JP2001051459A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 経時的変化によりドット抜けが生じても中間
調の再現性が悪くならないようにする。 【解決手段】 光書き込みによって形成した潜像を１成
分系の現像剤を使用する交換可能な現像装置４と、濃度
の異なる複数のパターンを形成し、そのパターンのトナ
ー像の濃度を検知する濃度センサ１０と、この濃度セン
サ１０の検知結果に基づいてプロセス制御を行うコント
ローラ１１とを備え、現像されたトナー像を転写して定
着することにより画像を形成する画像形成装置におい
て、前記コントローラ１１は、前記現像装置４が経時劣
化しているとき、前記パターンのハイライト部の露光量
が多くなるように補正をかける。その際、現像ユニット
交換後の作像枚数をカウントし、カウントされた枚数に
応じてハイライト部の露光量を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は１成分系の現像剤を
使用した画像形成装置に係り、特に、現像手段の経時劣
化や作像枚数に応じて露光量を補正し、画像劣化を防止
するようにした画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】１成分系の現像剤を用いた高密度の画像
形成装置として、例えば特開平７−１０４５３８号公報
記載の発明が公知である。この発明は、ハイライト部の
画像再現性を向上させるために潜像担持体に規定の条
件、例えばレーザの照射条件で形成した規定の径のドッ
トを、そのドット径の２倍以上の間隔で複数配列したパ
ターンを形成し、潜像担持体表面に対向した位置に設け
た光センサによりドットへの現像剤の付着状態を検出す
るとともに、その付着状態を測定して、薄膜形成条件お
よびプロセス制御条件にフィードバックするように構成
されている。この方法によれば、ハイライト部の画像再
現性をかなり向上させることができる。１成分現像を用
いた画像形成装置でのプロセス制御としては、感光体の
電位センサと感光体上あるいは中間転写体上の濃度を測
る濃度センサ（以下、「Ｐセンサ」と称する。）を併用
する方法や、Ｐセンサのみを用いる方法等がある。ここ
で、Ｐセンサのみを用いる方法の一例について説明す
る。

【０００３】まず、デフォルトの現像バイアスを印加し
て感光体上あるいは中間転写体上にベタのパターンを形
成し、Ｐセンサによって濃度を測る。そして、ベタの濃
度が狙いの値になるように現像バイアスＶbを設定す
る。次に、ハイライト濃度になるＬＤ光量でパターンを
形成し、Ｐセンサによって濃度を測って、その濃度が狙
いの値になるように帯電グリッドバイアスＶGを設定す
る。これによりベタとハイライト部の濃度を合わせるこ
とができる。上記のようにプロセス制御には、Ｐセンサ
と電位センサを併用する方法もあるが、いずれにしても
ハイライト部の画像再現性の精度を良くする必要があ
る。

【０００４】ハイライト部の画像再現性を向上するため
に、例えば前述の特開平７−１０４５３８号公報記載の
発明では、潜像坦持体に規定の条件（レーザの照射条
件）で形成した規定の径のドットを該ドット径の２倍以
上の間隔で複数配列したパターンを形成して、潜像坦持
体表面に対向した位置に配設された光センサによりその
付着状態を検出、測定して薄層形成条件及びプロセス制
御条件にフィードバックしている。この方法でかなりハ
イライト部の画像再現性を向上させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、画像再現性を
経時的に見ると、下記のような点で問題がある。

【０００６】すなわち、現像ローラの帯電能力は表層の
材料によっては経時的変化によって劣化するものがあ
り、ある出力枚数に達したときに交換する必要がある。
このため現像部とトナーホッパー部を一体化した現像ユ
ニットにしてトナーエンド時に交換する構成が、ユーザ
によるメンテナンスが簡単に出来るようにするために良
い構成である。この構成のとき、現像ローラの寿命まで
ユニットが使用できる量のトナーを入れておくが、現像
ユニット交換後の出力枚数が多くなるにつれ、同じトナ
ーが現像ブレードを通過する回数が多くなり、トナーの
流動性等の特性が劣化しやすい。このため経時では、現
像でハイライト部のような濃度の薄いところでのドット
が抜けやすくなり、中間調の再現性が悪くなる。

【０００７】さらに詳しくは、１成分現像では、現像ロ
ーラ上にトナー薄層を形成するためのいわゆる現像ブレ
ードをトナーが通過するときにトナーにストレスが加わ
り、経時的にはトナーの流動性等の特性が劣化しやす
い。そして、トナーの流動性が悪くなると、現像でハイ
ライト部のような濃度の薄いところでトナーが付着しに
くくなり、その結果、ドット抜けが生じやすくなる。図
４は画像面積が５％のチャートを用いてランニング試験
を行い、２０００枚ごとにハイライト画像のサンプル取
りを行って、ドット抜けに対して画像を５段階評価をし
た結果を示す図である。ここでは、横軸にラン枚数（単
位は１０００枚）、縦軸にランク評価を取ってプロット
している。この図における評価では、ランク３までは許
容される範囲であるが、ランク３よりランク評価が下が
ると、ドット抜けがかなり目立つようになる。

【０００８】このときドット抜けしていないときと同じ
帯電グリッドバイアスＶGを印加すると、抜けているド
ットがあるのでハイライト部の平均的な濃度は低下す
る。この状態でプロセス制御を行うと、ハイライト部の
濃度を狙いの値にするようにＶGを小さくする。これに
よってハイライト部の濃度は狙いの値にすることができ
るが、ドット抜けがほとんど起こらない中間調の濃度が
濃くなっていわゆるγの立った画像になり、中間調の再
現性が悪くなるという問題がある。他の電位センサとＰ
センサを併用するプロセス制御の方式でも、ハイライト
部のドットが抜けるようになると、同様のことが起き
る。

【０００９】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その第１の目的は、経時的変化によりドット抜
けが生じても中間調の再現性が悪くならないようにする
ことが可能な画像形成装置を提供することにある。

【００１０】第２の目的は、経時的変化によりドット抜
けが生じても中間調の再現性が悪くならないようにする
プロセス制御を簡単かつ適切に行える画像形成装置を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るため、第１の手段は、光書き込みによって形成した潜
像を１成分系の現像剤を使用する交換可能な現像手段
と、濃度の異なる複数のパターンを形成し、そのパター
ンのトナー像の濃度を検知する検知手段と、この検知手
段の検知結果に基づいてプロセス制御を行う制御手段と
を備え、現像されたトナー像を転写して定着することに
より画像を形成する画像形成装置において、前記制御手
段は、前記現像手段が経時劣化しているとき、前記パタ
ーンのハイライト部の露光量に補正をかけるように構成
した。

【００１２】前記第２の目的を達成するため、第２の手
段は、第１の手段における前記制御手段が、現像手段交
換後の作像枚数をカウントして記憶し、カウントされた
作像枚数に基づいてハイライト部のパターンの露光量に
補正をかけるように構成した。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１４】図１は本発明の実施形態に係るカラー画像
形成装置の概略構成を示す図である。図１において、実
施形態に係る画像形成装置は、ベルト状感光体１と、帯
電チャージャ２と、露光光学系３と、現像装置４と、中
間転写ベルト８と、図示しない給紙系とから主に構成さ
れ、中間転写ベルト８に対向してＰセンサ１０が配置さ
れている。現像装置４は１成分系の現像系のレボルバタ
イプの現像器によって４色の現像を行うように構成さ
れ、各色毎に現像ローラ５と現像ローラ５にトナーを供
給する供給ローラ６を備えている。なお、この例では、
レボルバタイプの現像器を使用しているが、スペースが
あれば現像器を４個並置する構成をとることもできる。
現像装置４は感光体１上に形成された潜像にトナーを付
着させ、中間転写ベルト８に１次転写し、最終的に用紙
にフルカラーの画像を転写する。

【００１５】このように概略構成されたカラー画像形成
装置では、ベルト状感光体１が帯電チャージャ２によっ
て一様なマイナスの電位に帯電され、帯電後、レザーダ
イオード（ＬＤ）を用いた露光光学系３によって露光さ
れ、感光体１表面に潜像を形成する。露光光学系３は、
ＬＤを用いたもので、コントローラ１１からの信号に基
づいてパルス幅変調およびパワー変調による多値書き込
みが行われる。感光体１に露光後、現像部４で１色目が
現像される。現像された１色目は転写バイアス印加手段
７で中間転写ベルト８上に１次転写され、感光体ベルト
１は図示しないクリーニング手段により未転写トナーが
クリーニングされる。さらに、中間転写ベルト８上に各
色の画像が一致するタイミングで２色目移行の帯電、露
光、現像、１次転写クリーニングを繰り返し、４色のフ
ルカラー画像を中間転写ベルト８上に形成する。中間転
写ベルト８上に形成された４色のフルカラー画像は図示
しない給紙部から搬送されてきた転写紙にバイアス印加
手段９を作用させて２次転写され、図示しない定着部に
送られて定着された後、排紙される。

【００１６】次に濃度制御の方法について説明する。経
時でのドラム特性の変化、帯電チャージャグリッドの汚
れ、トナーや現像ローラの帯電能力の経時変化等によ
り、現像バイアス等の作像条件が同じならばベルト状感
光体１上の現像付着量や転写率が変化する。これを補正
するために、電源ＯＮ時や一定枚数ごとに、非作像時に
中間転写ベルト８上に各色のパターンを形成して濃度を
Ｐセンサ１０で測定し、その測定値に基づいて濃度を一
定に保つようにプロセスコントロールを行う。まず、デ
フォルトの現像バイアスを印可してベルト状感光体１上
あるいは中間転写ベルト８上にベタのパターンを形成
し、Ｐセンサ１０によって濃度を測る。そして、ベタ部
の濃度が狙いの値になるように現像バイアスＶbを設定
する。次に、ハイライト濃度になるＬＤ光量でパターン
を形成し、Ｐセンサ１０によって濃度を測って、その濃
度が狙いの値になるように帯電グリッドバイアスＶGを
設定する。これによりベタ部とハイライト部の濃度を合
わせることができる。なお、これらの制御はコントロー
ラ１１で実行される。

【００１７】しかし、前述のように、経時では、現像で
ハイライト部のような濃度の薄いところでのドットが抜
けやすくなる。このときプロセスコントロールを行う
と、中間調の再現性が悪くなる。そこで、現像ユニット
が経時劣化しているとき上記のプロセスコントロールの
ハイライトのパターンのＬＤ露光量を多くなるようにコ
ントローラ１１によって補正をかける。

【００１８】図２はこれを説明するための潜像電位の概
略図である。図２（ａ）で上側の向きがマイナスの電位
方向で、Ｖdは帯電電位、Ｖbは現像ローラ５に印可する
現像バイアスである。帯電電位Ｖdは帯電グリッドバイ
アスＶGで制御する。Ｖ1，Ｖ2はＬＤにより露光された
潜像電位で、Ｖbとの差（図で斜線の部分）が大きいほ
どトナーを現像しようとする力が大きい。トナーが経時
で劣化しても、Ｖ2のように現像しようとする力が大き
いところでは、あまり影響を受けない。しかし、Ｖ1の
ようにトナーを現像しようとする力が小さいところで、
潜像のドット面積が小さいと、現像されにくくなりドッ
ト抜けが起きやすくなる。そのためハイライト部の平均
的な濃度が低下し、プロセスコントロールを行うとその
濃度を狙い値にするためにＶdを小さくするようにＶGを
制御する。これによりハイライト部の濃度は狙い値にな
るが、Ｖdが小さくなると中間調の濃度での潜像電位と
Ｖbとの差が大きくなり濃度が高くなって中間調の再現
性が悪くなる。

【００１９】そこで、プロセスコントロールを行うとき
にハイライト部のパターンに対し、図３（ｂ）のように
ＬＤによる露光量が多くなるように補正をかける。これ
によってＶdが過度に小さくならないので、中間調の再
現性が悪くならないようにすることができる。

【００２０】一方、ハイライト部のドット抜けのレベル
は現像ユニットの作像枚数に対して、図４に示すように
劣化する。この劣化の仕方はトナーの特性や現像ローラ
５の特性等によって異なるが、トナーや現像ローラ５の
材質や現像ユニットの構成が同じであれば、ほぼ一定の
変化をする。そこで、ハイライト部のパターンのＬＤに
よる露光量を、現像ユニット交換後の作像枚数をカウン
トして記憶し、現像ユニットの作像枚数により例えば図
３のように補正する。図３は、ユニット交換後の光量を
１．０としたときの、作像枚数に対する光量の値を示し
た図である。現像ユニットが複数個のときは、各現像ユ
ニットごとに現像ユニット交換後の作像枚数をカウント
して記憶し、現像ユニットの作像枚数により各色で独立
に、上記パターンのハイライト部のＬＤの露光量に補正
をかける。なお、現像ユニットはここでは現像ローラ５
と供給ローラ６と図示しないトナーホッパ部が一体に構
成され、トナーエンド時に交換するユニットを指してい
る。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、現像ユニットが経時劣化しているとき、プロセス
コントロールの濃度を検知するハイライト部のパターン
の露光量が多くなるように補正をかけるので、経時でド
ット抜けが生じても中間調の再現性が悪くならないよう
なプロセス制御を行うことができる。

【００２２】請求項２記載の発明によれば、現像ユニッ
ト交換後の作像枚数をカウントして記憶し、その作像枚
数によりプロセス制御を行うときのハイライト部のパタ
ーンのＬＤ露光量に補正をかけるので、請求項１記載の
プロセス制御を簡単かつ適正に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の
要部の概略構成を示す図である。

【図２】本発明の補正の原理を説明するための潜像電位
の概略を示す説明図である。

【図３】図２（ｂ）のようにして補正をかけたときの画
像劣化の状態を示す図である。

【図４】従来例に係る画像劣化の状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 感光体ベルト ２ 帯電チャージャ ３ 露光光学系 ４ 現像装置 ５ 現像ローラ ６ 供給ローラ ７ 転写バイアス印加手段 ８ 中間転写ベルト ９ バイアス印加手段 １０ Ｐセンサ（濃度センサ） １１ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA09 DA45 DE07 DE10 EA01 EA02 EA05 EC03 EC06 EC07 EC14 ED06 ED09 ED24 EE08 FA28 HB05 HB13 2H076 DA07 DA21 EA01 2H077 AA12 AC04 AD06 BA09 DA05 DA20 DA22 DA49 DA63 DB08 DB12 DB13 EA11 GA03 GA13

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光書き込みによって形成した潜像を１成
   分系の現像剤を使用する交換可能な現像手段と、濃度の
   異なる複数のパターンを形成し、そのパターンのトナー
   像の濃度を検知する検知手段と、この検知手段の検知結
   果に基づいてプロセス制御を行う制御手段とを備え、現
   像されたトナー像を転写して定着することにより画像を
   形成する画像形成装置において、 前記制御手段は、前記現像手段が経時劣化していると
   き、前記パターンのハイライト部の露光量が多くなるよ
   うに補正をかけることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段による補正は、現像手段交
   換後の作像枚数をカウントして記憶し、カウントされた
   作像枚数に基づいて行われることを特徴とする請求項１
   記載の画像形成装置。