JP2005352277A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 保守性を向上させたカラー画像形成装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 本発明に係るプリンタは、互いに色が異なる画像を記録媒体上に転写して形成する４つの画像形成ユニットを備えている。各画像形成ユニットは、カラーレジ補正で用いる検出用のパッチパターン４６をそれぞれ転写用紙上に形成する。パッチパターン４６に不良パッチＸが形成されている場合、プリンタは、これが周期的に形成されるか否かを判断する。周期的に形成される場合、その周期を算出する。ここで、プリンタは、各故障部位に対応する不良パッチの形成周期をリストとして有する。そして、プリンタは、算出した周期がリストの周期の何れかと一致するか否かを判断し、一致している場合、対応する故障部位をユーザーインターフェイスに表示する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、カラーレジ補正を行って画像を形成するカラー画像形成装置に関する。

カラープリンタやカラー複写機などのカラー画像形成装置が広く使用されている。そして、高速でフルカラー画像を出力するために、帯電、露光、現像、及び転写の各機能を備えた画像形成ユニットを４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）について並列に配置し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成を１パスで行うタンデム方式の画像形成装置が開発されている。

ところで、カラー画像形成装置では、記録用紙などの記録媒体に検出用画像を形成し、この検出用画像の検出タイミングによりカラーレジを補正している。例えば、特許文献１では、記録用紙の搬送方向に沿った両端部に、検出用画像としてパッチイメージ（パッチを一列に形成したもの）を形成し、これの検出タイミングに基づいてカラーレジを補正している。
特開平１−１４２６７４号公報

しかし、従来、検出用画像が正確に描画されていない場合、カラーレジを誤って補正してしまうことや、全く補正できないことがあり、装置の保守性の向上が求められていた。

本発明は、上記事実を考慮して、保守性を向上させたカラー画像形成装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、互いに色が異なる画像を記録媒体上に転写して形成する複数の画像形成ユニットと、前記複数の画像形成ユニットで形成された各画像のカラーレジ補正を行う補正手段と、を備えたカラー画像形成装置であって、前記複数の画像形成ユニットは、前記カラーレジ補正で用いる検出用画像をそれぞれ前記記録媒体上に形成し、前記補正手段は、前記検出用画像を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段によって読み取られた画像に基づいて、装置内の故障部位を特定する特定手段と、を備えていることを特徴とする。

上記検出用画像は、通常、記録媒体の幅方向両端部に搬送方向に沿って形成されている。記録媒体としては用紙であることが多い。

請求項１に記載の発明により、カラーレジ補正で用いる検出用画像に基づいて装置内の故障部位が特定されるので、簡易な手段によって保守性や開発効率の向上を図ったカラー画像形成装置を実現させることができる。

請求項２に記載の発明は、前記特定手段によって特定された故障部位を表示する表示手段を有することを特徴とする。

これにより、オペレータが故障部位を容易に認識することができ、保守性が更に良好になる。なお、表示手段に代えて、特定された故障部位を用紙に記録して出力してもよいし、音声により故障部位をオペレータに知らせてもよい。

請求項３に記載の発明は、前記補正手段は、前記記録媒体への記録タイミングを調整することにより、前記特定された故障部位によって前記記録媒体に画像形成が行われる回数を最小限にすることを特徴とする。

これにより、特定された故障部位によって形成される画像部位の箇所を容易に低減させることができる。また、検出用画像に形成される不良画像箇所の数が低減するので、検出エラーを低減させることができ、印字品質を良好にすることができる。

なお、特定された故障部位が１箇所である場合には、この特定された故障部位で記録媒体に画像を形成しなくすることができる。例えば、記録媒体を搬送する搬送ベルトに生じた損傷がこの特定された故障部位である場合、記録タイミングを調整することにより、この故障部位によって画像が形成されないようにできる。

請求項４に記載の発明は、前記補正手段は、設定された周期で稼動することを特徴とする。

これにより、効率良く保守性を向上させることができる。

請求項５に記載の発明は、前記周期がオペレータにより可変に設定されることを特徴とする。

これにより、画像形成装置の使い勝手が良い。

本発明は上記構成としたので、保守性を向上させたカラー画像形成装置が実現される。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付してその説明を省略する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１、図２に示すように、第１実施形態に係るプリンタ１は、タンデム型のフルカラープリンタである。

（全体構成）
プリンタ１のプリンタ本体１Ｍの内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行うプリントヘッドデバイス（Print Head Device）２と、このプリントヘッドデバイス２の４本の感光体ドラム（像担持体）１１、１２、１３、１４に画像露光を施すＲＯＳ３と、プリントヘッドデバイス２の各色の現像装置４１、４２、４３、４４に対応する色のトナーを供給する４個のトナーボックス４Ｙ、４Ｍ、４Ｋ、４Ｃと、プリントヘッドデバイス２に転写材としての転写用紙Ｐを供給する給紙カセット５と、プリントヘッドデバイス２からトナー像が転写された転写用紙Ｐに対して定着処理を施す定着装置６と、この定着装置６によって片面に画像が定着された転写用紙Ｐを、表裏を反転させた状態で再度プリントヘッドデバイス２の転写部へと搬送する両面用搬送経路７と、プリンタ本体１Ｍの外部から所望の転写用紙Ｐを給紙する手差し給紙手段８と、プリンタの動作を制御する制御回路や、画像信号に対して画像処理を施す画像処理回路等からなるコントローラ９と、高圧電源回路等からなる電気回路１０と、が設けられている。なお、図１で、ＴＲＹは画像が形成された転写用紙Ｐを排出する排出トレイを示し、この排出トレイＴＲＹは、プリンタ本体１Ｍの上部に一体的に配置されている。

プリンタ本体１Ｍの内部に配設される種々の部材のうち、露光装置としてのＲＯＳ３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される４つの半導体レーザや、これら４つの半導体レーザから出射される４本のレーザ光を偏向走査するためのｆθレンズやポリゴンミラー、或いは複数枚の反射ミラーなどから構成されている。

図２に示すように、プリントヘッドデバイス２は、上記の各感光体ドラム１１、１２、１３、１４をそれぞれ有する画像形成ユニット１５、１６、１７、１８と、感光体ドラム１１、１２、１３、１４にそれぞれ接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色に対応する画像データに基づいてレーザ光３１、３２、３３、３４をそれぞれ照射するＲＯＳ３と、感光体ドラム１１、１２、１３、１４上に形成された静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナーでそれぞれ現像する現像装置４１、４２、４３、４４と、２本の感光体ドラム１１、１２に接触する中間転写体としての第１の一次中間転写ドラム（像担持体）５１、及び、他の２本の感光体ドラム１３、１４に接触する第２の一次中間転写ドラム５２と、第１、第２の一次中間転写ドラム５１、５２に接触する中間転写体としての二次中間転写ドラム（像担持体）５３と、この二次中間転写ドラム５３に接触する最終転写ロール（転写電界付与回転体）６０とで、その主要部が構成される。

感光体ドラム１１、１２、１３、１４は、共通の接平面Ｍを有するように一定の間隔をおいて配置される。また、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２は、各回転軸が感光体ドラム１１、１２、１３、１４の軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。更に、二次中間転写ドラム５３は、感光体ドラム１１、１２、１３、１４と回転軸が平行であるように配置されている。

なお、図３に示すように、並列に配置された感光体ドラム２１〜２４から転写用紙Ｐに画像が順次転写される形態にしてもよい。

コントローラ９には、図４に示すように、プリンタ制御基板２５とコントローラ制御基板３５とが内蔵されている。

プリンタ制御基板２５には、プリンタ制御用ＣＰＵ２６と、プリンタ制御用ＣＰＵ２６にそれぞれ接続されたＲＡＭ２７、ＲＯＭ２８及びインターフェイス回路２９と、が設けられている。また、プリンタ１には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のパッチパターンを検出するパターン検出センサ３０が設けられており、このパターン検出センサ３０はプリンタ制御用ＣＰＵ２６に接続されている。

コントローラ制御基板３５には、コントローラ制御用ＣＰＵ３６と、コントローラ制御用ＣＰＵ３６にそれぞれ接続されたＲＡＭ３７、ＲＯＭ３８及びインターフェイス回路３９と、が設けられている。また、プリンタ１には、ユーザーインターフェイスパネル２０（以下、ＵＩパネル２０という）が設けられ、このＵＩパネル２０はコントローラ制御用ＣＰＵ３６に接続されている。

そして、インターフェイス回路２９とインターフェイス回路３９とは接続されており、信号の授受が可能になっている。

各色毎の画像情報に応じた信号は、コントローラ９（図１参照）に配設された画像処理回路によりラスタライジングされてＲＯＳ３に入力される。このＲＯＳ３では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色の画像データに対応するレーザ光３１、３２、３３、３４が変調され、対応する色の感光体ドラムに照射される。

感光体ドラム１１、１２、１３、１４の周囲では、周知の電子写真方式による各色の画像形成プロセスが行われる。

すなわち、感光体ドラム１１、１２、１３、１４の表面には、露光装置としてのＲＯＳ３によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色の画像データに対応したレーザ光３１、３２、３３、３４がそれぞれ照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム１１、１２、１３、１４は、ＲＯＳ３で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は−１００Ｖ以下程度にまで除電される。

また、感光体ドラム１１、１２、１３、１４の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色の画像データの静電潜像は、対応する色の現像装置４１、４２、４３、４４によってそれぞれ現像され、感光体ドラム１１、１２、１３、１４上に、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像として可視化される。

本実施形態では、現像装置４１〜４４として磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、非接触型の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができる。

図２に示すように、現像装置４１〜４４には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤とが充填されている。

現像装置４１では、対応する色のトナーボックス４Ｙ（図１参照）からトナーを含む現像剤が補給されると、この補給された現像剤は、オーガ４０１、４０２で充分に装置内の現像剤と攪拌されて摩擦帯電される。現像剤担持体としての現像ロール４０７の内部には、複数の磁極と所定の角度に配置したマグネットロール（図示せず）が固定された状態で配置されている。現像ロール４０７に現像剤を搬送するオーガ４０２によって、当該現像ロール４０７の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材４０４によって現像部に搬送される量が規制される。

現像装置４２〜４４も同様であり、それぞれ、現像ロール４０８、４０９、４１０の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材によって現像部に搬送される量が規制される。

現像ロール４０７〜４１０上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーとで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシがそれぞれ感光体ドラム１１〜１４と接触している。この現像ロール４０７〜４１０にＡＣ＋ＤＣの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール４０７〜４１０上のトナーを感光体ドラム１１〜１４上に形成された静電潜像にそれぞれ現像することにより、トナー像が形成される。

このようにして画像を形成するプリンタ１では、図５に示すように、像位置認識用のための検出用のパッチパターン４６を転写用紙Ｐに転写できるようになっており、転写用紙Ｐへの転写位置は、本実施形態では、搬送方向に沿った幅方向両端部としている。そして、プリンタ１には、上記のパターン検出センサ３０を有して、パッチパターン４６の不良パッチＸ（図７参照）の色及び位置を検出する検出部４８が設けられている。カラーレジ補正を行う際、パッチパターン４６を構成するパッチを、画像形成ユニット１５〜１８の全てが形成しており、画像形成ユニット１５〜１８が、それぞれ、イエロー（Ｙ）のパッチＰＹ、マゼンタ（Ｍ）のパッチＰＭ、ブラック（Ｋ）のパッチＰＫ、シアン（Ｃ）のパッチＰＣを形成している。

また、プリンタ制御用ＣＰＵ２６は、パッチパターン４６を周期的に形成させ、検出部４８から検出信号を受信するようになっている。この周期は、オペレータがＵＩパネル２０から入力できるようになっている。

更に、プリンタ制御用ＣＰＵ２６は、不良パッチが発生する周期に対応してどの部位に故障が発生しているかを判断するための表１のようなリストを記憶しており、対応している部位が故障部位であると判断するようになっている。

以下、図８に示すフローチャートを参照し、パッチパターン４６に基づいて故障箇所を特定することを説明する。

オペレータによって入力された周期に従い、プリンタ制御用ＣＰＵ２６は、パッチパターン４６の検出を検出部４８に行わせ、検出部４８から検出信号を受信する（ステップ６０）。そして、プリンタ制御用ＣＰＵ２６は、パッチパターン４６の検出が正常に終了したか否かを判断する（ステップ６２）。

図６に示すように、パッチパターン４６が正常に形成されている場合、プリンタ制御用ＣＰＵ２６はこの検出が正常に終了したと判断し、通常の印字動作を行う（ステップ６４）。

図７に示すように、パッチパターン４６が正常に形成されておらず、不良パッチＸが１箇所でも形成されている場合、プリンタ制御用ＣＰＵ２６はこの検出が正常に終了していないと判断し、検出した不良パッチＸの印字タイミングについての調査を開始する（ステップ６６）。

この調査では、まず、不良パッチＸの形成に周期性があるか否かを判断する（ステップ６８）。

周期性がないと判断した場合、通常の印字動作を行う。

周期性があると判断した場合、この周期を算出する（ステップ７０）。そして、算出したこの周期が、表１のデータの何れかと一致するか否かを判断する（ステップ７２）。

一致しない場合、通常の印字動作を行う。

一致する場合、一致したデータを有する画像形成ユニットが故障ユニットであると特定し（ステップ７４）、その旨をＵＩパネル２０に表示する（ステップ７６）。感光体ドラムや中間転写ドラムの一部に傷や光疲労などのダメージが生じていると、このように一致する。

オペレータは、このＵＩパネル２０を見ることにより、どれが故障ユニットであるかを認識することができる。

これにより、プリンタ１内の故障部位を容易に特定することができ、簡易な手段で保守性や開発効率の向上を図ることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に比べ、プリンタ制御用ＣＰＵ２６に入力されているプログラムが異なる。

すなわち、図９に示すように、ステップ６０〜ステップ７４までは第１実施形態と同じであるが、ステップ７４を行った後、パッチパターン４６の描画の開始位置から不良パッチＸまでの搬送方向距離を算出する（ステップ８０）。

更に、不良パッチＸが形成される位置を特定することにより、転写用紙上で不良画像部が形成される位置を特定する（ステップ８２）。

そして、転写用紙上に形成される不良画像部の数が最小限となるように、印字開始のタイミングを調整する（ステップ８４）。

これにより、不良画像部の箇所を容易に低減させることができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態では、ステップ６０、６２までは第１実施形態と原則として同じである。

本実施形態では、ステップ６２でパッチパターンが正常に終了していないと判断した場合、不良パッチＸを印字した色で、図１１に示すように、故障箇所検出用パッチ８５を描画させる。この故障箇所検出用パッチ８５は帯状の連続したイメージの画像である。そして、故障箇所検出用パッチ８５の不良画像部（画像イメージが欠落している部分）８５Ｘを検出部で検出する（ステップ８６）。

そして、不良画像部８５Ｘが出現する周期Ｔを求め、プリンタ制御用ＣＰＵ２６が、周期Ｔに対応する項目が表１の何れかのデータと一致するか否かを判断する（ステップ８８）。例えば、Ｔが０．９秒であった場合、モータの回転スピードの誤差が±１％以内であるとして、検出範囲に０．９秒が入っているシアン（Ｃ）の感光体が、周期Ｔに対応する項目として表１の中に存在していると判断する。

そして、故障している画像形成ユニットを特定する（ステップ８９）。例えば、周期Ｔが０．９秒である場合、シアン（Ｃ）の感光体ドラム１４が故障していると特定する（表１参照）。

更に、ステップ８９を行った後、故障部品の確認を促すメッセージ「Ｃ色の感光体カートリッジを確認してください」がＵＩパネル９１に表示される（ステップ９０。図１２参照）。

また、イメージ欠落部分の長さ、及びその周期を記憶し（ステップ９２）、イメージ欠落部分にその色（Ｃ）で描画されることがないように、形成タイミングを調整してカラーレジストコントロール用のパッチパターン９３を描画する（ステップ９４）。

更に、形成したカラーレジストコントロール用のパッチパターン９３の位置を検出し（ステップ９６）、これに基づいて、カラーレジ補正を行い（ステップ９８）、印字タイミングの調整を行う（ステップ９９）。

例えば図１４に示すように、検出した周期Ｔに基づいて算出された、良好な画像が印字される領域の長さＬ１が、転写用紙（印字用紙）Ｐの搬送方向長さＬ２よりも長い場合、図１５に示すように、印字イメージ内に故障箇所がかからないように、すなわち不良パッチＸを形成した対象色（Ｃ）によって不良画像が形成されないように、イメージ出力タイミングと用紙搬送タイミングとを調整する。

これにより、第２実施形態に比べ、不良画像を更に形成されないようにすることができる。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

第１実施形態に係るプリンタの構成を示す正面断面図である。 第１実施形態に係るプリンタの本体構成を示す正面断面図である。 第１実施形態に係る別の形態のプリンタの構成を示す正面断面図である。 第１実施形態に係るプリンタの制御系を示すブロック図である。 第１実施形態で、検出用のパッチパターンを検出部で検出することを示す斜視図である。 第１実施形態で、パッチパターンが正常に形成されていることを示す平面図である。 第１実施形態で、パッチパターンが正常に形成されていないことを示す平面図である。 第１実施形態で行う手順を示すフローチャート図である。 第２実施形態で行う手順を示すフローチャート図である。 第３実施形態で行う手順を示すフローチャート図である。 第３実施形態で形成する故障箇所検出用パッチを示す平面図である。 第３実施形態で、ユーザーインターフェイスパネルにメッセージが表示されたことを示す正面図である。 第３実施形態で、パッチパターンの形成開始位置を調整することにより、パッチパターンに不良画像部が形成されることを回避することを示す模式的平面図である。 第３実施形態で、パッチパターンの形成開始位置を調整しない場合、印字イメージ内に不良画像が形成されることを示す模式的平面図である。 第３実施形態で、パッチパターンの形成開始位置を調整することにより、印字イメージ内に不良画像が形成されることを回避することを示す模式的平面図である。

符号の説明

１ プリンタ（カラー画像形成装置）
９ コントローラ（補正手段）
１５ 画像形成ユニット
１６ 画像形成ユニット
１７ 画像形成ユニット
１８ 画像形成ユニット
２０ ＵＩパネル（表示手段）
２６ プリンタ制御用ＣＰＵ（特定手段）
３０ パターン検出センサ（画像読取手段）
Ｐ 転写用紙（記録媒体）

Claims (5)

1. 互いに色が異なる画像を記録媒体上に転写して形成する複数の画像形成ユニットと、前記複数の画像形成ユニットで形成された各画像のカラーレジ補正を行う補正手段と、を備えたカラー画像形成装置であって、
   前記複数の画像形成ユニットは、前記カラーレジ補正で用いる検出用画像をそれぞれ前記記録媒体上に形成し、
   前記補正手段は、前記検出用画像を読み取る画像読取手段と、
   前記画像読取手段によって読み取られた前記検出用画像に基づいて、装置内の故障部位を特定する特定手段と、を備えていることを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記特定手段によって特定された故障部位を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 前記補正手段は、前記記録媒体への記録タイミングを調整することにより、前記特定された故障部位によって前記記録媒体に画像形成が行われる回数を最小限にすることを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記補正手段は、設定された周期で稼動することを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載のカラー画像形成装置。
5. 前記周期がオペレータにより可変に設定されることを特徴とする請求項４に記載のカラー画像形成装置。

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