JP2017211522A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】画像ずれ量の検出及び画像ずれ補正の頻度を減らすことによって、印刷物の生産性を向上させることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置1は、被転写媒体の進行方向に並ぶ第1、第2、第3の画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cと、被転写媒体上に形成された補正用パターンを検出する検出部28と、検出部28の検出結果に基づいて行われる画像ずれ補正を制御する制御部81とを有し、制御部81は、第1の画像形成ユニット20Kと第3の画像形成ユニット20Cとによって形成された補正用パターン間の画像ずれ量が所定値未満である場合は、画像ずれ補正を実行せず、画像ずれ量が所定値以上である場合は、第2の画像形成ユニット20Y,20Mによる補正用パターンの形成及び制御部81による画像ずれ補正を実行する。
【選択図】図8

Description

本発明は、複数の画像形成ユニットを有する画像形成装置に関する。
一般に、カラー画像を印刷するカラー画像形成装置は、記録媒体の搬送方向(進行方向)に配列された複数の画像形成ユニットを有している。複数の画像形成ユニットで形成された複数色の現像剤像は、搬送される記録媒体上に順に転写される。その結果、記録媒体上には、互いに重なる複数色の現像剤像からなるカラー現像剤像が形成される。カラー現像剤像は、定着器によって記録媒体上に定着されて、カラー画像の形成が完了する。
このようなカラー画像形成装置は、例えば、電源投入の直後、連続印刷の途中、及び印刷終了の直後に、画像ずれ補正としての色ずれ補正を実行する(例えば、特許文献1参照)。ここで、「画像ずれ」とは、互いに重なる複数の現像剤像の位置の間にずれが生じることであり、「色ずれ」とは、互いに重なる複数色の現像剤像の位置の間にずれが生じることである。また、画像ずれ及び色ずれが発生する主な原因は、記録媒体を搬送する無端状の搬送ベルト(又は中間転写ベルト)が巻回されたローラの径が、装置内部の温度の変化に伴い増大又は縮小して記録媒体の搬送速度(又は中間転写ベルトの進行速度)が僅かに変化することである。また、「画像ずれ補正」とは、画像ずれ量を検出し、この画像ずれ量を小さくするように画像形成ユニットにおける動作を制御することであり、「色ずれ補正」とは、色ずれ量を検出し、この色ずれ量を小さくするように画像形成ユニットにおける動作を制御することである。
特開2004−69834号公報
しかしながら、画像ずれ量(色ずれ量)の検出プロセスは、搬送ベルト又は中間転写ベルトなどの被転写媒体上に現像剤像である補正用パターンを形成するプロセスを含むので、このプロセスの実行期間中は、記録媒体への印刷動作が中断される。したがって、画像ずれ量(色ずれ量)の検出及び画像ずれ補正を高い頻度で実行すると、印刷物の生産性が低下するという課題がある。
そこで、本発明は、画像ずれ量の検出及び画像ずれ補正の頻度を減らすことによって、印刷物の生産性を向上させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る画像形成装置は、被転写媒体上に第1の現像剤で画像を形成する第1の画像形成ユニットと、前記被転写媒体の進行方向における前記第1の画像形成ユニットの下流側に配置され、前記被転写媒体上に第2の現像剤で画像を形成する第2の画像形成ユニットと、前記進行方向における前記第2の画像形成ユニットの下流側に配置され、前記被転写媒体上に第3の現像剤で画像を形成する第3の画像形成ユニットと、前記第1の画像形成ユニット、前記第2の画像形成ユニット、及び前記第3の画像形成ユニットによって前記被転写媒体上に形成された前記画像である補正用パターンを検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて行われる画像ずれ補正を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記第1の画像形成ユニットと前記第3の画像形成ユニットとによって形成された補正用パターン間の画像ずれ量が所定値未満である場合は、前記第2の画像形成ユニットによる補正用パターンの形成及び前記制御部による前記画像ずれ補正を実行せず、前記第1の画像形成ユニットと前記第3の画像形成ユニットとによって形成された補正用パターン間の画像ずれ量が前記所定値以上である場合は、前記第2の画像形成ユニットによる補正用パターンの形成及び前記制御部による前記画像ずれ補正を実行することを特徴とする。
本発明によれば、画像ずれ量の検出及び画像ずれ補正の頻度を減らすことによって、印刷物の生産性を向上させることができる。
本発明の実施の形態1に係る画像形成装置の概略構造を示す断面図である。 実施の形態1に係る画像形成装置の制御系の主要な構成を概略的に示すブロック図である。 (A)及び(B)は、搬送ベルト上に印刷される3ブロックの補正用パターンを拡大して示す図であり、 (A)及び(B)は、主走査方向での色ずれ量を検出するための補正用パターンの全体構成を示す図である。 (A)及び(B)は、副走査方向での色ずれ量を検出するための補正用パターンを3ブロックだけ拡大して示す図である。 (A)及び(B)は、副走査方向の補正用パターンの全体構成を示す図である。 (A)及び(B)は、副走査方向での色ずれ量を検出する、別の補正用パターンを示す図である。 (A)は、比較例の画像形成装置における連続印刷中の色ずれ補正制御を示すシーケンス図であり、(B)は、実施の形態1に係る画像形成装置1における連続印刷中の色ずれ補正制御を示すシーケンス図である。 実施の形態1に係る画像形成装置1の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態2に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 実施の形態2に係る画像形成装置の概略構成を示す斜視図である。 実施の形態2に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
《1》実施の形態1
《1−1》実施の形態1の構成
図1は、本発明の実施の形態1に係る画像形成装置1の概略構造を示す断面図である。画像形成装置1は、例えば、電子写真方式を採用するカラープリンタである。
図1に示されるように、画像形成装置1は、用紙などの記録媒体P上に現像剤像(トナー像)を形成する複数の画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cと、複数の画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cに記録媒体Pを供給する媒体供給部(分離ローラ部)10とを有している。また、画像形成装置1は、媒体供給部10から供給された記録媒体Pを搬送する搬送部40と、複数の画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cの各々に対応するように配置された転写ローラ(転写部)50K,50Y,50M,50Cと、記録媒体P上に転写された現像剤像(トナー像)を記録媒体P上に定着させる定着器60とを有している。さらに、画像形成装置1は、定着器60を通過した記録媒体Pを画像形成装置1の筐体2の外部のスタッカ3上に排出する媒体排出部(排紙部)70を有している。図1には、記録媒体の搬送方向D1に配列された4台の画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cが示されているが、画像形成装置1に備えられる画像形成ユニットの数は、3台以上であればよく、4台に限定されない。また、図1には、画像形成装置1がプリンタである場合が示されているが、本発明は、複写機、ファクシミリ装置、多機能周辺装置(MFP)などのような他の装置にも適用可能である。
媒体供給部10は、媒体カセット(用紙カセット)11と、媒体カセット11内に積載された記録媒体Pを1枚ずつ繰り出す分離ローラ(ホッピングローラ)12とを有している。媒体カセット11は、画像形成装置1の筐体2の内部に着脱自在である。媒体カセット11内に積載されている記録媒体Pは、分離ローラ12によって1枚ずつ取り出され、取り出された記録媒体Pは、搬送部40の搬送ローラ対41,42によって画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cと転写ローラ50K,50Y,50M,50Cとの間の媒体搬送路を通過する。
また、搬送部40は、走行可能に支持された無端状のベルトとしての搬送ベルト(転写ベルト)43と、搬送ベルト43が巻回された駆動ローラ45と、駆動ローラ45と対を成して搬送ベルト43を張架するテンションローラ(従動ローラ)44と、搬送ベルト43上に残留したトナーを掻き落とすクリーニングブレード46と、クリーニングブレード46により掻き落とされたトナーを収容する廃棄トナータンク47とを有している。また、搬送部40は、駆動ローラ45を回転させる機構として、例えば、モータ等のような駆動力発生源(後述する図2における駆動ローラ駆動部45a)と、この駆動力発生源によって生成された駆動力を駆動ローラ45に伝達するギア機構などのような駆動力伝達機構とを有している。
画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cは、媒体搬送路に沿って被転写媒体としての記録媒体の搬送方向、すなわち、画像形成ユニット側における搬送ベルト43の走行方向(図1におけるD1方向)の上流側から下流側に向けて並んで配置(タンデム配列)されている。画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cは、使用されるトナーの色が異なる点以外は、互いに基本的に同じ構造を有する。なお、画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cは、筐体2内において装置本体(画像形成装置1の主要構造)に着脱自在に装着されている。
画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cは、通常の印刷動作を行うときには、走行方向D1に搬送される被転写媒体としての記録媒体P上にブラック(K)色のトナー像、イエロー(Y)色のトナー像、マゼンタ(M)色のトナー像、及びシアン(C)色のトナー像をそれぞれ形成する。
また、実施の形態1においては、画像形成ユニット20K,20Y,20M,20C(例えば、これらの内の画像ずれ量を検出する対象の2つの画像形成ユニット)は、画像ずれ量の検出のために、走行方向(進行方向)D1に走行する被転写媒体としての搬送ベルト43上にブラック(K)色のトナー像である補正用パターン、イエロー(Y)色のトナー像である補正用パターン、マゼンタ(M)色のトナー像である補正用パターン、及びシアン(C)色のトナー像である補正用パターンを形成する。搬送ベルト43上に形成された各色のトナー像は、検出部28を構成する光センサによって検出される。検出部28は、画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cのいずれかから搬送ベルト43上に転写された現像剤像である補正用パターン間の位置ずれ量を検出するために使用される。また、検出部28は、補正用パターンの主走査方向(搬送ベルト43の走行方向D1に直交するD2方向)の位置を検出するためにも使用される。
また、筐体2内には、画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cに対向するように、各色用の画像データに基づく露光を行う露光装置(露光ヘッド)である光ヘッド23K,23Y,23M,23Cがそれぞれ備えられている。光ヘッド23K,23Y,23M,23Cは、例えば、筐体2の上面カバーの内面に取り付けられている。実施の形態1においては、光ヘッド23Kは、ブラック画像データに基づく露光を行うLED(発光ダイオード)アレイユニットであり、光ヘッド23Yは、イエロー画像データに基づく露光を行うLEDアレイユニットであり、光ヘッド23Mは、マゼンタ画像データに基づく露光を行うLEDアレイユニットであり、光ヘッド23Cは、シアン画像データに基づく露光を行うLEDアレイユニットである。光ヘッド23K,23Y,23M,23Cには、各色の画像データに基づく駆動信号がそれぞれ入力され、入力された駆動信号に応じた露光用の光を感光体ドラム21K,21Y,21M,21Cにそれぞれ照射する。ただし、光ヘッド23K,23Y,23M,23Cは、レーザー発光素子を光源とするレーザー走査部であってもよい。
一般に、画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cは、イメージドラムユニットと、イメージドラムユニットに装着されたトナー補給用のトナーカートリッジ27K,27Y,27M,27Cとから構成される。また、一般に、トナーカートリッジ27K,27Y,27M,27Cの各々は、トナーカートリッジ27K,27Y,27M,27Cに関する情報を記憶する半導体メモリなどの記憶部を有している。また、画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cは、この記憶部に情報を書き込む及びこの記憶部から情報を読み取るリードライト部を有している。画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cのイメージドラムユニットは、回転中心軸を中心にして回転可能に支持された像担持体としての感光体ドラム21K,21Y,21M,21Cと、感光体ドラム21K,21Y,21M,21Cの表面を一様に帯電させる帯電部材としての帯電ローラ22K,22Y,22M,22Cとを有している。また、画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cのイメージドラムユニットは、光ヘッド23K,23Y,23M,23Cによる露光によって感光体ドラム21K,21Y,21M,21Cの表面に静電潜像を形成した後に、感光体ドラム21K,21Y,21M,21Cの表面にトナーを供給して静電潜像に対応するトナー像(現像剤像)を形成する現像部(現像装置)24K,24Y,24M,24Cを有している。現像部24K,24Y,24M,24Cは、現像剤担持体としての現像ローラ26K,26Y,26M,26Cと、現像ローラ26K,26Y,26M,26C上にトナーを供給する供給部材としての供給ローラ25K,25Y,25M,25Cとを有している。
感光体ドラム21K,21Y,21M,21Cは、アルミニウム等の金属パイプ状(円筒状)の導電性支持体と、この導電性支持体の表面を被覆する光導電層とを有している。感光体ドラム21K,21Y,21M,21Cは、モータなどの駆動部(例えば、後述する図2における駆動部21a)からの駆動力によって回転中心軸を中心にして図1の矢印方向(図1における時計回り)に回転する。
また、転写ローラ50K,50Y,50M,50Cは、搬送ベルト43を挟んで画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cの感光体ドラム21K,21Y,21M,21Cに対向して配置されている。転写ローラ50K,50Y,50M,50Cによって、画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cの感光体ドラム21K,21Y,21M,21Cの表面に形成された現像剤像(トナー像)は、媒体搬送路に沿って走行方向D1に搬送される記録媒体Pの上面又は搬送ベルト43の上面に順に転写されて、複数のトナー像が重ねられた画像(補正用パターン)が形成される。
図1に示されるように、定着器60は、例えば、互いに圧接し合う1対のローラ61,62を有する。ローラ61は、加熱ヒータを内蔵するヒートローラであり、ローラ62はローラ61に向けて押し付けられる加圧ローラである。記録媒体P上の未定着の現像剤像(トナー像)は、記録媒体Pが定着器60の1対のローラ61,62間を通過するときに、加熱及び加圧されて記録媒体P上に定着される。
媒体排出部70は、互いに圧接し合って対向する2つのローラから成る搬送ローラ対71,72,73を有する。搬送ローラ対71,72,73を構成するローラは、モータなどの駆動力発生部と、駆動力発生部で発生した回転駆動力を伝達する歯車などから構成される動力伝達機構とからなる駆動部に連結されており、回転して記録媒体Pを搬送する。
画像形成装置1の構成は、図1の例に限定されない。例えば、画像形成装置1は、定着器60を通過した記録媒体Pを、その表裏を反転させて画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cに送る媒体反転機構を備えてもよい。
また、搬送ベルト43に代えて、トナー像が転写される中間転写ベルトと、中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体上に転写する2次転写ローラとを備えてもよい。この場合には、補正用パターンは、中間転写ベルト上に形成され、記録媒体Pは、中間転写ベルトと2次転写ローラとの間を通過する。
図2は、実施の形態1に係る画像形成装置1の制御系の主要な構成を概略的に示すブロック図である。画像形成装置1は、主要な構成として、ホストコンピュータ等の外部装置90と通信を行うための入出力部(通信部)80と、複数の画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cを含む装置全体の動作を制御する制御部81とを有している。また、画像形成装置1は、光ヘッド23K,23Y,23M,23Cを制御部81からの駆動信号に基づいて駆動する(発光させる)光ヘッド駆動部82,83,84,85と、画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cの感光体ドラム21K,21Y,21M,21Cなどを駆動させる駆動部21aと、搬送ベルト43を走行させる駆動ローラ45を回転させる駆動ローラ駆動部45aとを有している。また、画像形成装置1は、感光体ドラム21K,21Y,21M,21Cと、帯電ローラ22K,22Y,22M,22Cと、現像ローラ26K,26Y,26M,26Cと、供給ローラ25K,25Y,25M,25Cとに電圧を印加するための電圧印加部21bを有している。また、画像形成装置1は、転写ローラ50K,50Y,50M,50Cに電圧を印加するための転写電圧印加部50aを有している。また、画像形成装置1は、補正用パターンを光学的に検出する検出部28と、ユーザ指示が入力される操作部としての操作パネル29とを有している。
制御部81は、搬送ベルト43上に画像ずれ補正(色ずれ補正)処理のための補正用パターンを形成し、検出部28による検出の結果に基づいて光ヘッド23K,23Y,23M,23Cの発光タイミングの制御と、光ヘッド23K,23Y,23M,23Cにおける主走査方向の発光位置の制御とを行う。
次に、画像ずれ量としての色ずれ量の検出について説明する。色ずれ量の検出技術は、例えば、特開2001−134041号公報に記載されている。
図3(A)及び(B)は、搬送ベルト43上に印刷される3ブロックの補正用パターンを拡大して示す平面図であり、図4(A)及び(B)は、主走査方向での色ずれ量を検出するための補正用パターンの全体構成を示す平面図である。
図3(A)にはブラックの補正用パターンが示され、図3(B)にはカラー(イエロー、マゼンタ、シアンのいずれかの色)の補正用パターンが示されている。ここでは、ブラックの補正用パターンとカラーの補正用パターンとを別々のものとして示されているが、実際には最初に、搬送ベルト43上にブラックの補正用パターンが印刷され、次にイエロー、マゼンタ、シアンのいずれかのカラーの補正用パターンがブラックの補正用パターンの上に重ねて印刷される。図3(A)及び(B)では、搬送ベルト43は走行方向に走行され、先頭から4番目以降のブロックについては図示していない。
図3(A)に示されるように、最初に印刷されるブラックの補正用パターンは、主走査方向に垂直に5ドット(dot)幅の縞状の補正用パターンがそれぞれ5ドット間隔で4本引かれたものである。4本の縞状の補正用パターンを1ブロックとして、副走査方向に一定の間隔を開けて、9ブロックの縞状の補正用パターンがベルト走行方向に直線状に配列される(図4(A)及び(B)参照)。なお、各ブロックの4本の縞は、主走査方向に関してはいずれも同じ位置に配列される。
また、図3(B)に示されるカラーの補正用パターンでは、ブロック毎の構成自体はブラックの補正用パターンの配列と同様であり、その最も前に印刷される1ブロック目の位置TLを基準にして、ブラックの補正用パターンの先頭ブロックと重なるように、副走査方向の印刷位置が設定されている。他方、カラーの補正用パターンの主走査方向における先頭ブロックの配列位置は、ブラックの補正用パターンに比べて左に4ドットだけ左にシフトした印刷位置に設定されている。そして、1ブロック目に続いて副走査方向の後方に印刷される2番目以降のブロックでは、それぞれ1つ手前のブロックに対して、1ドットだけ右にシフトした印刷位置が設定されている。
図4(A)及び(B)に示されるように、上述した配列に設定されたブラックの縞状の補正用パターンとカラーの補正用パターンとからなる補正用パターンは、先に搬送ベルト43上に印刷されたブラックの補正用パターンが、後から印刷されるカラーの補正用パターンによって覆われる形となり、ブラックの補正用パターンに対するカラーの補正用パターンの主走査方向での印刷位置ずれに対応して、それぞれ図4(A)及び(B)に示されるように、2種類の補正用パターンの重なり合う割合がブロック毎に変化する。このように2種類の補正用パターンが重なった場合に、カラートナーと、その下敷きになっているブラックトナーは、いずれも搬送ベルト43上では定着されていないため、カラーの補正用パターンに覆われたブラックの補正用パターンが透けて見えることはない。
主走査方向の印刷位置ずれがない図4(A)の場合には、副走査方向の前から数えて5番目のブロックで2種類の補正用パターンが完全に重なっている。また、図4(B)は、カラーの補正用パターンの印刷位置がブラックに対して、主走査方向で左方向に2ドットだけずれている場合であり、副走査方向の前から数えて7番目のブロックで2種類の補正用パターンが完全に重なっている。このような9ブロックの補正用パターンによれば、印刷位置が1ドットずれるにしたがって、完全に重なり合う補正用パターンのブロック番号が変化するために、主走査方向での印刷位置ずれがあった場合に、その左右方向で4ドット以内の範囲であれば検出可能になる。
次に、副走査方向(走行方向D1)での印刷位置の補正に用いる補正用パターンについて説明する。図5(A)及び(B)は、副走査方向での色ずれ量を検出するための補正用パターンを3ブロックだけ拡大して示す図であり、図6(A)及び(B)は、副走査方向の補正用パターンの全体構成を示す図である。
図5(A)にはブラックの補正用パターンが示され、図5(B)にはカラー(イエロー、マゼンタ、シアンのいずれかの色)の補正用パターンが示されているが、主走査方向での色ずれ検出のものと同様に、実際には、これらの補正用パターンが重ねて搬送ベルト上に印刷される。図5(A)に示されるように、最初に印刷されるブラックのパターンは、副走査方向に垂直な5ドット幅の縞状の補正用パターンがそれぞれ5ドット間隔で4本引かれたものである。4本の縞状の補正用パターンを1ブロックとして副走査方向に一定の間隔を開けて9ブロックの縞状の補正用パターンがベルト走行方向に直線状に配列されている(図6(A)及び(B)参照)。なお、各ブロックの4本の縞は、主走査方向に関してはいずれも同じ位置に配列される。
また、図5(B)に示されるカラーの補正用パターンでは、ブロック毎の構成自体はブラックの補正用パターンの配列と同様であり、主走査方向については、いずれのブロックでも左右方向が一致して、ブラックの補正用パターンに重なるような印刷位置が設定されている。他方、先頭ブロックの副走査方向における配列位置は、ブラックの補正用パターンに比べて副走査方向の後方に4ドットだけシフトした印刷位置に設定されている。また、2ブロック目のカラーの補正用パターンは、ブラックの補正用パターンに比べて副走査方向で後方に3ドットだけシフトした印刷位置に配列されている。同様に、副走査方向の後方に続いて印刷される各ブロックでは、それぞれ1つ手前のブロックに対して、1ドットずつシフト量が減少して、最後の9ブロック目では副走査方向の前方に4ドットシフトした印刷位置に配列されている。
このように配列されたブラックとカラーの縞状の補正用パターンを搬送ベルト43上に重ねて印刷すると、ブラックの補正用パターンに対するカラーの補正用パターンの副走査方向での画像ずれ量に対応して、それぞれ図6(A)及び(B)に示されるように、2種類の補正用パターンの重なり合う割合がブロック毎に変化する。副走査方向の印刷位置にずれのない図6(A)の場合には、副走査方向の前から数えて5番目のブロックで2種類の補正用パターンが完全に重なっている。また、図6(B)は、カラーの補正用パターンの印刷位置がブラックに対して副走査方向で後方に2ドットずれている場合であり、副走査方向の前から数えて7番目のブロックで2種類の補正用パターンが重なっている。このような9ブロックの補正用パターンによれば、主走査方向での色ずれ検出の場合と同様に、副走査方向でも前後4ドット以内の範囲で印刷位置ずれが検出可能になる。
図6(A)及び(B)では、副走査方向での色ずれ量を検出するために、縞が4本で1ブロックを構成した補正用パターンについて説明した。しかし、1ブロックにつき、縞が1本しかない補正用パターンであっても、同様に印刷位置ずれを検出することができる。図7(A)及び(B)は、副走査方向での色ずれ量を検出する、別の補正用パターンを示す図である。1本の縞で構成されたブロックであれば、補正用パターン全体の長さを短くしても、同じ大きさの色ずれが検出できるので、色ずれ検出に費やす時間を短縮できる効果がある。
《1−2》実施の形態1の動作
図8(A)は、比較例の画像形成装置における連続印刷中の色ずれ補正制御を示すシーケンス図であり、図8(B)は、実施の形態1に係る画像形成装置1における連続印刷中の色ずれ補正制御を示すシーケンス図である。また、図9は、実施の形態1に係る画像形成装置1の動作を示すフローチャートである。
図8(B)及び図9に示されるように、画像形成装置1の(例えば、図2の操作パネル29を操作して)電源を投入すると(ステップS1)、画像形成装置1はイニシャル動作を開始し、色ずれ補正を実行する(ステップS2)。色ずれ補正では、2色の現像剤像(トナー像)である補正用パターンを被転写媒体としての搬送ベルト43上に転写され、これら2色のトナー像の重なり具合が検出部28で光学的に検出され、制御部81により画像ずれ量としての色ずれ量が検出される。補正用パターンは、基準色と調整対象の色(例えば、シアン、マゼンタ、イエローのいずれか)の組み合わせで構成されている。基準色は、画像形成装置の搬送ベルト43の最上流にある画像形成ユニットを用いる(実施の形態1においては、20K)。
最初の第1プロセスでは、制御部81は、基準色であるブラック(K)の補正用パターンとシアン(C)の補正用パターンとを搬送ベルト43上に形成され、検出部(色ずれセンサ)28で色ずれ量(K−C間の色ずれ量)が検出され、色ずれ量に応じた(色ずれ量を小さくする、望ましくはゼロにするように)色ずれ補正が実施されるように、画像形成ユニットの動作を制御する。
次の第2プロセスでは、制御部81は、基準色であるブラック(K)の補正用パターンとマゼンタ(M)の補正用パターンとを搬送ベルト43上に形成され、検出部(色ずれセンサ)28で色ずれ量(K−M間の色ずれ量)が検出され、色ずれ量に応じた(色ずれ量を小さくする、望ましくはゼロにするように)色ずれ補正が実施されるように、画像形成ユニットの動作を制御する。
次の第3プロセスでは、制御部81は、基準色であるブラック(K)の補正用パターンとイエロー(Y)の補正用パターンとを搬送ベルト43上に形成され、検出部(色ずれセンサ)28で色ずれ量(K−Y間の色ずれ量)が検出され、色ずれ量に応じた(色ずれ量を小さくする、望ましくはゼロにするように)色ずれ補正が実施されるように、画像形成ユニットの動作を制御する。第1から第3のプロセスの順番は、上記例に限定されない。
図8(b)及び図9に示されるように、制御部81は、外部装置90から印刷指示(印刷ジョブ)が入力されると、印刷を開始する(ステップS3)。入力された印刷ジョブが、複数枚の印刷を連続して行う連続印刷の場合、一定枚数の印刷が実行されたときに(すなわち、連続印刷の途中で)、色ずれ補正が実行される。一定の枚数は、例えば、400枚である。これは、電源投入の直後は、長時間スリープ状態にあった装置内部温度は低いと想定されるので、通常は、この状態で色ずれ補正が実施されると、この装置内部温度条件(低温)での最適値に色ずれ補正することになる。印刷を開始し、装置内部温度が上昇すると転写ベルト駆動用の駆動ローラ45及び従動ローラ44の径が変化し、直前の色ずれ補正値では、最適な印刷結果を得られなくなる可能性が高い。このため連続印刷途中(約400枚程度)のところで色ずれ補正が実施されることになる。
ステップS4では、前回の補正動作(後述する色ずれ補正又は簡易色ずれ補正)から印刷カウントが400枚に達したかを判断し、400枚に達した場合(ステップS4においてYES)、ステップS5に進む。ステップS5では、基準色であるブラック(K)の補正用パターンとシアン(C)の補正用パターンとの間の色ずれ量(K−C間の色ずれ量)をチェックして、ステップS6において色ずれ量が予め定められた所定値以上であるか、予め定めされた所定値未満であるかを判断する。色ずれ量が所定値以上である場合(ステップS6においてNO)、ステップS7に進む。色ずれ量が所定値未満である場合(ステップS6においてYES)、ステップS8に進む。
検出連続印刷開始(図8(B)における時刻t0)から数えて1回目の色ずれ補正(時刻t1)における色ずれ量の検出では、通常は、色ずれ量が大きく検出されるので、ステップS6の判断は通常はNOになり、ステップS7における通常の色ずれ補正(上記第1から第3プロセスを含む)が実行される。この場合、ステップS5において上記第1プロセスが実行され、上記ステップS7において上記第2プロセスと第3プロセスが実行され、各色の画像形成ユニットの動作が制御される。ステップS5、ステップS6の判断がNO、及びステップS7の処理を、「通常色ずれ補正」とも言う。
連続印刷開始(図8(B)における時刻t0)から数えて2回目以降の色ずれ補正(時刻t2、t3)における色ずれ量の検出(ステップS5)では、装置内部温度が飽和しているため(温度がほぼ定常状態にあるため)、色ずれ量は1回目に比べて小さくなる傾向があるので、ステップS6の判断は通常はYESになり、ステップS7の色ずれ補正を実行しない。この場合、ステップS5において上記第1プロセスが実行されるが、上記第2プロセスと第3プロセスは実行されず、各色の画像形成ユニットの動作の変更も行われない。ステップS5及びステップS6の判断がYESの処理を、「簡易色ずれ補正」とも言う。
色ずれ量の大小にかかわらず、1回あたりの色ずれ補正に要する時間は、数十秒程度である。このため、この間は、記録媒体への印刷を行うことができない。図3(A)の比較例では、検出された色ずれ量が十分に小さく、通常色ずれ補正が必要では無い場合であっても、通常色ずれ補正を実行しているので、連続印刷の印刷効率(印刷速度)が低下し、時間ロスが大きい。
そこで、実施の形態1においては、図8(B)に示されるように、連続印刷中に一定枚数ごとに通常色ずれ補正を必ず実施するわけではなく、色ずれ量が所定の所定値未満である場合には、通常色ずれ補正を行わない(すなわち、簡易色ずれ補正動作を適用する)。簡易色ずれ補正とは、図8(A)に示される比較例における色ずれ補正に対して色ずれ量を計測する色の組み合わせ数を減らす制御である。図8(A)に示される比較例における色ずれ補正は、ブラック(K)の補正用パターンとシアン(C)の補正用パターンとの間の色ずれ検出及び色ずれ補正(K−C色ずれ検出及び補正)と、ブラック(K)の補正用パターンとマゼンタ(M)の補正用パターンとの間の色ずれ検出及び色ずれ補正(K−M色ずれ検出及び補正)と、ブラック(K)の補正用パターンとイエロー(Y)の補正用パターンとの間の色ずれ検出及び色ずれ補正(K−Y色ずれ検出及び補正)とを実施する。
これに対し、図8(B)に示される実施の形態1における処理は、制御部81は、基準色Kと色Cとの間の色ずれ量を検出し、通常色ずれ補正を行うか(ステップS6においてNO)否か(ステップS6においてYES)を判断する。言い換えれば、複数の画像形成ユニットの内の最上流である基準色Kの画像形成ユニットと、最下流であるシアン(C)の画像形成ユニットとの間の色ずれ量を検出し(ステップS5)、K−C間の色ずれ量が予め定められた所定値より小さければ通常色ずれ補正(ステップS7)を実施せずに、直ちに次の印刷を開始する。予め定められた所定値とは、例えば、色ずれ量スペック値の半分の値である。ステップS5の色ずれ量のチェックにおいて、色ずれ量スペックの半分以上の場合は、K−Y間の色ずれ量とK−M間の色ずれ量を検出し、通常色ずれ補正動作を実行する。
実際に、画像形成装置1が大量の連続印刷を行っているときには、装置の内部温度は、室温より高い温度でほぼ飽和状態となり、駆動系の寸法の時間変化が小さくなることが想定される。このとき、前回の色ずれ補正から今回の規定連続枚数(400枚)に達したときにおける色ずれ量の時間変化は、ほとんど無いことが期待できる。よって、K−C間の色ずれ検出のみを行う簡易色ずれ補正における色ずれ量が所定値(規定値)以下であれば、比較的長い時間を要する通常色ずれ補正を行う必要はなく、印刷動作を直ぐに再開することができるので、時間ロスを減らし、印刷物の生産性を向上させることができる。
制御部81は、色ずれ量が所定値未満(色ずれスペックの半値未満)であれば、通常色ずれ補正(ステップS7)を実行せずに、処理をステップS8へ進める。一方で、制御部81は、所定値以上となる場合は、通常色ずれ補正動作を実行し、その後、処理をステップS8に進め、印刷が完了かどうかを判断し、終了であれば処理を終了し、終了していなければ、処理をステップS4に戻す。
《1−3》実施の形態1の効果
以上に説明したように、実施の形態1に係る画像形成装置1によれば、色ずれ補正を実行するタイミングにおいて(例えば、400枚の印刷の度に)、一番条件の厳しいK−C間(最も離れた2つの画像形成ユニット間)の色ずれ量のみを計測し、これが規定値以下であれば通常色ずれ補正をスキップする(図8(b)及び図9のステップS6においてYES)。これにより、大量の連続印刷を実行しているときに、印刷を実行することができない時間、すなわち、時間ロスが短くなり、印刷の効率(印刷物の生産性)が向上するという効果が得られる。
《2》実施の形態2
図10は、本発明の実施の形態2に係る画像形成装置100の概略構成を示す断面図である。図11は、実施の形態2に係る画像形成装置100の概略構成を示す斜視図である。図12は、実施の形態2に係る画像形成装置100の概略構成を示す断面図である。図10、図11,及び図12において、図1に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図1に示される符号と同じ符号を付す。
実施の形態2に係る画像形成装置100は、筐体2の開口部を開閉する開閉部材としての第1のカバー171を備えている点において、実施の形態1に係る画像形成装置1と相違する。図11及び図12に示されるように、実施の形態2に係る画像形成装置100は、開口部を有し、装置本体に装着された複数の画像形成ユニットを収容する筐体2と、開口部を開状態及び閉状態のいずれかの状態にする開閉部材としての第1のカバー171とを備えている。開状態の開口部は、ブラックの画像形成ユニットを開口部を通して装置本体に着脱可能にし、ブラック以外の画像形成ユニットを装置本体に着脱可能にしない形状を持つ。この点を除き、実施の形態2は、実施の形態1と同じである。
外部カバー部170は、装置本体101をカバーする部分である。外部カバー部170は、第1のカバー171と、第2のカバー172とを有する。具体的には、画像形成装置100には、画像形成装置100(又は装置本体101)の上部を分割して開閉可能な2つのカバー171,172が設けられている。
第1のカバー171は、複数のトナーカートリッジ27K,27Y,27M,27Cのうちの特定のトナーカートリッジ27Kを覆い、特定のトナーカートリッジ27Kの着脱が可能となるように開放可能なカバーである。具体的には、第1のカバー171は、装置本体101に開閉可能に設けられ、閉状態において特定のトナーカートリッジ27Kを覆い、開状態において特定のトナーカートリッジ27Kの着脱を可能にするように構成されている。
本例では、特定のトナーカートリッジは、使用頻度が最も高いブラックのトナーカートリッジ27Kであり、図11及び図12に示されるように、第1のカバー171が開くことで、ブラックのトナーカートリッジ27Kだけが着脱可能となる。
また、第1のカバー171は、閉状態において装置上部及び装置側部(又は装置垂直面部)を覆い、開状態において装置上部及び装置側部を開放するように構成されている。ここで、装置上部及び装置側部とは、画像形成装置100又は装置本体101の上部及び側部である。
また、第1のカバー171は、閉状態において搬送部130を覆い、開状態において搬送部130を開放するように構成されている。
具体的には、第1のカバー171は、装置上部及び装置前面部を覆うように断面がL字形状のカバーであり、装置の前方側へ開くことにより、装置上部及び装置前面部を開放し、トナーカートリッジ27K(又は画像形成ユニット20K)及び搬送部130を露出させる。より具体的には、第1のカバー171は、装置本体101に対して回転可能に取り付けられ、回転動作により開閉するように構成されている。図10及び図11では、第1のカバー171は、装置本体101の前側下端部に配置され左右方向に延びる回転軸101a周りに回転可能に支持されている。
第2のカバー172は、複数のトナーカートリッジ27K,27Y,27M,27Cのうちの上記特定のトナーカートリッジ27K以外のトナーカートリッジ27Y,27M,27C(他のトナーカートリッジ)を覆い、他のトナーカートリッジ27Y,27M,27Cの着脱が可能となるように開放可能なカバーである。具体的には、第2のカバー172は、装置本体101に開閉可能に設けられ、閉状態において他のトナーカートリッジ27Y,27M,27Cを覆い、開状態において他のトナーカートリッジの着脱を可能にするように構成されている。
具体的には、第2のカバー172は、装置上部を覆うカバーであり、装置の上方側へ開くことにより、装置上部を開放し、トナーカートリッジ27Y,27M,27C(又は画像形成ユニット20Y,20M,20C)を露出させる。より具体的には、第2のカバー172は、装置本体101に対して回転可能に取り付けられ、回転動作により開閉するように構成されている。図10から図12では、第2のカバー172は、装置本体101の後側上端部に配置され左右方向に延びる回転軸101b周りに回転可能に支持されている。
また、第2のカバー172は、第2のカバー172の閉状態において画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cを固定し、第2のカバー172の開状態において画像形成ユニット20Y,20M,20Cの固定状態を解除する固定手段を有する。具体的には、第2のカバー172には、画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cにより現像される潜像を形成するプリントヘッドが保持され、当該プリントヘッドは、第2のカバー172の閉状態において画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cに係合し、第2のカバー172の開状態において画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cから離間し、上記固定手段として機能する。より具体的には、第2のカバー172には、プリントヘッドとして、4つの画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cのそれぞれに対応する同数の光ヘッド23K,23Y,23M,23Cが、それぞれヘッドホルダ117を介して保持されている。各ヘッドホルダ117は、第2のカバー172に回転支点172aで保持されており、第2のカバー172に対して規制された範囲内で回転が可能となっている。
印刷が繰り返されると、トナーカートリッジの内部の現像剤が徐々に消費される。ブラックのトナーカートリッジ27Kの内部の現像剤が消費されトナーカートリッジ27Kの交換が必要となった場合、画像形成装置100は、使用者に対してブラックのトナーカートリッジ27Kの交換を促すメッセージを情報表示部182に出力し、装置の動作を一時的に停止させる。この場合、使用者は、図11及び図12に示されるように、第1のカバー171を開ける。これにより、ブラックのトナーカートリッジ27Kだけが開放される。次に、使用者は、ブラックのトナーカートリッジ27Kを交換し、第1のカバー171を閉じる。ここで、第1のカバー171は、従来のような4つの画像形成ユニット全体を覆うカバーと比較して小さいサイズに抑えられており、第1のカバー171の開閉は、従来のカバーの開閉よりも容易に行うことができる。
Y,M,C色のトナーカートリッジ27Y,27M,27Cの交換が必要となった場合には、使用者は、図11に示されるように第1のカバー171を開けた後、図12に示される第2のカバー172を開け、目的のトナーカートリッジを交換する。交換後、使用者は、第2のカバー172を閉じ、次に第1のカバー171を閉じる。ここで、第2のカバー172は、従来のような4つの画像形成ユニット全体を覆うカバーと比較して小さいサイズに抑えられており、第2のカバー172の開閉は、従来のカバーの開閉よりも容易に行うことができる。
搬送部130で記録媒体のジャムが発生した場合、使用者は、第1のカバー171を開け、搬送部130を開放し、詰まった記録媒体Pを取り除く。すなわち、第1のカバー171は、ブラックのトナーカートリッジ27Kを交換するときに開けられるカバーとして用いられるほか、記録媒体のジャムを解除するときに開けられるカバーとしても用いられる。
以上説明した実施の形態2によれば、画像形成装置100は、複数のトナーカートリッジのうちの特定のトナーカートリッジを覆い、当該特定のトナーカートリッジの着脱が可能となるように開放可能な第1のカバー171と、他のトナーカートリッジを覆い、当該他のトナーカートリッジの着脱が可能となるように開放可能な第2のカバー172とを備える。実施の形態2によれば、複数のトナーカートリッジ全体を覆うカバーを備える構成と比較して、カバーの大きさを小さくすることができ、これにより、トナーカートリッジの交換時におけるカバーの開閉動作を小さくすることができる。これにより、例えば、トナーカートリッジの交換時におけるカバーの開閉動作を容易化することができ、トナーカートリッジの交換の際の作業負荷を軽減することができる。
《3》変形例
上記説明では、電子写真プリンタを例に説明してきたが、本発明は、スキャナ又はファクシミリ機能を備えた複合機についても適用可能である。
また、本発明は、現像剤像が転写される被転写媒体としての中間転写ベルトと、中間転写ベルト上の現像剤上を記録媒体上に転写させる2次転写部とを有する装置にも適用可能である。
1 画像形成装置、 2 筐体、 10 媒体供給部、 11 媒体カセット(用紙カセット)、 12 分離ローラ(ホッピングローラ)、 20K,20Y,20M,20C 画像形成ユニット、 21K,21Y,21M,21C 感光体ドラム、 23K,23Y,23M,23C 光ヘッド(露光ヘッド)、 24K,24Y,24M,24C 現像部、 25K,25Y,25M,25C 供給ローラ、 26K,26Y,26M,26C 現像ローラ、 27K,27Y,27M,27C トナーカートリッジ、 28 検出部、 40 搬送部、 41,42 搬送ローラ対、 43 搬送ベルト(転写ベルト)、 44 テンションローラ(従動ローラ)、 45 駆動ローラ、 46 クリーニングブレード、 47 廃棄トナータンク、 50K,50Y,50M,50C 転写ローラ(転写部)、 60 定着器、 70 媒体排出部(排紙部)、 80 入出力部(通信部)、 81 制御部、 82,83,84,85 光ヘッド駆動部、 90 外部装置、 171第1のカバー(開閉部材)、 172 第2のカバー、 P 記録媒体。

Claims (6)

  1. 被転写媒体上に第1の現像剤で画像を形成する第1の画像形成ユニットと、
    前記被転写媒体の進行方向における前記第1の画像形成ユニットの下流側に配置され、前記被転写媒体上に第2の現像剤で画像を形成する第2の画像形成ユニットと、
    前記進行方向における前記第2の画像形成ユニットの下流側に配置され、前記被転写媒体上に第3の現像剤で画像を形成する第3の画像形成ユニットと、
    前記第1の画像形成ユニット、前記第2の画像形成ユニット、及び前記第3の画像形成ユニットによって前記被転写媒体上に形成された前記画像である補正用パターンを検出する検出部と、
    前記検出部の検出結果に基づいて行われる画像ずれ補正を制御する制御部と
    を有し、
    前記制御部は、
    前記第1の画像形成ユニットと前記第3の画像形成ユニットとによって形成された補正用パターン間の画像ずれ量が所定値未満である場合は、前記第2の画像形成ユニットによる補正用パターンの形成及び前記制御部による前記画像ずれ補正を実行せず、
    前記第1の画像形成ユニットと前記第3の画像形成ユニットとによって形成された補正用パターン間の画像ずれ量が前記所定値以上である場合は、前記第2の画像形成ユニットによる補正用パターンの形成及び前記制御部による前記画像ずれ補正を実行する
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記第1の画像形成ユニットの位置は、前記進行方向における最上流の位置であり、
    前記第3の画像形成ユニットの位置は、前記進行方向における最下流の位置である
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 開口部を有し、装置本体に装着された前記第1から第3の画像形成ユニットを収容する筐体と、
    前記開口部を開状態及び閉状態のいずれかの状態にする開閉部材と、
    を有し、
    前記開状態の前記開口部は、前記第1の画像形成ユニットを前記開口部を通して前記装置本体に着脱可能にし、前記第3の画像形成ユニットを前記装置本体に着脱可能にしない形状を持つ
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記第1の現像剤は、ブラック現像剤であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記制御部は、
    前記第1の画像形成ユニット、前記第2の画像形成ユニット、及び前記第3の画像形成ユニットによって前記被転写媒体上に形成された前記補正用パターンに基づいて行われた画像ずれ補正の次の画像ずれ補正において、
    前記第1の画像形成ユニット及び前記第3の画像形成ユニットによって前記被転写媒体上に形成された前記補正用パターンに基づく画像ずれ補正を行うように、前記第1の画像形成ユニット、前記第2の画像形成ユニット、及び前記第3の画像形成ユニットを制御する
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記第1の現像剤、前記第2の現像剤、及び前記第3の現像剤は、互いに異なる色の現像剤であり、前記画像ずれ補正は、色ずれ補正である
    ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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