JP2008111923A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、像担持体上に形成したパッチ画像としてのトナー像の濃度を検出し、その検出結果に基づいて画像濃度を制御する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method for detecting the density of a toner image as a patch image formed on an image carrier and controlling the image density based on the detection result.
複写機、プリンタおよびファクシミリ装置などトナーを使用して画像を形成する画像形成装置においては、その使用条件によっては装置内に結露を生じ、正常な動作を望めない場合がある。このような問題に対応するための技術としては、例えば特許文献１および特許文献２に記載された技術がある。特許文献１に記載の技術では、装置内部に結露を解消するためのヒータを設けておき、装置の電源が切られてからユーザ設定により設定された時間が経過した時にヒータによる加熱を開始することで、電源投入前に結露が解消されるようにしている。また、特許文献２に記載の技術では、ヒータを設けることなく露光ユニットの結露を除去している。すなわち、結露の発生が予測される条件下で、所定位置に設けた光検出センサによって露光ユニットからのレーザ光が検出されないとき、回転多面鏡を回転させるためのモータおよび換気用ファンを所定時間駆動させることで結露を除去する。
In an image forming apparatus that forms an image using toner, such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine, depending on the use conditions, condensation may occur in the apparatus, and normal operation may not be desired. As a technique for dealing with such a problem, for example, there are techniques described in
この種の画像形成装置では、例えば装置の電源が投入されたときなどに、画像品質を良好に維持するために装置の動作条件を調整する制御動作を実行することが一般的に行われている。このような制御動作が結露の可能性のある条件下で実行されると、良好な画像品質を得ることができない場合がある。しかしながら、上記した従来技術のように、装置の動作開始前に結露を除去するための技術については考えられているものの、このような結露の可能性のある条件での制御動作については、従来あまり検討されてこなかった。 In this type of image forming apparatus, for example, when a power source of the apparatus is turned on, a control operation for adjusting an operation condition of the apparatus is generally performed in order to maintain a good image quality. . When such a control operation is executed under a condition that may cause dew condensation, good image quality may not be obtained. However, as in the conventional technique described above, a technique for removing condensation before the start of operation of the apparatus has been considered. However, in the case of a control operation under a condition where such condensation is likely to occur, the conventional technique has not been much. It has not been examined.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、パッチ画像の濃度検出結果に基づいて画像濃度を制御する画像形成装置および画像形成方法において、結露の可能性のある条件下でも装置の動作条件を適切に制御して、良好な画像品質を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in an image forming apparatus and an image forming method for controlling the image density based on the density detection result of a patch image, the operating conditions of the apparatus can be set even under conditions where condensation may occur. The object is to obtain a good image quality by appropriate control.
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、トナー像を担持可能な像担持体と、トナー像を形成し前記像担持体に担持させる像形成手段と、前記像形成手段により前記像担持体上に形成されたパッチ画像としてのトナー像の濃度検出結果に基づいて前記像形成手段の動作条件を最適化することによりトナー像の濃度を制御する濃度制御動作を実行する制御手段と、装置内の温度、湿度および結露の有無のうち少なくとも１つを検出する環境検出手段とを備え、前記制御手段は、前記環境検出手段の検出結果に基づいて前記濃度制御動作の態様を異ならせることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier that can carry a toner image, an image forming unit that forms a toner image and carries the toner image on the image carrier, and the image forming unit Control means for executing a density control operation for controlling the density of the toner image by optimizing the operating conditions of the image forming means based on the density detection result of the toner image as a patch image formed on the image carrier. Environment detecting means for detecting at least one of temperature, humidity and presence / absence of dew condensation in the apparatus, and the control means varies the mode of the concentration control operation based on the detection result of the environment detecting means. It is characterized by that.
また、この発明にかかる画像形成方法は、像担持体上にパッチ画像としてのトナー像を形成し、その濃度検出結果に基づいて画像形成条件を最適化することにより画像濃度を制御する濃度制御動作を実行し、最適化された画像形成条件の下でトナー像を形成する画像形成方法であって、上記目的を達成するため、前記濃度制御動作の実行前に装置内の温度、湿度および結露の有無のうち少なくとも１つを検出し、その検出結果に基づいて前記濃度制御動作の態様を異ならせることを特徴としている。 Also, the image forming method according to the present invention forms a toner image as a patch image on an image carrier and optimizes image forming conditions based on the density detection result to control the image density. And forming a toner image under optimized image forming conditions, in order to achieve the above object, the temperature, humidity and dew condensation in the apparatus before the density control operation is performed. At least one of presence / absence is detected, and the aspect of the density control operation is made different based on the detection result.
このように構成された発明では、濃度制御動作の開始前に、装置の動作環境、より具体的には温度、湿度および結露の有無のうち少なくとも１つを検出し、その検出結果（以下、「環境検出結果」と称する場合がある）に応じて濃度制御動作の態様を異ならせるようにしている。そのため、結露の生じやすい条件下でも、状況に応じた態様で濃度制御動作を行うことが可能となり、その結果、この発明によれば、結露の可能性のある条件下でも装置の動作条件を適切に制御して、良好な画像品質を得ることができる。 In the invention configured as described above, before the start of the concentration control operation, at least one of the operating environment of the apparatus, more specifically, temperature, humidity, and presence / absence of condensation is detected, and the detection result (hereinafter, “ The mode of the density control operation is varied according to the “environment detection result”. Therefore, it is possible to perform the concentration control operation in a mode according to the situation even under conditions where condensation is likely to occur. As a result, according to the present invention, the operating conditions of the apparatus are appropriately adjusted even under conditions where condensation is possible. And good image quality can be obtained.
例えば、環境検出結果が装置内の結露の可能性を示すものである場合には結露除去動作を含む前記濃度制御動作を実行する一方、それ以外の場合には前記結露除去動作を含まない前記濃度制御動作を実行することができる。こうすることで、結露の可能性のある条件下では結露除去が行われた上で濃度制御動作が実行されることとなり、濃度制御動作に結露の影響が及ぶことが防止される。また、結露のおそれのない場合には結露除去動作は実行されないので、この場合の濃度制御動作に要する時間を短縮することができる。 For example, when the environment detection result indicates the possibility of condensation in the apparatus, the concentration control operation including the condensation removal operation is performed, and in other cases, the concentration not including the condensation removal operation is performed. Control operations can be performed. In this way, the concentration control operation is performed after the condensation is removed under conditions where condensation may occur, and the influence of the condensation on the concentration control operation is prevented. Further, when there is no risk of condensation, the condensation removal operation is not executed, so that the time required for the concentration control operation in this case can be shortened.
前記結露除去動作としては、例えば前記像担持体が所定の方向に周回する無端状構造体である場合には、継続的に前記像担持体を所定時間周回させることができる。こうして可動部材を動かすことによって装置内における発熱および空気の流れを生じさせることができ、これにより結露の解消を促進させることができる。 As the dew condensation removing operation, for example, when the image carrier is an endless structure that circulates in a predetermined direction, the image carrier can be continuously circulated for a predetermined time. By moving the movable member in this manner, heat generation and air flow can be generated in the apparatus, thereby promoting the elimination of condensation.
特に、前記像担持体表面に対し離当接自在に設けられて、前記像担持体表面に当接した状態で前記像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段をさらに備える場合には、前記像担持体を周回させる間、前記クリーニング手段は前記像担持体表面に当接した状態を保持することが好ましい。こうすることにより、結露により像担持体に付着した水滴が除去されて、結露の除去がさらに促進される。クリーニング手段が像担持体に対し常に当接した状態に保持されている場合には、前記のように像担持体を周回させることによって同様の効果を得ることができる。 In particular, in the case where it further comprises a cleaning means that is provided so as to be able to come into contact with and separate from the surface of the image carrier and removes residual toner on the surface of the image carrier in a state of being in contact with the surface of the image carrier. While the image carrier is rotated, it is preferable that the cleaning unit maintains a state in contact with the surface of the image carrier. By doing so, water droplets attached to the image carrier due to condensation are removed, and the removal of condensation is further promoted. When the cleaning means is always kept in contact with the image carrier, the same effect can be obtained by rotating the image carrier as described above.
また、環境検出結果が装置内の結露の可能性を示すものである場合には、結露が解消されたことを確認する結露解消確認動作を行い、結露が解消されてから前記濃度制御動作を実行する一方、それ以外の場合には、前記結露解消確認動作を行わずに前記濃度制御動作を実行するようにしてもよい。こうすることで、結露の可能性のある条件下では結露が解消されたことが確認された上で濃度制御動作が実行されることとなり、濃度制御動作に結露の影響が及ぶことが防止される。また、結露のおそれのない場合には結露解消確認動作は実行されないので、この場合の濃度制御動作に要する時間を短縮することができる。 Also, if the environmental detection result indicates the possibility of condensation in the device, the condensation elimination confirmation operation is performed to confirm that condensation has been eliminated, and the concentration control operation is executed after the condensation has been eliminated. On the other hand, in other cases, the concentration control operation may be executed without performing the condensation elimination confirmation operation. By doing this, the concentration control operation is executed after it is confirmed that the condensation has been eliminated under the condition where condensation is possible, and the influence of the condensation on the concentration control operation is prevented. . In addition, when there is no risk of condensation, the condensation elimination confirmation operation is not executed, so that the time required for the concentration control operation in this case can be shortened.
前記結露解消確認動作としては、例えば前記像担持体表面に光を照射してその反射光を受光し、受光量に応じた信号を出力する光量検出手段を備える装置では、該光量検出手段の出力信号に基づいて結露が解消されているか否かを判定することができる。光量検出手段または像担持体に結露が生じると、照射光または反射光が散乱されるため結露のない場合とは大きく異なる検出出力が得られることになる。このことを利用して、結露が解消されたか否かを簡単な方法で検出することが可能である。 As the dew condensation elimination confirmation operation, for example, in an apparatus including a light amount detection unit that irradiates light on the surface of the image carrier, receives reflected light, and outputs a signal corresponding to the amount of received light, the output of the light amount detection unit It is possible to determine whether or not condensation has been eliminated based on the signal. When condensation occurs on the light amount detection means or the image carrier, the irradiation light or the reflected light is scattered, so that a detection output that is significantly different from that in the case where there is no condensation is obtained. By utilizing this fact, it is possible to detect whether condensation has been eliminated by a simple method.
より具体的には、例えば、パッチ画像形成前の前記像担持体表面に光を照射したときの前記光量検出手段の出力に基づいて結露が解消されているか否かを判定することができる。上記したように、光量検出手段または像担持体に結露が生じると、結露のない場合と比較して光量検出結果が大きく異なることとなるからである。 More specifically, for example, it is possible to determine whether or not condensation has been eliminated based on the output of the light amount detection means when light is applied to the surface of the image carrier before patch image formation. This is because, as described above, when condensation occurs on the light amount detection means or the image carrier, the light amount detection result is greatly different from the case where there is no condensation.
また、例えば、前記像担持体表面に形成されたパッチ画像に光を照射したときの前記光量検出手段の出力に基づいて結露が解消されたか否かを判定するようにしてもよい。結露が生じているとき、上記したように光量検出結果が正常な場合と大きく異なるばかりでなく、トナー像の形成自体も正常に行えなくなっている可能性が高い。パッチ画像から検出された光量が正しい値となるためには、パッチ画像の濃度、パッチ画像への照射光量および光量検出手段により検出される反射光量のいずれもが適正である必要があり、このことから、パッチ画像についての光量検出結果から、結露の有無を判定することができる。 In addition, for example, it may be determined whether or not condensation has been eliminated based on the output of the light amount detection means when the patch image formed on the surface of the image carrier is irradiated with light. When dew condensation occurs, not only is the light amount detection result significantly different from the normal case as described above, but there is a high possibility that the toner image itself cannot be formed normally. In order for the amount of light detected from the patch image to be a correct value, all of the density of the patch image, the amount of light applied to the patch image, and the amount of reflected light detected by the light amount detection means must be appropriate. Thus, the presence or absence of condensation can be determined from the light amount detection result for the patch image.
以下に、本発明を適用した画像形成装置の２つの実施形態について説明するが、両実施形態における装置構成は同一であり、その制御動作の態様のみが２つの実施形態間で相違している。そこで、まず両実施形態に共通の装置構成について説明し、その後に２つの実施形態それぞれにおける制御動作の詳細について説明する。 In the following, two embodiments of an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described. The apparatus configuration in both embodiments is the same, and only the mode of the control operation is different between the two embodiments. Therefore, the apparatus configuration common to both embodiments will be described first, and then the details of the control operation in each of the two embodiments will be described.
（装置構成の説明）
図１は本発明を好適に適用することのできる画像形成装置の構成例を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０に設けられたＣＰＵ１０１がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
(Explanation of device configuration)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an image forming apparatus to which the present invention can be preferably applied. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This apparatus forms a full color image by superposing four color toners (developers) of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K), or only black (K) toner. The image forming apparatus forms a monochrome image using In this image forming apparatus, when an image signal is given to the main controller 11 from an external device such as a host computer, the
このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電ローラ２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ローラ２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に帯電させる。クリーニング部２５は一次転写後に感光体２２の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体２２、帯電ローラ２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２は一体として装置本体に対し着脱自在となっている。
In the engine unit EG, the
そして、この帯電ローラ２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
Then, the light beam L is irradiated from the
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この装置では、現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色の非磁性一成分トナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、エンジンコントローラ１０により制御されるステッピングモータである現像ユニット駆動モータ（図示省略）により矢印方向Ｄ3に回転駆動されている。また、装置本体には、現像ユニット４に対し離当接するロータリーロック４５が設けられている。必要に応じてこのロータリーロック４５が現像ユニット４の支持フレーム４０の外周部に当接することにより、現像ユニット４の回転を拘束し現像ユニット４を所定位置に停止位置決めするブレーキおよびロック機構として作用する。
The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing
そして、エンジンコントローラ１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋが選択的に感光体２２と対向する現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ４４が、所定のギャップを隔てて感光体２２に対し対向配置され、その対向位置において現像ローラ４４から感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化（現像）される。
Then, based on a control command from the
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ2に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から取り出され搬送経路ＦＦに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。
The toner image developed by the developing
二次転写領域ＴＲ2は、ローラ７３に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面と、該ベルト表面に対し離当接する二次転写ローラ８６とが当接するニップ部である。カセット８に積層貯留されたシートＳは、ピックアップローラ８８の回転によって１枚ずつ取り出されて搬送経路ＦＦに乗せられる。そして、フィードローラ８４、８５およびゲートローラ８１の回転によって搬送経路ＦＦに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送される。
The secondary transfer region TR2 is a nip portion where the surface of the
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には次の通りである。搬送経路ＦＦ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられるとともに、さらにその手前側にゲート前シート検出センサ８０１が設けられている。そして、搬送経路ＦＦ上を搬送されてきたシートＳが到達したことがゲート前シート検出センサ８０１により検出されるとシートＳの搬送はいったん停止され、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに同期させてゲートローラ８１の回転を再開することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。こうして二次転写領域ＴＲ2を通過するシートＳの表面に、中間転写ベルト７１上に形成されたトナー像が二次転写される。
At this time, in order to correctly transfer the image on the
こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９によりトナー像を定着され、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ4方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路ＦＦに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
The sheet S on which the color image is thus formed is fixed with the toner image by the fixing
また、シート搬送経路ＦＦおよび反転搬送経路ＦＲ上の各位置には、前記したゲート前シート検出センサ８０１の他にも、当該経路上においてシート通過の有無を検出するためのシート検出センサ８０２〜８０４が設けられており、これらのセンサの出力に基づいて、シート搬送タイミングが管理されるとともに、各位置でのジャム検出が行われる。 In addition to the above-mentioned pre-gate sheet detection sensor 801, sheet detection sensors 802 to 804 for detecting whether or not a sheet has passed on the path are provided at positions on the sheet conveyance path FF and the reverse conveyance path FR. The sheet conveyance timing is managed based on the outputs of these sensors, and jam detection is performed at each position.
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６が配置されている。このクリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能のクリーナブレード７６１と、廃トナータンク７６２とを備えている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナブレード７６１がローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落として除去する。掻き落とされたトナーは廃トナータンク７６２に蓄えられる。廃トナータンク７６２には、当該タンクの満杯を検出するための廃トナーセンサ７６３が設けられている。
A cleaner 76 is disposed in the vicinity of the
このクリーナブレード７６１は、二次転写領域ＴＲ2においてシートＳへの画像の転写が行われるときに、それと同じ周回において中間転写ベルト７１上に残留付着するトナーを除去するように、離当接制御される。したがって、例えば装置がモノクロ画像を連続的に形成する場合には、一次転写領域ＴＲ1において中間転写ベルト７１に転写された画像が直ちに二次転写領域ＴＲ2でシートＳに転写されるので、クリーナブレード７６１は当接状態に保持される。一方、カラー画像を形成する場合には、各色のトナー像が互いに重ね合わされる間、クリーナブレード７６１を中間転写ベルト７１から離間させておく必要がある。そして、各色のトナー像が互いに重ね合わされてフルカラー画像が完成し、シートＳに二次転写されるのと同一の周回において、残留トナーを除去すべくクリーナブレード７６１が中間転写ベルト７１に当接されることとなる。
The cleaner blade 761 is controlled to be separated and abutted so as to remove the toner remaining on the
また、ローラ７５の近傍には濃度センサ６０および垂直同期センサ７７が配置されている。この濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、必要に応じ、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるトナー像の画像濃度を測定する。そして、その測定結果に基づき、この装置では、画像品質に影響を与える装置各部の動作条件、例えば各現像器に与える現像バイアスや、光ビームＬの強度などの調整を行っている。この濃度センサ６０は、例えば反射型フォトセンサを用いて、中間転写ベルト７１上の所定面積の領域の画像濃度に対応した信号を出力するように構成されている。そして、ＣＰＵ１０１は、中間転写ベルト７１を周回移動させながらこの濃度センサ６０からの出力信号を定期的にサンプリングすることで、中間転写ベルト７１上のトナー像各部の画像濃度を検出することができる。
Further, a
また、垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖsyncを得るためのセンサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖsyncに基づいて制御される。
The
また、装置内部でエンジン部ＥＧの近傍には、装置内の温度および湿度を検出するための温湿度センサ９０が設けられている。ＣＰＵ１０１は、温湿度センサ９０の出力に基づいて、装置内の温度および湿度を把握することができる。また、検出された温度と湿度との関係から、装置内が結露しやすい条件にあるのか否かを判定することができる。
Further, a temperature /
また、全体として略円筒形をなす現像ユニット４の側面に当たる各現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍおよび４Ｋの外周面には、それぞれメモリタグ４９Ｙ，４９Ｃ，４９Ｍおよび４９Ｋが貼付されている。例えば、イエロー現像器４Ｙに装着されたメモリタグ４９Ｙは、該現像器の製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶するためのメモリ４９１Ｙと、該メモリと電気的に接続されたループアンテナ４９２Ｙとを備えている。また、他の現像器に設けられたメモリタグ４９Ｃ，４９Ｍおよび４９Ｋにもそれぞれメモリチップ４９１Ｃ，４９１Ｍおよび４９１Ｋと、ループアンテナ４９２Ｃ，４９２Ｍおよび４９２Ｋとが設けられている。
Further,
一方、装置本体側にも無線通信用アンテナ１０９が設けられている。この無線通信用アンテナ１０９は、ＣＰＵ１０１と接続されたトランシーバ１０５によって駆動されており、現像器側の無線通信用アンテナとの間で無線通信を行うことにより、ＣＰＵ１０１と現像器に設けられたメモリとの間でデータの送受を行って該現像器に関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。
On the other hand, a
また、この装置では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。 Further, as shown in FIG. 2, this apparatus includes a display unit 12 that is controlled by the CPU 111 of the main controller 11. The display unit 12 is constituted by, for example, a liquid crystal display, and in accordance with a control command from the CPU 111, the operation guidance to the user, the progress of the image forming operation, the occurrence of an abnormality in the apparatus, the replacement timing of any unit, etc. A predetermined message for notification is displayed.
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
In FIG. 2, reference numeral 113 denotes an image memory provided in the main controller 11 for storing an image given from an external device such as a host computer via the interface 112.
図３は濃度センサの構成を示す図である。この濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面領域のうちローラ７５に巻き掛けられた巻き掛け領域７１ａに光を照射するＬＥＤなどの発光素子６０１を有している。また、この濃度センサ６０には、後述するようにＣＰＵ１０１から光量制御信号変換部６８０を介して与えられる光量制御信号Ｓlcに応じて照射光の照射光量を調整するために、偏光ビームスプリッター６０３、照射光量モニタ用受光ユニット６０４および照射光量調整ユニット６０５が設けられている。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the density sensor. The
この偏光ビームスプリッター６０３は、図３に示すように、発光素子６０１と中間転写ベルト７１との間に配置されており、発光素子６０１から出射される光を中間転写ベルト７１上における照射光の入射面に平行な偏光方向を有するｐ偏光と、垂直な偏光方向を有するｓ偏光とに分割している。そして、ｐ偏光についてはそのまま中間転写ベルト７１に入射する一方、ｓ偏光については偏光ビームスプリッター６０３から取り出された後、照射光量モニタ用の受光ユニット６０４に入射され、この受光ユニット６０４の受光素子６４２から照射光量に比例した信号が照射光量調整ユニット６０５に出力される。
As shown in FIG. 3, the
この照射光量調整ユニット６０５は、受光ユニット６０４からの信号と、ＣＰＵ１０１から出力される光量制御電圧Ｖlcとに基づき発光素子６０１をフィードバック制御して発光素子６０１から中間転写ベルト７１に照射される照射光量を光量制御電圧Ｖlcに対応する値に調整する。このように、この実施形態では、ＣＰＵ１０１からの出力信号によって、照射光量を広範囲に、かつ適切に変更調整することができる。
The irradiation light
また、この実施形態では、照射光量モニタ用受光ユニット６０４に設けられた受光素子６４２の出力側に入力オフセット電圧６４１が印加されており、光量制御電圧Ｖlcがある信号レベルを超えない限り、発光素子６０１が消灯状態に維持されるように構成されている。入力オフセット電圧６４１を設けているのは、発光素子６０１の特性ばらつきに起因して光量制御電圧Ｖlcがゼロのときに発光素子６０１が発光してしまうことを未然に防止し、消灯させたい時には確実に消灯状態とするためである。
Further, in this embodiment, the input offset voltage 641 is applied to the output side of the
一方、所定の信号レベルを超える光量制御電圧Ｖlcが照射光量調整ユニット６０５に与えられると、発光素子６０１は点灯し、中間転写ベルト７１にｐ偏光が照射光として照射される。すると、このｐ偏光は中間転写ベルト７１で反射され、反射光量検出ユニット６０７で反射光の光成分のうちｐ偏光の光量とｓ偏光の光量とが検出され、各光量に対応する信号がＣＰＵ１０１に出力される。
On the other hand, when the light amount control voltage Vlc exceeding the predetermined signal level is applied to the irradiation light
この反射光量検出ユニット６０７は、図３に示すように、反射光の光路上に配置された偏光ビームスプリッター６７１と、偏光ビームスプリッター６７１を通過するｐ偏光を受光し、そのｐ偏光の光量に対応する信号を出力する受光ユニット６７０ｐと、偏光ビームスプリッター６７１で分割されたｓ偏光を受光し、そのｓ偏光の光量に対応する信号を出力する受光ユニット６７０ｓとを備えている。この受光ユニット６７０ｐでは、受光素子６７２ｐが偏光ビームスプリッター６７１からのｐ偏光を受光し、その受光素子６７２ｐからの出力をアンプ回路６７３ｐで増幅した後、その増幅信号をｐ偏光の光量に相当する信号として受光ユニット６７０ｐから出力している。また、受光ユニット６７０ｓは受光ユニット６７０ｐと同様に受光素子６７２ｓおよびアンプ回路６７３ｓを有している。このため、反射光の光成分のうち互いに異なる２つの成分光（ｐ偏光とｓ偏光）の光量を独立して求めることができる。
As shown in FIG. 3, the reflected light
また、この実施形態では、受光素子６７２ｐ，６７２ｓの出力側に出力オフセット電圧６７４ｐ，６７４ｓがそれぞれ印加されており、アンプ回路６７３ｐ，６７３ｓからＣＰＵ１０１に与えられる信号の出力電圧Ｖp，Ｖsはプラス側にオフセットされている。これは、受光される光が微弱で受光素子６７２ｐ，６７２ｓからの出力が小さい領域において、アンプ回路６７３ｐ，６７３ｓからの出力電圧に受光量の変化が現れない、いわゆる不感帯の影響を排除するためである。このように出力オフセット電圧６７４ｐ，６７４ｓを印加することで不感帯の影響を確実に排除することができ、反射光量に応じた出力電圧を出力することができる。
In this embodiment, output offset voltages 674p and 674s are applied to the output sides of the light receiving elements 672p and 672s, respectively, and the output voltages Vp and Vs of the signals given from the amplifier circuits 673p and 673s to the
次に、上記のように構成された画像形成装置の制御動作について説明する。この画像形成装置では、装置の電源が投入されたとき、いずれかのユニットが交換されたとき、スリープ状態から復帰したとき、および画像形成枚数が所定枚数に達したときなどのタイミングで以下に説明する制御動作を実行し、画像形成動作における装置の動作条件を最適化して常に良好な画像品質で画像を形成することができるようにしている。 Next, the control operation of the image forming apparatus configured as described above will be described. In this image forming apparatus, the following explanation is given at the timing when the apparatus is turned on, when any unit is replaced, when returning from the sleep state, and when the number of image forming sheets reaches a predetermined number. The control operation is executed to optimize the operation conditions of the apparatus in the image forming operation so that an image can always be formed with a good image quality.
（第１実施形態）
図４は第１実施形態の制御動作を示すフローチャートである。この制御動作では、まず現像ユニット４を所定のホームポジションに移動位置決めするとともに、感光体２２、中間転写ベルト７１など各部の回転を開始する（ステップＳ１０１）。このとき、クリーナブレード７６１については中間転写ベルト７１に当接させ、中間転写ベルト７１上の付着トナーを除去させる（ステップＳ１０２）。
(First embodiment)
FIG. 4 is a flowchart showing the control operation of the first embodiment. In this control operation, first, the developing
続いて、温湿度センサ９０の出力から装置内の温度および湿度を検出する（ステップＳ１０３）。そして、その検出結果に基づいて、装置内が結露を生じる可能性の高い条件（結露条件）であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。結露条件としては、例えば装置内温度が摂氏５度以下である、あるいは相対湿度が９０％以上である、などの条件を用いることができる。結露条件が満足されているときには、後述する前処理動作（ステップＳ１０５）を行ってから後述する濃度制御動作（ステップＳ１０６）を実行する。一方、結露条件が満足されていないときには、前処理動作をスキップして後述する光量設定動作（ステップＳ１０７）を行ってから濃度制御動作を実行する。 Subsequently, the temperature and humidity in the apparatus are detected from the output of the temperature / humidity sensor 90 (step S103). Then, based on the detection result, it is determined whether or not the inside of the apparatus has a condition (condensation condition) that is highly likely to cause dew condensation (step S104). As the dew condensation condition, for example, a condition such that the temperature in the apparatus is 5 degrees Celsius or less, or the relative humidity is 90% or more can be used. When the dew condensation condition is satisfied, a preprocessing operation (step S105) described later is performed, and then a density control operation (step S106) described later is performed. On the other hand, when the dew condensation condition is not satisfied, the density control operation is performed after skipping the preprocessing operation and performing the light amount setting operation (step S107) described later.
図５は光量設定動作を示すフローチャートである。また、図６は濃度センサにおける光量制御電圧に対する出力電圧の変化の様子を示すグラフである。より詳しくは、図６は光量制御電圧Ｖlcに対する受光ユニット６７０ｐからの出力電圧Ｖpの変化を示すグラフである。まず、光量設定動作の原理について、図６を参照しながら説明する。なお、ここではｐ偏光成分に対応した受光ユニット６７０ｐからの出力Ｖpについて説明するが、ｓ偏光成分に対応した受光ユニット６７０ｓからの出力Ｖsについても同様に考えることができる。ただし、ｐ偏光成分が正反射成分であることから、受光ユニット６７０ｐからの出力Ｖpの方が出力レベルが高くその変化のダイナミックレンジも大きいので、ここではｐ偏光成分に対応する出力電圧Ｖpを用いて照射光量を定めることとする。 FIG. 5 is a flowchart showing the light amount setting operation. FIG. 6 is a graph showing how the output voltage changes with respect to the light amount control voltage in the density sensor. More specifically, FIG. 6 is a graph showing a change in the output voltage Vp from the light receiving unit 670p with respect to the light amount control voltage Vlc. First, the principle of the light amount setting operation will be described with reference to FIG. Although the output Vp from the light receiving unit 670p corresponding to the p-polarized component will be described here, the output Vs from the light receiving unit 670s corresponding to the s-polarized component can be considered in the same manner. However, since the p-polarized light component is a regular reflection component, the output Vp from the light receiving unit 670p has a higher output level and a larger dynamic range, and therefore the output voltage Vp corresponding to the p-polarized light component is used here. The amount of irradiation light is determined.
光量基準電圧Ｖlcの増加とともに発光素子６０１の光量も増加するため、基本的には受光ユニット６７０ｐからの出力電圧Ｖpは光量基準電圧Ｖlcにほぼ比例して変化する。ただし、前記したように照射光量モニタ用受光ユニット６０４に入力オフセット電圧６４１が設けられているため、光量制御電圧Ｖlcがある値Ｖ0を超えない範囲では発光素子６０１は発光しない。このとき、受光ユニット６７０ｐの出力に出力オフセット電圧６７４ｐが与えられているので、出力電圧Ｖpはゼロではなく、受光ユニット６７０ｐの感度に応じた一定の値Ｖｐ0となる。すなわち、ＣＰＵ１０１が出力する光量制御電圧Ｖlcを値Ｖ0未満としたとき、発光ユニット６０１は点灯せず、このときの受光ユニット６７０ｐの出力電圧Ｖpは一定値Ｖp0となる。以下では、発光素子６０１が消灯した状態における受光ユニット６７０ｐの出力電圧を、暗出力Ｖp0と称する。
Since the light amount of the
光量制御電圧Ｖlcを値Ｖ0よりも大きくすると発光素子６０１は点灯し、中間転写ベルト７１上へ光が照射される。これに伴って受光ユニット６７０ｐからの出力電圧Ｖpも上昇する。ただし、光量制御電圧Ｖlcをある程度以上に大きくしても、回路構成上、出力電圧Ｖpは飽和する。
When the light amount control voltage Vlc is larger than the value V0, the
濃度センサ６０の出力電圧に基づきパッチ画像の濃度測定を行うためには、パッチ画像の濃度検出時における光量制御電圧Ｖlcの設定値を、受光量に対する出力電圧の直線性のよい領域（比例領域Ｚprop）に属する値とする必要がある。また、簡単な処理で効率よくパッチ画像濃度を求めるためには、パッチ画像が形成されていない、つまり中間転写ベルト７１にパッチ画像を構成するトナーが付着していない状態での出力電圧Ｖpが一定の基準値となっていることが好ましい。というのは、こうすることにより、上記した一定の基準値に対する出力電圧Ｖpの変化量から簡単にトナー量の多少を求めることができるからである。
In order to measure the density of the patch image based on the output voltage of the
そこで、この実施形態では、濃度測定を行うときの光量制御電圧Ｖlcを、比例領域（Ｚprop）に属し、かつその値に対応する受光ユニット６７０ｐからの出力電圧Ｖpが所定の基準値Ｖprefとなるような値（以下、「基準光量制御電圧」という）Ｖrefに設定する。すなわち、濃度測定の実行に先立って、トナー像を担持しない状態の中間転写ベルト７１からの反射光を受光した時の受光ユニット出力電圧Ｖpが基準値Ｖprefとなるような光量制御電圧Ｖlcの値を見出し、その値を基準光量制御電圧Ｖrefとする。
Therefore, in this embodiment, the light amount control voltage Vlc when performing density measurement belongs to the proportional region (Zprop), and the output voltage Vp from the light receiving unit 670p corresponding to the value becomes a predetermined reference value Vpref. Vref (hereinafter referred to as “reference light amount control voltage”) Vref. That is, prior to the execution of density measurement, the value of the light amount control voltage Vlc is set so that the light receiving unit output voltage Vp becomes the reference value Vpref when the reflected light from the
より具体的には、次のようにして基準光量制御電圧Ｖrefを求めることができる。すなわち、光量制御電圧Ｖlcを、領域Ｚpropに属する２つの値ＶL、ＶHに順次設定し、それぞれにおける受光ユニット６７０ｐの出力電圧ＶpLおよびＶpHを検出すれば、これらの値から領域Ｚpropにおける光量制御電圧Ｖlcと受光ユニット出力電圧Ｖpとの間の直線関係を求めることができる。こうして求めた関係から、受光ユニット６７０ｐの出力電圧Ｖpを基準値Ｖprefとするための光量制御電圧Ｖlcの値、すなわち基準光量制御電圧Ｖrefを求めればよい。 More specifically, the reference light amount control voltage Vref can be obtained as follows. That is, if the light amount control voltage Vlc is sequentially set to two values VL and VH belonging to the region Zprop, and the output voltages VpL and VpH of the light receiving unit 670p are respectively detected, the light amount control voltage Vlc in the region Zprop is determined from these values. And the light receiving unit output voltage Vp can be obtained. From the relationship thus obtained, the value of the light amount control voltage Vlc for setting the output voltage Vp of the light receiving unit 670p as the reference value Vpref, that is, the reference light amount control voltage Vref may be obtained.
こうすることによって、パッチ画像濃度を精度よく測定することが可能となる。というのは、図６に示す光量制御電圧Ｖlcと受光ユニット出力電圧Ｖpとの関係は、濃度センサ６０を構成する部品の特性ばらつきや温度変化、さらには濃度センサ６０がトナー付着により汚れるなどの原因により変動することがあるが、パッチ画像の濃度検出に先立って上記のように光量の設定をすることで、これらの原因が測定結果に及ぼす影響を低減することができるからである。
By doing so, it is possible to accurately measure the patch image density. This is because the relationship between the light quantity control voltage Vlc and the light receiving unit output voltage Vp shown in FIG. 6 is caused by variations in characteristics of components constituting the
以上の原理に基づく光量設定動作について、図５を参照しながら説明する。まず、光量制御電圧Ｖlcを値Ｖ0より小さい値に設定することで発光素子６０１を消灯状態としながら、そのときの受光ユニット６７０ｐの出力電圧、すなわち暗出力Ｖp0を検出する（ステップＳ２０１）。この暗出力値は光量設定には直接必要ではないが、後で行うパッチ画像の濃度検出における濃度センサ出力の基準値として使用される。
The light quantity setting operation based on the above principle will be described with reference to FIG. First, by setting the light amount control voltage Vlc to a value smaller than the value V0, the
続いて、光量制御電圧Ｖlcを比較的小さな値ＶLに設定することで発光素子６０１を低光量で発光させ、このときの反射光量に対応する受光ユニット６７０ｐの出力電圧ＶpLを検出する（ステップＳ２０２）。同様に、光量制御電圧Ｖlcを比較的大きな値ＶHに設定することで発光素子６０１を高光量で発光させ、このときの反射光量に対応する受光ユニット６７０ｐの出力電圧ＶpHを検出する（ステップＳ２０３）。このとき、ＣＰＵ１０１によりセンサ出力電圧Ｖpを定期的にサンプリングしながら、中間転写ベルト７１を少なくとも１周周回させることが望ましい。こうすることで、中間転写ベルト７１の色ムラや汚れの影響を小さくすることができる。
Subsequently, the light amount control voltage Vlc is set to a relatively small value VL so that the
そして、サンプリングした出力電圧ＶpL、ＶpHを中間転写ベルト７１の１周分について平均し（ステップＳ２０４）、その平均値に基づき基準光量制御電圧Ｖrefを求める（ステップS２０５）。この計算は、サンプリングにより得た電圧値ＶpL、ＶpHの平均値と図６に示す関係に基づいて、例えば次式：
Ｖref＝｛（ＶH−ＶL）・Ｖpref＋ＶL・ＶpH−ＶH・ＶpL｝／（ＶpH−ＶpL）
により求めることができる。ＣＰＵ１０１から照射光量調整ユニット６０５に与える光量制御電圧Ｖlcをこうして求めた基準光量制御電圧Ｖrefに設定すれば、中間転写ベルト７１にトナーが付着しない状態での受光ユニット６７０ｐの出力は基準値Ｖprefとなる。したがって、トナー像の濃度を求める際には、この値Ｖprefを基準として出力電圧Ｖpの実測値を評価することで、センサの特性ばらつきやトナーによる汚れの影響を受けることなく、安定してトナー像の濃度測定を行うことが可能となる。
The sampled output voltages VpL and VpH are averaged for one rotation of the intermediate transfer belt 71 (step S204), and a reference light amount control voltage Vref is obtained based on the average value (step S205). This calculation is based on the average values of the voltage values VpL and VpH obtained by sampling and the relationship shown in FIG.
Vref = {(VH−VL) · Vpref + VL · VpH−VH · VpL} / (VpH−VpL)
It can ask for. When the light amount control voltage Vlc applied from the
図７は前処理動作を示すフローチャートである。前処理動作では、まず上記した光量設定動作を行う（ステップＳ３０１）。そして、決定された基準光量制御電圧Ｖrefの値が安定したものであるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。このような判定を行う理由は次の通りである。 FIG. 7 is a flowchart showing the preprocessing operation. In the preprocessing operation, first, the above-described light amount setting operation is performed (step S301). Then, it is determined whether or not the determined value of the reference light amount control voltage Vref is stable (step S302). The reason for making such a determination is as follows.
図８は光量設定動作の処理回数と基準光量制御電圧決定値との関係を示すグラフである。本願発明者らは、上記のように構成された光量設定動作を何度か繰り返して実行する実験を、装置内に結露を生じている場合とそうでない場合との双方で行った。その結果、以下のような知見を得た。図８に示すように、結露のない場合、光量設定処理を何回か繰り返しても、結果として得られる基準光量制御電圧Ｖrefの決定値はほぼ一定値であった。これに対して、結露のある状態で実験を開始した場合、初期の段階では基準光量制御電圧Ｖrefの決定値が１回ごとに大きく変動し、何度か処理を繰り返すうちに次第に一定値に収束する。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the number of processing of the light amount setting operation and the reference light amount control voltage determination value. The inventors of the present application conducted an experiment in which the light amount setting operation configured as described above was repeatedly performed both in the case where condensation occurred in the apparatus and in the case where it did not. As a result, the following findings were obtained. As shown in FIG. 8, when there is no condensation, the determined value of the reference light amount control voltage Vref obtained as a result is almost constant even if the light amount setting process is repeated several times. On the other hand, when the experiment is started with condensation, the determined value of the reference light amount control voltage Vref fluctuates greatly every time in the initial stage, and gradually converges to a constant value as the processing is repeated several times. To do.
装置内に結露があるときにこのような現象が見られる原因としては、濃度センサ６０から照射された光が中間転写ベルト７１上で反射され濃度センサ６０で受光されるまでの光路上に水滴が付着し光が遮蔽または散乱されていることが考えられる。実際に、決定値がほぼ一定値に収束するタイミングと、装置内の結露が消失するタイミングとは概ね一致していた。また、結露した状態から一定のインターバルをおいて光量設定動作を繰り返したとき、そのインターバルの間にも感光体２２および中間転写ベルト７１の周回を継続させた場合と、その間これらを停止させた場合との比較では、前者の方が格段に早く結露が解消された。
The reason why such a phenomenon is observed when there is dew condensation in the apparatus is that water droplets are reflected on the optical path from when the light emitted from the
このことから、光量設定動作の結果として得られた基準光量制御電圧の決定値が処理の度に変化し一定しない場合、装置内の結露が解消されていないことが予想される。そこで、結露しやすい条件下で行う光量設定処理では、決定値が安定していることを確認した上で処理を進めることにより、結露の影響を排除することができる。決定値が安定したかどうかについては、今回の決定値と前回の決定値との差ΔＶrefにより決定値の経時変化量を求め、その値ΔＶrefが予め定められた所定の目標レベル以下に収まっているか否かで判定することができる。なお、ここでは光量設定動作の結果として得られた基準光量制御電圧Ｖrefの決定値が安定したかどうかで結露が解消されたか否かを判定しているが、この決定値は濃度センサ６０の出力電圧に基づいて決定されているので、このことは濃度センサ６０の出力電圧自体の経時変化量から判定を行うようにするのと等価である。すなわち、濃度センサ６０の出力電圧自体の経時変化量から判定を行うようにしてもよい。
From this, when the determined value of the reference light amount control voltage obtained as a result of the light amount setting operation changes every time it is processed and is not constant, it is expected that dew condensation in the apparatus has not been eliminated. Therefore, in the light amount setting process performed under conditions where condensation is likely to occur, the influence of condensation can be eliminated by proceeding after confirming that the determined value is stable. Whether or not the decision value is stable is obtained by determining the amount of change over time of the decision value based on the difference ΔVref between the current decision value and the previous decision value, and whether the value ΔVref falls below a predetermined target level. It can be determined by no. Here, it is determined whether or not the dew condensation has been eliminated depending on whether or not the determined value of the reference light amount control voltage Vref obtained as a result of the light amount setting operation is stable. This determined value is the output of the
図７に戻って前処理動作の説明を続ける。上記の原理に基づき、この前処理動作では基準光量制御電圧の決定値Ｖrefが安定するまで光量設定動作を繰り返し実行する。したがって、少なくとも２回の光量設定動作が行われることとなる。光量設定動作を繰り返す間、感光体２２および中間転写ベルト７１の周回およびクリーナブレード７６の中間転写ベルト７１への当接は継続しておく。また、感光体２２に対してはクリーナ２５のブレードが常に当接した状態にある。これらの状態を維持することにより、装置内に生じる気流および各部から放出される熱によって結露の解消が促進される。そして、２回の光量設定動作における基準光量制御電圧の決定値の差ΔＶrefが所定レベル以下となれば、基準光量制御電圧Ｖrefが安定したものと判断し、次の処理（ステップＳ３０３）へ進む。
Returning to FIG. 7, the description of the preprocessing operation will be continued. Based on the above principle, in this pre-processing operation, the light amount setting operation is repeatedly executed until the determined value Vref of the reference light amount control voltage is stabilized. Therefore, the light quantity setting operation is performed at least twice. While the light amount setting operation is repeated, the rotation of the
なお、ここでいう結露条件は「結露の可能性が高い条件」を意味しており、結露条件が満足されているとき必ず結露が発生するというわけではない。結露条件が満足されていても実際には結露が発生していなければ、上記のように繰り返される光量設定動作は２回のみで終了すると予想され、この場合の前処理動作は比較的短時間で終了する。したがって、明らかに結露している場合はもちろんであるが、少しでも結露の可能性があると想定される場合には図７に示す前処理動作を行っておくのがより安全であるといえる。 Note that the dew condensation condition here means “a condition where the possibility of dew condensation is high”, and dew condensation does not always occur when the dew condensation condition is satisfied. If condensation does not actually occur even if the condensation conditions are satisfied, the light quantity setting operation repeated as described above is expected to be completed only twice, and the pre-processing operation in this case takes a relatively short time. finish. Therefore, it is obvious that the condensation is obviously performed, but it is safer to perform the preprocessing operation shown in FIG. 7 when it is assumed that there is a possibility of condensation.
ステップＳ３０３では、得られた基準光量制御電圧Ｖrefが適正値であるか否かを判定する。図８に示すように、結露の解消とともに基準光量制御電圧の決定値は一定値に収束するが、他の要因、例えば濃度センサ６０にトナーが付着して汚れたり、濃度センサ６０の電気的な不具合に起因して、収束した値自体が適正な値から外れている場合がある。このような事態は、特に装置内に結露が生じた場合に発生しやすい。そこで、得られた決定値が予め定められた適正範囲から外れている場合には動作を中止して、ユーザに対しサービスマンに点検を依頼するよう促す旨のメッセージを、表示部１２に表示させる。なお、ここではこのようなメッセージを表示部１２に表示させることを「サービスコール」と称することとする。こうすることで、装置が異常なまま使用されて正常でない画像が形成されたり、装置にさらに重大なダメージが加わることを回避することができる。
In step S303, it is determined whether or not the obtained reference light amount control voltage Vref is an appropriate value. As shown in FIG. 8, the determined value of the reference light amount control voltage converges to a constant value as condensation is eliminated, but other factors, for example, the toner adheres to the
このように、この実施形態では、濃度制御動作に先立って、結露条件が満足されていないときには光量設定動作を１回行う一方、結露条件が満足されているときには複数回の光量設定動作を行うことにより、濃度センサ６０からの照射光量を適正に設定するとともに、装置内の結露がなかった、あるいは既に解消されていることを確認した上で、濃度制御動作が実行される。
As described above, in this embodiment, prior to the density control operation, the light amount setting operation is performed once when the dew condensation condition is not satisfied, and multiple light amount setting operations are performed when the dew condensation condition is satisfied. As a result, the amount of light emitted from the
図９は濃度制御動作を示すフローチャートである。なお、パッチ画像の濃度を光学的に検出し、その検出結果に基づいて画像濃度を制御する技術については数多くの公知技術があり、この実施形態においてもそのような公知技術を適用することが可能である。例えば、本願出願人の先の出願にかかる特開２００４−０７０１８４号公報に記載された濃度制御技術、すなわち濃度センサ６０から出力される２つの偏光成分に対応する出力電圧に基づき濃度制御を行う技術を本実施形態にも適用することができるので、ここでは濃度制御動作についてはその流れのみを説明し、詳しい説明は省略する。また、図９は１つのトナー色についての濃度制御動作を示しており、複数色について濃度制御動作を行う場合には図９の動作を各色について実行することにより、各色の画像形成動作における動作条件が最適化される。
FIG. 9 is a flowchart showing the density control operation. There are many known techniques for optically detecting the density of a patch image and controlling the image density based on the detection result, and such known techniques can also be applied to this embodiment. It is. For example, the density control technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-070184 according to the previous application of the applicant of the present application, that is, a technique for performing density control based on output voltages corresponding to two polarization components output from the
まず、現像ローラ４４に与える現像バイアスを多段階に変更設定しながら、各バイアス値でパッチ画像を形成する（ステップＳ４０１）。ここでのパッチ画像は比較的高濃度のものが好ましく、例えばベタ画像を用いることができる。そして、ＣＰＵ１０１から濃度センサ６０に与える光量制御電圧Ｖlcを先に決定した基準光量制御電圧Ｖrefに設定しながら、各パッチ画像について反射光量をサンプリングしてその濃度を検出する（ステップＳ４０２）。こうして得られた濃度検出結果から、高濃度パッチ画像を所定の高濃度側目標濃度で形成するための現像バイアスの最適値（最適現像バイアス）を算出する（ステップＳ４０３）。
First, a patch image is formed with each bias value while changing and setting the developing bias applied to the developing roller 44 in multiple stages (step S401). Here, the patch image preferably has a relatively high density. For example, a solid image can be used. Then, while setting the light quantity control voltage Vlc applied from the
続いて、現像バイアスをこうして得られた最適値に設定し（ステップＳ４０４）、露光エネルギーを多段階に変更設定しながら、各エネルギー値でパッチ画像を形成する（ステップＳ４０５）。ここでのパッチ画像は比較的低濃度のものが好ましく、例えばハーフトーン画像や１オン１０オフ程度の孤立ドットラインからなる画像を用いることができる。そして、各パッチ画像について反射光量をサンプリングしてその濃度を検出する（ステップＳ４０６）。こうして得られた濃度検出結果から、低濃度パッチ画像を所定の低濃度側目標濃度で形成するための露光エネルギーの最適値（最適露光エネルギー）を算出する（ステップＳ４０７）。これにより現像バイアスおよび露光エネルギーが最適化されて、所望の画像濃度で画像を形成することができる。 Subsequently, the development bias is set to the optimum value thus obtained (step S404), and a patch image is formed with each energy value while changing and setting the exposure energy in multiple stages (step S405). The patch image here preferably has a relatively low density. For example, a halftone image or an image composed of isolated dot lines of about 1 on 10 off can be used. Then, the amount of reflected light is sampled for each patch image to detect its density (step S406). From the density detection result thus obtained, an optimum value of exposure energy (optimum exposure energy) for forming a low density patch image with a predetermined low density side target density is calculated (step S407). As a result, the development bias and exposure energy are optimized, and an image can be formed with a desired image density.
以上のように、この実施形態では、画像形成動作における装置の動作条件（画像形成条件）を最適化する濃度制御動作の開始前に、温湿度センサ９０の出力に基づいて装置内の結露の可能性を判定し、その結果に基づいて以後の動作を異ならせるようにしている。すなわち、所定の結露条件が満たされず結露の可能性が低いときには、光量設定動作を１回のみ行って濃度センサ６０からの照射光量を調整した上で濃度制御動作を実行する。一方、結露条件が満たされ結露の可能性が高いときには、光量設定動作を複数回行うとともに、光量設定動作で得られた基準光量制御電圧Ｖrefの結果が安定したものであることを濃度センサ６０の出力に基づき確認する前処理動作を実行した上で、濃度制御動作を実行するようにしている。そのため、装置内の結露に起因する濃度センサ６０の照射光量の変動を抑えて、パッチ画像の濃度を精度よく検出することができる。その結果、この実施形態では、結露のないときは言うまでもなく、結露の可能性のある条件下でも、装置の動作条件を最適化して画像品質を良好に維持することができる。
As described above, in this embodiment, before the start of the density control operation for optimizing the operating conditions (image forming conditions) of the apparatus in the image forming operation, condensation within the apparatus is possible based on the output of the temperature /
また、結露の解消が確認されるまでの間、感光体２２や中間転写ベルト７１の周回を継続させておくので、装置内に生じる熱や気流による結露解消促進効果が得られる。そのため、結露除去のための構成部品を別途設けることなく、短時間で結露を解消させることができる。特に、中間転写ベルト７１に離当接するクリーナブレード７６１を当接させたまま中間転写ベルト７１を周回させているので、中間転写ベルト７１上の水滴を早期に除去することが可能となっている。
Further, since the circulation of the
（第２実施形態）
上記した第１実施形態の制御動作では、光量設定動作における基準光量制御電圧Ｖrefの決定値に基づいて結露が解消したか否かを判定するようにしていた。より詳しくは、複数回繰り返して実行した光量設定動作における基準光量制御電圧Ｖrefの決定値の変化量が所定レベル以下であるとき、結露が解消されたと判定するようにしていた。これに対し、次に説明する第２実施形態の制御動作では、パッチ画像の濃度検出結果に基づいて結露が解消したか否かを判定する。
(Second Embodiment)
In the control operation of the first embodiment described above, it is determined whether or not condensation has been eliminated based on the determined value of the reference light amount control voltage Vref in the light amount setting operation. More specifically, when the amount of change in the determined value of the reference light amount control voltage Vref in the light amount setting operation that is repeatedly executed a plurality of times is less than or equal to a predetermined level, it is determined that condensation has been eliminated. On the other hand, in the control operation of the second embodiment described below, it is determined whether or not condensation has been eliminated based on the density detection result of the patch image.
図１０は第２実施形態の制御動作を示すフローチャートである。この実施形態における制御動作は、まず装置各部の周回動作を開始し（ステップＳ５０１）、中間転写ベルト７１にクリーナブレード７６１を当接させる（ステップＳ５０２）ところまでは第１実施形態と同じである。ただし、この後、光量設定動作を行う（ステップＳ５０３）。光量設定動作の内容は上記した第１実施形態のものと同じである。そして、温湿度センサ９０の出力に基づいて装置内の温度および湿度を検出し（ステップＳ５０４）、その結果に応じて以後の動作を変化させる（ステップＳ５０５）。すなわち、結露条件が満足されておらず結露の可能性が低いときには第１実施形態と同一の濃度制御動作を行う一方（ステップＳ５０６）、結露条件が満足され結露の可能性が高いときには、以下に説明する結露対策用濃度制御動作を実行する（ステップＳ５０７）。 FIG. 10 is a flowchart showing the control operation of the second embodiment. The control operation in this embodiment is the same as that in the first embodiment until the rotating operation of each part of the apparatus is started (step S501) and the cleaner blade 761 is brought into contact with the intermediate transfer belt 71 (step S502). However, after this, a light amount setting operation is performed (step S503). The content of the light amount setting operation is the same as that of the first embodiment described above. Then, the temperature and humidity in the apparatus are detected based on the output of the temperature / humidity sensor 90 (step S504), and the subsequent operation is changed according to the result (step S505). That is, when the condensation condition is not satisfied and the possibility of condensation is low, the same concentration control operation as that of the first embodiment is performed (step S506). When the condensation condition is satisfied and the possibility of condensation is high, the following is performed. The dew condensation countermeasure density control operation to be described is executed (step S507).
図１１は結露対策用濃度制御動作を示すフローチャートである。基本的な処理の流れ（ステップＳ６０１、Ｓ６０２、Ｓ６０４ないしＳ６０８）は第１実施形態における濃度制御動作と同じである。ただし、この実施形態では、現像バイアスを変更設定しながら形成したパッチ画像の濃度検出結果によっては、光量設定動作（ステップＳ６１１）およびパッチ画像の形成を再度実行するようにしている。これは、装置内部の結露に起因してパッチ画像の濃度が異常となる場合に対応するためである。装置内部で結露が発生すると、例えば現像ローラ４４上のトナーが湿気を帯びて現像ローラ４４に吸着したり、帯電ローラ２３に水滴が付着して感光体２２の帯電不良が発生するなどの原因により正常な画像濃度が得られない場合がある。このような濃度異常は、形成された画像が本来よりも大幅に低濃度となって現れる場合がほとんどである。
FIG. 11 is a flowchart showing the dew condensation countermeasure concentration control operation. The basic processing flow (steps S601, S602, S604 to S608) is the same as the density control operation in the first embodiment. However, in this embodiment, the light amount setting operation (step S611) and the patch image formation are executed again depending on the density detection result of the patch image formed while changing and setting the developing bias. This is to cope with a case where the density of the patch image becomes abnormal due to condensation inside the apparatus. When condensation occurs inside the apparatus, for example, the toner on the developing roller 44 gets wet and is attracted to the developing roller 44, or water droplets adhere to the charging
そこで、この実施形態では、形成されたパッチ画像の濃度検出結果が想定された濃度よりも過小であったとき（ステップＳ６０３）、装置内の結露が解消されていないものとして濃度制御動作をやり直す。このとき、結露に起因して光量設定が正しく行われていない可能性もあることから、光量設定動作についても改めて実行するようにする（ステップＳ６１１）。そして、このような過小な濃度が検出されなくなったとき、結露が解消されたものとして、現像バイアスおよび露光パワーの最適化を行う（ステップＳ６０４ないしＳ６０８）。 Therefore, in this embodiment, when the density detection result of the formed patch image is lower than the assumed density (step S603), the density control operation is performed again assuming that the condensation in the apparatus is not eliminated. At this time, since there is a possibility that the light amount setting is not performed correctly due to condensation, the light amount setting operation is also executed again (step S611). When such an excessive density is no longer detected, the development bias and exposure power are optimized assuming that condensation has been eliminated (steps S604 to S608).
以上のように、この実施形態では、パッチ画像形成前の光量設定動作における濃度センサ６０の出力ではなく、パッチ画像を測定したときの濃度センサ６０の出力電圧に基づいて、結露が解消されたか否かを判定するようにしている。こうすることにより、濃度センサ６０周辺の結露のみでなく、画像形成に関わるエンジン部ＥＧ各部での結露の影響が濃度制御動作に及ぶのを防止することができる。また、第１実施形態と同様に、濃度センサ６０周辺での結露に対してもこの実施形態の制御動作は有効である。なお、ここではパッチ画像の濃度検出結果から結露が解消されたかどうかを判定するようにしているが、これに代えて、パッチ画像の濃度検出結果に基づいて求められる制御値、例えば最適現像バイアスの算出結果から結露が解消されたかどうかを判定するようにしてもよい。すなわち、結露によってパッチ画像の濃度が過小となっているとき、結果として得られる最適現像バイアスの値は異常に高くなったり、設定可能な上限値にまで上昇してしまう。このような現象の有無により結露の解消を推定するようにしてもよい。
As described above, in this embodiment, whether or not condensation has been eliminated based on the output voltage of the
以上説明したように、これらの実施形態においては、中間転写ベルト７１が本発明の「像担持体」として機能している。また、感光体２２、帯電ローラ２３、露光ユニット６、現像ユニット４が一体として本発明の「像形成手段」として機能しており、これらを制御するＣＰＵ１０１が本発明の「制御手段」として機能している。また、これらの実施形態では、濃度センサ６０および環境センサ９０がそれぞれ本発明の「光量検出手段」および「環境検出手段」として機能している。また、クリーニングブレード７６１が本発明の「クリーニング手段」として機能している。
As described above, in these embodiments, the
また、上記各実施形態においては、結露の解消が確認されるまでの間、クリーナブレード７６１を当接させた状態で中間転写ベルト７１を周回させる動作が、本発明の「結露除去動作」に相当している。また、濃度センサ６０の出力に基づき結露が解消されたことを確認するための動作、すなわち第１実施形態における前処理動作および第２実施形態におけるステップＳ６０６（図１１）の動作が、本発明の「結露解消確認動作」に相当している。
Further, in each of the above embodiments, the operation of rotating the
（その他）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では結露の可能性を判定するために装置内の温度および湿度を検出する温湿度センサ９０を設けているが、温度または湿度の一方のみの検出結果から間接的に結露条件を判定してもよい。また、水分センサや露点センサなど、結露の可能性を指標することのできる他のセンサの出力を用いるようにしてもよい。
(Other)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the temperature /
また、上記各実施形態では、濃度センサ６０が中間転写ベルト７１に対向配置されており、中間転写ベルト７１を本発明の「像担持体」として機能させているが、感光体２２に向けて濃度センサ６０を配置することにより、感光体２２を本発明の「像担持体」として機能させるようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態では、結露が解消するまでの間、感光体２２や中間転写ベルト７１の周回を継続させることで結露の解消を促進しているが、結露の解消のための手法はこれに限定されるものではなく、例えば定着ユニット９からの排熱をエンジン部ＥＧに導入することで結露の解消を促進するようにしてもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the elimination of condensation is promoted by continuing the circulation of the
また、上記各実施形態の濃度センサ６０では、中間転写ベルト７１からの反射光を２つの成分、すなわちｐ偏光成分、ｓ偏光成分に分割して受光し、それぞれの受光光量に基づいてパッチ画像の濃度を求めているが、これ以外にも、光学的手法、すなわちパッチ画像に光を照射してその反射光量を検出することによりパッチ画像濃度を検出する画像形成装置全般に対して本発明を適用することができる。
In the
さらに、上記実施形態は４色のトナーを使用して中間転写ベルト上にカラー画像を形成可能な画像形成装置であるが、トナーの色数やその種類は上記に限定されない。また、中間転写ベルトに代えて中間転写ドラムなど他の中間転写体を備えてもよい。また、中間転写体を備えず、感光体上や記録材上でトナー像を重ね合わせるように構成された装置に対しても、本発明を適用することができる。 Further, although the above embodiment is an image forming apparatus capable of forming a color image on an intermediate transfer belt using four color toners, the number of colors and types of toner are not limited to the above. Further, instead of the intermediate transfer belt, another intermediate transfer member such as an intermediate transfer drum may be provided. The present invention can also be applied to an apparatus that does not include an intermediate transfer member and is configured to superimpose toner images on a photosensitive member or a recording material.
４…現像ユニット（像形成手段）、 ６…露光ユニット（像形成手段）、 ２２…感光体（像形成手段）、 ２３…帯電ローラ、 ６０…濃度センサ（光量検出手段）、 ７１…中間転写ベルト（像担持体）、 ９０…温湿度センサ（環境検出手段）、 １０１…ＣＰＵ（制御手段）、 ７６１…クリーニングブレード（クリーニング手段）
DESCRIPTION OF
Claims (9)
トナー像を形成し前記像担持体に担持させる像形成手段と、
前記像形成手段により前記像担持体上に形成されたパッチ画像としてのトナー像の濃度検出結果に基づいて前記像形成手段の動作条件を最適化することによりトナー像の濃度を制御する濃度制御動作を実行する制御手段と、
装置内の温度、湿度および結露の有無のうち少なくとも１つを検出する環境検出手段と
を備え、
前記制御手段は、前記環境検出手段の検出結果に基づいて前記濃度制御動作の態様を異ならせる
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier capable of carrying a toner image;
Image forming means for forming a toner image and carrying the toner image on the image carrier;
A density control operation for controlling the density of the toner image by optimizing the operating conditions of the image forming means based on the density detection result of the toner image as a patch image formed on the image carrier by the image forming means. Control means for executing
Environmental detection means for detecting at least one of temperature, humidity and presence / absence of condensation in the apparatus,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit changes a mode of the density control operation based on a detection result of the environment detection unit.
前記結露解消確認動作において、前記制御手段は、前記光量検出手段の出力信号に基づいて結露が解消されているか否かを判定する
請求項５に記載の画像形成装置。 Further comprising a light amount detecting means for irradiating the surface of the image carrier to receive the reflected light and outputting a signal corresponding to the amount of received light;
The image forming apparatus according to claim 5, wherein in the dew condensation elimination confirming operation, the control unit determines whether or not dew condensation is eliminated based on an output signal of the light amount detection unit.
前記濃度制御動作の実行前に装置内の温度、湿度および結露の有無のうち少なくとも１つを検出し、その検出結果に基づいて前記濃度制御動作の態様を異ならせる
ことを特徴とする画像形成方法。 A density control operation is performed to control the image density by forming a toner image as a patch image on the image carrier and optimizing the image formation conditions based on the density detection results, and the optimized image formation conditions In an image forming method of forming a toner image under
An image forming method comprising: detecting at least one of temperature, humidity, and presence / absence of dew condensation in the apparatus before executing the density control operation, and changing the mode of the density control operation based on the detection result. .
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| US8045879B2 (en) * | 2008-09-11 | 2011-10-25 | Xerox Corpoation | Methods for controlling environmental conditions in an electrophotographic apparatus and a corresponding electrophotographic apparatus |
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