JP2001265102A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置Info
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Abstract
検知をするタイプの画像形成装置として、その空検知を
してから画像形成動作が強制終了されるまでの間におけ
る背景部かぶり及び像中BCO(キャリア付着)の発生
を簡易かつ確実に防止できるようにする。 【解決手段】 トナー濃度の検知情報に基づく空検知か
ら画像形成動作の強制終了までの間にあるときに、潜像
電位と現像バイアスとの電位差(コントラスト電位):
Vcontが平常時における当該電位差:Vcont1よりも小
さな値になるように、例えば、その潜像電位の潜像形成
装置で定まる可変最大値を平常時における当該可変最大
値よりも小さい値に変更する制御を行うように構成し
た。
Description
用いる複写機、プリンタ等に代表される画像形成装置に
関するものである。
タ等の画像形成装置では、感光ドラム等の像担持体に画
像情報に応じて形成される静電潜像を、トナーとキャリ
アからなる二成分現像剤にて現像することにより、二成
分現像剤を収容する現像装置内における現像剤中のトナ
ーが徐々に消費され、そのトナー濃度(混合比:現像剤
全体に対するトナーの混合比)が低下してしまう。
されている二成分現像剤のトナー濃度をトナー濃度セン
サにより検出し、そのトナー濃度が一定に保たれるよう
にトナー補給装置から現像装置へ補給するトナー量を制
御している。
た画像形成装置のなかには、トナー濃度センサからの検
出情報を利用して前記トナー補給装置におけるトナー収
容器(トナーカートリッジ)が補給するトナーのない空
の状態になったことを判別し(いわゆる「空検知」をす
ること)、その判別後に現像装置内のトナー残量が少な
くなったことを予測判別した時点で画像形成動作を強制
終了させる制御(いわゆる「シャットダウン」をするこ
と)を行うものがある。
濃度センサを用いてトナー収容器の空検知をするタイプ
の画像形成装置にあっては、次のような課題がある。
動作が強制終了されるまでの間にあるときは、現像装置
への新たなトナー補給が行われず、現像装置内に収容さ
れている二成分現像剤のトナー残量も現像動作が実行さ
れる分だけほぼ比例して少なくなるため、かかる現像装
置によって現像して得られる画像(トナー像)の濃度が
徐々に低下してしまう傾向にある。
は、現像装置内のトナー残量を(磁気)センサで検出す
る画像形成装置において、現像装置内のトナー残量が少
なくなったことを検出した後であって印字動作を停止す
る前にあるときに現像バイアスを適宜変更することによ
り、画像濃度を一定に保つ手段が示されている。具体的
には、トナー残量が少ないときには、現像バイアスを低
い値(濃度が高くなる側の電位)となる方向に変更して
いる。
にあっては、図13に示すように、その現像バイアスの
変更前(同図a)及び変更後(同図b)において、変更
後における像担持体の帯電電位VHと現像バイアスVDの
電位差Vclnがその変更前における当該電位差よりも現
像バイアス変更分だけ小さくなるため、非画像領域にト
ナーが付着する、いわゆる背景部かぶりが発生しやすく
なるという問題がある。しかも、トナー濃度が低いとき
に現像バイアスを低い値にすればするほど、変更後にお
ける潜像電位VLと現像バイアスVDとの電位差Vcontが
その変更前における当該電位差よりも現像バイアス変更
分だけ大きくなるため、例えばキャリア中に像担持体側
の電荷が注入されてキャリア自体が逆極性に現像される
ことにより像担持体の潜像部分に引き付けられて像中に
キャリアが付着する、いわゆる像中BCO(ビーズ・キ
ャリア・オーバー)が発生しやくなるという問題があ
る。
は、キャリアの付着した画像部に現像時のトナーが付着
しないために画像中に白抜けが発生するようになった
り、また、キャリアにより像担持体の表面が傷つけられ
ることにより画像中に筋等が発生するようになることか
ら、前記した画像濃度の低下という問題よりも深刻な問
題を引き起こすことになる。また、この像中BCOは、
低湿環境に比べて高湿環境において発生しやすくなる傾
向がある。
れたものであり、その目的とするところは、トナー濃度
センサを用いてトナー収容器の空検知をするタイプの画
像形成装置として、特に、その空検知をしてから画像形
成動作が強制終了されるまでの間における背景部かぶり
及び像中BCOの発生を簡易かつ確実に防止することが
できる画像形成装置を提供することにある。
めの本発明の画像形成装置は、所定の帯電電位に帯電さ
れる像担持体と、この像担持体に画像情報に応じた所定
の潜像電位からなる静電潜像を形成する潜像形成装置
と、この潜像形成装置にて形成される静電潜像を、トナ
ーとキャリアからなる二成分現像剤を供給して現像バイ
アスを印加した状態で現像する現像装置と、この現像装
置内にトナー収容器からトナーを補給するトナー補給装
置と、前記現像装置内に収容されている二成分現像剤中
のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、このトナ
ー濃度センサからの検出情報に基づいて少なくとも前記
トナー補給装置の制御を行うとともに、その検出情報に
基づいて前記トナー収容器が空になったことを判別し、
その判別後に前記現像装置内のトナー残量が少なくなっ
たことを判別した時点で画像形成動作を強制終了させる
制御を行う制御手段とを備えた画像形成装置において、
前記制御手段は、前記トナー収容器が空になったことを
判別してから画像形成動作を強制終了させるまでの間に
あるとき、前記潜像電位と現像バイアスとの電位差が平
常時における当該電位差よりも小さな値になるように、
その潜像電位の前記潜像形成装置で定まる可変最大値を
平常時における当該可変最大値よりも小さい値に変更す
る制御を行うものである。
ナー収容器の双方に現像剤が十分に収容されており、現
像装置内における現像剤のトナー濃度が予め設定する規
定値にほぼ保たれるように制御手段によるトナー補給装
置の制御等が実行されている時期である。また、上記制
御手段による潜像電位の可変最大値の変更量について
は、潜像電位と現像バイアスとの電位差が像中BCOの
発生しにくい電位領域に維持されかつ適度な濃度諧調が
確保される観点から適宜設定すればよく、例えば、トナ
ー収容器が空になったことを判別してから画像形成動作
を強制終了させるまでの間における潜像電位の可変最大
値が、平常時における当該電位差の0.75倍〜0.9
5倍程度の小さい値となるように設定するとよい。ちな
みに、この制御手段による潜像電位の可変最大値の変更
制御時には、帯電電位及び現像バイアスについては、原
則として変更せず固定するようになっている。
御手段により、トナー収容器が空になったことを判別
(空検知)してから画像形成動作を強制終了させるまで
の間にあるときには、その潜像電位の可変最大値を平常
時における当該可変最大値よりも小さい値に変更する制
御が行われ、この結果、潜像電位と現像バイアスとの電
位差が平常時における当該電位差よりも小さな値に保た
れるようになる。また、この際、帯電電位及び現像バイ
アスについては特に変更されない。これにより、潜像電
位と現像バイアスとの電位差が平常時における当該電位
差よりも大きくなることはなくむしろ小さな値になるの
で、従来技術のような像中BCOが発生しなくなる。し
かも、像担持体の帯電電位と現像バイアスの電位差も現
像バイアスの変更により小さくなることはないので、従
来技術のような背景部かぶりが発生しなくなる。
ー収容器が空になったことを判別する前の所定時期か
ら、前記潜像電位の可変最大値をその判別時以降に変更
すべき前記小さな可変最大値に徐々に又は段階的に近づ
けるように変更する制御を行うように構成するとよい。
この場合、上記判別前の所定時期は、平常時におけるト
ナー濃度の規定値からトナー収容器が空になったことを
判別する際の基準となるトナー濃度値までの間で適宜設
定される。
段により、トナー収容器が空になったことを判別する前
の所定時期から、潜像電位の可変最大値が徐々に又は段
階的に小さな可変最大値に変更されるため、そのときの
潜像電位と現像バイアスとの電位差も徐々に又は段階的
に小さな値になる。この結果、その電位差が上記空検知
時に急激に変更されることに伴って濃度等も急激に変動
するという不具合が発生しなくなる。
画像形成装置は、前記制御手段による潜像電位の可変最
大値を平常時における当該可変最大値よりも小さい値に
変更する制御を行うことに代えて、前記帯電電位及び現
像バイアスの電位を、その両者の電位差を所定の値に保
ちつつ前記潜像電位と現像バイアスとの電位差が平常時
における当該電位差よりも小さな値になるように変更す
る制御を行うように構成したものである。
電位差における所定の値とは、少なくとも背景部かぶり
が発生しにくい電位差をいう。また、上記制御手段によ
る帯電電位及び現像バイアスの変更は、同量だけ行うこ
とが好ましいが、上記所定の値が確保されるのであれ
ば、同量でなくても構わない。さらに、上記のように構
成した場合においても、前記トナー収容器が空になった
ことを判別する前の所定時期から、前記帯電電位及び現
像バイアスの電位をその両者の電位差を所定の値に保ち
つつその判別時以降に変更すべき前記小さな値に徐々に
又は段階的に近づけるように変更する制御を行うように
構成するとよい。
収容器が空になったことを判別してから画像形成動作を
強制終了させるまでの間にあるときには、その帯電電位
及び現像バイアスの電位を、その両者の電位差を所定の
値に保ちつつ前記潜像電位と現像バイアスとの電位差が
平常時における当該電位差よりも小さな値になるように
変更される制御が行われる。この結果、前記画像形成装
置の場合と同様に、潜像電位と現像バイアスとの電位差
が平常時における当該電位差よりも小さな値に保たれる
ようになり、上記時期において像中BCO及び背景部か
ぶりが発生しなくなる。
の実施の形態1に係る画像形成装置としてのカラープリ
ンタを示すものである。
図示しない外部接続機器から入力される画像情報に基づ
いて4つの作像ユニット10Y、10M、10C、10
Kによって個別に形成するイエロー(Y)、マゼンタ
(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のトナー
像を、中間転写機構20の中間転写ベルト21の表面に
重ね合わせるように一次転写させた後、その中間転写ベ
ルト21から記録媒体としての記録用紙P側に二次転写
させることにより、いわゆるフルカラー画像を形成する
ことが可能なものである。
真プロセスにより前記した4色の各トナー像をそれぞれ
形成するものであり、画像形成装置本体1のほぼ中央部
に水平状態に間隔をあけた状態で配設されている。ま
た、各作像ユニット10はいずれも、基本的に、矢印A
方向に所定の速度で回転駆動される像担持体としての感
光ドラム11と、この感光ドラム11の表面を一様に帯
電するロール方式の帯電装置12と、帯電後の感光ドラ
ム11の表面に画像情報に応じた光像を露光して静電潜
像を形成する潜像形成装置としてのROS13と、その
静電潜像を二成分現像剤Gにおける所定の色のトナーで
現像する現像装置14と、その現像により形成されるト
ナー像を中間転写ベルト21に転写させるロール方式の
転写装置15と、感光ドラム11の表面を清掃するドラ
ム用クリーナ16とを同様に備えている。
に図示しない電源装置から感光ドラム11の感光層表面
を所定の帯電電位:VHに帯電させるための帯電電圧が
印加されるようになっている。また、ROS13は、図
示しない4つの半導体レーザから各色ごとに分解された
画像信号に応じて発せられるレーザ光LB−Y,LB−
M,LB−C,LB−Kを所定の光学系を介して回転多
面鏡17に照射して偏向走査させた後、図示しない複数
枚の反射ミラーを介して対向する各感光ドラム11上に
斜め下方から走査露光するようになっている。図中の符
号18は、上記各レーザ光LBを収容密閉ボックス13
aから透過出光させるための透明窓である。また、各現
像装置14は、各色成分の非磁性トナーと磁性キャリア
からなる二成分現像剤Gを使用して現像を行う二成分現
像方式の現像装置であって後述するような構成からなる
ものである。しかも、各現像装置14はいずれも、補給
用のトナーとキャリアとが収容されているトナー収容器
としての着脱交換式のトナーカートリッジ19Y、19
M、19C、19Kから後述するトナー補給装置(7
0)によりトナー及びキャリアが適量ずつ補給されるよ
うになっている。さらに、転写装置15(転写バイアス
ロール)には、図示しないバイアス電源から感光ドラム
11上のトナー像の帯電極性とは逆極性の一次転写バイ
アスが印加されるようになっている。
は、回転する感光ドラム11の表面が、帯電装置12に
よって所定の帯電電位:VHに帯電処理された後、その
帯電表面にROS13から色分解された画像信号に応じ
たレーザビームLBが走査露光されることによって所定
の潜像電位:VLからなる静電潜像が書きこまれ、しか
る後、その潜像が現像装置14から現像バイアスの印加
が印加された状態下で供給される二成分現像剤Gにおけ
る各色のトナーにより現像されてトナー像となり、最後
に、そのトナー像が感光ドラム11と転写装置15の間
を通過する中間転写ベルト21の表面に静電的に順次一
次転写されるようになっている。また、転写後の感光ド
ラム11の表面はドラム用クリーナ16のブレード等に
よって清掃される。
すように、無端状の中間転写ベルト21を、二次転写用
バックアップロール22や駆動ロール23を初めとする
複数のロールに張架させ、その駆動ロール23の回転動
力により矢印B方向に回転走行させるようになってい
る。また、中間転写ベルト21の各感光ドラム11と当
接する位置と対向するベルト内周面の位置には、前記し
た転写装置15がそのベルト21を各感光ドラム11に
圧接するようにそれぞれ配設されて各一次転写部を構成
している。図1中の符号24は中間転写ベルト21の表
面を清掃するベルト用クリーナである。この他、中間転
写ベルト21の周囲には、そのベルト側端部に形成され
るベルトホームマークを検知するベルトホームポジショ
ン検知装置や、そのベルト一側端部位置のベルト回転方
向Bと直行する方向へのずれ(片寄りや蛇行)を検知する
ベルトウォーク検知装置などが配設されている。
向位置には、中間転写ベルト21をそのロール22に押
し当てる二次転写ロール30が配接されているととも
に、バックアップロール22の周面には図示しないバイ
アス電源からベルト21上のトナー像の帯電極性と同極
性の二次転写バイアスが供給された給電ロール31が直
接当接するように配設されており、これにより二次転写
部を構成している。図中の符号32は二次転写ロール3
0の表面を清掃するロール用クリーナである。
ルト21に(多重)転写されたトナー像は、そのベルト
21の回転に伴ってバックアップロール22と対向して
配置される二次転写ロール30と対向する二次転写部ま
で搬送される。そして、中間転写ベルト21上のトナー
像は、このトナー像の作像および二次転写タイミングに
合わせて用紙収容トレイ40から送出しロール41やレ
ジストロール42等が配されてなる給紙路を通して二次
転写部(の中間転写ベルト21と二次転写ロール30の
間)まで搬送される所定サイズの記録用紙Pに対し、静
電的に二次転写される。二次転写後の中間転写ベルト2
1に転写されず残留する残留トナーはベルト用クリーナ
24により清掃除去される。図1中の矢付一点鎖線は記
録用紙Pの搬送経路を示す。
が転写された記録用紙Pは、二次転写部における中間転
写ベルト21部分から自然に剥離された後、ロールニッ
プ式の定着装置45に送られ、その定着装置45おける
加熱ロール46と加圧ロール47で形成される定着ニッ
プ部を通過することによりそのトナー像の熱定着処理が
なされる。そして、この定着処理が終了した後の記録用
紙Pは、排出ロール48等が配設されてなる排紙路を通
して装置本体1の外(用紙排紙部)に排出される。
ラープリンタによる記録用紙Pへのカラー画像の形成が
行われる。ちなみに、このプリンタにおいては、例えば
4つの作像ユニットのうちブラック用作像ユニット10
Kのみを作動させることにより記録用紙Pに白黒画像を
形成することも可能である。
ユニット10で使用される現像装置14及びトナー補給
装置70は、以下のように構成されている。
ように、現像装置ハウジング50と、このハウジング5
0の感光ドラム11側に配設される現像ロール51と、
この現像ロール51の後方下方側に配設され現像剤攪拌
搬送手段としてのオーガー52,53と、このオーガー
52,53により攪拌搬送される二成分現像剤Gを現像
ロール51側に供給する現像剤供給手段としてのパドル
54と、このバドル54から現像ロール51に磁気ブラ
シを形成した状態で供給されて搬送される二成分現像剤
Gの層厚を規制するトリマー55とでその主要部が構成
されている。なお、上記パドル54については、オーガ
ー52から現像ロール51への現像剤Gの供給が可能な
場合には特に設ける必要はない。
料からなる円筒状のスリープと、そのスリーブの中空内
に配置されるマグネットロールとで構成されている。ス
リーブには、図示しない現像バイアス電源から所定の現
像バイアス(例えば直流に交流を重畳した電圧)が印加
されるようになっている。また、ハウジング50のオー
ガー52,53どうしの間となる部位には、仕切り板5
6がその両端部に通路57a,57bを形成するような
状態で設けられている。図4,5中の符号50aはトナ
ー補給装置から補給される現像剤を受け入れる現像剤受
入部、50bは劣化した現像剤を少量ずつ溢れ出させる
ように排出して回収する、いわゆるトリクル現像方式の
現像剤排出部を示す。
ング50内に収容された二成分現像剤Gがオーガー5
2,53の回転駆動により攪拌されつつ通路72a,7
2bを通過しながら循環搬送される。この際、現像剤G
のトナーがキャリアと混合攪拌されることにより所定の
極性に摩擦帯電される。続いて、現像装置14では、そ
の現像剤Gが現像ロール51側にパドル54を介して供
給されて磁気ブラシを形成した状態で担持され、その層
厚がトリマー55の直下を通過することにより所定の厚
さに規制される。そして、層厚規制後の現像剤Gは、現
像ロール51の回転により感光ドラム11と対向する現
像域に搬送されると、現像ロール14に印加されている
現像バイアスにて形成される現像電界により、そのトナ
ーのみが感光ドラム11の潜像部分に静電的に付着し、
もって現像が行われるようになっている。
ング50内に収容されている二成分現像剤Gのトナー濃
度:TCを検出するためのトナー濃度センサとして磁気
センサ60が設けられている。
にある現像剤Gによる透磁率の変化を検知してトナー濃
度を検出するタイプのものであり、本体部61と本体部
61から突出するセンサ部62とを有する構造からな
り、現像装置ハウジング50のオーガー53がある側の
外壁部に取り付けられている。詳しくは、そのセンサ部
62(検出面62a)がハウジングの内面50cとほぼ
同一面となって露出した状態となるように取り付けられ
ている。そして、この磁気センサ60によれば、二成分
現像剤による透磁率の変化ひいてはトナー濃度の変化に
応じたアナログ出力電圧がセンサ出力値として得られる
ようになっている。すなわち、図7に例示するように、
トナーが十分にあってトナー濃度:TCが高い場合には
小さな出力電圧が得られ、反対にトナーが少なくなって
トナー濃度:TCが低い場合には大きな出力電圧が得ら
れるものである。また、この磁気センサ60のセンサ出
力値は、後述する制御装置(80)に入力されて所要の
制御処理に使用されるようになっている。
たトリクル現像方式を採用している関係で現像装置14
にトナー及びキャリア(以下「トナー等」という)を補
給するタイプのものである。そして、このトナー補給装
置70は、前記トナーカートリッジ19を着脱可能に保
持するホルダー71と、トナーカートリッジ19から排
出されるトナー等を現像装置14の現像剤受容部50a
に搬送する現像剤搬送パイプ72と、トナーカートリッ
ジ19内で回転する図示しない現像剤攪拌搬送部材とし
てのオーガーやアジテータと現像剤搬送パイプ72内で
回転する図示しない現像剤搬送部材としてのアジテータ
とに対して回転動力を伝えるための電動モータや駆動伝
達ギア機構等が配設された駆動装置73とでその主要部
が構成されている。
は、トナーカートリッジ19のトナー排出口がある端部
側に配置される第1搬送パイプ72aと、この第1搬送
パイプ72aの一端部と現像装置14の現像剤受容部5
0a(受入口)との間に配置される第2搬送パイプ72
bとを組み合わせた構造になっている。図中の符号75
は駆動装置73の回転動力を第1搬送パイプ72aのオ
ーガーに伝達する駆動伝達軸、76は駆動伝達軸75と
第1搬送パイプ72aのオーガーの間で回転動力を伝え
る駆動伝達ギア機構、77は第1搬送パイプ72aのオ
ーガーの回転動力を第2搬送パイプ72bのアジテータ
に伝える駆動伝達ギア機構を示す。
うに前記磁気センサ60の検出情報に基づくトナー補給
タイミングが到来すると、駆動装置73が始動してトナ
ーカートリッジ19内のアジテータや現像剤搬送パイプ
72a,72b内のオーガーやアジテータを回転駆動さ
せ、これによりトナーカートリッジ19内のトナー等を
現像剤搬送パイプ72a,72bを通して現像装置14
の現像剤受入部50aまで送るようになっている。
磁気センサ60からの検出情報等に基づく所要の制御が
行われるようになっている。
ック図である。図6中の符号80は、演算処理装置、制
御プログラムや検出データが記憶されているメモリ等に
て構成される中央制御装置である。この中央制御装置8
0には、前記各現像装置14に取り付けられている磁気
センサ60や、プリント画像の画素をカウントする画素
カウンタ65や、プリンタ本体の電源スイッチ又はイン
ターロック(プリンタ本体1のフロントドアの開閉動作
により作動する)スイッチ66などが接続されており、
これらの接続品から所要の検出情報等が入力されるよう
になっている。また、中央制御装置80は、トナー補給
装置70における駆動装置73の動作を制御するコント
ローラ81や、ROS13における潜像電位:VLの可
変最大値(最大出力値、又は最大露光量)を制御するコ
ントローラ82や、帯電装置12における帯電電位:V
Hの大きさを制御するコントローラ83や、現像装置1
4における現像バイアス:VDの大きさを制御するコン
トローラ84や、所要の表示を行う液晶パネルや表示用
ランプ等からなる表示装置85と接続されており、これ
らの各接続先に制御装置80からの所要の制御信号等が
出力されるようになっている。
図8〜9に示すように、磁気センサ60の検出情報に基
づいてトナー補給装置70の補給動作に関する制御(ト
ナー濃度センサ)を行うとともに、その検出情報に基づ
いてトナーカートリッジ19が空になったことを判別
(空検知)し、その判別後に現像装置14内のトナー残
量が少なくなったことを判別した時点で画像形成動作を
強制終了(シャットダウン)させる制御を行うようにな
っている。
図8〜10に示すように、トナーカートリッジ19の空
検知をしてから画像形成動作をシャットダウンさせるま
での間にあるとき、潜像電位:VLと現像バイアス:VD
との電位差(コントラスト電位):Vcont2が平常時に
おけるそのコントラスト電位:Vcont1(>Vcont2)よ
りも小さな値になるような制御(潜像電位の最終調整)
を行うようになっている。この実施形態では、その制御
を、潜像電位の可変最大値:VL2を平常時における可変
最大値:VL1(>VL2)よりも小さい値に変更すること
で実現させるようにしている。例えば、図10aに例示
するように、トナーの帯電極性がマイナス極性、帯電電
位:VHが「−700V」、現像バイアス:VDが「−5
60V」である場合、平常時における潜像電位の可変最
大値VL1を「−210V」とすれば、空検知時以降にお
ける潜像電位の可変最大値VL2を「−260V」に変更
するようにする。
ーカートリッジ19の空検知をする前の所定時期から、
平常時における潜像電位の可変最大値VL1をその空検知
時以降に変更すべき小さな可変最大値VL2に徐々に近づ
けるように変更する制御(潜像電位のプレ調整)を行う
ようになっている。
ー濃度センサ60を用いたトナー濃度制御時の目標値と
なるトナー濃度値、βは空検知とする際の判別基準(閾
値)となるトナー濃度値、γはシャットダウンを行う際
の判別基準となるトナー濃度値、ηは前記潜像電位のプ
レ調整を行う際の判別基準となるトナー濃度である。な
お、これら各トナー濃度値α、β、γ、ηは「α>η>
β>γ」の大小関係にあり、例えば、α=10%、η=
9%、β=7%、γ=5%と設定することができる。
リンタによる動作について、図8に示すフローチャート
などを参照しながら説明する。
開始されると、磁気センサ60によるトナー濃度の検出
が予め設定する所定のサンプリングタイミングで実行さ
れ、平常時には、そのセンサ出力値:VTCがトナー濃度
センサの目標値α(10%)に相当する電圧値よりも小
さい値であるか否かが判断される(ステップS10
1)。この際、センサ出力値:VTCが上記目標値である
トナー濃度αよりも大きい電圧値であると判断されたと
きには、現像装置14内のトナー濃度が十分であるとみ
なしてトナー補給動作などは実行しないが、トナー濃度
αよりも小さい電圧値であると判断されたときには、制
御装置80からトナー補給装置70のコントローラ81
に対して制御信号が送られてトナー補給動作が実行され
る(S102)。すなわち、前記したようにトナー補給
装置70の駆動装置73が所定時間だけ駆動することに
より、トナーカートリッジ19からトナー等が現像装置
14に対して所定量だけ補給される(図5参照)。
出時には、磁気センサ60のセンサ出力値:VTCがトナ
ー濃度値η(=9%)に相当する電圧値よりも小さい値
になったか否かが判断され(S103)、そのセンサ出
力値:VTCがトナー濃度値ηよりも大きい電圧値である
と判断されたときには、ステップS101に戻り、セン
サ出力値:VTCがトナー濃度値αに相当する電圧値に復
帰するまで前記トナー補給動作が繰り返される(図9参
照)。これにより、平常時においては、現像装置14内
にある二成分現像剤Gのトナー濃度TCが所定の値
(α)にほぼ保たれるように制御される。
出力値:VTCがトナー濃度値ηよりも小さい電圧値であ
ると判断されたときには、制御装置80からROS13
の潜像電位のコントローラ82に制御信号が送られて潜
像電位のプレ調整が実行される(S104)。この実施
形態では、図1の実線からなる直線状の斜線で示すよう
に、センサ出力値:VTCの変化に正比例させて潜像電位
の可変最大値を変更するようにしている。すなわち、こ
の際には、図9に示すうように、トナーカートリッジ1
9内のトナー等の残量が少なくなってセンサ出力値:V
TCが次第に低下する状況にあるため、潜像電位の可変最
大値についても平常時の可変最大値VL1から空検知時以
後における可変最大値VL2まで相応して低下するように
変更制御している。
整の実行中においては、センサ出力値:VTCがトナー濃
度値β(=7%)に相当する電圧値よりも小さい値にな
ったか否かが判断され(S105)、そのセンサ出力
値:VTCがトナー濃度βに相当する電圧値を超える値に
ある間は前記プレ調整が継続されるが、そのトナー濃度
βに相当する電圧値よりも小さい値になったと判断され
たとき、即ち空検知されたときには、画素カウンタ65
によって空検知以降におけるプリント動作時の画素数に
ついてのカウントが開始されるとともに(S106)、
潜像電位の可変最大値が空検知時以降における小さい可
変最大値VL2に最終的に変更される(S107)。しか
も、この空検知がされた際には、制御装置80から表示
装置85に制御信号が送られ、その表示装置85に例え
ば「トナーカートリッジを交換してください」等の警告
メッセージが表示される(S108)。
業のためにプリンタ本体の電源がオン(ON)・オフ
(OFF)されるか又はフロントドアが開閉されて、イ
ンターロックスイッチ66のオン・オフ動作があるか否
かが判断され(S109)、オン・オフ動作があると判
断されたときには、以上の制御が終了する。すなわち、
上記オン・オフ動作が確認されると、トナー補給装置7
0によるトナーカートリッジ19から現像装置14への
現像剤補給をセンサ出力値が前記目標値αに回復するま
で実行するとともに、潜像電位の可変最大値を平常時に
おける値VL1に戻した後に、終了するようになってい
る。
・オフ動作のあることが確認されない場合には、画素カ
ウンタ65のカウンタ値(積算値)が予め設定して規定
値N(シャットダウンすべき画素数:これはトナー濃度
γにほぼ相当するものでもある)以上であるか否かが判
断される(S110)。この際、そのカウンタ値が規定
値Nより小さいと判断されている間は、ステップS10
9に戻って電源又はインターロックスイッチ66のオン
・オフ動作があるか否かの判断が継続されるが、そのカ
ウンタ値が規定値N以上になったと判断されたときに
は、プリンタによる画像形成動作がシャットダウンされ
る(S111)。そして、これ以降は、トナーカートリ
ッジ19の交換作業を行わない限り画像形成動作が再開
されないようになっている。なお、シャットダウンの判
断は、ステップS110における空検知後の画素カウン
ト数に基づいて判断する方法に代えて、同ステップにお
いてトナー濃度が前記した判断基準となる「γ=5%」
になるか否かに基づいて判断するように構成してもよ
い。
トナーカートリッジ19の空検知をしてから画像形成動
作をシャットダウンさせるまでの間にあるときは、図1
0に示すように、潜像電位の平常時における可変最大
値:VL1(−210V)がそれよりも小さい可変最大
値:VL2(−260V)に変更されるため、平常時にお
けるコントラスト電位(|VH−VL1|):Vcont1(3
50V)もその間に関してはそれよりも小さいコントラ
スト電位(|VH−VL2|):Vcont2(300V)に変
更される(図1、図9参照)。また、この際、図10に
示すように帯電電位:VH(−700V)及び現像バイ
アス:VD(−560V)はいずれも変更されないた
め、その両者の電位差(|VH−VD|):Vclnは一定
に保たれる。
での間における画像形成は、上記したようなコントラス
ト電位等の条件下でなされることになるため、像中BC
Oと背景部かぶりの双方が発生せず、画質良好な画像形
成が可能となる。しかも、このプリンタでは、空検知す
る前の時期(トナー濃度が「η」以下にあるとき)から
空検知までの間においても、潜像電位の可変最大値が徐
々に小さな可変最大値に変更されるため、そのときの潜
像電位と現像バイアスとの電位差も徐々に小さな値にな
るため、画像濃度の急激な変動が発生することもなく、
これによっても画質良好な画像形成が可能となる。ちな
みに、図1の二点鎖線で示すように、トナー濃度TCが
7%(β)になって空検知された時点で潜像電位の可変
最大値を小さな可変最大値に変更し、そのときの潜像電
位と現像バイアスとの電位差を350Vから300Vに
一度に変更するようにしてもよい。
いて行った試験結果である。表1は高湿環境(相対湿度
85%)下で行った試験結果を、表2は低湿環境(相対
湿度10%)下で行った試験結果をそれぞれ示す。この
試験は、いずれの環境下の場合も、帯電電位及び現像バ
イアス電位は固定し、潜像電位の可変最大値を変更して
コントラスト電位を変更するとともに、表中に示すよう
なトナー濃度TCにある条件下でテストプリントを行
い、そのときのプリント物における像中BCO及び背景
部かぶりの発生状況について調べたものである。なお、
平常時におけるコントラスト電位は「350V」とし
た。また、磁気センサ60の検出精度が±1%の誤差を
有することを考慮し、トナー濃度が「7.0%」である
ときを「空検知時付近」、トナー濃度が「5.0%」及
び「4.0%」をシャットダウン時付近とした。表中の
「○」はそのBCO及びかぶりがまったく発生していな
い場合、「×」はそのBCO及びかぶりが発生した場
合、「−」は試験を行っていない場合を示す。
空検知からシャットダウンまでの間に相当するトナー濃
度値(5%、4%)にあるとき、平常時のコントラスト
電位(350V)である場合には、特に像中BCOが発
生するが、そのコントラスト電位を小さくした場合(3
00V、250V)には、像中BCOが発生しなくなる
ことがわかる。また、この空検知からシャットダウンま
での間における像中BCOの発生は、表2の低湿環境下
よりも表1の高湿環境下で発生しやすいこともわかる。
ちなみに、低湿環境下において、表2に示すようにコン
トラスト電位を「400V」にした場合には、像中BC
Oが発生しやすくなることがわかる。
像電位のプレ調整について、その潜像電位の可変最大
値:VL1をトナー濃度(TC)の低下に正比例させて徐
々に小さい値となるように変更させることにより、コン
トラスト電位:Vcontを徐々に小さくするような制御
(図1)を行う場合を示したが、本発明では、図11に
例示するように、その潜像電位の可変最大値をトナー濃
度の低下に対応させて段階的に小さい値となるように変
更し、そのときのコントラスト電位:Vcontも段階的に
小さくなるような制御を行うようにしてもよい。この場
合、そのコントラスト電位を段階的に小さくする割合に
ついては適宜設定すればよく、例えば、図11に例示す
るように、トナー濃度TCが「0.5%低下する」ごと
にコントラスト電位:Vcontを「10V」ずつ小さくな
るように設定することができる。
1の場合と同様に、そのときのコントラスト電位が段階
的に少しずつ小さな値になるため、空検知からシャット
ダウンまでの間における画像形成において画像濃度の急
激な変動が発生することのなく、画質良好な画像形成が
可能となる。
ットダウンになるまでの間におけるコントラスト電位:
Vcontを小さくする手法として、潜像電位の可変最大
値:V Lを小さくする構成を採用した場合について例示
したが、本発明では、図12に例示するように、帯電電
位:VH及び現像バイアス:VDの電位を適宜変更する制
御を行うようにしてもよい。この場合、帯電電位:VH
及び現像バイアス:VDの電位は、その帯電電位と現像
バイアスの電位差:Vcln1が背景かぶりの発生しにくい
電圧値に保たれるように同量だけ変更することが好まし
い。例えば、図12に例示するように、帯電電位につい
ては平常時の−700Vを−650に変更し、現像バイ
アスについては平常時−500Vから−500Vに変更
することができる。
シャットダウンになるまでの間においては、平常時にお
けるコントラスト電位:Vcont1(300V)が250V
に変更されて小さくなる。これにより、その間において
は、実施の形態1の場合と同様に、像中BCOと背景部
かぶりの双方が発生しない画質良好な画像形成が可能と
なる。なお、この場合、潜像電位の可変最大値:VLに
ついては、上記コントラスト電位が小さくなることを妨
げない範囲であれば、必要な量だけ変更しても構わな
い。
については変更せず、現像バイアスのみを上記のような
条件下で変更したときには、背景部かぶりが更に発生し
にくくなる一方で、電荷の注入により逆極性に帯電した
キャリアが感光ドラム上の静電潜像以外の部分(背景
部)に付着するという不具合が発生するようになるため
適当ではない。
装置によれば、トナー濃度センサを用いてトナー収容器
の空検知をするタイプの画像形成装置であっても、特に
空検知をしてから画像形成動作が強制終了されるまでの
間における背景部かぶり及び像中BCOの発生を簡易か
つ確実に防止することができる。特に、像中BCOを確
実に防止できるため、像中BCOに起因した画像中の白
抜けや筋等の発生をも回避することが可能になる。
濃度とコントラスト電位との関係を示す相関図。
要図。
御系の構成を示すブロック図。
ーチャート。
事項との関係を示す説明図。
で、(a)は平常時における各電位状態を示す説明図、
(b)は空検知からシャットダウンになるまでの間にお
ける各電位状態を示す説明図。
ー濃度とコントラスト電位との関係を示す相関図。
で、(a)は平常時における各電位状態を示す説明図、
(b)は空検知からシャットダウンになるまでの間にお
ける各電位状態を示す説明図。
は平常時における各電位状態を示す説明図、(b)はト
ナー残量が少ないと判断されかつ印字動作を停止する前
における各電位状態を示す説明図。
成装置)、14…現像装置、19…トナーカートリッジ
(トナー収容器)、60…磁気センサ(トナー濃度セン
サ)、70…トナー補給装置、80…制御装置(制御手
段)、VH…帯電電位、VD…現像バイアス、VL…潜像
電位、Vcont1…平常時におけるコントラスト電位(潜
像電位と現像バイアスとの電位差)、Vcont2…変更後
におけるコントラスト電位、G…二成分現像剤。
Claims (3)
- 【請求項1】 所定の帯電電位に帯電される像担持体
と、 この像担持体に画像情報に応じた所定の潜像電位からな
る静電潜像を形成する潜像形成装置と、 この潜像形成装置にて形成される静電潜像を、トナーと
キャリアからなる二成分現像剤を供給して現像バイアス
を印加した状態で現像する現像装置と、 この現像装置内にトナー収容器からトナーを補給するト
ナー補給装置と、 前記現像装置内に収容されている二成分現像剤中のトナ
ー濃度を検出するトナー濃度センサと、 このトナー濃度センサからの検出情報に基づいて少なく
とも前記トナー補給装置の制御を行うとともに、その検
出情報に基づいて前記トナー収容器が空になったことを
判別し、その判別後に前記現像装置内のトナー残量が少
なくなったことを判別した時点で画像形成動作を強制終
了させる制御を行う制御手段とを備えた画像形成装置に
おいて、 前記制御手段は、前記トナー収容器が空になったことを
判別してから画像形成動作を強制終了させるまでの間に
あるとき、前記潜像電位と現像バイアスとの電位差が平
常時における当該電位差よりも小さな値になるように、
その潜像電位の前記潜像形成装置で定まる可変最大値を
平常時における当該可変最大値よりも小さい値に変更す
る制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の画像形成装置におい
て、制御手段は、前記トナー収容器が空になったことを
判別する前の所定時期から、前記潜像電位の可変最大値
をその判別時以降に変更すべき前記小さな可変最大値に
徐々に又は段階的に近づけるように変更する制御を行う
ことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の制御手段による潜像電
位の可変最大値を平常時における当該可変最大値よりも
小さい値に変更する制御を行うことに代えて、前記帯電
電位及び現像バイアスの電位を、その両者の電位差を所
定の値に保ちつつ前記潜像電位と現像バイアスとの電位
差が平常時における当該電位差よりも小さな値になるよ
うに変更する制御を行うことを特徴とする画像形成装
置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
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US7720416B2 (en) | 2004-08-16 | 2010-05-18 | Ricoh Company, Ltd. | Method and toner bottle for image forming apparatus capable of effectively supplying toner to image forming apparatus |
JP2012118455A (ja) * | 2010-12-03 | 2012-06-21 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
US8385786B2 (en) | 2009-03-19 | 2013-02-26 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Developing apparatus and image forming apparatus |
-
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- 2000-03-14 JP JP2000070179A patent/JP3882453B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US7720416B2 (en) | 2004-08-16 | 2010-05-18 | Ricoh Company, Ltd. | Method and toner bottle for image forming apparatus capable of effectively supplying toner to image forming apparatus |
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