JP2006201716A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 モノクロ印刷時におけるプリント速度の低下を抑制して生産性を高めたカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】 前回の位置合わせ調整からの印刷枚数が所定枚数Ｎ以上になった否かの判別を行い、所定枚数Ｎ以上になったと判別した場合、次にカラー印刷であるか否かの判別を行う。カラー印刷の実行命令を受けた場合は、位置合わせ調整を行った後、印刷を実行する。これに対してモノクロ印刷の場合は、位置合わせ調整を実行することなく印刷を実行するようにした（Ｓ１〜Ｓ４）。
【選択図】 図５

Description

本発明は、トナー画像を転写紙に形成する作像ユニットを各色毎に並置し、各色毎の作像ユニットにより形成したトナー画像を重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関わり、特にモノクロ画像の画像形成速度の向上を図るのに好適なものである。

トナー画像を転写紙に形成する作像ユニットを搬送ベルトまたは中間転写ベルトに沿って各色毎に並置し、各色のトナー画像を重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置が広く知られている。
この種の画像形成装置は、１ドラム方式といわれる感光体を１つのみ備えてカラー画像を形成する画像形成装置と異なり、各作像ユニットで同じ転写紙の同一面上に順次異なるトナー画像を重ね合わせてカラー画像を形成している。このため、各作像ユニットにおける転写紙への転写画像位置にずれが生じると、各作像ユニットにおいて形成する画像の間隔がずれたり、重なったりする。そしてこれが色味の違いや色ずれとなり画像品質が悪化することが知られている。
このような色ずれは、書込光学系内部の組み付け誤差や画像形成装置本体への各ユニットの取り付け誤差、及び感光体の画像形成装置本体への取り付け誤差等により各色での走査線の傾きが生じて発生する傾きの色ずれと、走査線の位置が基準位置に対して平行にずれることにより４色の像が縦又は横方向に全体的にずれて発生する平行の色ずれがある。
これらの色ずれのうち、傾きの色ずれは書込み装置の反射ミラーの位置を微調整することにより補正を行うことが出来る。また平行の色ずれは書込みのスタートタイミングを主走査方向あるいは副走査方向で調整することにより補正を行うことが出来る。また主走査方向の画像の長さは書込画素の周波数を変えることにより、即ち倍率誤差を調整することにより補正を行うことができる。
このような色ずれは、作像ユニットの交換、画像形成装置のメンテナンス、画像形成装置の運搬等によって発生するだけでなく、複数枚の画像形成後に生じる機構の温度膨張によって経時的に誤差が変動することによっても発生する。
そこで、従来、複数の作像ユニットを備えたカラー画像形成装置においては、例えば、転写紙を搬送する転写ベルトの幅方向両端部および中央に、各色の画像の位置ずれを検知するためのトナーマーク（位置検出パターン）を形成し、このトナーマークを転写ベルトの最下流側に設けられた発光素子と受光素子、及びトナーマークの形状に合った透過窓の形成されたスリット部材からなる位置ずれ検出用の検出手段（以下、「位置ずれ検出手段」という）により検出し、その検出結果に基づいて、各作像ユニットによる画像の位置ずれを補正するようにしていた。
上記トナーマークは、通常、転写ベルト上に光書込の走査方向（主走査方向）に平行なラインと、主走査方向に対して特定の角度（例えば４５度）を有したラインとにより形成されており、検出手段の受光素子は透明な転写ベルトを透過した発光素子からの光をそのまま受光し、トナーマークが透過窓の位置と一致するとトナーマークによって遮光された光を受光する。

位置ずれ検出手段は、受光素子の受光する光量の差によってトナーマークが通過したタイミングを検知し、主走査方向に平行に形成されたトナーマークのラインのピーク時間の差分によって副走査方向の位置ずれを検出し、また主走査方向に対して特定の角度を有したラインのピーク時間の差分によって主走査方向の位置ずれを検出するようにしている。そして、上記位置ずれ検出手段の検出結果に基づいて位置ずれを算出して調整処理を行うようにしていた。
また色味の違いについては、書込みレーザーダイオード（ＬＤ）の出力を変化させることで調整ができる。この色味の違いは１度調整を行っても画像形成部の経時劣化で再び発生する。このため、複数の作像ユニットを備えた従来のカラー画像形成装置においては、例えば、転写ベルトの幅方向両端部および中央に各色の画像の濃度を検知するためのトナーマーク（プロコンパターン）を形成し、トナーマークを転写ベルトの最下流側に設けられた発光素子と受光素子からなる濃度検出手段により検出して、転写ベルトの両端のトナーマークの検出結果に基づいてＬＤへの入力信号に対する画像濃度を検出するようにしている。そして、上記濃度検出手段の検出結果に基づいてＬＤの光量を可変して画像濃度の補正を行うようにしていた。
なお、先行技術としては特許文献１がある。
特開２００１−２２８６７２公報

ところで、上記したようなカラー画像形成装置において、画像の位置や濃度を調整する画像調整は、所定の条件を満たした場合に行うようにしていた。
しかしながら、上記した従来のカラー画像形成装置では、モノクロ印刷時にも画像調整を行っていた。つまり、モノクロ印刷のみ行う場合にもカラー位置合わせ調整及び濃度調整を行うために印刷を止めてしまい、モノクロ印刷時のプリント速度を低減させてしまうという問題があった。
そこで、本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、モノクロ印刷時におけるプリント速度の低下を抑制して、生産性を高めることができるカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、トナー画像を転写紙に形成する作像ユニットを各色毎に並置し、各色毎の前記作像ユニットにより形成したトナー画像を重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、カラー印刷時には所定の画像調整を行い、モノクロ印刷時には前記所定の画像調整を行わないように制御する制御手段を備えたカラー画像形成装置を特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のカラー画像形成装置において、各色毎の前記作像ユニットより形成されるトナー画像の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段を備え、前記制御手段は所定の条件を満たしたときに前記所定の画像調整として位置ずれ調整を行うカラー画像形成装置を特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１に記載のカラー画像形成装置において、各色毎の前記作像ユニットより形成されるトナー画像の濃度調整を行う濃度調整手段を備え、前記制御手段は所定の条件を満たしたときに前記所定の画像調整として濃度調整を行うカラー画像形成装置を特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１に記載のカラー画像形成装置において、前記制御手段は前記画像調整を実行している時にモノクロ印刷命令を受けた場合、実行中の画像調整を中止して前記モノクロ印刷を実行するカラー画像形成装置を特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載のカラー画像形成装置において、前記制御手段は前回の画像調整からの印刷枚数が所定回数以上に達したときに前記画像調整を行うカラー画像形成装置を特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載のカラー画像形成装置において、前記制御手段は装置内部の温度変化に応じて前記画像調整を行うカラー画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、カラー印刷時にはカラー画像のための画像調整を行い、モノクロ印刷時にはカラー画像のための画像調整を行わないようにしているので、モノクロ印刷時にカラー画像の画像調整を行うことによる印刷速度の低下を抑制することができ、モノクロ印刷の生産性を高めることができる。

以下、図面を参照しながら本発明のカラー画像形成装置について説明する。
図１は本発明が適用されるカラー画像形成装置の全体構成図である。
この図１に示すカラー画像形成装置は、異なる色のトナー画像、例えばイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー画像を形成する作像ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを搬送ベルト２上に並列配置して、搬送ベルト２を搬送される転写紙上にトナー画像を重ねて転写するようにしている。
作像ユニット１ａ〜１ｄの上部には、各作像ユニット１ａ〜１ｄの感光体にレーザ走査して感光体上に静電潜像を形成する光走査装置３が設けられている。
図２は光走査装置の構成図である。
この図２に示す光走査装置３は、レーザ光源であるＬＤユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄからのレーザビームをポリゴンミラー５により反射させる。この場合、ＬＤユニット４ａ、４ｂのレーザビームはｆθレンズ６ａを通して第一ミラー７ａ、７ｂに反射させると共に、ＬＤユニット４ｃ、４ｄのレーザビームはｆθレンズ６ｂを通して第一ミラー７ｃ、７ｄに反射させることにより、感光体表面を露光する構成になっている。そして、各作像ユニット１ａ〜１ｄ間で形成された画像を転写紙上に重ね合わせた画像（重ね合わせ画像）に生じた位置ずれは次のように補正する。
第一ミラー７ａ〜７ｄの反射角度を変化させるスキュー調整で画像の曲がりを補正し、画像の書込み開始タイミングを制御することで、レーザ走査方向の補正である主走査方向と、その方向に直交する副走査方向の補正を行い、レーザの信号周期を変化させることで主走査方向の画像の伸び縮みを補正する。
図３は搬送ベルト上の位置合わせパターンと読取センサを示す図である。
重ね合わせた画像の各色間のずれ量を測定するために搬送ベルト２上には図３に示すような位置合わせパターン８を形成し、それを読取センサ９で読み取る。
図４は位置ずれ補正手段のブロック図である。
この図４に示す位置ずれ補正手段においては、読取センサ９の読み取り結果を計算部１１で計算してずれ量を求め、その結果から書込み制御部１２でＬＤユニット４のＬＤ発光タイミングの調整を行い各色間の位置ずれを補正する。
また濃度調整手段による濃度調整は、図示しないが、従来と同様、例えば転写ベルトの幅方向両端部および中央に各色の画像の濃度を検知するためのトナーマーク（プロコンパターン）を形成し、トナーマークを転写ベルトの最下流側に設けられた発光素子と受光素子からなる濃度検出手段により検出する。そして転写ベルトの両端のトナーマークの検出結果に基づいてＬＤへの入力信号に対する画像濃度を検出し、その検出結果に基づいてＬＤの光量を可変して画像濃度の補正を行うようにすればよい。

以下、上記したようなカラー画像形成装置に本発明を適用した場合について説明する。なお、以下に説明する動作処理は当該カラー画像形成装置全体を制御する制御手段（図示しない）が実行するものである。
〔第１の実施形態〕
図５は本発明の第１の実施形態としてのカラー画像形成装置が実行する処理を示したフローチャートである。なお、ここでは印刷枚数を条件として濃度調整を行う場合の処理を例に挙げて説明する。
第１の実施形態では、前回の位置合わせ調整からの印刷枚数が所定枚数Ｎ以上になった否かの判別を行い（Ｓ１）、所定枚数Ｎ以上になったと判別した場合（Ｓ１でＹ）、次にカラー印刷であるか否かの判別を行う（Ｓ２）。ここで、カラー印刷の実行命令を受けた場合は（Ｓ２でＹ）、位置合わせ調整を行った後（Ｓ３）、印刷を実行する（Ｓ４）。
これに対して、ステップＳ１において前回の位置合わせ調整からの印刷枚数が所定枚数Ｎに達していないと判定した場合、及びステップＳ２においてカラー印刷の実行命令でない場合を受けていない場合、即ちモノクロ印刷の場合は（Ｓ２でＮ）、位置合わせ調整を実行することなく印刷を実行する（Ｓ４）。
なお、第１の実施形態では印刷枚数を条件として位置合わせ調整を行う場合を例に挙げて説明したが、これはあくまでも一例であり、位置ずれは温度変化によって誤差が生じるので、当該カラー画像形成装置内の温度変化を検知して位置合わせ調整を行うようにしても良い。

〔第２の実施形態〕
次に本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態ではプロセスコントロールが各ＬＤユニット４ａ〜４ｄの光量を変化させて各作像ユニット１ａ〜１ｄにより形成される画像の濃度を調整するようにしている。
図６は搬送ベルト上のプロコンパターンと読取センサを示す図である。
この図６に示すように、各画像の濃度を測定するために搬送ベルト２上にプロコンパターン１０を形成し、これを読取センサ９で読み取り、ＬＤユニット４ａ〜４ｄの入力信号に対応する画像濃度を測定し、その結果に基づいて濃度を調整するようにしている。
図７は第２の実施形態としてのカラー画像形成装置が実行する処理を示したフローチャートである。なお、印刷枚数を条件として濃度調整を行う場合の処理を例に挙げて説明する。
第２の実施形態では、前回の濃度調整からの印刷枚数が所定枚数Ｎ以上になった否かの判別を行い（Ｓ１１）、所定枚数Ｎ以上になったと判別した場合（Ｓ１１でＹ）、次にカラー印刷であるか否かの判別を行う（Ｓ１２）。ここで、カラー印刷の実行命令を受けた場合は（Ｓ２でＹ）、プロセスコントロールを実行した後（Ｓ１３）、印刷を実行する（Ｓ１４）。
これに対して、ステップＳ１１において前回の濃度調整からの印刷枚数が所定枚数Ｎに達していないと判定した場合、及びステップＳ１２においてカラー印刷の実行命令でない場合を受けていない場合、即ちモノクロ印刷の場合は（Ｓ１２でＮ）、濃度調整を実行することなく印刷を実行する（Ｓ１４）。
なお、第２の実施形態では濃度調整の条件を印刷枚数により判断しているが、これはあくまでも一例であり、濃度の変化は温度変化によって誤差が生じるので、当該カラー画像形成装置内の温度変化を検知して濃度調整を行うようにしても良い。
〔第３の実施形態〕
図８は第３の実施形態としてのカラー画像形成装置が実行する処理を示したフローチャートである。
第３の実施形態では、印刷命令がカラー印刷命令であった場合（Ｓ３１でＹ）、前回のプロセスコントロール時からの温度の変化量が予め設定されているΔＴ以上であれば（Ｓ３２でＹ）、位置合わせ調整を行う（Ｓ３３）。
次に、前回の位置合わせ調整から予め設定されているＮ枚数以上印刷を行ったかを判定し（Ｓ３４）、Ｎ枚以上印刷が実行されていればプロセスコントロールを実行した後（Ｓ３５）、印刷を実行する（Ｓ３６）。これに対して、ステップＳ３４においてＮ枚以上印刷実行されてないと判別した場合はプロセスコントロールを実行することなく印刷を実行する（Ｓ３６）。

〔第４の実施形態〕
図９は第４の実施形態としてのカラー画像形成装置が実行する処理を示したフローチャートである。
第４の実施形態では、画像調整命令を受けて画像調整を開始する（Ｓ４１）。画像調整中にモノクロ印刷命令を受けたかを判定し（Ｓ４２）、モノクロ印刷命令を受けていなければ（Ｓ４２でＮ）、画像調整が終了したか否かを判定する（Ｓ４３）。ステップＳ４３において画像調整が終了していないと判別した時はステップＳ４２に戻って処理を行う。またステップＳ４３において画像調整が終了したと判別したら画像調整処理を終了する。
一方、画像調整中にモノクロ印刷命令を受けた場合（Ｓ４２でＹ）、画像調整を中止して（Ｓ４４）、印刷を実行する（Ｓ４５）。そして印刷終了後（Ｓ４６）はステップＳ４１に戻って再び画像調整を行う。

本発明のカラー画像形成装置の全体構成図。 光走査装置の構成図。 搬送ベルト上の位置合わせパターンと読取センサを示す図。 位置ずれ補正手段のブロック図。 第１の実施形態としてのカラー画像形成装置が実行する処理を示したフローチャート。 搬送ベルト上のプロコンパターンと読取センサを示す図。 第２の実施形態としてのカラー画像形成装置が実行する処理を示したフローチャート。 第３の実施形態としてのカラー画像形成装置が実行する処理を示したフローチャート。 第４の実施形態としてのカラー画像形成装置が実行する処理を示したフローチャート。

符号の説明

１ａ〜１ｄ 作像ユニット、２ 搬送ベルト、３ 光走査装置、４ａ〜４ｄ ＬＤユニット、５ ポリゴンミラー、６ａ、６ｂ ｆθレンズ、７ａ〜７ｄ 第一ミラー、８ パターン、９ 読取センサ

Claims (6)

1. トナー画像を転写紙に形成する作像ユニットを各色毎に並置し、各色毎の前記作像ユニットにより形成したトナー画像を重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、カラー印刷時には所定の画像調整を行い、モノクロ印刷時には前記所定の画像調整を行わないように制御する制御手段を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 請求項１に記載のカラー画像形成装置において、各色毎の前記作像ユニットより形成されるトナー画像の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段を備え、前記制御手段は所定の条件を満たしたときに前記所定の画像調整として位置ずれ調整を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。
3. 請求項１に記載のカラー画像形成装置において、各色毎の前記作像ユニットより形成されるトナー画像の濃度調整を行う濃度調整手段を備え、前記制御手段は所定の条件を満たしたときに前記所定の画像調整として濃度調整を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。
4. 請求項１に記載のカラー画像形成装置において、前記制御手段は前記画像調整を実行している時にモノクロ印刷命令を受けた場合、実行中の画像調整を中止して前記モノクロ印刷を実行することを特徴とするカラー画像形成装置。
5. 請求項２又は請求項３に記載のカラー画像形成装置において、前記制御手段は前回の画像調整からの印刷枚数が所定回数以上に達したときに前記画像調整を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。
6. 請求項２又は請求項３に記載のカラー画像形成装置において、前記制御手段は装置内部の温度変化に応じて前記画像調整を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。

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