JP5212618B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は，プリンタ，複写機，複合機等の画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置では，部品点数の削減による低コスト化と信頼性の向上との両立が求められている。例えば，以下のような手法は公知である。

特許文献１では，転写器に流れる電流を検知することで，中間転写体に対する転写器の待避／接触切り替えの異常検出を行う手法が開示されている。
特許文献２では，現像器への駆動力を入り切りすることにより指定色の画像を形成する装置において，指定色現像器への駆動力切り替え処理が行われた後，指定色の画像形成を行って，濃度検出手段で指定色の濃度を測定することで，指定色の画像を形成する画像形成手段が現像可能な状態にあるか否かを判定する手法が開示されている。

特開２００１−１１７３８０号公報 特開２００６−２７６２１７号公報

しかしながら，特許文献１に開示された手法では，転写器に流れる電流値を検出するための回路が必要となる。特許文献２に開示された手法では，現像器の駆動状態を把握する必要があるので，各色において確認動作が実行される必要がある。

本発明は，追加部品を設置することなく，色モードが切り替えられた際の装置状態を検知することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、記録媒体を搬送する搬送手段と、像保持体を含み、前記搬送手段により搬送される記録媒体の搬送方向における最下流に配置された黒用の像形成手段と、像保持体を含み、前記搬送手段により搬送される記録媒体の搬送方向において前記黒用の像形成手段より上流に配置されたその他の色用の像形成手段と、前記黒用の像形成手段のみを用いる白黒モードでは前記黒用の像形成手段に含まれる像保持体のみが前記搬送手段に当接し、前記黒用及びその他の色用の像形成手段を用いるフルカラーモードでは前記その他の色用の像形成手段に含まれる像保持体が前記搬送手段に当接するように、前記搬送手段を移動する移動手段と、前記黒用の像形成手段及び前記その他の色用の像形成手段により形成された画像の濃度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された濃度に基づいて、前記搬送手段と前記その他の色用の像形成手段に含まれる像保持体との接触状態を判定する判定手段と、を有し、前記判定手段は、前記白黒モードにおいて、前記検出手段により黒以外の色の画像が検出された場合、状態が異常であると判定する。これにより、追加部品を設置することなく、色モードが切り替えられた際の装置状態を検知することができ、白黒モードにおいて、前記その他の色用の像形成手段に含まれる像保持体が前記搬送手段に当接している状態を検知することができる。

好適には、前記判定手段は、前記フルカラーモードにおいて、前記検出手段により黒色の画像のみが検出された場合、状態が異常であると判定する。これにより、フルカラーモードにおいて、前記その他の色用の像形成手段に含まれる像保持体が前記搬送手段から離れている状態を検知することができる。

好適には，前記判定手段により状態が異常であると判定された場合，その旨を通知する通知手段をさらに有する。これにより，装置が異常状態であることを認識することができる。

好適には，前記判定手段は，色モードが切り替えられた場合，前記搬送手段と前記その他の色用の像形成手段に含まれる像保持体との接触状態の判定を行う。これにより，色モードが切り替えられた場合，前記搬送手段が適切な位置に移動されているか否かを検知することができる。

好適には，前記検知手段により検出された濃度が予め決められた異常範囲内の値又は正常範囲外である場合，印刷動作を禁止する禁止手段をさらに有する。これにより，画像形成装置が画質が劣化した画像を印刷することを防止することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、記録媒体を搬送する搬送手段と、像保持体を含み、前記搬送手段により搬送される記録媒体の搬送方向における最下流に配置された黒用の像形成手段と、像保持体を含み、前記搬送手段により搬送される記録媒体の搬送方向において前記黒用の像形成手段より上流に配置されたその他の色用の像形成手段と、前記黒用の像形成手段のみを用いる白黒モードでは前記黒用の像形成手段に含まれる像保持体のみが前記搬送手段に当接し、前記黒用及びその他の色用の像形成手段を用いるフルカラーモードでは前記その他の色用の像形成手段に含まれる像保持体が前記搬送手段に当接するように、前記搬送手段を移動する移動手段と、前記黒用の像形成手段及び前記その他の色用の像形成手段により形成された画像の濃度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された濃度に基づいて、前記搬送手段と前記その他の色用の像形成手段に含まれる像保持体との接触状態を判定する判定手段と、を有し、前記判定手段は、前記白黒モードにおいて、前記検出手段により黒以外の色の画像が検出された場合、状態が異常であると判定し、前記検出手段は、前記白黒モードにおいて、前記黒用の像形成手段に最も近い前記その他の色用の像形成手段により形成された画像の濃度を検出する。移動手段による移動量が最も小さい像形成手段において像保持体と搬送手段とが離れていることが確認されれば、他の像形成手段においても像保持体と搬送手段とは離れていると言える。これにより、画像の濃度を検出するためのトナー量を低減することができる。

図１は，本発明の実施形態に係る画像形成装置１０を示す図である。
画像形成装置１０は，画像形成装置本体１２と，この画像形成装置本体１２の上部に配置されている図示しない原稿読取装置と，画像形成装置本体１２の下部に配置されている図示しない用紙供給ユニットと，画像形成装置本体１２に含まれる各構成要素を制御する制御装置９８とを有する。図中の矢印Ａで示すように，この用紙供給ユニットから，用紙が，給紙通路１４へ供給される。

用紙は，給紙通路１４から供給されると，レジストロール１６で一時停止され，タイミングをとって二次転写通路１８に送られる。この二次転写通路１８の下流側には，二次転写装置２４が設けられている。この二次転写装置２４により，後述する中間転写体３８のトナー像が，二次転写通路１８から送られた用紙に転写されるようになっている。この二次転写装置２４の下流側には，ベルト搬送装置２０を介して定着装置２６が設けられている。この定着装置２６により，トナー像が定着された用紙が，排出通路２８を介して排出される。

中間転写体３８は，ベルト状に形成され，例えば３つの支持ロール４０により逆三角形状に支持されている。中間転写体３８は，支持ロール４０の回転に伴って反時計方向（図中の矢印Ｂの方向）に搬送されて回転するようになっている。この中間転写体３８には，後述する作像ユニット４４〜５０が上部に配置されていると共に，二次転写ロール４２が下方の支持ロール４０に対向して配置されている。この二次転写ロール４２は，中間転写体３８を挟んで支持ロール４０に対向し，二次転写装置２４を構成している。

黒用作像ユニット４４（黒用の像形成手段）は，中間転写体３８の搬送方向における最下流に配置されている。黒用作像ユニット４４は，黒用像保持体５２を有し，この黒用像保持体５２の周囲に，時計方向に向かって黒用クリーナ５４，黒用除電装置５６，黒用帯電装置５８，像保持体電位検出器６０，黒用現像装置６２，トナー吸引器６４及び黒用一次転写ロール６６が配置されている。また，黒用露光装置６８が後述するトナーボックス８８,９０とカラー用作像ユニット４６〜５０の間に配置されており，黒用帯電装置５８で帯電された黒用像保持体５２を露光するようになっている。

３つのカラー用作像ユニット４６〜５０（その他の色用の像形成手段）は，それぞれイエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ）のトナー像を作成するもので，中間転写体３８の搬送方向において黒用作像ユニット４４より上流に，カラー用作像ユニット４６，４８，５０の順に配置されている。カラー用作像ユニット４６〜５０は，カラー用像保持体７０を有し，このカラー用像保持体７０の周囲に，時計方向に向かってカラー用クリーナ７２，カラー用除電装置７４，カラー用帯電装置７６，カラー用露光装置７８，カラー用現像装置８０及びカラー用一次転写ロール８２が配置されている。

黒用像保持体５２及びカラー用像保持体７０は，同じ材質，例えば有機像保持体からなる。黒用像保持体５２の径は，カラー用像保持体７０の径よりも大きく形成されている。黒用像保持体５２の径は，カラー用像保持体７０の整数倍であることが好ましく，例えば黒用像保持体５２の径が，カラー用像保持体７０の径の２倍となっている。また，黒用像保持体５２の感光層は，カラー用像保持体７０の感光層よりも厚く，例えば２倍に形成されている。

黒用帯電装置５８は例えばスコロトロンからなり，カラー用帯電装置７６は例えば帯電ロールからなる。黒用露光装置６８はレーザ走査系であり，カラー用露光装置７８は例えばＬＥＤアレイである。像保持体電位検出器６０は，黒用作像ユニット４４にのみ設けられており，この黒用作像ユニット４４の像保持体電位検出器６０によりカラー用作像ユニット４６〜５０の像保持体電位検出を兼用するようにしてある。トナー吸引器６４は，黒用作像ユニット４４にのみ設けられており，黒用現像装置６２から発生したトナーを吸引する。なお，トナー吸引器は，カラー用作像ユニット４６〜５０に設けられてもよい。

一次転写ロール６６,８２は，像保持体５２,７０に中間転写体３８を挟んで対向して設けられ，像保持体５２,７０に現像されたトナーを電位差により吸引して中間転写体３８に転写する。

黒用一次転写ロール６６は固定されている。黒用一次転写ロール６６とシアン用の一次転写ロール８２との間にはテンションロール８４が配置されている。画像形成装置１０には，支持ロール４０の１つを移動させる移動装置９６が設けられている。

移動装置９６は，画像形成装置１０の色モードが，黒用作像ユニット４４のみを用いる白黒モードである場合，図中の２点鎖線で示されるように支持ロール４０の１つを下方に押し下げる。このため，色モードが白黒モードである場合，移動された支持ロール４０とテンションロール８４との間で，カラー用一次転写ロール８２はカラー用像保持体７０から離れ，黒用作像ユニット４４に含まれる黒用像保持体５２のみが中間転写体３８に当接するようになっている。

ここで，移動装置９６によりカラー用一次転写ロール８２が移動される量は，大きいほうから順に，イエロー用，マゼンタ用，シアン用の一次転写ロールとなっている。即ち，イエロー用の一次転写ロールの移動量＞マゼンタ用の一次転写ロールの移動量＞シアン用の一次転写ロールの移動量の関係が成立する。このように，各カラー用一次転写ロール８２は，１つの駆動源（即ち，移動装置９６）により移動され，搬送方向上流側に配置された一次転写ロールほど，その移動量は大きい。

一方，移動装置９６は，画像形成装置１０の色モードが，黒用作像ユニット４４及びカラー用作像ユニット４６〜５０を用いるフルカラーモードである場合，支持ロール４０の１つを上方に押し上げる（図中の実線）。このため，色モードがフルカラーモードである場合，カラー用作像ユニット４６〜５０に含まれるカラー用像保持体７０が中間転写体３８に当接するようになっている。

画像濃度検出器８６は，黒用作像ユニット４４の下流側に設けられ，中間転写体３８に形成されたテストパッチ（パッチ画像）の濃度を検出するようになっている。即ち，黒用作像ユニット４４とカラー用作像ユニット４６〜５０が駆動され，各色のテストパッチが作成され，画像濃度検出器８６が，それぞれの濃度を検出する。テストパッチは，用紙搬送ベルトに吸着して搬送される用紙に形成されてもよい。このように，記録媒体は，本実施形態における中間転写体３８のような中間転写ベルトであってもよいし，中間転写ロールとして実現される中間転写体であってもよいし，用紙であってもよい。

黒用トナーボックス８８,８８及びカラー用トナーボックス９０は，原稿読取装置の下方で画像形成装置本体１２に沿って配置されている。それぞれのトナーボックス８８,９０は，２つのトナー収納部９２が並設されていると共に，トナー収納部９２にはパドル９４が設けられ，このパドル９４を駆動することにより対応する現像装置６２,８０にトナーを供給するようになっている。ここで，黒用トナーボックス８８は２つ設けられており，黒トナーをカラートナーの２倍収容できる。

図２は，画像形成装置１０に含まれる制御部９８のハードウェア構成を示す図である。
図２に示すように，画像形成装置１０の制御部９８は，ＣＰＵ１００，メモリ１０２，ハードディスク駆動装置等の記憶装置１０４，ネットワークを介してデータ通信を行う通信装置１０６，キーボードやマウス等の入力装置１０８，液晶ディスプレイ等の表示装置１１０，及び移動装置９６を駆動するモーター１１４（駆動装置）を有する。これらの構成要素は，データの入出力が互いに可能にバス１１２を介して接続されている。なお，表示装置１１０及び入力装置１０８は，タッチパネルなどにより実現されてもよい。

図３は，制御部９８により実現される機能構成を示すブロック図である。
図３に示すように，制御部９８は，起動部２００，判定部２０２，通知部２０４及び禁止部２０６を有する。これらの構成要素は，ソフトウェアにより実現されてもよいし，ハードウェアにより実現されてもよい。

起動部２００は，濃度検出動作の実行を指示する。具体的には，起動部２００は，黒用作像ユニット４４及びカラー用作像ユニット４６〜５０を駆動し，イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）各色のテストパッチを作成させる。また，起動部２００は，画像濃度検出器８６を制御し，作成されたテストパッチの濃度を検出し，濃度情報を判定部２０２に対して出力させる。起動部２００は，濃度検出動作を，例えば，画像形成サイクルに入る前，濃度調整動作時，色モード切り替え時などに実行させる。なお，テストパッチは，黒色と，ＹＭＣ色の少なくともいずれかの色とにより作成されればよく，ＹＭＣＫ色全てのテストパッチが作成される必要はない。

判定部２０２は，画像濃度検出器８６から出力された濃度情報を受け付け，この濃度情報に基づいて，中間転写体３８とカラー用像保持体７０との接触状態を判定する。具体的には，判定部２０２は，白黒モードにおいて，画像濃度検出器８６により黒色だけの色が検出された場合，状態が正常であると判定し，画像濃度検出器８６により黒色以外の色が検出された場合，状態が異常であると判定する。

例えば，黒色に加えてシアンが検出された場合又は黒色に加えてシアン，マゼンタ及びイエローが検出された場合，判定部２０２は，状態が異常であると判定する。判定部２０２は，黒用作像ユニット４４の最も近くに配置されたカラー用作像ユニット５０（本実施形態ではシアン）について接触状態を判定することにより，判定時間を短縮することができる。

また，判定部２０２は，フルカラーモードにおいて，画像濃度検出器８６によりＹＭＣＫ色の全てが検出された場合，状態が正常であると判定し，画像濃度検出器８６により黒色だけが検出された場合，状態が異常であると判定する。なお，判定部２０２は，テストパッチが黒色と他の１色で作成された場合にはこの２色の検出を持って正常と判定し，テストパッチが黒色と他の３色で作成された場合にはこの４色の検出を持って正常と判定する。

判定部２０２は，判定結果を通知部２０４に対して出力する。また，判定部２０２は，判定結果及び画像濃度検出器８６により検出された濃度情報を禁止部２０６に出力する。

通知部２０４は，判定部２０２により状態が異常であると判定された場合，その旨を通知する。具体的には，通知部２０４は，表示装置１１０に警告メッセージを表示する。例えば，通知部２０４は，印刷可能である色モード及び当該色モードでのみ印刷動作を行う旨のメッセージを表示する。なお，通知部２０４は，図示しないスピーカを鳴動させてもよいし，警告メッセージなどを含む電子メールを外部のコンピュータなどに送信してもよい。

禁止部２０６は，判定部２０２による判定結果及び画像濃度検出器８６により検出された濃度情報に基づいて，以降の印刷動作を禁止するか否かを決定する。具体的には，禁止部２０６は，判定部２０２により状態が異常であると判定され，検出された濃度が予め決められた異常範囲内の値である場合，印刷動作を禁止する。この場合，画像形成装置１０は，印刷動作が禁止された状態に移行する。

次に，本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の動作を説明する。
図４は，本発明の実施形態に係る画像形成装置１０により実行される離間確認動作（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図４に示すように，ステップ１００（Ｓ１００）において，制御部９８は，黒色と，その他の色（Ｘ色）でテストパッチを作成し，一次転写動作が実行されるように制御する。すると，カラー用作像ユニット４６〜５０及び黒用作像ユニット４４は，ＹＭＣＫ各色のテストパッチを中間転写体３８（記録媒体）上に作成する。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において，画像濃度検出器８６は，中間転写体３８上に作成されたテストパッチの濃度を検出し，濃度情報を制御部９８に対して出力する。制御部９８の判定部２０２は，画像濃度検出器８６から出力された濃度情報を受け付ける。

ステップ１０４（Ｓ１０４）において，判定部２０２は，現在の色モード及び検出された濃度情報を判定する。具体的には，判定部２０２は，現在のモードが白黒モードであるかフルカラーモードであるかを判定する。判定部２０２は，現在のモードが白黒モードである場合にはＳ１０６の処理に進み，フルカラーモードである場合にはＳ１１２の処理に進む。

ステップ１０６（Ｓ１０６）において，判定部２０２は，その他の色（Ｘ色）が検出されたか否かを判定する。判定部２０２は，その他の色が検出された場合にはＳ１０８の処理に進み，そうでない場合にはＳ１１０の処理に進む。

ステップ１０８（Ｓ１０８）において，判定部２０２は，中間転写体３８とカラー用像保持体７０との接触状態は異常であると判定し，処理を終了する。
ステップ１１０（Ｓ１１０）において，判定部２０２は，接触状態は正常であると判定し，処理を終了する。この場合，中間転写体３８とカラー用像保持体７０とが離れていることが検知される。

ステップ１１２（Ｓ１１２）において，判定部２０２は，その他の色（Ｘ色）が検出されたか否かを判定する。判定部２０２は，その他の色が検出された場合にはＳ１１４の処理に進み，そうでない場合にはＳ１１６の処理に進む。

ステップ１１４（Ｓ１１４）において，判定部２０２は，中間転写体３８とカラー用像保持体７０との接触状態は正常であると判定し，処理を終了する。この場合，中間転写体３８とカラー用像保持体７０と接触していることが検知される。
ステップ１１６（Ｓ１１６）において，判定部２０２は，接触状態は異常であると判定し，処理を終了する。

図５は，本発明の実施形態に係る画像形成装置１０により実行される全体動作（Ｓ２０）を示すフローチャートである。
図５に示すように，ステップ２００（Ｓ２００）において，制御部９８は，色モードが切り替えられたか否かを判定する。色モードが切り替えられた場合，ＣＰＵ１００がモーター１４４を制御して，移動装置９６を駆動させる。これにより，中間転写体３８は，色モードに対応する位置に移動される。色モードが切り替えられたことにより，制御部９８は，離間確認動作（Ｓ１０；図４）の開始を指示する。一方，色モードが切り替えられていない場合にはＳ２００の処理に戻る。

離間確認動作の実行が終了すると，ステップ２０２（Ｓ２０２）において，制御部９８は，判定部２０２により接触状態が異常であると判定されたか否かを判定する。接触状態が異常である場合，制御部９８はＳ２０２の処理に進み，接触状態が正常である場合，処理を終了する。

ステップ２０４（Ｓ２０４）において，制御部９８は，印刷可能である色モードへの切り替えを行う。例えば，フルカラーモードにおいて異常であると判定された場合，制御部９８は，白黒モードへの切り替えを行う。また，白黒モードにおいて異常であると判定された場合，制御部９８は，フルカラーモードへの切り替えを行う。

ステップ２０６（Ｓ２０６）において，通知部２０４は，印刷可能である色モード及び当該色モードでのみ印刷動作を行う旨のメッセージを，表示装置１１０に表示する。

ステップ２０８（Ｓ２０８）において，禁止部２０６は，検出された濃度が異常範囲内か否かを判定する。制御部９８は，検出された濃度が異常範囲内である場合にはＳ２１０の処理に進み，そうでない場合には処理を終了する。

ステップ２１０（Ｓ２１０）において，禁止部２０６は，以降の印刷動作を禁止する。これにより，画像形成装置１０は，印刷動作が禁止された状態に移行する。

本発明の実施形態に係る画像形成装置１０を示す図である。 画像形成装置１０に含まれる制御部９８のハードウェア構成を示す図である。 制御部９８により実現される機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置１０により実行される離間確認動作（Ｓ１０）を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る画像形成装置１０により実行される全体動作（Ｓ２０）を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
３８ 中間転写体
４４ 黒用作像ユニット
４６−５０ カラー用作像ユニット
５２ 黒用像保持体
６６ 黒用一次転写ロール
７０ カラー用像保持体
８２ カラー用一次転写ロール
８４ テンションロール
８６ 画像濃度検出器
９６ 移動装置
９８ 制御部
１００ ＣＰＵ
１０２ メモリ
１０４ 記憶装置
１０６ 通信装置
１０８ 入力装置
１１０ 表示装置
１１２ バス
１１４ モータ
２００ 起動部
２０２ 判定部
２０４ 通知部
２０６ 禁止部

Claims (6)

1. 記録媒体を搬送する搬送手段と、
   像保持体を含み、前記搬送手段により搬送される記録媒体の搬送方向における最下流に配置された黒用の像形成手段と、
   像保持体を含み、前記搬送手段により搬送される記録媒体の搬送方向において前記黒用の像形成手段より上流に配置されたその他の色用の像形成手段と、
   前記黒用の像形成手段のみを用いる白黒モードでは前記黒用の像形成手段に含まれる像保持体のみが前記搬送手段に当接し、前記黒用及びその他の色用の像形成手段を用いるフルカラーモードでは前記その他の色用の像形成手段に含まれる像保持体が前記搬送手段に当接するように、前記搬送手段を移動する移動手段と、
   前記黒用の像形成手段及び前記その他の色用の像形成手段により形成された画像の濃度を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された濃度に基づいて、前記搬送手段と前記その他の色用の像形成手段に含まれる像保持体との接触状態を判定する判定手段と、
   を有し、
   前記判定手段は、前記白黒モードにおいて、前記検出手段により黒以外の色の画像が検出された場合、状態が異常であると判定する画像形成装置。
2. 前記判定手段は、前記フルカラーモードにおいて、前記検出手段により黒色の画像のみが検出された場合、状態が異常であると判定する
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記判定手段により状態が異常であると判定された場合、その旨を通知する通知手段をさらに有する
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記判定手段は、色モードが切り替えられた場合、前記搬送手段と前記その他の色用の像形成手段に含まれる像保持体との接触状態の判定を行う
   請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記検知手段により検出された濃度が予め決められた異常範囲内の値又は正常範囲外である場合、印刷動作を禁止する禁止手段をさらに有する
   請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 記録媒体を搬送する搬送手段と、
   像保持体を含み、前記搬送手段により搬送される記録媒体の搬送方向における最下流に配置された黒用の像形成手段と、
   像保持体を含み、前記搬送手段により搬送される記録媒体の搬送方向において前記黒用の像形成手段より上流に配置されたその他の色用の像形成手段と、
   前記黒用の像形成手段のみを用いる白黒モードでは前記黒用の像形成手段に含まれる像保持体のみが前記搬送手段に当接し、前記黒用及びその他の色用の像形成手段を用いるフルカラーモードでは前記その他の色用の像形成手段に含まれる像保持体が前記搬送手段に当接するように、前記搬送手段を移動する移動手段と、
   前記黒用の像形成手段及び前記その他の色用の像形成手段により形成された画像の濃度を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された濃度に基づいて、前記搬送手段と前記その他の色用の像形成手段に含まれる像保持体との接触状態を判定する判定手段と、
   を有し、
   前記判定手段は、前記白黒モードにおいて、前記検出手段により黒以外の色の画像が検出された場合、状態が異常であると判定し、
   前記検出手段は、前記白黒モードにおいて、前記黒用の像形成手段に最も近い前記その他の色用の像形成手段により形成された画像の濃度を検出する画像形成装置。

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