JP2006208668A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動調整モードを有する画像形成装置において、自動調整が開始されるとその間、コピー動作等が行うことができない、もしくは、コピー動作中に自動調整が割り込まれるため生産性を大幅に落としていた。
【解決手段】操作者が画像形成装置Ａの前にいるかどうかを検知する人体検知センサが検知すると自動調整を簡易的なものにすることで生産性を大幅に落とすことなく、画像品位も保つことができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置に操作者が近接したことを検知し、この検知に基づいて自動調整の制御を変更することができる画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置には、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち感光体ドラム上にレーザビーム光或いはＬＥＤなどの発光素子による光を照射し、電子写真プロセスによって感光体ドラム上に静電潜像を形成し、その静電潜像を例えばマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（ＢＫ）等の色要素の現像剤（トナー）を用いて色要素毎の画像を可視像（トナー像）とし、感光体ドラム上のトナー像を転写部にて、ドラム状の転写材搬送体（転写ドラム）によって搬送される転写材上に多重転写したり、又は、ベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）上において各画像を多重転写し、その後、転写材に一括転写する、などの方法によってカラー画像を形成し得る１ドラム系多色画像形成装置が提案されている。

また複数の画像形成部を備え、各画像形成部では電子写真プロセスによって感光体ドラム上に潜像工程、現像工程を行い、各画像形成部にて形成された感光体ドラム上のトナー像を転写部にて、ベルト状の転写材搬送体（転写搬送ベルト）によって搬送される転写材上に多重転写したり、又は、ベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）上において各画像を多重転写し、その後、転写材に一括転写する、などの方法によってカラー画像を形成し得る多ドラム系多色画像形成装置が提案されている。

この種の画像形成装置において、現像装置内のトナー残量や雰囲気温度による転写特性などによって各色の「濃度変動」が懸念される。また、多ドラム系多色画像形成装置においては各感光体ドラム間の機械的取り付け誤差、各レーザビーム光の光路長誤差、光路変化などの理由により各感光体ドラム上で形成された各カラー画像のレジストレーションが、最終的に多重転写される転写材上で合わなくなる、いわゆる「色ずれ」が懸念される。

「濃度変動」を補正するために、画像形成工程前に基準パターンを感光ドラム上に作像し、現像工程を経た感光体や中間転写ベルト上のトナー像を、光センサなどで検知し所定の値になるようにプロセス条件を自動的に制御することで、画像濃度の安定化を図る自動調整モードを実行している。この自動調整モードは、画像形成枚数、機械使用時間、電源投入時などに装置が自動的に自動調整モードを実行し、プロセス条件を自動補正している。

また、「色ずれ」を補正するために中間転写体（転写搬送ベルト）上に形成された色ずれ補正用パターンを、最下流側の画像形成部の感光体ドラムに隣接して配置されたパターン検知手段としてのフォトセンサで読み取り、各画像形成部にて形成される各色に相当する転写搬送ベルト上での色ずれを検出し、記録されるべき画像信号に電気的補正を行い、更には、又は別法として、レーザビーム光路中に設けられている折り返しミラーを駆動して、光路長変化或いは光路変化の補正を自動的に行っている。

この自動調整モードにおける基準パターンは通常、最大濃度補正、階調補正を各色行い、色ずれ補正用パターンも駆動系の偏心等の誤差を低減するために複数回形成するため、自動調整モードの実行時間は数分間かかることがある。この自動調整モードが実行されてしまうとこのモードが終了するまで画像形成は行えず、生産性を落とすとともに、操作者はいらいらすることがあった。

このため、操作者が装置から離れたことを検知センサが検知したことをもって自動調整モードを実行させたり、自動調整モード実行中に操作者が装置に近づいたら自動調整モードを中止するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−１２７４４７号公報

しかしながら、自動調整モード中に操作者が装置に近づいたことで自動調整モードを中止してしまうと、生産性を落とすことはないが濃度変動を抑えることができないため画像品位を落としてしまうことになる。

本発明は叙上の点に着目して成されたもので、操作者が装置に近づいた時、自動調整を簡易的なものに変更することで生産性を大幅に落とすことがなく、また画像品位も保つことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は以下の構成を備えることにより上記課題を解決できる。

（１）画像形成条件を調整するための調整手段と、
前記調整手段は複数の調整モードを有し、
前記調整モードは第一調整モードと第一の調整モードよりも短時間で終了する第二の調整モードからなり、
操作者が装置内の所定範囲にいることを検知する人体検知手段と、を有し
人体検知手段によって操作者を検知している時は第二の調整モードを選択する、ことを特徴とする画像形成装置。

（２）前記第一の調整モードは、全ての調整を行う「フル自動調整モード」で、第二の調整モードは簡易的に調整を行う「簡易自動調整モード」であり、
人体検知手段によって操作者を検知していない時は「フル自動調整モード」に、操作者を検知している時は「簡易自動調整モード」に切り替える、ことを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。

本発明によれば、画像品位を向上させるための自動調整モードを有する画像形成装置において、操作者が装置に近づいた時、自動調整を簡易的なものに変更することで生産性を大幅に落とすことがなく、また画像品位も保つことができる。

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。

図１は本発明を実施した画像形成装置の要部断面図である。本実施例の画像形成装置は電子写真方式とし、さらに本発明が特に有効であると考えられる複数の画像形成部を並列に配し、かつ中間転写方式を採用したカラー画像出力装置として説明する。

カラー画像形成装置Ａは画像読取部１Ｒと画像出力部１Ｐからなる。画像読取部１Ｒは原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部１Ｐに送るが、詳細の説明については省略する。

画像出力部１Ｐは大別して、画像形成部１０（４つのステーションａ、ｂ、ｃ、ｄが並設されており、その構成は同一である。）、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、クリーニングユニット５０、光センサユニット６０、制御ユニット７０および人体検知ユニット８０から構成される。

さらに、個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部１０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、矢印方向に回転駆動される。これらの感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、光学系１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、折り返しミラー１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。一次帯電器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。次いで光学系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ビームなどの光線を折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを介して感光ドラム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（以下、これをトナーと呼ぶ）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ユニット３０の中間転写体に転写する画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの下流側では、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄにより中間転写ユニット３０に転写されずに感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。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。

給紙ユニット２０は、記録材Ｐを収納するためのカセット２１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２２から送り出された記録材Ｐをレジストローラ２５まで搬送するための複数の給紙ローラ対２３及び給紙ガイド２４、そして画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５から成る。

中間転写ユニット３０について詳細に説明する。中間転写ベルト３１は、中間転写ベルト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２、中間転写ベルト３１のＢ方向への回動に従動する従動ローラ３３、ベルトを挟んで二次転写領域Ｔｅに対向する二次転写対向ローラ３４に巻回させる。これらのうち駆動ローラ３２と従動ローラ３３の間に一次転写平面Ａが形成される。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はパルスモータ（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３１が対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写用帯電器３５ａ〜３５ｄが配置されている。二次転写対向ローラ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３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は中間転写ベルト３１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３１上、二次転写領域Ｔｅの下流には中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングユニット５０（ブレード５１、および廃トナーを収納する廃トナーボックス５２）が設けられている。

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４１ａ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）、及び上記ローラ対４１ａ，４１ｂのニップ部へ転写材Ｐを導くためのガイド４３、定着ユニットの熱を内部で閉じ込めるための定着断熱カバー４６、４７、また、上記ローラ対から排出されてきた転写材Ｐをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５、転写材Ｐを積載する排紙トレー４８などから成る。

光センサユニット６０は、レジスト（色ずれ）検知センサ６１と濃度検知センサ６２からなり、中間転写ベルト３１上に形成されたレジストレーション補正用パターン画像や濃度補正用パターン画像を読み取る。その結果を基にレジストレーション（色ずれ）補正および濃度／階調補正を行い、画像品位の向上を図る。

制御ユニット７０は、上記各ユニット内の機構の動作を制御するためのＣＰＵ（不図示）や、モータドライバ部（不図示）などから成る。

人体検知ユニット８０は、例えば発光素子および受光素子からなるフォトセンサで構成され、カラー画像形成装置の前にいる人（操作者）を検知するためのセンサである。

次に装置の動作に即して説明を加える。

ＣＰＵより画像形成動作開始信号が発せられると、まずピックアップローラ２２により、カセット２１から転写材Ｐが一枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ対２３によって転写材Ｐが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ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１０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２５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３１上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Ｔｅ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。

一方画像形成部１０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３１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一次転写用帯電器３５ｄによって一次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１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Ｔｃまで搬送される。そこでは各画像形成部１０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、前画像の上にレジスト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。

その後記録材Ｐが二次転写領域Ｔｅ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、高電圧を印加させる。そして前述したプロセスにより中間転写ベルト３１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は搬送ガイド４３によって定着ローラニップ部まで正確に案内される。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、内外排紙ローラ４４、４５により搬送され、紙は機外に排出され、排紙トレー４８に積載される。

次に、レジストレーション補正について説明する。

図２および図３は、フォトセンサ６１および６２が中間転写ベルト３１上のレジストレーション補正パターン画像もしくは濃度補正用パターン画像を読み取る様子を表した図であり、図示では、フォトセンサ６１は、中間転写ベルト３１の上下部に沿って２個配設され６１ａ，６２ｂとで構成されている。フォトセンサ６１ａ，６１ｂおよび６２はＬＥＤ２０１とＰＴｒ（フォトトランジスタ）２０２からなり、ＬＥＤ２０１から例えば赤外光を中間転写ベルト３１上に照射し、反射光をＰＴｒ２０２で読み取り、不図示の受光回路に転送される。このフォトセンサ６１ａ，６１ｂは、図３に示すように、転写ベルト進行方向と垂直な方向に２つ配置され、複数の感光体ドラム１１のうちベルト進行方向において最下流に位置する感光体ドラム１１ａと駆動ローラ３２の間に位置する。トナーで形成されたレジストレーション補正パターン画像と転写ベルト３１の反射率の違いを利用して、中間転写ベルト３１上に上下二段に形成されたレジストレーション補正用パターン画像３０１を読み取る。

図５にレジストレーション補正用パターンの一例を示す。通常、中間転写ベルト３１を駆動するモータや感光体ドラム１１を駆動するモータ等の駆動ムラをキャンセルするために、レジストレーション補正用パターン画像３０１を複数回（例えば１０回）読み取ることで補正精度を向上させている。

本実施例では、画像形成動作を行う前に所定のタイミングで中間転写ベルト３１上にこのレジストレーション補正用パターン画像３０１を形成し、フォトセンサ６１ａ、６１ｂで読み取り、各色に相当する感光体ドラム１１上でのレジストレーションずれを検出し、記録されるべき画像信号に電気的補正をかけ、及び／又は、レーザビーム光路中に設けられている折り返しミラー１６ａを駆動して、光路長変化或いは光路変化の補正を行う。

さらに、同様に、濃度補正について説明する。

濃度補正においても図２に示すように中間転写ベルト３１上の濃度補正用パターン画像４０１をフォトセンサ６２にて読み取り、不図示の受光回路に転送される。このフォトセンサ６２は、図４に示すように、転写ベルト３１の中央に１つ配置され、複数の感光体ドラム１１のうちベルト進行方向において最下流に位置する感光体ドラム１１ａと駆動ローラ３２の間に位置する。また、レジストレーション補正時と同様にトナーで形成されたレジストレーション補正パターンと転写ベルト３１の反射率の違いを利用して、中間転写ベルト３１上に形成された濃度補正用パターン画像４０１を読み取る。図６、図７に示すように濃度補正用画像パターン画像４０１は、（１）最大濃度補正用パターン画像（図６）、（２）階調補正用パターン画像（図７）からなり、それぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のパターン画像があり、また階調補正用パターン画像は画像処理方法（例えば複数のスクリーン角）毎のパターン画像も有する。図７では、ＢＫのスクリーン角０°、４５°、６０°の階調補正用パターン画像を示し、補正時にはこの他にＹ，Ｍ，Ｃのパターン画像もある。

次に、レジストレーション補正および濃度補正を行うタイミングについて説明する。

レジストレーション補正は、機内の温度上昇によって各レーザビーム光の光路変化を補正するため、電源ＯＮ後、所定時間毎（例えば３０分毎）、所定枚数画像形成毎（例えば１００枚毎）に行う。同様に、濃度補正は、機内の温度上昇によって転写特性の変化や現像装置内のトナー残量による現像特性の変化などによって各色の濃度変動を補正するため、電源ＯＮ時、所定時間毎（例えば３０分毎）、所定枚数画像形成毎（例えば１００枚毎）に行う。

次に人体検知センサ８０について説明する。

画像出力部１Ｐの上部には人体検知センサ８０が設けられている。この人体検知センサ８０は、例えば発光素子および受光素子からなるフォトセンサで構成され、画像形成装置Ａの前面から一定距離内に存在する人物や物体を光学的に検知する。したがって、操作者が操作部（不図示）を用いて装置前面でコピー作業をしている間、継続して「操作者有」の信号を出力する。この信号の有無から、操作者が画像形成装置Ａにコピー作業のために近接し、あるいは作業が終わって機械Ａから離れたことを検知することができる。

本発明では、自動調整動作が開始するタイミングで操作者が画像形成装置Ａに近接していることを人体検知センサ８０が検知すると、自動調整動作を簡易的なものに変更することで操作者がいる時の生産性の低下を低減する。

図８にレジストレーション補正および濃度補正の自動調整動作のフローチャートについて説明する。

まず、画像形成枚数が所定枚数以上（例えば前に行った自動調整から１００枚後）であるかどうか判定する（ステップ８０１）。ＮＯならば稼働時間が所定時間以上（例えば前に行った自動調整から３０分後）であるかどうかを判定し（ステップ８０２）、ＹＥＳならステップ８０３に、ＮＯならステップ８０１に進む。ステップ８０３では操作者がいるかどうかを人体検知センサ８０の出力を基に判別し、ＹＥＳなら簡易自動調整を開始し（ステップ８０４）、ＮＯならフル自動調整を開始する（ステップ８０５）。

簡易自動調整について説明する。通常の自動調整（フル自動調整）ならば、レジストレーション補正はパターン３０１を１０セット生成し、読み取ることで補正を行うが、簡易自動調整の時は１セットのみを生成し、読み取ることで簡易的に調整を行う。濃度補正においては、最大濃度補正用パターンおよび階調補正用パターン×３パターン（スクリーン角３種類）×４色を生成し、読み取ることで補正を行うが、簡易自動調整時は最大濃度補正用パターンのみ、もしくは最大濃度補正用パターンおよび階調補正用パターン×１パターン（スクリーン角１種類）×４色のみを生成し、読み取ることで簡易的に調整を行う。

この結果、フル自動調整に比べて簡易自動調整は１／１０程度の自動調整時間で補正を行うことができるので、生産性を落とすことなう調整を行うことができる。

なお、上記実施例においては、人体検知センサとして光センサ方式の例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば超音波センサ方式を用いる構成でも良い。

また、上記実施例においては、複数の画像形成部１０を有するカラー画像形成装置について説明したが、１つの画像形成部を有するカラー画像装置や白黒画像形成装置においても有効であることは明白である。

本発明に係る一実施例を示す画像形成装置の縦断説明図 本実施例でのフォトセンサが中間転写ベルト上の補正用パターン画像を読取る様子を示す要部の側面説明図 本実施例でのフォトセンサ６１ａ，６１ｂが転写ベルト上のレジストレーション補正用パターン画像を読取る様子を示す要部の斜面説明図 本実施例でのフォトセンサ６２が中間転写ベルト上の濃度補正用パターン画像を読取る様子を示す要部の斜面説明図 本実施例でのレジストレーション補正用パターン画像の平面図 本実施例での最大濃度補正用パターン画像の平面図 本実施例での階調補正用パターン画像の平面図 本実施例による自動調整動作のフローチャート

符号の説明

Ａ 画像形成装置
１Ｒ 画像読取部
１Ｐ 画像出力部
１０ 画像形成部
１１（ａ，ｂ，ｃ，ｄ） 感光ドラム
２０ 給紙ユニット
３０ 中間転写ユニット
３１ 中間転写ベルト
３２ 駆動ローラ
３４ 二次転写対向ローラ
４０ 定着ユニット
５０ クリーニングユニット
６０ 光センサユニット
６１（６１ａ，６１ｂ） フォトセンサ
６２ 濃度検知センサ
７０ 制御ユニット
８０ 人体検知ユニット
２０１ ＬＥＤ
２０２ ＰＴｒ
３０１ レジストレーション補正用パターン画像
４０１ 濃度補正用パターン画像

Claims (2)

1. 画像形成条件を調整するための調整手段と、
   前記調整手段は複数の調整モードを有し、
   前記調整モードは第一調整モードと第一の調整モードよりも短時間で終了する第二の調整モードからなり、
   操作者が装置内の所定範囲にいることを検知する人体検知手段と、を有し
   人体検知手段によって操作者を検知している時は第二の調整モードを選択する、ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第一の調整モードは、全ての調整を行う「フル自動調整モード」で、第二の調整モードは簡易的に調整を行う「簡易自動調整モード」であり、
   人体検知手段によって操作者を検知していない時は「フル自動調整モード」に、操作者を検知している時は「簡易自動調整モード」に切り替える、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。