JP2008026833A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】像担持体上に基準パターンを作成する基準パターン作成手段と、前記基準パターンの光学濃度を検出する画像濃度検出手段と、前記画像濃度検出手段を前記像担持体表面に沿って移動させる画像濃度検出手段移動手段と、前記基準パターン作成位置を決定すると共に前記基準パターン作成手段を前記作成位置に移動させて前記作成位置に基準パターンを作成させ、かつ、前記画像濃度検出手段を前記作成位置に移動させて前記作成位置に作成した前記基準パターンの光学濃度検出を行わせる制御を繰り返し行う画像濃度検出位置制御部と、を備えた画像形成装置において、前記作成位置は前記像担持体の主走査方向に対してランダムな位置に決定される。
【選択図】図3
Description
図10は紙間への基準パターンの作成例を示す概略図である。図11は基準パターンのエッジ部分の状態を示す図である。通常、この光学式センサは画像形成装置の長手方向に対して或る位置に固定されており、基準パターンは、図10に示すように、この光学式センサに対応する位置に作成される。
そして、繰り返しの画像形成動作を行なう際に転写紙と転写紙の間(紙間)に基準パターンを作成して(参照例:図10)、光学式画像濃度検出センサにて基準パターンの画像濃度を検出し、その検出値の大小により作像条件や現像剤濃度nにフィードバックを掛けて画像濃度が一定になるように制御している。
クリーニング部によって回収される単位面積当たりのトナー量は、通常の画像形成動作時に比べて5〜10倍程度になり、クリーニング手段にとっては大きな負荷になる。そのうえ、基準パターンのエッジ部は、図11に示すように、エッジ効果により高いポテンシャルによってパターン内側よりもトナー付着量が多く強固に像担持体上に付着しており、クリーニングしにくい状態にある。
さらに、近年、高画質化に対応するべく小粒径重合トナーのような従来よりも粒径が小さくて球体に近い形状のトナーが用いられるようになっている。このトナーは従来の粉砕型の比較的角が多い形状をしたトナーよりもクリーニング余裕度が低く、クリーニングブレードをすり抜け易い特性を有し、従来なされてきた対策(クリーニングブレードの材質、当接条件、トナー外添材などの改良)では対応が難しくなってきている。
従来技術としてのかかる特許文献1には、画像濃度検出センサを主走査方向に対して任意の位置に移動させて画像濃度検出を行なうことを可能としている技術が開示されている。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、主走査方向に対してランダムな位置で基準パターンを作成して画像濃度検出することにより、主走査方向に対するクリーニング部へ負荷を均等にして基準パターンのクリーニング不良を防ぐ画像形成装置を提供することにある。
また、請求項2に記載の発明は、前記基準パターンを前回の作成位置から所定の距離だけ離れた位置に作成する請求項1記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記所定の距離は、前記基準パターンの主走査方向への長さである請求項2記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記基準パターンの前記作成位置が前記画像濃度検出手段の移動可能範囲外に達すると前記画像濃度検出位置制御部が判断した場合に、前記基準パターンを前記画像濃度検出手段の移動可能範囲の他端側の位置に作成し、前記基準パターンの光学濃度検出を行なう請求項1乃至4の何れか一項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、前記基準パターンの前記作成位置が前記画像濃度検出手段の移動可能範囲外に達すると前記画像濃度検出位置制御部が判断した場合に、前記基準パターンを折り返し方向に所定の距離だけ離れた位置に作成し、前記基準パターンの光学濃度検出を行なう請求項1乃至4の何れか一項記載の画像形成装置を特徴とする。
まず、感光体1は紙面に対し時計回りに回転する。感光体1は帯電装置2で一様に帯電された後、露光装置3で画像部に露光を行い潜像が形成される。その後、潜像は現像装置4により現像されて可視像化され、基準パターンが図示してない給紙装置からレジストローラ6を通って給紙された転写紙8に転写ローラ5により転写され、定着装置7に搬送されて定着される。
転写後の感光体1上の転写残トナーはクリーニング装置10でクリーニングされる。この動作を連続的に行い複数枚の画像形成を行なう。また、この画像形成動作の中で、紙間(転写紙と転写紙の間に相当する位置)に基準パターンを形成し、画像濃度検出センサ(画像濃度検出手段)9に対向する位置にパターンがきた時に画像濃度検出センサ9で画像濃度を検出している。
トナー濃度制御部26(図3)は、現像装置4に取り付けられたトナー濃度センサ27(図3)によって現像剤(キャリア)の透磁率を検出している。転写紙8への作像一回ごとに、トナー濃度センサ出力の目標値に対する現在値の大小によってトナー補給量を変え、現像剤のトナー濃度を一定に保つように制御している。
そのため、画像濃度制御部23(図3)は画像濃度(現像能力)を一定に保つために、紙間の感光体1上に作成した基準パターンの画像濃度を画像濃度検出センサ9で検出し、その出力により、画像濃度の現在値が目標値に近づくように、トナーの濃度制御へフィードバックする。
現在の画像濃度が画像濃度目標値よりも濃いと判断した時はトナー濃度を低めに、薄いと判断した時は高めになるように設定してトナー補給を行ない、結果として画像濃度が一定となるように制御している。本実施の形態では通紙枚数5枚毎にこの基準パターンを作成しその画像濃度を検出してトナー濃度制御にフィードバックする。
また、画像濃度検出センサ9は、モータ20により回転駆動される無端ベルト状の濃度検知手段搬送ベルト18上に取り付けられており、モータ20の駆動によって図2の左右方向に移動される。
従って、図2における左端支持板21から右端支持板22までの範囲が画像濃度検出センサ9の移動可能範囲であり、基準パターンは感光体上の当該移動可能範囲の任意の位置に作成できる構成となっている。
図3は本発明による画像形成装置の制御に必要な構成要素のみを示すブロック図である。図3において、制御部25は画像形成装置Aの各部を制御する。
図3には、さらに、感光体1、画像濃度検出センサ9を含む画像濃度制御部23、モータ(画像濃度検出センサ移動手段)20、基準パターン作成手段24、及び現像装置4、トナー濃度センサ27を含むトナー濃度制御部26を示している。
トナー濃度検出センサ27(図3)の目標値はT0に設定されている。制御部25はセンサ移動範囲内でHPとは異なるランダムな位置P0に基準パターンを作成することを決定するとともに、基準パターンが通過する位置に対向するようにモータ20を駆動して画像濃度検出センサ9を移動する。
1枚目から画像形成動作を開始し、トナー濃度は目標値T0を保つように1枚ごとにトナー補給される。画像形成は連続して行なわれ、感光体1上に5枚目の画像形成を行なった後、5枚目と6枚目の紙間にはP0に対応する位置に基準パターン像を作成する。
トナー濃度制御部26は送られてきた信号に基づきトナー濃度センサ27の出力目標値をトナー濃度が所定量だけ高く、又は低くなるようにT5を設定する。一方で、制御部25は画像濃度検出センサ移動範囲内でP0とは異なるランダムな位置P5に基準パターンを作成(作像)することを決定するとともに、画像濃度検出センサ9を対応する位置まで移動するようにモータ20を駆動する。
検出結果を基にT10を決定し、また、前回の作成位置であるP5とは異なるランダムな位置にP10も決定し画像濃度検出センサ9の移動を行なう。以降11〜15枚目の作像を行ない、同様の動作を繰り返していく。
100枚目の画像形成後も基準パターン像の作成と画像濃度検出を行ない、次の画像形成に備えるために、トナー濃度センサ27の出力目標値T100とパターン作成位置P100の設定を行い、画像濃度検出センサ9をP100に移動しておく。
今、100枚の画像形成動作を行なう信号が画像形成装置Aに入ってきたとする。トナー濃度センサ27の目標値はT0に設定されている。制御部25は次回基準パターン作成位置(次回作成位置)をHPから距離b(≠a)だけ主走査方向に移動した位置P0に作成することを決定するとともに、画像濃度検出センサ9を対応する位置まで移動するようにモータ20を駆動する。ここで、距離aは主走査方向への長さである。
1枚目から画像形成動作を開始し、トナー濃度は目標値T0を保つように1枚ごとにトナー補給される。感光体1上に5枚目の画像形成を行なった後、5枚目と6枚目の紙間にはP0に対応する位置に基準パターン像を作成する。基準パターン像が画像濃度検出センサ9に対向する位置まで回転してきた時に画像濃度検出センサ9で画像濃度を検出する。
連続して6〜10枚目の画像形成が行なわれる間、トナー濃度制御部26はトナー濃度センサ出力がT5を保つようにトナー補給を制御する。一方で、制御部25は次回基準パターン作成位置をP0から距離b(≠a)だけ主走査方向に移動した位置P5に作成することを決定するとともに、画像濃度検出センサ9を対応する位置まで移動するようにモータ20を駆動する。
以降、11から15枚目の作成を行ない、同様の動作を繰り返していく。100枚目の画像形成後も基準パターン像の作成と画像濃度検出を行ない、次の画像形成に備えるためにトナー濃度センサの出力目標値T100とパターン作成位置P100の設定を行い、画像濃度検出センサ9をP100に移動しておく。
これに対し、第2の実施の形態では、毎回異なる位置に基準パターンを作成して画像濃度を検出するので、連続して基準パターンがクリーニング部の主走査方向への同位置に入力されることがなくなり、第1の実施の形態に比してクリーニング部への負荷をより均等にすることができクリーニング余裕度を向上させることができる。
また、逆に、距離bが基準パターンの主走査方向への長さaよりも短い場合には、距離a−bだけ基準パターンが連続してクリーニング部へ入力されてしまう部分(以後、連続入力部分と呼ぶ)ができてしまう可能性が生じる。
今、100枚の画像形成動作を行なう信号が画像形成装置に入ってきたとする。トナー濃度センサ27の目標値はT0に設定されている。制御部25は次回基準パターン作成位置をHPから距離aだけ主走査方向に移動した位置P0に作成することを決定するとともに、画像濃度検出センサ9を対応する位置まで移動するようにモータ20を駆動する。
1枚目から画像形成動作を開始し、トナー濃度は目標値T0を保つように1枚ごとにトナー補給される。感光体上に5枚目の画像形成を行なったあと、5枚目と6枚目の紙間にはP0に対応する位置に基準パターン像を作成する。基準パターン像が画像濃度検出センサ9に対向する位置まで回転してきた時に画像濃度検出センサ9で画像濃度を検出する。
連続して6〜10枚目の画像形成が行なわれる間、トナー濃度制御部26はトナー濃度センサ出力がT5を保つようにトナー補給を制御する。一方で、制御部25は次回基準パターン作成位置をP0から距離aだけ主走査方向に移動した位置P5に作成することを決定するとともに、画像濃度検出センサ9を対応する位置まで移動するようにモータ20を駆動する。
以降11から15枚目の作成を行ない、同様の動作を繰り返していく。100枚目の画像形成後も基準パターン像の作成と画像濃度検出を行ない、次の画像形成に備えるためにトナー濃度センサ27の出力目標値T100とパターン作成位置P100の設定を行い、画像濃度検出センサ9をP100に移動しておく。
第3の実施の形態では、また、クリーニングへの入力は均等化されるが、連続する2回の基準パターンのエッジ部(基準パターンのエッジから主走査方向へ1〜2mm内側)がほぼ同一の位置に入力されてしまう。
今、100枚の画像形成動作を行なう信号が画像形成装置Aに入ってきたとする。トナー濃度センサの目標値はT0に設定されている。制御部25は次回基準パターン作成位置をHPから距離a(基準パターンの主走査方向の長さ)+c(c=a/10)だけ主走査方向に移動した位置P0に作成することを決定するとともに、画像濃度検出センサ9を対応する位置まで移動するようにモータ20を駆動する。
制御部25が画像濃度センサ出力値から画像濃度を薄いか又は濃いと判断した場合トナー濃度を高く、又は低くするようにトナー濃度制御部26に信号を送る。トナー濃度制御部26は送られてきた信号に基づきトナー濃度センサ27の出力目標値をトナー濃度が所定量だけ高く、又は低くなるようにT5に設定する。
10枚目と11枚目の紙間では位置P5に基準パターンを作成し、画像濃度検出センサ9に対向する位置で画像濃度を検出する。検出結果を基にT10を決定し、またP5から距離a+c(c=a/10)だけ主走査方向に移動した位置P5に作成することを決定するとともに、画像濃度検出センサ9を対応する位置まで移動するようにモータ20を駆動する。
以降11から15枚目の作成を行ない、同様の動作を繰り返していく。100枚目の画像形成後も基準パターン像の作成と画像濃度検出を行ない、次の画像形成に備えるためにトナー濃度センサ27の出力目標値T100とパターン作成位置P100の設定を行い、画像濃度検出センサ9をP100に移動しておく。
上述した第2乃至第4の実施の形態では、連続する画像形成で基準パターン位置を主走査方向に移動していくと、端部まで行き着いてしまいそれ以上基準パターンを移動させることができない状態が生じる。
今、n回目の基準パターンを作成し、画像濃度検出センサ9で画像濃度を検出したとする。(n+1)回目の基準パターンの作成位置は画像濃度検出センサ9の移動可能範囲外に及んでしまうと制御部25が判断すると、(n+1)回目の基準パターンの作成位置を移動可能範囲の他端側に決定する。
そして(n+1)回目の検出タイミングで検出を行ない、(n+2)回目の基準パターンの作成位置を(n+1)回目の基準パターン位置から距離bだけ移動した位置に決定する。以降同様に基準パターンの作成、画像濃度検出、次回基準パターン位置の決定を繰り返す。
なお、ここでは第5の実施の形態を第2の実施の形態に適用した場合についてのみ説明しているが、第3及び第4の実施の形態にもそれぞれ同様に適用できる。その際、上述の移動距離bがそれぞれa、a+cに置き換わるだけなので説明は省略する。
第5の実施の形態では、基準パターン位置は画像濃度検出センサ9の移動可能範囲において主走査方向への折り返し往復運動をさせるため、クリーニング部への負荷を均等に保ちながら永久に基準パターンの作成と画像濃度検出を行なうことができる。
今、n回目の基準パターンを作成し、画像濃度検出センサ9で画像濃度を検出したとする。制御部25が、(n+1)回目の基準パターンの作成位置が画像濃度検出センサ9の移動可能範囲外に及んでしまうと判断すると、(n+1)回目の基準パターンの作成位置を移動可能範囲の内側に距離bだけ移動した位置に決定する。
そして(n+1)回目の検出タイミングで検出を行ない、(n+2)回目の基準パターンの作成位置を(n+1)回目の基準パターン位置から距離bだけさらに内側に移動した位置に決定する。以降、同様に基準パターンの作成、画像濃度検出、次回基準パターン位置の決定を繰り返す。
なお、ここでは第6の実施の形態を第2の実施の形態に適用した場合についてのみ説明しているが、第3及び第4の実施の形態にもそれぞれ同様に適用できる。その際、上述の移動距離bがそれぞれa、a+cに置き換わるだけなので説明は省略する。
以上のように第1乃至第6の実施の形態では基準パターン位置が基準パターン作成ごとに変わるため、基準パターンのエッジ部分が主走査方向に絶えず同じ位置に入力されることがなくなり、クリーニング部への負荷が軽減する。
実際に、これら第1乃至第6の実施の形態の方式で画像形成中の画像濃度制御を行ったところクリーニングブレードをトナーがすり抜けてクリーニング不良となることはなかった。
Claims (6)
- 像担持体上に基準パターンを作成する基準パターン作成手段と、前記基準パターンの光学濃度を検出する画像濃度検出手段と、前記画像濃度検出手段を前記像担持体表面に沿って移動させる画像濃度検出手段移動手段と、前記基準パターン作成位置を決定すると共に前記基準パターン作成手段を前記作成位置に移動させて前記作成位置に基準パターンを作成させ、かつ、前記画像濃度検出手段を前記作成位置に移動させて前記作成位置に作成した前記基準パターンの光学濃度検出を行わせる制御を繰り返し行う画像濃度検出位置制御部と、を備えた画像形成装置において、前記作成位置は、前記像担持体の主走査方向に対してランダムな位置に決定されることを特徴とする画像形成装置。
- 前記基準パターンを、前回の作成位置から所定の距離だけ離れた位置に作成することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記所定の距離は、前記基準パターンの主走査方向への長さであることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
- 前記所定の距離はa+cであり、
ここで、
a=基準パターンの主走査方向への長さ
0<c<a/5
であることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 - 前記基準パターンの次回作成位置が前記画像濃度検出手段の移動可能範囲外に達すると前記画像濃度検出位置制御部が判断した場合に、前記基準パターンを前記画像濃度検出手段の移動可能範囲の他端側の位置に作成し、前記基準パターンの光学濃度検出を行なうことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項記載の画像形成装置。
- 前記基準パターンの次回作成位置が前記画像濃度検出手段の移動可能範囲外に達すると前記画像濃度検出位置制御部が判断した場合に、前記基準パターンを折り返し方向に所定の距離だけ離れた位置に作成し、前記基準パターンの光学濃度検出を行なうことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項記載の画像形成装置。
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