JP2004117734A - Image forming apparatus and its control method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式を利用して画像形成を行う画像形成装置、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ等が備える画像形成装置における自動調整に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
温度、湿度などの日ごとに変化する外部環境、画像形成による画像形成装置内で発生する熱、画像形成に関する消費材の消費、画像形成媒体の個体差、などによって調整を必要とする画像形成条件の自動調整機能を有する画像形成装置において、自動調整のタイミングは画像形成前のタイミング(以下、第一のタイミング)と、画像形成中、または画像形成後のタイミング(以下、第二のタイミング)とがある。第一のタイミングでは、湿度、温度などの画像形成装置の外部環境変化、画像形成装置の消費材交換などによる画像形成条件の変化を検出し、自動調整を行う。第二のタイミングでは、ある一定枚数の画像形成後に画像形成条件の自動調整を行う。
【0003】
また、画像形成装置は画像形成の精度、画像形成媒体の変化に柔軟に対応できるよう、複数の画像形成速度をもっている。例えば、通常の画像形成速度である第一の速度と、それより低速な、1/2速、1/4速などの第二の速度である。前記画像形成速度は形成する画像ページ毎に切替え可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
また、自動調整のうち、前記画像形成時の速度と駆動系を一にするものがあり、それらの自動調整時間は画像形成速度に影響を受ける。例えば、既に画像形成中の第二のタイミングにおける自動調整の場合、自動調整を行う画像形成速度は、その直前までの画像形成速度に依存している。一方、画像形成前の第一のタイミングにおける自動調整は、画像形成前である為、第一の速度で自動調整を行っている。
【0005】
第一の速度での画像形成中に第二のタイミングでの自動調整が入る場合、第一のタイミングと同じ占有時間で自動調整は完了する。
【0006】
ところが、第二の速度での画像形成中に第二のタイミングでの自動調整が入る場合、その自動調整は第二の速度で行われることになり、第一速度での第二タイミングでの自動調整よりも多くの時間を占有してしまう。つまり、第一の速度、第二の速度のそれぞれにおいて、自動調整の内容は同一であるに関わらず、自動調整直前の画像形成の画像形成速度に依存していた。
【0007】
本発明はかかる問題点に鑑みなされたものであり、画像形成中に発生する画像形成条件の自動調整手段の実行において、直前の画像形成速度に依存することなく、自動調整手段固有の基準速度をもつことで、画像形成条件の調整を最適な時間内に完了させることが可能な画像形成装置及びその制御方法を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、例えば本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。
【0009】
所定電位に帯電した像担持体表面を、記録すべき画像データに基づいて露光走査することで静電潜像を生成し、当該静電潜像をトナーによって可視化し、記録媒体に転写、定着させることで画像を形成し、且つ、前記像担持体の動作速度を変えることで少なくとも2つの画像形成速度を有する画像形成装置において、
使用状況の変化に対応する為の画像形成条件調整手段と、
前記画像形成条件調整手段による調整動作を実行するタイミングを検出する調整タイミング検出手段と、
該調整タイミング検出手段によって、複数枚の画像形成動作の途中で、画像形成条件の調整タイミングが検出された場合、当該画像形成中における画像形成速度を示す情報を待避し、所定の形成速度で画像形成条件調整手段による調整を行わせ、当該調整が完了したとき、待避した画像形成速度に復帰し、画像形成動作を継続する制御手段とを備える。
【0010】
また、上記の目的を達成する為に、本発明に係る実施態様に従う画像形成装置は、像担持体表面を所定電位に均一に帯電する帯電手段と、光照射によって像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段と、像担持体表面に形成された静電潜像をトナーによって可視化し、トナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を中間転写体もしくは転写材に転写する転写手段と、前記帯電手段、前記現像手段及び前記転写手段に所定の電圧を印加する電圧印加手段とを有し、使用状況の変化に対応する為の画像形成条件調整手段と、前記画像形成条件調整手段による調整動作を実行するタイミングを検出する調整タイミング検出手段と、前記像担持体の動作速度を少なくとも二つ以上に切替えることができる画像形成速度切替え手段と、前記画像形成速度切替え手段で切替え可能な速度のうち、前記画像形成条件調整手段により調整動作を行う基準速度を記憶する記憶手段とを備え、画像形成動作の間に、前記調整タイミング検出手段により、調整タイミングが検出された場合、現在の画像形成速度が前記基準速度と異なるときには、前記画像形成速度切替え手段により、前記基準速度に切替えることを特徴とする。
【0011】
また、前記画像形成条件調整手段の実行完了時に継続する画像の画像形成速度は、前記継続する画像の精度、画像形成媒体に依存し、必ずしも前記画像形成条件調整手段前の画像形成速度に依存するものではないことを特徴とする。
【0012】
また、前記調整タイミング検出手段による調整タイミングが、連続する画像形成の途中に発生する場合、既に画像形成装置内に給紙されている紙については、全て画像形成、排紙を行う。それ以降画像について、画像形成、給紙を中止する。画像形成が中止されている間に、前記画像形成条件調整手段による調整動作を実行し、調整完了後、再度画像形成、給紙を再開することを特徴とする。
【0013】
また、前記画像形成条件のひとつは、トナー濃度であり、前記トナー濃度を検出する濃度検出手段と、前記検出結果に基づき、トナー濃度の調整手段を備えることを特徴とする。
【0014】
また、前記画像形成条件のひとつは、像担持体の電流であり、前記電流量を検出する手段と、前期検出結果に基づき、前記電流量の調整手段を有することを特徴とする。
【0015】
また、前記画像形成条件のひとつは、転写ローラの電流であり、前記転写ローラの電流量を検出する手段を有し、前期検出結果に基づき、前記電流量の調整手段を有することを特徴とする。
【0016】
また、前記画像形成条件のひとつは、走査線の傾き、位置であり、前記走査線の傾き、位置を検出する検出手段を有し、前期検出結果に基づき、前期走査線の傾き、位置の調整手段を有することを特徴とする。
【0017】
また、前記画像形成条件のひとつは、画像の濃度階調であり、前記画像濃度を検出する手段を有し、前期検出結果に基づき、前記濃度階調の調整手段を有することを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
【0019】
図1は実施形態で適用する画像形成装置の断面図である。本実施形態の画像形成装置は電子写真方式の印刷装置とする。ただし、複写機、ファクシミリ等に適用しても構わないので、これによって本願発明が限定されるものではない。
【0020】
図中、1は画像形成装置であり、大別して、画像形成部(4つのステーションa、b、c、dが並設されており、その構成そのものは同一である)、給紙部、中間転写部、搬送部、定着ユニット、操作部、そして、制御ユニットから構成される。
【0021】
次に、個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部は次に述べるような構成になっている。像担持体としての感光ドラム11a、11b、11c、11dがその中心で軸支され、矢印方向に不図示の駆動モータによって回転駆動される。感光ドラム11a〜11dの外周面に対向してその回転方向にローラ帯電器12a、12b、12c、12d、スキャナー13a、13b、13c、13d、現像装置14a、14b、14c、14dが配置されている。ローラ帯電器12a〜12dにおいて感光ドラム11a〜11dの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いでスキャナー13a〜13dにより、記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザービームなどの光線を感光ドラム11a〜11d上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった4色の現像剤(トナー)をそれぞれ収納した現像装置14a〜14dによって上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を中間転写体30に転写する。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。
【0022】
次に、給紙部は、記録材Pを収納する部分と、記録材(OHPシートや記録紙等)Pを搬送するためのローラ、記録材Pの通過を検知するためのセンサ、記録材Pの有無を検知するためのセンサ、記録材Pを搬送路に沿って搬送させるためのガイド(不図示)から構成される。21a、21b、21c、21dはカセット、27は手差しトレイ、28はデッキであり、記録材Pを収納する。22a、22b、22c、22dは、カセット21a〜21dから記録材Pを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラである。ピックアップローラ22a〜22dでは、複数枚の記録材Pが送り出されることがあるが、BCローラ23a、23b、23c、23dによって確実に一枚だけ分離される。BCローラ23a〜23dによって一枚だけ分離された記録材Pは、さらに引き抜きローラ24a〜24d、レジ前ローラ26によって搬送され、レジストローラ25まで搬送される。また、手差しトレイ27に収納された記録材Pは、BCローラ29によって一枚分離され、レジ前ローラ26によってレジストローラ25まで搬送される。また、デッキ28に収納された記録材Pは、ピックアップローラ60によって給紙ローラ61まで複数枚搬送され、給紙ローラ61によって一枚だけ確実に分離され、引き抜きローラ62まで搬送される。さらに記録材Pはレジ前ローラ26によってレジストローラ25まで搬送される。
【0023】
中間転写ユニットについて詳細に説明する。30は中間転写ベルトであり、その材料として例えば、PET[ポリエチレンテレフタレート]やPVdF[ポリフッ化ビニリデン]などが用いられる。32は中間転写ベルト30に駆動を伝達する駆動ローラであり、ばね(不図示)の付勢によって中間転写ベルト30に適度な張力を与えるテンションローラ33、中間転写ベルトを挟んで二次転写領域を形成する従動ローラ34によって支持されている。駆動ローラ32は金属ローラの表面に数mm厚のゴム(ウレタンまたはクロロプレン)をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ32はステッピングモータ(不図示)によって回転駆動される。各感光ドラム11a〜11dと中間転写ベルト30が対向する位置の、中間転写ベルト30の裏には、トナー像を中間転写ベルト30に転写するための高圧が印可されている一次転写ローラ35a〜35dが配置されている。従動ローラ34に対向して二次転写ローラ36が配置され、中間転写ベルト30とのニップによって二次転写領域を形成する。二次転写ローラ36は中間転写体に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト30上、二次転写領域の下流には中間転写ベルト30の画像形成面をクリーニングするためのクリーニング装置50が配され、前記クリーニング装置50は、クリーナーブレード51(材質としては、ポリウレタンゴムなどが用いられる)および廃トナーを収納する廃トナーボックス52から成る。また、中間転写ベルトに近接して、画像濃度を検出するパッチセンサ77が設置されている。
【0024】
定着ユニット40は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ41aとそのローラに加圧される41b(このローラにも熱源を備える場合もある)、上記ローラ対から排出されてきた記録材Pを搬送する内排紙ローラ44から成る。
【0025】
一方、レジストローラまで搬送された記録材Pは、レジストローラよりも上流のローラの回転駆動を止めて一旦停止させ、画像形成部の画像形成タイミングに合わせてレジストローラ25を含む上流のローラの回転駆動が再開される。記録材Pは後述の二次転写領域へ送り出される。二次転写領域において画像が転写され、定着ユニット40において画像が定着された記録材Pは、内排紙ローラ44を通過した後、切り替えフラッパー73によって、搬送先が切り替えられる。切り替えフラッパー73がフェイスアップ排紙側にある場合は、記録材Pは外排紙ローラ45によってフェイスアップ排紙トレイ2に排出される。一方、切り替えフラッパー73がフェイスダウン排紙側にある場合は、記録材Pは反転ローラ72a、72b、72cの方向へ搬送され、フェイスダウン排紙トレイ3へ排出される。また、シートの両面に画像を形成する場合は、フェイスダウン排紙トレイ3方向へシートを搬送し、シート材Pの後端が反転位置Rに到達したら停止し、両面ローラ74a〜74dの方向へ反転ローラの回転方向を逆転して搬送する。その後、カセット21a〜21dからシートを搬送する場合と同様に、シート材Pを画像形成部へ搬送する。なお、記録材Pの搬送路には、記録材Pの通過を検知するために複数のセンサが配置されており、給紙リトライセンサ64a、64b、64c、64d、デッキ給紙センサ65、デッキ引き抜きセンサ66、レジストセンサ67、内排紙センサ68、フェイスダウン排紙センサ69、両面プレレジセンサ70、両面再給紙センサ71、等がある。また、記録材Pを収納するカセット21a〜21dには、記録材Pの有無を検知するカセット紙ありなしセンサ63a、63b、63c、63dが配置され、手差しトレイ27には手差しトレイ27上の記録材Pの有無を検知する手差しトレイ紙ありなしセンサ76が配置され、デッキ28にはデッキ28内の記録材Pの有無を検知するデッキ紙ありなしセンサ75が配置されている。
【0026】
操作部4は、画像形成装置1の上面に配置されており、記録材Pの収納された給紙部(給紙カセット21a〜21d、手差しトレイ27、デッキ28)の選択、排紙トレイ(フェイスアップトレイ2、フェイスダウントレイ3)の選択、タブ紙束の指定等が可能である。
【0027】
また、図示において1000は制御ユニットであって、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板や、モータドライブ基板などから成る。
【0028】
図9に実施形態の制御ユニット1000の概略構成ブロックと、図1に示したプリンタエンジンとの接続関係を示す。図示において、90は本装置全体の制御を司るCPU、91はCPU90の処理手順(プログラム)やフォントデータ等を記憶しているROMである。92はCPU90のワークエリアとして使用されるRAMであり、受信した印刷データに基づくイメージデータもここに展開される。また、このRAM92には、1つのジョブで画像形成している枚数をカウントするカウンタ領域、及び、後述するトナー濃度基準値Nを保持する領域が設けられている。
【0029】
93はホストコンピュータと接続するためのインタフェースである。このインタフェースは如何なるものでも構わないが、例えば本装置がネットワークプリンタとして機能するのであればネットワークインタフェースとなる。94は各種設定を行うためのボタンや簡単な表示装置(液晶表示器等)を搭載する操作パネルである。95はA/D変換器であり、プリンタエンジン(図1参照)に設けられた各種センサ群の信号をデジタルデータに変換する処理を行う。このセンサ群の中には、後述するインダクタンスセンサも含まれる。96はプリンタエンジンに搭載されている各種モータを駆動する信号を生成するドライバである。97はプリンタエンジンとの通信を行うためのインタフェース(エンジンインタフェース)であり、印刷用のビデオ信号もこのインタフェースを介してプリンタエンジンに出力される。98はプリンタエンジンであり、上記A/D変換器95へ信号を出力するセンサ群、ドライバ96による駆動信号で動作するモータ群、及び、受信した画像データ(ビデオ信号)に基づいて画像形成を行う画像形成部を含んでいる。
【0030】
次に装置の動作に即して説明を加える。一例として、カセット21aから記録材Pを搬送する場合を説明するが、勿論、他の給紙源でも構わない。
【0031】
なお、実施形態では、インタフェース93を介して受信した印刷データは一旦RAM92に格納され、1ページ分のデータが格納されたとき、メイン処理に画像形成動作開始信号を発するタスクが動作しているものとして説明する。但し、複写機に適用した場合、この画像形成動作開始信号は、例えばADF等から未読原稿をスキャンする際に発生する信号、ADFがなければ複写スタートキーの押下信号にすれば良いであろう。
【0032】
さて、図画像形成動作開始信号が発せられてから所定時間経過後、まずピックアップローラ22aにより、カセット21aから転写材Pが一枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ23によって転写材Pが引き抜きローラ24a、レジ前ローラ26を経由して、レジストローラ25まで搬送される。その時レジストローラ25は停止されており、紙先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラは回転を始める。この回転時期は、転写材Pと画像形成部より中間転写ベルト上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域においてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。
【0033】
一方、画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト30の回転方向において一番上流にある感光ドラム11d上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された転写ローラ35dによって一次転写領域において中間転写ベルト30に一次転写される。一次転写されたトナー像は次の一次転写領域まで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上に画像先端を合わせて次のトナー像が転写される事になる。以下も同様の工程が繰り返され、結局4色のトナー像が中間転写ベルト31上において一次転写される。
【0034】
その後記録材Pが二次転写領域に進入、中間転写ベルト31に接触すると、記録材Pの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ36に、高電圧が印加される。そして前述したプロセスにより中間転写ベルト上に形成された4色のトナー画像が記録材Pの表面に転写される。その後記録材Pは定着ローラニップ部まで案内される。そしてローラ対41a、41bの熱及びニップの圧力によってトナー画像が紙表面に定着される。その後、切り替えフラッパーの切り替え方向に応じて、フェイスアップ排紙トレイ2またはフェイスダウントレイ3に排出される。
【0035】
次に、使用状況の変化に対応するために調整する画像形成条件のうち、トナー濃度の調整を例として、本実施形態の要点である、画像形成中の画像形成条件の調整について説明する。
【0036】
まず、トナー濃度調整機構について説明する。一般に、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置が具備する現像装置には、トナー粒子とキャリア粒子を主成分とした二成分現像剤が用いられる。特に、フルカラーやマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置においては、殆どの現像装置が二成分現像剤を使用している。周知のように、この二成分現像剤のトナー濃度(すなわち、キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子重量の割合)は画像品質を安定化させる上で極めて重要な要素となっている。このため、二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検知手段と、検知された信号に応じて現像装置へトナーの補給を行わせる制御手段とから構成されたトナー濃度調整装置(ATR)を設け、二成分現像剤のトナー濃度を一定に保つようにしている。
【0037】
上記二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検知手段として、二成分現像剤に光を照射し、その反射光量を受光してトナー濃度を検知する光学反射光量検知方式のトナー濃度検知センサや、二成分現像剤のインダクタンスを検知してトナー濃度を検出するインダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサなどが用いられている。
【0038】
現像装置の14a〜14dのうち、14aの概略図を図2に示す。14c〜14dについても同構成である。実施形態では、インダクタンス検知方式のトナー濃度検知を説明することとする。
【0039】
現像装置100は感光体、誘電体などの像担持体106に対向して配置されており、その内部は垂直方向に延在する隔壁103によって現像室(第一室)101と攪拌室(第二室)102とに区画されている。隔壁103の上方部は開放されており、現像室101で余分となった二成分現像剤が攪拌室102側に回収されるようになっている。現像室101及び攪拌室102には本例では非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が収容されている。
【0040】
上記現像室101及び攪拌室102にはそれぞれスクリュータイプの第一及び第二の現像剤攪拌・搬送手段107、108が配置されている。第一の攪拌・搬送手段107は現像室101内の現像剤を攪拌搬送し、また、第二の攪拌・搬送手段102は、トナー補給槽(不図示)からこの攪拌・搬送手段108の上流側の上部に設けられたトナー補給口を介して供給されるトナーと既に攪拌室102内にある現像剤とを攪拌搬送し、トナー濃度を均一化する。図2から明瞭なように、隔壁103の両端部には現像室101と攪拌室102とを相互に連通させる現像剤通路が形成されており、上記攪拌・搬送手段101、102の搬送力により、現像によってトナーが消費されてトナー濃度の低下した現像室101内の現像剤が一方の通路から攪拌室102内へ移動し、攪拌室102内でトナー濃度の回復した現像剤が他方の通路から現像室101内へ移動するように構成されている。
【0041】
上記現像室101は像担持体106に対面した現像領域に相当する位置が開口しており、この開口部110に一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ104が回転可能に配置されている。現像スリーブ104は非磁性材料で構成され、現像動作時には図示矢印方向に回転し、その内部には、磁界発生手段である磁石105が固定されている。現像スリーブ104はブレードによって層厚規制された二成分現像剤の層を担持搬送し、像担持体106と対向する現像領域で現像剤を像担持体106の潜像に付着させて現像する。現像効率、即ち潜像へのトナーの付与率を向上させる為に、現像スリーブ104には直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。
【0042】
インダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサは二成分現像剤のインダクタンスの変化を検知するものであるから、インダクタンスの変化が安定して検知できる現像装置の側面や底面の現像剤の流れや圧縮の一定な場所に設置する必要がある。また、トナー濃度の変動を検知するものであるから、現像室101の下流側に設置しなければならない。それ故、通常は現像室101の下流側の現像装置の底面にインダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサ(インダクタンスヘッド)109を設置し、二成分現像剤のトナー量の変化に応じて変化するインダクタンスを検知し、トナー濃度を検知している。
【0043】
次に、トナー濃度調整における第一、第二、第三のトナー濃度調整について説明を行う。図3はインダクタンスセンサとトナー補給動作の一連の関係(図9におけるプリンタエンジンにおけるセンサ群と、制御コントローラとの関係でもある)を示している。
【0044】
まず、トナー濃度調整の初期化について説明を行う。トナー濃度調整においては、トナー濃度の変動量の基準値及び、インダクタンスセンサのブレの補正が必要である。トナー濃度の基準値は予めメモリ154(RAM92の「N」)に保持されている。現像装置100が工場出荷時、または交換により新規に取り付けられた場合、現像装置100内のトナー濃度は最適な比率となっている。現像装置が新規である判定は、現像装置に付随する不図示のメモリタグに書き込まれた使用回数から判断可能である。画像形成装置の動作開始時、現像装置100が新規のものであると判断される場合、現像装置はインダクタンスセンサのブレの補正を行う。現像装置100のトナー濃度は最適な状態である為、予めメモリ154上に保持しているトナー濃度の基準値と同値とならなければならない。
【0045】
例えば、トナー濃度基準値がNである場合にインダクタンスセンサの検出値がN±10である場合、値Nに対して、インダクタンスセンサのブレ量は±10であると判断される。従って、これ以降のインダクタンスセンサの検出値を±10で補正する、又はインダクタンスセンサ自体の調整を行うことで、センサ検出値の調整を行う。
【0046】
次に、第一のトナー濃度調整を図3に即して説明する。
【0047】
画像形成動作が開始され、現像スリーブ104及び第一、第二の現像剤攪拌手段107、108が回転を開始すると、インダクタンスセンサ(151)はトナー濃度を検出する。インダクタンスセンサ (151)によって検知される現像器内のトナー濃度は必要に応じて増幅された後、アナログーデジタル変換機(A/D変換器)152によってデジタル信号に変換されて演算回路153に送られる。演算回路153では入力信号を基準値と比較してその差分をとり、この差分よりトナー濃度の変動量を算出し、この変動量を表すトナー濃度変動量信号をトナー補給回路155に送る。トナー補給回路155はトナー補給槽の駆動手段を換算された補給時間だけ駆動して所定量のトナー補給を行う。図4は上記一連の関連を表したタイミングチャートである。チャートに示すとおり、前記第一の濃度調整は画像形成の都度、実行される。
【0048】
次に第二のトナー濃度調整手段について説明する。
【0049】
トナー粒子とキャリア粒子を主成分とした二成分現像剤において、長時間の電圧印加により、トナーの劣化が発生することがある。その結果、インダクタンスセンサ検知によるトナー粒子とキャリア粒子の比が不正確になる。例えば、トナーの劣化が発生しない場合のインダクタンスセンサの検出値がXであるとする。この状態で該トナーが使用されないまま、長時間の電圧印加が発生し、トナーの劣化が発生する場合、インダクタンスセンサの検出は値X±10のように変動する。この変動から、実際の画像ではトナー濃度が低下しているに関わらず、前記第一のトナー濃度調整手段によれば、インダクタンスセンサ検出値からの演算結果でトナー補給は不要と誤判断されることがある。
【0050】
このような状態を防止する為、第二のトナー濃度調整として、所定のタイミングで、中間転写ベルト30上に形成したパッチ状の参照画像のトナー濃度を検出してトナーが過補給であったのか、補給不足であったのかを判断し、この判断に基づいて前記インダクタンスセンサの基準値Nを補正する機能を設けている。
【0051】
図5は前記第二のトナー濃度調整の処理手順を示している。以下、同図に従ってこの処理手順を説明する。
【0052】
画像形成要求(ステップS161)が発生するたびに、画像形成処理(ステップS162)を行い、その枚数をRAM92のカウンタに格納・更新し、画像形成枚数が前記第二のトナー濃度調整を行うべき所定枚数に達しているかを判定する(ステップS163)。画像形成枚数が所定枚数に達していない場合は画像形成を継続する。
【0053】
一方、画像形成枚数が所定枚数以上の場合、すなわち、第二のトナー調整タイミングになったと判断した場合、その時点での画像形成速度に関する情報をRAM92に待避し(ステップS164)、画像形成を一旦中止する(ステップS165)。
【0054】
ただし、この停止タイミングであるが、給紙カセット−外排紙ローラ45との間に未排出の記録材(記録紙やOHPシート等)が存在する場合、その記録材への記録動作、そして排出が完了した後とする。
【0055】
画像形成を中止後、本装置が有する最高画像形成速度で、パッチ画像を形成する(ステップS166)。この時、パッチ画像は紙上に転写する必要はないため、給紙は不要である。中間転写体上の各色成分(Y、M、C、K)のパッチ画像をパッチセンサ77により、画像濃度を読み取る(ステップS167)。パッチセンサは例えば、転写体の反射光をみるフォトダイオードであり、画像濃度が濃ければ、出力値は低く、逆に画像濃度が薄ければ、出力値は高くなる。パッチセンサの出力値から、トナー濃度が適正であるか判定を行う(ステップS168)。過補給、補給不足であると判断される場合、前記第一のトナー濃度調整におけるトナー濃度基準値Nが使用状況に対して誤差をもっていると考えられる為、該基準値Nの補正を行う。中間転写体上のパッチ画像をクリーニング後(ステップS169)、待避していた画像形成速度で、一連の画像形成を継続するよう読出し(ステップS170)、それに基づいて継続する画像形成を再開する(ステップS171)。
【0056】
以上のように、第二のトナー濃度調整は、トナー消費量が一定値に達するごとに作動され、実際の画像濃度とインダクタンスセンサ検知に従う補給トナー量の誤差を検出し、誤差を修正している。これにより、前記第一のトナー濃度調整において発生するインダクタンスセンサ検出値の誤りを定期的に修正している。また、上記のように、第二のトナー濃度調整処理は、一連の画像形成速度が如何なるものであっても、最も早い速度で行われるので、その調整処理に係る時間を短くすることが可能となる。また、前記トナー消費量の計測は前記のような枚数からの計測以外、例えば原稿画像を光電変換して得るビデオカウント値や、画像形成時間、画像サイズから計測することも可能である。
【0057】
次に第三のトナー濃度調整手段について説明する。
【0058】
前記第二のトナー濃度調整においては、一定枚数間隔でトナー補給量の調整を行っている。その為、第二の現像濃度制御手段の発生を境界にして、前後の画像形成では、トナー濃度差が発生する可能性がある。特に、第二のトナー濃度調整による濃度調整の変動が大きい場合には、始めの方のコピー枚数と終わりの方のコピー画像とで、画像濃度が大きく相違することが予想され、同一原稿を多枚数コピーするときには致命的な問題点となりえる。
【0059】
従って、更に第三のトナー濃度調整として、ビットマップイメージから1枚の記録紙に付着するトナー量の総量(ある規定サイズの記録材P(例えば210mm×297mm)に全黒画像形成した時のビデオカウント値を100%とした比率であって、以下、画像デューティといい、前述のビデオカウント値から求められる)から、使用されていないトナーを検出し、画像デューティが一定以下である形成画像がY枚数継続した時点で、現像装置100内で使用されずに電圧印加されている該トナーのトナー劣化を予測し、前記第二のトナー濃度調整よりも高い頻度でトナー濃度の修正を行う手段を備えている。
【0060】
以下、図6を用いて、第三のトナー濃度調整について説明する。
【0061】
画像形成要求が発生し(ステップS181)、画像形成後(ステップS182)、画像形成中の画像デューティに応じて画像濃度を判定する(ステップS183)。画像について、画素濃度が基準値以下である場合、その画像には、トナーが基準値以下の使用であったと判定される。その場合、画像デューティが基準値以下である場合の連続画像形成枚数を加算する(ステップS184)。
【0062】
この枚数が所定枚数Aを超え、更に所定枚数Aより多い所定枚数Bを超えた場合、現像装置100内で該トナーが使用されないまま長時間電荷されており、トナー劣化していると判定し、このトナーのリフレッシュを行う為、一旦、その時の画像形成速度をRAM92に待避し(ステップS188)、継続画像形成要求を停止する(ステップS189)。
【0063】
画像形成停止後、中間転写体上にパッチ画像形成を行うことで、現像器100内のトナーを吐き出す(ステップS190)。この時、紙に対する転写は行わない為、給紙は不要である。トナー吐き出し後、転写体をクリーニングする(ステップS191)。この後、待避していた画像形成速度情報を読出し、復帰に係る設定を行ない(ステップS192)、画像形成を継続する(ステップS193)。そして、トナー吐き出し後、トナー補給を行う(ステップS194)。尚、トナー補給順はトナー吐き出し(ステップS190)の直後でもよいし、実装詳細によって変化する。
【0064】
また、画像デューティが基準値以上の場合(ステップS183)、画像濃度の低い画像は頻度が高くないと考えられ、画像濃度の低い連続枚数はクリアする(ステップS185)。また、連続枚数が所定枚数Aを超えていない場合(ステップS186)も、画像濃度の低い画像はまだ頻度が高くないと考えられる為、特に処理は行わない。また、所定枚数A以上、所定枚数B以下の場合(ステップS187)、トナーを全てリフレッシュする必要はないと判断され、一方で、トナー劣化が発生しつつあり、トナー濃度のインダクタンスセンサ検出による前記第一のトナー濃度調整に誤差が発生しつつあると予測される為、トナー補給のみを行う(ステップS194)。
【0065】
以上が第三のトナー濃度調整であり、第二のトナー濃度調整の間に第一のトナー濃度調整で発生する誤差を修正している。
【0066】
次に、本実施形態の要点である、画像形成中における画像形成条件の自動調整について、前記トナー濃度調整を例として説明を行う。
【0067】
画像形成装置は画素数、画像形成対象媒体により、通常の画像形成速度をMとすると、それ以外に、複数の画像形成速度、M/2、M/4などの画像形成速度を持つ。例えば、画像形成対象媒体がOHPシートである場合、画像形成速度は通常速度の1/2速であるM/2になる。画像形成速度は、1枚の画像形成毎に切替えることが可能である。また、本実施形態の特徴として、自動調整手段実行時の基準速度Lを有する。ここでは、前記基準速度Lを通常の画像形成速度Mと同速度として説明を行う。
【0068】
また、前記第一、第二、第三のトナー濃度調整のうち、画像形成動作を一次停止する必要があるのは、前述の通り、中間転写体にパッチ画像を形成する第二のトナー制御と第三のトナー濃度調整である。これらのトナー制御時には、画像形成を一旦停止し、トナー濃度調整後に画像形成を再開することになる。
【0069】
図7はトナー濃度調整時、画像形成中の画像形成速度Mである場合の、画像形成中のトナー濃度調整の実行を示している。なお、画像形成速度の切り替えは、記録媒体の種類(普通紙かOHPシート)を検出するセンサからの信号により決定するものとするが、ホストコンピュータからの指示コマンドに応じて決定しても構わない。また、本発明を複写機に適用した場合でも、記録媒体の種類を検出するセンサからの信号で決定するものとするが、操作パネルからの指示に応じて決定しても構わない。
【0070】
画像形成を途中で一旦停止する手段として、ここでは画像形成指示部200と画像形成部201に実行制御を切り分けているが、これは実装の詳細により変化するところであり、これに限定されるものではない。
【0071】
画像形成指示部200は画像形成、給紙が可能であるかの要求(202)を画像形成部201に送出する。これに対し、画像形成部201は画像形成、給紙応答が可能である応答(203)を行う。この後、画像形成指示部200から画像形成部201に画像A情報(204)が通知され、画像A形成が行われる(206)。画像形成の結果、前記第二、又は第三のトナー濃度調整要求(205)が発生する場合、次に継続する画像形成、給紙要求(207)に対する応答を画像形成部201は返さずに、一旦応答を保留する。これにより、画像形成指示部からの次の画像B情報210は一旦停止される。この間にトナー濃度調整(208)が行われる。トナー濃度調整は、前述した通り、例えばROM91等のメモリ上に保持する所定のパッチ画像を形成し、中間転写体30上のパッチ画像をパッチセンサ77で読みとることで、画像濃度を判断し、そこからインダクタンスセンサ109の基準値Nの修正を行う。パッチ画像は給紙されていない為、二次転写ローラ部36で紙に二次転写されることはなく、クリーニング装置50でクリーニングされ、次の画像形成には影響を与えない。トナー濃度調整完了後、画像形成部201は一旦保留していた画像形成、給紙応答209を行う。この結果、次の画像B情報210が通知され、継続画像形成が行われる。
【0072】
以上がトナー濃度調整時の基準速度と直前の画像形成中の画像形成速度が同じ場合の、画像形成中のトナー濃度調整の実行である。
【0073】
図8はトナー濃度調整時の基準速度と画像形成中の画像形成速度が異なる場合の、画像形成中のトナー濃度調整の実行を示している。なお、前述した図7の説明と同じ部分については説明を省略する。
【0074】
画像形成がトナー濃度調整時の前記基準速度L以外の速度で行われている場合、駆動速度を基準速度Lに変換する(227)。ここで速度の切替えが必要となる駆動装置は、実装によるが、感光ドラム11a〜11dと、中間転写体30のトナー濃度調整の為のパッチ画像形成に使用する駆動系である。給紙は行わない為、給紙駆動系の速度変更を特に行う必要はない。
【0075】
トナー濃度調整時の速度を前記基準速度Lに切替えることにより、どのような画像形成速度の画像形成途中であっても、画像形成時の速度に従属することなく、トナー濃度調整に必要な速度での調整を行うことが可能となる。例えば、画像形成速度が通常速度Mの1/2速(=基準速度の1/2速)で実行されている場合、トナー濃度調整は基準速度で行うことにより、1/2速の2倍の速度での調整が可能であり、結果、トナー濃度調整が画像形成途中に占める時間は短縮される。
【0076】
また、トナー濃度調整終了後の継続画像形成の速度は、必ずしもトナー濃度調整前の画像形成速度ではなく、トナー濃度調整で中断した、あるいはトナー調整後の継続画像要求における画像の画像形成速度に復帰する。例えば、図8の例では1/4速要求が発生している為230、トナー濃度調整終了後の継続画像形成は基準速度Lから1/4速に切り替わる。
【0077】
前記実施形態においては、画像形成時の速度≦自動調整手段実行時の速度を例として挙げているが、本発明の要点は、複数の画像形成速度を切替える手段を持つ画像形成装置において、自動調整手段実行時の実行速度を画像形成時の速度に依存させないということである為、画像形成時の速度≧自動調整手段実行時の速度という関係にも適用できるものである。また、自動調整実行時の時間が画像形成時間に占める割合を縮小する方向に自動調整実行時の速度を調整することが自然であるが、この時、自動調整実行時の速度と画像形成時の速度の切替え時間を考慮し、速度切替え時間と自動調整実行時の時間の合計時間が画像形成時間全体に占める割合が縮小されるように自動調整実行時の速度を選択するようにしてもよい。
【0078】
以上の通常速度以外の画像形成時における、通常速度での自動調整プロセスは、トナー濃度調整以外の、像担持体の電流量調整、転写ローラの電流量調整、走査線の傾き、位置調整、濃度の階調調整など、画像形成中に発生する自動調整手段を有し、画像形成と調整手段の駆動系を共有し、調整に要する時間が前記駆動系の速度に依存する画像形成条件についても適用できるものである。
【0079】
以下に、前記画像形成条件のそれぞれの調整について簡単に説明を行う。
【0080】
前記画像形成条件のひとつである像担持体の電流量調整においては、像担持体としての感光ドラム11a〜11dに対するローラ帯電器12a〜12dによる電荷が所定の基準量であるかを感光ドラム11a〜11dそれぞれの外周上の複数定点の電流を検出することにより判定する。前記判定結果により、ローラ帯電器12a〜12dの電荷の調整を行う。本調整においても、前記トナー濃度調整と同様、所定枚数以上の画像形成中に発生する場合があり、感光ドラム11a〜11dを電流計測の為に回転させる必要がある。その為、本調整においても、前記トナー濃度と同様、画像形成を一旦停止し、基準速度Lでの調整を行う。
【0081】
前記画像形成条件のひとつである転写ローラの電流量調整においては、一次転写ローラ35a〜35d、及び二次転写ローラ36の不図時の電荷装置による電荷が所定の基準量であるかを前記一次転写ローラ及び二次転写ローラの外周上の複数定点の電流を検出することにより判定する。前記判定結果により、前記電荷装置による電荷の調整を行う。本調整においても、前記トナー濃度調整と同様、所定枚数以上の画像形成中に発生する場合があり、一次転写ローラ35a〜35d、及び二次転写ローラ36を電流計測の為に回転させる必要がある。その為、本調整においても、前記トナー濃度と同様、画像形成を一旦停止し、基準速度Lでの調整を行う。
【0082】
前記画像形成条件のひとつである走査線の傾き、位置調整においては、所定の画像を中間転写体30上に形成し、前記所定画像を不図示の検出手段によりメモリ上に読み込み、予めメモリ上にある該画像の基準値と比較することにより、主、副走査線の傾き、位置ズレなどを検出し、調整する。本調整においても、前記トナー濃度調整と同様、所定枚数以上の画像形成中に発生する場合があり、所定画像の形成を行う為、前記トナー濃度と同様、画像形成を一旦停止し、基準速度Lでの調整を行う。
【0083】
前記画像形成条件のひとつである濃度階調については、所定の画像を中間転写体30上に形成し、前記所定画像を濃度検知センサ77により読み出すことで、メモリ上にもつ濃度階調データと比較することにより、前記転写体上に形成される濃度階調と前記メモリ上に持つ濃度階調データとの誤差を検出することで、以降の画像形成における濃度階調について調整を行う。本調整においても、前記トナー濃度調整と同様、所定枚数以上の画像形成中に発生する場合があり、所定画像の形成を行う為、前記トナー濃度と同様、画像形成を一旦停止し、基準速度Lでの調整を行う。
【0084】
以上説明したように本実施形態によれば、画像形成中に発生する画像形成条件の自動調整手段の実行において、直前の画像形成速度に依存することなく、自動調整手段固有の基準速度をもつことで、画像形成条件の調整を最適な時間内に完了させることが可能である。
【0085】
なお、実施形態ではホストコンピュータからの印刷データを受信して印刷する印刷装置に適用して説明したが、複写機、ファクシミリ装置等、画像形成装置を搭載するものであれば如何なるものでも構わないので、上記実施形態によって本発明が限定されるものではない。
【0086】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、画像形成中に発生する画像形成条件の自動調整手段の実行が、直前の画像形成速度に依存することなく、自動調整手段固有の基準速度をもつことで、画像形成条件の調整を最適な時間内に完了させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態が適用する画像形成装置の断面構造図である。
【図2】実施形態における現像装置の断面構造図である。
【図3】実施形態における第一のトナー濃度調整部の機能ブロック図である。
【図4】第一のトナー濃度調整のタイミングチャートである。
【図5】第二のトナー濃度調整の処理手順を示すフローチャートである。
【図6】第三のトナー濃度調整の処理手順を示すフローチャートである。
【図7】通常の画像形成速度で画像形成している途中のタイミングでのトナー濃度調整フローを示す図である。
【図8】通常の画像形成速度より遅い速度で画像形成している途中のタイミングでのトナー濃度調整フローを示す図である。
【図9】実施形態における制御コントローラの構成を示す図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to automatic adjustment in an image forming apparatus that forms an image using an electrophotographic method, for example, an image forming apparatus provided in a copying machine, a printer, a facsimile, or the like.
[0002]
[Prior art]
Image forming conditions that need to be adjusted depending on the external environment that changes every day such as temperature and humidity, heat generated in the image forming apparatus due to image forming, consumption of consumables related to image forming, individual differences of image forming media, etc. In the image forming apparatus having the automatic adjustment function, the timing of the automatic adjustment is the timing before the image formation (hereinafter, first timing), the timing during the image formation, or the timing after the image formation (hereinafter, second timing). There is. At the first timing, automatic adjustment is performed by detecting changes in the external environment of the image forming apparatus, such as humidity and temperature, and changes in image forming conditions due to replacement of consumables in the image forming apparatus. At the second timing, after a certain number of images are formed, automatic adjustment of image forming conditions is performed.
[0003]
Further, the image forming apparatus has a plurality of image forming speeds so as to flexibly respond to changes in image forming accuracy and image forming medium. For example, the first speed is a normal image forming speed, and the second speed is a lower speed, such as a 1/2 speed or a 1/4 speed. The image forming speed can be switched for each image page to be formed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In addition, among the automatic adjustments, there are those in which the speed at the time of the image formation and the drive system are made to be the same, and the time for these automatic adjustments is affected by the image formation speed. For example, in the case of automatic adjustment at the second timing during image formation, the image formation speed at which the automatic adjustment is performed depends on the image formation speed immediately before the automatic adjustment. On the other hand, the automatic adjustment at the first timing before the image formation is before the image formation, so that the automatic adjustment is performed at the first speed.
[0005]
When automatic adjustment at the second timing is performed during image formation at the first speed, the automatic adjustment is completed in the same occupation time as the first timing.
[0006]
However, when the automatic adjustment at the second timing is performed during the image formation at the second speed, the automatic adjustment is performed at the second speed, and the automatic adjustment at the second timing at the first speed is performed. It takes more time than adjustment. That is, in each of the first speed and the second speed, the contents of the automatic adjustment are the same, but depend on the image forming speed of the image formation immediately before the automatic adjustment.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem, and in executing an automatic adjustment unit of an image forming condition generated during image formation, a reference speed unique to the automatic adjustment unit is set without depending on the immediately preceding image forming speed. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of completing adjustment of image forming conditions within an optimum time and a control method thereof.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, for example, an image processing apparatus of the present invention has the following configuration.
[0009]
An electrostatic latent image is generated by exposing and scanning the surface of the image carrier charged to a predetermined potential based on image data to be recorded, and the electrostatic latent image is visualized with toner, and transferred and fixed on a recording medium. An image forming apparatus having at least two image forming speeds by forming an image by changing the operating speed of the image carrier,
Image forming condition adjusting means for responding to a change in the use situation;
Adjustment timing detecting means for detecting a timing at which the image forming condition adjusting means performs the adjusting operation,
When the adjustment timing detecting means detects the adjustment timing of the image forming conditions during the image forming operation of a plurality of sheets, the information indicating the image forming speed during the image formation is saved, and the image is formed at a predetermined forming speed. The image forming apparatus further includes control means for causing the adjustment by the forming condition adjusting means to be performed, and when the adjustment is completed, returning to the saved image forming speed and continuing the image forming operation.
[0010]
To achieve the above object, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention includes a charging unit that uniformly charges the surface of an image carrier to a predetermined potential, and an electrostatic latent surface on the surface of the image carrier by light irradiation. Exposure means for forming an image, developing means for visualizing an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier with toner to form a toner image, and transfer means for transferring the toner image to an intermediate transfer body or a transfer material An image forming condition adjusting unit having a voltage application unit for applying a predetermined voltage to the charging unit, the developing unit, and the transfer unit; Adjusting timing detecting means for detecting a timing at which the adjusting operation is performed, image forming speed switching means capable of switching the operating speed of the image carrier to at least two or more, and the image forming speed Storage means for storing a reference speed for performing an adjusting operation by the image forming condition adjusting means among speeds switchable by the switching means, wherein the adjusting timing is detected by the adjusting timing detecting means during the image forming operation In this case, when the current image forming speed is different from the reference speed, the image forming speed is switched to the reference speed by the image forming speed switching means.
[0011]
Further, the image forming speed of the image that is continued when the execution of the image forming condition adjusting unit is completed depends on the accuracy of the continued image and the image forming medium, and always depends on the image forming speed before the image forming condition adjusting unit. It is not a thing.
[0012]
Further, when the adjustment timing by the adjustment timing detecting means occurs in the middle of continuous image formation, image formation and discharge are performed for all papers already fed into the image forming apparatus. Thereafter, image formation and paper feeding are stopped for the image. While the image forming is stopped, the adjusting operation by the image forming condition adjusting means is executed, and after the adjustment is completed, the image forming and the sheet feeding are restarted.
[0013]
Further, one of the image forming conditions is a toner density, and the image forming apparatus includes a density detecting unit for detecting the toner density, and a toner density adjusting unit based on the detection result.
[0014]
One of the image forming conditions is a current of the image carrier, and the image forming apparatus includes a means for detecting the amount of the current and a means for adjusting the amount of the current based on the result of the previous detection.
[0015]
Further, one of the image forming conditions is a current of the transfer roller, and has means for detecting the amount of current of the transfer roller, and has means for adjusting the amount of current based on the detection result in the previous period. .
[0016]
Further, one of the image forming conditions is a tilt and a position of the scanning line, and has a detecting means for detecting the tilt and the position of the scanning line. The tilt and the position of the scanning line are adjusted based on the detection result of the previous period. It is characterized by having means.
[0017]
Further, one of the image forming conditions is a density gradation of an image, the image forming apparatus includes means for detecting the image density, and includes means for adjusting the density gradation based on a result of the detection.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0019]
FIG. 1 is a sectional view of an image forming apparatus applied in the embodiment. The image forming apparatus according to the present embodiment is an electrophotographic printing apparatus. However, since the present invention may be applied to a copying machine, a facsimile, or the like, the present invention is not limited by this.
[0020]
In the figure, reference numeral 1 denotes an image forming apparatus, which is roughly classified into an image forming section (four stations a, b, c, and d are arranged side by side, and the configuration itself is the same), a sheet feeding section, and an intermediate transfer. Unit, transport unit, fixing unit, operation unit, and control unit.
[0021]
Next, each unit will be described in detail. The image forming section has the following configuration.
[0022]
Next, the paper supply unit includes a portion for storing the recording material P, a roller for conveying the recording material (OHP sheet, recording paper, etc.) P, a sensor for detecting passage of the recording material P, and a recording material P. And a guide (not shown) for transporting the recording material P along the transport path.
[0023]
The intermediate transfer unit will be described in detail. An
[0024]
The fixing
[0025]
On the other hand, the recording material P conveyed to the registration roller stops the rotation of the roller upstream of the registration roller and temporarily stops the rotation, and rotates the upstream roller including the registration roller 25 in synchronization with the image forming timing of the image forming unit. Driving is resumed. The recording material P is sent to a secondary transfer area described later. After the recording material P on which the image has been transferred in the secondary transfer area and the image has been fixed in the fixing
[0026]
The operation unit 4 is disposed on the upper surface of the image forming apparatus 1, selects a paper supply unit (the
[0027]
In the drawing,
[0028]
FIG. 9 illustrates a schematic configuration block of the
[0029]
[0030]
Next, an explanation will be given according to the operation of the apparatus. As an example, the case where the recording material P is transported from the
[0031]
In the embodiment, the print data received via the
[0032]
By the way, after a lapse of a predetermined time from the issuance of the image forming operation start signal, first, the transfer material P is sent out one by one from the
[0033]
On the other hand, in the image forming section, when an image forming operation start signal is issued, a high voltage is applied to the toner image formed on the photosensitive drum 11d which is the most upstream in the rotation direction of the
[0034]
Thereafter, when the recording material P enters the secondary transfer area and comes into contact with the intermediate transfer belt 31, a high voltage is applied to the secondary transfer roller 36 in accordance with the passage timing of the recording material P. Then, the four color toner images formed on the intermediate transfer belt by the above-described process are transferred onto the surface of the recording material P. Thereafter, the recording material P is guided to the fixing roller nip. Then, the toner image is fixed on the paper surface by the heat of the
[0035]
Next, the adjustment of the image forming conditions during image formation, which is the main point of the present embodiment, will be described, taking as an example the adjustment of the toner density among the image forming conditions to be adjusted to cope with a change in the use situation.
[0036]
First, the toner density adjusting mechanism will be described. Generally, a two-component developer mainly composed of toner particles and carrier particles is used for a developing device provided in an electrophotographic or electrostatic recording type image forming apparatus. In particular, in a color image forming apparatus for forming a full-color or multi-color image, most developing devices use a two-component developer. As is well known, the toner concentration of this two-component developer (that is, the ratio of the weight of toner particles to the total weight of carrier particles and toner particles) is a very important factor in stabilizing image quality. For this reason, a toner concentration adjusting device (ATR) including a toner concentration detecting unit for detecting the toner concentration of the two-component developer and a control unit for replenishing the developing device with toner in accordance with the detected signal is used. The toner concentration of the two-component developer is kept constant.
[0037]
As a toner concentration detecting means for detecting the toner concentration of the two-component developer, a toner concentration detection sensor of an optical reflected light amount detection method of irradiating the two-component developer with light, receiving the reflected light amount and detecting the toner concentration, For example, an inductance detection type toner concentration detection sensor that detects the toner concentration by detecting the inductance of a two-component developer is used.
[0038]
FIG. 2 is a schematic diagram of the developing
[0039]
The developing
[0040]
Screw-type first and second developer stirring / transporting
[0041]
The developing
[0042]
Since the inductance detection type toner concentration detection sensor detects a change in the inductance of the two-component developer, the change in the inductance and the constant flow of the developer on the side and the bottom of the developing device which can stably detect the change in the inductance can be detected. Need to be installed in place. In addition, since the change in the toner density is detected, the change must be provided on the downstream side of the developing
[0043]
Next, first, second, and third toner density adjustments in the toner density adjustment will be described. FIG. 3 shows a series of relationships between the inductance sensor and the toner supply operation (also the relationship between the sensor group in the printer engine in FIG. 9 and the control controller).
[0044]
First, the initialization of the toner density adjustment will be described. In the toner density adjustment, it is necessary to correct the reference value of the variation amount of the toner density and to correct the blur of the inductance sensor. The reference value of the toner density is stored in the memory 154 (“N” in the RAM 92) in advance. When the developing
[0045]
For example, when the detected value of the inductance sensor is N ± 10 when the toner density reference value is N, it is determined that the blur amount of the inductance sensor is ± 10 with respect to the value N. Therefore, the sensor detection value is adjusted by correcting the detection value of the inductance sensor thereafter by ± 10 or adjusting the inductance sensor itself.
[0046]
Next, the first toner density adjustment will be described with reference to FIG.
[0047]
When the image forming operation is started and the developing
[0048]
Next, the second toner density adjusting means will be described.
[0049]
In a two-component developer containing toner particles and carrier particles as main components, a long-time voltage application may cause deterioration of the toner. As a result, the ratio between the toner particles and the carrier particles detected by the inductance sensor becomes inaccurate. For example, it is assumed that the detection value of the inductance sensor when the toner does not deteriorate is X. In this state, if the voltage is applied for a long time and the toner is deteriorated without using the toner, the detection of the inductance sensor fluctuates as a value X ± 10. Due to this variation, the first toner density adjusting unit may erroneously determine that toner replenishment is unnecessary based on the calculation result from the inductance sensor detection value regardless of the toner density being reduced in the actual image. There is.
[0050]
In order to prevent such a state, as a second toner density adjustment, at a predetermined timing, the toner density of the patch-like reference image formed on the
[0051]
FIG. 5 shows a processing procedure of the second toner density adjustment. Hereinafter, this processing procedure will be described with reference to FIG.
[0052]
Each time an image forming request (step S161) is issued, an image forming process (step S162) is performed, the number of which is stored and updated in a counter of the RAM 92, and the number of image formed is determined by the predetermined value for performing the second toner density adjustment. It is determined whether or not the number has been reached (step S163). If the number of image formations has not reached the predetermined number, image formation is continued.
[0053]
On the other hand, when the number of formed images is equal to or more than the predetermined number, that is, when it is determined that the second toner adjustment timing has come, information on the image forming speed at that time is saved in the RAM 92 (step S164), and the image formation is temporarily performed. The operation is stopped (step S165).
[0054]
However, at this stop timing, if there is any undischarged recording material (recording paper, OHP sheet, etc.) between the paper feed cassette and the
[0055]
After the image formation is stopped, a patch image is formed at the maximum image forming speed of the apparatus (step S166). At this time, since the patch image does not need to be transferred onto paper, paper feeding is not required. The image density of the patch image of each color component (Y, M, C, K) on the intermediate transfer member is read by the patch sensor 77 (step S167). The patch sensor is, for example, a photodiode that looks at the reflected light from the transfer body. The output value is low when the image density is high, and the output value is high when the image density is low. From the output value of the patch sensor, it is determined whether the toner density is appropriate (step S168). If it is determined that the toner is oversupplied or insufficiently resupplied, it is considered that the toner density reference value N in the first toner density adjustment has an error with respect to the use situation, so the reference value N is corrected. After cleaning the patch image on the intermediate transfer member (step S169), reading is performed so as to continue a series of image formation at the evacuated image forming speed (step S170), and based on the readout, continuous image formation is restarted (step S170). S171).
[0056]
As described above, the second toner density adjustment is activated every time the toner consumption reaches a certain value, detects an error between the actual image density and the amount of replenished toner according to the inductance sensor detection, and corrects the error. . Thereby, the error of the inductance sensor detection value generated in the first toner density adjustment is periodically corrected. Further, as described above, the second toner density adjustment process is performed at the fastest speed regardless of the series of image forming speeds, so that the time required for the adjustment process can be shortened. Become. In addition to the measurement from the number of sheets as described above, the toner consumption amount can be measured from, for example, a video count value obtained by photoelectrically converting a document image, an image forming time, and an image size.
[0057]
Next, the third toner density adjusting means will be described.
[0058]
In the second toner density adjustment, the toner supply amount is adjusted at regular intervals. For this reason, there is a possibility that a difference in toner density may occur in image formation before and after the occurrence of the second development density control unit as a boundary. In particular, when the fluctuation of the density adjustment due to the second toner density adjustment is large, it is expected that the image density is greatly different between the number of copies at the beginning and the copy image at the end. This can be a fatal problem when copying a number of copies.
[0059]
Therefore, as a third toner density adjustment, a video when an all black image is formed on the total amount of toner adhered to one sheet of recording paper (a recording material P of a predetermined size (for example, 210 mm × 297 mm)) from the bitmap image. Unused toner is detected from the ratio where the count value is 100%, which is hereinafter referred to as an image duty, which is obtained from the video count value. Means for predicting toner deterioration of the toner to which a voltage is applied without being used in the developing
[0060]
Hereinafter, the third toner density adjustment will be described with reference to FIG.
[0061]
An image formation request is issued (step S181), and after image formation (step S182), the image density is determined according to the image duty during image formation (step S183). When the pixel density of the image is equal to or less than the reference value, it is determined that the toner used in the image is equal to or less than the reference value. In this case, the number of continuous image formations when the image duty is equal to or less than the reference value is added (step S184).
[0062]
If this number exceeds the predetermined number A and further exceeds the predetermined number B, which is larger than the predetermined number A, it is determined that the toner has been charged for a long time without being used in the developing
[0063]
After the image formation is stopped, the toner in the developing
[0064]
If the image duty is equal to or greater than the reference value (step S183), it is considered that the frequency of the image having the low image density is not high, and the continuous number of images having the low image density is cleared (step S185). In addition, when the continuous number does not exceed the predetermined number A (step S186), it is considered that the image having the low image density is not high in frequency yet, so that no particular processing is performed. If the number is equal to or larger than the predetermined number A and equal to or smaller than the predetermined number B (step S187), it is determined that it is not necessary to refresh all of the toner. Since it is predicted that an error is occurring in one toner density adjustment, only toner replenishment is performed (step S194).
[0065]
The above is the third toner density adjustment, and corrects an error generated in the first toner density adjustment during the second toner density adjustment.
[0066]
Next, automatic adjustment of image forming conditions during image formation, which is the main point of the present embodiment, will be described by taking the toner density adjustment as an example.
[0067]
The image forming apparatus has a plurality of image forming speeds, such as M / 2, M / 4, etc., where M is a normal image forming speed, depending on the number of pixels and the image forming target medium. For example, when the image formation target medium is an OHP sheet, the image formation speed is M / 2, which is half the normal speed. The image forming speed can be switched every time one image is formed. Further, as a feature of the present embodiment, a reference speed L at the time of executing the automatic adjusting means is provided. Here, the description is made on the assumption that the reference speed L is the same as the normal image forming speed M.
[0068]
Further, among the first, second, and third toner density adjustments, the image forming operation needs to be temporarily stopped, as described above, with the second toner control for forming a patch image on the intermediate transfer member. This is the third toner density adjustment. During the toner control, the image formation is temporarily stopped, and the image formation is restarted after adjusting the toner density.
[0069]
FIG. 7 shows the execution of toner density adjustment during image formation when the image formation speed is M during image formation. The switching of the image forming speed is determined by a signal from a sensor that detects the type of recording medium (plain paper or OHP sheet), but may be determined according to an instruction command from the host computer. . Further, even when the present invention is applied to a copying machine, it is determined based on a signal from a sensor for detecting the type of a recording medium, but may be determined according to an instruction from an operation panel.
[0070]
As a means for temporarily stopping the image formation in the middle, the execution control is divided between the image
[0071]
The image
[0072]
The above is the execution of the toner density adjustment during image formation when the reference speed at the time of toner density adjustment and the image formation speed during the immediately preceding image formation are the same.
[0073]
FIG. 8 shows the execution of toner density adjustment during image formation when the reference speed during toner density adjustment and the image formation speed during image formation are different. Note that the description of the same portions as those of FIG. 7 described above is omitted.
[0074]
If image formation is being performed at a speed other than the reference speed L at the time of toner density adjustment, the drive speed is converted to the reference speed L (227). Here, the driving device that needs to switch the speed is a driving system used for forming the patch image for adjusting the toner density of the
[0075]
By switching the speed at the time of toner density adjustment to the reference speed L, regardless of the image forming speed at any image forming speed, the speed required for the toner density adjustment does not depend on the speed at the time of image formation. Can be adjusted. For example, when the image forming speed is executed at a half speed of the normal speed M (= 1/2 speed of the reference speed), the toner density adjustment is performed at the reference speed, so that the toner density adjustment is performed at twice the speed of the half speed. The speed can be adjusted, and as a result, the time taken by the toner density adjustment during image formation is reduced.
[0076]
Further, the speed of the continuous image formation after the completion of the toner density adjustment is not necessarily the image formation speed before the toner density adjustment, but is returned to the image formation speed of the image interrupted by the toner density adjustment or the image requested by the continuous image after the toner adjustment. I do. For example, in the example of FIG. 8, since the 1/4 speed request is generated 230, the continuous image formation after the toner density adjustment is switched from the reference speed L to the 1/4 speed.
[0077]
In the above-described embodiment, the speed at the time of image formation ≦ the speed at the time of executing the automatic adjustment unit is described as an example, but the gist of the present invention is that an automatic adjustment is performed in an image forming apparatus having a unit that switches a plurality of image formation speeds. Since the execution speed at the time of executing the means is not made to depend on the speed at the time of image formation, the present invention can be applied to the relationship that the speed at the time of image formation ≧ the speed at the time of execution of the automatic adjustment means. Further, it is natural to adjust the speed at the time of executing the automatic adjustment in a direction to reduce the ratio of the time at the time of executing the automatic adjustment to the image forming time. In consideration of the speed switching time, the speed at the time of executing the automatic adjustment may be selected so that the ratio of the total time of the speed switching time and the time at the time of performing the automatic adjustment to the entire image forming time is reduced.
[0078]
The automatic adjustment process at the normal speed at the time of forming an image other than the normal speed includes the adjustment of the current amount of the image carrier, the adjustment of the current amount of the transfer roller, the inclination of the scanning line, the position adjustment, the density adjustment other than the toner density adjustment. Automatic adjustment means that occurs during image formation, such as gradation adjustment, shares a drive system for image formation and adjustment means, and applies to image forming conditions in which the time required for adjustment depends on the speed of the drive system. You can do it.
[0079]
Hereinafter, each adjustment of the image forming conditions will be briefly described.
[0080]
In adjusting the current amount of the image carrier, which is one of the image forming conditions, it is determined whether or not the charge by the roller chargers 12a to 12d with respect to the
[0081]
In the adjustment of the current amount of the transfer roller, which is one of the image forming conditions, the
[0082]
In the inclination and position adjustment of the scanning line, which is one of the image forming conditions, a predetermined image is formed on the
[0083]
With respect to the density gradation, which is one of the image forming conditions, a predetermined image is formed on the
[0084]
As described above, according to the present embodiment, in execution of the automatic adjustment unit of the image forming condition generated during image formation, a reference speed unique to the automatic adjustment unit is used without depending on the immediately preceding image formation speed. Thus, the adjustment of the image forming conditions can be completed within an optimal time.
[0085]
In the embodiment, the present invention is applied to a printing apparatus that receives print data from a host computer and prints the data. However, any apparatus having an image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile apparatus may be used. The present invention is not limited by the above embodiments.
[0086]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the execution of the automatic adjustment unit of the image forming condition occurring during image formation has a reference speed unique to the automatic adjustment unit without depending on the immediately preceding image forming speed. The adjustment of the image forming conditions can be completed within an optimal time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional structural view of an image forming apparatus to which an embodiment is applied.
FIG. 2 is a sectional structural view of a developing device in the embodiment.
FIG. 3 is a functional block diagram of a first toner density adjusting unit in the embodiment.
FIG. 4 is a timing chart of a first toner density adjustment.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing procedure of a second toner density adjustment.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure of a third toner density adjustment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a toner density adjustment flow at a timing when an image is being formed at a normal image forming speed.
FIG. 8 is a diagram showing a toner density adjustment flow at a timing when an image is being formed at a speed lower than a normal image forming speed.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a control controller according to the embodiment.
Claims (9)
使用状況の変化に対応する為の画像形成条件調整手段と、
前記画像形成条件調整手段による調整動作を実行するタイミングを検出する調整タイミング検出手段と、
該調整タイミング検出手段によって、複数枚の画像形成動作の途中で、画像形成条件の調整タイミングが検出された場合、当該画像形成中における画像形成速度を示す情報を待避し、所定の形成速度で画像形成条件調整手段による調整を行わせ、当該調整が完了したとき、待避した画像形成速度に復帰し、画像形成動作を継続する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。An electrostatic latent image is generated by exposing and scanning the surface of the image carrier charged to a predetermined potential based on image data to be recorded, and the electrostatic latent image is visualized with toner, and transferred and fixed on a recording medium. An image forming apparatus having at least two image forming speeds by forming an image by changing the operating speed of the image carrier,
Image forming condition adjusting means for responding to a change in the use situation;
Adjustment timing detecting means for detecting a timing at which the image forming condition adjusting means performs the adjusting operation,
When the adjustment timing detecting means detects the adjustment timing of the image forming conditions during the image forming operation of a plurality of sheets, the information indicating the image forming speed during the image formation is saved, and the image is formed at a predetermined forming speed. An image forming apparatus comprising: a control unit that causes an adjustment by a forming condition adjusting unit to be performed, and when the adjustment is completed, returns to the evacuated image forming speed and continues the image forming operation.
前記画像形成条件調整手段には、検出されたトナー濃度に基づくトナー濃度の調整が含まれることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。Further, a density detecting means for detecting the toner density is provided,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming condition adjusting unit includes adjusting a toner density based on the detected toner density.
前記画像形成条件調整手段には、前記電流量の調整が含まれることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。Further, a means for detecting a current amount of the image carrier is provided,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming condition adjusting unit includes adjusting the amount of current.
前記画像形成条件調整手段には、前記電流量の調整が含まれることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。Further, there is provided a unit for detecting a current amount of a transfer roller for transferring the toner image to the image forming medium,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming condition adjusting unit includes adjusting the amount of current.
前記画像形成条件調整手段には、前記走査線の傾き、位置の調整が含まれることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。Furthermore, it has a detecting means for detecting the inclination and position of the scanning line,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming condition adjusting unit includes adjusting a tilt and a position of the scanning line.
前記画像形成条件調整手段には、濃度階調の調整が含まれることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。Furthermore, it has means for detecting the image density,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming condition adjusting unit includes adjusting a density gradation.
使用状況の変化に対応する為の画像形成条件調整工程と、
前記画像形成条件調整工程による調整動作を実行するタイミングを検出する調整タイミング検出工程と、
該調整タイミング検出工程によって、複数枚の画像形成動作の途中で、画像形成条件の調整タイミングが検出された場合、当該画像形成中における画像形成速度を示す情報を待避し、所定の形成速度で画像形成条件調整工程による調整を行わせ、当該調整が完了したとき、待避した画像形成速度に復帰し、画像形成動作を継続する制御工程と
を備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。An electrostatic latent image is generated by exposing and scanning the surface of the image carrier charged to a predetermined potential based on image data to be recorded, and the electrostatic latent image is visualized with toner, transferred to a recording medium, and fixed. Forming an image by changing the operating speed of the image carrier, thereby controlling the image forming apparatus having at least two image forming speeds.
An image forming condition adjusting step for responding to a change in the use situation;
An adjustment timing detecting step of detecting a timing at which the adjusting operation is performed by the image forming condition adjusting step;
When the adjustment timing of the image forming condition is detected during the image forming operation of a plurality of sheets by the adjustment timing detecting step, information indicating the image forming speed during the image formation is saved, and the image is formed at a predetermined forming speed. A control step of performing an adjustment in a forming condition adjusting step, and when the adjustment is completed, returning to the saved image forming speed and continuing the image forming operation.
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