JP2002258546A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
時間を短くする。 【解決手段】 ここで、光学センサのスポット径をr
(mm)、サンプリング周期をTs(s)、サンプリン
グ数をN(個)、プロセススピードをVp(mm/
s)、パッチSの移動方向の大きさ(長さ)をA(m
m)とすると、これらの値を、A≧r+Ts×(N−
1)×Vp、を満足するように設定する必要がある。パ
ッチSの大きさAを、プロセススピードVpが遅いほ
ど、小さくして、最短の時間で画像濃度制御を行うこと
ができるようにする。例えば、r=4、Ts=0.0
1、N=10の場合、Vp=100mm/sのとき(図
3(a))、A=17(=13+4)とし、Vp=50
mm/sのとき(図3(b))、A=12.5(=8.
5+4)とする。
Description
リンタ等の画像形成装置に関する。
C、Y、Bkを備えた4色フルカラーの画像形成装置の
概略構成を示す。それぞれの感光ドラム11M、11
C、11Y、11Bk上に形成されたマゼンタ、シア
ン、イエロー、ブラックの各色のトナー像は、搬送ベル
ト30上に担持された記録材P上に、各転写ニップ部T
において、順次に転写されて記録材P上で重ね合わされ
る。その後、記録材Pは、定着器40によって加熱、加
圧されて表面に4色のトナー像が定着される。
形成装置は、使用する環境の変化、プリント枚数(画像
形成枚数)等の諸条件によって、画像濃度が変動する
と、本来の正しい色調が得られなくなってしまう。
用のトナー像(パッチ)を感光ドラム又は搬送ベルト上
などに試験的にそれぞれ作製し、これらのパッチの光学
特性を光学センサで検知し、これを露光量、現像バイア
ス等の像形成条件にフイードバックする画像濃度制御を
行うことで安定した画像を得ていた。
30の回転方向に沿っての画像形成ユニットBkの下流
側に、光学センサ21を配設して、パッチの濃度を検出
するようにしている。
録材Pとして、普通紙の外に、厚紙やトランスペアレン
シーといったものも用いられる。この場合、定着性、透
過性を確保するために、定着スピード(定着時の記録材
Pの搬送速度)を普通紙のときの1/2や1/3に低下
させる方法がしばしばとられる。ところが、図1に示す
画像形成装置のように、最終の転写位置(ブラックの画
像形成ユニットBkにおける転写ニップ部T)から定着
器40までの距離が、記録材Pの搬送方向長さよりも短
い場合には定着だけでなく、帯電、現像、転写といった
すべてのスピードを落とす必要がある。つまりプロセス
スピードを落とすことが必要となる。このような方法に
おいてはプロセススピードが変わるとプロセス条件の最
適値が変わってしまうため、それぞれのプロセススピー
ドにおいて前記画像濃度制御を行って常に最適なプロセ
ス条件でプリントできるようにしている。
たように、プロセススピードを落としたときの画像濃度
制御は制御時間が長いという問題点があった。一般に、
画像濃度制御は画像形成装置の電源が投入された場合
や、スリープ状態からの復帰時等のユーザーがすぐにプ
リントを行いたい場合に行うことが多い。したがって、
できるだけ画像濃度制御に要する時間を短くするのが好
ましい。
であり、プロセススピードを落としたときの画像濃度制
御の制御時間を短縮するようにした画像形成装置を提供
することを目的とするものである。
めの請求項1に係る本発明は、所定部材上に濃度検出用
のトナー像を形成し、このトナー像の濃度を濃度検出手
段によって検出し、その検出結果に基づいて画像形成条
件を制御する画像形成装置において、前記所定部材の移
動速度が、複数の移動速度に切り替え可能であり、前記
所定部材の移動速度に応じて前記濃度検出用のトナー像
についての移動方向の長さを変更する、ことを特徴とす
る。
の画像形成装置において、前記所定部材の移動速度が遅
いほど、前記濃度検出用のトナー像についての移動方向
の長さを短くする、ことを特徴とする。
の移動方向に沿って複数の濃度検出用のトナー像を形成
し、このトナー像の濃度を濃度検出手段によって検出
し、その検出結果に基づいて画像形成条件を制御する画
像形成装置において、前記所定部材の移動速度が、複数
の移動速度に切り替え可能であり、前記所定部材の移動
速度に応じて前記複数の濃度検出用のトナー像の間隔を
変更する、ことを特徴とする。
の画像形成装置において、前記所定部材の移動速度が遅
いほど、前記複数の濃度検出用のトナー像の間隔を短く
する、ことを特徴とする。
いずれかに記載の画像形成装置において、前記所定部材
は、表面にトナー像が形成される像担持体である、こと
を特徴とする。
いずれかに記載の画像形成装置において、前記所定部材
は、像担持体表面に形成されたトナー像が転写される中
間転写体である、ことを特徴とする。
いずれかに記載の画像形成装置において、前記所定部材
は、前記像担持体上に形成されたトナー像が転写される
記録材を担持搬送する搬送部材である、ことを特徴とす
る。
いずれかに記載の画像形成装置において、前記所定部材
は、搬送部材によって担持搬送されて像担持体上のトナ
ー像が転写される記録材である、ことを特徴とする。
施の形態について説明する。
ススピードに応じて検知用のトナー像の大きさを変える
ことを特徴とする。
を示す。同図に示す画像形成装置は、4ドラム方式の電
子写真方式のフルカラーの画像形成装置である。
成ユニット、すなわちマゼンタ、シアン、イエロー、ブ
ラックの各色の画像形成ユニットM、C、Y、Bkを備
えている。そして、これらの画像形成ユニットM、C、
Y、Bkを縦貫するようにして、記録材搬送手段である
搬送ベルト(搬送部材)30が配設されている。各画像
形成ユニットM、C、Y、Bkには、それぞれ静電潜像
担持体としての円筒型の電子写真感光体(以下「感光ド
ラム」という。)11M、11C、11Y、11Bk
が、矢印a方向へ回転可能に支持されている。感光ドラ
ム11M、11C、11Y、11Bkは、例えば、円筒
状の、アルミニウムなどの導電性基体の外周面に、感光
層としてOPC(有機光半導体)を設けたものを使用す
ることができる。
1Bkの周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯
電手段としての一次帯電器12M、12C、12Y、1
2Bk、露光手段としての露光器13M、13C、13
Y、13Bk、現像手段としての現像器14M、14
C、14Y、14Bk、転写手段としての転写ローラ1
5M、15C、15Y、15Bk、クリーニング手段と
してのクリーニング器16M、16C、16Y、16B
kが配設されている。
Bkは、それぞれ感光ドラム11M、11C、11Y、
11Bkと所定の間隔を持って配設されており、感光ド
ラム11M、11C、11Y、11Bk表面を所定の極
性・電位に均一に帯電するものである。
としては、例えば、レーザ露光器が使用される。露光器
13M、13C、13Y、13Bkは、帯電後の感光ド
ラム11M、11C、11Y、11Bk表面を画像情報
に応じて露光して静電潜像を形成するものである。
は、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラック色
のトナーを収納した現像容器14aと、感光ドラム11
M、11C、11Y、11Bkに対向配置されて感光ド
ラム11M、11C、11Y、11Bk上の静電潜像に
トナーを付着させる現像スリーブ14bとを有してい
る。
ローラ32とに掛け渡された無端状のベルトであり、感
光ドラム11M、11C、11Y、11Bkに下方から
当接するように配置されている。搬送ベルト30は、そ
の表面に、給紙カセット(不図示)に収納されて供給ロ
ーラ20によって供給された紙等の記録材Pを担持し、
駆動ローラ31により、矢印b方向に移動(回転駆動)
される。これにより、感光ドラム11M、11C、11
Y、11Bkと搬送ベルト30表面との間には、転写ニ
ップ部Tが形成される。
Bkは、搬送ベルト30の移動方向(矢印b方向)の上
流側から順に各感光ドラム11M、11C、11Y、1
1Bkとの間に搬送ベルト30を挟むようにして各転写
位置に配設されている。
16Bkは、トナー像転写後に感光ドラム11M、11
C、11Y、11Bk上に残ったトナー(転写残トナ
ー)等を除去して感光ドラム11M、11C、11Y、
11Bkの表面を清掃するものである。
傍において、搬送ベルト30表面に対向するように配置
されている。ベルトクリーナ33は、搬送ベルト30表
面に付着した不要なトナー等を除去して搬送ベルト30
表面を清掃するものである。
画像形成ユニットBkのさらに下流側には、定着手段と
しての定着器40が配設されている。定着器40は、定
着ローラ41と、この定着ローラ41に下方から押圧さ
れた加圧ローラ42とを有しており、両ローラの間に定
着ニップ部を形成している。
作について、画像形成ユニットMを例にして説明する。
によって矢印a方向に回転駆動され、その表面が、一次
帯電器12Mにより所定の極性・電位に均一に帯電され
る。その後、露光器13Mにより画像情報に応じた露光
が行われて、その画像情報に対応した静電潜像が形成さ
れる。現像器14Mは、マイナス帯電したマゼンタ色の
トナーを用いて静電潜像にトナーを付着させて、静電潜
像をトナー像として現像する。こうして感光ドラム11
M表面に形成されたトナー像は、このトナー像に同期す
るようにして供給ローラ20から供給された記録材P
に、転写ローラ15Mによって転写される。トナー像転
写後の感光ドラム11Mは、記録材Pに転写されないで
感光ドラムM表面に残ったトナーがクリーニング器16
Mによって除去され、次の画像形成に供される。
ユニットM以外の他の3色の画像形成ユニットC、Y、
Bkについても所定のタイミングで行う。これにより、
各画像形成ユニットM、C、Y、Bkにおいて感光ドラ
ム11M、11C、11Y、11Bk上に形成されたト
ナー像は、搬送ベルト30表面に担持されて移動する記
録材P上に、順次に重ね合わされる。なお、フルカラー
モードの場合は、記録材Pに対してマゼンタ、シアン、
イエロー、ブラックの順で転写され、また、単色や、2
〜3色モードの場合も同様にこの順で、必要な色のトナ
ーが記録材P上に多重転写される。
ルト30によって定着器40に搬送される。そして、定
着ニップ部Nを通過する際に、定着ローラ41、加圧ロ
ーラ42によって加熱、加圧されて、表面に4色のトナ
ー像が定着される。これにより、4色フルカラーの画像
が形成される。
た搬送ベルト30は、ベルトクリーナ33によってその
表面が清掃される。
形成装置は、使用する環境の変化、プリント枚数(画像
形成枚数)等の諸条件によって、画像濃度が変動する
と、本来の正しい色調が得られなくなってしまう。
用のトナー像(パッチ)を感光ドラム又は搬送ベルト上
などに試験的にそれぞれ作製し、これらのパッチの光学
特性を光学センサ(濃度検知手段)で検知し、これを露
光量、現像バイアス等の像形成条件にフイードバックす
る画像濃度制御を行うことで安定した画像を得ていた。
30の回転方向に沿っての画像形成ユニットBkの下流
側に、光学センサ21を配設して、パッチの濃度を検出
するようにしている。光学センサ21は、図2に示すよ
うに、LEDなどの発光素子22と、フォトダイオー
ド、CdSなどの受光素子23と、これらを支持するホ
ルダ24とを有している。例えば、搬送ベルト30上に
パッチSを作製した場合は、発光素子22からの光をパ
ッチSに照射し、そこからの反射光を受光素子23で受
けることによりパッチSの光学特性を測定する。ここ
で、光学特性とは、濃度、反射率、又は反射率から推定
されるトナー量等が考えられる。
録材Pとして、普通紙の外に、厚紙やトランスペアレン
シーといったものも用いられる。この場合、定着性、透
過性を確保するために、定着スピード(定着時の記録材
Pの搬送速度)を普通紙のときの1/2や1/3に低下
させる方法がしばしばとられる。ところが、図1に示す
画像形成装置のように、最終の転写位置(ブラックの画
像形成ユニットBkにおける転写ニップ部T)から定着
器40までの距離が、記録材Pの搬送方向長さよりも短
い場合には定着だけでなく、帯電、現像、転写といった
すべてのスピードを落とす必要がある。つまりプロセス
スピードを落とすことが必要となる。このような方法に
おいてはプロセススピードが変わるとプロセス条件の最
適値が変わってしまうためそれぞれのプロセススピード
において前記画像濃度制御を行って常に最適なプロセス
条件でプリントできるようにしている。
ドを落としたときの画像濃度制御は制御時間が長いとい
う問題点があった。一般に、画像濃度制御は画像形成装
置の電源が投入された場合や、スリープ状態からの復帰
時等のユーザーがすぐにプリントを行いたい場合に行う
ことが多い。したがって、できるだけ画像濃度制御に要
する時間を短くするのが好ましい。
ードを落としたときの画像濃度制御の制御時間を以下の
ようにして短縮している。
じて、濃度検知用のトナー像(以下適宜「パッチS」と
いう。)の大きさを変えるようにしている。画像濃度制
御においてパッチSの大きさを決定する主な要因は、光
学センサ21のスポット径、サンプリング周期、サンプ
リング数、及びパッチSを作製する際のプロセススピー
ドである。
ススピードは、搬送ベルト30の走行速度に該当する。
光学センサ21のスポット径及びサンプリング周期は、
光学センサ21の特性に依存する。ここで、光学センサ
21のスポット径をr(mm)、サンプリング周期をT
s(s)、サンプリング数をN(個)、プロセススピー
ドをVp(mm/s)、パッチSの移動方向(搬送ベル
ト30の移動方向)の大きさ(長さ)をA(mm)とす
ると、これらの値を次式(1)を満足するように設定す
る必要がある。
ードVpに依存する。したがって、プロセススピードV
pに応じて、常にパッチSの大きさを最小値に設定する
ことによりプロセススピードVpを落とした場合にも最
短の時間で画像濃度制御を行うことができる。
は、各色について順次に現像バイアスを変えた8個のパ
ッチSを搬送ベルト30の移動方向に沿って作製し、そ
れぞれのパッチSの濃度を光学センサ21で検知し、最
適な現像バイアスを選択するものである。ここで、光学
センサ21は、図2に示したものと同様のものを用い
た。この光学センサ21は、スポット径r=4mm、サ
ンプリング周期Ts=0.01sが最適であり、またサ
ンプリング数Nは10個に設定した。なお、本実施の形
態では、プロセススピードVpは100mm/sと50
mm/sの2種類が用意されている。
/sの場合の画像濃度制御で用いられるパッチSを図3
(a)に示す。なお、矢印bは、搬送ベルト30の搬送
方向を示している。この場合、パッチSの大きさAは1
7mmに設定した。これは、上式(1)から検知に必要
な最小値は13(=4+0.01×9×100)mmと
算出されるが、現像特性によりパッチSのエッジ部のト
ナー量が増加してしまうのでパッチSのうちの上側の2
mmと下側の2mmとは、測定対象外にするため、これ
らの部分の4mmを追加して17mmに設定したもので
ある。また、2個の隣接するパッチS間の間隔は5mm
に設定した。これは、現像バイアスを切り替えるために
必要な時間を確保するためである。したがって、1色の
画像濃度制御には171(=17×8+5×7)mmを
使用し、1.71sでこの制御を行っている。これを、
マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの4色について
行うため全色の画像濃度制御に必要な時間は6.84
(=1.71×4)sである。
sの場合の画像濃度制御で用いられるパッチSを図3
(b)に示す。この場合には、パッチSの大きさは1
2.5mmに設定した。これも先に説明したのと同様に
検知に必要な最小値8.5mmとパッチSの上側と下側
のそれぞれ2mmを加えた数値である。また、隣接する
パッチS間の間隔は5mmに設定した。これより、画像
濃度制御には135mmを使用し、2.7sでこの制御
を行っている。したがって、全色の画像濃度制御に必要
な時間は10.8sである。これに対して、パッチSの
大きさAを、プロセススピードVpが100mm/sの
ときと同じにすると、1色当たり171mmを使用し、
3.42sを使うため、全色の画像濃度制御に必要な時
間は13.68sである。したがって、本実施の形態に
よれば制御時間を2.88(=13.68−10.8)
s短縮することができた。
変化させて濃度の異なる8個のパッチSを形成したが、
帯電バイアス、画像パターン等を変化させても同様であ
る。また、現像バイアスを変化させて画像濃度制御を行
った後にさらに画像パターンを変化させて画像濃度制御
を行うといった複数回の画像濃度制御を行う場合には、
一層、効果がある。
にパッチSを形成し画像濃度制御を行ったが、これに代
えて感光ドラム11M、11C、11Y、11Bk上や
記録材P上で画像濃度制御を行ってもほぼ同様の効果を
あげることができる。
画像形成装置の構成は、上述の実施の形態1の画像形成
装置の構成と同じである。したがって、画像形成装置の
構成及び動作についての説明は省略し、以下では、異な
る点を主に説明する。
応じて、隣接するパッチS間の間隔を変更することを特
徴とする。
現像バイアスや帯電バイアスなどを変えた複数のパッチ
Sを作製する。この場合、バイアスが切り替わり、安定
するまでの時間が必要なため隣接するパッチSの間につ
いて所定の間隔を設けてパッチSを作製する。ここで、
隣接する2個のパッチS間の間隔をB(mm)、バイア
スが切り替わり安定するまでの時間をT(s)、プロセ
ススピードをVp(mm/s)とすると、各値を次式
(2)を満足するように設定する必要がある。
は、高圧電源・回路の特性に依存し、プロセススピード
Vpにかかわらず一定の時間が必要となる。したがっ
て、2個のパッチSの間の間隔Bの最小値はプロセスス
ピードVpに依存する。したがって、プロセススピード
Vpに応じて、常にパッチSの間隔Bを最小値に設定す
ることにより、プロセススピードVpを落とした場合に
も最短の時間で画像濃度制御を行うことができる。
態1と同様、画像濃度制御は、各色について順次に現像
バイアスを変えた8個のパッチSを搬送ベルト30上に
形成し、それぞれの濃度を光学センサ21で検知し、最
適な現像バイアスを選択するものである。ここで、光学
センサ21は図2に示したものと同様のものを用いた。
この光学センサ21は、スポット径r=4mm、サンプ
リング周期Ts=0.01sが最適であり、またサンプ
リング数Nは10個に設定した。
ドは100mm/sと50mm/sの2種類が用意され
ている。
の場合の画像濃度制御で用いられるパッチSを図4
(a)に示す。パッチSの大きさAは17mmに設定し
た。また、パッチSの間隔Bは5mmに設定した。これ
は、現像バイアスを切り替えるために必要な時間が0.
05sであったからである。したがって、1色の画像濃
度制御には171mmを使用し、1.71sでこの制御
を行っている。これを、4色について行うため全色の画
像濃度制御に必要な時間は6.84sである。
場合の画像濃度制御で用いられるパッチSを図4(b)
に示す。この場合も、パッチSの大きさAは17mmに
設定した。ここで、パッチSの間隔は2.5mmに設定
した。これは、現像バイアスを切り替えるために必要な
時間が0.05sであったからである。これにより、画
像濃度制御には153.5mmを使用し、3.07sで
この制御を行っている。したがって、全色の画像濃度制
御に必要な時間は12.28sである。これに対して、
パッチSをプロセススピードVpが100mm/sのと
きと同じ大きさで行うと、1色当たり171mmを使用
し、3.42sを使うため、全色の画像濃度制御に必要
な時間は13.68sである。したがって、本実施の形
態によれば制御時間を1.4s短縮することができた。
変化させてパッチSを作製したが、帯電バイアス、画像
パターン等を変化させても同様である。また、現像バイ
アスを変化させて画像濃度制御を行った後にさらに画像
パターンを変化させて画像濃度制御を行うといった複数
回の画像濃度制御を行う場合には、一層、効果がある。
1と併用して行えば、さらに効果がある。
度を2段階に切り替える例について説明したが、搬送ベ
ルト30の移動速度は、2段階に限らず、3段階以上に
切り替えるようにしてもよい。この場合には、移動速度
が遅くなるほど、パッチSの大きさAを小さくしたり、
2個のパッチSの間の間隔Bを狭めるようにしたりす
る。
にパッチSを作製して画像濃度制御を行ったが、これに
代えて感光ドラム11M、11C、11Y、11Bk上
や記録材P上で画像濃度制御を行っても同様の効果があ
る。さらに画像形成装置が、感光ドラム11M、11
C、11Y、11Bk上のトナー像が一旦転写される中
間転写ベルトや中間転写ドラム等の中間転写体を備える
場合には、これらの中間転写体上にパッチSを作製し、
このパッチSの濃度を検出するようにしてもよい。
所定部材の移動速度に応じて濃度検出用のトナー像につ
いての移動方向の長さを変更することにより、トナー像
の濃度を検出するのに要する時間を変更することができ
る。例えば、所定部材の移動速度が遅いほど、濃度検出
用のトナー像についての移動方向の長さを短くするとき
は、濃度検出に要する時間を短くすることができる。
数の濃度検出用のトナー像の間隔を変更することによ
り、トナー像の濃度を検出するのに要する時間を変更す
ることができる。例えば、所定部材の移動速度が遅いほ
ど、複数の濃度検出用のトナー像の間隔を短くするとき
は、濃度検出に要する時間を短くすることができる。
転写体、トナー像が転写される記録材を担持搬送する搬
送部材、搬送部材によって担持搬送されて像担持体上の
トナー像が転写される記録材などがあげられる。
断面図である。
縦断面図である。
移動速度が速いときの濃度検出用のトナー像(パッチ)
を示す図である。(b)は実施の形態1において、搬送
ベルトの移動速度が遅いときの濃度検出用のトナー像
(パッチ)を示す図である。
移動速度が速いときの濃度検出用のトナー像(パッチ)
を示す図である。(b)は実施の形態2において、搬送
ベルトの移動速度が遅いときの濃度検出用のトナー像
(パッチ)を示す図である。
ム) 21 濃度検出手段(光学センサ) 30 搬送部材(搬送ベルト) A 濃度検出用のトナー像の移動方向の長さ B 複数の濃度検出用のトナー像の間隔 P 記録材 S 濃度検出用のトナー像(パッチ)
Claims (8)
- 【請求項1】 所定部材上に濃度検出用のトナー像を形
成し、このトナー像の濃度を濃度検出手段によって検出
し、その検出結果に基づいて画像形成条件を制御する画
像形成装置において、 前記所定部材の移動速度が、複数の移動速度に切り替え
可能であり、 前記所定部材の移動速度に応じて前記濃度検出用のトナ
ー像についての移動方向の長さを変更する、 ことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 前記所定部材の移動速度が遅いほど、前
記濃度検出用のトナー像についての移動方向の長さを短
くする、 ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 【請求項3】 所定部材上にその移動方向に沿って複数
の濃度検出用のトナー像を形成し、このトナー像の濃度
を濃度検出手段によって検出し、その検出結果に基づい
て画像形成条件を制御する画像形成装置において、 前記所定部材の移動速度が、複数の移動速度に切り替え
可能であり、 前記所定部材の移動速度に応じて前記複数の濃度検出用
のトナー像の間隔を変更する、ことを特徴とする画像形
成装置。 - 【請求項4】 前記所定部材の移動速度が遅いほど、前
記複数の濃度検出用のトナー像の間隔を短くする、 ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 【請求項5】 前記所定部材は、表面にトナー像が形成
される像担持体である、 ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の画像
形成装置。 - 【請求項6】 前記所定部材は、像担持体表面に形成さ
れたトナー像が転写される中間転写体である、 ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の画像
形成装置。 - 【請求項7】 前記所定部材は、前記像担持体上に形成
されたトナー像が転写される記録材を担持搬送する搬送
部材である、 ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の画像
形成装置。 - 【請求項8】 前記所定部材は、搬送部材によって担持
搬送されて像担持体上のトナー像が転写される記録材で
ある、 ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の画像
形成装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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