JP2007017755A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 効率よく、正確な濃度検知を行うことが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】 ４サイクル方式の画像形成装置であり、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ４色分の濃度検知パターンの現像を同時に行うことにより、濃度検知にかかる時間を短縮できるとともに、潜像形成あるいは濃度検知に対する現像器動作時の影響をなくすことが可能となり、効率よく、正確な濃度検知が可能な画像形成装置を提供できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数色の現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置に関し、特に各色の濃度検知を行いその検知結果に基づき色補正処理を行う画像形成装置に関するものである。

従来から、電子写真方式のカラー複写機やカラープリンタでは、各色の濃度検知を行い、その検知結果に基づき濃度を制御することにより、色補正処理などを行っており、こうした濃度制御に要する時間を短縮する提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。

以下、図８、図９を用いて従来の濃度検知について説明する。

図８は４サイクル方式のカラーレーザープリンタの全体構成を表す図で、２１はスキャナユニット、２７は転写ローラ、２９は定着器、１３３はベルト感光体、３５はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の現像器、３７は現像ローラ、３８は現像器３５を感光ベルト１３３に対し当接離間させるためのソレノイド、１４５は一次帯電器、５１は中間転写ベルト（ＩＴＢ）、７０は濃度検知センサである。これらプリンタ各部は不図示のプリンタコントローラによって制御される。

また、図９は、濃度検知時の、露光、現像、濃度検知のタイミングを表したタイミングチャートである。

濃度検知動作は、以下のように行われる。

回転するベルト感光体１３３の表面を、一次帯電器１４５により一様に正帯電させ、ベルト感光体１３３が１回転する間に、濃度検知用パターンを、スキャナユニット２１からのレーザービームの走査を制御して露光する。すなわち、イエロー濃度検知用、マゼンタ濃度検知用、シアン濃度検知用、ブラック濃度検知用の順にベルト感光体１３３上に検知パターンを露光し静電潜像を形成していく。この露光のタイミングが、図９のタイミングチャートにおいて、露光Ｙ、露光Ｍ、露光Ｃ、露光Ｋに示すタイミングにそれぞれ相当する。

ベルト感光体１３３上に形成されたイエロー濃度検知用パターンの静電潜像がイエロー現像ローラ３７Ｙに対向する位置にある間、イエロー離間用ソレノイド３８Ｙを制御し、イエロー現像カートリッジ３５Ｙを移動させて、イエロー現像カートリッジ３５Ｙのイエロー現像ローラ３７Ｙを、静電潜像が形成されたベルト感光体１３３に接触させ、現像を行う。

次に、ベルト感光体１３３が回転していき、マゼンタ濃度検知用パターンの静電潜像がマゼンタ現像ローラ３７Ｍに対向する位置にある間、イエローのときと同様に、マゼンタ現像カートリッジ３５Ｍのマゼンタ現像ローラ３７Ｍを、静電潜像が形成されたベルト感光体１３３に接触させ、マゼンタ濃度検知用パターンを現像する。

同様に、シアン、ブラックの濃度検知パターンを順次、現像していく。

これらの現像のタイミングが、図９のタイミングチャートにおける、現像Ｙ、現像Ｍ、現像Ｃ、現像Ｋで示すタイミングにそれぞれ相当する。このようにして、ベルト感光体１３３上に各色のトナーが付着した濃度検知用パターンが順次形成されていく。

さらに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの濃度検知パターンは、ベルト感光体１３３が回転するとともに、濃度検知センサ７０の位置を通過し、その結果、濃度検知センサ７０は、図９のタイミングチャートにおける濃度検知タイミングで、ＹＭＣＫそれぞれの濃度を検知することとなる。
特開２００４−３０２０３７号公報

しかしながら、上記従来例では各色を順次現像していく構成であったため、以下のような問題があった。

図１０は上記従来例のタイミングチャートに、各色の現像器の感光体に対する当接離間のタイミングを追加したものである。

図からわかるように、例えば、マゼンタの潜像を書き込んでいるときに、イエローの現像器が感光体に当接されたり、シアンの濃度検知をしているときに、ブラックの現像器が感光体から離間するというように、ある色の潜像の書き込みや濃度の検知をしている間に別の色の現像器の当接離間が行われてしまっている。

現像器の当接あるいは離間時には、現像器が感光体に当たるショックそのものや、当たることによる感光体の回転に対する負荷が増減するための速度むらが生じてしまうため、濃度検知パターンの潜像が正確に書き込めなかったり、濃度検知センサの出力が正確に出力されないため、正しく濃度制御ができなくなってしまうという問題があった。

そこで、本発明では、効率のよい、正確な濃度検知を行う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。

前記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、像担持体と、像担持体上に配置された帯電手段と、静電潜像形成手段と、像担持体上に並べられた複数色の現像手段と、像担持体上に濃度検知用パターンを作成する手段と、濃度検知用パターンの濃度を測定する濃度検知手段とを有し、前記複数の現像手段を同時に動作させることを可能とする制御手段を有することを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、像担持体と、像担持体上に配置された帯電手段と、静電潜像形成手段と、像担持体上に並べられた複数色の現像手段と、像担持体上に濃度検知用パターンを作成する手段と、濃度検知用パターンの濃度を測定する濃度検知手段とを有し、前記複数の現像手段を同時に動作させることを可能とする制御手段を有し、形成される濃度検知用パターンの各色間の間隔が、前記複数色の現像手段のピッチと等しいことを特徴とする。

さらに、本発明の画像形成装置は、像担持体と、像担持体上に配置された帯電手段と、静電潜像形成手段と、像担持体上に並べられた複数色の現像手段と、像担持体上に濃度検知用パターンを作成する手段と、濃度検知用パターンの濃度を測定する濃度検知手段とを有し、前記複数の現像手段を同時に動作させることを可能とする制御手段を有し、前記濃度検知手段は複数設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、濃度検知用パターンを、複数色同時に現像する構成とすることにより、現像器の当接離間時のショックや速度変動の影響を受けず、効率のよい、正確な濃度検知を行うことができるので高画質な画像形成装置を提供することができた。

また、濃度検知センサを複数設けることにより、より高速な画像形成装置でも、濃度検知をより正確に行うことも可能となった。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

以下に本発明の画像形成装置の一実施例を説明する。ここでは、画像形成装置として、４サイクル方式のカラーレーザープリンタについて説明する。

図１は、本実施例の画像形成装置としての、カラーレーザープリンタの全体構成を示す図であり、図２は、濃度検知時の、露光、現像、濃度検知のタイミングを表したタイミングチャートである。

本実施例では、ドラム形状の感光体３３を用い、一次帯電器４５としての帯電ローラで感光体３３表面を帯電する。スキャナユニット２１からの画像情報に応じて変調されたレーザービームの走査により静電潜像を感光体３３上に形成し、現像器３５によって現像する。各色の現像器は、イエロー現像器３５Ｙ、マゼンタ現像器３５Ｍ、シアン現像器３５Ｃおよびブラック現像器３５Ｋのそれぞれが、図中感光体３３の右方に、感光体３３表面上の距離が等間隔Ｄとなるように下から上に向かって並列状に順次配置されている。また、各現像器は当該色の潜像を現像するときに接離用ソレノイド３８によって感光体３３に当接するようになっている。

各色毎に形成された画像は、中間転写ベルト５１上で逐次重ね合わせられ、転写ローラ２７により転写紙５に一括転写された後、定着器２９で定着され排出される。

本実施例における濃度検知動作は以下のように行われる。

回転する感光体３３の表面を、一次帯電器４５により一様に正帯電させ、濃度検知用パターンを、スキャナユニット２１からのレーザービームの走査を制御して露光する。すなわち、イエロー濃度検知用、マゼンタ濃度検知用、シアン濃度検知用、ブラック濃度検知用の順に、ドラム形状の感光体３３上に検知パターンを露光し静電潜像を形成していく。

このとき、各色の濃度検知用パターンは図３に示すように形成される。

図３は各色の濃度検知用パターン９１で、中間調の濃度４０（ｈ）、８０（ｈ）およびベタの濃度ＦＦ（ｈ）に相当するパターンが、感光体３３移動方向下流に向かって順番に形成されている。また、このときの濃度検知用パターン９１の感光体３３移動方向の長さはｄであり、各色の現像器３５の配置間隔Ｄ以下の長さになっている。各色の露光順は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順であり、また各色ごとの濃度検知パターンのピッチは、現像器３５の配置間隔Ｄと等しくなっている。

この様子を示したのが図４である。

図２のタイミングチャート上の「当接」の時点における、感光体３３上のＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色の濃度検知パターンの静電潜像９１Ｋ、９１Ｃ、９１Ｍ、９１Ｙと、各色の現像器３５の現像ローラ３７Ｋ、３７Ｃ、３７Ｍ、３７Ｙとの位置関係を図４（ａ）に示している。

濃度検知用パターン９１はその長さｄが、現像器３５の配置間隔Ｄ以下となっており、かつ、各色ごとの濃度検知用パターン９１Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのピッチは現像器３５の配置間隔Ｄと等しくなっているため、それらは、各色の現像ローラ３７Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの間にちょうど収まっている。

図２のタイミングチャートにおいてこの露光のタイミングが露光Ｋ、露光Ｃ、露光Ｍ、露光Ｙに示すタイミングにそれぞれ相当する。

このようにして形成された感光体３３上の濃度検知用パターンの静電潜像が、感光体３の回転に伴い図４（ａ）に示す位置に到達したところで、全色の離間用ソレノイド３８を制御し、現像器３５を移動させて感光体３３に当接させ、全色同時に現像を行う。

これらの現像のタイミングが、図２のタイミングチャートにおける、現像Ｙ、現像Ｍ、現像Ｃ、現像Ｋで示すタイミングにそれぞれ相当する。このようにして、感光体３３上に各色のトナーが付着した濃度検知用パターンが同時に形成される。

また現像終了後、各色の離間用ソレノイド３８を制御し現像器３５は直ちに感光体３３から離間される。この「離間」の時点における、各色の濃度検知パターン９１Ｋ、９１Ｃ、９１Ｍ、９１Ｙと、各色の現像ローラ３７Ｋ、３７Ｃ、３７Ｍ、３７Ｙとの位置関係が図４（ｂ）に示されている。

さらに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の濃度検知パターンは、感光体３３の回転とともに、濃度検知センサ７０の位置を通過し、その結果、濃度検知センサ７０は、図２のタイミングチャートにおける濃度検知タイミングで、ＹＭＣＫそれぞれの濃度を検知することとなる。

以上説明したように、濃度検知用パターンを複数色同時に現像する構成とすることにより、現像器の当接離間時のショックや速度変動の影響を受けず、効率のよい、正確な濃度検知を行うことができる画像形成装置を提供することができた。

以上説明してきた中で、濃度検知用パターンとしてＦＦ（ｈ）、８０（ｈ）、４０（ｈ）の３種類の濃度レベルを検知する例を説明してきたが、これに限定されるものではなく濃度レベルは任意の値に設定してもかまわなく、また、濃度レベルの数も３種類と限るものではなく任意に設定することが可能であることは言うまでもない。

以下に本発明の他の実施例（実施例２）を説明する。

図５は、本発明が適用された画像形成装置としてのカラーレーザープリンタの全体構成を示す図である。

実施例１と異なる点は、濃度検知センサ７１，７２と２個設けられている。それ以外はおなじ構成となっており、通常の印字動作は実施例１と同様に行われる。

濃度検知センサ７１，７２は、図中奥行き方向に並べて設置されている。

本実施例での濃度検知動作を以下、図５乃至図７を用いて説明する。

回転する感光体３３の表面を、一次帯電器４５により一様に正帯電させ、濃度検知用パターンを、スキャナユニット２１からのレーザービームの走査を制御して露光する。濃度検知用パターンは図７に示すように、感光体３３長手方向の、濃度検知センサ７１、７２の位置に相当する感光体３３上にそれぞれベタの濃度ＦＦ（ｈ）および中間調の濃度４０（ｈ）に相当する静電潜像パターンで形成される。この濃度検知パターンは、現像器３５の配置間隔Ｄの少なくとも４倍の長さの間形成される。この露光のタイミングが、図６のタイミングチャートにおいて、露光に示すタイミングに相当する。

この濃度検知パターンの静電潜像の先端が、感光体３３の回転に伴い最下流の現像器３５の当接位置に到達したところで、全色の離間用ソレノイド３８を制御し、現像器３５を移動させて感光体３３に当接させ、全色同時に現像を行う。現像器３５当接後、感光体３３の回転移動量が現像器３５の配置間隔Ｄに達する前に、各色の離間用ソレノイド３８を制御し現像器３５は直ちに感光体３３から離間される。こうすることで、各色の混色を防ぐ。

これらの現像のタイミングが、図２のタイミングチャートにおける、現像Ｙ、現像Ｍ、現像Ｃ、現像Ｋで示すタイミングにそれぞれ相当する。このようにして、感光体３３上に各色のトナーが付着した濃度検知用パターンが同時に形成される。

形成された、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の濃度検知パターンは、感光体３３の回転とともに、濃度検知センサ７１、７２の位置を通過し、その結果、濃度検知センサ７１、７２は、図２のタイミングチャートにおける濃度検知タイミングで、ＹＭＣＫそれぞれの濃度を検知することとなる。

本実施例では、１種類の濃度検知パターンの感光体３３移動方向の長さを長く取ることができるため、より高速な印字速度の画像形成装置でも安定した濃度検知が可能である。

以上説明したように、濃度検知用パターンを同時に現像する構成とすることにより、現像器の当接離間時のショックや速度変動の影響を受けず、効率のよい、正確な濃度検知を行うことができる画像形成装置を提供することができた。また、濃度検知センサを複数設けることにより、より高速な画像形成装置でも、濃度検知をより正確に行うことが可能となった。

以上説明した中で、濃度検知センサを２個有し、それぞれに異なった濃度検知パターンの濃度レベルを検知させる場合を例に説明してきたが、３個以上の濃度検知センサを用い、それぞれに異なった濃度検知パターンの濃度レベルを検知させる構成としても本発明の主旨に何ら反するものではない。

以上２つの実施例の中で、像担持体としてドラム形状の感光体を例に説明してきたが、ベルト状の感光体を用いても何ら問題はない。また、静電潜像形成のための露光手段としてレーザーを用いていたが、ＬＥＤアレイや液晶シャッター方式などの他の露光手段を用いてもかまわない。さらに言うならば、静電潜像を形成し現像することにより画像を形成する、電子写真方式を用いた画像形成装置であれば本発明を適用することが可能である。

実施例１の画像形成装置としての、カラーレーザープリンタの全体構成を示す図 実施例１における濃度検知時の、露光、現像、濃度検知のタイミングを表したタイミングチャート 実施例１における各色の濃度検知用パターンを示す図 実施例１における感光体上の濃度検知パターンと各色の現像器および濃度検知センサの位置関係を説明する図 実施例２の画像形成装置としての、カラーレーザープリンタの全体構成を示す図 実施例２における濃度検知時の、露光、現像、濃度検知出力のタイミングを表したタイミングチャート 実施例２における感光体上の濃度検知パターンと濃度検知センサの位置関係を説明する図 従来の４サイクル方式のカラーレーザープリンタの全体構成を表す図 従来の濃度検知時の、露光、現像、濃度検知のタイミングを表したタイミングチャート 従来の問題点を説明する図

符号の説明

５ 転写紙
２１ スキャナユニット
２７ 転写ローラ
２９ 定着器
３３，１３３ 感光体
３５ 現像器
３７ 現像ローラ
３８ ソレノイド
４５，１４５ 一次帯電器
５１ 中間転写ベルト
７０，７１，７２ 濃度検知センサ
９１，９２ 濃度検知用パターン

Claims (3)

1. 像担持体と、像担持体上に配置された帯電手段と、静電潜像形成手段と、像担持体上に並べられた複数色の現像手段と、像担持体上に濃度検知用パターンを作成する手段と、濃度検知用パターンの濃度を測定する濃度検知手段とを有する画像形成装置において、
   前記複数の現像手段を、所定のタイミングおいて同時に動作させることを可能とする制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 各色の濃度検知用パターンの間隔が現像手段のピッチと等しいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 濃度検知手段が少なくとも二つ以上あることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。