JP2004117896A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来方式に比べてパッチ画像形成から濃度読み取り終了に至る所要時間を短縮できるようにすると共に、画像形成系の安定化プロセスにおける生産性の低下を抑制できるようにする。
【解決手段】複数の画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの一端から所定距離だけ離れた位置に配置されたパッチセンサSDと、パッチ画像を形成されたベルト6をセンサSDの方へ移動する駆動手段60と、この手段60により移動され、センサSDによって検出されたパッチ画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成制御する制御手段15とを備え、ベルト6に対して全色に係るパッチ画像を同時に形成するように画像形成制御をすると共に、ベルト6に形成された複数のパッチ画像の各々の濃度を当該センサSDに最も近いパッチ画像から最も離れたパッチ画像に至る順番で検出するようにパッチ検出制御をするものである。
【選択図】 図2
【解決手段】複数の画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの一端から所定距離だけ離れた位置に配置されたパッチセンサSDと、パッチ画像を形成されたベルト6をセンサSDの方へ移動する駆動手段60と、この手段60により移動され、センサSDによって検出されたパッチ画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成制御する制御手段15とを備え、ベルト6に対して全色に係るパッチ画像を同時に形成するように画像形成制御をすると共に、ベルト6に形成された複数のパッチ画像の各々の濃度を当該センサSDに最も近いパッチ画像から最も離れたパッチ画像に至る順番で検出するようにパッチ検出制御をするものである。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は複写機能、ファクシミリ機能及びプリンタ機能を備えたカラー用のディジタル複合機や複写機に適用して好適な画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、色付きの原稿画像から取得した赤(R)色、緑(G)色、青(B)色に係るカラー画像データに基づいてカラー画像形成を行うデジタルカラー複写機が使用されるに至っている。この複写機では原稿の画像情報がスキャナ等により読み込まれ、その原稿の画像情報に係るカラー画像データが一旦、画像メモリに蓄えられる。このカラー画像データをメモリに蓄える際に、シェーディング補正や、タイミング制御、ライン間補正等がなされる。
【0003】
これらの補正処理後のRGB色に係るカラー画像データはγ補正や、変倍処理、空間フィルタ、画像圧縮処理等がなされる。ここで画像処理されたカラー画像データに基づくカラー画像が画像形成手段(プリンタ)によって所定の用紙に形成される。この結果、カラー原稿画像を複写(コピー)することができる。
【0004】
この種のカラー複写機においては、中間転写ベルトと呼ばれる中間転写体上に、カラー画像データに基づくカラートナー像が形成されるが、トナー付着量を調整するためのモードが準備されている。このトナー付着量調整モードによれば、画像形成条件補正用のパッチ画像(以下基準パッチともいう)を中間転写ベルトに形成し、この基準パッチのトナー付着量を光学センサにて読み取り、現像装置へフィードバック制御を行うことで、画像の安定化を実施している。
【0005】
この基準パッチの形成順序に関しては、特許文献1の記載に見られるように、そのパッチ形成順序を通常画像形成時と同じ順序で実行することで、補正時間の短縮を図るようになされる。図9及び図10はこの種の従来例に係るパッチ画像形成例(その1、2)を示すイメージ図である。
【0006】
図9Aにおいて、d11はイエロー(Y)色用の感光体ドラム1Yとマゼンタ(M)色用の感光体ドラム1Mとの離隔距離であり、d12は感光体ドラム1Mとシアン(C)色用の感光体ドラム1Cとの離隔距離であり、d13は感光体ドラム1Cとブラック(BK)色用の感光体ドラム1Kとの離隔距離である。dsは感光体ドラム1Kからトナー付着量を検知するパッチセンサSDまでの距離を示している。また、中間転写ベルト6は感光体ドラム1Y〜1Kに沿って、移動速度vで移動するようになされる。
【0007】
従来方式のパッチ形成順によれば、図9Aに示す時刻t0において、まず、パッチ形成動作開始から最上部に位置する感光体ドラム1Yへパッチ画像の書込みが行われる。ここで書き込まれたパッチ画像P1は図示しない現像装置により現像を受け、図9Bに示す時刻t1には一次転写部に進入し、図示しない一次転写ローラによって中間転写ベルト6上に転写される。
【0008】
引き続き、図9Cに示す時刻t2においては、画像パッチP1の後端からパッチ間隔Pdを置いた被形成領域に画像パッチP2が転写される。この作業を繰り返すことにより、図10Aに示す時刻t3で画像パッチP3が転写され、図10Bに示す時刻t4で画像パッチP4が転写される。4色のパッチ画像P1〜P4が全て中間転写ベルト6上に転写される。そして、中間転写ベルト6上に転写されたパッチ画像P1〜P4は移動を続け、図10Cに示す時刻t5には全てのパッチ画像がパッチセンサSDの前を通過し終わることとなる。
【0009】
ここで、各々のパッチ画像P1〜P4の移動方向の長さをPaとし、パッチ間隔をPdとしたとき、パッチ形成開始時刻t0からトナー付着量検知終了時刻t5に至るまでの所要時間T05は、次式(1)、すなわち、
T05=t1+[(d11+d12+d13+ds)/v]+[(Pa×4+Pd×3)/v] ・・・・・(1)
で与えられる。
【0010】
【特許文献1】
特開2000−258966号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来方式のトナー付着量調整モードを備えた画像形成装置によれば、次のような問題がある。
▲1▼ トナー付着量調整モード等の補正動作に関しては、感光体ドラム1Y〜1Kや、中間転写体6上等にトナー像が形成されるが、実際には出力画像が用紙に形成され、排紙皿等へ出力されることは、メンテナンス等の特殊の場合を除いてない。換言すると、通常のプリントモード等で出力画像を速やかに得ようとしているユーザにとって見れば、余計な動作であり、出力画像の製産性を低下させる一因となっている。従って、この種の補正動作に関しては、補正動作開始から終了に至るまでの所要時間をなるべく短くすることが好ましい。
【0012】
▲2▼ 因みに従来方式に係る画像形成装置によれば、複数個の画像形成ユニットから中間転写体6上へ基準パッチを転写する順番は、通常の画像形成時と同様の順番である。従って、この基準パッチを中間転写体6に形成して現像装置へフィードバック制御を行うプロセスには、式(1)に示したように、所要時間T05が含まれる。このことから、本来の画像出力とは無関係な補正動作が、ユーザにとって、画像出力の生産性の低下として評価されてしまう。
【0013】
そこで、この発明は上述した課題を解決したものであって、従来方式に比べてパッチ画像形成から濃度読み取り終了に至る所要時間を短縮できるようにすると共に、画像形成系の安定化プロセスにおける生産性の低下を抑制できるようにした画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は任意のカラー用の画像情報に基づいて色画像を形成する装置であって、中間転写体と、この中間転写体に沿って、かつ、所定の間隔を保って配置され、当該中間転写体に所定の濃度の切片画像を形成する複数の画像形成手段と、この画像形成手段の一端から所定距離だけ離れた位置に配置された濃度検出用の検出手段と、切片画像を形成された中間転写体を検出手段の方へ移動させる駆動手段と、この駆動手段により移動され、検出手段によって検出された切片画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成制御する制御手段とを備え、制御手段は中間転写体に対して全色に係る切片画像を同時に形成し、又は当該検出手段に最も近い順に当該色の切片画像を形成するように画像形成制御をし、かつ、中間転写体に形成された複数の切片画像の各々の濃度を当該検出手段に最も近い切片画像から最も離れた切片画像に至る順番で検出するようにパッチ検出制御をするものである。
【0015】
本発明に係る画像形成装置によれば、任意のカラー用の画像情報に基づいて色画像を形成する場合に、中間転写体に沿って、かつ、所定の間隔を保って配置された複数の画像形成手段では当該中間転写体に所定の濃度の切片画像が形成される。また、この画像形成手段の一端から所定距離だけ離れた位置には濃度検出用の検出手段が配置されている。駆動手段は切片画像を形成された中間転写体を検出手段の方へ移動するようになされる。制御手段では駆動手段により移動され、検出手段によって検出された切片画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成制御する。これを前提にして、制御手段では中間転写体に対して全色に係る切片画像を同時に形成し、又は当該検出手段に最も近い画像形成手段から順に当該色に係る切片画像を形成するように画像形成手段が制御される。これと共に、中間転写体に形成された複数の切片画像の各々の濃度を当該検出手段に最も近い切片画像から最も離れた切片画像に至る順番で検出するようにパッチ検出制御するようになる。
【0016】
従って、検出手段に最も近い切片画像が形成開始された時刻から、当該検出手段から最も離れた切片画像が当該検出手段を通過する時刻に至るまでの所要時間に関して、従来方式のように当該検出手段から最も遠い画像形成手段から順に切片画像を書き込んで切片画像の濃度を検出する場合に比べて大幅に短縮することができる。これにより、画像形成手段の安定化プロセスにおける生産性の低下を抑制できる。
【0017】
本発明に係る画像形成方法は中間転写体に沿って、かつ、所定の間隔に保って配置された複数の画像形成系と、当該画像形成系の一端から離れた位置に配置された濃度検出用のセンサとを利用して中間転写体に所定の濃度の切片画像を形成する方法であって、中間転写体に対して複数の画像形成系により全色に係る切片画像を同時に形成し、又は当該センサの最も近い画像形成系から順に当該色に係る切片画像を形成し、切片画像を複数形成された中間転写体をセンサの方へ移動し、中間転写体に形成された複数の切片画像の各々の濃度を当該センサに最も近い切片画像から最も離れた切片画像に至る順番で検出し、ここで検出された切片画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成制御することを特徴とするものである。
【0018】
本発明に係る画像形成方法によれば、中間転写体に沿って、かつ、所定の間隔に保って配置された複数の画像形成系と、当該画像形成系の一端から離れた位置に配置された濃度検出用のセンサとを利用して中間転写体に所定の濃度の切片画像を形成する場合に、センサに最も近い切片画像が形成開始された時刻から、当該センサから最も離れた切片画像が当該センサを通過する時刻に至るまでの所要時間に関して、従来方式のように当該センサから最も遠い画像形成系から順に切片画像を書き込んで切片画像の濃度を検出する場合に比べて大幅に短縮することができる。従って、画像形成系の安定化プロセスにおける生産性の低下を抑制できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る画像形成装置及び画像形成方法について説明をする。
図1は、本発明の実施形態としてのカラー画像形成装置100の構成例を示す断面の概念図である。
この実施形態では任意のカラー用の画像情報に基づいて色画像を形成する場合に、切片画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成制御する制御手段を備え、中間転写体に対して全色に係る切片画像を同時に形成するように画像形成制御し、かつ、その中間転写体に形成された複数の切片画像の各々の濃度を当該センサに最も近い切片画像から最も離れた切片画像に至る順番で検出するようにセンサ制御するようになされる。
【0020】
そして、このセンサに最も近い切片画像が形成開始された時刻から、当該センサから最も離れた切片画像が当該センサを通過する時刻に至るまでの所要時間に関して、従来方式に比べて短縮できるようにすると共に、画像形成系の安定化プロセスにおける生産性の低下を抑制できるようにしたものである。
【0021】
図1に示すカラー画像形成装置は任意のカラー用の画像情報に基づいて色画像を形成する装置であり、定着性、光沢性の観点からプロセス線速を変更させるコピーモードを有する装置である。この例でプロセス線速は複数段に切り替え可能となっていて、例えばプロセス線速は標準線速(1/1)速に対して(1/2)速、(1/3)速に切り替え駆動が可能となっている。標準線速が220mm/sの場合には1/2線速では110mm/s、1/3線速では73mm/sに可変となっている。
【0022】
このカラー画像形成装置100は、画像形成装置本体101と画像読取装置102から構成される。画像形成装置本体101の上部には、自動原稿送り装置201と原稿画像走査取得装置202から成る画像読取装置102が設置され、任意のカラー原稿を読み取って赤(R)色、緑(G)色、青(B)色のアナログカラー画像信号(以下単にアナログ信号Sinともいう)を出力するようになされる。例えば、自動原稿送り装置201の原稿台上に載置された色付きの原稿dは駆動手段により搬送され、原稿画像走査取得装置202の光学系により原稿dの片面又は両面の画像が走査され、ラインイメージセンサCCDに読み込まれる。
【0023】
この画像形成装置本体101には制御手段15が設けられ、カラー画像データDinを画像処理するようになされる。例えば、上述のラインイメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ信号Sinは制御手段15でアナログ信号処理され、その後、アナログ・ディジタル(A/D)変換される。A/D変換後の画像データは制御手段15でシェーディング補正や、タイミング制御、ライン間補正等がなされる。これらの補正処理後のRGB色に係るデータがカラー画像データDinとなる。
【0024】
カラー画像データDinは制御手段15で三次元色変換テーブルに基づいてイエロー(以下単にYという)色、マゼンタ(以下単にMという)色、シアン(以下単にCという)色、黒(以下単にK又はBKという)色に係るカラー画像データに変換され、変換後のカラー画像データDY,DM,DC,DKは画像形成手段の一例となる画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kの画像書き込み部(露光手段)3Y、3M、3C、3Kへ送られる。所定の動作モードに基づいてカラー画像を形成するためである。
【0025】
また、自動原稿送り装置201は自動両面原稿駆動手段を備えている。この自動原稿送り装置201は原稿載置台上から給送される多数枚の原稿dの内容を連続して一挙に読み取り、原稿内容を記憶手段に蓄積するようになされる(電子RDH機能)。この電子RDH機能は、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿dを送信する場合等に便利に使用される。
【0026】
画像形成装置本体101はタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、画像形成手段の一例となる複数組の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kと、中間転写体の一例となる無終端状の中間転写ベルト6と、再給紙機構(ADU機構)を含む給紙駆動手段と、トナー像を定着するための定着手段17から構成される。
【0027】
この画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kは中間転写ベルト6に沿って、かつ、所定の間隔を保って配置され、当該中間転写ベルト6に所定の濃度の切片画像の一例となるパッチ画像を形成するようになされる。画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kでは、例えば、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kにトナー付着量を異ならせるべく設定された画像形成条件により複数個の同一色のパッチ画像を中間転写ベルト6上に連続して形成するようになされる。パッチ画像検出に基づく濃度調整を高速に実施するためである。
【0028】
この例でY色の画像を形成する画像形成ユニット10Yは感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配置されたY色用の帯電手段2Y、露光手段3Y、現像装置4Y及び像形成体用のクリーニング手段8Yを有する。感光体ドラム1YはOPC感光体等が用いられ、所定のプロセス線速で矢示方向に回転可能となされている。
【0029】
帯電手段2Yはスコロトロン帯電器等から構成され、感光体ドラム1Yを一様に帯電するようになされる。露光手段3Yでは帯電手段2Yによって帯電された感光体ドラム1YにY画像データに基づくレーザ光Lが露光走査され、該感光体ドラム1Y上にドット露光に基づく静電潜像を形成するようになされる。現像装置4Yでは露光手段3Yによって露光された静電潜像をY色トナーにより現像するようになされる。
【0030】
M色の画像を形成する画像形成ユニット10Mは感光体ドラム1Mと、M色用の帯電手段2M、露光手段3M、現像装置4M及び像形成体用のクリーニング手段8Mを有する。感光体ドラム1Mも所定のプロセス線速で回転可能となされている。帯電手段2Mは感光体ドラム1Mを一様に帯電するようになされる。露光手段3Mでは帯電手段2Mによって帯電された感光体ドラム1MにM画像データに基づくレーザ光Lが露光走査され、該感光体ドラム1M上に静電潜像を形成するようになされる。現像装置4Mでは露光手段3Mによって露光された静電潜像を現像するようになされる。
【0031】
C色の画像を形成する画像形成ユニット10Cは感光体ドラム1Cと、C色用の帯電手段2C、露光手段3C、現像装置4C及び像形成体用のクリーニング手段8Cを有する。感光体ドラム1Cも所定のプロセス線速で回転可能となされている。帯電手段2Cは感光体ドラム1Cを一様に帯電するようになされる。露光手段3Cでは帯電手段2Cによって帯電された感光体ドラム1CにC画像データに基づくレーザ光Lが露光走査され、該感光体ドラム1C上に静電潜像を形成するようになされる。現像装置4Cでは露光手段3Cによって露光された静電潜像を現像するようになされる。
【0032】
BK色の画像を形成する画像形成ユニット10Kは感光体ドラム1Kと、BK色用の帯電手段2K、露光手段3K、現像装置4K及び像形成体用のクリーニング手段8Kを有する。感光体ドラム1Kも所定のプロセス線速で回転可能となされている。帯電手段2Kは感光体ドラム1Kを一様に帯電するようになされる。露光手段3Kでは帯電手段2Kによって帯電された感光体ドラム1KにBK画像データに基づくレーザ光Lが露光走査され、該感光体ドラム1K上に静電潜像を形成するようになされる。現像装置4Kでは露光手段3Kによって露光された静電潜像を現像するようになされる。
【0033】
帯電手段2Yと露光手段3Y、帯電手段2Mと露光手段3M、帯電手段2Cと露光手段3C及び帯電手段2Kと露光手段3Kとは画像形成手段を構成する。現像装置4Y、4M、4C、4Kによる現像は、使用するトナー極性と同極性(本実施形態においては負極性)の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される反転現像にて行われる。中間転写ベルト6は複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【0034】
この画像形成ユニット10Kの一端から所定距離だけ離れた位置には、濃度検出用の検出手段の一例となるトナー付着量センサ(以下パッチセンサSDという)が配置されている。パッチセンサSDは例えば、2次転写ローラ7Aの上流側であって、転写器枠等に取付られる。このパッチセンサSDには、正反射型の光学検出素子が使用される。
【0035】
この装置100には図示しない駆動手段60が設けられ、パッチ画像を形成された中間転写ベルト6を所定の線速でパッチセンサSDの前に移動するようになされる。この例で各々の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kではトナー像をパッチセンサSDに近い画像形成ユニット10Kから当該ユニット10C,10M,10Yの順番に中間転写ベルト6に転写するようになされる。パッチ画像がパッチセンサSDの前を通過する時間を短縮するためである。
【0036】
また、画像形成装置本体101の下方には給紙カセット20A,20B,20Cが設けられ、各々の給紙カセット20A、20B、20C内に収容された用紙Pは、給紙カセット20A、20B、20Cにそれぞれ設けられる送り出しローラ21および給紙ローラ22Aにより給紙される。この用紙Pは搬送ローラ22B、22C、22D、レジストローラ23等を経て、2次転写ローラ7Aに搬送され、画像先端に同期したタイミングで供給されてきた用紙P上の一方の面(表面)にフルカラー画像が一括して転写される(2次転写)。
【0037】
カラー画像が転写された用紙Pは、そのまま定着手段17へ移動され、定着手段17では熱と圧力によりトナー像を定着するような定着処理がなされる。排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。転写後の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段8Y、8M、8C、8Kによりクリーニングされ次の画像形成サイクルに入る。
【0038】
両面画像形成時には、一方の面(表面)に画像形成され、定着手段17から排出された用紙Pは、分岐手段26によりシート排紙路から分岐され、それぞれ給紙駆動手段を構成する、下方の循環通紙路27Aを経て、再給紙機構(ADU機構)である反転搬送路27Bにより表裏を反転され、再給紙搬送部27Cを通過して、給紙ローラ22Dにおいて合流する。ここで反転搬送された用紙Pは、レジストローラ23を経て、再度2次転写ローラ7Aに搬送され、用紙Pの他方の面(裏面)上にカラー画像(カラートナー像)が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Pは、定着手段17により定着処理され、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。
【0039】
一方、2次転写ローラ7Aにより用紙Pにカラー画像を転写した後、用紙Pを曲率分離した中間転写ベルト6は、中間転写ベルト用のクリーニング手段8Aにより残留トナーが除去される。これらの画像形成の際には、用紙Pとして52.3〜63.9kg/m2(1000枚)程度の薄紙や64.0〜81.4kg/m2(1000枚)程度の普通紙や83.0〜130.0kg/m2(1000枚)程度の厚紙や150.0kg/m2(1000枚)程度の超厚紙を用い、線速度を80〜350mm/sec程度とし、環境条件として温度が5〜35℃程度、湿度が15〜85%程度の設定条件とすることが好ましい。用紙Pの厚み(紙厚)としては0.05〜0.15mm程度の厚さのものが用いられる。
【0040】
図2はカラー画像形成装置100の制御系の構成例を示すブロック図である。このカラー画像形成装置100では中間転写ベルト6上に画像形成条件補正用のパッチ画像(基準パッチ)を形成し、その中間転写ベルト6上のトナー付着量を光学パッチセンサSDにより検出し、規定値からずれが発生した場合に現像、書込み条件にフィードバック処理するようになされる。この例でパッチ画像を形成する順番は、光学パッチセンサSDに近い方から順に中間転写ベルト6上に形成するようになされる。
【0041】
図2に示すカラー画像形成装置100は画像形成部11及び制御手段15等を有している。画像形成部11は波線で囲んだように、中間転写ベルト6、画像形成ユニット10Y,10M、10C、10K、定着手段17及びパッチセンサSDを有している。制御手段15にはパッチセンサSDが接続されており、中間転写ベルト6上に形成されたパッチ画像に係るトナー付着量を検出するようになされる。
【0042】
パッチセンサSDはトナー付着量検出信号S0を制御手段15に出力する。この制御手段15にはパッチセンサSDの他に駆動手段60が接続され、この制御手段15から出力される駆動制御信号S3に基づいて中間転写ベルト6、各色用の感光体ドラム1Y、1M,1C,1K及び現像装置4Y、4M,4C,4K等を所定の線速で駆動するようになされる。各々の現像装置4Y、4M,4C,4K等には現像担持体41が設けられ、駆動手段60によって感光体ドラム1Y、1M,1C,1Kと同一の速度で駆動するようになされる。
【0043】
この制御手段15では駆動手段60により移動され、パッチセンサSDによって検出されたパッチ画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成処理をするようになされる。制御手段15はROM53、RAM54及びCPU55を有している。ROM53には当該画像形成装置を制御するシステムプログラムが格納されている。例えば、システムプログラムには画像調整プログラムが含まれており、この画像調整プログラムの下位階層にはパッチ画像形成条件設定プログラムが準備されている。トナー量調整モードを実行するためである。
【0044】
CPU55でトナー量調整モードを実行する場合は、パッチ画像形成条件設定プログラムに基づいて中間転写ベルト6に対して全色に係るパッチ画像を同時に形成するように画像形成制御し、かつ、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに形成された複数のパッチ画像の各々の濃度を当該パッチセンサSDに最も近いパッチ画像から最も離れたパッチ画像に至る順番で検出するようにパッチセンサSDを制御するようになされる。もちろん、当該パッチセンサSDに最も近い順に当該色のパッチ画像を形成するようなパッチ画像形成条件設定プログラムをROM53に記述しておいてもよい。
【0045】
CPU55ではパッチセンサSDから得られるトナー付着量検出信号S0に基づいて中間転写ベルト6上の基準パッチのトナー付着量を判別し、予め設定された所定の値に対して増減が有った場合に、画像形成条件を変更し、基準パッチのトナー付着量が所定の値となるように、現像装置4Y、4M,4C,4K等をフィードバック制御するようになされる。このようにすると、画像の安定化が図られる。RAM54はワークメモリとして使用され、例えば、トナー付着量検出信号S0をアナログ・ディジタル変換した後のデータを一時記録するようになされる。
【0046】
この制御手段15には電源スイッチSWが接続され、当該装置100を起動するようになされる。上述したトナー量調整モードは例えば、当該装置100の起動時に実行するようになされる。この制御手段15には電源スイッチSW、パッチセンサSD及び駆動手段60の他に、定着温度センサSTH、操作部14、給紙手段30、画像メモリ33、画像処理部35、表示部87及び画像読取装置101が接続されている。
【0047】
定着温度センサSTHは図2に示す定着手段17の定着ローラ部分に設けられ、定着手段17の温度検知して温度検知信号S2を制御手段15に出力するようになされる。操作部14は画像形成条件を設定する際に使用される。例えば、マニュアルによりプロセス線速の変更する際に操作される。操作部14は表示部87と共にタッチパネルを構成し、「光沢」「厚紙」或いはプロセス線速等が表示された選択釦が設けられていて、押釦によってプロセス線速を例えば110mm/sに切り替え指示がなされる。この指示によって線速変更要求信号S1が制御手段15に出力される。表示部87には表示信号S4に基づいて画像形成条件等の設定画面が表示される。
【0048】
給紙手段30では制御手段15からのカセット制御信号S5に基づいて給紙カセット20A,20B,20C等から用紙Pを繰り出すようになされる。また、画像処理部35では制御手段15の制御を受けて画像読取装置102のラインイメージセンサCCDにより得られたA/D変換後の画像取得データがシェーディング補正や、タイミング制御、ライン間補正等がなされる。これらの補正処理後のRGB色に係るデータがカラー画像データDinとなり、画像メモリ33に記録される。
【0049】
ここで、画像形成プロセスの概要について以下に説明する。このカラー画像形成装置100では帯電、露光、現像を少なくとも1回行われ、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K等上に形成されたトナー像が中間転写ベルト6を通じて転写材の一例となる用紙Pに転写される。つまり、CPU55から画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kへ画像データDY,DM,DC,DKが供給される。画像形成ユニット10Yでは画像データDYに基づくレーザ光が露光手段3Yから感光体ドラム1Yへ照射され、感光体ドラム1Y上に静電潜像が形成される。現像装置4Yは感光体ドラム1Y上の静電潜像をY色用のトナーで現像する。
【0050】
同様にして、画像形成ユニット10Mでは画像データDMに基づくレーザ光が露光手段3Mから感光体ドラム1Mへ照射され、感光体ドラム1M上に静電潜像が形成される。現像装置4Mは感光体ドラム1M上の静電潜像をM色用のトナーで現像する。
【0051】
画像形成ユニット10Cでは画像データDCに基づくレーザ光が露光手段3Cから感光体ドラム1Cへ照射され、感光体ドラム1C上に静電潜像が形成される。現像装置4Cは感光体ドラム1C上の静電潜像をC色用のトナーで現像する。画像形成ユニット10Kでは画像データDKに基づくレーザ光が露光手段3Kから感光体ドラム1Kへ照射され、感光体ドラム1K上に静電潜像が形成される。現像装置4Kは感光体ドラム1K上の静電潜像をBK色用のトナーで現像する。
【0052】
このように、画像形成ユニット10Y、10M、10C及び10Kより形成された各色の画像は、使用するトナーと反対極性(本実施形態においては正極性)の1次転写バイアス(不図示)が印加される1次転写ローラ7Y、7M、7C及び7Kにより、回動する中間転写ベルト6上に逐次転写されて(1次転写)合成されたフルカラー画像(色画像:カラートナー像)が形成される。
【0053】
例えば、各々の色で現像されたトナー像はそれぞれの画像領域が一致するように、まず、感光体ドラム1Y上のトナー像が一次転写ローラ7Yにより中間転写ベルト6上に転写される。引き続き、中間転写ベルト6上に転写された画像先端が一次転写ローラ7Mを通過するのに同期して形成された感光体ドラム1M上のトナー像が一次転写ローラ7Mにより中間転写ベルト6上に転写される。同様な転写プロセスが一次転写ローラ7C、7Kにより行われることにより、中間転写ベルト6上でフルカラー画像が形成された状態となる。この中間転写ベルト6上に形成されたフルカラー画像は一括して用紙Pへ転写される(2次転写)。
【0054】
カラー画像が転写された用紙Pは、そのまま定着手段17へ移動され、定着手段17では熱と圧力によりトナー像を定着するような定着処理がなされる。これにより、用紙P上に出力画像が得られる。一方、2次転写ローラ7Aにより用紙Pにカラー画像を転写した後、用紙Pを曲率分離した中間転写ベルト6は、中間転写ベルト用のクリーニング手段8Aにより残留トナーが除去される。
【0055】
上述した出力画像は、いかなる場合においても、濃度・階調といった観点から安定して再現されることが要求される。しかしながら、現像剤の劣化や、温度湿度の影響、機械部品のばらつきなどから、濃度変動が生じてしまうのが現状である。この濃度変動を抑制するために、中間転写ベルト6に基準となるパッチ画像を形成し、そのトナー付着量をパッチセンサSDにて読み取り、ここで読み取ったトナー濃度が予め定めた所定値からずれていた場合に、適正な画像形成条件へ補正を行う方法が採られる。
【0056】
図3は中間転写ベルト6上のパッチ画像の形成例を示すイメージ図である。図3に示すパッチ画像によれば、中間転写ベルト6の幅方向(光学系の書込み走査方向)を主走査方向とし、それに直交する方向(ベルト移動方向;画像進行方向)を副走査方向としたとき、1個のパッチ画像の大きさは主走査方向に例えば、a=15mm程度であり、副走査方向に例えば、b=30mm程度である。この例では、副走査方向にBK色、C色、M色、Y色の各々のパッチ画像が、BK1,BK2、C1,C2、M1,M2、Y1,Y2のように2個ずつ連続して形成される。このパッチ画像の移動先にはパッチセンサSDが設けられ、中間転写ベルト6上に形成されたパッチ画像BK1,BK2、C1,C2、M1,M2、Y1,Y2に係るトナー付着量を検出するようになされる。
【0057】
図4及び図5はパッチ画像形成例(その1,2)を示すイメージ図である。図4Aは時刻t0における中間転写ベルト6及び感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの状態を示す概念図である。
【0058】
図4Aにおいて、d11は感光体ドラム1Y及び1M間の離隔距離である。同様にして、d12は感光体ドラム1M及び1C間の離隔距離であり、d13は感光体ドラム1C及び1K間の離隔距離である。dsは感光体ドラム1KからパッチセンサSDまでの距離をそれぞれ表している。この中間転写ベルト6は感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに沿って移動速度(線速)vで移動するもとする。
【0059】
この例では、パッチ画像形成開始時刻からそのトナー量の読み取り終了に至る所要時間について従来方式と本発明方式のパッチ画像形成順序とをそれぞれ採用した場合を比較して説明をする。本発明方式によれば従来方式と同様にして時刻t0においてパッチ画像形成が開始されるが、従来方式と異なり、露光手段3Y、3M、3C、3Kによって一斉に感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kへの静電潜像形成が開始され、続く同一時刻にて各々の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの静電潜像を各色のトナーで現像するようになされる。各々の静電潜像は各色のトナーで現像された後に、パッチ画像K1(以下でP4という)、C1(P3)、M1(P2)、Y1(P1)となる。
【0060】
従って、図4Bに示す時刻t1において、全てのパッチ画像P4、P3、P2、P1が同時に中間転写ベルト6上の被形成領域に転写される。そして、同一時刻に中間転写ベルト6に転写されたパッチ画像P4、P3、P2、P1は移動速度vでパッチセンサSDの方へ移動を続ける。
【0061】
そして、図5Aに示す時刻t2’において、パッチ画像P4がパッチセンサSDに到達する。そして、中間転写ベルト6に転写されたパッチ画像P4、P3、P2、P1は移動速度vでパッチセンサSDの前を移動し続ける。そして、図5Bに示す時刻t3’において、パッチ画像P1がパッチセンサSDの前を通過し終わる。ここで各々のパッチ画像P1〜P4の移動方向の長さをPa(図9のPaと共通)とし、パッチ画像間の距離をPd’とすると、パッチ画像形成開始時刻t0からトナー付着量検知終了時刻t3’に至るまでの所要時間T03’は、次式(2)により求められる。
【0062】
T03’=t1+ds/v+[(Pa+Pd’)×3+Pa]/v・・・・・(2)
式(2)において、Pa+Pd’=dln(n=1〜3)であるため、上述の(2)式は(2)’式に書き改められる。
T03’=t1+(d11+d12+d13+ds)/v+Pa/v ・・・・(2)’
【0063】
ここで従来方式に係る(1)式と本発明方式に係る(2)’式とを比較すると、本発明方式におけるパッチ画像形成開始時刻t0からトナー付着量検知終了時刻t3’に至る所要時間T03’が短くて済むことが明確になった。このことで出力画像の生産性低下を抑制した形で濃度補正を実行することが可能になった。
【0064】
図6は他のパッチ画像形成例を示すイメージ図である。この例では、階調性を重視すべく複数の異なったトナー付着量パッチを用いて階調制御を行う場合に、図6に示すように、図4Bにおけるパッチ画像P1の後に新たなパッチ画像P1’、つまり、パッチ画像P4とP3の間に新たなパッチ画像P4’を形成し、パッチ画像P3とP2の間に新たなパッチ画像P3’を形成し、パッチ画像P2とP1の間に新たなパッチ画像P2’を形成する。
【0065】
この例でパッチ画像P4’はBK色のパッチ画像BK2であり、パッチ画像P3’はC色のパッチ画像C2であり、パッチ画像P2’はM色のパッチ画像M2であり、パッチ画像P1’はY色のパッチ画像Y2である。これにより、図3に示したような副走査方向にBK色、C色、M色、Y色の各々のパッチ画像が、BK1,BK2、C1,C2、M1,M2、Y1,Y2のように2個ずつ連続して形成することができ、より精度の高いトナー量調整制御を行うことができる。
【0066】
続いて、本発明に係る画像形成方法について当該カラー画像形成装置100のトナー量調整モード時の動作例について説明をする。図7及び図8はカラー画像形成装置100のトナー量調整モード時の動作例(その1、2)を示すフローチャートである。
【0067】
この実施例では、トナー量調整モードによる補正動作を行う際に、通常の画像形成順序とは違った画像形成順序を採ることで、パッチ画像形成開始時刻t0からトナー付着量検知終了時刻t3’に至る所要時間T03’を従来方式に比べて短縮し、出力画像の製産性の低下を最小限に抑えるようにしたものである。
【0068】
この例では、中間転写ベルト6に沿って、かつ、所定の間隔d1n(n=1〜3)に保って配置された4個の画像形成ユニット(画像形成系)10Y、10M、10C、10Kと、当該画像形成ユニット10Kの一端から距離dsだけ離れた地点に配置されたパッチセンサSDとを利用して中間転写ベルト6上に所定の濃度のパッチ画像を形成する場合を前提とする。
【0069】
また、このトナー量調整モードではパッチセンサSDに近い画像形成ユニット10Yから順番に中間転写ベルト6にBK色、C色、M色、Y色のパッチ画像を転写する場合を想定する。そして、トナー付着量を異ならせるべく設定した画像形成条件により同一色のパッチ画像を中間転写ベルト6上に2個ずつ連続して、パッチ画像BK1,BK2、C1,C2、M1,M2、Y1,Y2が並ぶように転写する場合を想定する。
【0070】
これを画像形成条件にして、図7に示すフローチャートのステップA1で電源スイッチSWをオンして当該カラー画像形成装置100を起動する。電源スイッチSWのONによって、制御手段15ではステップA2で定着手段17に設けた定着温度センサSTHにより温度検知が実行される。ここで検知されたセンサ温度が所定の温度以下の場合はステップA3に移行して定着温度センサSTHの検知温度が定着を可能とする所定の温度に上昇するまでのウォーミングアップ処理に入り、その後、トナー量調整モードに移行する。
【0071】
この実施例で画像調整プログラムにはパッチ画像形成条件設定プログラムが準備されている。制御手段15ではこのプログラムに従って、プロセス線速が標準線速(220mm/s)となるような駆動制御信号S3を駆動手段60に出力する。従って、この例ではトナー量調整モードに並行して制御手段15によりステップA4で中間転写ベルト6や、感光体ドラム1Y等の移動制御処理がなされる。
【0072】
このトナー量調整モードでは、感光体ドラム1Y、1M,1C,1K等の表面電位を計測する電位センサ(図示せず)によって表面電位を計測し、ここで計測された表面電位に基づいて各々の帯電手段2Y、2M、2C、2K等による印加電圧の調整が行われる。
【0073】
そして、ステップA5ではパッチ画像を形成開始する。このとき、露光手段3Y、3M、3C、3Kによって一斉に感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kへの1組目の静電潜像形成が開始される。この例では同一色のパッチ画像を2個ずつ連続して中間転写ベルト6上に転写することから、続けて、2組目の静電潜像形成が開始される。もちろん、当該パッチセンサSDの最も近い画像形成ユニット10Kから順に当該色に係る静電潜像を形成するようにしてもよい。
【0074】
その後、ステップA6に移行して各々の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの1組目の静電潜像を各色のトナーで現像する。これに続けて、2組目の静電潜像を各色のトナーで現像する。各々の静電潜像は各色のトナーで現像された後に、パッチ画像を成すトナー像BK1、C1、M1、Y1や、BK2、C2、M2、Y2となる。その後、ステップA7に移行して1組目の全てのパッチ画像BK1、C1、M1、Y1を同時に中間転写ベルト6上の被形成領域に転写する。これにより、1組目のパッチ画像BK1、C1、M1、Y1を中間転写ベルト6上に形成することができる。
【0075】
この間も、パッチ画像BK1、C1、M1、Y1が転写された中間転写ベルト6が移動速度vでパッチセンサSDの方へ移動し続けられている。これと共に、ステップA8ではトナー像BK2、C2、M2、Y2が同時に中間転写ベルト6上に転写される。これにより、2組目のパッチ画像BK2、C2、M2、Y2を中間転写ベルト6上に形成することができる。しかも、パッチ画像BK2はBK1とC1との間に形成され、パッチ画像C2はC1とM1との間に形成され、パッチ画像M2はM1とY1との間に形成され、パッチ画像Y2はY1の上流側に形成される。
【0076】
そして、ステップA9に移行して先頭のパッチ画像BK1がパッチセンサSDに到達しかが検出される。パッチ画像BK1が到達していない場合はその到達が待たれる。このパッチ画像BK1がパッチセンサSDに到達すると、ステップA10に移行して最終のパッチ画像Y2が当該パッチセンサSDに到達しかが検出される。この間も、中間転写ベルト6に転写されたパッチ画像BK1,BK2、C1,C2、M1,M2、Y1,Y2は移動速度vでパッチセンサSDの前を移動し続ける。このとき、中間転写ベルト6に形成された8個のパッチ画像BK1,BK2、C1、C2、M1、M2、Y1、Y2の各々の濃度が当該パッチセンサSDに最も近いパッチ画像BK1から最も離れたパッチ画像Y2に至る順番でステップA11で検出される。そして、パッチ画像Y2がパッチセンサSDの前を通過し終わる。この間に制御手段15ではパッチセンサSDからトナー付着量検出信号S0を入力する。
【0077】
そして、ステップA12に移行して制御手段15ではパッチセンサSDから得られたトナー付着量検出信号S0に基づくパッチ画像の各々の濃度検出量により、トナー付着量を調整して最大濃度補正やγ補正等の画像形成制御処理するようになされる。その後、ステップA13に移行して当該画像形成制御処理を終了するかが判断される。制御手段15では電源オフ情報等を検出して画像形成制御処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合はステップA12に戻って上述の処理を繰り返すようになされる。
【0078】
このように、本発明に係る実施形態としてのカラー画像形成装置及び画像形成方法によれば、任意のカラー用の画像データDinに基づいて色画像を形成する場合に、制御手段15では中間転写ベルト6に対して第1組目の全色に係る静電潜像を同時に形成すると共に現像し、これに続いて第2組目の全色に係るパッチ画像を同時に形成するように画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kが制御される。これと共に、中間転写ベルト6に形成された8個のパッチ画像BK1,BK2、C1,C2、M1,M2、Y1,Y2の各々の濃度を当該パッチセンサSDに最も近いパッチ画像BK1から最も離れたパッチ画像Y2に至る順番で検出するようにパッチセンサSDを制御するようになされる。
【0079】
従って、パッチセンサSDに最も近いパッチ画像BK1が形成開始された時刻から、当該パッチセンサSDから最も離れたパッチ画像Y2が当該パッチセンサSDの前を通過する時刻に至るまでの所要時間に関して、従来方式のように当該パッチセンサSDから最も遠い画像形成ユニット10Yから順にパッチ画像を書き込んでパッチ画像の濃度を検出する場合に比べて大幅に短縮することができる。これにより、画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kの安定化プロセスにおける生産性の低下を抑制できる。
【0080】
この実施例では画像形成手段に関して、各色毎に感光体ドラム1Y等を有した4個の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kと、このユニットで形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト6とを有する場合について説明したが、これに限られることはなく、中間転写ベルト6を省略し、各色の静電潜像を形成するための感光体を共用した1つのベルト状の感光体と、この感光体ベルトに色画像を形成する複数の画像形成ユニットとを有するものであっても本発明を適用することができる。また、中間転写ベルト6は用紙搬送ベルトであってもよい。
【0081】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法によれば、任意のカラー用の画像情報に基づいて色画像を形成する場合に、パッチ画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成制御する制御手段を備え、この制御手段は中間転写体に対して全色に係るパッチ画像を同時に形成し、又は当該検出手段に最も近い順に当該色に係るパッチ画像を形成するように、画像形成制御をすると共に、中間転写体に形成された複数のパッチ画像の各々の濃度を当該検出手段に最も近いパッチ画像から最も離れたパッチ画像に至る順番で検出するようにパッチ検出制御するものである。
【0082】
この構成によって、検出手段に最も近いパッチ画像が形成開始された時刻から、当該検出手段から最も離れたパッチ画像が当該検出手段を通過する時刻に至るまでの所要時間に関して、従来方式に比べて大幅に短縮することができる。従って、画像形成系の安定化プロセスにおける生産性の低下を抑制できる。
【0083】
この発明は、複写機能、ファクシミリ機能及びプリンタ機能を備えたカラー用のディジタル複合機や複写機等に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態としてのカラー画像形成装置100の構成例を示す断面の概念図である。
【図2】カラー画像形成装置100の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図3】中間転写ベルト6上のパッチ画像の形成例を示すイメージ図である。
【図4】パッチ画像形成例(その1)を示すイメージ図である。
【図5】パッチ画像形成例(その2)を示すイメージ図である。
【図6】他のパッチ画像形成例を示すイメージ図である。
【図7】カラー画像形成装置100のトナー量調整モード時の動作例(その1)を示すフローチャートである。
【図8】トナー量調整モード時の動作例(その2)を示すフローチャートである。
【図9】従来例に係るパッチ画像形成例(その1)を示すイメージ図である。
【図10】従来例に係るパッチ画像形成例(その2)を示すイメージ図である。
【符号の説明】
1Y,1M,1C,1K 感光体ドラム
2Y,2M,2C,2K 帯電手段
3Y,3M,3C,3K 露光手段
4Y,4M,4C,4K 現像手段
6 中間転写ベルト(中間転写体)
10Y,10M,10C,10K 画像形成ユニット(画像形成手段)
11 画像形成部
14 操作部
15 制御手段
17 定着手段
33 画像メモリ
55 CPU(制御手段)
60 駆動手段
100 カラー画像形成装置(画像形成装置)
SD パッチセンサ(検出手段)
【発明の属する技術分野】
この発明は複写機能、ファクシミリ機能及びプリンタ機能を備えたカラー用のディジタル複合機や複写機に適用して好適な画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、色付きの原稿画像から取得した赤(R)色、緑(G)色、青(B)色に係るカラー画像データに基づいてカラー画像形成を行うデジタルカラー複写機が使用されるに至っている。この複写機では原稿の画像情報がスキャナ等により読み込まれ、その原稿の画像情報に係るカラー画像データが一旦、画像メモリに蓄えられる。このカラー画像データをメモリに蓄える際に、シェーディング補正や、タイミング制御、ライン間補正等がなされる。
【0003】
これらの補正処理後のRGB色に係るカラー画像データはγ補正や、変倍処理、空間フィルタ、画像圧縮処理等がなされる。ここで画像処理されたカラー画像データに基づくカラー画像が画像形成手段(プリンタ)によって所定の用紙に形成される。この結果、カラー原稿画像を複写(コピー)することができる。
【0004】
この種のカラー複写機においては、中間転写ベルトと呼ばれる中間転写体上に、カラー画像データに基づくカラートナー像が形成されるが、トナー付着量を調整するためのモードが準備されている。このトナー付着量調整モードによれば、画像形成条件補正用のパッチ画像(以下基準パッチともいう)を中間転写ベルトに形成し、この基準パッチのトナー付着量を光学センサにて読み取り、現像装置へフィードバック制御を行うことで、画像の安定化を実施している。
【0005】
この基準パッチの形成順序に関しては、特許文献1の記載に見られるように、そのパッチ形成順序を通常画像形成時と同じ順序で実行することで、補正時間の短縮を図るようになされる。図9及び図10はこの種の従来例に係るパッチ画像形成例(その1、2)を示すイメージ図である。
【0006】
図9Aにおいて、d11はイエロー(Y)色用の感光体ドラム1Yとマゼンタ(M)色用の感光体ドラム1Mとの離隔距離であり、d12は感光体ドラム1Mとシアン(C)色用の感光体ドラム1Cとの離隔距離であり、d13は感光体ドラム1Cとブラック(BK)色用の感光体ドラム1Kとの離隔距離である。dsは感光体ドラム1Kからトナー付着量を検知するパッチセンサSDまでの距離を示している。また、中間転写ベルト6は感光体ドラム1Y〜1Kに沿って、移動速度vで移動するようになされる。
【0007】
従来方式のパッチ形成順によれば、図9Aに示す時刻t0において、まず、パッチ形成動作開始から最上部に位置する感光体ドラム1Yへパッチ画像の書込みが行われる。ここで書き込まれたパッチ画像P1は図示しない現像装置により現像を受け、図9Bに示す時刻t1には一次転写部に進入し、図示しない一次転写ローラによって中間転写ベルト6上に転写される。
【0008】
引き続き、図9Cに示す時刻t2においては、画像パッチP1の後端からパッチ間隔Pdを置いた被形成領域に画像パッチP2が転写される。この作業を繰り返すことにより、図10Aに示す時刻t3で画像パッチP3が転写され、図10Bに示す時刻t4で画像パッチP4が転写される。4色のパッチ画像P1〜P4が全て中間転写ベルト6上に転写される。そして、中間転写ベルト6上に転写されたパッチ画像P1〜P4は移動を続け、図10Cに示す時刻t5には全てのパッチ画像がパッチセンサSDの前を通過し終わることとなる。
【0009】
ここで、各々のパッチ画像P1〜P4の移動方向の長さをPaとし、パッチ間隔をPdとしたとき、パッチ形成開始時刻t0からトナー付着量検知終了時刻t5に至るまでの所要時間T05は、次式(1)、すなわち、
T05=t1+[(d11+d12+d13+ds)/v]+[(Pa×4+Pd×3)/v] ・・・・・(1)
で与えられる。
【0010】
【特許文献1】
特開2000−258966号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来方式のトナー付着量調整モードを備えた画像形成装置によれば、次のような問題がある。
▲1▼ トナー付着量調整モード等の補正動作に関しては、感光体ドラム1Y〜1Kや、中間転写体6上等にトナー像が形成されるが、実際には出力画像が用紙に形成され、排紙皿等へ出力されることは、メンテナンス等の特殊の場合を除いてない。換言すると、通常のプリントモード等で出力画像を速やかに得ようとしているユーザにとって見れば、余計な動作であり、出力画像の製産性を低下させる一因となっている。従って、この種の補正動作に関しては、補正動作開始から終了に至るまでの所要時間をなるべく短くすることが好ましい。
【0012】
▲2▼ 因みに従来方式に係る画像形成装置によれば、複数個の画像形成ユニットから中間転写体6上へ基準パッチを転写する順番は、通常の画像形成時と同様の順番である。従って、この基準パッチを中間転写体6に形成して現像装置へフィードバック制御を行うプロセスには、式(1)に示したように、所要時間T05が含まれる。このことから、本来の画像出力とは無関係な補正動作が、ユーザにとって、画像出力の生産性の低下として評価されてしまう。
【0013】
そこで、この発明は上述した課題を解決したものであって、従来方式に比べてパッチ画像形成から濃度読み取り終了に至る所要時間を短縮できるようにすると共に、画像形成系の安定化プロセスにおける生産性の低下を抑制できるようにした画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は任意のカラー用の画像情報に基づいて色画像を形成する装置であって、中間転写体と、この中間転写体に沿って、かつ、所定の間隔を保って配置され、当該中間転写体に所定の濃度の切片画像を形成する複数の画像形成手段と、この画像形成手段の一端から所定距離だけ離れた位置に配置された濃度検出用の検出手段と、切片画像を形成された中間転写体を検出手段の方へ移動させる駆動手段と、この駆動手段により移動され、検出手段によって検出された切片画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成制御する制御手段とを備え、制御手段は中間転写体に対して全色に係る切片画像を同時に形成し、又は当該検出手段に最も近い順に当該色の切片画像を形成するように画像形成制御をし、かつ、中間転写体に形成された複数の切片画像の各々の濃度を当該検出手段に最も近い切片画像から最も離れた切片画像に至る順番で検出するようにパッチ検出制御をするものである。
【0015】
本発明に係る画像形成装置によれば、任意のカラー用の画像情報に基づいて色画像を形成する場合に、中間転写体に沿って、かつ、所定の間隔を保って配置された複数の画像形成手段では当該中間転写体に所定の濃度の切片画像が形成される。また、この画像形成手段の一端から所定距離だけ離れた位置には濃度検出用の検出手段が配置されている。駆動手段は切片画像を形成された中間転写体を検出手段の方へ移動するようになされる。制御手段では駆動手段により移動され、検出手段によって検出された切片画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成制御する。これを前提にして、制御手段では中間転写体に対して全色に係る切片画像を同時に形成し、又は当該検出手段に最も近い画像形成手段から順に当該色に係る切片画像を形成するように画像形成手段が制御される。これと共に、中間転写体に形成された複数の切片画像の各々の濃度を当該検出手段に最も近い切片画像から最も離れた切片画像に至る順番で検出するようにパッチ検出制御するようになる。
【0016】
従って、検出手段に最も近い切片画像が形成開始された時刻から、当該検出手段から最も離れた切片画像が当該検出手段を通過する時刻に至るまでの所要時間に関して、従来方式のように当該検出手段から最も遠い画像形成手段から順に切片画像を書き込んで切片画像の濃度を検出する場合に比べて大幅に短縮することができる。これにより、画像形成手段の安定化プロセスにおける生産性の低下を抑制できる。
【0017】
本発明に係る画像形成方法は中間転写体に沿って、かつ、所定の間隔に保って配置された複数の画像形成系と、当該画像形成系の一端から離れた位置に配置された濃度検出用のセンサとを利用して中間転写体に所定の濃度の切片画像を形成する方法であって、中間転写体に対して複数の画像形成系により全色に係る切片画像を同時に形成し、又は当該センサの最も近い画像形成系から順に当該色に係る切片画像を形成し、切片画像を複数形成された中間転写体をセンサの方へ移動し、中間転写体に形成された複数の切片画像の各々の濃度を当該センサに最も近い切片画像から最も離れた切片画像に至る順番で検出し、ここで検出された切片画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成制御することを特徴とするものである。
【0018】
本発明に係る画像形成方法によれば、中間転写体に沿って、かつ、所定の間隔に保って配置された複数の画像形成系と、当該画像形成系の一端から離れた位置に配置された濃度検出用のセンサとを利用して中間転写体に所定の濃度の切片画像を形成する場合に、センサに最も近い切片画像が形成開始された時刻から、当該センサから最も離れた切片画像が当該センサを通過する時刻に至るまでの所要時間に関して、従来方式のように当該センサから最も遠い画像形成系から順に切片画像を書き込んで切片画像の濃度を検出する場合に比べて大幅に短縮することができる。従って、画像形成系の安定化プロセスにおける生産性の低下を抑制できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る画像形成装置及び画像形成方法について説明をする。
図1は、本発明の実施形態としてのカラー画像形成装置100の構成例を示す断面の概念図である。
この実施形態では任意のカラー用の画像情報に基づいて色画像を形成する場合に、切片画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成制御する制御手段を備え、中間転写体に対して全色に係る切片画像を同時に形成するように画像形成制御し、かつ、その中間転写体に形成された複数の切片画像の各々の濃度を当該センサに最も近い切片画像から最も離れた切片画像に至る順番で検出するようにセンサ制御するようになされる。
【0020】
そして、このセンサに最も近い切片画像が形成開始された時刻から、当該センサから最も離れた切片画像が当該センサを通過する時刻に至るまでの所要時間に関して、従来方式に比べて短縮できるようにすると共に、画像形成系の安定化プロセスにおける生産性の低下を抑制できるようにしたものである。
【0021】
図1に示すカラー画像形成装置は任意のカラー用の画像情報に基づいて色画像を形成する装置であり、定着性、光沢性の観点からプロセス線速を変更させるコピーモードを有する装置である。この例でプロセス線速は複数段に切り替え可能となっていて、例えばプロセス線速は標準線速(1/1)速に対して(1/2)速、(1/3)速に切り替え駆動が可能となっている。標準線速が220mm/sの場合には1/2線速では110mm/s、1/3線速では73mm/sに可変となっている。
【0022】
このカラー画像形成装置100は、画像形成装置本体101と画像読取装置102から構成される。画像形成装置本体101の上部には、自動原稿送り装置201と原稿画像走査取得装置202から成る画像読取装置102が設置され、任意のカラー原稿を読み取って赤(R)色、緑(G)色、青(B)色のアナログカラー画像信号(以下単にアナログ信号Sinともいう)を出力するようになされる。例えば、自動原稿送り装置201の原稿台上に載置された色付きの原稿dは駆動手段により搬送され、原稿画像走査取得装置202の光学系により原稿dの片面又は両面の画像が走査され、ラインイメージセンサCCDに読み込まれる。
【0023】
この画像形成装置本体101には制御手段15が設けられ、カラー画像データDinを画像処理するようになされる。例えば、上述のラインイメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ信号Sinは制御手段15でアナログ信号処理され、その後、アナログ・ディジタル(A/D)変換される。A/D変換後の画像データは制御手段15でシェーディング補正や、タイミング制御、ライン間補正等がなされる。これらの補正処理後のRGB色に係るデータがカラー画像データDinとなる。
【0024】
カラー画像データDinは制御手段15で三次元色変換テーブルに基づいてイエロー(以下単にYという)色、マゼンタ(以下単にMという)色、シアン(以下単にCという)色、黒(以下単にK又はBKという)色に係るカラー画像データに変換され、変換後のカラー画像データDY,DM,DC,DKは画像形成手段の一例となる画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kの画像書き込み部(露光手段)3Y、3M、3C、3Kへ送られる。所定の動作モードに基づいてカラー画像を形成するためである。
【0025】
また、自動原稿送り装置201は自動両面原稿駆動手段を備えている。この自動原稿送り装置201は原稿載置台上から給送される多数枚の原稿dの内容を連続して一挙に読み取り、原稿内容を記憶手段に蓄積するようになされる(電子RDH機能)。この電子RDH機能は、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿dを送信する場合等に便利に使用される。
【0026】
画像形成装置本体101はタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、画像形成手段の一例となる複数組の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kと、中間転写体の一例となる無終端状の中間転写ベルト6と、再給紙機構(ADU機構)を含む給紙駆動手段と、トナー像を定着するための定着手段17から構成される。
【0027】
この画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kは中間転写ベルト6に沿って、かつ、所定の間隔を保って配置され、当該中間転写ベルト6に所定の濃度の切片画像の一例となるパッチ画像を形成するようになされる。画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kでは、例えば、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kにトナー付着量を異ならせるべく設定された画像形成条件により複数個の同一色のパッチ画像を中間転写ベルト6上に連続して形成するようになされる。パッチ画像検出に基づく濃度調整を高速に実施するためである。
【0028】
この例でY色の画像を形成する画像形成ユニット10Yは感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配置されたY色用の帯電手段2Y、露光手段3Y、現像装置4Y及び像形成体用のクリーニング手段8Yを有する。感光体ドラム1YはOPC感光体等が用いられ、所定のプロセス線速で矢示方向に回転可能となされている。
【0029】
帯電手段2Yはスコロトロン帯電器等から構成され、感光体ドラム1Yを一様に帯電するようになされる。露光手段3Yでは帯電手段2Yによって帯電された感光体ドラム1YにY画像データに基づくレーザ光Lが露光走査され、該感光体ドラム1Y上にドット露光に基づく静電潜像を形成するようになされる。現像装置4Yでは露光手段3Yによって露光された静電潜像をY色トナーにより現像するようになされる。
【0030】
M色の画像を形成する画像形成ユニット10Mは感光体ドラム1Mと、M色用の帯電手段2M、露光手段3M、現像装置4M及び像形成体用のクリーニング手段8Mを有する。感光体ドラム1Mも所定のプロセス線速で回転可能となされている。帯電手段2Mは感光体ドラム1Mを一様に帯電するようになされる。露光手段3Mでは帯電手段2Mによって帯電された感光体ドラム1MにM画像データに基づくレーザ光Lが露光走査され、該感光体ドラム1M上に静電潜像を形成するようになされる。現像装置4Mでは露光手段3Mによって露光された静電潜像を現像するようになされる。
【0031】
C色の画像を形成する画像形成ユニット10Cは感光体ドラム1Cと、C色用の帯電手段2C、露光手段3C、現像装置4C及び像形成体用のクリーニング手段8Cを有する。感光体ドラム1Cも所定のプロセス線速で回転可能となされている。帯電手段2Cは感光体ドラム1Cを一様に帯電するようになされる。露光手段3Cでは帯電手段2Cによって帯電された感光体ドラム1CにC画像データに基づくレーザ光Lが露光走査され、該感光体ドラム1C上に静電潜像を形成するようになされる。現像装置4Cでは露光手段3Cによって露光された静電潜像を現像するようになされる。
【0032】
BK色の画像を形成する画像形成ユニット10Kは感光体ドラム1Kと、BK色用の帯電手段2K、露光手段3K、現像装置4K及び像形成体用のクリーニング手段8Kを有する。感光体ドラム1Kも所定のプロセス線速で回転可能となされている。帯電手段2Kは感光体ドラム1Kを一様に帯電するようになされる。露光手段3Kでは帯電手段2Kによって帯電された感光体ドラム1KにBK画像データに基づくレーザ光Lが露光走査され、該感光体ドラム1K上に静電潜像を形成するようになされる。現像装置4Kでは露光手段3Kによって露光された静電潜像を現像するようになされる。
【0033】
帯電手段2Yと露光手段3Y、帯電手段2Mと露光手段3M、帯電手段2Cと露光手段3C及び帯電手段2Kと露光手段3Kとは画像形成手段を構成する。現像装置4Y、4M、4C、4Kによる現像は、使用するトナー極性と同極性(本実施形態においては負極性)の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される反転現像にて行われる。中間転写ベルト6は複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【0034】
この画像形成ユニット10Kの一端から所定距離だけ離れた位置には、濃度検出用の検出手段の一例となるトナー付着量センサ(以下パッチセンサSDという)が配置されている。パッチセンサSDは例えば、2次転写ローラ7Aの上流側であって、転写器枠等に取付られる。このパッチセンサSDには、正反射型の光学検出素子が使用される。
【0035】
この装置100には図示しない駆動手段60が設けられ、パッチ画像を形成された中間転写ベルト6を所定の線速でパッチセンサSDの前に移動するようになされる。この例で各々の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kではトナー像をパッチセンサSDに近い画像形成ユニット10Kから当該ユニット10C,10M,10Yの順番に中間転写ベルト6に転写するようになされる。パッチ画像がパッチセンサSDの前を通過する時間を短縮するためである。
【0036】
また、画像形成装置本体101の下方には給紙カセット20A,20B,20Cが設けられ、各々の給紙カセット20A、20B、20C内に収容された用紙Pは、給紙カセット20A、20B、20Cにそれぞれ設けられる送り出しローラ21および給紙ローラ22Aにより給紙される。この用紙Pは搬送ローラ22B、22C、22D、レジストローラ23等を経て、2次転写ローラ7Aに搬送され、画像先端に同期したタイミングで供給されてきた用紙P上の一方の面(表面)にフルカラー画像が一括して転写される(2次転写)。
【0037】
カラー画像が転写された用紙Pは、そのまま定着手段17へ移動され、定着手段17では熱と圧力によりトナー像を定着するような定着処理がなされる。排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。転写後の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段8Y、8M、8C、8Kによりクリーニングされ次の画像形成サイクルに入る。
【0038】
両面画像形成時には、一方の面(表面)に画像形成され、定着手段17から排出された用紙Pは、分岐手段26によりシート排紙路から分岐され、それぞれ給紙駆動手段を構成する、下方の循環通紙路27Aを経て、再給紙機構(ADU機構)である反転搬送路27Bにより表裏を反転され、再給紙搬送部27Cを通過して、給紙ローラ22Dにおいて合流する。ここで反転搬送された用紙Pは、レジストローラ23を経て、再度2次転写ローラ7Aに搬送され、用紙Pの他方の面(裏面)上にカラー画像(カラートナー像)が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Pは、定着手段17により定着処理され、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。
【0039】
一方、2次転写ローラ7Aにより用紙Pにカラー画像を転写した後、用紙Pを曲率分離した中間転写ベルト6は、中間転写ベルト用のクリーニング手段8Aにより残留トナーが除去される。これらの画像形成の際には、用紙Pとして52.3〜63.9kg/m2(1000枚)程度の薄紙や64.0〜81.4kg/m2(1000枚)程度の普通紙や83.0〜130.0kg/m2(1000枚)程度の厚紙や150.0kg/m2(1000枚)程度の超厚紙を用い、線速度を80〜350mm/sec程度とし、環境条件として温度が5〜35℃程度、湿度が15〜85%程度の設定条件とすることが好ましい。用紙Pの厚み(紙厚)としては0.05〜0.15mm程度の厚さのものが用いられる。
【0040】
図2はカラー画像形成装置100の制御系の構成例を示すブロック図である。このカラー画像形成装置100では中間転写ベルト6上に画像形成条件補正用のパッチ画像(基準パッチ)を形成し、その中間転写ベルト6上のトナー付着量を光学パッチセンサSDにより検出し、規定値からずれが発生した場合に現像、書込み条件にフィードバック処理するようになされる。この例でパッチ画像を形成する順番は、光学パッチセンサSDに近い方から順に中間転写ベルト6上に形成するようになされる。
【0041】
図2に示すカラー画像形成装置100は画像形成部11及び制御手段15等を有している。画像形成部11は波線で囲んだように、中間転写ベルト6、画像形成ユニット10Y,10M、10C、10K、定着手段17及びパッチセンサSDを有している。制御手段15にはパッチセンサSDが接続されており、中間転写ベルト6上に形成されたパッチ画像に係るトナー付着量を検出するようになされる。
【0042】
パッチセンサSDはトナー付着量検出信号S0を制御手段15に出力する。この制御手段15にはパッチセンサSDの他に駆動手段60が接続され、この制御手段15から出力される駆動制御信号S3に基づいて中間転写ベルト6、各色用の感光体ドラム1Y、1M,1C,1K及び現像装置4Y、4M,4C,4K等を所定の線速で駆動するようになされる。各々の現像装置4Y、4M,4C,4K等には現像担持体41が設けられ、駆動手段60によって感光体ドラム1Y、1M,1C,1Kと同一の速度で駆動するようになされる。
【0043】
この制御手段15では駆動手段60により移動され、パッチセンサSDによって検出されたパッチ画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成処理をするようになされる。制御手段15はROM53、RAM54及びCPU55を有している。ROM53には当該画像形成装置を制御するシステムプログラムが格納されている。例えば、システムプログラムには画像調整プログラムが含まれており、この画像調整プログラムの下位階層にはパッチ画像形成条件設定プログラムが準備されている。トナー量調整モードを実行するためである。
【0044】
CPU55でトナー量調整モードを実行する場合は、パッチ画像形成条件設定プログラムに基づいて中間転写ベルト6に対して全色に係るパッチ画像を同時に形成するように画像形成制御し、かつ、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに形成された複数のパッチ画像の各々の濃度を当該パッチセンサSDに最も近いパッチ画像から最も離れたパッチ画像に至る順番で検出するようにパッチセンサSDを制御するようになされる。もちろん、当該パッチセンサSDに最も近い順に当該色のパッチ画像を形成するようなパッチ画像形成条件設定プログラムをROM53に記述しておいてもよい。
【0045】
CPU55ではパッチセンサSDから得られるトナー付着量検出信号S0に基づいて中間転写ベルト6上の基準パッチのトナー付着量を判別し、予め設定された所定の値に対して増減が有った場合に、画像形成条件を変更し、基準パッチのトナー付着量が所定の値となるように、現像装置4Y、4M,4C,4K等をフィードバック制御するようになされる。このようにすると、画像の安定化が図られる。RAM54はワークメモリとして使用され、例えば、トナー付着量検出信号S0をアナログ・ディジタル変換した後のデータを一時記録するようになされる。
【0046】
この制御手段15には電源スイッチSWが接続され、当該装置100を起動するようになされる。上述したトナー量調整モードは例えば、当該装置100の起動時に実行するようになされる。この制御手段15には電源スイッチSW、パッチセンサSD及び駆動手段60の他に、定着温度センサSTH、操作部14、給紙手段30、画像メモリ33、画像処理部35、表示部87及び画像読取装置101が接続されている。
【0047】
定着温度センサSTHは図2に示す定着手段17の定着ローラ部分に設けられ、定着手段17の温度検知して温度検知信号S2を制御手段15に出力するようになされる。操作部14は画像形成条件を設定する際に使用される。例えば、マニュアルによりプロセス線速の変更する際に操作される。操作部14は表示部87と共にタッチパネルを構成し、「光沢」「厚紙」或いはプロセス線速等が表示された選択釦が設けられていて、押釦によってプロセス線速を例えば110mm/sに切り替え指示がなされる。この指示によって線速変更要求信号S1が制御手段15に出力される。表示部87には表示信号S4に基づいて画像形成条件等の設定画面が表示される。
【0048】
給紙手段30では制御手段15からのカセット制御信号S5に基づいて給紙カセット20A,20B,20C等から用紙Pを繰り出すようになされる。また、画像処理部35では制御手段15の制御を受けて画像読取装置102のラインイメージセンサCCDにより得られたA/D変換後の画像取得データがシェーディング補正や、タイミング制御、ライン間補正等がなされる。これらの補正処理後のRGB色に係るデータがカラー画像データDinとなり、画像メモリ33に記録される。
【0049】
ここで、画像形成プロセスの概要について以下に説明する。このカラー画像形成装置100では帯電、露光、現像を少なくとも1回行われ、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K等上に形成されたトナー像が中間転写ベルト6を通じて転写材の一例となる用紙Pに転写される。つまり、CPU55から画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kへ画像データDY,DM,DC,DKが供給される。画像形成ユニット10Yでは画像データDYに基づくレーザ光が露光手段3Yから感光体ドラム1Yへ照射され、感光体ドラム1Y上に静電潜像が形成される。現像装置4Yは感光体ドラム1Y上の静電潜像をY色用のトナーで現像する。
【0050】
同様にして、画像形成ユニット10Mでは画像データDMに基づくレーザ光が露光手段3Mから感光体ドラム1Mへ照射され、感光体ドラム1M上に静電潜像が形成される。現像装置4Mは感光体ドラム1M上の静電潜像をM色用のトナーで現像する。
【0051】
画像形成ユニット10Cでは画像データDCに基づくレーザ光が露光手段3Cから感光体ドラム1Cへ照射され、感光体ドラム1C上に静電潜像が形成される。現像装置4Cは感光体ドラム1C上の静電潜像をC色用のトナーで現像する。画像形成ユニット10Kでは画像データDKに基づくレーザ光が露光手段3Kから感光体ドラム1Kへ照射され、感光体ドラム1K上に静電潜像が形成される。現像装置4Kは感光体ドラム1K上の静電潜像をBK色用のトナーで現像する。
【0052】
このように、画像形成ユニット10Y、10M、10C及び10Kより形成された各色の画像は、使用するトナーと反対極性(本実施形態においては正極性)の1次転写バイアス(不図示)が印加される1次転写ローラ7Y、7M、7C及び7Kにより、回動する中間転写ベルト6上に逐次転写されて(1次転写)合成されたフルカラー画像(色画像:カラートナー像)が形成される。
【0053】
例えば、各々の色で現像されたトナー像はそれぞれの画像領域が一致するように、まず、感光体ドラム1Y上のトナー像が一次転写ローラ7Yにより中間転写ベルト6上に転写される。引き続き、中間転写ベルト6上に転写された画像先端が一次転写ローラ7Mを通過するのに同期して形成された感光体ドラム1M上のトナー像が一次転写ローラ7Mにより中間転写ベルト6上に転写される。同様な転写プロセスが一次転写ローラ7C、7Kにより行われることにより、中間転写ベルト6上でフルカラー画像が形成された状態となる。この中間転写ベルト6上に形成されたフルカラー画像は一括して用紙Pへ転写される(2次転写)。
【0054】
カラー画像が転写された用紙Pは、そのまま定着手段17へ移動され、定着手段17では熱と圧力によりトナー像を定着するような定着処理がなされる。これにより、用紙P上に出力画像が得られる。一方、2次転写ローラ7Aにより用紙Pにカラー画像を転写した後、用紙Pを曲率分離した中間転写ベルト6は、中間転写ベルト用のクリーニング手段8Aにより残留トナーが除去される。
【0055】
上述した出力画像は、いかなる場合においても、濃度・階調といった観点から安定して再現されることが要求される。しかしながら、現像剤の劣化や、温度湿度の影響、機械部品のばらつきなどから、濃度変動が生じてしまうのが現状である。この濃度変動を抑制するために、中間転写ベルト6に基準となるパッチ画像を形成し、そのトナー付着量をパッチセンサSDにて読み取り、ここで読み取ったトナー濃度が予め定めた所定値からずれていた場合に、適正な画像形成条件へ補正を行う方法が採られる。
【0056】
図3は中間転写ベルト6上のパッチ画像の形成例を示すイメージ図である。図3に示すパッチ画像によれば、中間転写ベルト6の幅方向(光学系の書込み走査方向)を主走査方向とし、それに直交する方向(ベルト移動方向;画像進行方向)を副走査方向としたとき、1個のパッチ画像の大きさは主走査方向に例えば、a=15mm程度であり、副走査方向に例えば、b=30mm程度である。この例では、副走査方向にBK色、C色、M色、Y色の各々のパッチ画像が、BK1,BK2、C1,C2、M1,M2、Y1,Y2のように2個ずつ連続して形成される。このパッチ画像の移動先にはパッチセンサSDが設けられ、中間転写ベルト6上に形成されたパッチ画像BK1,BK2、C1,C2、M1,M2、Y1,Y2に係るトナー付着量を検出するようになされる。
【0057】
図4及び図5はパッチ画像形成例(その1,2)を示すイメージ図である。図4Aは時刻t0における中間転写ベルト6及び感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの状態を示す概念図である。
【0058】
図4Aにおいて、d11は感光体ドラム1Y及び1M間の離隔距離である。同様にして、d12は感光体ドラム1M及び1C間の離隔距離であり、d13は感光体ドラム1C及び1K間の離隔距離である。dsは感光体ドラム1KからパッチセンサSDまでの距離をそれぞれ表している。この中間転写ベルト6は感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに沿って移動速度(線速)vで移動するもとする。
【0059】
この例では、パッチ画像形成開始時刻からそのトナー量の読み取り終了に至る所要時間について従来方式と本発明方式のパッチ画像形成順序とをそれぞれ採用した場合を比較して説明をする。本発明方式によれば従来方式と同様にして時刻t0においてパッチ画像形成が開始されるが、従来方式と異なり、露光手段3Y、3M、3C、3Kによって一斉に感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kへの静電潜像形成が開始され、続く同一時刻にて各々の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの静電潜像を各色のトナーで現像するようになされる。各々の静電潜像は各色のトナーで現像された後に、パッチ画像K1(以下でP4という)、C1(P3)、M1(P2)、Y1(P1)となる。
【0060】
従って、図4Bに示す時刻t1において、全てのパッチ画像P4、P3、P2、P1が同時に中間転写ベルト6上の被形成領域に転写される。そして、同一時刻に中間転写ベルト6に転写されたパッチ画像P4、P3、P2、P1は移動速度vでパッチセンサSDの方へ移動を続ける。
【0061】
そして、図5Aに示す時刻t2’において、パッチ画像P4がパッチセンサSDに到達する。そして、中間転写ベルト6に転写されたパッチ画像P4、P3、P2、P1は移動速度vでパッチセンサSDの前を移動し続ける。そして、図5Bに示す時刻t3’において、パッチ画像P1がパッチセンサSDの前を通過し終わる。ここで各々のパッチ画像P1〜P4の移動方向の長さをPa(図9のPaと共通)とし、パッチ画像間の距離をPd’とすると、パッチ画像形成開始時刻t0からトナー付着量検知終了時刻t3’に至るまでの所要時間T03’は、次式(2)により求められる。
【0062】
T03’=t1+ds/v+[(Pa+Pd’)×3+Pa]/v・・・・・(2)
式(2)において、Pa+Pd’=dln(n=1〜3)であるため、上述の(2)式は(2)’式に書き改められる。
T03’=t1+(d11+d12+d13+ds)/v+Pa/v ・・・・(2)’
【0063】
ここで従来方式に係る(1)式と本発明方式に係る(2)’式とを比較すると、本発明方式におけるパッチ画像形成開始時刻t0からトナー付着量検知終了時刻t3’に至る所要時間T03’が短くて済むことが明確になった。このことで出力画像の生産性低下を抑制した形で濃度補正を実行することが可能になった。
【0064】
図6は他のパッチ画像形成例を示すイメージ図である。この例では、階調性を重視すべく複数の異なったトナー付着量パッチを用いて階調制御を行う場合に、図6に示すように、図4Bにおけるパッチ画像P1の後に新たなパッチ画像P1’、つまり、パッチ画像P4とP3の間に新たなパッチ画像P4’を形成し、パッチ画像P3とP2の間に新たなパッチ画像P3’を形成し、パッチ画像P2とP1の間に新たなパッチ画像P2’を形成する。
【0065】
この例でパッチ画像P4’はBK色のパッチ画像BK2であり、パッチ画像P3’はC色のパッチ画像C2であり、パッチ画像P2’はM色のパッチ画像M2であり、パッチ画像P1’はY色のパッチ画像Y2である。これにより、図3に示したような副走査方向にBK色、C色、M色、Y色の各々のパッチ画像が、BK1,BK2、C1,C2、M1,M2、Y1,Y2のように2個ずつ連続して形成することができ、より精度の高いトナー量調整制御を行うことができる。
【0066】
続いて、本発明に係る画像形成方法について当該カラー画像形成装置100のトナー量調整モード時の動作例について説明をする。図7及び図8はカラー画像形成装置100のトナー量調整モード時の動作例(その1、2)を示すフローチャートである。
【0067】
この実施例では、トナー量調整モードによる補正動作を行う際に、通常の画像形成順序とは違った画像形成順序を採ることで、パッチ画像形成開始時刻t0からトナー付着量検知終了時刻t3’に至る所要時間T03’を従来方式に比べて短縮し、出力画像の製産性の低下を最小限に抑えるようにしたものである。
【0068】
この例では、中間転写ベルト6に沿って、かつ、所定の間隔d1n(n=1〜3)に保って配置された4個の画像形成ユニット(画像形成系)10Y、10M、10C、10Kと、当該画像形成ユニット10Kの一端から距離dsだけ離れた地点に配置されたパッチセンサSDとを利用して中間転写ベルト6上に所定の濃度のパッチ画像を形成する場合を前提とする。
【0069】
また、このトナー量調整モードではパッチセンサSDに近い画像形成ユニット10Yから順番に中間転写ベルト6にBK色、C色、M色、Y色のパッチ画像を転写する場合を想定する。そして、トナー付着量を異ならせるべく設定した画像形成条件により同一色のパッチ画像を中間転写ベルト6上に2個ずつ連続して、パッチ画像BK1,BK2、C1,C2、M1,M2、Y1,Y2が並ぶように転写する場合を想定する。
【0070】
これを画像形成条件にして、図7に示すフローチャートのステップA1で電源スイッチSWをオンして当該カラー画像形成装置100を起動する。電源スイッチSWのONによって、制御手段15ではステップA2で定着手段17に設けた定着温度センサSTHにより温度検知が実行される。ここで検知されたセンサ温度が所定の温度以下の場合はステップA3に移行して定着温度センサSTHの検知温度が定着を可能とする所定の温度に上昇するまでのウォーミングアップ処理に入り、その後、トナー量調整モードに移行する。
【0071】
この実施例で画像調整プログラムにはパッチ画像形成条件設定プログラムが準備されている。制御手段15ではこのプログラムに従って、プロセス線速が標準線速(220mm/s)となるような駆動制御信号S3を駆動手段60に出力する。従って、この例ではトナー量調整モードに並行して制御手段15によりステップA4で中間転写ベルト6や、感光体ドラム1Y等の移動制御処理がなされる。
【0072】
このトナー量調整モードでは、感光体ドラム1Y、1M,1C,1K等の表面電位を計測する電位センサ(図示せず)によって表面電位を計測し、ここで計測された表面電位に基づいて各々の帯電手段2Y、2M、2C、2K等による印加電圧の調整が行われる。
【0073】
そして、ステップA5ではパッチ画像を形成開始する。このとき、露光手段3Y、3M、3C、3Kによって一斉に感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kへの1組目の静電潜像形成が開始される。この例では同一色のパッチ画像を2個ずつ連続して中間転写ベルト6上に転写することから、続けて、2組目の静電潜像形成が開始される。もちろん、当該パッチセンサSDの最も近い画像形成ユニット10Kから順に当該色に係る静電潜像を形成するようにしてもよい。
【0074】
その後、ステップA6に移行して各々の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの1組目の静電潜像を各色のトナーで現像する。これに続けて、2組目の静電潜像を各色のトナーで現像する。各々の静電潜像は各色のトナーで現像された後に、パッチ画像を成すトナー像BK1、C1、M1、Y1や、BK2、C2、M2、Y2となる。その後、ステップA7に移行して1組目の全てのパッチ画像BK1、C1、M1、Y1を同時に中間転写ベルト6上の被形成領域に転写する。これにより、1組目のパッチ画像BK1、C1、M1、Y1を中間転写ベルト6上に形成することができる。
【0075】
この間も、パッチ画像BK1、C1、M1、Y1が転写された中間転写ベルト6が移動速度vでパッチセンサSDの方へ移動し続けられている。これと共に、ステップA8ではトナー像BK2、C2、M2、Y2が同時に中間転写ベルト6上に転写される。これにより、2組目のパッチ画像BK2、C2、M2、Y2を中間転写ベルト6上に形成することができる。しかも、パッチ画像BK2はBK1とC1との間に形成され、パッチ画像C2はC1とM1との間に形成され、パッチ画像M2はM1とY1との間に形成され、パッチ画像Y2はY1の上流側に形成される。
【0076】
そして、ステップA9に移行して先頭のパッチ画像BK1がパッチセンサSDに到達しかが検出される。パッチ画像BK1が到達していない場合はその到達が待たれる。このパッチ画像BK1がパッチセンサSDに到達すると、ステップA10に移行して最終のパッチ画像Y2が当該パッチセンサSDに到達しかが検出される。この間も、中間転写ベルト6に転写されたパッチ画像BK1,BK2、C1,C2、M1,M2、Y1,Y2は移動速度vでパッチセンサSDの前を移動し続ける。このとき、中間転写ベルト6に形成された8個のパッチ画像BK1,BK2、C1、C2、M1、M2、Y1、Y2の各々の濃度が当該パッチセンサSDに最も近いパッチ画像BK1から最も離れたパッチ画像Y2に至る順番でステップA11で検出される。そして、パッチ画像Y2がパッチセンサSDの前を通過し終わる。この間に制御手段15ではパッチセンサSDからトナー付着量検出信号S0を入力する。
【0077】
そして、ステップA12に移行して制御手段15ではパッチセンサSDから得られたトナー付着量検出信号S0に基づくパッチ画像の各々の濃度検出量により、トナー付着量を調整して最大濃度補正やγ補正等の画像形成制御処理するようになされる。その後、ステップA13に移行して当該画像形成制御処理を終了するかが判断される。制御手段15では電源オフ情報等を検出して画像形成制御処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合はステップA12に戻って上述の処理を繰り返すようになされる。
【0078】
このように、本発明に係る実施形態としてのカラー画像形成装置及び画像形成方法によれば、任意のカラー用の画像データDinに基づいて色画像を形成する場合に、制御手段15では中間転写ベルト6に対して第1組目の全色に係る静電潜像を同時に形成すると共に現像し、これに続いて第2組目の全色に係るパッチ画像を同時に形成するように画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kが制御される。これと共に、中間転写ベルト6に形成された8個のパッチ画像BK1,BK2、C1,C2、M1,M2、Y1,Y2の各々の濃度を当該パッチセンサSDに最も近いパッチ画像BK1から最も離れたパッチ画像Y2に至る順番で検出するようにパッチセンサSDを制御するようになされる。
【0079】
従って、パッチセンサSDに最も近いパッチ画像BK1が形成開始された時刻から、当該パッチセンサSDから最も離れたパッチ画像Y2が当該パッチセンサSDの前を通過する時刻に至るまでの所要時間に関して、従来方式のように当該パッチセンサSDから最も遠い画像形成ユニット10Yから順にパッチ画像を書き込んでパッチ画像の濃度を検出する場合に比べて大幅に短縮することができる。これにより、画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kの安定化プロセスにおける生産性の低下を抑制できる。
【0080】
この実施例では画像形成手段に関して、各色毎に感光体ドラム1Y等を有した4個の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kと、このユニットで形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト6とを有する場合について説明したが、これに限られることはなく、中間転写ベルト6を省略し、各色の静電潜像を形成するための感光体を共用した1つのベルト状の感光体と、この感光体ベルトに色画像を形成する複数の画像形成ユニットとを有するものであっても本発明を適用することができる。また、中間転写ベルト6は用紙搬送ベルトであってもよい。
【0081】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法によれば、任意のカラー用の画像情報に基づいて色画像を形成する場合に、パッチ画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成制御する制御手段を備え、この制御手段は中間転写体に対して全色に係るパッチ画像を同時に形成し、又は当該検出手段に最も近い順に当該色に係るパッチ画像を形成するように、画像形成制御をすると共に、中間転写体に形成された複数のパッチ画像の各々の濃度を当該検出手段に最も近いパッチ画像から最も離れたパッチ画像に至る順番で検出するようにパッチ検出制御するものである。
【0082】
この構成によって、検出手段に最も近いパッチ画像が形成開始された時刻から、当該検出手段から最も離れたパッチ画像が当該検出手段を通過する時刻に至るまでの所要時間に関して、従来方式に比べて大幅に短縮することができる。従って、画像形成系の安定化プロセスにおける生産性の低下を抑制できる。
【0083】
この発明は、複写機能、ファクシミリ機能及びプリンタ機能を備えたカラー用のディジタル複合機や複写機等に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態としてのカラー画像形成装置100の構成例を示す断面の概念図である。
【図2】カラー画像形成装置100の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図3】中間転写ベルト6上のパッチ画像の形成例を示すイメージ図である。
【図4】パッチ画像形成例(その1)を示すイメージ図である。
【図5】パッチ画像形成例(その2)を示すイメージ図である。
【図6】他のパッチ画像形成例を示すイメージ図である。
【図7】カラー画像形成装置100のトナー量調整モード時の動作例(その1)を示すフローチャートである。
【図8】トナー量調整モード時の動作例(その2)を示すフローチャートである。
【図9】従来例に係るパッチ画像形成例(その1)を示すイメージ図である。
【図10】従来例に係るパッチ画像形成例(その2)を示すイメージ図である。
【符号の説明】
1Y,1M,1C,1K 感光体ドラム
2Y,2M,2C,2K 帯電手段
3Y,3M,3C,3K 露光手段
4Y,4M,4C,4K 現像手段
6 中間転写ベルト(中間転写体)
10Y,10M,10C,10K 画像形成ユニット(画像形成手段)
11 画像形成部
14 操作部
15 制御手段
17 定着手段
33 画像メモリ
55 CPU(制御手段)
60 駆動手段
100 カラー画像形成装置(画像形成装置)
SD パッチセンサ(検出手段)
Claims (6)
- 任意のカラー用の画像情報に基づいて色画像を形成する装置であって、
中間転写体と、
前記中間転写体に沿って、かつ、所定の間隔を保って配置され、当該中間転写体に所定の濃度の切片画像を形成する複数の画像形成手段と、
前記画像形成手段の一端から所定距離だけ離れた位置に配置された濃度検出用の検出手段と、
前記切片画像を形成された中間転写体を前記検出手段の方へ移動させる駆動手段と、
前記駆動手段により移動され、前記検出手段によって検出された切片画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記中間転写体に対して全色に係る切片画像を同時に形成し、又は当該検出手段に最も近い順に当該色の切片画像を形成するように画像形成制御をし、かつ、前記中間転写体に形成された複数の切片画像の各々の濃度を当該検出手段に最も近い切片画像から最も離れた切片画像に至る順番で検出するようにパッチ検出制御をすることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、
前記切片画像を検出手段に近い画像形成ユニットから順番に中間転写体に転写するように制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成手段は、
前記像形成体にトナー付着量を異ならせるべく設定された画像形成条件により複数個の同一色の切片画像を前記中間転写体上に連続して形成することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 中間転写体に沿って、かつ、所定の間隔に保って配置された複数の画像形成系と、当該画像形成系の一端から離れた位置に配置された濃度検出用のセンサとを利用して中間転写体に所定の濃度の切片画像を形成する方法であって、
前記中間転写体に対して複数の画像形成系により全色に係る切片画像を同時に形成し、又は当該センサの最も近い画像形成系から順に当該色に係る切片画像を形成し、
前記切片画像を複数形成された中間転写体を前記センサの方へ移動し、
前記中間転写体に形成された複数の切片画像の各々の濃度を当該センサに最も近い切片画像から最も離れた切片画像に至る順番で検出し、
検出された前記切片画像の各々の濃度検出量に基づいて画像形成制御することを特徴とする画像形成方法。 - 前記切片画像をセンサに近い画像形成ユニットから順番に中間転写体に転写することを特徴とする請求項4に記載の画像形成方法。
- 前記中間転写体にトナー付着量を異ならせるべく設定された画像形成条件により複数個の同一色の切片画像を前記中間転写体上に連続して形成することを特徴とする請求項4に記載の画像形成方法。
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JP2007086136A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 画像形成装置 |
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-
2002
- 2002-09-26 JP JP2002281754A patent/JP2004117896A/ja active Pending
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US7715768B2 (en) | 2005-08-01 | 2010-05-11 | Ricoh Company, Ltd. | Color image forming device |
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