JP2007047550A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Description
この発明は、表面にトナー像を担持可能に構成され、所定の方向に周回移動する像担持体と、該像担持体に当接して像担持体表面の残留トナーを除去する清掃手段とを備える画像形成装置および該装置を用いる画像形成方法に関するものである。 The present invention includes an image carrier that is configured to carry a toner image on its surface and moves around in a predetermined direction, and a cleaning unit that contacts the image carrier and removes residual toner on the surface of the image carrier. The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method using the apparatus.
像担持体上にトナー像を形成する画像形成装置においては、像担持体上へのトナー像の形成位置を適正に維持するための制御動作(レジスト制御)を実行するように構成されたものがある。例えば、特許文献1に記載の画像形成装置では、像担持体である中間転写ベルトへのクリーナブレード(清掃手段)の離当接動作によって中間転写ベルトの回転速度が若干変動することに対応するため、次のようにしてレジスト制御を行っている。すなわち、この装置では、中間転写ベルトへのクリーナブレードの当接状態を変化させながら、各状態で中間転写ベルトの回転周期を測定する。より詳しくは、(1)中間転写ベルトに対しクリーナブレードを途中で当接させた周回、(2)当接状態を保持した周回、(3)中間転写ベルトに対しクリーナブレードを途中で離間させた周回、および(4)離間状態を保持した周回の4つの状態について、中間転写ベルトの回転周期を測定する。
An image forming apparatus that forms a toner image on an image carrier is configured to execute a control operation (registration control) for properly maintaining the position where the toner image is formed on the image carrier. is there. For example, in the image forming apparatus described in
そして、その測定結果に基づいて、中間転写ベルト上へのトナー像の転写位置を制御する。つまり、トナー像を中間転写ベルト上に転写する際には、中間転写ベルトの周回が上記した(1)ないし(4)のいずれに該当するかを判断し、それに対応する回転周期の測定結果から算出したレジスト制御量の分だけ、転写位置をシフトさせる。 Then, based on the measurement result, the transfer position of the toner image onto the intermediate transfer belt is controlled. That is, when the toner image is transferred onto the intermediate transfer belt, it is determined whether the rotation of the intermediate transfer belt corresponds to the above (1) to (4), and from the measurement result of the corresponding rotation period. The transfer position is shifted by the calculated registration control amount.
上記した従来技術の画像形成装置では、装置の電源が投入された直後に、画像を形成するのに先立って、装置の初期化動作の一環として上記した中間転写ベルトの周期測定を行う。しかしながら、装置が新品である場合や、中間転写ベルトが交換された直後など、中間転写ベルトが新品であるときには特別な配慮が必要である。その理由は以下の通りである。 In the above-described conventional image forming apparatus, immediately after the apparatus is turned on, before the image is formed, the period of the intermediate transfer belt is measured as part of the initialization operation of the apparatus. However, special consideration is required when the intermediate transfer belt is new, such as when the apparatus is new or immediately after the intermediate transfer belt is replaced. The reason is as follows.
この種の画像形成装置の実働状態においては、クリーニングブレード(清掃手段)により中間転写ベルト(像担持体)から除去されたトナーの一部が両者の当接部に堆積しており、このトナーが清掃手段と像担持体との間で潤滑剤として作用し両者間の摩擦を軽減することが知られている。一方、装置が新品である場合にはこのようなトナーの堆積が存在しない。このため、装置が新品であるときに、清掃手段を当接させた状態で像担持体を周回させその周期測定を行うと、摩擦により清掃手段や像担持体にダメージを与えるおそれがある。また、装置の実働状態とは異なる状態の下で像担持体の周期測定が行われることとなり、結果的にレジスト制御の精度を低下させてしまうおそれがある。 In an actual working state of this type of image forming apparatus, a part of the toner removed from the intermediate transfer belt (image carrier) by the cleaning blade (cleaning means) is accumulated on the contact portion between the two, It is known that it acts as a lubricant between the cleaning means and the image carrier to reduce friction between them. On the other hand, when the apparatus is new, such toner accumulation does not exist. For this reason, when the apparatus is new, if the cycle is measured by rotating the image carrier while the cleaning unit is in contact, the cleaning unit and the image carrier may be damaged by friction. In addition, the period of the image carrier is measured under a state different from the actual operation state of the apparatus, and as a result, the accuracy of resist control may be reduced.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、表面にトナー像を担持可能に構成された像担持体と、該像担持体に当接して像担持体表面の残留トナーを除去する清掃手段とを備える画像形成装置および該装置を用いる画像形成方法において、装置の損傷を防止し、しかもレジスト制御を精度よく行うことができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an image carrier configured to be able to carry a toner image on its surface, and a cleaning unit that contacts the image carrier and removes residual toner on the surface of the image carrier. In an image forming apparatus including the image forming method and an image forming method using the apparatus, it is an object to provide a technique capable of preventing damage to the apparatus and performing resist control with high accuracy.
この発明にかかる画像形成装置の第1の態様は、上記目的を達成するため、表面にトナー像を担持可能に構成され、所定の方向に周回移動する像担持体と、トナー像を形成して前記像担持体表面に担持させる像形成手段と、前記像担持体に当接して前記像担持体表面の残留トナーを除去する清掃手段と、前記像形成手段による前記像担持体上への像形成位置を制御するレジスト制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記像担持体が新品であると判断したときには、前記像形成手段により所定パターンのトナー堆積用トナー像を前記像担持体上に形成させるとともに、該トナー像を前記像担持体と前記清掃手段との当接部に送り込んで、該当接部にトナーを堆積させるトナー堆積処理と、前記像担持体を周回させたときの前記像担持体の回転周期を測定する周期測定処理とをこの順番に行い、前記周期測定処理における測定結果に基づいて前記レジスト制御を行うことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a first aspect of an image forming apparatus according to the present invention is configured to support a toner image on a surface thereof and to form a toner image, an image carrier that circulates in a predetermined direction. Image forming means to be carried on the surface of the image carrier, cleaning means for removing residual toner from the surface of the image carrier in contact with the image carrier, and image formation on the image carrier by the image forming means Control means for performing registration control for controlling the position, and when the control means determines that the image carrier is new, the image forming means sends a toner image for depositing a predetermined pattern to the image carrier. A toner depositing process in which the toner image is sent to a contact portion between the image carrier and the cleaning unit and toner is deposited on the contact portion, and the image carrier is rotated. The image carrier It performs the processing period for measuring the rotational period measurement in this order, is characterized by performing the registration control based on the measurement result in the period measurement process.
また、この発明にかかる画像形成装置の第2の態様は、上記目的を達成するため、表面にトナー像を担持可能に構成され、所定の方向に周回移動する像担持体と、トナー像を形成して前記像担持体表面に担持させる像形成手段と、前記像担持体に当接して前記像担持体表面の残留トナーを除去する清掃手段と、前記像形成手段による前記像担持体上への像形成位置を制御するレジスト制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、装置の電源が投入されたときに、前記像担持体が新品であるか否かを判断する新品判断処理を実行し、前記像担持体が新品であると判断したときには、前記像形成手段により所定パターンのトナー堆積用トナー像を前記像担持体上に形成させるとともに、該トナー像を前記像担持体と前記清掃手段との当接部に送り込んで、該当接部にトナーを堆積させるトナー堆積処理と、前記像担持体を周回させたときの前記像担持体の回転周期を測定する周期測定処理とをこの順番に行い、前記周期測定処理における測定結果に基づいて前記レジスト制御を行うことを特徴としている。 According to a second aspect of the image forming apparatus of the present invention, in order to achieve the above object, a toner image is formed on the surface of the image forming apparatus so as to be able to carry a toner image. An image forming unit to be carried on the surface of the image carrier, a cleaning unit for coming into contact with the image carrier to remove residual toner on the surface of the image carrier, and an image forming unit on the image carrier. Control means for performing registration control for controlling the image forming position, and the control means executes a new article judgment process for judging whether or not the image carrier is new when the apparatus is turned on. When it is determined that the image carrier is new, the image forming unit forms a toner image for toner deposition having a predetermined pattern on the image carrier, and the toner image is cleaned with the image carrier and the cleaning member. In contact with the means The period measurement is performed in this order by a toner accumulation process for depositing toner on the contact portion and a period measurement process for measuring the rotation period of the image carrier when the image carrier is rotated. The resist control is performed based on a measurement result in the processing.
また、この発明にかかる画像形成方法は、表面にトナー像を担持可能に構成され、所定の方向に周回移動する像担持体と、前記像担持体に対し離当接自在に構成され、前記像担持体に当接した状態で前記像担持体表面の残留トナーを除去する清掃手段とを備える画像形成装置を用いる画像形成方法であって、上記目的を達成するため、前記像担持体が新品であるときに、前記像形成手段により所定パターンのトナー堆積用トナー像を前記像担持体上に形成させるとともに、該トナー像を前記像担持体と前記清掃手段との当接部に送り込んで、該当接部にトナーを堆積させるトナー堆積処理と、前記像担持体に前記清掃手段を当接させた状態で前記像担持体を周回させたときの前記像担持体の回転周期を測定する周期測定処理とをこの順番に行っておき、画像を形成するときには、前記周期測定処理における測定結果に基づいて、前記像担持体上への像形成位置を制御するレジスト制御を行うことを特徴としている。 The image forming method according to the present invention is configured to be able to carry a toner image on the surface, and is configured to be able to move in a predetermined direction so as to be able to come into contact with and separate from the image carrier. An image forming method using an image forming apparatus provided with a cleaning unit that removes residual toner on the surface of the image carrier in contact with the carrier, wherein the image carrier is a new one in order to achieve the above object. At one time, the image forming unit forms a toner image for toner deposition with a predetermined pattern on the image carrier, and sends the toner image to a contact portion between the image carrier and the cleaning unit. Toner accumulation processing for depositing toner on the contact portion, and period measurement processing for measuring the rotation period of the image carrier when the image carrier is rotated in a state where the cleaning unit is in contact with the image carrier. And in this order Advance, when forming an image based on the measurement result of the cycle measuring processing is characterized in that the resist control for controlling the image forming position to said image bearing member.
このように構成された発明では、像担持体が新品であったときには、まずトナー堆積処理を実行し、次いで周期測定処理を実行する。つまり、周期測定処理は、像担持体と清掃手段との当接部にトナーを堆積させた状態で行われる。そのため、像担持体と清掃手段との間の摩擦が軽減されて、像担持体および清掃手段の磨耗を抑えることができ、装置の長寿命化およびランニングコストの低減を図ることができる。また、周期測定処理が、装置の実働状態とほぼ同じ状態で実行されることとなるので、その測定結果に基づくレジスト制御を精度よく行うことが可能となる。なお、このことは清掃手段が新品である場合についても同様である。 In the invention configured as described above, when the image carrier is new, the toner accumulation process is first executed, and then the period measurement process is executed. That is, the period measurement process is performed in a state where toner is deposited on the contact portion between the image carrier and the cleaning unit. Therefore, the friction between the image carrier and the cleaning unit is reduced, so that wear of the image carrier and the cleaning unit can be suppressed, and the life of the apparatus can be extended and the running cost can be reduced. In addition, since the period measurement process is executed in substantially the same state as the actual operation state of the apparatus, it is possible to accurately perform registration control based on the measurement result. This also applies to the case where the cleaning means is new.
上記のように構成された画像形成装置においては、前記清掃手段が、前記像担持体に対し離当接自在に構成されるとともに、前記制御手段は、前記周期測定処理において、前記像担持体への前記清掃手段の当接状態を異ならせた複数の周回のそれぞれで前記像担持体の回転周期を測定し、それらの測定結果に基づいて前記レジスト制御を行うようにしてもよい。像担持体に対して清掃手段が離当接する場合には、その当接状態の変化によって像担持体の回転周期が変動する場合がある。したがって、像担持体への清掃手段の当接状態を変化させながら周期測定を行い、その結果をレジスト制御に反映させることによって、レジスト制御を精度よく行うことができる。 In the image forming apparatus configured as described above, the cleaning unit is configured to be able to come into contact with and separate from the image carrier, and the control unit applies to the image carrier in the period measurement process. The rotation period of the image carrier may be measured at each of a plurality of turns with different contact states of the cleaning unit, and the registration control may be performed based on the measurement results. When the cleaning unit comes into contact with and separates from the image carrier, the rotation cycle of the image carrier may vary due to a change in the contact state. Therefore, by performing period measurement while changing the contact state of the cleaning means to the image carrier and reflecting the result in the resist control, the resist control can be performed with high accuracy.
例えば、前記像担持体に前記清掃手段を当接させた状態を保持した周回、前記像担持体から前記清掃手段を離間させた状態を保持した周回、周回の途中で前記像担持体に前記清掃手段を当接させた周回、および、周回の途中で前記像担持体から前記清掃手段を離間させた周回のそれぞれで前記像担持体の回転周期を測定することができる。これらの各周回について像担持体の回転周期を測定しておけば、清掃手段の離当接による像担持体の回転への影響を精度よく見積もることができ、その結果をレジスト制御に反映させることによって、さらにレジスト制御の精度を向上させることができる。 For example, the rotation that keeps the cleaning unit in contact with the image carrier, the rotation that keeps the cleaning unit separated from the image carrier, and the cleaning on the image carrier during the rotation. The rotation period of the image carrier can be measured in each of the rotation in which the means is brought into contact and the rotation in which the cleaning unit is separated from the image carrier in the middle of the rotation. If the rotation period of the image carrier is measured for each of these laps, the effect on the rotation of the image carrier due to the separation and contact of the cleaning means can be accurately estimated, and the result is reflected in the resist control. Thus, the accuracy of resist control can be further improved.
ところで、前記像担持体表面のうち通常の画像形成動作においてトナー像を形成される表面領域を像形成領域、前記像担持体の移動方向に直交する方向を幅方向としたとき、前記トナー堆積用トナー像は、前記幅方向に沿って延びる帯状に形成され、しかも、前記幅方向における前記トナー堆積用トナー像の長さが、前記幅方向における前記像形成領域の長さよりも長くなることが望ましい。ただし、幅方向におけるトナー堆積用トナー像の長さは、清掃手段の幅方向の長さよりは小さくすることがより好ましい。こうすることで、像担持体と清掃手段とが当接する領域の広い範囲にわたってトナーを堆積させることができる。特に、幅方向において像形成領域よりも外側の領域では、通常の画像形成動作によって必要な量のトナーが供給されてくることが期待できず、また清掃手段の端部で特に損傷を生じやすいことから、最初にこの領域にトナーを供給しておくことによる効果は大きい。 By the way, when the surface area on the surface of the image carrier on which a toner image is formed in a normal image forming operation is the image formation area, and the direction perpendicular to the moving direction of the image carrier is the width direction, The toner image is preferably formed in a strip shape extending along the width direction, and the length of the toner accumulation toner image in the width direction is longer than the length of the image forming region in the width direction. . However, it is more preferable that the length of the toner image for toner accumulation in the width direction is smaller than the length of the cleaning unit in the width direction. By so doing, toner can be deposited over a wide range of the area where the image carrier and the cleaning means abut. In particular, in a region outside the image forming region in the width direction, it is not expected that a necessary amount of toner is supplied by a normal image forming operation, and damage is particularly likely to occur at the end of the cleaning unit. Therefore, the effect of first supplying toner to this region is great.
なお、前記像担持体は、前記像形成手段により形成されたトナー像を所定の位置まで搬送して記録材に転写する中間転写媒体であってもよい。このような構成の装置では、記録材上の正しい位置に画像を転写するためには中間転写媒体上への画像形成位置を適正に維持することが必要であり、このような装置に対し本発明を適用したときに、上記した効果は特に顕著なものとなる。特に、柔軟性を有する無端ベルト状の中間転写媒体を使用した装置においては、清掃手段との間の摩擦が大きいとベルトの伸縮に起因する回転ムラを生じやすいため、本発明のように、当接部に予めトナーを堆積させておくことが望ましい。 The image carrier may be an intermediate transfer medium that conveys the toner image formed by the image forming unit to a predetermined position and transfers it to a recording material. In an apparatus having such a configuration, in order to transfer an image to a correct position on a recording material, it is necessary to appropriately maintain the image forming position on the intermediate transfer medium. The above-described effects become particularly remarkable when applying. In particular, in an apparatus using a flexible endless belt-shaped intermediate transfer medium, if the friction with the cleaning means is large, uneven rotation due to expansion and contraction of the belt is likely to occur. It is desirable to deposit toner in advance on the contact portion.
また、前記像形成手段が互いに異なる色のトナーを貯留する複数の現像器を備えており、各色のトナー像を前記像担持体上において重ね合わせることによりカラー画像を形成するように構成されてもよい。このような装置では、画質の良好なカラー画像を形成するには各色のトナー像を像担持体上で高い位置精度で重ね合わせることが必要であり、このような装置に対し本発明を適用することで、優れた画質を得ることができる。 The image forming unit may include a plurality of developing units that store toners of different colors, and a color image may be formed by superimposing the toner images of the respective colors on the image carrier. Good. In such an apparatus, in order to form a color image with good image quality, it is necessary to superimpose toner images of respective colors on the image carrier with high positional accuracy, and the present invention is applied to such an apparatus. Thus, excellent image quality can be obtained.
図1はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色のトナー(現像剤)を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ11に与えられると、このメインコントローラ11からの指令に応じてエンジンコントローラ10に設けられたCPU101がエンジン部EG各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートSに画像信号に対応する画像を形成する。
FIG. 1 is a view showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This apparatus forms a full color image by superposing four color toners (developers) of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K), or only black (K) toner. The image forming apparatus forms a monochrome image using In this image forming apparatus, when an image signal is given to the main controller 11 from an external device such as a host computer, the
このエンジン部EGでは、感光体22が図1の矢印方向D1に回転自在に設けられている。また、この感光体22の周りにその回転方向D1に沿って、帯電ユニット23、ロータリー現像ユニット4およびクリーニング部25がそれぞれ配置されている。帯電ユニット23は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体22の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。クリーニング部25は一次転写後に感光体22の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体22、帯電ユニット23およびクリーニング部25は一体的に感光体カートリッジ2を構成しており、この感光体カートリッジ2は一体として装置本体に対し着脱自在となっている。
In the engine unit EG, the photosensitive member 22 is provided to be rotatable in the arrow direction D1 in FIG. A charging unit 23, a
そして、この帯電ユニット23によって帯電された感光体22の外周面に向けて露光ユニット6から光ビームLが照射される。この露光ユニット6は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームLを感光体22上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
Then, the light beam L is irradiated from the
こうして形成された静電潜像は現像ユニット4によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット4は、図1紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム40、支持フレーム40に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器4Y、シアン用の現像器4C、マゼンタ用の現像器4M、およびブラック用の現像器4Kを備えている。この現像ユニット4は、エンジンコントローラ10により制御されている。そして、このエンジンコントローラ10からの制御指令に基づいて、現像ユニット4が回転駆動されるとともにこれらの現像器4Y、4C、4M、4Kが選択的に感光体22と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ44が感光体22に対し対向配置され、その対向位置において現像ローラ44から感光体22の表面にトナーを付与する。これによって、感光体22上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing
上記のようにして現像ユニット4で現像されたトナー像は、一次転写領域TR1で転写ユニット7の中間転写ベルト71上に一次転写される。転写ユニット7は、複数のローラ72〜75に掛け渡された中間転写ベルト71と、ローラ73を回転駆動することで中間転写ベルト71を所定の回転方向D2に回転させる駆動部(図示省略)とを備えている。そして、カラー画像をシートSに転写する場合には、感光体22上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト71上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット8から1枚ずつ取り出され搬送経路Fに沿って二次転写領域TR2まで搬送されてくるシートS上にカラー画像を二次転写する。
The toner image developed by the developing
このとき、中間転写ベルト71上の画像をシートS上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域TR2にシートSを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路F上において二次転写領域TR2の手前側にゲートローラ81が設けられており、中間転写ベルト71の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ81が回転することにより、シートSが所定のタイミングで二次転写領域TR2に送り込まれる。
At this time, in order to correctly transfer the image on the
また、こうしてカラー画像が形成されたシートSは定着ユニット9によりトナー像を定着され、排出前ローラ82および排出ローラ83を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部89に搬送される。また、シートSの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートSの後端部が排出前ローラ82後方の反転位置PRまで搬送されてきた時点で排出ローラ83の回転方向を反転し、これによりシートSは反転搬送経路FRに沿って矢印D3方向に搬送される。そして、ゲートローラ81の手前で再び搬送経路Fに乗せられるが、このとき、二次転写領域TR2において中間転写ベルト71と当接し画像を転写されるシートSの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートSの両面に画像を形成することができる。
Further, the sheet S on which the color image is formed in this manner is fixed with the toner image by the fixing
また、ローラ75の近傍には、クリーナ76が配置されている。このクリーナ76は図示を省略する電磁クラッチによってローラ75に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ75側に移動した状態でクリーナ76のブレードがローラ75に掛け渡された中間転写ベルト71の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト71の外周面に残留付着しているトナーを除去する。
A cleaner 76 is disposed in the vicinity of the
このクリーナ76は、二次転写領域TR2においてシートSへの画像の転写が行われるときに、それと同じ周回において中間転写ベルト71上に残留付着するトナーを除去するように、離当接制御される。したがって、例えば装置がモノクロ画像を連続的に形成する場合には、一次転写領域TR1において中間転写ベルト71に転写された画像が直ちに二次転写領域TR2でシートSに転写されるので、クリーナ76は当接状態に保持される。一方、カラー画像を形成する場合には、各色のトナー像が互いに重ね合わされる間、クリーナ76を中間転写ベルト71から離間させておく必要がある。そして、各色のトナー像が互いに重ね合わされてフルカラー画像が完成し、シートSに二次転写されるのと同一の周回において、残留トナーを除去すべくクリーナ76が中間転写ベルト71に当接されることとなる。なお、クリーナ76の構成および動作については後に詳述する。
The cleaner 76 is controlled to be separated and abutted so as to remove toner remaining on the
また、ローラ75の近傍には濃度センサ60および垂直同期センサ77が配置されている。この濃度センサ60は、中間転写ベルト71の表面に対向して設けられており、必要に応じ、中間転写ベルト71の外周面に形成されるトナー像の画像濃度を測定する。そして、その測定結果に基づき、この装置では、画像品質に影響を与える装置各部の動作条件、例えば各現像カートリッジに与える現像バイアスや、光ビームLの強度などの調整を行っている。この濃度センサ60は、例えば反射型フォトセンサを用いて、中間転写ベルト71上の所定面積の領域の画像濃度に対応した信号を出力するように構成されている。そして、CPU101は、中間転写ベルト71を周回移動させながらこの濃度センサ60からの出力信号を定期的にサンプリングすることで、中間転写ベルト71上のトナー像各部の画像濃度を検出することができる。
Further, a
また、垂直同期センサ77は、中間転写ベルト71の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト71の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Vsyncを得るためのセンサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Vsyncに基づいて制御される。この垂直同期信号Vsyncは、CPU101により積算カウントされている。
The
また、図2に示すように、各現像カートリッジ4Y,4C,4Mおよび4Kには該現像カートリッジの製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶するメモリ91〜94がそれぞれ設けられている。さらに、各現像カートリッジ4Y,4C,4M、4Kには無線通信器49Y、49C、49M、49Kがそれぞれ設けられている。そして、必要に応じて、これらが選択的に本体側に設けられた無線通信器109と非接触にてデータ通信を行い、インターフェース105を介してCPU101と各メモリ91〜94との間でデータの送受を行って該現像カートリッジに関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。なお、この実施形態では、無線通信等の電磁的手段を用いて非接触にてデータ送受を行っているが、本体側および各現像カートリッジ側にコネクタ等を設け、コネクタ等を機械的に嵌合させることで相互にデータ送受を行うようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 2, each of the developing
また、この装置では、図2に示すように、メインコントローラ11のCPU111により制御される表示部12を備えている。この表示部12は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、CPU111からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
Further, as shown in FIG. 2, this apparatus includes a
なお、図2において、符号113はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース112を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ11に設けられた画像メモリである。また、符号106はCPU101が実行する演算プログラムやエンジン部EGを制御するための制御データなどを記憶するためのROM、また符号107はCPU101における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するRAMである。
In FIG. 2, reference numeral 113 denotes an image memory provided in the main controller 11 for storing an image given from an external device such as a host computer via the interface 112. Reference numeral 106 is a ROM for storing a calculation program executed by the
また、この画像形成装置は、上記のようにそれぞれ異なる色のトナーを貯留する4個の現像器を装着されて使用されるほか、1個の現像器または同一色のトナーを貯留する複数の現像器を装着された状態で、モノクロ画像専用の画像形成装置としても使用される。つまり、この画像形成装置は、1個の現像器のみを装着した状態では、当該トナー色によるモノクロ画像を形成する装置として動作する。また、同一色のトナーを貯留する複数の現像器を装着された状態では、それらのうちの1個、あるいはそれらを適宜切り換えながら、当該トナー色によるモノクロ画像を形成する装置として動作する。 In addition, the image forming apparatus is used by being mounted with four developing units that store toners of different colors as described above, as well as one developing unit or a plurality of developing units that store toner of the same color. It is also used as an image forming apparatus dedicated to monochrome images in a state where the device is mounted. That is, this image forming apparatus operates as an apparatus for forming a monochrome image with the toner color in a state where only one developing device is attached. In addition, in a state where a plurality of developing devices that store toner of the same color are mounted, the apparatus operates as an apparatus that forms a monochrome image with the toner color while switching one of them or appropriately switching between them.
図3はこの実施形態におけるクリーナの構造を示す図である。図3(a)に示すように、クリーナ76は、回動軸762中心に回動自在のアーム部材761に、中間転写ベルト71に接触してトナーを掻き落とすブレード763が取り付けられている。このブレード763は、例えばウレタンゴムなどの弾性材料からなり、中間転写ベルト71の移動方向に直交する幅方向(図3(a)紙面に直交する方向)に延びる板状に形成されている。また、ブレード763のローラ75に対向する面とは反対側の端面には、トナー溜めシート764が設けられている。トナー溜めシート764は、ブレード763を裏打ちするように設けられた樹脂製のシート状部材である。
FIG. 3 is a view showing the structure of the cleaner in this embodiment. As shown in FIG. 3A, the cleaner 76 is provided with a
このように構成されたクリーナ76は、図示を省略する駆動機構によって回動軸762を中心として回動される。これにより、ブレード763は、中間転写ベルト71に対し当接した状態(図3(a))、該ベルト71から離間した状態(図3(b))の間で切り換えられる。より具体的には、クリーナ76がブレード763を中間転写ベルト71から離間させた待機位置(図3(b))にあるときに、回動軸762が図の時計回りに駆動されると、ブレード763の先端部が図の左方から右方へ移動し、中間転写ベルト71に接触する(クリーニング位置、図3(a))。この場合のブレード先端部は略水平方向の動きとなる。
The cleaner 76 configured in this manner is rotated about the
そして、中間転写ベルト71に当接した状態で、ブレード763が中間転写ベルト71上に付着したトナーを掻き落とす。掻き落とされたトナーTは、図3(a)に示すように、中間転写ベルト71の搬送方向において中間転写ベルト71とブレード763との当接部の上流側で、中間転写ベルト71、ブレード763およびトナー溜めシート764とに囲まれた空間に堆積する。この堆積トナーTは、中間転写ベルト71とブレード763との当接部において潤滑剤として作用して両者間の摩擦抵抗を軽減し、これにより中間転写ベルト71の磨耗やブレード763の捲れを防止する効果を発揮する。
The
一方、クリーナ76が待機位置に移動すると、ブレード763が中間転写ベルト71から離間される。このとき、ブレード763の先端近傍に堆積していたトナーTは、トナー溜めシートを設けていない場合にはブレード763から落下してしまうが、この実施形態ではトナー溜めシート764を設けているためトナーは落下せず、図3(b)に示すように、ブレード763とトナー溜めシート764とで挟まれた空間(トナー貯留空間)SPに留まっている。
On the other hand, when the cleaner 76 moves to the standby position, the
このように、この実施形態では、ブレード763が中間転写ベルト71から離間した状態にあるときにも、ある程度の量のトナーがブレード763の先端近傍に堆積されている。そのため、ブレード763が再び中間転写ベルト71に向かって移動し中間転写ベルト71表面に当たって移動を停止したときには、その反動によって、その当接部あるいは中間転写ベルト71の移動方向において該当接部の上流側の領域に対し、トナー貯留空間SPに貯留されていたトナーTが送り込まれることとなる。このトナーの潤滑作用により、中間転写ベルト71の磨耗やブレード763の捲れの発生を大幅に低減することができる。
As described above, in this embodiment, even when the
図4はクリーナおよび中間転写ベルトの寸法を説明するための斜視図である。中間転写ベルト71上には、その幅方向いっぱいに画像が形成されるわけではなく、シートSのサイズに対応した所定の像形成領域(図4において2つの破線の間の領域)71aにのみ画像が形成される。そして、クリーナ76のブレード763の幅は、像形成領域71aの幅よりは大きく、かつ中間転写ベルト71の幅よりは小さくなるように設定される。すなわち、中間転写ベルト71の幅を符号Wtb、そのうちの像形成領域の幅を符号Wim、ブレード763の幅を符号Wclで表したとき、これらの間には次の関係:
Wtb>Wcl>Wim
が成り立っている。
FIG. 4 is a perspective view for explaining dimensions of the cleaner and the intermediate transfer belt. On the
Wtb>Wcl> Wim
Is true.
ブレード763の幅Wclを像形成領域71aの幅Wimよりも大きくすることによって、像形成領域内およびその周辺部に付着したトナーを確実に除去することができ、次に形成される画像を汚すことが防止される。しかしながら、ブレード763の幅を大きくしすぎて、例えば中間転写ベルト71の幅Wtbと同程度にまで広げると却って弊害を生じる場合がある。すなわち、中間転写ベルト71に当接するブレード763は、該ベルト71を回転駆動するモータ(図示せず)の負荷となり、しかもベルト71に対し離当接するので、中間転写ベルト71の回転速度を変動させてしまう要因となる。また、像形成領域71aの内部では、画像形成動作を行う際に二次転写領域TR2においてシートSに転写しきれなかった残留トナーが発生し、このようなトナーがブレード763により掻き取られて潤滑作用を果たす。これに対し、像形成領域71aよりも外側ではこのようなトナーが微量であるため、像形成領域71aよりも外側で中間転写ベルト71とブレード763との間の摩擦が大きくなり、この部分で中間転写ベルト71およびブレード763の磨耗や破損等を生じやすくなる。そこで、ブレード763の幅Wclは、できるだけ小さいことが望ましいが、像形成領域の幅71aよりは大きくする必要がある。
By making the width Wcl of the
なお、装置がサイズの異なる複数種のシートに対応している場合には、最も幅の広いシートに対応する像形成領域の幅よりも、ブレード763の幅の方が大きくなるようにすればよい。
If the apparatus supports a plurality of types of sheets having different sizes, the width of the
次に、トナー溜めシートの幅について考察する。中間転写ベルト71とブレード763との摩擦による中間転写ベルト71の磨耗やブレード763の捲れ等の問題は、両者が当接している領域の全域で生じうる。したがって、これを抑制するためのトナー溜めシート764も、ブレード763の幅方向いっぱいに設けられることが望ましい。すなわち、トナー溜めシート764の幅は、ブレード763の幅Wcl以上とすることが望ましい。ブレード763よりも外側にまで延びるようにしてもよい。
Next, the width of the toner reservoir sheet will be considered. Problems, such as wear of the
以上のように構成された装置では、装置の電源が投入されると、ROM106に予め記憶されたプログラムにしたがってCPU101が以下に説明する起動処理を実行し、これにより装置は外部からの画像形成指令を受け付けて画像を形成することが可能な状態に移行する。
In the apparatus configured as described above, when the apparatus is turned on, the
図5は起動処理を示すフローチャートである。装置の電源が投入されると、まず転写ユニット7の新旧判定を行う(ステップS101)。そして、転写ユニット7が新品であった場合には(ステップS102)、転写ユニット初期化動作(ステップS103)および印刷準備動作(ステップS104)を相次いで行う一方、転写ユニット7が新品でない場合には、転写ユニット初期化動作を省略して印刷準備動作のみを行う。
FIG. 5 is a flowchart showing the activation process. When the apparatus is turned on, the
なお、転写ユニット7が新品であるか否かは、例えば次のようにして判定することができる。転写ユニット7にヒューズ(図示省略)を設けるとともに、装置本体に、該ヒューズを溶断するのに十分な電流を供給することのできる電流源(図示省略)を設けておく。新しい転写ユニット7が装着されて装置の電源が投入されると、電流源からヒューズに電流が流れてヒューズは溶断する。一方、転写ユニット7が新品でなければ、既にヒューズは切れているので電流は流れない。つまり、電源投入時にヒューズに電流が流れるか否かによって、転写ユニット7の新旧を判定することができる。これ以外にも、例えば、シリアル番号や使用履歴などの情報を記憶するメモリを転写ユニット7に設けておき、その情報を読み出して新旧の判定を行うようにしてもよい。
Whether or not the
図6は転写ユニット初期化動作を示すフローチャートである。まず、現像ユニット4に装着された現像器のチェックを行う(ステップS201)。ここでは、(1)現像ユニット4に4箇所設けられた現像器装着位置のそれぞれに現像器が装着されているか否か、(2)各現像器のトナー色、(3)各現像器内のトナー残量について、各現像器に装着されたメモリに記憶された情報に基づいてチェックを行う。
FIG. 6 is a flowchart showing the transfer unit initialization operation. First, the developing unit attached to the developing
続いて、特定現像器内のトナー残量が所定量以上あるか否かを判定する(ステップS202)。ここで、「特定現像器」とは、後述する「トナー堆積処理」においてトナー堆積用トナー像の形成に使用するための現像器である。この特定現像器については、トナー色あるいは現像ユニット4上における装着位置等の基準に基づき予め指定しておくか、上記チェックの結果に基づいてその都度指定することができる。例えば、特定の色の現像器を「特定現像器」としてもよく、また現像ユニット4に装着された現像器の中で最もトナー残量の多いものを「特定現像器」として指定するようにしてもよい。ただし、以後の処理内容が特定現像器のトナー残量によって異なるので、比較的使用頻度が高いと予想される現像器を特定現像器とすることが好ましい。ここでは、ブラック現像器を「特定現像器」とする。
Subsequently, it is determined whether or not the remaining amount of toner in the specific developing device is greater than or equal to a predetermined amount (step S202). Here, the “specific developer” is a developer for use in forming a toner image for toner accumulation in “toner accumulation processing” described later. The specific developing device can be designated in advance based on the criteria such as the toner color or the mounting position on the developing
特定現像器内のトナー残量が所定量未満であったときには、後述するトナー堆積処理を行うことができず、またこの状態で画質の良好な画像を形成することが期待できないので、この場合には起動処理を中止する。なお、この場合には、トナー残量不足のため処理が中止された旨を表示部12に表示してユーザに報知することが望ましい。
When the remaining amount of toner in the specific developer is less than the predetermined amount, the toner accumulation process described later cannot be performed, and it is not expected to form an image with good image quality in this state. Stops the startup process. In this case, it is desirable to notify the user by displaying on the
一方、特定現像器に所定量以上のトナーが残存していた場合には、続いて装置がカラー画像形成装置として使用されているのか、モノクロ画像形成装置として使用されているのかを判定する(ステップS203)。ここでは、現像ユニット4に装着された現像器の数および種類によって判定を行う。すなわち、現像ユニット4に、イエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの4個の現像器が装着されているときには、装置はカラー画像形成装置として使用されているものと判定する。また、これ以外の場合、つまり4色の現像器が揃っていないときにはモノクロ画像形成装置として使用されていると判定する。なお、4色の現像器が揃っている場合であっても、当該装置をモノクロ画像専用の装置として使用する旨の設定が別途ユーザによりなされている場合には、それに従うものとする。
On the other hand, if a predetermined amount or more of toner remains in the specific developing device, it is subsequently determined whether the apparatus is used as a color image forming apparatus or a monochrome image forming apparatus (step). S203). Here, the determination is made according to the number and type of the developing units attached to the developing
装置がカラー画像形成装置として使用されている場合には、以下に説明するトナー堆積処理(ステップS204)および周期測定処理(ステップS205)をこの順序で実行する。一方、装置がモノクロ画像形成装置として使用されている場合には、トナー堆積処理のみを実行する(ステップS206)。 When the apparatus is used as a color image forming apparatus, a toner accumulation process (step S204) and a period measurement process (step S205) described below are executed in this order. On the other hand, when the apparatus is used as a monochrome image forming apparatus, only toner accumulation processing is executed (step S206).
図7はトナー堆積処理を示すフローチャートである。このトナー堆積処理は、中間転写ベルト71とクリーナブレード763との当接部に一定量のトナーを送り込み、このトナーを潤滑剤として作用させることで中間転写ベルト71とクリーナブレード763との間の摩擦を軽減するための処理である。クリーナブレード763が中間転写ベルト71に当接した状態で中間転写ベルト71が回転駆動されると、両者が摺接することによりクリーナブレード763の捲れや中間転写ベルト71の磨耗が起きやすい。このことを考慮して、出荷時にはブレード先端部にはワックス等の潤滑剤が予め塗布されているが、その効果は摺接により次第に失われる。また、継続的にまたは断続的に画像形成動作を行っている際には、二次転写後に中間転写ベルト71上に残留付着したトナーがブレード763との当接部に送り込まれており、このようなトナーが潤滑剤として作用する。しかしながら、転写ユニット7が新品のときにはこのようなトナーが存在しないため、できるだけ早い段階で中間転写ベルト71とブレード763との当接部にトナーを送り込んでおくことが望ましい。このための処理がトナー堆積処理である。
FIG. 7 is a flowchart showing the toner accumulation process. In this toner accumulation process, a certain amount of toner is sent to the contact portion between the
トナー堆積処理では、まず中間転写ベルト71の回転駆動を開始する(ステップS301)。次いで、クリーナ76に設けられたブレード763を中間転写ベルト71の表面に当接させる(ステップS302)。この段階では、ブレード先端部に塗布されたワックスが潤滑剤として作用する。続いて、エンジン部EGを動作させて、図8に示すトナー堆積用パッチ画像Idpを中間転写ベルト71上に形成する(ステップS303)。
In the toner accumulation process, first, rotation driving of the
図8はトナー堆積用パッチ画像の一例を示す図である。トナー堆積用パッチ画像Idpは、図8に示すように、中間転写ベルト71の移動方向D2に直交する幅方向に伸びた帯状の画像である。その画像パターンは任意であるが、作成の容易さから、例えば一様なベタ画像あるいはハーフトーン画像とすることができる。中間転写ベルト71の移動方向D2に沿ったトナー堆積用パッチ画像Idpの長さLdpは、トナー貯留空間SPに堆積させるに十分な量のトナーをブレード763との当接部に供給するために必要な長さとする。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a toner accumulation patch image. As shown in FIG. 8, the toner accumulation patch image Idp is a belt-like image extending in the width direction perpendicular to the moving direction D2 of the
また、トナー堆積用パッチ画像Idpの幅Wdpについては次のようにする。中間転写ベルト71の磨耗やブレード763の捲れ等を防止する観点からは、ブレード763の幅全体にトナーを堆積させておくことが必要である。したがって、トナー堆積用パッチ画像Idpの幅Wdpは、像形成領域の幅Wimよりも大きく、できればブレード幅Wcl(図4)と同程度とすることが望ましい。ただし、ブレード幅を超えて中間転写ベルト71に付着したトナーはクリーナ76により除去できないので、トナー堆積用パッチ画像Idpの幅Wdpをブレード幅Wclよりも大きくすべきでない。また、掻き取られたトナーの一部がトナー貯留空間SPにおいてトナー堆積用パッチ画像の幅よりも外側へ広がることも期待できる。そこで、トナー堆積用パッチ画像Idpの幅Wdpについては、像形成領域の幅Wimよりも大きく、かつ、ブレードの幅Wclよりは若干小さくするのが好ましい。
The width Wdp of the toner accumulation patch image Idp is as follows. From the standpoint of preventing the
このようなトナー堆積用パッチ画像Idpを、中間転写ベルト71に当接するブレード763により掻き取らせることにより、ブレード763先端のトナー貯留空間SPにトナーを堆積させることができ、堆積したトナーが中間転写ベルト71およびブレード763の破損や磨耗を効果的に防止する作用をする。
The toner accumulation patch image Idp is scraped off by the
図9は中間転写ベルトの周期測定処理を示す図である。また、図10は周期測定の原理を示すタイミングチャートである。周期測定処理では、クリーナブレード763を当接させた状態で中間転写ベルト71を回転させておく(ステップS401)。そして、各周回においてその回転周期を測定する。最初の周回では、当接状態にあるブレード763を途中で離間させて、その回転周期T11を測定する(ステップS402)。中間転写ベルト71の回転周期は、その回転に同期して垂直同期センサ77から出力される垂直同期信号Vsyncの立ち上がり周期として求めることができる。次の周回では、離間した状態を維持しながら回転周期T21を測定する(ステップS403)。第3の周回では、途中からブレード763を中間転写ベルト71に当接させて回転周期T31を測定する(ステップS404)。第4の周回では、当接した状態を維持しながら回転周期T41を測定する(ステップS405)。この4周分を1セットとして、周期測定を所定回数、例えば10セット分繰り返す(ステップS406)。
FIG. 9 is a diagram showing a process for measuring the period of the intermediate transfer belt. FIG. 10 is a timing chart showing the principle of period measurement. In the period measurement process, the
こうして測定された回転周期から、カラー画像形成時のレジスト制御量が算出される(ステップS407)。ここでいうレジスト制御量は、感光体22から中間転写ベルト71上にトナー像を一次転写する際の、転写開始位置のシフト量である。ブレード763の離当接に伴うベルトの伸縮およびモータへの負荷変動に起因して、中間転写ベルト71の回転周期が変動する。代表的には、ブレード763を当接させたままの周回における回転周期T41は、ブレード763を離間させたままの周回における回転周期T21よりも長くなる傾向にある。また、ブレード763を途中で離間させた、あるいは途中から当接させた周回における回転周期T11、T31は周期T21よりは長く、かつ周期T41よりは短くなる。これらの測定結果から、ブレード763の当接による中間転写ベルト71の回転速度の変動の程度を見積もることができる。なお、この実施形態では、中間転写ベルト71の回転周期の測定誤差を減らしレジスト制御の精度を高めるため、それぞれの当接状態での周期測定を複数回行い(上記例では10回)、それらの測定値(例えば、ブレードを途中で離間させる周回については、第1周目の周期T11、第5周目の周期T12、…)の平均値からレジスト制御量を算出する。
From the rotation period thus measured, the registration control amount at the time of color image formation is calculated (step S407). The registration control amount here is a shift amount of the transfer start position when the toner image is primarily transferred from the photosensitive member 22 onto the
中間転写ベルト71の回転速度の変動は各色のトナー像の位置ズレ(レジストズレ)をもたらし、結果的に画質の低下を引き起こす。そこで、各色のトナー像を形成するときには、そのトナー像が形成されるときの中間転写ベルト71へのブレード763の当接状態に応じてトナー像の転写開始位置を調節することで、このような位置ズレを防止し画質の優れたカラー画像を形成することが可能となる。このようなレジスト制御の具体的な方法については公知技術があり、本実施形態においても、例えば特開2001−235924号公報に記載の技術を適用することが可能であるので、ここでは詳しい説明を省略する。
Variations in the rotational speed of the
上記した中間転写ベルト71の回転周期測定は、図6に示すように、トナー堆積処理に続いて行われる。したがって、回転周期測定の時点で中間転写ベルト71とブレード763との当接部にはトナーが堆積している。このことは、周期測定処理を実行している間のブレード763の捲れや中間転写ベルト71の磨耗を防止するのみならず、レジスト制御の精度向上にも寄与している。というのは、ブレード先端部にトナーが堆積した状態で周期測定を行うことにより、実際の画像形成動作時に近い状態での中間転写ベルト71の回転周期を求めることができるからである。事前にトナー堆積処理を行っておかなければ、実際の画像形成時とは異なる条件下で測定が行われることとなってしまいレジスト制御の精度が低下してしまう。これは、たとえ予めブレードにワックス等が塗布されていたとしても同じことである。
The above-described rotation period measurement of the
なお、装置がモノクロ画像専用の装置として使用されている場合には、中間転写ベルト71上においてトナー像を重ね合わせるということをしないので、レジスト制御およびその準備作業としての周期測定処理を行う必要はない。したがって、装置がモノクロ画像形成装置として使用されている場合には周期測定処理を省略するようにすれば、処理時間を大幅に短縮することが可能である。
When the apparatus is used as an apparatus dedicated to monochrome images, the toner images are not superimposed on the
図11は印刷準備動作を示すフローチャートである。この動作は、所定の画像品質を維持するために、画像品質に影響を与える動作パラメータの調整を行うものである。この実施形態では、上記した動作パラメータとして現像バイアスおよび露光パワーを用い、パッチ画像として形成したトナー像の濃度検出結果に基づいてこれらのパラメータを最適化している。なお、画像品質に影響を与えるパラメータやその調整方法についてはここに記載するもののほかにも多くの公知技術があり、本実施形態においてもそれらを適用することができるので、ここでは処理の流れを簡単に説明するに留める。また、図11では記載を省略しているが、パラメータの最適化を行うのと併行して、定着ユニット9を所定の定着温度まで昇温させるウォームアップ動作も行っている。
FIG. 11 is a flowchart showing the print preparation operation. In this operation, in order to maintain a predetermined image quality, an operation parameter that affects the image quality is adjusted. In this embodiment, the development bias and the exposure power are used as the operation parameters described above, and these parameters are optimized based on the density detection result of the toner image formed as a patch image. It should be noted that there are many known techniques other than those described here for parameters that affect image quality and their adjustment methods, and these can also be applied in this embodiment. Only a brief explanation. Although omitted in FIG. 11, a warm-up operation for raising the temperature of the fixing
印刷準備動作では、まず現像バイアスの最適化を行う(ステップS501〜S505)。より詳しくは、まず一の現像器を感光体22と対向する現像位置へ移動させる(ステップS501)。そして、当該現像器に与える現像バイアスを種々に変化させながら、各バイアス値で所定のパッチ画像を形成する(ステップS502)。中間転写ベルト71に転写されたこれらのパッチ画像の濃度を濃度センサ60により検出し(ステップS503)、それらの測定結果から、パッチ画像濃度が所定の目標濃度と一致する現像バイアスの最適値を算出する(ステップS504)。この一連の処理を、必要な現像器の全てについて終了するまで繰り返す(ステップS505)。カラー画像形成装置においては4色の現像器の全てについて最適現像バイアスを求める必要がある。一方、モノクロ画像形成装置においては必ずしも全ての現像器について処理を行う必要はなく、少なくとも1つの現像器について最適化を行っておけばモノクロ画像の形成が可能である。
In the print preparation operation, first, the development bias is optimized (steps S501 to S505). More specifically, first, the one developing device is moved to a developing position facing the photosensitive member 22 (step S501). A predetermined patch image is formed with each bias value while variously changing the developing bias applied to the developing device (step S502). The density of these patch images transferred to the
引き続き、露光ユニット6により感光体22を露光するときの露光パワーの最適化を行う(ステップS506〜S510)。まず一の現像器を感光体22と対向する現像位置へ移動させる(ステップS506)。そして、露光ユニット6からの露光パワーを種々に変化させながら、各パワーで所定のパッチ画像を形成する(ステップS507)。このとき、現像バイアスは先に求めた最適値に設定される。そして、上記と同様にしてこれらのパッチ画像の濃度を濃度センサ60により検出し(ステップS508)、それらの測定結果から露光パワーの最適値を算出する(ステップS509)。この一連の処理を、必要な現像器の全てについて終了するまで繰り返す(ステップS510)。
Subsequently, the exposure power when exposing the photosensitive member 22 by the
これにより、画像形成に使用する各現像器について現像バイアスおよび露光パワーが最適化される。以後の画像形成動作においては、現像バイアスおよび露光パワーをこうして求めた最適値に設定することによって、画質の良好な画像を安定して形成することができる。 This optimizes the development bias and exposure power for each developer used for image formation. In the subsequent image forming operation, by setting the developing bias and the exposure power to the optimum values thus obtained, it is possible to stably form an image with good image quality.
以上のように、この実施形態では、中間転写ベルト71およびクリーナ76を含む転写ユニット7が新品であったときには、転写ユニット7を使用可能な状態とするための初期化処理を行う。この場合において、初期化処理の実行時点で装置がカラー画像形成装置として使用されているのか、モノクロ画像形成装置として使用されているのかによって、初期化処理の内容が変化する。より具体的には、カラー画像形成装置においては、トナー堆積処理および周期測定処理をこの順序で実行する初期化処理を行い、さらにその後印刷準備動作理を行う。一方、モノクロ画像形成装置においては、トナー堆積処理を含み周期測定処理を含まない初期化処理を行ってから印刷準備動作を行う。このように、装置の使用状態がカラーかモノクロかで初期化処理の内容を変えることにより、それぞれの動作状態に応じた初期化処理を実行することができ、初期化処理の内容が画一的であった従来技術に比べて初期化処理を効率よく行うことができる。
As described above, in this embodiment, when the
また、トナー堆積処理は、中間転写ベルト71の移動方向D2に直交する幅方向に延びる帯状画像を中間転写ベルト71上に形成し、これをブレード763により掻き取らせることにより行う。そのため、トナーを堆積するための特別の構成を要せしない。そして、転写ユニット7が新品であるときには他の動作に先駆けてトナー堆積処理を行うので、中間転写ベルト71とブレード763とが摩擦の大きな状態で長時間摺接されることがなく、中間転写ベルト71およびクリーナ76の磨耗や損傷を効果的に抑制することができる。
The toner accumulation process is performed by forming a belt-like image extending in the width direction orthogonal to the moving
また、この実施形態におけるレジスト制御では、ブレード763と中間転写ベルト71との当接状態を4通り(当接から離間、離間したまま、離間から当接、当接したまま)に変化させてそれぞれの周回における回転周期を個別に測定し、それらの測定結果からレジスト制御量を求めているので、トナー像の重ね合わせを高精度に行うことができる。
Further, in the registration control in this embodiment, the contact state between the
また、周期測定処理は転写ユニット7が新品であるときに実行されるが、中間転写ベルト71とブレード763との当接部にトナーを堆積させた状態で周期測定が行われる。そのため、実際の画像形成時に近い状態で測定が行われ、レジスト制御の精度をより向上させることができる。また、周期測定処理では中間転写ベルト71へのブレード763の離当接動作を繰り返し行っており、ブレード763の捲れが生じやすいが、予めトナーを堆積させておくことによりそのおそれは大幅に低減されている。
The period measurement process is executed when the
ここで、特別な場合として、装置がモノクロ画像形成装置として使用されていたときに転写ユニット7の初期化処理が行われ、その後に装置がカラー画像形成装置に切り換えられた場合について検討する。このような装置の使用状態の切り換えは、例えば初期化処理の終了後に現像器が差し替えられることによって実現される。こうして装置はカラー画像形成装置に切り換わるが、この状態で直ちにカラー画像の形成を行うことは適当でない。レジスト制御のために必要な中間転写ベルト71の周期測定がされていないからである。したがって、装置がモノクロからカラー画像形成装置に切り換えられ、しかも現在の転写ユニット7を使用しての周期測定処理が未だなされていない場合には、画像形成に先立って周期測定処理を行う必要がある。
Here, as a special case, consider a case where the initialization process of the
周期測定処理を行う態様としては、例えば以下の2つが考えられる。第1の態様は、装置がカラー画像形成装置に切り換えられたときに、転写ユニット7が新品であるときと全く同じ初期化処理を行うというものである。すなわち、カラー画像形成装置に切り換えられたとき、図6に示す転写ユニット初期化処理を実行して、トナー堆積処理および周期測定処理を行う。このような処理は、図5に示す起動処理において転写ユニット初期化動作に入る条件「転写ユニットが新品のとき」を、「転写ユニットが新品のとき、または装置がカラー画像形成装置に切り換えられたとき」に変更することにより実現することが可能である。
For example, the following two modes may be considered as the period measurement process. In the first aspect, when the apparatus is switched to the color image forming apparatus, the same initialization process as when the
第2の態様は、トナー堆積処理を省略して周期測定処理を行うというものである。装置が使用途中でカラー画像形成装置に切り換えられたとき、一般には転写ユニット7は新品でなく、ブレード763には既にある程度のトナーが堆積されていると考えられるから、この場合にはトナー堆積処理を省くことによって処理時間の短縮およびトナーの節約を図ることができる。
In the second aspect, the period measurement process is performed without the toner accumulation process. When the apparatus is switched to the color image forming apparatus during use, it is generally considered that the
いずれにせよ、装置がモノクロからカラーに切り換えられたときには、カラー画像の形成に先立って周期測定処理を行い、その結果をレジスト制御に反映させることが望ましく、こうすることでレジスト制御をより精度よく行うことができ、画質の良好な画像を形成することが可能となる。なお、転写ユニット7が新品のときであって、4色の現像器が揃っているにもかかわらずユーザ設定によりモノクロ画像形成装置として使用されているような場合には、その時点で予め周期測定処理を行っておいてもよいし、必要が生じた時(つまりユーザ設定がカラーに変更された時)に改めて周期測定処理を行うようにしてもよい。前者のようにした場合には、ユーザ設定が変更されたとき直ちにカラー画像を形成することができる。また、後者の場合には、新品時の起動処理に要する時間を短くすることができる。
In any case, when the device is switched from monochrome to color, it is desirable to perform a period measurement process prior to the formation of the color image and to reflect the result in the resist control. Therefore, it is possible to form an image with good image quality. When the
以上説明したように、この実施形態では、中間転写ベルト71およびクリーナ76がそれぞれ本発明の「像担持体」および「清掃手段」として機能している。また、感光体22、露光ユニット6、現像ユニット4等が一体として本発明の「像形成手段」として機能している。また、エンジンコントローラ10が本発明の「制御手段」として機能している。
As described above, in this embodiment, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、転写ユニット初期化動作に続いて印刷準備動作を行っているが、本発明においては印刷準備動作は必須のものでなく、これを省いたり、また転写ユニットの初期化の前または後に他の処理動作を適宜加えてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the print preparation operation is performed following the transfer unit initialization operation. However, in the present invention, the print preparation operation is not essential, and may be omitted or the transfer unit may be initialized. Other processing operations may be added as appropriate before or after.
また、上記実施形態では、転写ユニットの新旧判定を装置の電源が投入された直後にのみ行っているが、これに限定されるものではなく、例えば常時判定を行うようにしてもよい。ただし、ユニットの交換が電源を切った状態でのみ行われるのであれば、本実施形態のように電源投入時にのみ判定を行えば十分である。 Further, in the above-described embodiment, the transfer unit new / old determination is performed only immediately after the power of the apparatus is turned on. However, the present invention is not limited to this. For example, the determination may be performed constantly. However, if the unit replacement is performed only when the power is turned off, it is sufficient to perform the determination only when the power is turned on as in the present embodiment.
また、上記実施形態では、中間転写ベルト71およびクリーナ76が一体的に装置本体に対し着脱可能な転写ユニット7を構成しているが、中間転写ベルトおよびクリーナがそれぞれ別のユニットを構成していてもよい。この場合、トナー堆積処理は、中間転写ベルトおよびクリーナの少なくとも一方が新品であるときに実行されるべきである。また、周期測定処理は、少なくとも中間転写ベルトが新品であるときに実行されるべきである。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態は、像担持体としての中間転写ベルトを備える画像形成装置であるが、これ以外の形態、例えばドラム状の像担持体を備える装置に対しても本発明を適用することが可能である。また、感光体を「像担持体」として本発明を適用することも可能である。特に、レジスト制御のために感光体上への像形成位置を調節するように構成された装置においては、感光体を本発明の「像担持体」として扱うことにより、上記と同様の効果を得ることができる。 The above embodiment is an image forming apparatus provided with an intermediate transfer belt as an image carrier, but the present invention can be applied to other forms, for example, an apparatus provided with a drum-shaped image carrier. Is possible. It is also possible to apply the present invention with the photoconductor as an “image carrier”. In particular, in an apparatus configured to adjust the image forming position on the photoconductor for resist control, the same effect as described above can be obtained by treating the photoconductor as the “image carrier” of the present invention. be able to.
さらに、本発明は、上記実施形態のようにロータリー現像ユニットを備える装置のみならず、いわゆるタンデム方式の画像形成装置や、電子写真方式以外の原理により画像を形成する画像形成装置であっても、トナー像を一時的に担持する像担持体と、これに当接してトナーを除去する清掃手段とを備える画像形成装置全般に対して適用することができる。 Further, the present invention is not only an apparatus including a rotary developing unit as in the above-described embodiment, but also a so-called tandem image forming apparatus and an image forming apparatus that forms an image based on a principle other than an electrophotographic system, The present invention can be applied to all image forming apparatuses that include an image carrier that temporarily carries a toner image, and a cleaning unit that contacts the toner carrier and removes toner.
4…現像ユニット(像形成手段)、 4C,4K,4M,4Y…現像器、 6…露光ユニット(像形成手段)、 10…エンジンコントローラ(制御手段)、 22…感光体(像形成手段)、 7…転写ユニット、 71…中間転写ベルト(像担持体)、 76…クリーナ(清掃手段)、 77…垂直同期センサ 4 ... development unit (image forming means), 4C, 4K, 4M, 4Y ... developer, 6 ... exposure unit (image forming means), 10 ... engine controller (control means), 22 ... photosensitive member (image forming means), 7: Transfer unit 71: Intermediate transfer belt (image carrier) 76: Cleaner (cleaning means) 77: Vertical synchronization sensor
Claims (8)
トナー像を形成して前記像担持体表面に担持させる像形成手段と、
前記像担持体に当接して前記像担持体表面の残留トナーを除去する清掃手段と、
前記像形成手段による前記像担持体上への像形成位置を制御するレジスト制御を行う制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記像担持体が新品であると判断したときには、
前記像形成手段により所定パターンのトナー堆積用トナー像を前記像担持体上に形成させるとともに、該トナー像を前記像担持体と前記清掃手段との当接部に送り込んで、該当接部にトナーを堆積させるトナー堆積処理と、
前記像担持体を周回させたときの前記像担持体の回転周期を測定する周期測定処理と
をこの順番に行い、前記周期測定処理における測定結果に基づいて前記レジスト制御を行う
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier configured to carry a toner image on its surface and moving around in a predetermined direction;
Image forming means for forming a toner image and carrying the toner image on the surface of the image carrier;
Cleaning means for removing residual toner on the surface of the image carrier in contact with the image carrier;
Control means for performing resist control for controlling an image forming position on the image carrier by the image forming means,
When the control means determines that the image carrier is new,
A toner image for toner deposition having a predetermined pattern is formed on the image carrier by the image forming unit, and the toner image is sent to a contact part between the image carrier and the cleaning unit, and the toner is applied to the corresponding part. A toner deposition process for depositing;
A cycle measurement process for measuring a rotation period of the image carrier when the image carrier is rotated is performed in this order, and the resist control is performed based on a measurement result in the cycle measurement process. Image forming apparatus.
トナー像を形成して前記像担持体表面に担持させる像形成手段と、
前記像担持体に当接して前記像担持体表面の残留トナーを除去する清掃手段と、
前記像形成手段による前記像担持体上への像形成位置を制御するレジスト制御を行う制御手段と
を備え、
前記制御手段は、装置の電源が投入されたときに、前記像担持体が新品であるか否かを判断する新品判断処理を実行し、前記像担持体が新品であると判断したときには、
前記像形成手段により所定パターンのトナー堆積用トナー像を前記像担持体上に形成させるとともに、該トナー像を前記像担持体と前記清掃手段との当接部に送り込んで、該当接部にトナーを堆積させるトナー堆積処理と、
前記像担持体を周回させたときの前記像担持体の回転周期を測定する周期測定処理と
をこの順番に行い、前記周期測定処理における測定結果に基づいて前記レジスト制御を行う
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier configured to carry a toner image on its surface and moving around in a predetermined direction;
Image forming means for forming a toner image and carrying the toner image on the surface of the image carrier;
Cleaning means for removing residual toner on the surface of the image carrier in contact with the image carrier;
Control means for performing resist control for controlling an image forming position on the image carrier by the image forming means,
The control means executes a new article determination process for determining whether or not the image carrier is new when the apparatus is turned on, and determines that the image carrier is new.
A toner image for toner deposition having a predetermined pattern is formed on the image carrier by the image forming unit, and the toner image is sent to a contact part between the image carrier and the cleaning unit, and the toner is applied to the corresponding part. A toner deposition process for depositing;
A cycle measurement process for measuring a rotation period of the image carrier when the image carrier is rotated is performed in this order, and the resist control is performed based on a measurement result in the cycle measurement process. Image forming apparatus.
前記制御手段は、前記周期測定処理において、前記像担持体への前記清掃手段の当接状態を異ならせた複数の周回のそれぞれで前記像担持体の回転周期を測定し、それらの測定結果に基づいて前記レジスト制御を行う請求項1または2に記載の画像形成装置。 The cleaning means is configured to be able to separate and come into contact with the image carrier,
In the period measurement process, the control unit measures the rotation period of the image carrier at each of a plurality of turns with different contact states of the cleaning unit to the image carrier, and the measurement results The image forming apparatus according to claim 1, wherein the registration control is performed based on the image forming apparatus.
前記像担持体に前記清掃手段を当接させた状態を保持した周回、前記像担持体から前記清掃手段を離間させた状態を保持した周回、周回の途中で前記像担持体に前記清掃手段を当接させた周回、および、周回の途中で前記像担持体から前記清掃手段を離間させた周回のそれぞれで前記像担持体の回転周期を測定する請求項3に記載の画像形成装置。 The control means includes
The rotation of the image carrier with the cleaning means held in contact with the image carrier, the rotation of the image carrier with the cleaning means spaced apart from the image carrier, and the rotation of the cleaning means to the image carrier during the rotation. 4. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the rotation period of the image carrier is measured in each of the contacted rotation and the rotation in which the cleaning unit is separated from the image carrier during the rotation.
前記トナー堆積用トナー像は、前記幅方向に沿って延びる帯状に形成され、しかも、前記幅方向における前記トナー堆積用トナー像の長さが、前記幅方向における前記像形成領域の長さよりも長い請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。 When the surface area on which the toner image is formed in the normal image forming operation on the surface of the image carrier is an image formation area, and the direction perpendicular to the moving direction of the image carrier is a width direction,
The toner accumulation toner image is formed in a strip shape extending in the width direction, and the length of the toner accumulation toner image in the width direction is longer than the length of the image formation region in the width direction. The image forming apparatus according to claim 1.
前記像担持体が新品であるときに、
前記像形成手段により所定パターンのトナー堆積用トナー像を前記像担持体上に形成させるとともに、該トナー像を前記像担持体と前記清掃手段との当接部に送り込んで、該当接部にトナーを堆積させるトナー堆積処理と、
前記像担持体に前記清掃手段を当接させた状態で前記像担持体を周回させたときの前記像担持体の回転周期を測定する周期測定処理と
をこの順番に行っておき、
画像を形成するときには、前記周期測定処理における測定結果に基づいて、前記像担持体上への像形成位置を制御するレジスト制御を行う
ことを特徴とする画像形成方法。 A toner image can be carried on the surface, and an image carrier that circulates in a predetermined direction. The image carrier can be separated from and contacted with the image carrier, and the image carrier is in contact with the image carrier. In an image forming method using an image forming apparatus including a cleaning unit that removes residual toner on a body surface,
When the image carrier is new,
A toner image for toner deposition having a predetermined pattern is formed on the image carrier by the image forming unit, and the toner image is sent to a contact part between the image carrier and the cleaning unit, and the toner is applied to the corresponding part. A toner deposition process for depositing;
Period measurement processing for measuring the rotation period of the image carrier when the image carrier is rotated in a state where the cleaning unit is in contact with the image carrier is performed in this order,
An image forming method comprising: performing resist control for controlling an image forming position on the image carrier based on a measurement result in the period measurement process when forming an image.
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