JP5984762B2

JP5984762B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5984762B2
Application number: JP2013169356A
Authority: JP
Inventors: 田中　宏樹; 宏樹田中
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2013-08-19
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2033-08-19
Also published as: JP2015038545A

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では、露光装置で感光体上に静電潜像を形成し、帯電させたトナーで静電潜像を現像し、トナー像を形成している。その際のトナー像の濃度、位置などは種々の要因によって変動する。そのため、画像濃度の調整、色ズレの補正などのために、中間転写ベルトに調整トナーパターンを形成し、反射型光学センサーでそのパターンの濃度、エッジ位置などを検出し、その検出結果に基づいて、現像バイアスなどの作像パラメーター、露光装置の走査開始タイミングなどを調整する調整処理が行われる。

また、このような中間転写ベルトを有する画像形成装置では、中間転写ベルト上の残留トナーを除去するクリーニングユニットが設けられている（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−２４２１７８号公報

一般的に、上述の調整トナーパターンは、用紙に転写されないため、調整トナーパターンによる多量のトナーが中間転写ベルト上に残留する。そのため、中間転写ベルト上の残留トナーを除去するクリーニングユニットを１回通過しただけでは調整トナーパターンが中間転写ベルトから完全に除去されず、調整トナーパターンをクリーニングユニットに複数回（通常２回）通過させて調整トナーパターンを中間転写ベルトから除去するようにしている。

そして、調整処理の最中に印刷要求があっても調整処理が完了し調整トナーパターンが中間転写ベルトから除去されてから印刷要求についての印刷動作を開始するため、印刷要求に基づく印刷画像の印刷までに時間がかかってしまうという問題がある。

同様に、印刷要求に基づく印刷画像の印刷を中断して調整処理を行う場合においても、調整処理が完了し調整トナーパターンが中間転写ベルトから除去されてから印刷動作を再開するため、印刷再開までに時間がかかってしまうという問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、調整処理に起因するダウンタイムが短い画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、タンデム方式で配置された複数の感光体ドラムと、前記複数の感光体ドラムの表面に光を照射して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナーで現像しトナー像を形成する複数の現像装置と、前記複数の感光体ドラムから前記トナー像を転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルト上の残留トナーを除去するクリーニングユニットと、前記中間転写ベルト上の前記トナー像を検出するためのセンサーと、調整処理において、前記トナー像として調整トナーパターンを現像させて前記中間転写ベルト上に転写させ、前記調整トナーパターンに対応する前記センサーの出力を取得して調整を行うコントローラーとを備える。前記調整トナーパターンは、現像バイアス調整用トナーパターン、階調調整用トナーパターン、および色ズレ補正用トナーパターンを含む。そして、前記コントローラーは、（ａ）前記調整トナーパターンを、前記クリーニングユニットに複数Ｎ回通過させて前記調整トナーパターンを前記中間転写ベルト上から除去させる。また、前記コントローラーは、（ｂ）前記調整処理中に印刷要求を受け付けると、前記センサーによる前記調整トナーパターンの検出完了後において、前記調整トナーパターンが前記クリーニングユニットを（Ｎ−１）回通過した後、前記中間転写ベルトにおける前記調整トナーパターンの後端の直後に、前記トナー像として前記印刷要求に基づく印刷画像が転写されるタイミングで、前記印刷画像の印刷動作を開始させる。前記コントローラーは、前記調整処理中に印刷要求を受け付けると、前記タイミングとして、前記印刷要求に基づく印刷画像がモノクロ画像であるかカラー画像であるかに応じて、前記印刷画像の印刷動作について異なる開始タイミングを設定する。前記コントローラーは、前記調整処理中に印刷要求を受け付けると、前記印刷要求に基づく印刷画像がカラー画像である場合、前記調整トナーパターンが前記クリーニングユニットを（Ｎ−１）回通過した後に、前記調整トナーパターンの後端が、時間的に最先の前記感光体ドラムの転写位置を通過するタイミングに基づいて、前記印刷画像の印刷動作の開始タイミングを設定する。

本発明によれば、画像形成装置において、調整処理に起因するダウンタイムが短くなる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成を示す側面図である。図２は、図１に示す画像形成装置内のコントローラーの一例を示すブロック図である。図３は、図１に示す画像形成装置の調整処理時の動作について説明するフローチャートである。図４は、図１に示す画像形成装置で使用される調整トナーパターンおよび各種タイミングについて説明する図である。図５は、図１に示す画像形成装置において、調整処理後に直ちにモノクロ画像が形成される場合の動作を説明する図である。図６は、図１に示す画像形成装置において、調整処理後に直ちにカラー画像が形成される場合の動作を説明する図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成を示す側面図である。この画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。

この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２および現像装置３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、ブラック、マゼンタ、シアン、およびイエローの４色の感光体である。露光装置２は、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面へレーザー光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置２は、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面において主走査方向に沿って光を走査するためのポリゴンミラーなど）、ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモーターなどを有する。

現像装置３ａ〜３ｄは、トナーカートリッジ内のトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させて現像しトナー像を形成する。感光体ドラム１ａおよび現像装置３ａにより、ブラックの現像が行われ、感光体ドラム１ｂおよび現像装置３ｂにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｃおよび現像装置３ｃにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｄおよび現像装置３ｄにより、イエローの現像が行われる。

この実施の形態では、印刷画像内の同一位置について、感光体ドラム１ａ〜１ｄのうち、感光体ドラム１ｄが最初に１次転写をし、ブラックの感光体ドラム１ａが最後に１次転写をする。

中間転写ベルト５は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー像を転写される環状の中間転写体である。中間転写ベルト５は、駆動ローラー６およびテンションローラー７に張架され、駆動ローラー６からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。

転写ローラー８は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト５に接触させ、中間転写ベルト５上のトナー像を用紙に転写する。なお、トナー像を転写された用紙は、図示せぬ定着器へ搬送され、トナー像が用紙へ定着される。

センサー９は、中間転写ベルト５に光を照射し、その反射光を検出する。特に、センサー９は、調整処理時において、中間転写ベルト５上の調整トナーパターンの濃度、位置などを検出する。このセンサー９は、反射型光学センサーである。

クリーニングユニット１０は、例えばクリーニングローラーであって、中間転写ベルト５上の残留トナーを除去する。

図２は、図１に示す画像形成装置内のコントローラーの一例を示すブロック図である。
コントローラー２１は、トナー像として調整トナーパターンを現像させて中間転写ベルト５上に転写させ、調整トナーパターンに対応するセンサー９の出力を取得して調整を行う。

また、コントローラー２１は、調整トナーパターンを、クリーニングユニット６に複数Ｎ回（ここでは２回）通過させて調整トナーパターンを中間転写ベルト５上から除去させる。

さらに、コントローラー２１は、センサー９による調整トナーパターンの検出完了後において、調整トナーパターンがクリーニングユニット６を（Ｎ−１）回（ここでは１回）通過した後、中間転写ベルト５における調整トナーパターンの後端の直後に、トナー像として印刷要求に基づく印刷画像が転写されるタイミングで、印刷画像の印刷動作を開始させる。

印刷動作には、露光装置２の起動（ポリゴンモーターの起動および回転の安定化）、および給紙カセットなどの給紙ユニットからレジストローラー（用紙の搬送路において、転写ローラー８の手前で２次転写のために用紙を待機させるためのローラー）までの用紙の搬送などの印刷準備動作が含まれ、さらに、印刷動作には、露光装置２による静電潜像、現像装置３ａ〜３ｄによる静電潜像の現像、中間転写ベルト５へのトナー像の１次転写、中間転写ベルト５から用紙へのトナー像の２次転写、および図示せぬ定着器による用紙へのトナー像の定着が含まれる。

また、この実施の形態では、コントローラー２１は、印刷要求に基づく印刷画像がモノクロ画像であるかカラー画像であるかに応じて、印刷画像の印刷動作について異なる開始タイミングを設定する。

この異なる開始タイミングの差は、複数の感光体ドラム１ａ〜１ｄのうちのブラックの感光体ドラム１ａと、複数の感光体ドラム１ａ〜１ｄのうちの時間的に最先の転写位置の感光体ドラム１ｄとの間の間隔に対応する時間（つまり、この間隔に、中間転写ベルト５の線速を乗じて得られる時間）である。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

図３は、図１に示す画像形成装置の調整処理時の動作について説明するフローチャートである。

コントローラー２１は、調整スケジュール、ユーザー操作などに基づく調整要求を受け付けると、調整処理を開始する（ステップＳ１）。

図４は、図１に示す画像形成装置で使用される調整トナーパターンおよび各種タイミングについて説明する図である。図４に示すように、コントローラー２１は、調整トナーパターンとして、まず、現像バイアス調整用のトナーパターン８１を現像および転写させ、階調調整用のトナーパターン８２を現像および転写させ、色ズレ補正用のトナーパターン８３を現像および転写させる。

トナーパターン８１とトナーパターン８２との間には、中間転写ベルト５の１周分以上の間隔があり、トナーパターン８１が、２度、クリーニングユニット１０を通過した後に、トナーパターン８２，８３が現像および転写される。

その後、トナーパターン８２，８３が、センサー９の測定値を通過し、２度、クリーニングユニット１０を通過した時点Ｔｓまでに、印刷要求を受け付けなかった場合（ステップＳ２，Ｓ３）、コントローラー２１は、中間転写ベルト５などの動作を停止させる。

一方、コントローラー２１は、上述の調整処理が終了するまでに印刷要求を受け付けると（ステップＳ２）、その印刷要求に基づく印刷画像が、カラー画像であるか否かを判定する（ステップＳ４）。

印刷要求に基づく印刷画像がカラー画像ではない場合（つまり、印刷要求に基づく印刷画像がモノクロ画像である場合）、コントローラー２１は、ブラックの感光体ドラム１ａの転写位置に基づいて、調整トナーパターンの直後に、モノクロの印刷画像を転写させるように、各部の動作タイミングを制御する。なお、調整トナーパターンと印刷画像との間には、多少のギャップを設けるようにしてもよい。

図５は、図１に示す画像形成装置において、調整処理後に直ちにモノクロ画像が形成される場合の動作を説明する図である。図５（Ａ）は、後端１０１ｅがセンサー９の測定値を通過した時点の調整トナーパターン１０１の位置を示す図である。図５（Ｂ）は、印刷準備動作を開始した時点の調整トナーパターン１０１の位置を示す図である。図５（Ｃ）は、モノクロの印刷画像１０２の転写を開始した後の印刷画像１０２および調整トナーパターン１０１の位置を示す図である。

この場合、コントローラー２１は、クリーニング最終周回（つまり、ここではクリーニングが１回行われた状態）における調整トナーパターン１０１の後端１０１ｅがブラックの感光体ドラム１ａの転写位置３１を通過するタイミングに基づいて、１次給紙、露光装置２の起動といった印刷準備動作を含む印刷動作の開始タイミングを設定する（ステップＳ５）。つまり、現時点での装置の状態から中間転写ベルト５への印刷画像の転写までの所要時間だけ、調整トナーパターン１０１の後端１０１ｅが転写位置３１を通過するタイミングから遡ったタイミングを、この開始タイミングとする。

より具体的には、印刷画像がモノクロ画像である場合、コントローラー２１は、図４に示す区間Ａ（調整トナーパターンの検出中）において印刷要求を受け付けたときには、時刻Ｔｍで印刷動作を開始させ、区間Ｂ（調整トナーパターンの検出完了からカラー画像印刷開始時刻Ｔｃまで）において印刷要求を受け付けたときには、時刻Ｔｍで印刷動作を開始させ、区間Ｃ（カラー画像印刷開始時刻Ｔｃからモノクロ画像印刷開始時刻Ｔｍまで）において印刷要求を受け付けたときには、時刻Ｔｍで印刷動作を開始させ、区間Ｄ（モノクロ画像印刷開始時刻Ｔｍ以降）において印刷要求を受け付けたときには、ただちに印刷動作を開始させる。

一方、印刷要求に基づく印刷画像がカラー画像である場合、コントローラー２１は、感光体ドラム１ｄの転写位置に基づいて、調整トナーパターンの直後に、カラーの印刷画像を転写させるように（つまり、ここでは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順で順次印刷画像を転写させるように）、各部の動作タイミングを制御する。なお、調整トナーパターンと印刷画像との間には、多少のギャップを設けるようにしてもよい。

図６は、図１に示す画像形成装置において、調整処理後に直ちにカラー画像が形成される場合の動作を説明する図である。図６（Ａ）は、後端１０１ｅがセンサー９の測定値を通過した時点の調整トナーパターン１０１の位置を示す図である。図６（Ｂ）は、印刷準備動作を開始した時点の調整トナーパターン１０１の位置を示す図である。図６（Ｃ）は、カラーの印刷画像１０３の転写を開始した後の印刷画像１０３および調整トナーパターン１０１の位置を示す図である。

この場合、コントローラー２１は、クリーニング最終周回（つまり、ここではクリーニングが１回行われた状態）における調整トナーパターン１０１の後端１０１ｅが感光体ドラム１ｄの転写位置３２を通過するタイミングに基づいて、１次給紙、露光装置２の起動といった印刷準備動作を含む印刷動作の開始タイミングを設定する（ステップＳ６）。つまり、現時点での装置の状態から中間転写ベルト５への印刷画像の転写までの所要時間だけ、調整トナーパターン１０１の後端１０１ｅが転写位置３２を通過するタイミングから遡ったタイミングを、この開始タイミングとする。

より具体的には、印刷画像がカラー画像である場合、コントローラー２１は、図４に示す区間Ａ（調整トナーパターンの検出中）において印刷要求を受け付けたときには、時刻Ｔｃで印刷動作を開始させ、区間Ｂ（調整トナーパターンの検出完了からカラー画像印刷開始時刻Ｔｃまで）において印刷要求を受け付けたときには、時刻Ｔｃで印刷動作を開始させ、区間Ｃ（カラー画像印刷開始時刻Ｔｃからモノクロ画像印刷開始時刻Ｔｍまで）において印刷要求を受け付けたときには、ただちに印刷動作を開始させ、区間Ｄ（モノクロ画像印刷開始時刻Ｔｍ以降）において印刷要求を受け付けたときには、ただちに印刷動作を開始させる。

これにより、印刷要求に基づく印刷画像がカラー画像である場合のほうが、印刷要求に基づく印刷画像がモノクロ画像である場合より早く（感光体ドラム１ａの転写位置３１と感光体ドラム１ｄの転写位置３２との間の距離に中間転写ベルト５の線速を乗じて得られる時間だけ早く）、印刷準備動作、ひいては印刷画像の現像および転写が開始される。

以上のように、上記実施の形態によれば、コントローラー２１は、（ａ）調整トナーパターン１０１を、クリーニングユニット１０に複数Ｎ回通過させて調整トナーパターン１０１を中間転写ベルト５上から除去させ、（ｂ）センサー９による調整トナーパターン１０１の検出完了後において、調整トナーパターン１０１がクリーニングユニット１０を（Ｎ−１）回通過した後、中間転写ベルト５における調整トナーパターン１０１の後端１０１ｅの直後に、印刷要求に基づく印刷画像が転写されるタイミングで、印刷画像の印刷動作を開始させる。

これにより、調整処理に起因するダウンタイムが短くなる。

例えば、プロセス線速が１３２ｍｍ／ｓｅｃであり、中間転写ベルト５の周長が８９０ｍｍであり、モノクロのファーストコピータイムが６．２ｓｅｃである場合において、調整処理中のモノクロコピーを要求したとき、時刻Ｔｍでモノクロ画像の印刷が開始され、モノクロコピー終了までの時間が４１ｓｅｃとなり、時刻Ｔｓでモノクロ画像の印刷を開始した場合の５０．８ｓｅｃより約１０秒、ダウンタイムが短くなる。このようなプロセス線速が低い機種ほど、ダウンタイムが短くなる。

なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、上記実施の形態において、画像形成装置が、図示せぬ複数の給紙ユニットを備えるようにしてもよい。その場合、コントローラー２１は、その複数の給紙ユニットのそれぞれについて、給紙ユニットからレジストローラーまでの用紙の搬送時間を示すデータを予め有し、その複数の給紙ユニットのうちの、印刷画像の印刷に使用される用紙を給紙する給紙ユニットに応じて、そのデータに基づいて、印刷画像の印刷動作についての異なる開始タイミングを設定する。

さらに、給紙ユニットからレジストローラーまでの用紙の搬送時間を示すデータとして、理論上の最低搬送時間をコントローラー２１に予めセットしておき、コントローラー２１が、給紙ユニットからレジストローラーまでの用紙の搬送時間を計測し、その最低搬送時間と計測した搬送時間との差に応じて、印刷画像の印刷動作の開始タイミングを調整するようにしてもよい。

また、上記実施の形態において、コントローラー２１は、印刷要求の受付から静電潜像の形成開始までの標準所要時間を予め記憶し、印刷要求の受付から露光装置２による静電潜像の形成開始までの所要時間を計測し、その標準所要時間と計測した所要時間との差に応じて、印刷画像の印刷動作の開始タイミングを調整するようにしてもよい。

本発明は、例えば、タンデム方式のカラー画像形成装置に適用可能である。

１ａ〜１ｄ感光体ドラム
２露光装置
３ａ〜３ｄ現像装置
５中間転写ベルト
９センサー
１０クリーニングユニット
２１コントローラー
１０１調整トナーパターン
１０１ｅ調整トナーパターンの後端

Claims

タンデム方式で配置された複数の感光体ドラムと、
前記複数の感光体ドラムの表面に光を照射して静電潜像を形成する露光装置と、
前記静電潜像をトナーで現像しトナー像を形成する複数の現像装置と、
前記複数の感光体ドラムから前記トナー像を転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルト上の残留トナーを除去するクリーニングユニットと、
前記中間転写ベルト上の前記トナー像を検出するためのセンサーと、
調整処理において、前記トナー像として調整トナーパターンを現像させて前記中間転写ベルト上に転写させ、前記調整トナーパターンに対応する前記センサーの出力を取得して調整を行うコントローラーとを備え、
前記調整トナーパターンは、現像バイアス調整用トナーパターン、階調調整用トナーパターン、および色ズレ補正用トナーパターンを含み、
前記コントローラーは、（ａ）前記調整トナーパターンを、前記クリーニングユニットに複数Ｎ回通過させて前記調整トナーパターンを前記中間転写ベルト上から除去させ、
また、前記コントローラーは、（ｂ）前記調整処理中に印刷要求を受け付けると、前記センサーによる前記調整トナーパターンの検出完了後において、前記調整トナーパターンが前記クリーニングユニットを（Ｎ−１）回通過した後、前記中間転写ベルトにおける前記調整トナーパターンの後端の直後に、前記トナー像として前記印刷要求に基づく印刷画像が転写されるタイミングで、前記印刷画像の印刷動作を開始させ、
前記コントローラーは、前記調整処理中に印刷要求を受け付けると、前記印刷要求に基づく印刷画像がモノクロ画像であるかカラー画像であるかに応じて、前記タイミングとして、前記印刷画像の印刷動作について異なる開始タイミングを設定し、
前記コントローラーは、前記調整処理中に印刷要求を受け付けると、前記印刷要求に基づく印刷画像がカラー画像である場合、前記調整トナーパターンが前記クリーニングユニットを（Ｎ−１）回通過した後に、前記調整トナーパターンの後端が、時間的に最先の前記感光体ドラムの転写位置を通過するタイミングに基づいて、前記印刷画像の印刷動作の開始タイミングを設定すること、
を特徴とする画像形成装置。
前記異なる開始タイミングの差は、前記複数の感光体ドラムのうちのブラックの感光体ドラムと、前記複数の感光体ドラムのうちの時間的に最先の転写位置の感光体ドラムとの間の間隔に対応する時間であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
複数の給紙ユニットをさらに備え、
前記印刷動作は、前記給紙ユニットからレジストローラーまでの用紙の搬送を含み、
前記コントローラーは、前記複数の給紙ユニットのうちの、前記印刷画像の印刷に使用される用紙を給紙する給紙ユニットに応じて、前記印刷画像の印刷動作についての異なる開始タイミングを設定すること、
を特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
前記コントローラーは、印刷要求の受付から静電潜像の形成開始までの標準所要時間を予め記憶し、印刷要求の受付から前記露光装置による前記静電潜像の形成開始までの所要時間を計測し、前記標準所要時間と計測した前記所要時間との差に応じて、前記印刷画像の印刷動作の開始タイミングを調整することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。