JP2006146066A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 白黒カラー兼用機において、イニシャルシーケンスで画像補正制御以外は、モノクロモード時の画像形成速度で実施して、イニシャルシーケンスの時間を短縮できるようにする。
【解決手段】 帯電手段１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋ、現像手段１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｋ、露光手段１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ、１１Ｋ、転写手段１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｋを有する白黒兼用カラー画像形成装置であり、フルカラーモードよりもモノクロモードの方が画像形成速度が速い画像形成装置において、電源投入後の制御シーケンス、またはドア開閉後の制御シーケンスの操作時間を短くして、通常、モノクロモード時の画像形成速度で行い、カラー画像補正制御実行時は、フルカラーモード時の画像形成速度で行うことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、またはプリンタなどの、白黒カラー兼用の画像形成装置に関する。

近年、電子写真装置等の画像形成装置は、モノクロ、カラーの双方において、高速化、高機能化、高信頼性が求められており、各種方式のプリンタが上市されている。

カラー機においては、新規にカラー機を購入する顧客や、モノクロからの買い替えなど年々、需要が伸びている。

カラー機の構成は、複数の異なる色の画像形成手段を直列に配置して転写紙をベルト状の搬送手段で搬送しながら、順次トナー像を多重転写する方式（以下、インライン方式と呼ぶ）が考案されており、高速でカラー画像の形成が可能な事から、近年ではカラープリンタが主流となっている。

カラー機は、カラーモードの場合は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの複数色のトナー画像を記録紙上に転写、定着させカラー画像を形成する。一方、白黒モードの場合は、Ｂｋのトナー画像のみを記録紙上に転写、定着させ白黒画像を形成している。この方式の画像形成装置においては、白黒モードとカラーモードのプロセススピードが同じである場合、白黒モードとカラーモードの生産性は同一であった。白黒機からカラー機へ買い換えを促進させるためには、白黒モードの生産性をカラーモードに比べて大幅に向上させる必要があり、白黒モード時のプロセススピードを上げることが必要となる。このような装置は既に提案されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、白黒兼用カラー画像形成装置として、すでに上市されており、これにより、モノクロの画像形成装置から、カラー画像形成装置への買い替えといった顧客の購買意欲向上を促している。

また、カラー機は、モノクロ機と異なり、電源投入時の前多回転動作において、濃度制御などカラー画像補正制御を実施するということも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１０−１７７２８３号公報 特開平１０−０３９７１６号公報

以上のように、モノクロ機に比べ、白黒兼用カラー機にあっては、モノクロ機に対し、電源投入からプリント可能となるまでの時間が長いといった問題があった。また、その他のカラー画像補正制御としては、各カラー画像を重ねる際の印字位置を適正化するレジストレーション補正といった制御もある。このような制御を実施しているため、白黒兼用カラー機のようなモノクロモード時の画像形成速度がカラーモード時より速い装置においても、電源投入時の前多回転動作や、ドアオープン・クローズ後の前多回転動作は、カラー画像補正制御を実施するため、カラー画像形成速度で実施しており、待ち時間が長いといった問題があった。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、電源投入後またはドアオープン，クローズからプリント可能となるまでの制御シーケンスの時間を短くしてモノクロ機に慣れ親しんだ顧客層に対し、カラー機の待ち時間が長いといった問題を解消し、併せて、生産性の高い画像形成装置を提供することにある。そして、モノクロ機からカラーへの買い替えをさらに促進させるようなカラー画像形成装置を提供することにある。

本発明は、以下の構成を備えることにより上記課題を解決するものである。

（１）少なくとも一つ以上の帯電手段、現像手段、露光手段、転写手段を有する画像形成装置において、電源投入後の制御シーケンス、またはドア開閉後の制御シーケンスを、通常、モノクロモード時の画像形成速度で行い、カラー画像補正制御実行時は、フルカラーモード時の画像形成速度で行うことを特徴とする画像形成装置。

以上説明したように本発明によると、電源投入後からプリント可能となるまでの時間や、ドアオープン・クローズでプリント可能となるまでの時間は、制御シーケンスにより大幅に短縮され、白黒モード又はカラーモードの画像形成速度でそれぞれの使用条件により、高い生産性が得られ、ユーザ満足度の向上が可能となり得る。

以下に、本発明の実施例を説明する。

（第一の実施例）
以下、図４を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

本実施例の画像形成装置は、第１、第２、第３、第４の画像形成手段であるプロセスステーション８Ｍ、８Ｃ、８Ｙ、８Ｋが、略鉛直方向（略重力方向）に積み重ねられた構成を備えている。各プロセスステーション８Ｍ〜８Ｋはそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、及び黒の画像を形成する。

各プロセスステーション８Ｍ〜８Ｋは、プロセスカートリッジと露光器から構成される。各プロセスカートリッジは、像担持体であるφ３０の感光体ドラム９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ、帯電手段である帯電器１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋ、潜像を現像する上記各色の現像剤（トナー）を収容し、この現像剤を表面に担持して感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋに対応配置される現像剤担持体である現像スリーブ１２Ｍ１、１２Ｃ１、１２Ｙ１、１２Ｋ１を備えた現像手段である現像器１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｋ、クリーナ１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙ、１４Ｋをそれぞれ備えている。露光器は、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ、１１Ｋをプロセスステーションごとに備えている。

本実施例の現像器１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｋは非接触現像方式であり、現像器１２Ｍ〜１２Ｋの現像剤担持体である現像スリーブ１２Ｍ１、１２Ｃ１、１２Ｙ１、１２Ｋ１は対向する感光体ドラム１０Ｍ〜１０Ｋと約３００μｍの間隙をもって保持されており、又、現像時には、感光体ドラム１０Ｍ〜１０Ｋと現像スリーブ１２Ｍ１〜１２Ｋ１との間に、矩形交流電圧と直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。本実施例に用いた装置は、不図示の環境センサを有しており、このセンサで、温度、相対湿度を検出し、それぞれ環境に応じた適正バイアスを選択する制御を実装している。

又、各プロセスステーション８Ｍ〜８Ｋに沿って、転写材１を担持して搬送する転写材担持搬送手段を構成する内周長６５０ｍｍの転写搬送ベルト７が配置されている。転写搬送ベルト７は、ベルト駆動手段であるφ２０の駆動ローラ５、φ２０の従動ローラ６、及びφ２０のベルト張架ローラ２０に張設され、矢印Ａ方向に回転移動する。

本実施例に用いた装置は、フルカラーモードとモノクロモードの２種類のモードを持ち、フルカラーモード時は、プロセス速度８５ｍｍ／ｓｅｃの画像形成速度でプリントされ、モノクロモード時は、１７０ｍｍ／ｓｅｃの画像形成速度でプリントされる。この画像形成速度では、カラープリントは、１３ＰＰＭで出力され、モノクロプリントは、２６ＰＰＭで出力され、モノクロはカラーより高い生産性を可能としている。

露光器は、２ビームの半導体レーザ、複数のレンズ、４面の回転多面鏡で構成される光学系であり、露光器１１Ｍ，１１Ｃ、１１Ｙは、回転多面鏡は速度切り替え手段は有さない。一方、露光器１１ｋは、回転多面鏡の速度は、２速有し、フルカラーモード時は１６０００回転で低速回転し、モノクロモード時は３２０００回転で高速回転に切り替え可能である。露光器１１Ｍ，１１Ｃ、１１Ｙ、１１Ｋの半導体レーザは、前述したように２ビーム有する。

まず、図４により、フルカラーモード時の動作について説明する。

画像形成速度は、前述したように低速の８５ｍｍ／ｓｅｃで形成される。第１のプロセスステーション８Ｍにおいて、感光体ドラム９Ｍが帯電器１０Ｍによって一様に帯電されると、マゼンタの画像情報に対応したレーザ光が照射され静電潜像が形成される。静電潜像は上記現像バイアスによって現像器１２Ｍのマゼンタトナーが転移し感光体ドラム９Ｍ上にマゼンタトナー像が形成される。

一方、給紙部２内の転写材たる記録紙１がピックアップローラ１６によって１枚づつ取り出され、通紙経路４をへて転写搬送ベルト７に給紙されて、吸着手段である吸着ローラ１８の作用によって転写搬送ベルト７に吸着担持される。記録紙１は感光体ドラム９Ｍ上のマゼンタトナー像とタイミングをとられて転写部Ｔ１へと搬送され、転写器１３Ｍの作用によってマゼンタトナー像が記録紙１上に転写される。

又、第２〜第３のプロセスステーション８Ｃ、８Ｙ、８Ｋにおいても第１プロセスステーション８Ｍと同様にしてシアントナー像、イエロートナー像、ブラックトナー像がそれぞれの感光体ドラム９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ上に形成され、記録紙１が転写搬送ベルト７によって第２〜第４のプロセスステーション８Ｃ、８Ｙ、８Ｋの各転写部Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に搬送されるにともない、各転写器１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｋの作用によって、上記各色のトナー像が重ね転写される。

最下流の第４のプロセスステーション８Ｋにて４色分のトナー像が転写された記録紙１は定着部１５に搬送され、ここで、トナー像が定着されて排出部３へと排紙される。

転写後の各感光体ドラム９Ｍ〜９Ｋはそれぞれクリーナ１４Ｍ〜１４Ｋによって残留トナーが除去され、次の画像形成に供される。

次に、最下流の第４プロセスステーション８Ｋのみにて画像出力、即ち、モノクロモードを行う場合について図４により説明する。

モノクロモード時は、画像形成速度は、前述した通り高速の１７０ｍｍ／ｓｅｃで実施される。最下流の第４プロセスステーション８Ｋのみにて画像出力を実施する場合、上流側の第１〜第３プロセスステーション８Ｍ、８Ｃ、８Ｙの現像器１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙの駆動を停止する。詳しくは、現像スリーブ１２Ｍ１〜１２Ｋ１の回転駆動を停止する。このとき、作像を行わない第１〜第３プロセスステーション８Ｍ、８Ｃ、８Ｙの各感光体ドラム９Ｍ〜９Ｙは、転写搬送ベルト７と接触し、モノクロモード時と同じ高速の画像形成速度で駆動しており、記録紙１を、画像出力を行う第４プロセスステーション８Ｋまで搬送するための搬送ローラとして機能する。

図５は、本実施例の制御ブロック図である。斯かる制御態様は、各プロセスステーション８Ｍ、８Ｃ、８Ｙ、８Ｋで同一構成とされるので、第１プロセスステーション８Ｍを例として説明する。尚、制御部３７は、図４には示されていないが、画像形成装置に１つ設けられている。感光体ドラム９Ｍ及び現像器１２Ｍは、駆動手段である速度可変な駆動モータ３４によって駆動する。感光体ドラム９Ｍは駆動ギア３５を介して、現像器１２Ｍは駆動伝達の解除が可能なクラッチ３６を介して、それぞれ駆動モータ３４によって駆動される。そして、駆動モータ３４、クラッチ３６は、それそれが制御手段である制御部３７によって駆動制御が行われている。尚、駆動モータ３４は、モノクロモード、フルカラーモード時に速度切り替え可能であり、各プロセスステーション８Ｍ〜８Ｋに対して１つずつ若しくは複数のプロセスステーション毎に１つずつ設けても、全てのプロセスステーション８Ｍ〜８Ｋに対して１つ設けもよい。本実施例では、駆動モータ３４と駆動ギア３５により像担持体駆動手段の像担持駆動部３８が構成され、又駆動モータ３４とクラッチ３６により現像駆動手段に当る現像駆動部３９が構成される。

次に、電源投入時から、プリント可能（以下、ｒｅａｄｙと称す）となるまでの制御シーケンス（以下、イニシャルシーケンスと称す）について説明する。

イニシャルシーケンスで実行される各タスクを以下の表１で説明する。

表１には、各タスクの作業時間がベルトクリーニングの作業を除いて示してある。

まず、タスク１では、ＣＲＧの装着有無を検出する。各プロセスカートリッジには、不図示のｔａｇ（非接触通信器）が装着されており、カートリッジの有り無し検知が可能である。

タスク２は、装置内のＪＡＭなどによる残留紙の検出を行う。これは、紙搬送路に設けられた不図示のセンサにより検出される。

タスク３は、環境センサによる環境変動の検出である。電源投入前の環境情報は、装置内の不図示のメモリ内に記憶さており、その情報と比較し、環境変動が閾値をこえているか判断する。環境センサは、温度センサと相対湿度センサからなり、それらの情報から絶対水分量を算出する。絶対水分量は、１ｍ３中に存在する水分の重さであり、例えば、１５℃、１０％ＲＨでは、１．０６ｇであり、３０℃、８０％ＲＨでは、２１．７４ｇとなる。全体水分量は、３０分ごとに、本装置の不図示のメモリ内に、記憶されており、電源がｏｆｆされる前に記憶された絶対水分量値との差が３ｇ以上あった場合のみ、後述のタスク６の濃度制御を実行させる。

タスク４は、濃度制御実行時は、画像形成速度は、カラーモード時の速度、低速の８５ｍｍ／ｓｅｃで動作させる。また、濃度制御実行不要と判断されたときは、モノクロモードの画像形成速度、高速の１７０ｍｍ／ｓｅｃで動作させる。これらの速度になるようモータ速度は切り換えられる。

タスク５では、決定した速度でベルト表面がＪＡＭ等でトナー汚れが残存している可能性があることから、ベルト２周分のクリーニングを実施する。

タスク６では、濃度制御を実行する。濃度制御は、ベルト１周目は、ベルト自体の反射率を図４の駆動ローラ５の近傍に配置される不図示の光学センサによって検出し、２周目に、図３の示すようなパッチパターンをＭ，Ｃ，Ｙ、Ｋの４色分をベルト上に印字し、それぞれの反射光量から適正濃度とのズレを算出し、濃度補正を行う。

タスク７では、ベルト上に印字されたパッチパターンをクリーニングする。

タスク８は、定着温度をプリント可能な状態にするために温度制御を実施する。

以上のタスクの制御フローを図１のフローチャートと共に示す。

このフローチャートにおいて、タスク１〜タスク３をＳＴＥＰ１とすると、ＳＴＥＰ１に要する時間は、１．２ｓｅｃである。速度切り換えに要する時間は、０．６ｓｅｃである。また、濃度制御、及びベルトクリーニングに要する時間は、夫々１５．３ｓｅｃである。

本実施例では、濃度制御実行不要と判断されたときは、速度切り換えを実施し、通常のカラーモードの画像形成速度より速い、モノクロモード時の速度への切り替えを実行することにより、ベルトクリーニングに要する時間が１４．９ｓｅｃに対し、７．７ｓｅｃとなり、電源ｏｎから、濃度制御を実行せずにｒｅａｄｙなるまでの時間は、９．４ｓｅｃとなり、速度切り換えしない場合に要する時間１６．５ｓｅｃに対し、約４３％の時間短縮が可能となった。これにより、濃度制御実行不要時においても、一定時間待たされていたユーザにとって、大幅な時間短縮が可能となった。

これらは、その他の画像補正制御を用いている装置においても適用できるものである。ドアオープン／クローズにおける制御にも適用できるものである。また、本実施例に用いた装置以外の、中間転写方式においても適用可能であることもいうまでもない。

（第二の実施例）
さらに改善した例を説明する。

装置は、第一の実施例と同じであるため、説明は省略する。

電源投入後、プリント可能のｒｅａｄｙとなるまでのイニシャルシーケンスについて説明する。

各タスクについては、実施例２と同様であるため省略する。

本実施例は、濃度制御実行時においても、濃度制御前後のベルトクリーニングをモノクロモード時の速度で実施することにより、時間短縮を狙ったものである。

次に、実際の制御を図２のフローチャートに示す。

第一の実施例に対し、濃度制御実行前後に速度切り換えタスクを投入した点が異なる。

これらの制御を本装置に投入し、時間を測定した結果、濃度制御を実施した場合でも、ベルトクリーニング時は、より速度の速い、モノクロモード時の速度への切り替えを実行することにより、３３．６ｓｅｃとなり、ベルトクリーニング時の速度の切り換えを実行しない場合の４８．９ｓｅｃと比較し３１％の時間を短縮することができた。これにより、濃度制御実行時、不実行時においても、一定時間待たされていたユーザにとって、大幅な時間短縮が可能となった。

これらは、その他の画像補正制御を用いている装置においても適用できるものである。ドアオープン／クローズにおける制御にも適用できるものである。また、本実施例に用いた装置以外の、中間転写方式においても適用可能であることもいうまでもない。

第一の実施例の制御を示すフローチャート 第二の実施例の制御を示すフローチャート パッチパターンを示す図 第一、第二の実施例に用いた装置を示す図 第一、二の実施例に用いた制御ブロック図

符号の説明

１ 記録紙
２ 給紙部
３ 排出部
４ 通紙経路
５ 駆動ローラ
６ 従動ローラ
７ 転写搬送ベルト（転写材搬送手段）
８Ｍ、８Ｃ、８Ｙ、８Ｋ プロセスステーション（画像形成手段）
９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ 感光体ドラム（像担持体）
１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｋ 現像器（現像手段）
１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｋ 転写器（転写手段）
１８ 吸着ローラ
２０ ベルト張架ローラ

Claims (5)

1. 少なくとも一つ以上の帯電手段、現像手段、露光手段、転写手段を有する画像形成装置において、電源投入後の制御シーケンス、またはドア開閉後の制御シーケンスを、通常、モノクロモード時の画像形成速度で行い、カラー画像補正制御実行時は、フルカラーモード時の画像形成速度で行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 少なくとも一つ以上の帯電手段、現像手段、露光手段、転写手段を有する画像形成装置において、電源投入後の制御シーケンスを、通常、モノクロモード時の画像形成速度で行い、カラー画像補正制御実行時は、制御シーケンス中のカラー画像補正制御はフルカラーモード時の画像形成速度で行い、制御シーケンス中のカラー画像補正制御以外は、モノクロモード時の速度で行うことを特徴とする画像形成装置。
3. 制御シーケンスは、モノクロモードの場合、ＣＲＧ有無のチェック、残留紙チェック、環境チェックを行い、濃度制御実行不要により濃度制御を省略し、ベルトクリーニングに至るまでの制御であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 制御シーケンスは、フルカラーモードの場合、ＣＲＧ有無のチェック、残留紙チェック、環境チェックを行い、濃度制御実行時と判断された時、ベルトクリーニングおよび濃度制御に至るまでの制御であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
5. モノクロモード時の画像形成速度とフルカラーモード時の画像形成速度は、モノクロ用感光体ドラムと、このモノクロ用感光体ドラムを含む他の複数の感光体ドラムの駆動モータと、制御部で制御されて駆動伝達を開閉する駆動開閉手段を介してそれぞれの前記感光体ドラムに設けられる現像器の回転を制御できるように形成し、かつ前記制御部によりモノクロモード時はモノクロ用感光体ドラムとモノクロ用現像器が回転駆動され、他の感光体ドラムと現像器への駆動モータの伝達は停止され、フルカラーモード時は、すべての感光体ドラムと現像器が駆動できるようにして成ることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。

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