JP3825924B2

JP3825924B2 - Color image forming method and apparatus

Info

Publication number: JP3825924B2
Application number: JP25486698A
Authority: JP
Inventors: 伸一行方; 真治加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-09-09
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2018-09-09
Also published as: JP2000089616A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置によりカラー画像を形成する場合に、像担持体上のトナーの付着量を検知して画像形成条件を制御するカラー画像形成方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置においては、高画質の画像を得るために、像担持体の表面にトナーパッチと称する基準パターンを作成し、この基準パターンのトナー濃度をセンサにより光学的に検知し、その検知結果に基づいてトナー補給量等の画像形成条件を設定し、設定された画像形成条件によりトナー画像を作成することが行われている。
【０００３】
カラー画像を形成する画像形成装置には、像担持体の表面に形成された各色毎の静電潜像を現像する複数の現像器を備え、像担持体を１回転させる度に１色のトナー画像を作成し、次の色のトナー画像を作成するときは、次の色の現像器を現像位置に位置させるようにしたものがあるが、このような画像形成装置では、各色毎の画像形成条件を設定するために、各色毎に基準パターンを形成し、その濃度を検知している。
【０００４】
具体的な方法としては、像担持体の１回転中に再生すべき画像データとしての１色のトナー画像を作成するときに、その像担持体の１回転中のタイミングで基準パターンを像担持体の画像形成領外に作成して濃度を検知する方法が知られている。フルカラーの画像を形成する場合は４色のトナー画像を重ねるため、像担持体を連続的に４回回転させ、１回転毎に異なる色の基準パターンの作成及び濃度検知を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方法では、所望の色の現像器を現像位置に移動させる現像器切り替えと、画像データとしてのトナー画像の作成と、基準パターンの作成とを、像担持体を１回転させる期間中に行わなければならない。これを可能にする条件は、像担持体の周囲長をＬ、転写紙の通紙方向の長さをＡ、像担持体の回転方向における基準パターンの長さをａ、像担持体に対する各色の現像器の位置切替時間に対応する像担持体の回転方向の長さをｂとしたときに、Ａ＋ａ＋ｂ≦Ｌを満足することである。
【０００６】
一方、給紙カセットの大きさは、使用頻度が比較的高いＡ３サイズまでの転写紙が積載されるように定められているのが一般である。これに伴い、Ａ３サイズ以下の転写紙を用いる場合に上記の式を満足するように、像担持体の周囲長が設定されている。
【０００７】
しかし、通紙方向の長さが４８３ｍｍに及ぶＡ３伸びサイズと称せられる特殊サイズの転写紙を手差しトレイから給紙する場合もあり、この場合には、像担持体の一回転中に、画像データとしてのトナー画像の他に基準パターンを作成することができず、したがって、最適な画像形成条件を設定することができない。このような特殊サイズの転写紙まで、上記の式を満足させようとすると、像担持体の周囲長を長くしなければならない。これにより、像担持体自体が大きくなるだけでなく、その周囲に配置される画像プロセス部品の配置スペースも外側に広がるため、画像形成装置が大型化する問題がある。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、小型化の要求を満たし、且つ、転写紙の大きさの違いに拘わらず基準パターンの形成及び濃度検知による画像形成条件の設定を可能にし得るカラー画像形成方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１及び２それぞれに記載の発明は、各色の基準パターンを、光書き込みユニットと各色毎に設けられた現像器とを用いて感光体の移動方向における画像領域の外に作成し、あるいは、前記感光体からの転写によって中間転写体上に作成し、作成した前記基準パターンの濃度を検知し、検知された前記基準パターンの濃度に基づいて画像形成条件を設定し、設定された画像形成条件に基づいて前記感光体の表面に作成され、かつ、重ね合わせて前記中間転写体に転写された複数色のトナー画像を転写紙に転写するカラー画像形成において、前記転写紙のサイズに応じて前記基準パターンを作成する時期及び前記基準パターンの濃度を検知する時期を次のように変更する。
前記転写紙のサイズに応じて前記基準パターンを作成する時期及び前記基準パターンの濃度を検知する時期を次のように変更することを特徴とするカラー画像形成方法。
前記転写紙の通紙方向の長さと、前記感光体の回転方向における前記基準パターンの長さと、前記感光体に対する各色の前記現像器の位置切替時間に対応する前記感光体の回転方向の長さとの和が、１回転させる期間中に１色の前記トナー画像全体を担持させる像担持体としての前記中間転写体の周囲長以下となるサイズの前記転写紙を用いる場合には、１色の前記トナー画像を作成するときの前記像担持体の１回転中に、前記トナー画像の色に該当する色の基準パターンを前記トナー画像の現像領域外となる領域に作成し、その基準パターンの濃度を検知する。
前記転写紙の通紙方向の長さと、前記感光体の回転方向における前記基準パターンの長さと、前記感光体に対する各色の前記現像器の位置切替時間に対応する前記感光体の回転方向の長さとの和が、前記像担持体の周囲長以上となる特殊サイズの前記転写紙を用いる場合には、最終色のトナー画像を作成した後、又は第１色のトナー画像を作成する前に、基準パターンを形成し、その基準パターンの濃度を検知する。
【００１０】
したがって、前者の用紙を用いる場合には、再生する画像データとしてのトナー画像を作成するために像担持体を１回転させる過程で基準パターンが作成され、後者の用紙を用いる場合、すなわち、特殊サイズの転写紙を用いる場合には、像担持体の周囲長に余裕がなくても基準パターンを形成することが可能となり、転写紙のサイズの違いに拘わらず、基準パターンの作成及び濃度検知を行うことが可能となる。
【００１５】
請求項２及び４それぞれに記載の発明は、請求項１あるいは３記載の発明において、前記像担持体を１回転させる期間中に複数色の基準パターンを作成する。
【００１６】
したがって、特殊サイズの用紙を用いる場合における基準パターンの作成時間を短縮することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。図１に画像形成装置としての複写機の概略構成を示す。複写機は、スキャナ１と、カラープリンタ２と、給紙バンク３とを有する。
【００２０】
まず、スキャナ１の構成及び動作について説明する。コンタクトガラス４の下方には、コンタクトガラス４に載置された原稿を照明する光源５と、原稿からの反射画像を偏向する複数のミラー６〜８とを備えた光学系ユニット９が往復駆動可能に設けられ、さらに、ミラー８からの反射画像を収束するレンズ１０と、カラーセンサ１１とが設けられている。このカラーセンサ１１は、図示しないが三原色をなすＲ，Ｇ，Ｂの色分解をする色分解手段と、ＣＣＤのような光電変換素子とを有する。
【００２１】
読み取る画像がカラー画像の場合は、光学系ユニット９を１回走査する度に１色の画像を読み取り、この動作を４回行なう。読み取った画像データは、Ｒ，Ｇ，Ｂの色分解画像信号強度レベルを基にして、図示しない画像処理部で色変換処理を行い、Ｂｋ(ブラック），Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）のカラー画像データを得る。
【００２２】
次に、カラープリンタ２の構成及び動作について説明する。図１に示すように、像担持体としての感光体１２の周囲には、現像ユニット１３、光書き込みユニット１４、中間転写ユニット１５、二次転写ユニット１６が配置されている。
【００２３】
現像ユニット１３は、回転することにより感光体１２に対向する現像位置に移動される複数の現像器１３Ｂｋ,１３Ｃ,１３Ｍ,１３Ｙを備えるリボルバ方式のもので、各現像器１３Ｂｋ,１３Ｃ,１３Ｍ,１３Ｙは、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナーを用いて感光体１２上の静電潜像を現像する。各現像器１３Ｂｋ,１３Ｃ,１３Ｍ,１３Ｙは、負の直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスが印可される現像スリーブ１３ａと、トナーを攪拌するパドル１３ｂを有する（図２参照）。
【００２４】
光書き込みユニット１４は、画像データに基づいて変調されたレーザ光を帯電された感光体１２の表面にポリゴンミラー１４ａによって走査することにより静電潜像を書き込む公知の構成である。
【００２５】
さらに、図２に示すように、感光体１２の周囲には、感光体１２の表面を一様に帯電させる帯電チャージャ１７、感光体１２の表面電位を検知する電位センサ１８、感光体１２上の地肌部及び感光体１２に作成される基準パターンの濃度を検知するセンサ１９、感光体１２の表面をクリーニングするクリーニングユニット２０、感光体１２の表面を除電する除電ランプ２１が配列されている。
【００２６】
中間転写ユニット１５は感光体１２と同期して駆動されるものである。詳細を図２に示すが、モータに駆動される駆動ローラ２２と、一次バイアスローラ２３と、アースローラ２４と、クリーニングブレード２５に対向する対向ローラ２６と、二次転写対向ローラ２７と、テンションローラ２８とに像担持体としてのエンドレスの中間転写ベルト２９が巻回されている。さらに、クリーニングブレード２５の近傍には、中間転写ベルト２９の表面に潤滑剤を塗布するブラシ３０が設けられている。
【００２７】
このような中間転写ユニット１５は、感光体１２上のトナー画像を中間転写ベルト２９の表面に転写させるために、導電性の一次バイアスローラ２３に、定電流又は定電圧に制御された転写バイアスを与えるバイアス電源３１を備えている。他のローラ２２，２４，２７，２８も導電性を有する材料により形成されて接地されている。さらに、中間転写ベルト２９の位置を検知するために、中間転写ベルト２９の内面にはマーク３２が形成され、このマーク３２を光学的に検知する光学センサ３３が設けられている。なお、中間転写ベルト２９は、感光体１２の表面に作成されたトナー画像を全て転写し得るように感光体１２の周囲長より少し長い周囲長に定められている。
【００２８】
二次転写ユニット１６については詳細を図２に示すが、複数の支持ローラ３４，３５，３６と、これらに巻回されたエンドレスの二次転写ベルト３７と、定電流に制御された転写バイアスがバイアス電源３８から与えられる二次バイアスローラ３９と、転写紙Ｐの電荷を除電する転写紙除電チャージャ４０と、二次転写ベルト３７の電荷を除電するベルト除電チャージャ４１と、二次転写ベルト３７をクリーニングするクリーニングブレード４２とにより形成されている。さらに、二次転写ユニット１６は、支持ローラ３６及びバイアスローラ３９を中間転写ベルト２９に接触させる進出位置（実線で示す位置）と、退避位置（二点鎖線で示す位置）とに変位させる接離機構（図示せず）を備えている。なお、支持ローラ３４はモータ（図示せず）に連結されている。
【００２９】
さらに、図１に示すように、カラープリンタ２は、給紙カセット４３内の転写紙Ｐ（図２参照）をレジストローラ４４に向けて給紙する給紙部４５と、任意の転写紙Ｐを手差しで給紙する手差部４６と、定着ユニット４９とを備えている。
【００３０】
給紙バンク３は複数の給紙カセット４７を備え、任意の給紙カセット４７内の転写紙Ｐをカラープリンタ２に給紙し得るように構成されている。この構成については従来の構成と変わりないので詳細な説明は省略する。
【００３１】
前述したセンサ１９は乱反射検知型で、図３に示すように、感光体１２に９００ｎｍの波長の赤外線を照射する発光素子１９ａと、感光体１２からの乱反射を受光する受光素子１９ｂとを有する。感光体１２に基準パターン４８が作成されたときは、そのトナーの濃度は受光素子１９ｂの出力により判断される。
【００３２】
ここで、画像形成プロセスの流れについて説明する。スキャナ１により読み取られた画像データは頁メモリ等に保存される。カラープリンタ２での画像形成サイクルが開始されると、感光体１２が反時計方向に駆動され、中間転写ベルト２９は感光体１２の線速と等しい線速で時計方向に駆動される。この感光体１２の一回転中に、感光体１２の表面が帯電チャージャ１７により帯電され、その帯電部分に光書き込みユニット１４かレーザ光を照射することにより静電潜像が形成され、この静電潜像は何の色の画像データに対応するかによって何れかの現像器１３Ｂｋ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙによりトナー画像として現像される。
【００３３】
このようにして感光体１２の表面に形成されたトナー画像は中間転写ベルト２９に転写される。この中間転写ベルト２９への転写は、感光体１２が１回転する度に行われる。すなわち、フルカラーの画像データを出力するときは、感光体１２が４回転するため、４色のトナー画像が中間転写ベルト２９に重ねて転写される。
【００３４】
全ての色のトナー画像が重ね合わされるまでには、転写紙Ｐはレジストローラ４４のニップ部まで給紙されて待機しており、中間転写ベルト２９の表面に４色のトナー画像が転写されると、レジストローラ４４が駆動され、転写紙Ｐが中間転写ベルト２９と二次転写ベルト３７との間に搬送される。二次転写ユニット１６は転写紙Ｐを中間転写ベルト２９に接触させるように進出位置に進出し、二次転写ベルト３７が中間転写ベルト２９と等しい線速で反時計方向に回転するので、中間転写ベルト２９に重ね合わされたトナー画像が転写紙Ｐに一括して転写される。トナー画像が転写された転写紙Ｐは定着ユニット４９まで搬送され、ここで転写画像が定着される。
【００３５】
フルカラーの画像データを再生する場合はブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順に行うが、該当する現像器を１３Ｂｋとすると、現像器１３Ｂｋは現像スリーブ１３ａが感光体１２と接触する位置から略４５度上方に外れた位置に位置し、静電潜像が現像位置に達するまでの間に現像器１３Ｂｋが下方に移動し現像位置に達する。これにより、静電潜像は現像器１３Ｂｋによりブラックのトナー画像として現像され、このトナー画像が中間転写ベルト２９に転写される。
【００３６】
感光体１２の次順の１回転の動作期間では、次順に該当する現像器を１３Ｃとすると、現像器１３Ｃは現像スリーブ１３ａが感光体１２と接触する位置から略４５度上方に外れた位置に位置し、静電潜像が現像位置に達するまでの間に現像器１３Ｃが下方に移動し現像位置に達する。これにより、静電潜像は現像器１３Ｃによりシアンのトナー画像として現像され、このトナー画像が中間転写ベルト２９に転写される。このようにして、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナー画像が順次作成される。
【００３７】
最適な画像形成条件を得るために、感光体１２の表面に作成する基準パターン４８は、画像データを再生する場合と同様に、光書き込みユニット１４により静電潜像を形成し、その静電潜像を該当する現像器１３Ｂｋ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙにより現像することにより作成する。図５に示すように各色毎の基準パターン４８の大きさは、感光体１２の回転方向における長さが３０ｍｍ、その長さと直交する方向の幅が２０ｍｍに定められている。
【００３８】
ここで、基準パターン４８の濃度を検知するセンサ１９の特性を図４に基づいて説明する。横軸にトナー付着量、縦軸にセンサ１９の出力をとると、トナーが付着していない感光体１２の地肌部におけるセンサ１９の出力はゼロで、トナーの付着量が増すと出力は変化する。地肌部を検知したときのセンサ１９の出力をＶｓｇ、基準パターン４８のトナーを検知したときのセンサ１９の出力をＳｓｐとすると、その差分により、トナーの付着量を知ることができるので、差分に応じたデータをテーブルとしてもち、そのテーブルのデータにより、例えばトナー補給量等の画像形成条件を設定する。
【００３９】
基準パターン４８の反射率はカラートナーと黒トナーとで異なるが、センサ１９の出力を１系統で判断してもよく、また、カラートナーと黒トナーとに分けて２系統用意し、それぞれのアンプゲインの調整によってそれぞれのダイナミックレンジを広げてもよい。Ｖｓｇはセンサ１９の汚れや劣化、温度等の特性変化、感光体１２の地肌部の表面における反射率の変化等によって変化するので、本実施の形態では、電源投入時にＶｓｇが２±０．０５の範囲に入るようにセンサ１９の出力をフィードバックしながらセンサ１９の発光量の制御を２分割探索方によって実施する。
【００４０】
次に、本実施の形態においては、転写紙Ｐのサイズに応じて基準パターン４８を作成する時期及び基準パターン４８の濃度を検知する時期を変更する。
【００４１】
具体的には、転写紙Ｐの通紙方向の長さと、感光体１２の回転方向における基準パターン４８の長さと、感光体１２に対する各色の現像器１３Ｂｋ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙの位置切替時間に対応する感光体１２の回転方向の長さとの和が、感光体１２の周囲長以下となるサイズ（この例ではＡ３縦サイズ）の転写紙Ｐを用いる場合には、１色のトナー画像を作成するときの回転体１２の１回転中に、トナー画像の色に該当する色の基準パターン４８をトナー画像の現像領域外となる領域（感光体１２の表面）に作成し、その基準パターン４８の濃度を検知する。この場合の基準パターン４８の作成及び濃度検知のタイミングは従来と同様である。
【００４２】
このように、再生する画像データとしてのトナー画像を作成するために感光体１２を１回転させる過程で基準パターン４８を作成することができる。この基準パターン４８の作成及び濃度検知は、一枚分の画像形成の度、或いは複数枚分の画像形成終了の度毎に行ってもかまわない。
【００４３】
次に、転写紙Ｐの通紙方向の長さと、感光体１２の回転方向における基準パターン４８の長さと、感光体１２に対する各色の現像器１３Ｂｋ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙの位置切替時間に対応する感光体１２の回転方向の長さとの和が、感光体１２の周囲長以上となる特殊サイズ（この例では、縦方向の長さが４８３ｍｍとなるＡ３伸びサイズ）の転写紙Ｐを用いる場合には、最終色のトナー画像を作成した後、又は第１色のトナー画像を作成する前に、基準パターン４８を作成し、その基準パターン４８の濃度を検知する。
【００４４】
具体的な例を図６に基づいて説明する。図６は、感光体１２の回転と、画像書込と、現像器１３Ｂｋ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙの切り替えとのタイミングを示すタイムチャートである。１枚目の印刷は、感光体１２を４回回転させ、１回転毎に再生すべき画像データによりトナー画像を形成し、その１回転毎の終了間際に現像器１３Ｂｋ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙの切り替えを行っている。このようにして１０枚目までの印刷を行う。１０枚の印刷を終えるまでのタイムチャートを見れば分かるように、転写紙Ｐのサイズが長いということは、それだけ再生すべき画像データに基づくトナー画像を作成する長さも長くなるため、感光体１２の１回転内に基準パターン４８を作成することができないので、１０枚目の印刷を終了した後、次の感光体１２の１回転中に、現像器１３Ｂｋ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙの切り替えと、それぞれの現像器による基準パターン４８の作成とを行う。そして、それぞれの色の基準パターン４８の濃度を検知し、画像形成条件を設定した後に１１枚目の印刷に移行する。図６における画像書込の波形は、１０枚印刷までを再生する画像データとしてのトナー画像の領域を示すために幅を広くして示し、１０枚印刷後は長さの短い基準パターンの領域を示すために幅を狭くして示している。
【００４５】
このように、通紙方向の長さが長い特殊サイズの転写紙Ｐを用いる場合でも、基準パターン４８を形成することができるので、この基準パターン４８の濃度検知により最適な画像形成条件を設定し、高画質の印刷物を得ることができる。
【００４６】
ここで、特殊サイズ以下の転写紙Ｐと、特殊サイズの転写紙Ｐを用いる場合とで、１０枚印刷するときの印刷速度を比較する。
【００４７】
本実施の形態では、中間転写ベルト２９の周囲長は５６５．５ｍｍ（１９インチ）、感光体１２及び中間転写ベルト２９の速度は２００ｍｍ／ｓｅｃに定められている。特殊サイズ以外のＡ３サイズ以下の転写紙Ｐを用いる場合は、１分当たり５．３１枚の印刷速度となる。これに対し、特殊サイズの転写紙Ｐを用いる場合は、１０枚印刷後に基準パターン４８を作成するために感光体１２及び中間転写ベルト２９を１回転させる時間だけ長くなるが、その差は２．８秒と少なく、実用上無視することができる差である。
【００４８】
なお、感光体１２に基準パターン４８を形成してその濃度を検知する実施の形態で説明したが、像担持体として機能する中間転写ベルト２９に基準パターン４８を形成してもよい。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１乃至４それぞれに記載の発明は、各色の基準パターンを、光書き込みユニットと各色毎に設けられた現像器とを用いて感光体の移動方向における画像領域の外に作成し、あるいは、前記感光体からの転写によって中間転写体上に作成し、作成した前記基準パターンの濃度を検知し、検知された前記基準パターンの濃度に基づいて画像形成条件を設定し、設定された画像形成条件に基づいて前記感光体の表面に作成され、かつ、重ね合わせて前記中間転写体に転写された複数色のトナー画像を転写紙に転写するカラー画像形成において、前記転写紙のサイズに応じて前記基準パターンを作成する時期及び前記基準パターンの濃度を検知する時期を前述のように変更するので、転写紙のサイズの違いに拘わらず、基準パターンの作成及び濃度検知を行い、トナー補給等の画像形成条件を最適に設定することができる。さらに、基準パターンの作成及び濃度検知の時期を変更するだけで特殊サイズの転写紙に対する画像形成条件を設定することができるので、像担持体を大きくする必要性がなくなり、したがって、画像形成装置の小型化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複写機の内部構造を示す縦断正面図である。
【図２】カラープリンタの要部を示す縦断正面図である。
【図３】基準パターンの濃度を検知するセンサの説明図である。
【図４】センサの特性図である。
【図５】基準パターンの説明図である。
【図６】感光体の回転と画像書込と現像器の切り替えとのタイミングを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１２,２９像担持体
１３Ｂｋ,１３Ｃ,１３Ｍ,１３Ｙ現像器
１４光書き込みユニット
Ｐ転写紙[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color image forming method and apparatus for controlling the image forming conditions by detecting the amount of toner adhering to an image carrier when a color image is formed by an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer. .
[0002]
[Prior art]
In an electrophotographic image forming apparatus, in order to obtain a high-quality image, a reference pattern called a toner patch is created on the surface of the image carrier, and the toner density of the reference pattern is optically detected by a sensor. An image forming condition such as a toner replenishment amount is set based on the detection result, and a toner image is created based on the set image forming condition.
[0003]
An image forming apparatus for forming a color image includes a plurality of developing units for developing an electrostatic latent image for each color formed on the surface of the image carrier, and one color toner each time the image carrier is rotated once. When an image is created and a toner image of the next color is created, the next color developer is positioned at the development position. In such an image forming apparatus, image formation for each color is performed. In order to set conditions, a reference pattern is formed for each color and the density is detected.
[0004]
As a specific method, when a one-color toner image is generated as image data to be reproduced during one rotation of the image carrier, the reference pattern is displayed at the timing during one rotation of the image carrier. There is known a method of detecting the density created outside the image forming area. In the case of forming a full-color image, in order to superimpose four color toner images, the image carrier is continuously rotated four times, and a different color reference pattern is generated and density detection is performed for each rotation.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above method, developing device switching for moving a developing device of a desired color to the developing position, creation of a toner image as image data, and creation of a reference pattern are performed during a period in which the image carrier is rotated once. There must be. The conditions that enable this are as follows: L is the peripheral length of the image carrier, A is the length of the transfer paper in the paper passing direction, a is the length of the reference pattern in the rotation direction of the image carrier, and A + a + b ≦ L is satisfied, where b is the length in the rotation direction of the image carrier corresponding to the position switching time of the developing device.
[0006]
On the other hand, the size of the paper feed cassette is generally determined so that transfer paper up to A3 size, which is relatively frequently used, is stacked. Along with this, the perimeter of the image carrier is set so as to satisfy the above equation when using transfer paper of A3 size or smaller.
[0007]
However, there is a case where a special size transfer paper called A3 stretch size with a length of 483 mm in the paper passing direction is fed from the manual feed tray. In this case, image data is rotated during one rotation of the image carrier. In addition to the toner image, it is not possible to create a reference pattern, and therefore it is not possible to set optimum image forming conditions. In order to satisfy the above formula up to such special size transfer paper, the peripheral length of the image carrier must be increased. As a result, not only the image carrier itself becomes large, but also the arrangement space for the image process parts arranged around the image carrier expands to the outside, resulting in a problem that the image forming apparatus becomes large.
[0008]
The present invention has been made in view of these points, and can satisfy the demand for miniaturization and can set the image forming conditions by forming the reference pattern and detecting the density regardless of the size of the transfer paper. It is an object to provide a color image forming method and apparatus .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to each of claims 1 and 2 creates a reference pattern for each color outside the image area in the moving direction of the photoreceptor using an optical writing unit and a developer provided for each color, or Created on an intermediate transfer member by transfer from the photosensitive member , detects the density of the created reference pattern, sets image forming conditions based on the detected density of the reference pattern, and sets the image forming conditions In color image formation in which a plurality of color toner images created on the surface of the photoconductor and transferred to the intermediate transfer body are transferred onto a transfer sheet based on the transfer sheet, the color image is formed according to the size of the transfer sheet. The timing for creating the reference pattern and the timing for detecting the density of the reference pattern are changed as follows.
2. A color image forming method according to claim 1, wherein the timing for creating the reference pattern and the timing for detecting the density of the reference pattern are changed as follows according to the size of the transfer paper.
The length of the feed direction of the transfer sheet, wherein the length of the reference pattern in the rotational direction of the photosensitive member, the length of rotational direction of the photosensitive member corresponding to the position switching time of the developing device of each color with respect to the photosensitive member When the transfer paper having a size equal to or smaller than the peripheral length of the intermediate transfer member as an image carrier for carrying the entire toner image of one color during the period of one rotation is used, During one rotation of the image carrier when creating a toner image, a reference pattern of a color corresponding to the color of the toner image is created in an area outside the development area of the toner image, and the density of the reference pattern is set. Detect.
The length of the feed direction of the transfer sheet, wherein the length of the reference pattern in the rotational direction of the photosensitive member, the length of rotational direction of the photosensitive member corresponding to the position switching time of the developing device of each color with respect to the photosensitive member In the case of using the transfer paper having a special size that is equal to or greater than the peripheral length of the image carrier, the reference color is created after the final color toner image is created or before the first color toner image is created. A pattern is formed and the density of the reference pattern is detected.
[0010]
Accordingly, when the former paper is used , a reference pattern is created in the process of rotating the image carrier once to create a toner image as image data to be reproduced. When the latter paper is used, that is, a special size is used. When the transfer paper is used, it is possible to form the reference pattern even when the peripheral length of the image carrier is not sufficient , and the reference pattern is created and the density is detected regardless of the size of the transfer paper. It becomes possible.
[0015]
The invention described in each of claims 2 and 4 is the invention described in claim 1 or 3 , wherein a reference pattern of a plurality of colors is created during a period in which the image carrier is rotated once.
[0016]
Therefore, it is possible to shorten the time for creating the reference pattern when using special size paper.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a copying machine as an image forming apparatus. The copier has a scanner 1, a color printer 2, and a paper supply bank 3.
[0020]
First, the configuration and operation of the scanner 1 will be described. Below the contact glass 4, an optical system unit 9 including a light source 5 for illuminating a document placed on the contact glass 4 and a plurality of mirrors 6 to 8 for deflecting reflected images from the document can be driven back and forth. Further, a lens 10 for converging the reflected image from the mirror 8 and a color sensor 11 are provided. Although not shown, the color sensor 11 includes color separation means for performing color separation of R, G, and B, which form three primary colors, and a photoelectric conversion element such as a CCD.
[0021]
When the image to be read is a color image, one color image is read each time the optical system unit 9 is scanned once, and this operation is performed four times. The read image data is subjected to color conversion processing by an image processing unit (not shown) based on the color separation image signal intensity levels of R, G, and B, and Bk (black), C (cyan), M (magenta), Y (yellow) color image data is obtained.
[0022]
Next, the configuration and operation of the color printer 2 will be described. As shown in FIG. 1, a developing unit 13, an optical writing unit 14, an intermediate transfer unit 15, and a secondary transfer unit 16 are arranged around a photoconductor 12 as an image carrier.
[0023]
The developing unit 13 is of a revolver type including a plurality of developing units 13Bk, 13C, 13M, and 13Y that are moved to a developing position facing the photosensitive member 12 by rotating. The developing units 13Bk, 13C, 13M, and 13Y Develops the electrostatic latent image on the photoreceptor 12 using black, cyan, magenta, and yellow toners, respectively. Each developing device 13Bk, 13C, 13M, 13Y has a developing sleeve 13a to which a developing bias in which an AC voltage is superimposed on a negative DC voltage is applied, and a paddle 13b for stirring the toner (see FIG. 2).
[0024]
The optical writing unit 14 has a known configuration in which an electrostatic latent image is written by scanning the surface of the charged photoconductor 12 with a laser beam modulated based on image data by a polygon mirror 14a.
[0025]
Further, as shown in FIG. 2, there are a charging charger 17 for uniformly charging the surface of the photosensitive member 12, a potential sensor 18 for detecting the surface potential of the photosensitive member 12, and the photosensitive member 12. A sensor 19 that detects the density of a reference pattern created on the background and the photoconductor 12, a cleaning unit 20 that cleans the surface of the photoconductor 12, and a static elimination lamp 21 that neutralizes the surface of the photoconductor 12 are arranged.
[0026]
The intermediate transfer unit 15 is driven in synchronization with the photoreceptor 12. The details are shown in FIG. 2, but a driving roller 22 driven by a motor, a primary bias roller 23, an earth roller 24, a counter roller 26 facing the cleaning blade 25, a secondary transfer counter roller 27, and a tension roller 28, an endless intermediate transfer belt 29 as an image carrier is wound. Further, a brush 30 for applying a lubricant to the surface of the intermediate transfer belt 29 is provided in the vicinity of the cleaning blade 25.
[0027]
Such an intermediate transfer unit 15 applies a transfer bias controlled to a constant current or a constant voltage to the conductive primary bias roller 23 in order to transfer the toner image on the photoreceptor 12 onto the surface of the intermediate transfer belt 29. A bias power supply 31 is provided. The other rollers 22, 24, 27, 28 are also made of a conductive material and are grounded. Further, in order to detect the position of the intermediate transfer belt 29, a mark 32 is formed on the inner surface of the intermediate transfer belt 29, and an optical sensor 33 for optically detecting the mark 32 is provided. The intermediate transfer belt 29 is set to a peripheral length slightly longer than the peripheral length of the photoconductor 12 so that the entire toner image created on the surface of the photoconductor 12 can be transferred.
[0028]
The details of the secondary transfer unit 16 are shown in FIG. 2, but a plurality of support rollers 34, 35, 36, an endless secondary transfer belt 37 wound around these, and a transfer bias controlled to a constant current are provided. A secondary bias roller 39 supplied from a bias power source 38, a transfer paper charge remover 40 for removing charge on the transfer paper P, a belt charge remover 41 for removing charge on the secondary transfer belt 37, and a secondary transfer belt 37 are provided. And a cleaning blade 42 for cleaning. Further, the secondary transfer unit 16 is moved toward and away from the advancing position (a position indicated by a solid line) where the support roller 36 and the bias roller 39 are brought into contact with the intermediate transfer belt 29 and a retracted position (a position indicated by a two-dot chain line). A mechanism (not shown) is provided. The support roller 34 is connected to a motor (not shown).
[0029]
Further, as shown in FIG. 1, the color printer 2 includes a paper feed unit 45 that feeds the transfer paper P (see FIG. 2) in the paper feed cassette 43 toward the registration roller 44, and an arbitrary transfer paper P. A manual feed portion 46 for manually feeding paper and a fixing unit 49 are provided.
[0030]
The paper feed bank 3 includes a plurality of paper feed cassettes 47 and is configured to feed the transfer paper P in an arbitrary paper feed cassette 47 to the color printer 2. Since this configuration is the same as the conventional configuration, detailed description thereof is omitted.
[0031]
The sensor 19 described above is a diffuse reflection detection type, and includes a light emitting element 19a for irradiating the photosensitive member 12 with infrared light having a wavelength of 900 nm and a light receiving element 19b for receiving irregular reflection from the photosensitive member 12, as shown in FIG. When the reference pattern 48 is created on the photoconductor 12, the toner density is determined by the output of the light receiving element 19b.
[0032]
Here, the flow of the image forming process will be described. Image data read by the scanner 1 is stored in a page memory or the like. When the image forming cycle in the color printer 2 is started, the photosensitive member 12 is driven counterclockwise, and the intermediate transfer belt 29 is driven clockwise at a linear velocity equal to the linear velocity of the photosensitive member 12. During one rotation of the photosensitive member 12, the surface of the photosensitive member 12 is charged by the charging charger 17, and an electrostatic latent image is formed by irradiating the charged portion with the optical writing unit 14 or laser light. The latent image is developed as a toner image by any of the developing devices 13Bk, 13C, 13M, and 13Y depending on what color image data corresponds to.
[0033]
The toner image formed on the surface of the photoreceptor 12 in this way is transferred to the intermediate transfer belt 29. The transfer to the intermediate transfer belt 29 is performed every time the photoconductor 12 rotates once. That is, when outputting full-color image data, the photosensitive member 12 rotates four times, so that the four-color toner images are transferred onto the intermediate transfer belt 29 in an overlapping manner.
[0034]
The transfer paper P is fed to the nip portion of the registration roller 44 and waits until the toner images of all colors are overlaid, and the four color toner images are transferred to the surface of the intermediate transfer belt 29. Then, the registration roller 44 is driven, and the transfer paper P is conveyed between the intermediate transfer belt 29 and the secondary transfer belt 37. The secondary transfer unit 16 advances to the advance position so that the transfer paper P contacts the intermediate transfer belt 29, and the secondary transfer belt 37 rotates counterclockwise at the same linear velocity as the intermediate transfer belt 29. The toner images superimposed on the belt 29 are collectively transferred onto the transfer paper P. The transfer paper P onto which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing unit 49 where the transferred image is fixed.
[0035]
Full color image data is reproduced in the order of black, cyan, magenta, and yellow. If the corresponding developing device is 13Bk, the developing device 13Bk is approximately 45 degrees above the position where the developing sleeve 13a contacts the photoconductor 12. Until the electrostatic latent image reaches the development position, the developing device 13Bk moves downward to reach the development position. As a result, the electrostatic latent image is developed as a black toner image by the developing device 13Bk, and the toner image is transferred to the intermediate transfer belt 29.
[0036]
In the operation period of the next rotation of the photosensitive member 12, assuming that the developing device corresponding to the next order is 13C, the developing device 13C is positioned at a position approximately 45 degrees above the position where the developing sleeve 13a contacts the photosensitive member 12. The developing unit 13C moves downward until the electrostatic latent image reaches the developing position and reaches the developing position. As a result, the electrostatic latent image is developed as a cyan toner image by the developing device 13 </ b> C, and this toner image is transferred to the intermediate transfer belt 29. In this way, black, cyan, magenta, and yellow toner images are sequentially created.
[0037]
In order to obtain optimum image forming conditions, the reference pattern 48 created on the surface of the photoconductor 12 forms an electrostatic latent image by the optical writing unit 14 as in the case of reproducing the image data, and the electrostatic latent image is formed. The image is created by developing with the corresponding developing devices 13Bk, 13C, 13M, and 13Y. As shown in FIG. 5, the size of the reference pattern 48 for each color is determined such that the length of the photoconductor 12 in the rotation direction is 30 mm, and the width in the direction orthogonal to the length is 20 mm.
[0038]
Here, the characteristics of the sensor 19 for detecting the density of the reference pattern 48 will be described with reference to FIG. Taking the toner adhesion amount on the horizontal axis and the output of the sensor 19 on the vertical axis, the output of the sensor 19 at the background portion of the photoreceptor 12 to which no toner is adhered is zero, and the output changes as the toner adhesion amount increases. . If the output of the sensor 19 when the background portion is detected is Vsg, and the output of the sensor 19 when the toner of the reference pattern 48 is detected is Ssp, the amount of toner adhesion can be known from the difference. The corresponding data is used as a table, and image forming conditions such as a toner replenishment amount are set by the data in the table.
[0039]
Although the reflectance of the reference pattern 48 differs between the color toner and the black toner, the output of the sensor 19 may be judged by one system, or two systems are prepared separately for the color toner and the black toner. Each dynamic range may be expanded by adjusting the gain. Since Vsg changes due to dirt and deterioration of the sensor 19, changes in characteristics such as temperature, changes in reflectance on the surface of the background portion of the photoconductor 12, etc., in this embodiment, Vsg is 2 ± 0.05 when the power is turned on. The light emission amount of the sensor 19 is controlled by the two-division search method while feeding back the output of the sensor 19 so as to fall within the range.
[0040]
Next, in the present embodiment, the timing for creating the reference pattern 48 and the timing for detecting the density of the reference pattern 48 are changed according to the size of the transfer paper P.
[0041]
Specifically, the length of the transfer sheet P in the sheet passing direction, the length of the reference pattern 48 in the rotation direction of the photosensitive member 12, and the position switching time of the developing units 13Bk, 13C, 13M, and 13Y of the respective colors with respect to the photosensitive member 12. When the transfer paper P having a size (the A3 vertical size in this example) that the sum of the corresponding lengths of the photoconductor 12 in the rotation direction is equal to or less than the circumference of the photoconductor 12 is used, a one-color toner image is created. During the rotation of the rotating body 12 during the rotation, a reference pattern 48 of a color corresponding to the color of the toner image is created in an area outside the developing area of the toner image (the surface of the photoconductor 12). Detect density. In this case, the generation of the reference pattern 48 and the timing of density detection are the same as in the prior art.
[0042]
As described above, the reference pattern 48 can be created in the process of rotating the photosensitive member 12 once in order to create a toner image as image data to be reproduced. The creation of the reference pattern 48 and the density detection may be performed every time one image is formed or every time a plurality of images are formed.
[0043]
Next, it corresponds to the length of the transfer paper P in the sheet passing direction, the length of the reference pattern 48 in the rotation direction of the photosensitive member 12, and the position switching time of the developing units 13Bk, 13C, 13M, and 13Y of the respective colors with respect to the photosensitive member 12. A transfer paper P having a special size (in this example, an A3 stretch size in which the length in the vertical direction is 483 mm) is obtained so that the sum of the length in the rotation direction of the photoconductor 12 is equal to or greater than the peripheral length of the photoconductor 12. In the case of using, the reference pattern 48 is created after the final color toner image is created or before the first color toner image is created, and the density of the reference pattern 48 is detected.
[0044]
A specific example will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a time chart showing timings of rotation of the photosensitive member 12, image writing, and switching of the developing devices 13Bk, 13C, 13M, and 13Y. In the first printing, the photosensitive member 12 is rotated four times, a toner image is formed by image data to be reproduced every rotation, and the developing devices 13Bk, 13C, 13M, and 13Y immediately before the completion of each rotation. Switching is in progress. In this way, printing up to the tenth sheet is performed. As can be seen from the time chart up to the end of printing 10 sheets, the longer the size of the transfer paper P, the longer the toner image based on the image data to be reproduced becomes. Since the reference pattern 48 cannot be created within one rotation of the image forming device, the printing of the tenth sheet is completed, and then the developing devices 13Bk, 13C, 13M, and 13Y are switched during one rotation of the next photoconductor 12. A reference pattern 48 is created by each developing device. Then, after detecting the density of the reference pattern 48 of each color and setting the image forming conditions, the process proceeds to the 11th printing. The waveform of image writing in FIG. 6 is widened to show the area of the toner image as the image data to be reproduced up to 10 sheets printed, and the reference pattern area having a short length is printed after 10 sheets are printed. For the sake of illustration, the width is narrowed.
[0045]
As described above, the reference pattern 48 can be formed even when the special size transfer paper P having a long length in the sheet passing direction is used. Therefore, optimum image forming conditions are set by detecting the density of the reference pattern 48. High-quality printed matter can be obtained.
[0046]
Here, the printing speed when printing 10 sheets is compared between the transfer paper P having a special size or less and the transfer paper P having a special size.
[0047]
In the present embodiment, the peripheral length of the intermediate transfer belt 29 is set to 565.5 mm (19 inches), and the speeds of the photosensitive member 12 and the intermediate transfer belt 29 are set to 200 mm / sec. When the transfer paper P of A3 size or smaller other than the special size is used, the printing speed is 5.31 sheets per minute. On the other hand, when the special size transfer paper P is used, the time required for one rotation of the photosensitive member 12 and the intermediate transfer belt 29 to create the reference pattern 48 after printing 10 sheets is increased. This difference is as short as 8 seconds and can be ignored in practice.
[0048]
Although the embodiment has been described in which the reference pattern 48 is formed on the photosensitive member 12 and the density thereof is detected, the reference pattern 48 may be formed on the intermediate transfer belt 29 that functions as an image carrier.
[0049]
【The invention's effect】
The invention according to each of claims 1 to 4 creates a reference pattern for each color outside an image area in the moving direction of the photosensitive member using an optical writing unit and a developing device provided for each color, or Created on an intermediate transfer member by transfer from the photosensitive member , detects the density of the created reference pattern, sets image forming conditions based on the detected density of the reference pattern, and sets the image forming conditions to be created on the surface of the photosensitive body based and Oite the color image type forming to be transferred to the transfer paper a toner image of a plurality of colors transferred to the intermediate transfer member are overlapped, the size of the transfer sheet since changing the timing for detecting the concentration of timing and the reference pattern creating said reference pattern according as described above, regardless of the difference in size of the transfer sheet, the reference pattern creating and Perform degree detection, it is possible to optimally set the image forming conditions such as toner replenishment. Furthermore, since it is possible to set the image forming conditions for the special size transfer paper simply by changing the timing of creating the reference pattern and detecting the density, there is no need to enlarge the image carrier. This can contribute to downsizing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional front view showing an internal structure of a copying machine.
FIG. 2 is a longitudinal sectional front view showing a main part of the color printer.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a sensor that detects the density of a reference pattern.
FIG. 4 is a characteristic diagram of a sensor.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a reference pattern.
FIG. 6 is a time chart showing timings of rotation of a photosensitive member, image writing, and switching of a developing device.
[Explanation of symbols]
12, 29 Image carrier 13Bk, 13C, 13M, 13Y Developer 14 Optical writing unit P Transfer paper

Claims

A reference pattern for each color is created outside the image area in the moving direction of the photoconductor using an optical writing unit and a developing device provided for each color, or is transferred onto the intermediate transfer body by transfer from the photoconductor. Creating, detecting the density of the created reference pattern, setting an image forming condition based on the detected density of the reference pattern , created on the surface of the photoconductor based on the set image forming condition , In addition, in the color image forming method of transferring a plurality of color toner images transferred to the intermediate transfer body onto the transfer paper in a superimposed manner,
2. A color image forming method according to claim 1, wherein the timing for creating the reference pattern and the timing for detecting the density of the reference pattern are changed as follows according to the size of the transfer paper.
The length of the feed direction of the transfer sheet, wherein the length of the reference pattern in the rotational direction of the photosensitive member, the length of rotational direction of the photosensitive member corresponding to the position switching time of the developing device of each color with respect to the photosensitive member When the transfer paper having a size equal to or smaller than the peripheral length of the intermediate transfer member as an image carrier for carrying the entire toner image of one color during the period of one rotation is used, During one rotation of the image carrier when creating a toner image, a reference pattern of a color corresponding to the color of the toner image is created in an area outside the development area of the toner image, and the density of the reference pattern is set. Detect.
The length of the feed direction of the transfer sheet, wherein the length of the reference pattern in the rotational direction of the photosensitive member, the length of rotational direction of the photosensitive member corresponding to the position switching time of the developing device of each color with respect to the photosensitive member In the case of using the transfer paper having a special size that is equal to or greater than the peripheral length of the image carrier, the reference color is created after the final color toner image is created or before the first color toner image is created. A pattern is formed and the density of the reference pattern is detected.

The length of the feed direction of the transfer sheet, wherein the length of the reference pattern in the rotational direction of the photosensitive member, the length of rotational direction of the photosensitive member corresponding to the position switching time of the developing device of each color with respect to the photosensitive member In the case of using the transfer paper having a special size that is equal to or greater than the peripheral length of the image carrier, a reference pattern of a plurality of colors is created during a period of one rotation of the image carrier. The color image forming method according to claim 1.

A reference pattern for each color is created outside the image area in the moving direction of the photoconductor using an optical writing unit and a developing device provided for each color, or is transferred onto the intermediate transfer body by transfer from the photoconductor. Creating, detecting the density of the created reference pattern, setting an image forming condition based on the detected density of the reference pattern , created on the surface of the photoconductor based on the set image forming condition , In addition, in a color image forming apparatus for transferring a plurality of color toner images transferred to the intermediate transfer body onto a transfer paper,
2. A color image forming apparatus according to claim 1, wherein the timing for creating the reference pattern and the timing for detecting the density of the reference pattern are changed as follows according to the size of the transfer paper.
The length of the feed direction of the transfer sheet, wherein the length of the reference pattern in the rotational direction of the photosensitive member, the length of rotational direction of the photosensitive member corresponding to the position switching time of the developing device of each color with respect to the photosensitive member When the transfer paper having a size equal to or smaller than the peripheral length of the intermediate transfer member as an image carrier for carrying the entire toner image of one color during the period of one rotation is used, During one rotation of the image carrier when creating a toner image, a reference pattern of a color corresponding to the color of the toner image is created in an area outside the development area of the toner image, and the density of the reference pattern is set. Detect.
The length of the feed direction of the transfer sheet, wherein the length of the reference pattern in the rotational direction of the photosensitive member, the length of rotational direction of the photosensitive member corresponding to the position switching time of the developing device of each color with respect to the photosensitive member In the case of using the transfer paper having a special size that is equal to or greater than the peripheral length of the image carrier, the reference color is created after the final color toner image is created or before the first color toner image is created. A pattern is formed and the density of the reference pattern is detected.

The length of the feed direction of the transfer sheet, wherein the length of the reference pattern in the rotational direction of the photosensitive member, the length of rotational direction of the photosensitive member corresponding to the position switching time of the developing device of each color with respect to the photosensitive member In the case of using the transfer paper having a special size that is equal to or greater than the peripheral length of the image carrier, a reference pattern of a plurality of colors is created during a period of one rotation of the image carrier. The color image forming apparatus according to claim 3 .