S. Then, the sheet S is further conveyed along the paper feed path to the paper discharge unit 64 and then discharged to the standard paper discharge tray.
[0024]
Next, the electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. 1 will be described with reference to FIG. In this image forming apparatus, when an image signal is given to the main controller 11 of the control unit 1 from an external device such as a host computer, the engine controller 12 responds to a command from the CPU 111 of the main controller 11 as shown in FIG. An image corresponding to the image signal is formed on the sheet S by controlling each part of the constructed engine part E.
[0025]
This engine controller 12 has a CPU 121, and as an input signal from the engine section E, a horizontal synchronization signal HSYNC from the horizontal synchronization read sensor 36, a vertical synchronization signal VSYNC from the vertical synchronization read sensor 40, and a fixing unit. A temperature signal indicating the fixing temperature from a temperature sensor 51 provided at 5 and a device environment from the device environment detection sensor 7 disposed in the vicinity of the photosensitive member 21 (or transfer unit 4), particularly in the vicinity of the primary transfer region R1. Each receives a signal indicating temperature. Further, based on these input signals and various information, the CPU 121 gives a clock signal to the photoconductor / belt drive control circuit 122. The photoconductor / belt drive control circuit 122 drives and controls the photoconductor / belt drive unit 41a, in particular, a DC motor, based on a given clock signal, and rotationally drives the photoconductor 21 and the intermediate transfer belt 41 in synchronization. The rotation speed of the photosensitive member 21 and the conveyance speed V of the intermediate transfer belt 41 are controlled to be accelerated / decelerated. Thus, in the present embodiment, acceleration / deceleration control of the DC motor is performed by a so-called external clock system.
[0026]
In addition to the photoconductor / belt drive control circuit 122, the engine controller 12 further includes a transfer roller separation / contact control circuit 123 and a belt cleaner separation / contact control circuit 124 as dedicated control circuits for controlling the transfer unit 4. I have. The transfer roller separation / contact control circuit 123 controls the secondary transfer roller drive unit 48a based on a command signal from the CPU 121 to bring the secondary transfer roller 48 into contact with the intermediate transfer belt 41 at an appropriate timing. On the other hand, the belt cleaner separation / contact control circuit 124 gives a CB signal to the belt cleaner drive unit 49a based on a command signal from the CPU 121 to control the belt cleaner drive unit 49a, and intermediately transfers the cleaner blade 491 at an appropriate timing. The belt 41 is separated and abutted.
[0027]
Reference numeral 113 in the figure denotes an image memory provided in the main controller 11 for storing an image given from an external device such as a host computer via the interface 112, and reference numeral 125 controls the engine unit E. Is a RAM for temporarily storing control data for the CPU 121 and calculation results in the CPU 121. Reference numeral 126 is a ROM for storing a calculation program executed by the CPU 121 and correction information described in detail later.
[0028]
Next, an outline of the operation of the image forming apparatus configured as described above will be described first, and then a registration control operation closely related to the features of the present invention will be described in detail.
[0029]
FIG. 3 is a timing chart showing an example of an operation sequence in the image forming apparatus of FIG. As shown in the figure, after the apparatus power is turned on or when the sleep mode of the image forming apparatus is released, the intermediate transfer belt 41 is rotated and conveyed, and the vertical synchronization signal VSYNC is intermittently transmitted from the vertical synchronization reading sensor 40. Is output. Each time the vertical synchronization signal VSYNC is output at timings VT1 to VT7,..., When the horizontal synchronization signal HSYNC is output a predetermined number of times with reference to each vertical synchronization signal VSYNC, the scanning timing based on the horizontal synchronization signal HSYNC. Then, scanning is performed while modulating the laser beam L, and a yellow electrostatic latent image, a cyan electrostatic latent image, a magenta electrostatic latent image, and a black electrostatic latent image are repeatedly formed on the photoconductor 21 in this order. Further, after the electrostatic latent image is formed, one of the developing

units

23Y, 23C, 23M, and 23K selectively comes into contact with the photosensitive member 21 to reveal the electrostatic latent image on the photosensitive member 21. The toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 41. The primary transfer process is started after a predetermined time has elapsed from the output of the vertical synchronization signal VSYNC, and the toner image registration process is performed by aligning the transfer start positions of the toner images.
[0030]
When the primary transfer process is repeated for four colors, the four color toner images are superimposed on the intermediate transfer belt 41 to form a color image. When a color image is obtained in this way, the secondary transfer roller 48 contacts the intermediate transfer belt 41 with the sheet S interposed therebetween, and the color image is secondarily transferred to the sheet S, and the cleaner blade 491 receives the intermediate transfer according to the CB signal. The toner remaining on the belt surface in contact with the belt 41 is removed. The sheet S on which the color image is formed by repeating such an operation is sequentially discharged to the standard discharge tray.
[0031]
In this embodiment, the vertical synchronization signal VSYNC and the horizontal synchronization signal HSYNC (scanning timing) are in an asynchronous state. Therefore, this embodiment has the same problem as the prior art. It is solved by adopting.
[0032]
FIG. 4 is a flowchart showing registration control in the image forming apparatus of FIG. In this image forming apparatus, every time the vertical synchronization signal VSYNC is output from the vertical synchronization reading sensor 40 to the CPU 121 (step S1), the CPU 121 executes steps S2 to S5 described below.
[0033]
First, in step S2, a synchronization error time ΔTerror between the vertical synchronization signal VSYNC and the horizontal synchronization signal HSYNC output from the horizontal synchronization reading sensor 36 is detected (FIG. 5). The synchronization error time ΔTerror can take a value from zero to the maximum, which is in the range of one period ΔTdot of the horizontal synchronization signal HSYNC.
[0034]
In the next step S3, the registration control amount Raa necessary for correcting the registration error due to the synchronization error time ΔTerror is expressed by the following equation.
Raa = W × ΔTerror / ΔTdot
Where W is the interval between adjacent scanning lines in the sub-scanning direction.
Based on For example, when the resolution in the sub-scanning direction is 600 dpi, the scanning line interval W is 42.3 μm.
[0035]
Further, the apparatus environment is detected by measuring the temperature inside the apparatus, particularly in the vicinity of the primary transfer region R1, by the apparatus environment detection sensor 7 (step S4).
[0036]
The acceleration / deceleration time corresponding to the registration control amount Raa thus determined and the internal temperature of the apparatus is read from the ROM 126 and set as the acceleration / deceleration time ΔTUDV (step S5). In this embodiment, the device environment inside the device is divided into three stages of a low temperature environment (LL), a normal temperature environment (NN), and a high temperature environment (HH) based on the internal temperature of the device. Is associated with the acceleration / deceleration time ΔTUDV of the DC motor that is the driving source of the photoconductor / belt drive unit 41a, and the registration control amount Raa and the acceleration / deceleration time ΔTUDV are stored in advance in the ROM 126 as correction information. . That is, the correction information (registration control amount Raa and acceleration / deceleration time ΔTUDV) is stored in a table format in the ROM 126 functioning as a storage unit.
[0037]
[Table 1]

The “set multiplier” in the table is a multiplier indicating the maximum acceleration / deceleration amount ΔV during the acceleration / deceleration time ΔTUDV, and the negative value is the photosensitive member 21 rotating at a constant speed Vcons (FIG. 6) and the middle. The positive value means that the photosensitive belt 21 and the intermediate transfer belt 41 are accelerated while the transfer belt 41 is decelerated. Here, except for the case where the registration control amount is 0, the absolute values of the set multipliers are all set to “31”, and the speed Vcons is about 0. It is accelerating / decelerating by several percent. However, the value of the setting multiplier is not limited to this, and is arbitrary. Further, the set multiplier may be set to a different value depending on the registration control amount and the apparatus environment.
[0038]
Further, the registration control amount Raa obtained in step S2 and the acceleration / deceleration time ΔTUDV of the DC motor are associated with each other and stored in advance in the ROM 126 as correction information. The corresponding acceleration / deceleration time ΔTUDV may be associated, and the synchronization error time ΔTerror and the acceleration / deceleration time ΔTUDV may be stored in advance in the ROM 126 as correction information.
[0039]
As described above, when the acceleration / deceleration time ΔTUDV corresponding to the registration control amount Raa is set, as shown in FIG. 6, when the toner images are primarily transferred, the photosensitive member 21 is kept in a predetermined acceleration / deceleration period. In the meantime, the CPU 121 changes the clock signal supplied to the photoconductor / belt drive control circuit 122 to control acceleration / deceleration of the DC motor as the drive source of the photoconductor / belt drive unit 41a (step S6). Here, the “acceleration / deceleration possible period” refers to a period during which the VIDEO signal is at the H level and the exposure process is stopped. In this acceleration / deceleration period, the primary transfer process of the previous toner image may be continued. In this embodiment, the intermediate transfer belt 41 is driven and controlled in synchronization with the photosensitive member 21. The toner image primarily transferred in parallel with the acceleration / deceleration control of the photosensitive member 21 and the intermediate transfer belt 41 is not disturbed.
[0040]
By the acceleration / deceleration control of the DC motor, the photosensitive member 21 and the intermediate transfer belt 41 rotating at the constant speed Vcons are temporarily accelerated / decelerated by ΔV only during the acceleration / deceleration time ΔTUDV, and the latent image formation position is set as the reference latent image formation. The position is shifted by the registration control amount Raa in the sub-scanning direction with respect to the position (preset latent image forming position). As a result, the transfer position of the toner image on the intermediate transfer belt 41 is also moved by the registration control amount Raa in the sub-scanning direction.
[0041]
When the correction of the transfer start position is completed, the process returns to step S1, waits for the next vertical synchronization signal VSYNC to be output, and repeats steps S2 to S6 together with the output of the vertical synchronization signal VSYNC.
[0042]
As described above, according to this embodiment, the speeds of the photosensitive member 21 and the intermediate transfer belt 41 are subjected to acceleration / deceleration control corresponding to the synchronization error time ΔTerror between the vertical synchronization signal VSYNC and the horizontal synchronization signal HSYNC (scanning timing). Therefore, the toner image formation position on the photoconductor 21 can be shifted in the sub-scanning direction to correct the toner image transfer start position on the intermediate transfer belt 41. With this correction, it is possible to form a high-quality image by suppressing registration shift caused by the asynchronousness of the vertical synchronization signal VSYNC and the horizontal synchronization signal HSYNC (scanning timing).
[0043]
Further, in the above-described embodiment, the clock signal supplied from the CPU 121 to the photoconductor / belt drive control circuit 122 is changed to control acceleration / deceleration of the DC motor that is the drive source of the photoconductor / belt drive unit 41a. The motor is controlled. Therefore, the DC motor can be controlled with excellent controllability. This is because when the external clock method is employed, the DC motor can be controlled with an arbitrary control waveform (acceleration / deceleration pattern) by changing the clock signal supplied from the CPU 121. More specifically, in the above embodiment, the acceleration / deceleration control of the DC motor is performed with a rectangular control waveform as shown in FIG. 6, but for example with a trapezoidal or triangular control waveform as shown in FIG. The DC motor can be controlled for acceleration / deceleration. In this way, by controlling the DC motor with an appropriate control waveform in accordance with the size of the synchronization error time, the toner image formation position on the photosensitive member 21 can be set in the sub-scanning direction in a short time and with high accuracy. By shifting, the transfer start position of the toner image on the intermediate transfer belt 41 can be corrected.
[0044]
In the above-described embodiment, the registration control amount Raa is associated with the acceleration / deceleration time ΔTUDV of the DC motor that is the driving source of the photoconductor / belt driving unit 41a, and these are corrected in a table format as shown in Table 1 in advance. It is stored in the ROM 126. Therefore, the correction information in the table can be optimally set or changed as needed according to individual differences between devices or installation environments, and the influence of individual differences among devices can be mitigated.
[0045]
Further, since the registration control amount Raa and the acceleration / deceleration time ΔTUDV are stored in the ROM 126 as correction information in the table format, the acceleration / deceleration time ΔTUDV corresponding to the registration control amount Raa can be quickly obtained (step S5). As a result, the derivation time is shortened compared to the prior art which has been obtained by calculation, and the acceleration / deceleration possible period can be used effectively. That is, when the acceleration / deceleration time ΔTUDV is obtained by calculation as in the prior art, a large amount of time is spent on the calculation process in the acceleration / deceleration possible period, and the time that can be used to actually accelerate / decelerate the intermediate transfer belt 41. However, according to this embodiment, since the derivation time is shortened, most of the acceleration / deceleration possible period can be used for acceleration / deceleration control of the intermediate transfer belt 41. In this way, restrictions due to the derivation time can be suppressed and the degree of freedom in device design can be increased.
[0046]
Furthermore, in this embodiment, since the registration control amount Raa and the DC motor acceleration / deceleration time ΔTUDV are set for each apparatus environment, even if the environment in the apparatus, in particular, the temperature changes, the apparatus environment follows the fluctuation of the apparatus environment. The acceleration / deceleration time ΔTUDV is obtained, and in any apparatus environment, registration shift can be suppressed and a high-quality image can be formed. Here, only the device environment is considered, but other environmental factors such as humidity are also considered, and the resist control amount Raa and the DC motor acceleration / deceleration time ΔTUDV are set for each environmental factor. Also good.
[0047]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, in order to adjust the transfer start position according to the registration control amount Raa, the latent image on the photosensitive member 21 is controlled by controlling the acceleration and deceleration of the photosensitive member 21 and the intermediate transfer belt 41 in synchronization. The image forming position is shifted in the sub-scanning direction according to the resist control amount Raa. Here, as a method of shifting the latent image forming position on the photoconductor 21, it is possible to control the exposure timing in addition to the photoconductor / belt drive control. Therefore, the photoconductor / belt drive control and the exposure timing control may be combined.
[0048]
In the above embodiment, the photosensitive member 21 and the intermediate transfer belt 41 are driven and controlled by a single DC motor so as to be driven in synchronization with each other. However, the photosensitive member 21 is driven by using the photosensitive member motor as a driving source. A photosensitive member driving unit that controls driving and a belt driving unit that controls driving of the intermediate transfer belt 41 using a transfer medium motor as a driving source are provided. The photosensitive member 21 and the intermediate transfer belt 41 may be driven synchronously by this driving means.
[0049]
Further, when the photosensitive member driving unit and the belt driving unit are provided separately as described above, the photosensitive member 21 is driven to rotate at a constant speed, while the region where no toner image is formed in the intermediate transfer belt 41 is primary. During the period in which the transfer region R1 is located (the period in which primary transfer is not performed), only the intermediate transfer belt 41 may be controlled to accelerate and decelerate based on the registration control amount Raa to adjust the transfer start position.
[0050]
In the above embodiment, a direct current motor is used as a drive source. However, other motors such as an alternating current motor and a pulse motor can be used.
[0051]
The image forming apparatus according to the above embodiment is a printer that prints an image given from an external device such as a host computer via an interface 112 on a sheet such as copy paper, transfer paper, paper, and an OHP transparent sheet. However, the present invention can be applied to electrophotographic color image forming apparatuses such as copying machines and facsimile machines, that is, image forming apparatuses in general that form a color image by superposing a plurality of color toners.
[0052]
In the above-described embodiment, the exposure unit 3 is provided with the horizontal synchronization reading sensor 36, and the scanning timing is determined based on the horizontal synchronization signal HSYNC output from the horizontal synchronization reading sensor 36. The determination method is not limited to this. For example, the scanning timing may be determined based on an internal clock signal in the control unit 1.
[0053]
In the above embodiment, the reference position of the intermediate transfer belt 41 is detected by the sensor 40 and the vertical synchronization signal VSYNC is output. However, the rotary encoder is connected to the rotary shaft of the DC motor or any of the rollers 42 to 47. And the vertical synchronization signal VSYNC may be extracted from the output of the rotary encoder. Further, instead of the intermediate transfer belt 41, a vertical synchronization signal VSYNC may be obtained by detecting a reference position of the photoconductor 21 with a sensor or connecting a rotary encoder to the photoconductor 21. In this way, when the vertical synchronization signal is obtained by the rotary encoder, the rotary encoder functions as the “vertical synchronization signal detecting means” of the present invention.
[0054]
Further, in the above embodiment, a color image is formed on the intermediate transfer belt 41 by performing a transfer process for transferring the toner image formed on the photosensitive member 21 onto the intermediate transfer belt 41 for each toner color. However, the toner image is transferred to a transfer medium other than the intermediate transfer belt (transfer drum, transfer belt, transfer sheet, intermediate transfer drum, intermediate transfer sheet, reflective recording sheet, or transmissive storage sheet) to form a color image. The present invention can also be applied to an image forming apparatus.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the acceleration / deceleration pattern of the transfer medium is stored in advance in a table format corresponding to the synchronization error time, and when the synchronization error time is detected, the addition corresponding to the detection result is performed. Since the deceleration pattern is derived, the acceleration / deceleration pattern corresponding to the synchronization error time can be quickly obtained. Then, at least the transfer medium is temporarily accelerated / decelerated with the acceleration / deceleration pattern thus obtained, and the registration error caused by the synchronization error time is corrected, so that the vertical synchronization signal and the scanning timing are asynchronous. The resulting resist misregistration can be suppressed and a high quality image can be formed. In addition, the derivation time of the acceleration / deceleration pattern can be shortened as compared with the conventional technique in which the derivation time of the acceleration / deceleration pattern is obtained by calculation. Can be increased.
[0056]
In addition, device environment detection means for detecting the device environment is further provided, correction information for each device environment is stored in the storage unit in advance, and a synchronization error time corresponding to the device environment detected by the device environment detection means is stored. Also, by using the acceleration / deceleration pattern as the correction information, it is possible to correct the registration error while appropriately dealing with the apparatus environment. Therefore, according to the invention configured as described above, even when the apparatus environment fluctuates, it is possible to always suppress registration shift and form a high-quality image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an electrical configuration of the image forming apparatus in FIG.
3 is a timing chart illustrating an example of an operation sequence in the image forming apparatus of FIG.
4 is a flowchart showing registration control in the image forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal.
FIG. 6 is a diagram showing an aspect of acceleration / deceleration control of a DC motor in this embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing another aspect of acceleration / deceleration control of the DC motor in this embodiment.
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a correction amount and a color misregistration amount (registration deviation).
[Explanation of symbols]
1 ... Control unit (control means)
2 ... Image carrier unit
3. Exposure unit (exposure means)
4. Transfer unit (transfer means)
7 ... Device environment detection sensor
12 ... Engine controller (control means)
21 ... Photoconductor
23. Developing section (developing means)
23Y, 23C, 23M, 23K ... developing device (developing means)
36 ... Reading sensor for horizontal synchronization
40. Vertical synchronization reading sensor (vertical synchronization signal detecting means)
41. Intermediate transfer belt (transfer medium)
41a ... Photoconductor / belt drive section (drive means)
121 ... CPU (control means)
122. Photoconductor / belt drive control circuit
126 ... ROM (storage unit)
HSYNC: Horizontal sync signal
Raa ... resist control amount
VSYNC: Vertical synchronization signal

Claims

A photosensitive member and a transfer medium that are rotatable in a sub-scanning direction; a driving unit that rotates the photosensitive member and the transfer medium in the sub-scanning direction; and at least the transfer medium is rotated by a DC motor ; and the photosensitive member Or a vertical synchronization signal detecting means for outputting a vertical synchronization signal in association with the rotation operation of the transfer medium, and a light beam in a main scanning direction substantially orthogonal to the sub-scanning direction based on an image signal input from outside the apparatus. Exposing means for forming an electrostatic latent image corresponding to the image signal on the photosensitive member by scanning at a scanning timing asynchronous with the vertical synchronizing signal, and developing the electrostatic latent image on the photosensitive member. An image forming apparatus comprising: a developing unit that forms a toner image; and a transfer unit that transfers the toner image on the photoconductor to the transfer medium.
Only a predetermined acceleration / deceleration time is applied to the DC motor with a signal having a level different from a predetermined value, and the transfer medium is temporarily controlled for acceleration / deceleration, thereby causing a registration error caused by a synchronization error between the vertical synchronization signal and the scanning timing. Control means for correcting
A device environment detecting means for detecting the device environment;
The control means associates the acceleration / deceleration time for each apparatus environment with a registration control amount required for correcting a registration shift caused by a synchronization error between the vertical synchronization signal and the scanning timing, and the registration control amount On the other hand, a storage unit that stores in advance the acceleration / deceleration time associated with each apparatus environment as correction information is provided, and based on the correction information, the actually detected registration control amount and the detection of the apparatus environment detection means An image forming apparatus, wherein the transfer medium is subjected to acceleration / deceleration control based on an acceleration / deceleration time determined in accordance with a result.

The driving means rotationally drives the photoreceptor separately from the transfer medium by a photoreceptor motor different from the DC motor,
The control means controls the direct current motor in accordance with a resist control amount to control acceleration / deceleration of the transfer medium relative to the photosensitive member, and determines a transfer start position of the toner image on the transfer medium. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the registration deviation is corrected by correcting in the sub-scanning direction.

The drive means rotationally drives the photoreceptor by the DC motor,
The control means controls the DC motor in accordance with the registration control amount to temporarily control acceleration / deceleration of the transfer medium and the photoconductor, and sets a toner image formation position on the photoconductor to the sub-image. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the registration error is corrected by shifting in the scanning direction.

While the transfer medium is rotationally driven in the sub-scanning direction by the DC motor and the photosensitive member is rotationally driven in the sub-scanning direction by the photoconductor motor, a vertical synchronization signal related to the rotation operation of the photoconductor or the transfer medium is detected. In addition, based on an image signal input from the outside of the apparatus, the image signal is scanned on the photoconductor by scanning a light beam in a main scanning direction substantially orthogonal to the sub-scanning direction at a scanning timing asynchronous with the vertical synchronizing signal. In an image forming method of forming a toner image corresponding to the above and then transferring the toner image to the transfer medium,
A signal having a level different from a predetermined value during a predetermined acceleration / deceleration time is applied to the DC motor to temporarily accelerate / decelerate the transfer medium, thereby eliminating a registration shift caused by a synchronization error between the vertical synchronization signal and the scanning timing. A correction process to correct,
A device environment detection step for detecting the device environment;
A detection step of detecting a registration control amount necessary for correcting a registration shift caused by a synchronization error between the vertical synchronization signal and the scanning timing;
The acceleration / deceleration time is associated for each apparatus environment with a registration control amount required for correcting a registration shift caused by a synchronization error between the vertical synchronization signal and the scanning timing, and the registration control amount is associated with the apparatus. A storage step of storing the acceleration / deceleration time associated with each environment in advance as correction information,
In the correction step, based on the correction information, the transfer medium is transferred from the photosensitive member to the photosensitive member based on an actually detected registration control amount and an acceleration / deceleration time obtained corresponding to a detection result of the apparatus environment detection step. images forming method characterized by correcting the registration deviation relative acceleration and deceleration control to Te.

While the transfer medium and the photoconductor are rotated in the sub-scanning direction by a DC motor, a vertical synchronization signal related to the rotation operation of the photoconductor or the transfer medium is detected, and an image signal input from the outside of the apparatus is detected. A toner image corresponding to the image signal is formed on the photosensitive member by scanning a light beam in a main scanning direction substantially orthogonal to the sub-scanning direction at a scanning timing asynchronous with the vertical synchronizing signal, In an image forming method for transferring a toner image to the transfer medium,
A signal having a level different from a predetermined value during a predetermined acceleration / deceleration time is applied to the DC motor to temporarily accelerate / decelerate the transfer medium, thereby eliminating a registration shift caused by a synchronization error between the vertical synchronization signal and the scanning timing. A correction process to correct,
A device environment detection step for detecting the device environment;
A detection step of detecting a registration control amount necessary for correcting a registration shift caused by a synchronization error between the vertical synchronization signal and the scanning timing;
The acceleration / deceleration time is associated for each apparatus environment with a registration control amount required for correcting a registration shift caused by a synchronization error between the vertical synchronization signal and the scanning timing, and the registration control amount is associated with the apparatus. A storage step of storing the acceleration / deceleration time associated with each environment in advance as correction information,
The correcting step applies a signal having a level different from a predetermined value only for a predetermined acceleration / deceleration time to the DC motor to temporarily accelerate / decelerate the transfer medium and the photoconductor, and based on the correction information, And correcting the registration shift by controlling the acceleration and deceleration of the transfer medium and the photosensitive member based on the detected acceleration control amount and the acceleration / deceleration time obtained corresponding to the detection result of the apparatus environment detection step. An image forming method.