CN101930195A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种图像形成装置，其课题在于精度良好地进行图像形成条件的修正控制。布丁图像的浓度测定时，控制部(100)使发光部(5A)在测定像载置体的调色剂覆盖率在所定值以上的布丁图像时的照射光量(a)，与测定所定值未满的布丁图像时的照射光量(e)是不同的设定。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及电子照相方式的图像形成装置，尤其涉及备有浓度检测部以光学检测形成在像载置体上的调色像的图像形成装置。

背景技术

电子照相工艺的图像形成装置中采用图像浓度控制技术，其中，是在像载置体上形成被称之为布丁图像的评价图样，用备有发光部和受光部的浓度传感来检测该被形成的布丁图像的浓度，根据检测结果，控制图像形成部的图像形成条件。

图像浓度控制过程中，不仅要求希望对中间浓度，还要求希望对从低浓度到高浓度的广泛范围，都算出调色剂附着量(图像浓度)。但是，对于这样的要求，因为用光学浓度传感检测调色剂附着量之方式在高调色剂附着量区域上的检测灵敏度降低，所以不能正常进行修正，存在问题。

专利文献1中公开的图像形成装置，其中针对上述问题，在高调色剂附着量区域之外是用光学浓度传感和表面电位传感两个传感来测定布丁图像，由此求得表面电位和调色剂附着量的关系，但在高调色剂附着量区域则是从布丁图像的表面电位测定结果和求得的关系式来演算调色剂附着量。

另外，由于像载置体固体间的差异，其表面的反射率有不同的情况，所以测定布丁图像时，检测值也会受其影响而有所不同，存在不能精度良好地检测之忧虑。

对于上述问题，有一种手段，是用浓度传感测定没有形成调色像的像载置体，使测定值在所定范围内地调整照射光量，通过采用该手段，能够维持检测精度。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：特开平6-186816号公报

发明内容

发明欲解决的课题

采用上述手段，对于像载置体反射率固体间的差异，通过调整照射光量，实现了对从低浓度到中浓度的布丁图像的检测精度。但是，在覆盖整个像载置体面的密集图像等高浓度的布丁图像中，即使是测定调色剂附着量相同的布丁图像，测定值也不相同，结果导致在高浓度时的检测精度降低，存在问题。

本发明鉴于上述问题，目的在于精度良好地进行图形成条件的修正控制。

用来解决课题的手段

上述目的通过以下记载的发明达成。

1.一种图像形成装置，备有：

像载置体；

曝光所述像载置体，形成潜像的曝光部；

用调色剂显影所述潜像的显影部；

浓度传感，备有发光部和受光部，测定被形成在所述像载置体表面的浓度检测用的布丁图像；

控制部，形成使图像形成条件不同的多种浓度的布丁图像，根据该布丁图像的所述浓度传感的测定值，进行图像形成条件的修正控制；

图像形成装置的特征在于，所述控制部使所述发光部在测定所述像载置体的调色剂覆盖率在所定值以上的布丁图像时的照射光量a，与测定所定值未满的布丁图像时的照射光量e，是不同的设定。

2.上述1中记载的图像形成装置，其特征在于，所述控制部通过改变所述曝光部的曝光面积率，形成使所述调色剂覆盖率不同的布丁图像。

3.上述2中记载的图像形成装置，其特征在于，所述调色剂覆盖率在所定值以上的布丁图像是密集图像，所述调色剂覆盖率为所定值未满的布丁图像是中间浓度的图像。

4.上述1至3的任何一项中记载的图像形成装置，其特征在于，所述照射光量a是所定的设定值，

所述照射光量e是使在没有形成布丁图像状态下测定所述像载置体表面的测定值为所定值d地作了调整的照射光量。

5.上述4中记载的图像形成装置，其特征在于，

当以交换像载置体时在没有形成布丁图像的状态下测定所述像载置体表面的测定值为测定值b时，

所述照射光量a是使在没有形成布丁图像状态下测定所述像载置体表面的测定值为所定值b地作了调整的照射光量。

6.上述1至5的任何一项中记载的图像形成装置，其特征在于，

所述控制部根据所述像载置体的调色剂覆盖率在所定值以上的布丁图像的测定值，控制所述像载置体的移动速度和所述显影部的显影剂载置体的移动速度之比，根据所述像载置体的调色剂覆盖率为所定值未满的布丁图像的测定值，控制所述曝光部的曝光量。

发明效果

根据本发明，使测定调色剂覆盖率在所定值以上之布丁图像时的照射光量a与测定所定值未满之布丁图像时的照射光量e是不同的设定，通过浓度测定，实现不仅对低中浓度而且对高浓度也能够精度良好地进行图像形成条件的修正控制。

附图说明

图1：本实施方式图像形成装置图像形成部的结构截面示意图。

图2：浓度传感的说明模式图。

图3：本实施方式图像形成装置的控制方框图。

图4：图像形成装置实行的修正控制的控制流程图。

图5：调色剂附着量与浓度传感输出电压的对应关系示意曲线。

图6：调色剂附着量与浓度传感输出电压的对应关系示意曲线。

图7：有关浓度传感校正的控制流程说明图。

具体实施方式

根据实施方式对本发明作说明，但本发明并不局限于该实施方式。

图1是本实施方式图像形成装置图像形成部的结构截面示意图。感光体1由直径φ80mm的鼓形成。感光体1的构成大致如下，作为带负电的有机半导体层，在接地的铝柱状基体表面上，涂布在聚碳酸酯中撒布了酞菁染料的物质，形成膜厚30μm的含电荷传送层的感光体层，图1中是在顺时针旋转方向以500mm/s的周速(Vp)被驱动旋转。在图1等实施方式中，作为载置调色像的像载置体，以鼓状感光体为例作说明，但作为像载置体的其它例子，也可以是传动带状的感光体或中间转印体。本实施方式中，感光体1基体(又称铝质管)的精度(表面平滑性和正圆度)通过切削加工确保，但由于切削加工的影响，有时各感光体1的反射率的差异很大。该差异的影响比感光体1的使用衰变还要大。

带电极2是栅格电晕方式的带电手段，使旋转的感光体1周围均匀带电至所定极性及电位。带电极2具有线～栅极间距离7.5mm、栅极～感光体间距离1mm、线～后板间距离12mm的带电极结构，以栅极施加电压为-730V，用带电电流值-800～-1800μA进行带电，使感光体1表面电位为-750V。

曝光部3作为曝光光源备有多个被配列在主扫描方向(感光体1的旋转轴方向)上的发光二极管(LED)，并且备有在主扫描方向上配列多个GRIN(Graded-Index)透镜的光学部件，根据图像数据选择性驱动LED，使被驱动的LED照射的光在感光体1上聚光成像。由曝光部3扫描曝光经带电极2均匀带电的感光体1表面，形成静电潜像。为了使曝光部3内的各LED元件的光量相同，事先修正驱动电流或发光时间。

显影装置4对着感光体1，作为调色像，通过旋转的显影辊41显影感光体1上的静电潜像。接触或非接触显影是影像曝光和反转显影的组合，采用二成份显影剂显影。作为显影剂载置体的显影辊41，其结构是在磁辊周围套上实施了不锈钢热喷涂表面加工的铝套管，显影辊41的辊径为φ40mm。内部的磁辊固定，外周的套管旋转，其旋转速度(移动速度)在线速度(Vs)500～1000mm/s范围内能受控变化。显影辊41通过直流成分的显影偏压显影，其上作为直流成分被施加-600V的显影偏压，进行反转显影。

显影剂收纳部40中收纳着含有非磁性调色剂和磁性载体的二成份显影剂。显影剂收纳部40中收容的显影剂的调色剂浓度，由显影剂收纳部40中设有的调色剂浓度传感TS检测。调色剂浓度传感TS是检测检测面附近的显影剂的磁导率，从其检测结果检测显影剂中的调色剂浓度。通过控制，使得在调色剂浓度小于阈值时，从调色剂补充部7补充新的调色剂，由此显影剂收纳部40内部的显影剂被维持在所定的调色剂浓度。这里的所谓调色剂浓度，是显影剂中调色剂质量(Wt)和载体质量(Wc)的质量比，表示为：调色剂浓度＝(Wt/(Wt+Wc))×100(％)。

作为非磁性调色剂，优选体积平均粒径为3～9μm的重合调色剂。通过采用重合调色剂可以实现高图像分辨率、浓度安定、曝光部分发黑现象极少的图像形成装置。

作为载体，优选由体积平均粒径30～65μm及磁化量20～70emu/g的磁性粒子组成的铁芯载体。粒径小于30μm的载体容易附着。而粒径大于65μm的载体则有可能出现不能形成浓度均匀图像的情况。

浓度传感5测定显影性检测用的布丁图像的浓度。详细在后面叙述。

转印辊6受转印电流40～80μA的定电流控制，进行感光体1上的调色像向纸张上的转印。

由供纸部供给的纸张P经定位辊21而与形成在感光体1上的调色像取得同步，在转印夹部中接受由转印辊6转印的调色像。穿过转印夹部的纸张P被从感光体1面曲率分离，由搬送传动带22送往定影装置23。

定影装置23由内部配置了加热器的加热辊23a和加压辊23b组成，支撑调色像的纸张P在加热辊23a和加压辊23b之间被加热加压、定影，由排纸辊24排到机外没有图示的排纸盘上。

向纸张P转印调色像后的感光体1表面由清洁部8清除转印残留的调色剂。本实施方式中作为清洁叶片采用尿烷合成橡胶叶片，清洁叶片是逆向接触感光体1表面进行清扫。穿过清洁部8后表面被清扫的感光体1周面，由带电前曝光部9(PCL)照射，该带电前曝光部9中采用光波长700nm、光输出101ux光源，感光体1经照射在降低残留电位状态下向下一图像形成循环过渡。

[浓度传感5]

图2是浓度传感的说明模式图。图2(a)是浓度传感5的侧面图，图2(b)表示浓度传感5的检测区域。浓度传感5是反射型浓度传感，备有向作为像载置体的感光体1照射光的LED(以下又称发光部5A)及接受感光体1反射光的光敏二极管(以下又称受光部5B)。另外，布丁图像的尺寸足够大于检测区域E。

感光体1上的调色图像T的浓度D，与由浓度传感5检测的检测区域E的反射率R之间，存在式(1)关系：

D＝-log10R  ……(1)。

如图2(b)所示，浓度传感5的检测区域E内有时存在多个像T，反射率R是检测区域E的平均反射率，由下式(2)表示：

R＝A×DR+(1-A)×WR  ……(2)。

A是调色剂覆盖率，即像T占检测区域E面积的比例，DR是构成调色图像T的调色剂的反射率，WR是感光体1质地表面的反射率。从式(2)可知，调色剂覆盖率越高，感光体1质地的反射率的影响越少，调色剂的反射率起支配作用。

本实施方式中形成布丁图像时采用的图像数据，最大浓度的布丁图像是曝光面积率100％(密集图像)的图像数据，中间浓度的布丁图像是曝光面积率20％～80％的副扫描方向伸展的纵线的图像数据。例如，曝光面积率50％的话是采用以8线段(1200dpi)为一单位、4线段ON4线段OFF连续的纵线的图像数据，曝光面积率62.5％的话是采用3线段OFF5线段ON连续的纵线的图像数据。

[控制方框]

图3是本实施方式图像形成装置的控制方框图。如图3所示，图像形成装置由控制部100、图像控制部101、曝光控制部102、显影驱动控制部103、显影偏压控制部104、调色剂浓度控制部105、操作显示部106、定影控制部107、搬送控制部108、记忆部109、浓度传感5等构成。

控制部100由CPU等构成，从格纳在记忆部109中的系统程序及各种应用程序中读出被指定的程序，展开在记忆部109内的工作区域上，通过与被展开程序的协动实行各种处理，集中控制图像形成装置各部。

控制部100控制各部，由此制作多个浓度不同的布丁图像，根据浓度传感5的测定值，进行图像形成条件的修正控制。修正控制是在图像形成装置中保持向纸张形成的图像的图像质量的安定性之处理。作为图像形成条件，有感光体1的表面电位、向显影辊41的显影偏压电压、曝光部3的曝光量、显影驱动控制部103控制的显影辊41的转数、调色剂浓度控制部105控制的显影剂收纳部40显影剂的调色剂浓度、或修正浓度调整前后之关系曲线的层次修正等。

本实施方式中修正控制的实效时机是：(1)排纸张数达到所定张数(例如1000张)时；(2)休止时间(空转时间、电源OFF时间)经过所定时间(例如360分钟)后下一动作开始时；(3)通过操作显示部106有用户修正动作的实行指示时等。

操作显示部106包括显示部和操作部。由作为显示部的LCD以及覆盖LCD的触板或其他没有图示的操作键组等操作部构成。受理用户的输入，将其信息输出到控制部100，还按照被从控制部100输入的显示信号，显示用来输入各种设定条件的各种设定画面和各种处理结果等。在维护人员交换感光体1和显影装置4的显影剂等交换部件时，在操作显示部106输入其旨意信息。此时还可以输入支持进行各种初期动作或初期调整。

图像控制部101按照控制部发出的指示，对经没有图示的扫描读取的图像数据或从电脑等外部终端送来的图像数据施行各种处理，生成打印数据。还按照控制部发出的指示，进行图像形成装置各部的驱动控制。

记忆部109除了记忆有关图像形成的各种处理程序及各种数据之外，还记忆本实施方式涉及的修正控制程序、用来形成测试图样的各种曝光面积率不同的图像数据及由各种程序处理的数据等，还形成工作区域一时性记忆由控制部100实行的各种程序及这些程序涉及的数据和作业数据等。

定影控制部107按照控制部100的指示，进行定影装置23的温度控制，或控制使加热辊23a、加压辊23b驱动的马达等。

搬送控制部108按照控制部100的指示，控制使没有图示的供纸部中备有的多个搬送辊、定位辊21、转印辊6驱动的马达等。

[控制流程]

图4是图像形成装置实行的修正控制的控制流程图。该图中控制流程的实效时机如上所述，是排纸张数达到所定张数时等。

步骤S11中，控制部100形成曝光面积率不同的多个布丁图像。曝光面积率例如为100％和50％。本实施方式中是通过在曝光部控制部102改变曝光面积率，形成在感光体1表面的调色剂覆盖率不同的布丁图像。本实施方式中，使曝光面积率和调色剂覆盖率一致(通过前面的修正控制或初期调整)地调整了调色剂的显影条件，所以两者的数值几乎一致。有关在控制流程中使用的照射光量a和照射光量e的详细，在后面叙述。

布丁图像的调色剂覆盖率在所定值x以上时(步骤S12：Yes)，浓度传感5使发光部5A的照射设定为照射光量a，进行测定(步骤S13)。以此时得到的受光部5B的输出电压为Vx。所定值x是例如调色剂覆盖率80％，因为调色剂覆盖率80％以上时调色剂的反射率起支配作用。所定值x以上时，测定时感光体1被布丁图像的调色剂覆盖尽，感光体1自身的面(质地)几乎不露出。此时，如前面式(2)所述，浓度传感5的测定中感光体1的反射的影响小。未满所定值x时，感光体1自身的面露出，感光体1的反射的影响不小。

步骤S14中，根据在步骤S13得到的输出电压Vx，进行图像形成条件的修正控制。输出电压Vx是密集图像等调色剂覆盖率高的布丁图像的测定值，根据该测定值进行最高浓度的修正控制。作为反馈对象的图像形成条件，有影响最高浓度的(1)感光体1的表面电位、(2)对显影辊41的显影偏压电压、(3)显影驱动控制部103控制的显影辊41的转数、(4)调色剂浓度控制部104控制的显影剂收纳部40显影剂的调色剂浓度。本实施方式中，是通过比较输出电压Vx与目标电压Vx0来改变显影辊41的转数，改变感光体1与显影辊41的周速比Vs/Vp。

调色剂覆盖率为所定值x未满时(步骤S12：No)，浓度传感5使发光部5A的照射设定为照射光量e，进行测定(步骤S21)。以此时得到的受光部5B的输出电压为Vy。

步骤S22中，根据在步骤S21得到的输出电压Vy，进行图像形成条件的修正控制。输出电压Vy是中间浓度图像等调色剂覆盖率不高的布丁图像的测定值。根据该测定值进行中间浓度或浓度调整前后之关系曲线的修正控制。作为反馈对象的图像形成条件，有影响中间浓度的曝光部3的曝光量。本实施方式中，是通过比较输出电压Vy与目标电压Vy0，改变曝光部3的曝光量。

[照射光量]

图5图6是调色剂附着量与浓度传感输出电压的对应关系示意曲线。横轴表示调色剂附着量、纵轴表示浓度传感的输出电压。调色剂附着量的改变通过改变布丁图像的曝光面积率进行。L1、L2分别表示使用反射率不同的二个感光体时的特性曲线，表面反射率的关系是感光体L1＜感光体L2。

首先根据图5，对“照射光量e”作说明。照射光量e是测定感光体1的调色剂覆盖率为所定未满的布丁图像时发光部5A的光量。测定时有感光体1的反射，其影响不可忽视。照射光量e被调整到在测定没有形成布丁图像状态的感光体1时使测定值为所定输出电压Vd(测定值d)。此时，在反射率低的感光体L1调整的照射光量e，与感光体L2的相比，要来的大。

图5曲线表示：在没有形成布丁图像状态(质地测定)下，使达到所定输出电压Vd地调整照射光量，在该调整的照射光量(e)下，对二种感光体上的调色剂附着量的浓度传感输出的对应关系。由图5可知，调色剂附着量少的区域A1(即调色剂覆盖率低的)从低浓度到中浓度的布丁图像上，反射率不同的感光体L1、L2显示同样的输出电压。反之，调色剂附着量多的(即调色剂覆盖率高的)高浓度布丁图像上，感光体L1和感光体L2的输出电压大不相同。这是因为调色剂覆盖率高的区域上调色剂的反射起支配作用，感光体L1和感光体L2上被调整的照射光量e不同。照射光量e被调整得较大的感光体L1上，调色剂覆盖率高的区域(调色剂附着量大的)显示高的输出电压值。

这一问题可以通过下述来解决：使不受感光体的反射率的影响地使照射光量为固定的照射光量a。根据图6，对“照射光量a”作说明。

图6曲线表示固定的照射光量a时对相同于图5的二种感光体上的调色剂附着量的浓度传感输出的对应关系。如图6所示，用共通的照射光量a测定二种感光体L1、L2时，调色剂附着量多的区域A2(即调色剂覆盖率高的)高浓度的布丁图像上，感光体L1和感光体L2显示相同的输出电压。是因为即使感光体表面的反射率不同但其影响几乎不存在。反之调色剂附着量少的低浓度到中浓度的布丁图像上，两者的输出电压大不相同。

出于上述特性，本实施方式中，调色剂覆盖率高的区域的测定是采用固定的照射光量a(图6)，调色剂覆盖率低的区域的测定是采用使达到所定输出电压Vd地调整了的照射光量e。这样，能够不依存于感光体的反射率，在低浓度到高浓度部的广泛范围，精度良好地进行浓度测定，进而能够精度良好地进行图像形成条件的修正。

[照射光量的校正]

图7是有关浓度传感校正的控制流程说明图。维护人员每所定周期、例如打印100K～1000K地实施像载置体感光体1的交换。

图7(a)是交换感光体1时进行的浓度传感校正的控制流程，由本控制记忆感光体1的固有值。通过维护人员交换感光体1及向操作显示部106输入伴随该交换的履历更新信息及初期调整的开始指示等，控制部100感知感光体1被交换(步骤S31)。该交换时有必要的话维护人员清扫浓度传感(步骤S32)。

步骤S33中，用固定照射光量a进行没有形成布丁图像的感光体1自身表面的测定，以此时的输出电压为固有值Vb(固有值b)，记忆到记忆部109。

图7(b)是维护人员向操作显示部106指示输入不定期实施的校正的控制流程图。图7(b)是校正因使用而浓度传感表面的调色剂污染等引起的灵敏度变化的流程图。

图7(b)的步骤S34中，使浓度传感5的输出电压达到步骤S31中记忆的固有值Vb地调整照射光量，将调整后的照射光量设定为新的照射光量a。设定的照射光量a被记忆到记忆部109，之后的图像形成条件的修正控制采用在步骤S34设定的照射光量a实施。

这样，浓度传感5受污时也能够进行校正，所以能够精度良好地进行图像形成条件的修正控制。

Claims (6)

1.一种图像形成装置，备有：

像载置体；

曝光所述像载置体，形成潜像的曝光部；

用调色剂显影所述潜像的显影部；

浓度传感，备有发光部和受光部，测定被形成在所述像载置体表面的浓度检测用的布丁图像；

控制部，形成使图像形成条件不同的多种浓度的布丁图像，根据该布丁图像的所述浓度传感的测定值，进行图像形成条件的修正控制；

图像形成装置的特征在于，所述控制部使所述发光部在测定所述像载置体的调色剂覆盖率在所定值以上的布丁图像时的照射光量a，与测定所定值未满的布丁图像时的照射光量e，是不同的设定。

2.如权利要求1中记载的图像形成装置，其特征在于，所述控制部通过改变所述曝光部的曝光面积率，形成使所述调色剂覆盖率不同的布丁图像。

3.如权利要求2中记载的图像形成装置，其特征在于，所述调色剂覆盖率在所定值以上的布丁图像是密集图像，所述调色剂覆盖率为所定值未满的布丁图像是中间浓度的图像。

4.如权利要求1至3的任何一项中记载的图像形成装置，其特征在于，

所述照射光量a是所定的设定值，

所述照射光量e是使在没有形成布丁图像状态下测定所述像载置体表面的测定值为所定值d地作了调整的照射光量。

5.如权利要求1中记载的图像形成装置，其特征在于，

当以交换像载置体时在没有形成布丁图像的状态下测定所述像载置体表面的测定值为测定值b时，

所述照射光量a是使在没有形成布丁图像状态下测定所述像载置体表面的测定值为所定值b地作了调整的照射光量。

6.如权利要求1中记载的图像形成装置，其特征在于，

所述控制部根据所述像载置体的调色剂覆盖率在所定值以上的布丁图像的测定值，控制所述像载置体的移动速度和所述显影部的显影剂载置体的移动速度之比，

根据所述像载置体的调色剂覆盖率为所定值未满的布丁图像的测定值，控制所述曝光部的曝光量。

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