JP2001350340A

JP2001350340A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001350340A
Application number: JP2000170568A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Miyasaka; 裕宮坂; Takayuki Ujifusa; 孝行氏房; Yoshio Yamazaki; 芳男山崎
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2000-06-07
Publication date: 2001-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】印字率に関係なく、安定したトナー濃度やシ
ートの反射濃度で画像形成を行う画像形成装置を提供す
る。【解決手段】トナー付着量に基づいて、トナー補給部
のトナー補給と現像器の撹拌部材の撹拌を制御や、現像
スリーブの回転速度、現像電位を制御する。また、像担
持体に露光を行わずに現像した基準トナー像パターン１
と所定の露光量で露光して現像した基準トナー像パター
ン２の反射濃度に基づいて、現像器に印加する現像バイ
アス電位の補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
等の像担持体を有する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来知られている複写機等の画像形成装
置の画像形成は、一様に帯電させた像担持体上にレーザ
光等を照射して露光し静電潜像を書き込み、像担持体の
静電潜像をトナーにより現像してトナー像とし、トナー
像を記録材であるシートに転写、定着する構成によって
行われる。

【０００３】図１は、従来の画像形成装置の現像器の模
式図である。図において、現像器２０は、像担持体１０
に対してほぼ平行に設置され、トナーとキャリアから成
る現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌スクリュー７、
８、複数の固定磁極の外周に回転可能なスリーブを配置
した現像スリーブ９、トナー濃度センサ５を備えてい
る。

【０００４】現像器２０の現像剤が像担持体１０に搬送
されて、画像形成により現像剤のトナーが消費すると、
トナー濃度センサ５が検知したトナー濃度の低下に応じ
て、トナー補給部３０から現像器２０にトナーが補給さ
れる。現像器２０は、補給されたトナーと現像剤を撹拌
スクリュー７、８の回転速度を制御して、撹拌の摩擦に
よって発生するトナーの帯電量を維持するとともに、現
像剤のトナー濃度を均一にしている。撹拌された現像剤
は、現像スリーブ９から像担持体１０に供給され、像担
持体１０を現像する。像担持体１０の現像は、現像スリ
ーブ９に印加された現像バイアスが、現像スリーブ９と
像担持体１０との間に現像電位を作成し、帯電、露光に
よる像担持体１０の静電潜像の電位に応じて、現像スリ
ーブ９の現像剤の帯電トナーが電気的吸引力によって付
着する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像形成装置
は、像担持体上の所定の面積当たりのトナー像の面積の
割合（例えば、画像処理をＡ４サイズの用紙単位で行う
ときは、Ａ４用紙に作像可能な面積に対するトナー像の
面積の割合）である印字率が、１０％以下の低い印字率
の画像形成が多いため、トナー補給が過剰にならないよ
うに、低い印字率に合わせたトナー補給量によって、ト
ナー濃度センサの検知に応じてトナー補給制御が行われ
ている。しかしながら、低い印字率に合わせたトナー補
給制御で、例えば、５０％以上の高い印字率の画像形成
を行うと、消費トナーの増加で、補給不足によるトナー
濃度の低下等が発生する。あるいは、５０％以上の高い
印字率に合わせたトナー補給制御は、１０％以下の低い
印字率の画像形成のときに、過剰に補給されたトナーに
よる現像カブリ、飛散等が発生する。

【０００６】また、像担持体は経時、あるいは、温湿度
変化等により静電潜像の電位が変化するため、像担持体
の電位の検知や像担持体に形成する基準トナー像パター
ンの反射濃度の検知に基づいて、印加する現像バイアス
を制御してトナー像の反射濃度を一定に維持している。
しかし、電位を検知する表面電位計は高価なため装置の
コストアップとなり、また、基準トナー像作成において
は、トナーが消費されるため、頻繁な基準トナー像パタ
ーンの作成は、トナー消費量を増加させる要因になる。

【０００７】本発明の目的は上記問題に鑑みなされたも
ので、その目的は安定したトナー濃度やシートの反射濃
度で画像形成を行う画像形成装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の手段に
より達成される。

【０００９】（１）入力画像に基づいて像担持体に形成
された潜像を、トナーを備えた現像剤でトナー像に現像
する現像器を有する画像形成装置において、入力画像に
基づいて形成される前記トナー像のトナー付着量を算出
する算出部と、前記現像器にトナーを補給するトナー補
給部と、前記トナー補給部から補給されたトナーと現像
剤を撹拌する前記現像器の撹拌部材と、を有し、前記算
出部が算出した前記トナー付着量に基づいて、前記トナ
ー補給部のトナー補給と前記撹拌部材の現像剤の撹拌を
制御することを特徴とする画像形成装置。

【００１０】（２）像担持体を帯電する帯電器と、前記
帯電器で帯電させた前記像担持体を、入力画像に基づい
て露光して、前記像担持体に静電潜像を形成する画像形
成部と、現像バイアス電位を印加された現像スリーブが
回転して前記像担持体にトナーを供給し、前記像担持体
と前記現像スリーブ間の現像電位によって、前記静電潜
像をトナー像に現像する現像器と、を有する画像形成装
置において、入力画像に基づいて形成される前記トナー
像のトナー付着量を算出する算出部と、前記算出部が算
出した前記トナー付着量に基づいて、前記現像スリーブ
の回転速度または前記現像電位を制御することを特徴と
する画像形成装置。

【００１１】（３）像担持体を帯電する帯電器と、前記
像担持体を光学的に除電する除電器と、前記帯電器で帯
電した前記像担持体を、入力画像に基づいて露光して、
前記像担持体に静電潜像を形成する画像形成部と、印加
された現像バイアス電位によって、前記静電潜像をトナ
ー像に現像する現像器と、を有する画像形成装置におい
て、前記像担持体の反射濃度を検知する画像濃度センサ
を有し、前記除電器で除電した前記像担持体を、帯電、
露光を行わずに所定の現像バイアスを前記現像器に印加
し、現像して作成した前記像担持体の基準トナー像の反
射濃度を、前記画像濃度センサが検知することを特徴と
する画像形成装置。

【００１２】（４）像担持体を帯電する帯電器と、前記
像担持体を光学的に除電する除電器と、前記帯電器で帯
電した前記像担持体を、入力画像に基づいて露光して、
前記像担持体に静電潜像を形成する画像形成部と、印加
された現像バイアス電位によって、前記静電潜像をトナ
ー像に現像する現像器と、を有する画像形成装置におい
て、前記像担持体の反射濃度を検知する画像濃度センサ
を有し、前記除電器が除電した前記像担持体を、帯電、
露光を行わずに所定の現像バイアス電位を前記現像器に
印加し、現像して作成した前記像担持体の基準トナー像
パターン１の反射濃度と、前記帯電器で所定の帯電電位
で帯電した前記像担持体を、前記画像形成部が所定の露
光量で露光し、前記基準トナー像パターン１と同じ現像
バイアス電位を前記現像器に印加し、現像して作成した
前記像担持体の基準トナー像パターン２の反射濃度、を
前記画像濃度センサで検知し、前記基準トナー像パター
ン１と前記基準トナー像パターン２の反射濃度に基づい
て、前記帯電器の帯電電位と前記現像器に印加する現像
バイアス電位の補正を行うことを特徴とする画像形成装
置。

【００１３】（５）像担持体を帯電する帯電器と、前記
像担持体を光学的に除電する除電器と、前記帯電器で帯
電した前記像担持体を、入力画像に基づいて露光して、
前記像担持体に静電潜像を形成する画像形成部と、印加
された現像バイアス電位によって、前記静電潜像をトナ
ー像に現像する現像器と、を有する画像形成装置におい
て、前記像担持体の反射濃度を検知する画像濃度センサ
と、データを記憶する不揮発性のメモリと、を有し、前
記除電器が除電した前記像担持体を、帯電、露光を行わ
ずに所定の現像バイアス電位を前記現像器に印加し、現
像して作成した前記像担持体の基準トナー像パターン１
の反射濃度と、前記帯電器で所定の帯電電位で帯電した
前記像担持体を、前記画像形成部が所定の露光量で露光
し、前記反射濃度基準トナー像パターン１と同じ現像バ
イアス電位を前記現像器に印加し、現像して作成した前
記像担持体の基準トナー像パターン２の反射濃度、を前
記画像濃度センサで検知し、前記基準トナー像パターン
１と前記基準トナー像パターン２の反射濃度に基づい
て、前記像担持体の所定の露光量における前記静電潜像
の電位を算出し、算出した前記静電潜像の電位から、前
記帯電器の帯電電位と前記現像器に印加する現像バイア
スの電位の補正値を求めるとともに、前記メモリにそれ
ぞれの前記補正値を記憶し、画像形成する毎に、前記メ
モリのそれぞれの前記補正値を、前記帯電器の帯電電位
と前記現像器に印加する現像バイアスの電位として用い
ることを特徴とする画像形成装置。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係わる実施の形態の一例
を以下、図面に基づいて説明する。

【００１５】図２は、画像形成装置１の構成を示す模式
図である。図において、画像形成装置１は、自動原稿搬
送装置（通称ＡＤＦ）Ａと、自動原稿搬送装置により搬
送される原稿の画像を読みとるための原稿画像読み取り
部Ｂと、読み取った原稿の画像を符号化してデータ処理
する画像処理部Ｃと、感光ドラムからなる像担持体１０
と、露光を行い像担持体１０に静電潜像を形成する画像
形成部Ｄと、像担持体１０の静電潜像を現像してトナー
像を形成する現像器２０と、現像器２０にトナーを補給
するトナー補給部４０と、画像形成用の用紙（以下、シ
ートという）Ｐを収納する給紙ユニット２２、２４と、
シートの表裏の反転を行う反転路２５等を有している。
自動原稿搬送装置Ａは、原稿載置台３７と、ローラＲ１
を含むローラ群および原稿の移動通路を適宜切り替える
ための切換手段等（参照記号なし）を含む原稿搬送処理
部３６とを有している。原稿画像読み取り部Ｂは、天板
ガラスＧの下にあり、光路長を保って往復移動できる２
つのミラーユニット３０、３１、固定の結像レンズ３
３、撮像素子３５等からなる。書き込み部Ｄは、レーザ
ー光源３８、ポリゴンミラー３９等からなる。現像器２
０は、現像器内のトナーを備えた現像剤を撹拌する撹拌
部材である撹拌スクリュー７、８、像担持体１０に対向
する位置に設けられ現像剤を磁力で吸着して、像担持体
１０にトナーを供給する現像スリーブ９、現像器２０内
の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ５等
から成る。トナー濃度センサ５が検知するトナー濃度
は、現像剤に含まれるトナーの質量比（質量％）であ
る。なお、シートＰの搬送方向からみて、転写器１８の
手前側に示す一対のローラはレジストローラＲ１０であ
り、分離電極１９の下流側に示す一対のローラは熱源を
有する定着ローラＲ１５である。

【００１６】まず、シートに画像形成するプロセスを以
下に説明する。原稿載置台３７上に載置される原稿（図
示せず）の１枚が原稿搬送処理部３６中で搬送され、ロ
ーラＲ１の下を通過して、固定位置にあるミラーユニッ
ト３０、３１および結像レンズ３３を経て撮像素子３５
上に結像され、読みとられる。読みとられた原稿の画像
は、画像処理部Ｃにより処理、符号化され、入力画像と
して画像メモリーに格納される。回転する像担持体１０
上に、画像メモリに格納された入力画像に基づいて、画
像形成部Ｄはレーザ光源３８を駆動しレーザ光を像担持
体１０に照射して露光を行う。露光に先立ち、矢印方向
（反時計方向）に回転する像担持体１０は、クリーニン
グ器２１で付着トナーの除去され、光源を備えた除電器
１６により光学的に除電される。その後、除電された像
担持体１０は、コロナ放電作用によるスコロトロン帯電
器１７のグリッド電圧印加により、帯電電位を付与され
て帯電し、レーザ光の露光により、露光部の電位が露光
量に応じて変化し、結果として入力画像に基づいて静電
潜像が像担持体１０上に形成される。現像器２０の撹拌
スクリュー７、８は、現像剤を撹拌して摩擦によりトナ
ーを帯電させて、現像スリーブ９に搬送する。現像スリ
ーブ９は、搬送された現像剤を磁力により保持して磁気
ブラシを形成する。その後、現像バイアスが印加された
現像スリーブは、回転して一定の高さに規制された磁気
ブラシを像担持体１０に供給する。印加された現像バイ
アスによって、現像スリーブ９の現像剤のトナーが、像
担持体１０の静電潜像の電位に応じた付着してトナー像
となり現像が行われる。

【００１７】一方、給紙ユニット２２における記号Ｓ
は、図示しないコイルバネ等の付勢手段により、常時、
自由端が上方向に付勢される可動板であり、最上位のシ
ートＰが送り出しローラ５０に接触するようになってい
る。送り出しローラ５０に接触したシートＰは、給紙ユ
ニット２２から送り出され、一対の回転可能なローラで
ある駆動ローラ５１と従動ローラ５２に送り出される。
駆動ローラ５１は、回転してシートＰを１枚づつ分離し
て、ループ作成ローラ５７に向けて搬送する。ループ作
成ローラ５７は、シートの搬送する方向からみて、レジ
ストローラＲ１０の上流側に設けられ、回転してシート
Ｐの搬送を行い回転を開始する前のレジストローラＲ１
０にシートの先端を当ててシートＰのループ形成を行
う。ループ形成により搬送によるシートＰの斜行が補正
される。その後、レジストローラＲ１０は、像担持体１
０に形成されたトナー画像と同期して回転を開始し、シ
ートＰを搬送する。像担持体１０と同期して搬送された
シートＰに像担持体１０のトナー画像が重なり、転写器
１８の付勢によりシートＰにトナー画像が転写される。
シートＰは分離電極１９の付勢により像担持体１０から
分離した後、定着ローラＲ１５の加圧、加熱作用により
トナー画像を形成するトナー粉末はシートＰ上に溶融定
着される。トナーが定着されたシートＰは、排紙ローラ
７９を介して、排紙トレイＴ上に排紙される。

【００１８】次に、現像器の現像剤の撹拌とトナー補給
について詳細に説明する。図３は、現像器とトナー補給
部の内部を透視した模式図である。

【００１９】像担持体１０の周囲には、像担持体１０両
端のトナー像の反射濃度を検知する画像濃度センサ３、
４が設けられている。現像器２０は、撹拌スクリュー
７、トナー濃度センサ５、開口部８０、仕切板４５と、
図示しない撹拌スクリュー８、現像スリーブ９を有す
る。撹拌スクリュー７、８は、複数のギア群６７を介し
て伝達された駆動源６６の駆動力によって回転して、回
転軸方向の下流側に現像剤とトナー補給部４０から補給
されたトナーとを撹拌しながら搬送する。撹拌スクリュ
ー７、８が現像剤を撹拌しながら搬送する方向である下
流側は、スクリュー形状と回転方向によって決定され
る。現像剤の撹拌は、撹拌スクリュー７、８の回転速度
によって制御される。

【００２０】トナー補給部４０は、搬送スクリュー４
１、水車形状の水車部材４２、補給路４３を有する。搬
送スクリュー４１は、複数のギア群６７、６８、伝達ク
ラッチ６９を介して伝達された駆動源６６の駆動力によ
って回転して、回転方向によって定められた回転軸方向
の下流側の補給路４３にトナーを搬送する。搬送スクリ
ュー４１により搬送されたトナーは、補給路４３を通
り、開口部８０から現像器２０に補給される。現像器２
０へのトナー補給は、搬送スクリュー４１の回転速度、
または、回転時間によって制御される。また、水車部材
４２は、複数のギア群６８を介して伝達された駆動源６
６の駆動力により回転して、トナー補給部４０内のトナ
ーの偏りによるトナーの補給量の変動を防ぐとともに、
トナーの凝集を低減している。図において、現像器２０
の撹拌スクリュー７、８とトナー補給部４０の搬送スク
リュー４１は、装置本体の小型化のために同一の駆動源
６６の駆動力により回転駆動しているが、別々に設けた
駆動源の駆動力による回転駆動でも良い。

【００２１】現像器２０の撹拌スクリュー７、８は、互
いに平行に設けられ、仕切り板４５で隔離されて逆方向
（矢印Ｘ１、Ｘ２）に現像剤を撹拌させながら搬送して
おり、撹拌スクリュー７の搬送方向Ｘ１の上流側と撹拌
スクリュー８の搬送方向Ｘ２の下流側、撹拌スクリュー
７の搬送方向Ｘ１の下流側と撹拌スクリュー８の搬送方
向Ｘ２上流側を連通させて、現像器２０内で現像剤を循
環搬送している。現像剤は、撹拌スクリュー８から現像
スリーブ９に搬送され、現像スリーブ９から像担持体１
０に供給される。像担持体１０で画像形成によりトナー
を消費した現像剤は、撹拌スクリュー８によって回収さ
れ、撹拌スクリュー７の上流側に設けられた開口部８０
から補給されたトナーと混合、撹拌されながら再び現像
器２０内で循環搬送される。

【００２２】次に、現像器の現像剤の撹拌とトナー補給
の制御について以下に説明する。図４は、画像形成を行
う制御部のブロック図である。

【００２３】画像処理部Ｃで符号化された入力画像は、
画像処理部Ｃの画像メモリに格納される。格納された入
力画像の信号は、画像形成部Ｄと算出部１２０に送られ
る。算出部１２０は、送られた入力画像に基づいて印字
率を求める。算出部１２０は、予め定められた変換テー
ブルに従って求めた印字率から像担持体１０に形成され
るトナー像のトナー付着量を算出し、主制御部１００に
送る。主制御部１００は、算出部１２０が算出したトナ
ー付着量に基づいて、撹拌制御部１１２を介して駆動源
６６を駆動させて、現像器２０の撹拌スクリュー７、８
の回転速度を変えて現像剤の撹拌の制御と、補給制御部
１１４を介してクラッチ６９の断続を行いトナー補給部
４０の搬送スクリュー４１の回転速度や回転数、また
は、水車部材の回転速度や回転数を変えてトナー補給の
制御を行う。

【００２４】すなわち、画像形成装置は、算出部１２０
が算出したトナー像のトナー付着量に基づいて、現像剤
の撹拌力とトナー補給量の制御を行い、印字率に関係無
く、現像剤のトナー帯電量とトナー濃度を常に安定させ
ている。また、トナー濃度センサ５の検知レベルは、現
像剤の搬送速度によって変化する。そこで、上記制御と
併せて、主制御部１００は撹拌スクリュー７、８の回転
速度を変更するときに、予め定められた変換テーブルに
従ってトナー濃度センサ５の検知レベルの閾値を切り換
えている。または、同一閾値でトナー濃度センサ５の検
知レベルを変更する制御電圧を変更して、安定したトナ
ー濃度の検知が得られるように補正している。

【００２５】さらに、画像形成装置は、像担持体１０に
形成されるトナー像の反射濃度の安定化のために、トナ
ー付着量に基づいて、現像スリーブ９の回転速度や現像
電位の制御を行っている。

【００２６】主制御部１００は、算出されたトナー付着
量に基づいて、回転制御部１３２を介して駆動源６５の
駆動力によって現像スリーブ９の回転速度を制御して、
像担持体１０にトナーを供給する。現像スリーブ９の回
転速度の制御は、高い印字率の画像形成のときに、トナ
ー補給量に応じて、徐々に回転速度を低下させて現像剤
のトナーの帯電不足を補正している。例えば、Ａ４、５
０枚機において、１００％の高い印字率のときに、トナ
ーの供給量の総和が２５ｇ毎に、現像スリーブ９の回転
速度を段階的に低下させて、トナーのＱ／Ｍ低下による
現像性アップを補正する。または、所定コピー数毎に現
像スリーブ９の回転速度を低下させても良い。

【００２７】一方、主制御部１００は、帯電発生部１４
０とグリッド発生部１４１を介して、帯電器１７を駆動
して像担持体１０を一様に帯電させる。その後、主制御
部１００は、現像バイアス発生部１３０によって発生さ
せた現像バイアスを現像スリーブ９に印加によって、帯
電した像担持体１０と現像スリーブ９との間に現像電位
を作成する。作成された現像電位によって、現像スリー
ブ９のトナーが、像担持体１０の静電潜像の電位に応じ
て付着しトナー像に現像する。現像スリーブ９に印加す
る現像バイアスの電位Ｖｂは、帯電させた像担持体１０
を露光した露光部の静電潜像の電位ＶＬと、未露光部の
電位ＶＨ（帯電電位）との間に設定される。作成される
現像電位Ｖｇａｐは静電潜像の電位ＶＬと現像バイアス
電位Ｖｂの差であり、像担持体１０に形成されるトナー
像の反射濃度を決定する。なお、ＶＨとＶｂの差が一定
になるように、帯電器１７のクリッド電圧は決定されて
いる。

【００２８】トナーの付着量に基づいて作成する現像電
位Ｖｇａｐの制御は、高い印字率の画像形成のときに、
帯電器１７による像担持体１０の帯電電位ＶＨと、現像
スリーブ９に印加する現像バイアスの電位Ｖｂを変更し
て、現像電位Ｖｇａｐを低下させて、現像剤のトナーの
帯電不足を補正している。

【００２９】現像スリーブ９に印加する現像バイアス
は、一定電位のＤＣバイアス、周期的に電位を変動させ
るＡＣバイアス、一定電位に周期的に変動する電位を重
畳させたＤＣ＋ＡＣバイアスのいずれでも良い。また、
現像電位の制御は、画像形成部Ｄのレーザの露光量の変
更により行っても良い。また、像担持体１０と現像スリ
ーブ９との距離の制御で行っても良い。

【００３０】異なる印字率の入力画像を、本発明の実施
の形態による制御によりシートに画像形成を２００コピ
ーしたときの、トナー濃度、トナー帯電量、シート画像
の反射濃度、シート画像のカブリ、像担持体の周囲のト
ナー飛散、の測定結果を以下に示す。

【００３１】画像形成する画像形成装置は、像担持体は
６０ミリ径、移動速度２８０ミリ／秒、現像スリーブは
４０ミリ径、撹拌スクリューは２４ミリ径、露光部の電
位は−８０ボルトである。画像形成は、１平方センチメ
ートル当たり０．８ミリグラムのトナーの消費で、Ａ４
サイズ用紙に５０枚／分の速度で行った。したがって、
印字率１００％のときの画像形成装置のトナー消費量は
約２５ｇ／分となる。

【００３２】測定方法は、トナー濃度、トナー帯電量、
シート画像の反射濃度の測定は、回転スリーブにトナー
を搬送する撹拌スクリュー下流側のトナー、あるいは、
シートの端部で行い、トナー飛散とカブリの測定は、目
視による○、△、×の３段階評価とした。

【００３３】表１は印字率による画像形成装置の制御条
件、表２は測定結果である。比較例は以下の制御であ
る。

【００３４】比較例１従来のトナー濃度センサの検知に基づいてトナー補給比較例２トナー付着量に基づいてトナー補給と現像剤の撹拌比較例３トナー付着量に基づいてトナー補給と現像剤の撹拌とスリーブ回転速度比較例４トナー付着量に基づいてトナー補給と現像剤の撹拌と現像電位

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】測定結果から、トナー付着量に基づいた制
御により、従来のトナー濃度センサによる制御に比べ、
印字率に関係無く安定したトナー濃度、トナー帯電量、
シート画像の反射濃度が得られるように改善された。

【００３８】次に、基準トナー像の作成による像担持体
の露光部の電位の算出について以下に説明する。

【００３９】図５は、縦軸を像担持体の表面電位の絶対
値としたときの像担持体の電位の説明図で、（Ａ）は現
像電位、（Ｂ）は基準トナー像パターン１の現像電位、
（Ｃ）は基準トナー像パターン２の現像電位である。

【００４０】基準トナー像パターン１の作成は以下の手
順で行う。主制御部１００は、像担持体１０をクリーニ
ング部２１でクリーニングし、除電器１６で除電する。
その後、主制御部１００は、像担持体１０を帯電、露光
を行わずに、現像バイアス発生部１３０を介して所定の
現像バイアス（少なくとも１段以上）を現像器２０の現
像スリーブ９に印加し、現像して、像担持体１０に基準
トナー像パターン１を作成する。主制御部１００は、作
成された基準トナー像パターン１の反射濃度を画像濃度
センサ４によって検知する。ここで、基準トナー像パタ
ーン１の現像電位Ｖｇａｐ１、Ｖｇａｐ２、Ｖｇａｐ３
は、それぞれ（Ｂ）に示したように、現像器２０に印加
した所定の現像バイアス電位Ｖｂとなる。したがって、
主制御部１００は、画像濃度センサ４が検知した基準ト
ナー像パターン１の反射濃度と印加した所定の現像バイ
アスの電位から、像担持体１０の反射濃度ＣＤに対する
現像電位Ｖｇａｐの関係式α（図６）を求めて、メモリ
１５０に記憶する。

【００４１】次に、基準トナー像パターン２の作成は以
下の手順で行う。主制御部１００は、像担持体１０をク
リーニングして除電後、主制御部１００は、帯電器１７
で所定の帯電電位で帯電した像担持体１０を、画像形成
部Ｄで所定の露光量で露光し、基準トナー像パターン１
と同じ現像バイアスを現像スリーブ９に印加し現像し
て、像担持体１０に基準トナー像パターン２を作成す
る。作成した基準トナー像パターン２の反射濃度を、基
準トナー像パターン１と同様に画像濃度センサ４によっ
て検知する。基準トナー像パターン２の現像電位Ｖｇａ
ｐ４、Ｖｇａｐ５、Ｖｇａｐ６は、（Ｃ）に示したよう
に、基準トナー像パターン１より露光部の静電潜像の電
位ＶＬ（例えば、ＶＬ＝Ｖｂ４−Ｖｇａｐ４）だけ小さ
くなり、反射濃度もＶＬ分だけ低下する。

【００４２】主制御部１００は、作成した基準トナー像
パターン１と基準トナー像パターン２の反射濃度の差と
メモリ１５０に記憶した関係式αから、像担持体１０の
所定の露光量における静電潜像の電位ＶＬを算出する。

【００４３】主制御部１００は、算出した静電潜像の電
位ＶＬから帯電器１７の帯電電位と、現像器２０に印加
する現像バイアスの電位の補正値を求めるとともに、そ
れぞれの補正値をメモリ１５０に記憶する。主制御部１
００は、画像形成する毎に、メモリ１５０からそれぞれ
の補正値を読み出して、帯電器１７の帯電電位、現像器
２０に印加する現像バイアスの電位として用いる。すな
わち、主制御部１００は、作成した基準トナー像パター
ン１と基準トナー像パターン２の反射濃度に基づいて、
帯電器１７の帯電電位と、現像器２０に印加する現像バ
イアス電位の補正を行い、経時等による像担持体１０の
静電潜像の電位変動による反射濃度の変動を低減させて
いる。また、帯電器１７の帯電電位と現像器２０に印加
する現像バイアスの電位の補正は、例えば、メモリ１５
０に一度記憶した関係式αを用いた基準トナー像パター
ン２の作成だけでも良い。

【００４４】基準トナー像パターン１、または、基準ト
ナー像パターン２の作成は、画像形成装置の電源投入時
またはタイマ１６０が検知する所定時間毎に行い、定期
的な像担持体１０の静電潜像を電位の算出によって、画
像形成時のトナー像の安定化を行う。

【００４５】図６は、像担持体の静電潜像の電位の算出
の説明図である。３つの現像バイアス電位Ｖｂ１、Ｖｂ
２、Ｖｂ３を印加し、基準トナー像パターン１を作成
し、画像濃度センサ４で反射濃度を検知して、像担持体
１０の反射濃度ＣＤに対する現像バイアス電位をプロッ
トしたＸ１、Ｘ２、Ｘ３により関係式αを求める。像担
持体１０上において、３つの現像バイアス電位Ｖｂ１、
Ｖｂ２、Ｖｂ３それぞれの電位と、帯電器１７の帯電電
位との電位差が等しくなるように、基準トナー像パター
ン２を作成する。基準トナー像パターン２の反射濃度Ｃ
１、Ｃ２、Ｃ３と関係式αにより、対応する現像バイア
ス電位Ｖｂ４、Ｖｂ５、Ｖｂ６を算出する。算出したＶ
ｂ４、Ｖｂ５、Ｖｂ６とＶｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３との差
Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の平均値を像担持体１０の静電潜像の
電位ＶＬとする。ここで、基準トナー像パターン１、ま
たは、基準トナー像パターン２の現像バイアス電位は、
数が多いほど算出精度が向上するが、前述した３つに限
らず１つでも良い。

【００４６】

【発明の効果】本発明により、印字率に関係なく、安定
した現像剤のトナー濃度やシート画像の反射濃度が得ら
れ、カブリ、飛散といった問題も解消された。また、基
準トナー像の作成により、表面電位計が不要になるとと
もに、基準トナー像の作成時の現像バイアスを低下させ
ることにより、基準トナー像作成による現像カブリ、キ
ャリア付着等が減少した画像形成装置が提供された。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の画像形成装置の現像器の模式図である。

【図２】画像形成装置の構成を示す模式図である。

【図３】現像器とトナー補給部の内部を透視した模式図
である。

【図４】画像形成を行う制御部のブロック図である。

【図５】縦軸を像担持体の表面電位の絶対値としたとき
の像担持体の電位の説明図である。

【図６】像担持体の静電潜像の電位の算出の説明図であ
る。

【符号の説明】

５トナー濃度センサ７撹拌スクリュー８撹拌スクリュー９現像スリーブ１０像担持体１７帯電器２０現像器４０トナー補給部４１搬送スクリュー６６駆動源１００主制御部Ｄ画像形成部

フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA04 DA10 DD07 DE02 EA01 EA04 EA05 EA06 EC03 EC04 EC10 ED10 EE03 EF01 EF06 2H077 AA15 AA25 AB02 AC02 AD36 DA03 DA04 DA10 DA42 DA63 DA78 DB01 DB08 DB12 DB14 DB18 DB22 DB25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像に基づいて像担持体に形成され
た潜像を、トナーを備えた現像剤でトナー像に現像する
現像器を有する画像形成装置において、入力画像に基づいて形成される前記トナー像のトナー付
着量を算出する算出部と、前記現像器にトナーを補給するトナー補給部と、前記トナー補給部から補給されたトナーと現像剤を撹拌
する前記現像器の撹拌部材と、を有し、前記算出部が算出した前記トナー付着量に基づいて、前
記トナー補給部のトナー補給と前記撹拌部材の現像剤の
撹拌を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記トナー補給部のトナー補給と前記撹
拌部材の撹拌は、同一駆動源の駆動力によって行われる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記撹拌部材は、回転して軸方向に撹拌
させながら現像剤を搬送する撹拌スクリューであって、
前記撹拌部材の撹拌の制御は、前記撹拌スクリューの回
転速度の制御であることを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記現像器内の現像剤のトナー濃度を検
知するトナー濃度センサを有し、前記撹拌スクリューの回転速度を変更する時は、前記ト
ナー濃度センサの検知レベルを切り換えることを特徴と
する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記トナー補給部のトナー補給の制御
は、回転して軸方向にトナーを搬送する搬送スクリュー
の回転速度または回転してトナーの凝集を防止する水車
部材の回転速度の制御であることを特徴とする請求項１
から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】像担持体を帯電する帯電器と、前記帯電器で帯電させた前記像担持体を、入力画像に基
づいて露光して、前記像担持体に静電潜像を形成する画
像形成部と、現像バイアス電位を印加された現像スリーブが回転して
前記像担持体にトナーを供給し、前記像担持体と前記現
像スリーブ間の現像電位によって、前記静電潜像をトナ
ー像に現像する現像器と、を有する画像形成装置におい
て、入力画像に基づいて形成される前記トナー像のトナー付
着量を算出する算出部と、前記算出部が算出した前記トナー付着量に基づいて、前
記現像スリーブの回転速度または前記現像電位を制御す
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】前記現像電位の制御は、前記帯電器の帯
電電位または前記現像スリーブに印加する前記現像バイ
アス電位を変更することを特徴とする請求項６に記載の
画像形成装置。
【請求項８】前記現像器にトナーを補給するトナー補
給部と、前記トナー補給部から補給されたトナーと現像剤を撹拌
する前記現像器の撹拌部材と、を有し、前記算出部が算出した前記トナー付着量に基づいて、前
記トナー補給部のトナー補給と前記撹拌部材の現像剤の
撹拌を制御することを特徴とする請求項６または請求項
７に記載の画像形成装置。
【請求項９】像担持体を帯電する帯電器と、前記像担持体を光学的に除電する除電器と、前記帯電器で帯電した前記像担持体を、入力画像に基づ
いて露光して、前記像担持体に静電潜像を形成する画像
形成部と、印加された現像バイアス電位によって、前記静電潜像を
トナー像に現像する現像器と、を有する画像形成装置に
おいて、前記像担持体の反射濃度を検知する画像濃度センサを有
し、前記除電器で除電した前記像担持体を、帯電、露光を行
わずに所定の現像バイアスを前記現像器に印加し、現像
して作成した前記像担持体の基準トナー像の反射濃度
を、前記画像濃度センサが検知することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項１０】像担持体を帯電する帯電器と、前記像担持体を光学的に除電する除電器と、前記帯電器で帯電した前記像担持体を、入力画像に基づ
いて露光して、前記像担持体に静電潜像を形成する画像
形成部と、印加された現像バイアス電位によって、前記静電潜像を
トナー像に現像する現像器と、を有する画像形成装置に
おいて、前記像担持体の反射濃度を検知する画像濃度センサを有
し、前記除電器が除電した前記像担持体を、帯電、露光を行
わずに所定の現像バイアス電位を前記現像器に印加し、
現像して作成した前記像担持体の基準トナー像パターン
１の反射濃度と、前記帯電器で所定の帯電電位で帯電し
た前記像担持体を、前記画像形成部が所定の露光量で露
光し、前記基準トナー像パターン１と同じ現像バイアス
電位を前記現像器に印加し、現像して作成した前記像担
持体の基準トナー像パターン２の反射濃度、を前記画像
濃度センサで検知し、前記基準トナー像パターン１と前記基準トナー像パター
ン２の反射濃度に基づいて、前記帯電器の帯電電位と前
記現像器に印加する現像バイアス電位の補正を行うこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】複数の現像バイアスを前記現像器に印
加して、前記像担持体に前記基準トナー像パターン２を
作成するときは、前記像担持体上において、前記複数の
現像バイアスそれぞれの電位と前記帯電器の所定の帯電
電位との電位差が等しくなるように作成することを特徴
とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】像担持体を帯電する帯電器と、前記像担持体を光学的に除電する除電器と、前記帯電器で帯電した前記像担持体を、入力画像に基づ
いて露光して、前記像担持体に静電潜像を形成する画像
形成部と、印加された現像バイアス電位によって、前記静電潜像を
トナー像に現像する現像器と、を有する画像形成装置に
おいて、前記像担持体の反射濃度を検知する画像濃度センサと、データを記憶する不揮発性のメモリと、を有し、前記除電器が除電した前記像担持体を、帯電、露光を行
わずに所定の現像バイアス電位を前記現像器に印加し、
現像して作成した前記像担持体の基準トナー像パターン
１の反射濃度と、前記帯電器で所定の帯電電位で帯電し
た前記像担持体を、前記画像形成部が所定の露光量で露
光し、前記基準トナー像パターン１と同じ現像バイアス
電位を前記現像器に印加し、現像して作成した前記像担
持体の基準トナー像パターン２の反射濃度、を前記画像
濃度センサで検知し、前記基準トナー像パターン１と前記基準トナー像パター
ン２の反射濃度に基づいて、前記像担持体の所定の露光
量における前記静電潜像の電位を算出し、算出した前記静電潜像の電位から、前記帯電器の帯電電
位と前記現像器に印加する現像バイアスの電位の補正値
を求めるとともに、前記メモリにそれぞれの前記補正値
を記憶し、画像形成する毎に、前記メモリのそれぞれの前記補正値
を、前記帯電器の帯電電位と前記現像器に印加する現像
バイアスの電位として用いることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項１３】前記像担持体の前記基準トナー像パタ
ーン１または前記基準トナー像パターン２の作成は、電
源投入時または電源投入時から所定時間毎に行うことを
特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に
記載の画像形成装置。