JP6287686B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置では、通常、画像の濃度のずれや転写位置のずれ等を補正するための処理（以下「キャリブレーション」という）が行われる。例えば、特許文献１には、印刷（画像形成）の生産性を落とすことなくキャリブレーションが可能な画像形成装置が開示されている。

特許文献１に開示の画像形成装置は、印刷用の画像が所定サイズ以下であると判断し、且つ、キャリブレーションの実行要求がでていた場合に、印刷用の画像とキャリブレーション用の画像（以下「パッチ」という）とを同時に形成する。パッチは、中間転写ベルト上の所定サイズの領域外に形成される。当該画像形成装置は、中間転写ベルト上に形成したパッチを用いてキャリブレーションを行う。

特開２０１０−２５６６１８号公報

しかしながら、特許文献１に開示の画像形成装置は、キャリブレーションを行った後に所定サイズよりも大きい画像を印刷する場合、中間転写ベルトをクリーニングして、所定サイズの領域外に形成されたパッチを除去する必要がある。従って、この場合、クリーニングの完了を待ってから印刷が開始されるので、印刷が完了するまでの時間が長くなる。すなわち、印刷の生産性が落ちてしまう。

また、特許文献１に開示の画像形成装置において、中間転写ベルト上の所定サイズの領域外に形成されたパッチは、中間転写ベルトと共にシートをニップするローラー（シート転写ローラー）に転写される可能性がある。所定サイズ以下の画像がシートに転写される場合、中間転写ベルト上のパッチが形成される部分は、画像サイズに対応するサイズのシートをニップせず、シート転写ローラーに直接接触し得るからである。パッチがシート転写ローラーに転写されると、装置の内部が汚染される。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その一つの目的は、異なるサイズの画像を印刷する場合でも印刷の生産性を落とすことなくキャリブレーションが可能な画像形成装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、印刷の生産性を落とすことなく且つ装置内の汚染を抑制しつつキャリブレーションが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明の一観点に係る画像形成装置は、中間転写体と、画像形成部と、シート転写ローラーと、制御部とを備える。前記中間転写体は、回転移動する転写面を有する。前記画像形成部は、現像剤像を形成し、前記現像剤像を前記転写面に転写させる。前記シート転写ローラーは、外周面が前記転写面に当接し回転軸が前記転写面の回転方向に直交するローラーであって、前記外周面と前記転写面との間を通過するシートに前記転写面に転写された前記現像剤像を転写させる。前記制御部は、前記画像形成部に前記現像剤像を形成させる。前記制御部は、前記シートに転写させる第１の現像剤像が、前記シート転写ローラーの外周面に当接し得る前記転写面上の第１の領域に転写されるように、前記画像形成部に前記第１の現像剤像を形成させる。前記制御部は、キャリブレーション用の第２の現像剤像が、前記シート転写ローラーの外周面に当接し得ない前記転写面上の第２の領域に転写されるように、前記画像形成部に前記第２の現像剤像を形成させる。前記制御部は、前記第２の領域に転写された前記第２の現像剤像を用いてキャリブレーションを行う。

本発明によれば、異なるサイズの画像を印刷する場合でも印刷の生産性を落とすことなくキャリブレーションが可能な画像形成装置が提供される。また、印刷の生産性を落とすことなく且つ装置内の汚染を抑制しつつキャリブレーションが可能な画像形成装置が提供される。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の一例の構成図である。 図２は、実施形態に係る画像形成ユニットの一例の構成図である。 図３は、実施形態に係る画像形成ユニットの一部の斜視図である。 図４は、実施形態に係る画像形成ユニットの一例の底面図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明する構成要素の全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。複数の図を通じて同一の符号は、同一の構成要素を示している。

図１は、実施形態に係る画像形成装置１００の一例の構成図である。

本実施形態において、画像形成装置１００は、複数色（本実施形態では、４色）の現像剤（本実施形態では、トナー）を用いる電子写真方式のプリンターである。画像形成装置１００は、搬送部１０と、給紙部２０と、トナー補給ユニット３０と、画像形成ユニット６０と、定着部７０と、排出部８０と、制御部９０とを備える。

給紙部２０には、複数枚のシートＳが収容される。給紙部２０は、シートＳを１枚ずつ搬送部１０へ給紙する。給紙部２０によって給紙されたシートＳは、搬送部１０によって画像形成ユニット６０まで搬送される。

トナー補給ユニット３０には、４色のそれぞれに対応する４つのトナーカートリッジ３１（３１ｃ、３１ｍ、３１ｙ、及び３１ｋ）が装着される。シアン色用のトナーカートリッジ３１ｃには、シアン色のトナーが収容される。マゼンタ色用のトナーカートリッジ３１ｍには、マゼンタ色のトナーが収容される。イエロー色用のトナーカートリッジ３１ｙには、イエロー色のトナーが収容される。ブラック色用のトナーカートリッジ３１ｋには、ブラック色のトナーが収容される。各色のトナーが、各色のカートリッジ３１から画像形成ユニット６０へ供給される。

画像形成ユニット６０は、給紙部２０から搬送されてきたシートＳに、画像データに基づく印刷用の画像（現像剤により形成される現像剤像であり、本実施形態ではトナー像）を形成する。画像データとしては、原稿を読み取ることにより生成された画像データ又は通信ネットワークを介して外部のコンピューターから受信した画像データが用いられる。画像形成ユニット６０によって画像が形成されたシートＳは、定着部７０まで搬送される。画像形成ユニット６０の詳細については、図２〜図４を参照して後述する。

定着部７０は、シートＳに形成された画像（トナー像）をシートＳに熱定着させる。定着部７０は、発熱体を内蔵する加熱ローラー７１と、加圧ローラー７２とを備える。加熱ローラー７１及び加圧ローラー７２は、それらが圧接されることにより、定着ニップ部を形成する。シートＳが定着ニップ部を通過することで、シートＳの表面のトナーが溶融及び加熱され、トナー像がシートＳに定着する。トナー像が定着されたシートＳは、搬送部１０によって排出部８０まで搬送される。排出部８０は、搬送されてきたシートＳを画像形成装置１００の外部へ排出する。

制御部９０は、画像形成装置１００の動作を制御する。制御部９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリーとを有する。メモリーには、ＣＰＵによって実行される種々のコンピュータープログラムが記憶される。ＣＰＵが、メモリーに記憶された各種のコンピュータープログラムを実行することにより、制御部９０の機能が実現される。

以下、図２〜図４を参照して、本実施形態に係る画像形成ユニット６０の構成を説明する。

図２は、実施形態に係る画像形成ユニット６０の一例の構成図である。

画像形成ユニット６０は、複数（本実施形態では、４色のそれぞれに対応する４つ）の画像形成部４０（４０ｃ、４０ｍ、４０ｙ、及び４０ｋ）と、転写部５０と、１以上（本実施形態では、２つ）のセンサー６１とを備える。センサー６１の詳細については、図３及び図４を参照して後述する。

４つの画像形成部４０の構成は、用いるトナーの色が異なる点を除き、実質的に同じである。各画像形成部４０は、感光体ドラム４１と、帯電ローラー４２と、露光装置４３と、現像装置４４と、クリーニングローラー４５とを備える。

４つの画像形成部４０のそれぞれは、制御部９０による制御の下、その感光体ドラム４１の表面に、対応する色のトナー像を形成する。そして、各画像形成部４０は、感光体ドラム４１の表面に形成したトナー像を、中間転写ベルト５３（中間転写体）の外周面（以下「転写面」という）５３０に転写させる。

画像形成部４０ｃは、シアン色用の画像形成部４０である。画像形成部４０ｃには、トナーカートリッジ３１ｃからシアン色のトナーが供給される。画像形成部４０ｃは、その感光体ドラム４１の表面にシアン色のトナー像を形成する。画像形成部４０ｍは、マゼンタ色用の画像形成部４０である。画像形成部４０ｍには、トナーカートリッジ３１ｍからマゼンタ色のトナーが供給される。画像形成部４０ｍは、その感光体ドラム４１の表面にマゼンタ色のトナー像を形成する。画像形成部４０ｙは、イエロー色用の画像形成部４０である。画像形成部４０ｙには、トナーカートリッジ３１ｙからイエロー色のトナーが供給される。画像形成部４０ｙは、その感光体ドラム４１の表面にイエロー色のトナー像を形成する。画像形成部４０ｋは、ブラック色用の画像形成部４０である。画像形成部４０ｋには、トナーカートリッジ３１ｋからブラック色のトナーが供給される。画像形成部４０ｋは、その感光体ドラム４１の表面にブラック色のトナー像を形成する。

各画像形成部４０におけるトナー像の形成プロセスは、次の通りである。すなわち、まず、感光体ドラム４１が、回転駆動される。次に、帯電ローラー４２が、感光体ドラム４１の表面を所定の電位に帯電させる。次に、露光装置４３が、レーザー光を出力して感光体ドラム４１を露光し、画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム４１の表面に形成する。その後、現像装置４４が、感光体ドラム４１上の静電潜像に、対応する色のトナーを供給して現像する。これにより、対応する色のトナー像が、感光体ドラム４１の表面に形成される。感光体ドラム４１の表面に形成されたトナー像は、転写面５３０に転写される。トナー像の転写後に感光体ドラム４１上に残留するトナーは、クリーニングローラー４５によって除去される。

転写部５０は、４つの画像形成部４０のそれぞれに対応する４つの１次転写ローラー５１（５１ｃ、５１ｍ、５１ｙ、及び５１ｋ）と、２次転写ローラー５２（シート転写ローラー）と、中間転写ベルト５３と、駆動ローラー５４と、従動ローラー５５と、１以上（本実施形態では、２つ）のテンションローラー５６と、クリーニング装置５７とを備える。

中間転写ベルト５３は、所定の間隔を隔てて配置された駆動ローラー５４と従動ローラー５５と１以上のテンションローラー５６との間に張設される。転写面５３０は、駆動ローラー５４が回転駆動されることで、所定の回転方向Ｄ１へ回転移動する。

画像形成部４０は、転写面５３０に対向して配置される。本実施形態において、４つの画像形成部４０は、中間転写ベルト５３の下方において、転写面５３０の回転方向（以下、単に「回転方向」という場合がある）Ｄ１の上流側から下流側に向けて、画像形成部４０ｃ、画像形成部４０ｍ、画像形成部４０ｙ、画像形成部４０ｋの順に並設される。

４つの１次転写ローラー５１のそれぞれは、中間転写ベルト５３を介して画像形成部４０の感光体ドラム４１に対向して配置される。１次転写ローラー５１は、感光体ドラム４１と共に、中間転写ベルト５３をニップする１次転写ニップ部Ｎ１を形成する。感光体ドラム４１の表面に形成されたトナー像は、１次転写ニップ部Ｎ１を通過する転写面５３０上の領域に転写される。

本実施形態において、各画像形成部４０は、制御部９０による制御の下、第１のトナー像（第１の現像剤像）と第２のトナー像（第２の現像剤像）との２種類のトナー像を感光体ドラム４１の表面に形成する。第１のトナー像は、印刷用のトナー像、すなわちシートＳに転写させるトナー像である。第２のトナー像は、キャリブレーション用のトナー像、具体的には小さな矩形形状のトナー像（パッチ）である。

４つの画像形成部４０は、感光体ドラム４１の表面に形成した第１のトナー像を、転写面５３０上の同一箇所に重ねて転写させる。これにより、複数（本実施形態では、最大で４つ）の異なる色の第１のトナー像が重畳されたトナー像（以下「重畳トナー像」という）が、転写面５３０に形成される。また、４つの画像形成部４０は、感光体ドラム４１の表面に形成した第２のトナー像を、複数の第２のトナー像が重ならない転写面５３０上の所望の箇所に転写させる。

２次転写ローラー５２は、画像形成部４０よりも回転方向Ｄ１の下流側且つクリーニング装置５７よりも回転方向Ｄ１の上流側において、転写面５３０に対向して配置される。２次転写ローラー５２は、その外周面５２０（図３参照）が転写面５３０に圧接され、中間転写ベルト５３と共に、シートＳをニップする２次転写ニップ部Ｎ２を形成する。転写面５３０に形成された重畳トナー像は、２次転写ニップ部Ｎ２（転写面５３０と２次転写ローラー５２の外周面５２０との間）を通過するシートＳに転写される。

クリーニング装置５７は、転写面５３０をクリーニングする装置であり、クリーニングブレードやファーブラシ等のクリーニング部材を備える。クリーニング装置５７は、クリーニング部材を用いて、重畳トナー像の転写後に転写面５３０に残留するトナー（重畳トナー像を形成したトナー）を転写面５３０から除去する。また、クリーニング装置５７は、キャリブレーションが行われた後の任意のタイミングで、クリーニング部材を用いて、第２のトナー像を形成するトナーを転写面５３０から除去する。

本実施形態において、各画像形成部４０は、制御部９０による制御の下、第１のトナー像及び第２のトナー像のそれぞれを転写面５３０上の異なる領域に転写させる。以下、図３及び図４を参照して、第１のトナー像及び第２のトナー像が転写される転写面５３０上の領域について説明する。

図３は、実施形態に係る画像形成ユニット６０の一部（２次転写ローラー５２側）の斜視図である。図４は、実施形態に係る画像形成ユニット６０の一例の底面図である。なお、図４では、画像形成部４０の感光体ドラム４１以外の構成要素及びクリーニング装置５７の図示を省略している。

図３及び図４に示すように、２次転写ローラー５２は、その外周面５２０が転写面５３０に当接し、その回転軸Ｘが転写面５３０の回転方向Ｄ１に直交する。以下、転写面５３０の回転方向Ｄ１に直交する方向、すなわち回転軸Ｘの軸方向を、幅方向Ｄ２（第１の方向）という。図４に示すように、本実施形態において、転写面５３０の幅方向Ｄ２の長さＬ１は、２次転写ローラー５２の外周面５２０の幅方向Ｄ２の長さＬ２よりも長い。

転写面５３０上には、２次転写ローラー５２の外周面５２０に当接し得る第１の領域５３１と、２次転写ローラー５２の外周面５２０に当接し得えない第２の領域５３２とが存在する。本実施形態において、第２の領域５３２は、転写面５３０上の幅方向Ｄ２の両端側の領域である。第１の領域５３１は、第２の領域５３２に挟まれた転写面５３０上の幅方向Ｄ２の中央の領域である。

制御部９０は、第１のトナー像が第１の領域５３１に転写されるように、各画像形成部４０に第１のトナー像を形成させる。また、制御部９０は、第２のトナー像Ｐ（図４参照）が第２の領域５３２に転写されるように、各画像形成部４０に第２のトナー像Ｐを形成させる。

具体的には、制御部９０は、各画像形成部４０に、感光体ドラム４１の表面上の第１の形成領域４１１（図３参照）に第１のトナー像を形成させる。第１の形成領域４１１は、転写面５３０上の第１の領域５３１に当接する領域である。第１のトナー像は、第１の形成領域４１１に形成されることで、第１の領域５３１に転写される。また、制御部９０は、各画像形成部４０に、感光体ドラム４１の表面上の第２の形成領域４１２（図３参照）に第２のトナー像Ｐを形成させる。第２の形成領域４１２は、転写面５３０上の第２の領域５３２に当接する領域である。第２のトナー像Ｐは、第２の形成領域４１２に形成されることで、第２の領域５３２に転写される。

ここで、第１の領域５３１は、２次転写ローラー５２の外周面５２０に当接し得る転写面５３０上の領域、つまり、２次転写ローラー５２と共に２次転写ニップ部Ｎ２を形成する転写面５３０上の領域である。従って、制御部９０は、第１のトナー像を第１の領域５３１に転写させることで、重畳トナー像（複数の異なる色の第１のトナー像が重畳されたトナー像）を、２次転写ニップ部Ｎ２を通過するシートＳに転写させることができる。

一方、第２の領域５３２は、２次転写ローラー５２の外周面５２０に当接し得ない転写面５３０上の領域である。従って、第２の領域５３２に転写された第２のトナー像Ｐは、２次転写ローラー５２に転写されることはない。よって、第２のトナー像Ｐが２次転写ローラー５２に転写されて装置内が汚染されるという問題の発生が抑制される。よって、画像形成装置１００は、印刷の生産性を落とすことなく且つ装置内の汚染を抑制しつつ、第２のトナー像Ｐを用いてキャリブレーションを行うことができる。

図３及び図４に示すように、２つのセンサー６１のそれぞれは、画像形成部４０（感光体ドラム４１）よりも回転方向Ｄ１の下流側且つ２次転写ローラー５２よりも回転方向Ｄ１の上流側において、転写面５３０の第２の領域５３２に対向して配置される。

各センサー６１は、第２の領域５３２に転写された複数の異なる色の第２のトナー像Ｐのそれぞれの濃度を検出する。また、各センサー６１は、第２の領域５３２に転写された複数の異なる色の第２のトナー像Ｐのそれぞれの転写位置、例えば複数の第２のトナー像Ｐ間の相対位置を検出する。

制御部９０は、第２の領域５３２に転写された第２のトナー像Ｐを用いてキャリブレーションを行う。具体的には、制御部９０は、各センサー６１によって検出された濃度に基づいて、第１の領域５３１に転写される複数の異なる色の第１のトナー像のそれぞれの濃度のずれ（実際に転写されるトナー像の濃度の、目的の濃度からのずれ）を補正するキャリブレーションを行う。また、制御部９０は、各センサー６１によって検出された転写位置に基づいて、第１の領域５３１に転写される複数の異なる色の第１のトナー像のそれぞれの転写位置のずれ（重ね合わせのずれ）を補正するキャリブレーションを行う。

このように、本実施形態において、制御部９０は、第１のトナー像及び第２のトナー像のそれぞれを転写面５３０上の異なる領域に転写させる。具体的には、制御部９０は、第１のトナー像を第１の領域５３１に転写させ、第２のトナー像Ｐを第２の領域５３２に転写させる。つまり、第１の領域５３１は、第１のトナー像を転写させるための専用の領域として用いられ、第２の領域５３２は、第２のトナー像を転写させるための専用の領域として用いられる。そして、制御部９０は、第２の領域５３２に転写された第２のトナー像を用いてキャリブレーションを行う。

従って、本実施形態によれば、制御部９０は、第１のトナー像を形成させる場合に、当該第１のトナー像のサイズがどのようなサイズであっても、転写面５３０に転写された第２のトナー像Ｐを除去するためのクリーニングを行うことなく、当該第１のトナー像を転写面５３０の第１の領域５３１に転写させることができる。よって、画像形成装置１００は、異なるサイズの画像を印刷する場合でも印刷の生産性を落とすことなくキャリブレーションの実行が可能となる。

また、本実施形態によれば、制御部９０は、第１のトナー像を形成させる必要がある場合もそうでない場合もいつでも、第２のトナー像Ｐを形成させてキャリブレーションを行うことができる。また、第２の領域５３２に転写された第２のトナー像Ｐは、第１のトナー像を転写させる際の邪魔にはならない。従って、制御部９０は、転写面５３０に転写された第２のトナー像Ｐを除去するためのクリーニングを任意のタイミングで行うことができる。

以上、本発明の一つの実施形態を説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。なお、図面は、理解しやすくするためにそれぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、実施形態で示す各構成要素の形状、寸法等は、一例であってこれらに限定されるものではない。

例えば、本実施形態では、第２の領域５３２は、転写面５３０上の幅方向Ｄ２の両端側の領域であったが、これに限られず、例えば、幅方向Ｄ２の一端側の領域であってもよい。

また、例えば、本実施形態では、中間転写体として中間転写ベルト５３を例示して説明したが、中間転写体は、中間転写ベルト５３に限られない。中間転写体は、回転移動する転写面を有するその他の部材、例えば、その外周面を転写面とするローラーであってもよい。

１００ 画像形成装置
４０ 画像形成部
５２ ２次転写ローラー
５２０ 外周面
５３ 中間転写ベルト
５３０ 転写面
５３１ 第１の領域
５３２ 第２の領域
９０ 制御部

Claims (5)

1. 回転移動する転写面を有する中間転写体と、
   現像剤像を形成し、前記現像剤像を前記転写面に転写させる画像形成部と、
   外周面が前記転写面に当接し回転軸が前記転写面の回転方向に直交するローラーであって、前記外周面と前記転写面との間を通過するシートに前記転写面に転写された前記現像剤像を転写させるシート転写ローラーと、
   前記画像形成部に前記現像剤像を形成させる制御部と、
   前記画像形成部よりも前記転写面の前記回転方向の下流側且つ前記シート転写ローラーよりも前記転写面の前記回転方向の上流側に位置するセンサーと、
   前記転写面をクリーニングするクリーニング装置と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記シートに転写させる第１の現像剤像が、前記シート転写ローラーの外周面に当接し得る前記転写面上の第１の領域に転写されるように、前記画像形成部に前記第１の現像剤像を形成させ、
   キャリブレーション用の第２の現像剤像が、前記シート転写ローラーの外周面に当接し得ない前記転写面上の第２の領域に転写されるように、前記画像形成部に前記第２の現像剤像を形成させ、
   前記第２の領域に転写された前記第２の現像剤像を用いてキャリブレーションを行い、
   前記センサーは、前記第２の領域に転写された前記第２の現像剤像の濃度を検出し、
   前記制御部は、前記センサーによって検出された濃度に基づいて、前記第１の現像剤像の濃度のずれを補正するキャリブレーションを行い、
   前記第１の現像剤像が形成される前に、前記クリーニング装置は、前記転写面上に転写された前記第２の現像剤像のクリーニングを行わず、
   キャリブレーションが行われた後に、前記クリーニング装置は、前記転写面上の前記第２の現像剤像を前記転写面から除去する、画像形成装置。
   
2. 前記転写面の前記回転方向に直交する第１の方向の長さは、前記シート転写ローラーの外周面の前記第１の方向の長さよりも長い、請求項１に記載の画像形成装置。
   
3. 前記第２の領域は、前記転写面上の前記第１の方向の両端側の領域であり、
   前記第１の領域は、前記第２の領域に挟まれた前記転写面上の前記第１の方向の中央の領域である、請求項２に記載の画像形成装置。
   
4. 互いに異なる色の前記現像剤像を形成する複数の前記画像形成部を備え、
   前記センサーは、前記第２の領域に転写された複数の異なる色の前記第２の現像剤像のそれぞれの濃度及び転写位置を検出し、
   前記制御部は、前記センサーによって検出された濃度及び転写位置に基づいて、複数の異なる色の前記第１の現像剤像のそれぞれの濃度のずれ及び転写位置のずれを補正するキャリブレーションを行う、請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
   
5. 前記センサーは、前記第２の領域に転写された前記複数の異なる色の前記第２の現像剤像間の相対位置を検出する、請求項４に記載の画像形成装置。
   

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