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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−3746(P2007−3746A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−182856(P2005−182856)
出願日 平成17年6月23日(2005.6.23)
代理人 【識別番号】100086298
【弁理士】
【氏名又は名称】船橋 國則
発明者 宍倉 俊一郎 / 塚田 茂 / 山崎 直哉 / 荒武 正幸
要約 課題
現像器等の状態検知を通じて良好な形成画像を行うことを可能にしつつ、その場合であっても画像形成の生産性が低下してしまうのを抑制する。

解決手段
ロータリユニット4の回転により複数の現像器11が順次像担持体1と対向する現像位置へ移動するとともに、前記現像位置にある現像器11が前記像担持体1上の静電潜像を顕像化する画像形成装置において、前記現像位置とは異なる前記ロータリユニット4の外周上の位置に、前記現像器11またはその構成ユニット13の状態を検知する状態検知手段14を配設する。そして、各現像器11を順次前記現像位置に移動させて静電潜像顕像化をさせるための前記ロータリユニット4の回転と、各現像器11を順次検知位置に移動させて前記状態検知手段14に状態検知を行わせるための前記ロータリユニット4の回転とを、同一周で行うようにする。
特許請求の範囲
【請求項1】
回転軸周りに複数の現像器を装備するロータリユニットを備え、当該ロータリユニットの回転により前記複数の現像器が順次像担持体と対向する現像位置へ移動するとともに、前記現像位置にある現像器が前記像担持体上の静電潜像を顕像化するように構成された画像形成装置において、
前記現像位置とは異なる前記ロータリユニットの外周上の位置に配設され、当該ロータリユニットに装備された現像器の状態または当該現像器の構成ユニットの状態の少なくとも一方を検知する状態検知手段と、
前記複数の現像器のそれぞれを順次前記現像位置に移動させて各現像器に前記像担持体上の静電潜像の顕像化をさせるための前記ロータリユニットの回転と、前記複数の現像器のそれぞれを順次前記状態検知手段での状態検知が行われる検知位置に移動させて各現像器についての当該状態検知手段による状態検知を行わせるための前記ロータリユニットの回転とを、同一周で行うように前記ロータリユニットの回転駆動を制御する回転制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記複数の現像器は、前記ロータリユニットの周上における配置ピッチが不均一ピッチで当該ロータリユニットに装備されている
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記回転制御手段は、前記状態検知手段による状態検知のために、前記複数の現像器のいずれかが前記検知位置に到達する度に、前記ロータリユニットの回転を一時停止させるものであり、
前記状態検知手段は、前記検知位置に一時停止している現像器または当該現像器の構成ユニットについて、その状態検知を行うものである
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。
【請求項4】
前記ロータリユニットの回転の一時停止に応じて、前記像担持体上の形成像が転写される中間転写体への前記像担持体からの像転写のタイミングを可変させるように構成されている
ことを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記状態検知手段は、前記ロータリユニットの回転により前記検知位置を通過する現像器または当該現像器の構成ユニットについて、その状態検知を行うものである
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。
【請求項6】
前記状態検知手段で得られる検知信号に対するピークホールドを行うピークホールド回路が設けられている
ことを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記像担持体上の静電潜像の顕像化をさせるためだけに行う前記ロータリユニットの回転と、前記像担持体上の静電潜像の顕像化と前記状態検知手段による状態検知との両方のために行う前記ロータリユニットの回転とに、選択的に対応するように構成されている
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記現像位置にある現像器が前記像担持体上の静電潜像の顕像化を完了した後当該現像器の次に前記像担持体上の静電潜像を顕像化する現像器が前記現像位置に移動するまでに要する時間でその間に前記状態検知手段が状態検知を行う場合の所要時間と、当該状態検知手段での状態検知に要する時間との合計時間を、画像形成条件から特定される所定の許容時間と比較し、前記合計時間が前記許容時間を超える場合には前記像担持体上の静電潜像の顕像化のためだけの回転を行い、前記合計時間が前記許容時間内に収まる場合には前記状態検知手段による状態検知を含む回転を行う
ことを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。
【請求項9】
前記複数の現像器のうちのいずれか一つのみが前記像担持体上の静電潜像を顕像化を行うモードに対応する場合に、当該顕像化を担う現像器または当該現像器の構成ユニットについてのみ、前記状態検知手段による状態検知を行うように構成されている
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項10】
前記現像器または当該現像器の構成ユニットについての状態変化を予測する予測手段を備え、
前記予測手段により前記現像器または当該現像器の構成ユニットについての状態が要監視状態に変化したと予測されると、前記状態検知手段による状態検知を行うように構成されている
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項11】
前記予測手段が前記複数の現像器のそれぞれに個別に対応して設けられており、
前記要監視状態に変化したと予測された現像器または当該現像器の構成ユニットについてのみ、前記状態検知手段による状態検知を行うように構成されている
ことを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、像担持体上の静電潜像を現像器で顕像化することで、記録媒体上への可視画像の印刷出力を行うことを可能にする、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、カラー画像に対応可能な画像形成装置が広く普及している。カラー画像に対応する画像形成装置としては、YMCKの各色成分に対応した四つの現像器を備えるとともに、各現像器を回転軸周りに装備したロータリ(回転体)ユニットを備えたものがある。このような構成の画像形成装置では、ロータリユニットの回転に伴って各現像器が一体的に回転し、これにより各現像器が順次像担持体である感光体ドラムと対向する現像位置に移動することになる。したがって、現像位置にある現像器が感光体ドラム上の静電潜像をトナー像によって顕在化した後そのトナー像を中間転写体等に転写し、これを各現像器によるトナー像について中間転写体等の上で重ね合わせるように順次繰り返せば、その中間転写体等の上にカラー画像に対応した転写像が形成されるのである。
【0003】
ところで、一般に、電子写真方式の画像形成装置では、トナー像によって感光体ドラム上の静電潜像を顕在化するため、トナー濃度やトナー残量等が形成画像の画質に大きな影響を与える。このことから、従来、ロータリユニットを備えてカラー画像に対応する画像形成装置においては、トナー濃度、トナー残量、現像器のロータリユニット内所定位置へ装着有無、現像器の構成ユニットであるトナーカートリッジの装着有無等について、これらを専用センサ等で検知して監視し、これにより形成画像の画質を良好に維持することが提案されている(例えば、特許文献1〜6)。
【0004】
【特許文献1】特開2001−175131号公報
【特許文献2】特開2000−227707号公報
【特許文献3】特許第3170500号公報
【特許文献4】特許第3170501号公報
【特許文献5】特開平4−349480号公報
【特許文献6】特開平7−225513号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来のロータリユニットを備えた画像形成装置では、トナー濃度、トナー残量、現像器の装着有無等といった現像器の状態、またはトナーカートリッジの装着有無等といった現像器の構成ユニットの状態を検知するのにあたり、その検知を行うためのロータリユニットの回転を必要とする。すなわち、ロータリユニットにおける各現像器が感光体ドラム上の静電潜像を顕在化するための回転とは別に、各現像器またはその構成ユニットの状態検知のための個別なロータリ回転が必要である。したがって、その個別なロータリ回転に要する時間分だけ、画像形成の生産性が低下してしまうおそれがある。
【0006】
そこで、本発明は、現像器等の状態検知を通じて良好な形成画像を行うことを可能にしつつ、その場合であっても画像形成の生産性が低下してしまうのを抑制し得る画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上記目的を達成するために案出された画像形成装置である。すなわち、回転軸周りに複数の現像器を装備するロータリユニットを備え、当該ロータリユニットの回転により前記複数の現像器が順次像担持体と対向する現像位置へ移動するとともに、前記現像位置にある現像器が前記像担持体上の静電潜像を顕像化するように構成された画像形成装置において、前記現像位置とは異なる前記ロータリユニットの外周上の位置に配設され、当該ロータリユニットに装備された現像器の状態または当該現像器の構成ユニットの状態の少なくとも一方を検知する状態検知手段と、前記複数の現像器のそれぞれを順次前記現像位置に移動させて各現像器に前記像担持体上の静電潜像の顕像化をさせるための前記ロータリユニットの回転と、前記複数の現像器のそれぞれを順次前記状態検知手段での状態検知が行われる検知位置に移動させて各現像器についての当該状態検知手段による状態検知を行わせるための前記ロータリユニットの回転とを、同一周で行うように前記ロータリユニットの回転駆動を制御する回転制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【0008】
上記構成の画像形成装置では、状態検知手段がロータリユニットに装備された現像器の状態または当該現像器の構成ユニットの状態の少なくとも一方を検知する。「現像器の状態」とは、静電潜像の顕像化に影響を及ぼす事項についての状態をいい、具体的には静電潜像の顕像化に用いるトナーの濃度や残量、現像器自体のロータリユニットへの装着有無、現像器が記憶憶保持する属性情報の内容等についての状態が挙げられる。「現像器の構成ユニットの状態」も同様に、静電潜像の顕像化に影響を及ぼす事項についての状態をいい、具体的には現像器を構成するトナーカートリッジの装着有無等についての状態が挙げられる。また、「少なくとも一方」を検知すればよいので、上記の事項のいずれか一つを検知するものであっても、あるいは複数の事項を併せて検知するものであってもよい。
さらに、上記構成の画像形成装置では、状態検知手段による状態検知を、像担持体上の静電潜像の顕像化をさせるためのロータリユニットの回転と同一周で行う。「同一周」とは、同一の一回転中に行うことを意味する。すなわち、ロータリユニットが一回転すると、各現像器が順次現像位置へ移動し、それぞれが像担持体上の静電潜像を顕像化し得るようになるが、これに併せて各現像器が順次検知位置へ移動することになるので、各現像器が検知位置へ移動した時点で、その検知位置にある現像器に対する状態検知を状態検知手段が行う。このとき、ロータリユニットの回転は、現像器が検知位置へ移動した時点で一時停止する。ただし、状態検知手段による状態検知が可能であれば、一時停止せずに、現像器が検知位置を単に通過するだけであってもよい。
したがって、状態検知手段を備え、これにより現像器または当該現像器の構成ユニットに対する状態検知を行う場合であっても、その状態検知のための個別なロータリ回転を要することがない。
【発明の効果】
【0009】
以上のように、本発明に係る画像形成装置によれば、現像器または当該現像器の構成ユニットに対する状態検知を行う場合であっても、その状態検知のための個別なロータリ回転を要することがないため、現像器等の状態検知を通じて良好な形成画像を行うことを可能にしつつ、画像形成の生産性が低下してしまうのを抑制し得るようになる。しかも、状態検知手段による状態検知を、像担持体上の静電潜像の顕像化をさせるためのロータリユニットの回転と同一周で行うことから、静電潜像の顕像化中に略リアルタイムに近い形で現像器等の状態検知を行うことが可能となり、制御遅れによる画像形成不適状態(画質欠陥発生等)または画像形成不可状態の発生を未然に回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、図面に基づき本発明に係る画像形成装置について説明する。
【0011】
〔基本的構成の一例の説明〕
図1は、本発明に係る画像形成装置の一例における要部構成を示す説明図である。図例のように、ここで説明する画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラム1と、感光体ドラム1を帯電させる帯電器2と、感光体ドラム1上への露光を行って静電潜像を書き込むROS(Raster Output Scanner)3と、感光体ドラム1上の静電潜像をトナー像によって顕在化するための現像器を装備したロータリユニット4と、感光体ドラム1上のトナー像を中間転写体ベルト5上に転写する転写器6と、感光体ドラム1上の残留トナーを除去するクリーニング器7と、を備えて構成されている。
【0012】
このうち、ロータリユニット4は、カラー画像の形成に対応すべく、YMCKの各色成分に対応した四つの現像器11を備えるとともに、各現像器11を回転軸12周りに装備している。そして、回転軸12を中心にして回転することで、各現像器11が一体的に回転するように構成されている。ロータリユニット4の回転は、図示せぬモータ等の駆動源によって行われるとともに、同じく図示せぬモータコントローラ等の回転制御手段によってその回転駆動が制御されるようになっている。すなわち、回転制御手段の駆動制御によって、ロータリユニット4は、回転を開始するとともに、所望位置での回転停止を行うのである。なお、回転制御手段によるロータリユニット4の駆動制御の手法は、公知技術を利用すればよいため、ここではその説明を省略する。
【0013】
ロータリユニット4に装備される各現像器11は、いずれも、例えば周知の二成分現像剤であるトナーを用いて、感光体ドラム1上の静電潜像を顕像化するのものである。そのために、各現像器11は、その構成ユニットとして、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)またはK(クロ)の各色成分に対応したトナーを収納するトナーカートリッジ13を有している。このトナーカートリッジ13は、トナー補給の容易化のため、現像器11に対して着脱可能に構成されている。また、現像器11についても、その保守の容易化のために、ロータリユニット4に対して着脱可能に構成されているものとする。なお、着脱を可能とする機構については、公知技術を利用して実現すればよいため、ここではその説明を省略する。
【0014】
また、ロータリユニット4に装備される各現像器11は、そのロータリユニット4の周上における配置ピッチが均一ピッチとなるように、そのロータリユニット4に装備されている。つまり、ロータリユニット4に装備される現像器11は四つなので、これらの現像器11によってロータリユニット4の外周長さは均等に四分割されている。
【0015】
このような構成のロータリユニット4を備えた画像形成装置では、図1(a)に示すように、装置停止時には、感光体ドラム1等の負担を軽減するために、各現像器11のいずれもが感光体ドラム1とは対向しない状態にあるホームポジションでロータリユニット4が停止している。そして、回転制御手段による駆動制御に従いつつ、ロータリユニット4が回転を開始し、図1(b)に示すように、各現像器11のうちのいずれかが感光体ドラム1と対向する位置である現像位置まで移動すると、そこでロータリユニット4の回転を停止して、現像位置にある現像器(例えばY色成分に対応した現像器11)が感光体ドラム1上の静電潜像をトナー像によって顕在化する。この顕在化によって感光体ドラム1上に形成されたトナー像は、転写器6により中間転写体ベルト5上に転写される。
【0016】
このようにして、一つの色成分について、感光体ドラム1上の静電潜像の顕像化を行った後は、再びロータリユニット4を回転させ、次の色成分に対応した現像器を現像位置に位置させる。そして、その色成分について、同様にして、静電潜像の顕像化を行う。このとき、ロータリユニット4の回転、感光体ドラム1の回転、中間転写体ベルト5上への像転写等は、その中間転写体ベルト5上で前色のトナー像と次色のトナー像が正しく重なり合うタイミングで行う。
【0017】
以上のような処理動作を、ロータリユニット4を一回転させて、各現像器11のそれぞれについて繰り返し行えば、中間転写体ベルト5上には、YMCKの各色成分が合成されたフルカラー像が形成されることになる。つまり、カラー像形成にあたっては、ロータリユニット4の一回転を通じて、複数の現像器11のそれぞれを順次感光体ドラム1と対向する現像位置に移動させ、各現像器11に感光体ドラム1上の静電潜像の顕像化をさせるのである。
【0018】
ところで、トナー像によって感光体ドラム1上の静電潜像の顕像化する場合には、トナー濃度やトナー残量等が形成画像の画質に大きな影響を与える。このことから、ロータリユニット4の外周上の位置には、そのロータリユニット4に装備された現像器11の状態または当該現像器11の構成ユニットの状態の少なくとも一方を検知するための状態検知手段14が配設されている。なお、状態検知手段14は、感光体ドラム1およびロータリユニット4の周囲のスペース的な制約から、各現像器11が感光体ドラム1と対向する現像位置とは異なる位置に配設されている。
【0019】
ここで、状態検知手段14が検知する現像器11の状態とは、静電潜像の顕像化に影響を及ぼす事項についての状態をいい、具体的には静電潜像の顕像化に用いるトナーの濃度や残量、現像器11自体のロータリユニット4への装着有無、現像器11が記憶保持する属性情報の内容等についての状態が挙げられる。
また、状態検知手段14が検知する現像器11の構成ユニットの状態とは、現像器11の状態との場合と同様に、静電潜像の顕像化に影響を及ぼす事項についての状態をいい、具体的には現像器11を構成するトナーカートリッジ13の装着有無についての状態が挙げられる。
なお、状態検知手段14は、現像器11の状態または当該現像器11の構成ユニットの状態の少なくとも一方を検知するものであればよい。すなわち、上記の事項のいずれか一つを検知するものであっても、あるいは複数の事項を併せて検知するものであってもよい。
【0020】
図2は、状態検知手段の具体例を示す説明図である。
例えば、検知対象事項がトナー濃度であれば、図2(a)に示すように、ロータリユニット4の外周上の位置に拡散光センサ14aを配し、その拡散光センサ14aと対向する検知位置にある各現像器11について、非接触でそのトナー濃度を検知することが考えられる。なお、トナー濃度の検知について、他の公知技術を利用して行ってもよいことは勿論である。
また、例えば、検知対象事項がトナー残量であれば、図2(b)に示すように、ロータリユニット4の外周上の位置に透過型光センサ14bを配するとともに、各現像器11におけるトナーカートリッジ13のそれぞれに透明窓と、その透明窓から覗けるカートリッジ内側壁面に反射面とを設け、透過型光センサ14bと対向する検知位置にある各現像器11について、非接触でトナーカートリッジ内のトナー残量を検知することが考えられる。なお、トナー残量の検知についても、他の公知技術を利用して行ってもよい。
また、例えば、検知対象事項が現像器11自体の装着有無またはトナーカートリッジ13の装着有無であれば、図2(c)または(d)に示すように、ロータリユニット4の外周上の位置に反射型光センサ14c,14dを配するとともに、検知対象となる各現像器11または各トナーカートリッジ13に反射板を設け、反射型光センサ14c,14dと対向する検知位置にある各現像器11または各トナーカートリッジ13について、非接触でその有無を検知することが考えられる。この装着有無の検知についても、他の公知技術を利用して行ってもよい。
さらに、例えば、検知対象事項が現像器11についての属性情報の内容であれば、図2(e)に示すように、ロータリユニット4の外周上の位置に電磁的な通信手段14eを設け、その通信手段14eから発せられる電波をエネルギーに変換することで、その通信手段14eと対向する検知位置にある各現像器11について、当該現像器11が有するメモリとの間でのデータ授受を非接触で行い、これによりメモリ内に格納されている属性情報を検知し得るようにすることが考えられる。ここで、メモリ内に格納されている属性情報としては、トナーカートリッジ13内におけるトナーの製造ロット、充填量、製造年月日、トナーの形状係数、平均粒径、初期物理特性(帯電性)等の製造情報が挙げられる。これらの製造情報は、工場出荷時等には既にメモリ内に書き込まれているものである。また、その他にも、属性情報としては、画像形成装置(現像機またはトナーカートリッジ)が処理した画像形成頁数、駆動時間、温湿度履歴等の履歴情報が挙げられる。これらの履歴情報は、装置稼働状況に応じて、適宜、通信手段14eを介してメモリ内に書き込まれるものとする。なお、通信手段14eを介したデータ授受については、公知技術を利用して実現すればよいため、ここではその説明を省略する。
【0021】
〔基本的構成の他の例の説明〕
ここで、画像形成装置の他の構成例について説明する。ただし、ここでは、上述した構成例との相違についてのみ説明する。
図3は、本発明に係る画像形成装置の他の例における要部構成を示す説明図である。図例のように、ここで説明する画像形成装置は、ロータリユニット4に装備された複数の現像器11が、そのロータリユニット4の周上における配置ピッチが不均一ピッチとなるように、そのロータリユニット4に装備されている点で、上述した構成例とは相違する。
【0022】
一般に、カラー画像に対応する画像形成装置は、カラー画像の形成のみならず、白黒画像の形成を行うこと可能性もある。そのため、YMCKの各色成分のトナーの消費量は、必ずしも一律ではない。そのため、トナー消費量の多い各色成分については、現像機におけるトナーカートリッジの容量を増大させれば、トナー補給の頻度を軽減させる上で有効なものとなる。
【0023】
このことから、ここで説明する画像形成装置は、トナー消費量の多い色成分、具体的にはK色成分に対応した現像器11について、そのトナーカートリッジ13の容量が、他の色成分に対応した現像器11より大型化されている。これに伴い、ロータリユニット4への装備状態で、各現像器11の配置ピッチが不均一ピッチとなっているのである。
【0024】
〔基本的な処理動作例の説明〕
次に、本発明に係る画像形成装置での特徴的な処理動作例について説明する。なお、ここでは、図3を参照しながら、各現像器11が不均一ピッチで構成されている場合の処理動作を例に挙げて説明し、図1のように各現像器11が均一ピッチである場合については、不均一ピッチの場合と大きな相違がないことから、その説明を省略する。
【0025】
ここで説明する画像形成装置における処理動作では、各現像器11のそれぞれを順次現像位置に移動させて各現像器11に感光体ドラム1上の静電潜像の顕像化をさせるためのロータリユニット4の回転と、各現像器11のそれぞれを順次検知位置に移動させて現像器11またはその構成ユニットであるトナーカートリッジ13についての状態検知を状態検知手段14行わせるためのロータリユニット4の回転とを、同一周で行う点に大きな特徴がある。同一周とは、同一の一回転中に行うことを意味する。すなわち、ロータリユニット4が一回転すると、各現像器11が順次現像位置へ移動し、それぞれが感光体ドラム1上の静電潜像を顕像化し得るようになるが、これに併せて各現像器11が順次検知位置へ移動することになるので、各現像器11が検知位置へ移動した時点で、その検知位置にある現像器11またはそのトナーカートリッジ13に対する状態検知を状態検知手段14が行うのである。
【0026】
具体的には、以下に述べるような処理動作を行う。すなわち、ロータリユニット4は、処理動作開始前には、図3(a)に示すように、ホームポジションにある。そのため、各現像器11における位置は、現像位置または検知位置のどちらとも一致しない。
【0027】
その後、ロータリユニット4が例えば図中時計回り方向に回転を始めると、図3(b)に示すように、先ず、M色成分に対応した現像器11Mが検知位置に到達する。ここで、ロータリユニット4は、回転を一時停止する。そして、検知位置に一時停止しているM色成分に対応した現像器11Mまたはそのトナーカートリッジ13Mについて、状態検知手段14がその状態検知を行う。
【0028】
M色成分についての状態検知終了後、ロータリユニット4は、回転を再開する。この回転により、図3(c)に示すように、K色成分に対応した現像器11Kが現像位置に到達する。これにより、K色成分に対応した現像器11Kは、感光体ドラム1上の静電潜像を顕像化することが可能となる。
【0029】
K色成分についての静電潜像の顕像化終了後は、ロータリユニット4の回転再開により、図3(d)に示すように、C色成分に対応した現像器11Cが検知位置に到達する。ここで、ロータリユニット4は、回転を一時停止する。そして、検知位置に一時停止しているC色成分に対応した現像器11Cまたはそのトナーカートリッジ13Cについて、状態検知手段14がその状態検知を行う。
【0030】
C色成分についての状態検知終了後は、ロータリユニット4の回転再開により、図3(e)に示すように、Y色成分に対応した現像器11Yが現像位置に到達する。これにより、Y色成分に対応した現像器11Yは、感光体ドラム1上の静電潜像を顕像化することが可能となる。
【0031】
Y色成分についての静電潜像の顕像化終了後は、ロータリユニット4の回転再開により、図3(f)に示すように、M色成分に対応した現像器11Mが現像位置に到達する。これにより、M色成分に対応した現像器11Mは、感光体ドラム1上の静電潜像を顕像化することが可能となる。
【0032】
M色成分についての静電潜像の顕像化終了後は、ロータリユニット4の回転再開により、図3(g)に示すように、K色成分に対応した現像器11Kが検知位置に到達する。ここで、ロータリユニット4は、回転を一時停止する。そして、検知位置に一時停止しているK色成分に対応した現像器11Kまたはそのトナーカートリッジ13Kについて、状態検知手段14がその状態検知を行う。
【0033】
K色成分についての状態検知終了後は、ロータリユニット4の回転再開により、図3(h)に示すように、C色成分に対応した現像器11Cが現像位置に到達する。これにより、M色成分に対応した現像器11Cは、感光体ドラム1上の静電潜像を顕像化することが可能となる。
【0034】
C色成分についての静電潜像の顕像化終了後は、ロータリユニット4の回転再開により、図3(i)に示すように、Y色成分に対応した現像器11Yが検知位置に到達する。ここで、ロータリユニット4は、回転を一時停止する。そして、検知位置に一時停止しているY色成分に対応した現像器11Yまたはそのトナーカートリッジ13Yについて、状態検知手段14がその状態検知を行う。
【0035】
Y色成分についての静電潜像の顕像化が終了すると、ロータリユニット4が一回転したことになる。その後は、継続して次頁分の画像形成を行う必要がある場合には、再び、M色成分についての状態検知(図3(b)参照)から、上述した各色についての一連の処理を繰り返して行う。一方、継続して画像形成を行う必要がなければ、ロータリユニット4は、ホームポジションにある状態で回転を停止し(図3(a)参照)、次の処理動作の待機状態となる。
【0036】
以上に説明したように、本実施形態における画像形成装置では、状態検知手段14による状態検知を、感光体ドラム1上の静電潜像の顕像化のためのロータリユニット4の回転と同一周で行うようになっている。つまり、静電潜像顕像化のためのロータリ回転と各現像器11等の状態検知のためのロータリ回転、すなわち本来は全く異なる目的のために別々に行うロータリ回転を、同一の一回転中に行ってしまうのである。そのため、状態検知手段14を備え、これにより現像器11またはそのそのトナーカートリッジ13に対する状態検知を行う場合であっても、その状態検知のための個別なロータリ回転を要することがない。
【0037】
したがって、本実施形態における画像形成装置によれば、現像器11等の状態検知を通じて良好な形成画像を行うことを可能にしつつ、画像形成の生産性が低下してしまうのを抑制し得るようになるという効果が得られる。しかも、状態検知手段14による状態検知を、感光体ドラム1上の静電潜像の顕像化をさせるためのロータリユニット4の回転と同一周で行うことから、静電潜像の顕像化中に略リアルタイムに近い形で状態検知を行うことが可能となり、制御遅れによる画像形成不可状態の発生を未然に回避することができるという効果も得られる。
【0038】
これらのことは、特に、各現像器11が不均一ピッチでロータリユニット4に装備されている場合に、非常に有効である。不均一ピッチの場合には、複数の現像器11のうちのいずれか一つが現像位置にある場合において、どの現像器11が現像位置にあるかによって、他のものの位置が異なる。すなわち、他の現像器11の停止位置は、不均一ピッチゆえに一定とはならない。そのため、不均一ピッチの場合には、静電潜像顕像化と状態検知とを同一のロータリ停止位置で行うことができないことから、静電潜像顕像化のためのロータリ回転と各現像器11等の状態検知のためのロータリ回転とを別個独立に行うことが一般的である。しかしながら、不均一ピッチであっても、本実施形態で説明したように、ホームポジション→M色成分状態検知→K色成分静電潜像顕像化→C色成分状態検知→Y色成分静電潜像顕像化→M色成分静電潜像顕像化→K色成分状態検知→C色成分静電潜像顕像化→Y色成分静電潜像顕像化という順で各処理を行えば(図3参照)、すなわち各現像器11のいずれかが現像位置または検知位置に到達した時点でその到達した現像器11に対する処理を行うようにすれば、ロータリユニット4の同一周で各色成分の静電潜像顕像化と各現像器11等の状態検知とを行うことができる。つまり、ロータリ回転の同一周にて各現像器11についての処理を現像位置または検知位置への到達順に行うことで、不均一ピッチの場合であっても、各現像器11等の状態検知を通じて良好な形成画像を行うことを可能にしつつ、画像形成の生産性が低下してしまうのを抑制し得るのである。
【0039】
また、本実施形態で説明したように、状態検知手段14による状態検知のために、各現像器11のいずれかが検知位置に到達する度にロータリユニット4の回転を一時停止させ、その一時停止している現像器11またはそのトナーカートリッジ13について状態検知を行うようにすれば、その状態検知のための時間を十分に確保することができる。したがって、状態検知の精度および信頼性を高く維持することができ、良好な形成画像を確実に実現することができるのである。
【0040】
ただし、検知位置にてロータリ回転を一時停止させる場合には、そのロータリ回転を静電潜像顕像化のためのロータリ回転と同一周で行うことから、その静電潜像顕像化のためのロータリ回転に要する時間が増加することも考えられる。
その一方で、静電潜像顕像化のためのロータリ回転は、各色トナー像が中間転写体ベルト5上にて正しく重なり合うようなタイミングで行う必要がある。すなわち、ロータリ回転に要する時間は、感光体ドラム1から中間転写体ベルト5への像転写のタイミングに依存する。
したがって、検知位置にてロータリ回転を一時停止させる場合には、その一時停止に応じて、感光体ドラム1から中間転写体ベルト5への像転写のタイミングを可変させることも考えられる。具体的には、感光体ドラム1の回転速度および中間転写体ベルト5の動作速度を低下させて、各色間での像転写の間隔が大きくなりようにすればよい。
【0041】
〔他の処理動作例の説明〕
次に、本発明に係る画像形成装置での他の処理動作例について説明する。ただし、ここでは、上述した処理動作例との相違についてのみ説明する。
【0042】
ここで説明する処理動作では、検知位置にてロータリ回転を一時停止させず、ロータリユニット4が回転している最中に、状態検知手段14による状態検知を行う点で、上述した処理動作例とは相違する。すなわち、状態検知手段14は、ロータリユニット4の回転により検知位置を通過する現像器11またはそのトナーカートリッジ13について、その状態検知を行う。
【0043】
このように、ロータリ回転中に状態検知を行うようにすれば、その状態検知を静電潜像顕像化のためのロータリ回転と同一周にて行う場合であっても、静電潜像顕像化のためのロータリ回転に要する時間が増加してしまうのを回避することができる。したがって、画像形成の生産性が低下するのを抑制する上で非常に有効なものとなる。
【0044】
ただし、ロータリ回転中に状態検知を行う場合には、その状態検知のための時間を十分に確保できないおそれがある。すなわち、状態検知のための時間が短時間となるため、状態検知手段14による検知信号について、正しい出力値を得ることが困難となることが考えられる。
【0045】
このことから、ロータリ回転中に状態検知を行う場合には、状態検知手段14に付随して、その状態検知手段14で得られる検知信号に対するピークホールドを行うピークホールド回路を設けることが望ましい。ピークホールド回路は、信号のピーク値を抽出して保持するものであればよく、公知の電気回路を用いて構成すればよい。また、電気回路によるハードウエア構成ではなく、ソフトウエア構成によって実現してもよい。
【0046】
図4は、ソフトウエア構成によって実現されたピークホールド回路における処理動作例を示すフローチャートである。図例のように、例えば状態検知手段14がトナー濃度の検知を行うものである場合に、その状態検知手段14が検知位置を通過する現像器11またはそのトナーカートリッジ13について状態検知を行い、その状態検知結果であるトナー濃度検知信号を出力すると、ピークホールド回路は、そのトナー濃度検知信号の出力値が単調増加状態から低下傾向に転じたか否か、すなわち出力ピーク値に至ったか否かを判断する(ステップ101、以下ステップを「S」と略す)。そして、出力ピーク値でなければ、最新の検出値が既に格納されている検出値以下である場合にその最新の検出値を最大検出値としつつ(S102、S103)、出力ピーク値を監視する。一方、出力ピーク値に至った場合には、画像形成の媒体一頁分が終了するまで、最大検出値を更新しながら、その最大検出値をトナー濃度検出値とし(S104〜S107)、このような処理を画像形成動作終了まで繰り返す(S108、S109)。
【0047】
このようなピークホールド回路を設ければ、ロータリ回転中に状態検知を行う場合であっても、すなわちその状態検知のための時間を十分に確保できない場合であっても、その状態検知によって得られた検知信号のピーク値がホールドされるので、その検知信号について正しい出力値を得ることができ、画像形成の生産性が低下するのを抑制しつつ、状態検知手段14による状態検知の精度および信頼性を向上させることができる。
【0048】
〔さらに他の処理動作例の説明〕
次に、本発明に係る画像形成装置でのさらに他の処理動作例について説明する。ただし、ここでも、上述した各処理動作例との相違についてのみ説明する。
【0049】
ここで説明する処理動作では、状態検知手段14による状態検知を行う場合に、その状態検知を静電潜像顕像化のためのロータリ回転と同一周にて行うが、常に状態検知手段14による状態検知を行うのではなく、その状態検知と静電潜像顕像化との両方のために行うロータリ回転と、状態検知をせずに静電潜像顕像化のみのために行うロータリ回転とに、選択的に対応し得る点で、上述した処理動作例とは相違する。すなわち、状態検知および静電潜像顕像化の両方のためのロータリ回転を行うか、あるいは静電潜像顕像化のみのためのロータリ回転を行うかを、切り換え得るようになっている。
【0050】
切り換えを行うためには、その切り換えをどのように行うか、すなわち切り換え基準となるものが必要となるが、この切り換え基準としては、以下に述べるようなものが挙げられる。
【0051】
一般に、中間転写体ベルト5の長さは、装置に固有のものであるが、一定であり可変量ではない。また、互いに連係して動作する感光体ドラム1、中間転写体ベルト5およびロータリユニット4の各動作速度も、装置に固有の一定量である。これに対し、その中間転写体ベルト5上に形成される転写像の大きさは、形成画像サイズ(出力媒体サイズ)によって異なる可変量である。したがって、形成可能最大サイズではなく、それよりも小さいサイズの画像形成を行う場合には、形成可能最大サイズの場合に比べて、ある色成分についての画像形成が完了してから次の色成分について画像形成を開始するまでの間に、時間的な余裕が生じることになる。このことは、ロータリユニット4の回転に要する時間にも時間的な余裕が生じることを意味する。つまり、その時間的な余裕の存在によって、ある色成分の静電潜像顕像化の完了後、次の色成分の静電潜像顕像化を開始するまでの間に、例えば検知位置にてロータリ回転を一時停止させて状態検知を行っても、当該次の色成分の静電潜像顕像化を適切に開始し得ることが考えられる。
【0052】
このことから、状態検知手段14およびロータリユニット4の回転駆動を制御する回転制御手段は、感光体ドラム1、中間転写体ベルト5およびロータリユニット4の各動作速度並びに形成画像サイズといった画像形成条件から特定される所定の許容時間を基準にして、状態検知および静電潜像顕像化の両方のためのロータリ回転を行うか、あるいは静電潜像顕像化のみのためのロータリ回転を行うかを切り換えるのである。
【0053】
具体的には、現像位置にある現像器が静電潜像顕像化を完了した後、その現像器の次に静電潜像顕像化を行う現像器が現像位置に移動するまでに要する時間でその間に状態検知手段14が状態検知を行う場合の所要時間と、その状態検知手段14での状態検知に要する時間との合計時間を、所定の許容時間と比較し、合計時間が許容時間を超える場合には静電潜像顕像化のためだけのロータリ回転を行い、合計時間が許容時間内に収まる場合には状態検知手段14による状態検知を含むロータリ回転を行う。合計時間が許容時間内に収まれば、状態検知手段14による状態検知を行っても、画像形成の生産性を低下させることなく次色の現像器を現像位置に回転移動させることができるからである。
【0054】
図5は、ロータリ回転に対する選択的切り換えを行う場合の処理手動作例を示すフローチャートである。図例のように、回転制御手段またはその回転制御手段に動作指示を与える上位の制御手段は、画像形成動作の開始により、許容時間と合計時間との比較を行う(S201)。そして、合計時間が許容時間内に収まる場合には、状態検知手段14による状態検知を含むロータリ回転を行う(S202)。ただし、合計時間が許容時間を超える場合には、状態検知手段14による状態検知の頻度を必要最小限に抑えるべく(S203)、静電潜像顕像化のためだけのロータリ回転を行うようにする(S204)。なお、このとき、可能であれば、状態検知手段14による状態検知を行わないのではなく、上述したように、感光体ドラム1から中間転写体ベルト5への像転写のタイミングを可変させて、その状態検知(具体的には検知位置でのロータリ回転の一時停止)に対応してもよい(S205)。
【0055】
このように、ロータリ回転に対する選択的な切り換えを行うようにすれば、検知位置でロータリ停止させて状態検知を行っても生産性が低下しない画像形成条件に対しては、必要に応じた(毎頁に近い)最大頻度での状態検知を行うことが可能となる。その一方で、生産性低下を伴う画像形成条件に対しては、静電潜像顕像化のためだけのロータリ回転を集中的に行うことで、状態検知を行うことによる画像形成の生産性低下を回避する。したがって、状態検知を通じて良好な形成画像を行うことを可能にしつつ、画像形成の生産性低下を抑制することの実効を図る上で、非常に好適なものとなる。
【0056】
このロータリ回転に対する選択的な切り換えは、検知位置にてロータリ回転を一時停止させて状態検知を行う場合に適用して非常に有効である。ただし、一時停止をせずロータリ回転中に状態検知を行う場合にも、同様に適用することが考えられる。ロータリ回転中に状態検知を行う場合であっても、状態検知手段14による状態検知を選択的に行えば、その状態検知のための処理負荷軽減が図れ、これを通じて結果的に画像形成の生産性低下の抑制に寄与し得るからである。
【0057】
なお、本実施形態では、種々の構成例および処理動作例を挙げて、本発明の好適な実施具体例を説明したが、本発明はその内容に限定されるものではない。
【0058】
例えば、カラー画像に対応可能な画像形成装置であっても、白黒画像の画像形成を行うモードを実行することがある。すなわち、複数の現像器11のうちのいずれか一つ、具体的にK色成分に対応したものだけが静電潜像顕像化を行うモードに対応する場合がある。その場合には、各現像器11の全てについて一律に状態検知手段14による状態検知を行うのではなく、静電潜像顕像化を担う現像器またはその構成ユニット、具体的にはK色成分に対応したものについてのみ、状態検知手段14による状態検知を行うようにすることが考えられる。このように状態検知手段14による状態検知の対象を限定すれば、その状態検知のための処理負荷軽減が図れるからである。
【0059】
また、画像形成装置は、現像器またはその構成ユニットについての状態変化を予測する予測手段を備えていることが多い。具体的には、例えばトナー残量であれば、処理した形成画像の画素数や媒体頁数、装置稼働累計時間等についての履歴情報を保持蓄積するとともに、その履歴情報に基づいてトナーの残量予測を行い、予測した残量が許容量よりも低下したらアラーム出力を行う、といったものがある。このような予測手段を備えた画像形成装置であれば、常に状態検知手段14が状態検知を行うのではなく、予測手段により現像器またはその構成ユニットについての状態が要監視状態(例えば、トナー残量であれば予測残量が許容量よりも低下した状態)に変化したと予測された後に、状態検知手段14が状態検知を行うようにしたり、あるいは上述したロータリ回転に対する選択的な切り換えを行うようにすることが考えられる。要監視状態となる以前は状態検知手段14による状態検知の必要性が乏しいため、要監視状態となった後に初めて状態検知手段14による状態検知を行うようにすることで、その要監視状態となるまでの間の処理負荷軽減が図れるからである。
【0060】
さらには、予測手段が各現像器11のそれぞれに個別に対応して設けられている場合であれば、各現像器11の全てについて一律に状態検知手段14による状態検知を行うのではなく、予測手段により要監視状態に変化したと予測された現像器またはその構成ユニットについてのみ、状態検知手段14が状態検知を行うようにすることも考えられる。要監視状態でないものについては状態検知手段14による状態検知の必要性が乏しいからであり、状態検知手段14による状態検知の対象を限定することで、その状態検知のための処理負荷軽減が図れるからである。
【0061】
これらのように、本発明は、本実施形態での説明に対し、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0062】
【図1】本発明に係る画像形成装置の一例における要部構成を示す説明図である。
【図2】状態検知手段の具体例を示す説明図である。
【図3】本発明に係る画像形成装置の他の例における要部構成を示す説明図である。
【図4】ソフトウエア構成によって実現されたピークホールド回路における処理動作例を示すフローチャートである。
【図5】ロータリ回転に対する選択的切り換えを行う場合の処理手動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0063】
1…感光体ドラム、2…帯電器2、3…ROS、4…ロータリユニット、5…中間転写体ベルト5、6…転写器、7…クリーニング器、11,11Y,11M,11C,11K…現像器、12…回転軸、13…トナーカートリッジ、14…状態検知手段、14a…拡散光センサ、14b…透過型光センサ、14c,14d…反射型光センサ、14e…通信手段




 

 


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