JP4955421B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に、フルカラーの画像を形成することのできるカラー画像形成装置に関する。

カラー画像形成装置において、キャリブレーション（濃度補正）は色味を合わせる重要な役割をしている。このため、濃度補正の補正精度の向上が必要であるとともに、生産性をダウンさせずに濃度補正を実施することが要求されている。
従来のカラー画像形成装置における濃度補正は、連続印刷の間に実施されており、先行する用紙と後続の用紙との用紙間隔を拡げて、その用紙間隔でトナー濃度制御の処理を実行するものが知られている（たとえば特許文献１および特許文献２参照）。

また、濃度制御処理を実行する場合に必要な用紙間隔を、できるだけ狭くすることを提案する先行技術も存在する（たとえば特許文献３および特許文献４参照）。
特開２００２−２２１８８８号公報 特開２００２−２５８５７３号公報 特開２００３−３３７４５５号公報 特開２００３−３３７４５８号公報

画像形成装置において、連続印刷処理が行われている間に濃度補正が実行された場合、その濃度補正の結果をどのように印刷内容にフィードバックさせるかは重要である。特に、カラー画像形成装置においては、濃度補正の結果が直ちに画像形成濃度にフィードバックされると、連続印刷の途中において、形成される画像の色味が極端に変化することになり、同じ画像を連続印刷しているにもかかわらず、途中で画像の色味が異なってしまうという不具合をもたらしかねない。

この発明は、かかる背景のもとになされたもので、連続印刷中に濃度検出を行い、その濃度検出結果が連続印刷している画像に不具合を与えないように濃度調整を実行することのできる画像形成装置を提供することを主たる目的とする。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、画像形成ユニット（２）と、この画像形成ユニットに対して、所定の間隔をあけて間欠的に複数枚の用紙（Ｐ）を搬送する搬送手段（２６）とを有し、搬送される複数枚の用紙に対して画像形成ユニットで形成される画像（４０）を連続的に転写する連続印刷処理のできる画像形成装置（１）において、前記画像形成ユニットは、用紙に転写すべき画像と画像との間で、濃度検出用の画像を形成する手段（９，１１，１３，１５）と、形成された濃度検出用画像の濃度を測定する手段（８）と、測定された濃度検出用画像の濃度を予め設定された基準濃度と比較して、画像形成ユニットが形成する画像の濃度を前記基準濃度とするように調整する濃度調整手段（３０，１０，１２，１４）とを有し、前記濃度調整手段は、連続的に転写する複数の画像の濃度を徐々に基準濃度に近づけるように変化させるものであり、前記濃度調整手段は、連続する画像間の濃度変化の幅を設定する変化幅設定手段を有することを特徴とする、画像形成装置である。

なお、括弧内の数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。

前記の目的を達成するための請求項２記載の発明は、画像形成ユニット（２）と、この画像形成ユニットに対して、所定の間隔をあけて間欠的に複数枚の用紙（Ｐ）を搬送する搬送手段（２６）とを有し、搬送される複数枚の用紙に対して画像形成ユニットで形成される画像（４０）を連続的に転写する連続印刷処理のできる画像形成装置（１）において、前記画像形成ユニットは、用紙に転写すべき画像と画像との間で、濃度検出用の画像を形成する手段（９，１１，１３，１５）と、形成された濃度検出用画像の濃度を測定する手段（８）と、測定された濃度検出用画像の濃度を予め設定された基準濃度と比較して、画像形成ユニットが形成する画像の濃度を前記基準濃度とするように調整する濃度調整手段（３０，１０，１２，１４）とを有し、前記濃度調整手段は、連続的に転写する複数の画像の濃度を徐々に基準濃度に近づけるように変化させるものであり、前記濃度調整手段（３０）は、測定された濃度を基準濃度にするために、いくつの画像を形成すべきかを決める画像枚数設定手段（３０）を有することを特徴とする、画像形成装置である。
前記の目的を達成するための請求項３記載の発明は、画像形成ユニット（２）と、この画像形成ユニットに対して、所定の間隔をあけて間欠的に複数枚の用紙（Ｐ）を搬送する搬送手段（２６）とを有し、搬送される複数枚の用紙に対して画像形成ユニットで形成される画像（４０）を連続的に転写する連続印刷処理のできる画像形成装置（１）において、前記画像形成ユニットは、用紙に転写すべき画像と画像との間で、濃度検出用の画像を形成する手段（９，１１，１３，１５）と、形成された濃度検出用画像の濃度を測定する手段（８）と、測定された濃度検出用画像の濃度を予め設定された基準濃度と比較して、画像形成ユニットが形成する画像の濃度を前記基準濃度とするように調整する濃度調整手段（３０，１０，１２，１４）とを有し、前記濃度調整手段は、連続的に転写する複数の画像の濃度を徐々に基準濃度に近づけるように変化させるものであり、前記濃度調整手段（３０）による濃度調整中に連続的に転写する画像形成が終了したときには、前記濃度調整手段は、次に開始する画像形成時は、最初の画像濃度が基準濃度になるように調整することを特徴とする、画像形成装置である。

請求項４記載の発明は、前記画像形成ユニット（２）は、タンデム型カラー画像形成ユニットであって、複数個の感光体ドラム（４，５，６，７）および現像器（９，１１，１３，１５）と、複数個の感光体ドラムから画像が転写される転写ベルト（３）と、を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置である。

請求項１記載の発明によれば、濃度調整手段は、連続的に転写する複数の画像の濃度を徐々に基準濃度に近づけるように変化させるため、濃度測定が行われた直後に、連続印刷される画像濃度が急激に変化することがなく、連続印刷される全ての画像を色味不良のない画像として利用することができる。
また、濃度変化の幅が設定できるので、連続印刷される画像における色味の変化を、ユーザ等は所望の変化割合内に設定することができ、形成する画像の種類等に応じて濃度変化の幅を不具合のない幅に調整できる。

請求項２記載の発明によれば、濃度調整手段は、連続的に転写する複数の画像の濃度を徐々に基準濃度に近づけるように変化させるため、濃度測定が行われた直後に、連続印刷される画像濃度が急激に変化することがなく、連続印刷される全ての画像を色味不良のない画像として利用することができる。
また、濃度変化を何枚の画像にわたって徐々に変化させるかを設定できるので、この場合も、急激な色味変化のない画像を連続的に形成することができる。
請求項３記載の発明によれば、濃度調整手段は、連続的に転写する複数の画像の濃度を徐々に基準濃度に近づけるように変化させるため、濃度測定が行われた直後に、連続印刷される画像濃度が急激に変化することがなく、連続印刷される全ての画像を色味不良のない画像として利用することができる。
また、連続印刷の途中で印刷枚数が終了した場合には、次の印刷開始時には、画像濃度が基準濃度になるように調整されるので、次の画像は基準濃度から印刷が開始され、良好な画像を得ることができる。

請求項４記載の発明のように、画像形成ユニットを、タンデム型カラー画像形成ユニットとした場合に、この発明を好適に利用することが可能である。
画像形成装置における濃度調整は、具体的には、印刷に用いるトナー量を制御することにより行うことができ、トナー量の制御は、帯電電圧、現像バイアス、露光強度、転写電圧等の画像形成エンジン制御に関するパラメータを変化させることや、階調制御等の画像処理に関するパラメータを制御することにより実現することが可能である。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明に係る画像形成装置の一例であるカラープリンタ１の要部構成を図解的に示す断面図である。カラープリンタ１は、カラー画像を形成するためのタンデム型の画像形成ユニット２を備えている。
この画像形成ユニット２には、転写ベルト３と、転写ベルト３の表面を清掃するためのクリーニング装置２８と、転写ベルト３の移動方向に沿って転写ベルト３に接するように配列されたマゼンタ用の感光体ドラム４、シアン用の感光体ドラム５、イエロー用の感光体ドラム６およびブラック用の感光体ドラム７とが設けられている。さらに、転写ベルト３の移動方向から見て、ブラック用の感光体ドラム７の下流側には、濃度検出用の画像であるパッチ４１〜５２（図４参照）の濃度を測定するためのパッチ濃度センサ８が配置されている。

マゼンタ用の感光体ドラム４には、マゼンタ用の感光体ドラム４の周面に形成された静電潜像をマゼンタのトナーで現像するためのマゼンタ現像器９、およびこの感光体ドラム４の周面を帯電させるためのマゼンタ用帯電器１０が隣設されている。同様に、シアン用の感光体ドラム５には、静電潜像をシアンのトナーで現像するためのシアン現像器１１、およびこの感光体ドラム５の周面を帯電させるためのシアン用帯電器１２が隣設されている。イエロー用の感光体ドラム６には、静電潜像をイエローのトナーで現像するためのイエロー現像器１３、およびこの感光体ドラム６の周面を帯電させるためのイエロー用帯電器１４が隣設されている。ブラック用の感光体ドラム７には、静電潜像をブラックのトナーで現像するためのブラック現像器１５、およびこの感光体ドラム７の周面を帯電させるためのブラック用帯電器１６が隣設されている。さらに、各感光体ドラム４〜７の周面に担持される各トナー像を転写ベルト３に転写するために、各感光体ドラム４〜７の周面には、転写ベルト３を隔てて転写ローラ１７，１８，１９，２０が配置されている。

転写ベルト３は、駆動ローラ２１および従動ローラ２２間に張設されており、テンションローラ２３によって所定の張力が与えられている。転写ベルト３は、矢印２４方向に移動し、このため、４つの感光体ドラム４〜７は、それぞれ、図１において反時計周りに回転する。
各感光体ドラム４〜７は、帯電器１０，１２，１４，１６によって、その周面がそれぞれ予め定める電位に帯電され、そこにＬＳＵ（レーザースキャニングユニット）等により原稿画像に対応した画像が書き込まれ、それによって静電潜像が形成される。その静電潜像は、現像器９，１１，１３，１５によって互いに異なる色のトナー像にそれぞれ現像される。そして、各色のトナー像は、転写ローラ１７〜２０によって転写ベルト３上に転写されて、転写ベルト３上で、各トナー像が重ね合わされる。

一方で、用紙Ｐは、複数枚の用紙Ｐを収容可能な図示しないカセットから、図示しない引出ローラで引き出される。搬送ローラ２６によって、画像形成ユニット２に向けて複数枚の用紙Ｐが所定の間隔をあけて搬送される。この画像形成ユニット２に搬送される用紙Ｐに対して、転写ベルト３に転写されたトナー像が転写ローラ２７によって転写される。
制御部３０は、各感光体ドラム４〜７、各現像器９，１１，１３，１５、各帯電器１０，１２，１４，１６および各転写ローラ１７〜２０を含む画像形成ユニット２における各画像形成部材の動作制御を制御する。また、搬送ローラ２６を含む搬送機構の動作制御を行う。さらに、濃度センサ８の検出出力は、制御部３０に与えられるようになっており、これにより、制御部３０は、濃度検出用の画像であるパッチ４１〜５２の濃度の検知を行うことができる。

さらにまた、制御部３０の図示しないメモリには、後述する濃度補正処理に要する印刷枚数（画像枚数）が記憶されている。濃度補正処理に要する印刷枚数は、ユーザが図示しない操作パネルを操作することにより設定できるようになっていてもよいし、メンテナンス時などに設定できるようになっていてもよい。
図２は、カラープリンタ１における印刷制御の一例を示すフローチャートである。

制御部３０の図示しないメモリに印刷ジョブがあるときには（ステップＳ１でＹＥＳ）、画像形成ユニット２で画像形成が行われて、カラープリンタ１による印刷が行われる（ステップＳ２）。印刷は、１つの印刷ジョブの印刷が終了するまで連続して行われる（ステップＳ４）。言い換えれば、１つの印刷ジョブの印刷が終了するまで、連続印刷で画像が形成される。

前回の濃度補正（キャリブレーション）処理時からの印刷枚数が予め定める枚数（たとえば１０００枚）に達した場合には（ステップＳ３でＹＥＳ）、濃度補正処理（キャリブレーション）が行われる。濃度補正処理では、転写ベルト３に転写される各色（マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック）のトナー像の濃度が補正される。
図３は、濃度補正処理時における制御を示すフローチャートである。図４は、濃度補正処理時に用いられるパッチの例を示す図である。

濃度補正処理は、カラープリンタ１の生産性をダウンさせることのないように、連続印刷の間に実施される。濃度補正処理において行われる各色のトナー像の濃度補正は、制御部３０による各帯電器１０，１２，１４，１６の帯電電圧の制御に基づき、転写ベルト３に転写される各色のトナー量が制御されることにより行われる。
濃度補正処理では、連続印刷される画像の間にパッチ４１〜５２が形成される（ステップＴ１）。このパッチ４１〜５２は、転写ベルト３に連続して転写（連続印刷）される。パッチ４１〜５２は、図４に示すように、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色について、濃さがそれぞれ３段階（３０％，５０％，７０％）にされた、合計で１２個の画像が設けられている。

この実施形態では、連続する１対の画像４０，４０間には、２個のパッチからなるパッチ群Ｐ１〜Ｐ６が形成されている。最初に搬送される第１パッチ群Ｐ１は、３０％の濃さのマゼンタのトナー像からなるパッチ４１と、３０％の濃さのシアンのトナー像からなるパッチ４２とを備えている。２番目に搬送される第２パッチ群Ｐ２は、３０％の濃さのイエローのトナー像からなるパッチ４３と、３０％の濃さのブラックのトナー像からなるパッチ４４とを備えている。

３番目に搬送される第３パッチ群Ｐ３は、５０％の濃さのマゼンタのトナー像からなるパッチ４５と、５０％の濃さのシアンのトナー像からなるパッチ４６とを備えている。４番目に搬送される第４パッチ群Ｐ４は、５０％の濃さのイエローのトナー像からなるパッチ４７と、５０％の濃さのブラックのトナー像からなるパッチ４８とを備えている。
５番目に搬送される第５パッチ群Ｐ５は、７０％の濃さのマゼンタのトナー像からなるパッチ４９と、７０％の濃さのシアンのトナー像からなるパッチ５０とを備えている。最後に搬送される第６パッチ群Ｐ６は、７０％の濃さのイエローのトナー像からなるパッチ５１と、７０％の濃さのブラックのトナー像からなるパッチ５２とを備えている。

再び図３を参照して、濃度センサ８は、転写ベルト３上を搬送される各パッチ４１〜５２の濃度を検出する（ステップＴ２）。制御部３０は、色ごとに、パッチ４１〜５２の濃度を予め定める基準濃度と比較する（ステップＴ３）。その後、予め定められている濃度補正処理に要する印刷枚数（たとえば１０回）の印刷を行う過程において、連続印刷される画像の濃度（転写ベルト３に連続的に転写される画像の濃度）が基準濃度に徐々に近づくように、各色用の帯電器１０，１２，１４，１６の帯電電圧が調整される（ステップＴ４〜Ｔ９）。

具体的には、制御部３０の図示しないメモリに記憶されている濃度補正処理に要する印刷枚数（たとえば１０枚）が読み出され（ステップＴ４）、１枚の印刷毎に変化されるべき画像の濃度変化幅が算出される。これに基づき、１枚の印刷毎の帯電電圧の変化割合が算出される（ステップＴ５）。各色用の帯電器１０，１２，１４，１６の帯電電圧がこの変化割合に基づいて制御された後に（ステップＴ６）、１枚の印刷が行われる（ステップＴ７）。その後、前記の濃度補正処理に要する印刷枚数が印刷されるまで、ステップＴ５の帯電電圧の制御と、ステップＴ６の印刷動作とが繰り返される。これにより、その間に印刷される複数の画像が、基準濃度に近づくようになる。濃度補正処理に要する印刷枚数が印刷されると（ステップＴ９でＹＥＳ）、この濃度補正処理は終了する。このとき、最後に印刷される画像の濃度は、ほぼ基準濃度に調整されている。

この実施形態によれば、連続的に印刷される複数の画像の濃度を徐々に基準濃度に近づけるように変化させる。これにより、パッチ４１〜５２の濃度測定が行われた直後に、連続印刷される画像濃度が急激に変化することがなく、連続印刷される全ての画像を色味不良のない画像として利用することができる。
また、濃度調整処理の途中で印刷ジョブの印刷が全て終了してしまった場合、すなわち、濃度補正処理に要する印刷枚数の印刷が終了するまでに印刷ジョブの印刷が全て終了してしまった場合には（ステップＴ８でＹＥＳ）、画像濃度が基準濃度となるように、帯電器１０，１２，１４，１６の帯電電圧が制御される（ステップＴ１０）。このため、次の印刷開始時には、画像濃度が基準濃度になるように調整される。したがって、次の画像は基準濃度から印刷が開始され、良好な画像を得ることができる。

なお、この発明は、前述の実施形態に限定されない。
前述の説明では、濃度補正処理時に要する印刷枚数を設定することとしたが、これに代えて、連続印刷される画像間の濃度変化の幅を設定することもできる。この場合、パッチ４１〜５２の濃度と濃度変化幅とに基づいて、前記の濃度補正処理時に要する印刷枚数が算出される。この濃度変化幅の設定は、たとえば図示しない操作パネルを操作することにより行えるようにすることもできる。この場合、連続印刷される画像における色味の変化を、ユーザは所望の変化割合内に設定することができる。

また、印刷動作の前後に濃度補正を行うのではなく、画像形成中も継続して濃度補正を行ってもよい。
さらに、前述の実施形態では、帯電器１０，１２，１４，１６の帯電電圧を調整することにより、各トナー像のトナー量を制御するようにしたが、トナー量の制御はこれ以外にも、現像器９，１１，１３，１５の現像ローラに与える現像バイアスや、露光器の露光強度、転写電圧等を調整することにより行うことができる。また、トナー量の制御は、画像形成制御だけでなく、たとえば画像制御階調などの画像処理に関するパラメータの制御により実現することも可能である。

また、濃度センサ８は、転写ベルト３上にあるパッチ４１〜５２ではなく、感光体ドラム４〜７の周面にあるパッチの濃度や、用紙Ｐ上に形成されたパッチの濃度を検出するものであってもよい。
前述の説明では、画像形成装置としてカラープリンタを例に挙げて説明したが、本発明は、モノクロのプリンタにも適用でき、また、複写機や複合機などの他の画像形成装置にも適用できる。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

この発明に係る画像形成装置の一例であるカラープリンタの内部構成を図解的に示す断面図である。 カラープリンタにおける印刷制御の一例を示すフローチャートである。 濃度補正処理時における制御を示すフローチャートである。 濃度補正処理時に用いられるパッチの例を示す図である。

符号の説明

１ カラープリンタ（画像形成装置）
２ 画像形成ユニット
３ 転写ベルト
４，５，６，７ 感光体ドラム
８ 濃度センサ
９，１１，１３，１５ 現像器
１０，１２，１４，１６ 帯電器（濃度調整手段）
１７，１８，１９，２０ 転写ローラ
３０ 制御部（濃度調整手段、変化幅設定手段、画像枚数設定手段）
４０ 画像
４１〜５２ パッチ（濃度検出用の画像）
Ｐ 用紙

Claims (3)

1. 画像形成ユニットと、この画像形成ユニットに対して、所定の間隔をあけて間欠的に複数枚の用紙を搬送する搬送手段とを有し、搬送される複数枚の用紙に対して画像形成ユニットで形成される画像を連続的に転写する連続印刷処理のできる画像形成装置において、
   前記画像形成ユニットは、
   用紙に転写すべき画像と画像との間で、濃度検出用の画像を形成する手段と、
   形成された濃度検出用画像の濃度を測定する手段と、
   測定された濃度検出用画像の濃度を予め設定された基準濃度と比較して、画像形成ユニットが形成する画像の濃度を前記基準濃度とするように調整する濃度調整手段とを有し、
   前記濃度調整手段は、連続的に転写する複数の画像の濃度を徐々に基準濃度に近づけるように変化させるものであり、
   前記濃度調整手段は、連続する画像間の濃度変化の幅を設定する変化幅設定手段を有することを特徴とする、画像形成装置。
2. 画像形成ユニットと、この画像形成ユニットに対して、所定の間隔をあけて間欠的に複数枚の用紙を搬送する搬送手段とを有し、搬送される複数枚の用紙に対して画像形成ユニットで形成される画像を連続的に転写する連続印刷処理のできる画像形成装置において、
   前記画像形成ユニットは、
   用紙に転写すべき画像と画像との間で、濃度検出用の画像を形成する手段と、
   形成された濃度検出用画像の濃度を測定する手段と、
   測定された濃度検出用画像の濃度を予め設定された基準濃度と比較して、画像形成ユニットが形成する画像の濃度を前記基準濃度とするように調整する濃度調整手段とを有し、
   前記濃度調整手段は、連続的に転写する複数の画像の濃度を徐々に基準濃度に近づけるように変化させるものであり、
   前記濃度調整手段は、測定された濃度を基準濃度にするために、いくつの画像を形成すべきかを決める画像枚数設定手段を有することを特徴とする、画像形成装置。
3. 画像形成ユニットと、この画像形成ユニットに対して、所定の間隔をあけて間欠的に複数枚の用紙を搬送する搬送手段とを有し、搬送される複数枚の用紙に対して画像形成ユニットで形成される画像を連続的に転写する連続印刷処理のできる画像形成装置において、
   前記画像形成ユニットは、
   用紙に転写すべき画像と画像との間で、濃度検出用の画像を形成する手段と、
   形成された濃度検出用画像の濃度を測定する手段と、
   測定された濃度検出用画像の濃度を予め設定された基準濃度と比較して、画像形成ユニットが形成する画像の濃度を前記基準濃度とするように調整する濃度調整手段とを有し、
   前記濃度調整手段は、連続的に転写する複数の画像の濃度を徐々に基準濃度に近づけるように変化させるものであり、
   前記濃度調整手段による濃度調整中に連続的に転写する画像形成が終了したときには、前記濃度調整手段は、次に開始する画像形成時は、最初の画像濃度が基準濃度になるように調整することを特徴とする、画像形成装置。

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