JP2002196546A

JP2002196546A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002196546A
Application number: JP2000391335A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hasegawa; 真長谷川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-07-12
Anticipated expiration: 2020-12-22
Also published as: JP4056216B2

Abstract

(57)【要約】【課題】短時間で画像形成前の作像条件調整動作を完
了することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明の画像形成装置は、画像形成前の
作像条件調整時において、Ｐセンサにより、トナー付着
パターンにおけるトナー付着量を検知し、この値に基づ
き、現像装置内のトナー濃度制御基準値Ｖｒｅｆを設定
する。その後、トナー濃度センサの出力ＶｔとＶｒｅｆ
を比較し、Ｖｔ＜Ｖｒｅｆとなった場合、この画像形成
装置は、トナー濃度が過剰であると判断し、トナーの強
制消費を行なう。この過剰なトナーを、感光体表面電位
の調整の際に作像するパターン潜像において消費するこ
とにより、感光体表面電位制御を行ないながらトナー濃
度の調整を行なうことができる。また、消費させるトナ
ーの量に応じて、パターン潜像のサイズを変更したり、
この潜像に印加する現像バイアス電圧を変更したり、こ
の潜像の周辺にトナー消費パターンを形成したりする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置において２成分現像剤を用いる現像装置を有
する画像形成装置に関し、特に、作像条件制御における
感光体表面電位制御とトナー濃度制御を同時に実行する
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置において、出力画像
の画質を安定させるために、現像装置内における２成分
現像剤のトナー濃度制御や感光体表面電位制御などの作
像条件制御が一般的に行われている。この作像条件制御
は、スイッチを入れた直後のウオームアップ期間中に行
われるが、この制御動作に時間がかかりすぎるという問
題点が指摘されている。

【０００３】上記作像条件制御におけるトナー濃度制御
方法の従来技術として、トナー濃度検出手段と、光学的
検出手段の検出結果により、トナー濃度を制御する方法
が知られている。このトナー濃度制御方法は、感光体上
の非画像領域にトナー付着量検出用のパターン潜像を形
成し、このパターン潜像を現像することによって得られ
る画像のトナー付着濃度を光学的検出手段である光反射
型フォトセンサ（以下、Ｐセンサという。）によって検
出する。Ｐセンサの出力値のうち、像担持体上のトナー
付着パターン（以下、Ｐセンサパターンという。）に対
するＰセンサの出力をＶｓｐ、感光体上のトナー非付着
部に対する光反射型フォトセンサの出力値をＶｓｇとす
ると、Ｖｓｐ/ Ｖｓｇの値から、トナー濃度制御基準値
Ｖｒｅｆを設定する。画像形成装置は、設定したトナー
濃度制御基準値Ｖｒｅｆと、トナー濃度検出手段である
トナー濃度検知センサの出力Ｖｔの値の比較を行い、現
像剤中のトナー濃度の制御を行う。すなわち、Ｖｔ＞Ｖ
ｒｅｆの場合、トナー濃度が低いと判断され、トナー補
給を行い、Ｖｔ＜Ｖｒｅｆの場合は、トナー濃度が高い
と判断され、トナー補給を停止し、トナー濃度センサの
出力Ｖｔが目標値になるよう制御する。

【０００４】トナー濃度が高いと判断される場合とし
て、画像形成装置が長時間放置されて使用されない場合
がある。攪拌により摩擦帯電していたトナーは、放置さ
れていると徐々に放電していくためトナーの帯電量が低
下することがある。この結果、放置前にトナー帯電量と
のバランスで一定のトナー付着量に制御されていたトナ
ー濃度は、放置後のトナー帯電量の低下によってバラン
スが崩れ、感光体へのトナー付着量は過剰となる。その
ため、階調性や地肌汚れの悪い画像品質となってしま
う。このような不具合の防止策として、長時間放置後に
現像剤を攪拌させてトナー帯電量を高めたり、必要に応
じてトナーを強制的に消費させることなどが挙げられ
る。

【０００５】一方、感光体の経時的な感度劣化や複写機
本体の使用環境による感度変化等によって一定の帯電、
露光、現像等の作像条件では画像が安定しないため、上
記作像条件制御において感光体表面電位制御を行うこと
が一般的である。この感光体表面電位制御は、感光体か
らなる像担持体上に感光体表面電位制御用のパターン潜
像を露光部と未露光部に作像する。それぞれのパターン
潜像部の電位である明部電位、暗部電位が目標値になる
ように、感光体の帯電手段である帯電チャージャおよび
露光手段である露光ランプの出力を調整し、感光体表面
の電位を制御することで画質の安定化を図っている。

【０００６】図２は、感光体上のＰセンサパターンの単
位面積当たりのトナー付着量と、トナー濃度検知センサ
の出力との関係を示している。Ｐセンサパターンにおけ
るＰセンサ出力Ｖｓｐはトナー付着量に応じて変化す
る。トナー付着量が多い場合には、感光体からの反射光
量が低下し、Ｖｓｐは低くなる。感光体地肌部のＰセン
サ出力Ｖｓｇと基準画像のＰセンサ出力Ｖｓｐの出力比
Ｖｓｐ／Ｖｓｇに応じて、現像器に設置されたトナー濃
度センサの制御基準値Ｖｒｅｆを決定する。

【０００７】図３は、現像剤中のトナー濃度とトナー濃
度センサ出力の関係を示している。トナー濃度センサ
は、常時トナー濃度（実際には現像剤の透磁率）を検出
しており、トナー濃度が低下すると、トナー濃度センサ
出力Ｖｔが上昇し、Ｖｔ＞Ｖｒｅｆとなった場合にトナ
ー補給信号を発信する。そして、トナー補給信号を受け
た本体ＣＰＵからトナー補給部への信号に応じてトナー
補給動作が行われる。すなわち、トナー濃度の制御レベ
ルは、トナー濃度制御基準値Ｖｒｅｆによって決められ
るため、現像能力が低くて画像濃度が低くなってしまう
場合には、Ｖｒｅｆを低めに設定して、トナー補給動作
を頻繁に行うようにする。また、現像能力が高い場合に
は、Ｖｒｅｆを高めに設定して、トナー補給動作が実行
されにくいようにすることなどが行われている。

【０００８】図４は、現像器内に充填された現像剤中の
トナー帯電量の時間変化を示す図である。この図から分
かるように、現像剤中のトナー帯電量は、放置によって
低下する傾向にある。そのため、安定したトナー濃度制
御を行うためには、その時のトナー帯電量に適したトナ
ー濃度になるようトナー強制消費動作などのトナー濃度
制御動作を本体立ち上げ時の極力早い段階で行う必要が
ある。

【０００９】したがって、上記作像条件制御の実行タイ
ミングは、複写機の操作に影響がない時期が適してお
り、一般的に、本体電源投入直後のウォームアップ中に
行われることが多い。本体のウォームアップタイムが短
く設定されていれば、それにあわせて短時間で作像条件
の調整動作を完了させる必要がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では、作像条件制御における、感光体表面電位制御
とトナー濃度制御は、従来はこの順番に実行される。感
光体表面電位が目標値に調整されるまでには複数回のパ
ターン作像を要し、結果として作像条件制御動作全体に
要する時間に大きく影響している。したがって、上記の
従来技術は、感光体周りの作像条件の調整動作が完了す
るまでに、時間がかかりすぎるという上記問題点を解決
するものではない。

【００１１】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、感光体表面電位制御と、トナー濃度制御とを同
時に行い、短時間で画像形成前の作像条件調整動作を完
了することができる画像形成装置を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１に記載の画像形成装置の発明は、感光体
上にトナー付着量検出用のパターン潜像を作像し、潜像
を現像して得られる画像のトナー付着量を光学式検出手
段により検出し、光学式検出手段による検出結果に応じ
て現像剤中のトナー濃度を制御する基準値を設定し、現
像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段の検
出値と基準値の比較に基づき現像剤中のトナー濃度を制
御し、感光体上に感光体表面電位制御用のパターン潜像
を露光部と未露光部に作像し、それぞれのパターン潜像
の電位である、明部電位、暗部電位が目標値になるよう
感光体の帯電手段および露光手段を調整し、感光体表面
電位を制御する画像形成装置であって、画像形成装置
は、トナー濃度検出手段の検出値とトナー濃度制御基準
値との比較に基づく現像剤中のトナー濃度の制御を、感
光体表面電位制御用のパターン潜像を現像する際に行う
ことを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１に記載の
画像形成装置において、光学式検出手段およびトナー濃
度検出手段の検出結果により現像剤中のトナーを消費す
る必要があると判断した場合、感光体表面電位制御用の
パターン潜像のサイズを変化させ、パターン潜像を現像
する際に消費するトナー量を調整し、トナー濃度を制御
することを特徴とする。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の画像形成装置において、光学式検出手段およびトナー
濃度検出手段の検出結果により現像剤中のトナーを消費
する必要があると判断した場合、感光体表面電位制御用
のパターン潜像に印加する現像バイアス電圧を変化さ
せ、パターン潜像を現像する際に消費するトナー量を調
整し、トナー濃度を制御することを特徴とする。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の画像形成装置において、光学式検出手段およびトナー
濃度検出手段の検出結果により現像剤中のトナーを消費
する必要があると判断した場合、感光体表面電位制御用
のパターン潜像の周辺にトナー消費用のパターン潜像を
形成し、パターン潜像に印加する現像バイアス電圧や、
パターン部の潜像電位、ドット構成などを変化させるこ
とにより、現像の際に消費するトナー量を調整し、トナ
ー濃度を制御することを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しながら詳細に説明する。複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置は、
感光体を帯電器により均一に帯電させて、露光装置で潜
像を形成し、この静電潜像を現像器により現像して、転
写装置により転写紙等に転写している。

【００１７】図１は、本発明を適用することのできる画
像形成装置の構成を示す概略図である。画像形成する
際、この装置は、露光ランプによってコンタクトガラス
上の原稿を露光し、その反射光をスキャナで読み取り、
帯電器によって一様に帯電された感光体上にＬＤ光を照
射する。得られた感光体上の静電潜像を、現像器によっ
て顕像化し、感光体上に形成されたトナー像を転写工程
にて転写紙上に転写し、最後に定着器を通して排紙す
る。

【００１８】定着ローラに接触して配置された温度セン
サ８は、本体電源ＯＮの間は常に検出状態にある。本体
電源投入直後にこの温度センサ８の検出値を読み取り、
その検出値が５０度以下の場合には本体電源がＯＦＦ状
態となってから十分な時間が経過していると判断し、コ
ピー可能な状態にするために定着温度を上昇させるとと
もに、帯電グリッド電圧、ＬＤパワー、現像バイアス電
圧等の作像ユニットの出力条件の再調整を行う。なお、
定着ローラ５の温度は定着ローラ５内に設置されている
ヒータのＯＮ／ＯＦＦによって所定の温度に制御され
る。

【００１９】次に作像条件制御の通常の実施形態を説明
する。感光体周りの作像条件の自動調整動作には、電
位センサ校正、反射型フォトセンサの初期設定、感
光体表面電位制御、トナー濃度制御、等の調整項目が
ある。電位センサ校正は、感光体１をアースに落としている
回路を、リレーによってフロート状態にし、−２００
ｖ、−８００ｖのバイアス電圧を印加したときの電位セ
ンサ出力から電位センサ校正式を算出する。電位センサ
が振動容量型である場合、この電位センサは距離依存性
が高いので、感光体、電位センサ交換時にはこの動作は
必須である。反射型フォトセンサの初期設定は、感光体表面の地肌
部におけるフォトセンサ１０の出力Ｖｓｇを４．０ｖに
設定する。フォトセンサの出力Ｖｓｇは、フォトセンサ
感度、感光体反射率によって変化するので、感光体、フ
ォトセンサ交換時には必須の動作である。感光体表面電位制御は、暗部、明部電位が目標値にな
るように帯電グリッド電圧、ＬＤパワーを制御する。経
時的に、または使用環境により、感光体膜削れ、感度劣
化、光学汚れ等により感光体表面電位が変動するため、
逐次実行する必要がある。トナー濃度制御は、機械を長時間放置した場合のトナ
ー帯電量の低下などにより、トナー濃度制御基準値が変
化する場合があるので、これを最適な値に設定し直し
（−１）、この値とトナー濃度センサ出力を比較する
ことによりトナー濃度を制御する（−２）。

【００２０】本発明の画像形成装置は、感光体の画像形
成領域以外の部位に、トナー付着量検出用パターン（Ｐ
センサパターン）が所定のタイミングで形成されるよう
に構成されている。その後、このＰセンサパターンの画
像濃度をＰセンサで検知する。Ｐセンサの検出特性が良
好な範囲を使用するために、Ｐセンサパターンの単位面
積当たりのトナー付着量が０．４ｍｇ／ｃｍ²となるよ
うにする。そこで、Ｐセンサパターンを顕像化するとき
の現像バイアス電圧ＶｂをＰセンサパターン部の電位と
の電位差（現像ポテンシャル）が３００ｖになるよう設
定している（Ｖｂ−Ｖｐ＝−３００ｖ）。

【００２１】図５は、感光体表面電位制御の一実施形
態を示すフローチャートである。まず、感光体駆動モー
タをＯＮにし（ステップＳ５０１）、前回の作像条件調
整動作にて設定された出力にて帯電グリッド電圧をＯＮ
にした領域をＶｄとすると（ステップＳ５０２）、この
Ｖｄ潜像領域が電位センサ部６に到達したところでＶｄ
潜像電位（暗部電位）を検出する（ステップＳ５０
３）。この検出したＶｄ潜像電位が目標値（−９００±
１０ｖ）の値の範囲に入らなかった場合には（ステップ
Ｓ５０４／ＮＯ）、帯電グリッド電圧をシフトさせて再
度出力し（ステップＳ５０７）、前回と同様にＶｄ潜像
領域を作像し、電位センサ６にてＶｄ潜像電位を検出す
る（ステップＳ５０３）。このような動作をＶｄ潜像電
位が目標値に到達するまで最大５回実行する。５回実行
後でもＶｄが目標値に到達しない場合には（ステップＳ
５０５／ＮＯ）、本体の操作部に異常表示して感光体電
位制御動作を終了する（ステップＳ５０６）。また、Ｖ
ｄ潜像電位が目標値に到達した場合には（ステップＳ５
０４／ＹＥＳ）、その時の帯電グリッド電圧を作像条件
として設定する（ステップＳ５０８）。

【００２２】次に中間電位のＶｈパターンを作像する。
Ｖｈ潜像パターンの電位（明部電位）は、ＬＤパワーの
調整あるいはドットパターンの面積率によって中間調の
電位（目標値；−３００±２０ｖ）に設定している。Ｖ
ｈ潜像パターン形成時は、直前に設定された帯電グリッ
ド電圧および前回の作像条件調整動作において設定され
た出力でＬＤパワーを出力し（ステップＳ５０９）、そ
の時に電位センサ６にて検出したＶｈ潜像パターンをＶ
ｈ潜像電位とする（ステップＳ５１０）。この検出した
Ｖｈ潜像電位が目標値（−３００±２０ｖ）の値の範囲
に入らなかった場合は（ステップＳ５１１／ＮＯ）、Ｌ
Ｄパワーをシフトさせて再度出力し（ステップＳ５１
４）、前回と同様にＶｈ潜像パターンを作像し、電位セ
ンサ６にてＶｈ潜像電位を検出する。このような動作
を、Ｖｈ潜像電位が目標値に到達するまで最大５回実行
する。５回実行後でもＶｈ潜像電位が目標値に到達しな
い場合には（ステップＳ５１２／ＮＯ）、本体の操作部
に異常表示して感光体電位制御動作を終了する（ステッ
プＳ５１３）。また、Ｖｈ潜像電位が目標値に到達した
場合には（ステップＳ５１１／ＹＥＳ）、その時のＬＤ
パワーを作像条件として設定する（ステップＳ５１
５）。その後、帯電グリッド電圧、ＬＤパワーをＯＦＦ
にし（ステップＳ５１６）、感光体の駆動をＯＦＦにす
る（ステップＳ５１７）。

【００２３】以上から明らかなように、帯電グリッド電
圧とＬＤパワーを調整することにより、感光体表面電位
を目標値に設定することができる。

【００２４】次に、トナー濃度制御の動作を示すフロ
ーチャートを図６、７に示す。図６は、−１トナー濃
度制御基準値（Ｖｒｅｆ）設定動作の一実施形態を示す
フローチャートであり、図７は、−２トナー濃度制御
基準値（Ｖｒｅｆ）決定後のトナー濃度制御の一実施形
態を示すフローチャートである。

【００２５】図６において、電位センサ校正（ステップ
Ｓ６０１）、感光体駆動モータをＯＮにした後（ステッ
プＳ６０２）、フォトセンサの初期設定として、地肌部
の出力Ｖｓｇを４．０Ｖに設定する（ステップＳ６０
３）。その後、現像駆動をＯＮにし（ステップＳ６０
４）、所定の帯電グリッド電圧およびＬＤパワーで、Ｐ
センサパターンを作像する（ステップＳ６０５）。その
後、電位センサでＰセンサパターン潜像の電位Ｖｐを検
出する（ステップＳ６０６）。ここで、Ｖｐ潜像電位
は、感光体表面電位すなわち、静電潜像ポテンシャルの
ことを示している。現像の際に印可する現像バイアス電
圧Ｖｂは、Ｖｂ＝Ｖｐ−Ｖｃ（本実施例ではＶｃ＝３０
０ｖ）となる。したがって、現像バイアス電圧は、Ｖｂ
＝Ｖｐ＋（−３００）ｖに設定される（ステップＳ６０
７）。この現像バイアス電圧で、Ｐセンサパターン潜像
を現像し、その顕像パターンの反射濃度Ｖｓｐを検知す
る（ステップＳ６０８）。

【００２６】次に、Ｐセンサによる検知出力Ｖｓｇおよ
びＶｓｐの比が計算され、このＶｓｐ／Ｖｓｇの値によ
り、トナー濃度センサ２０の目標出力値Ｖｒｅｆの補正
値ΔＶｒｅｆが求まる（ステップＳ６０９）。このΔＶ
ｒｅｆの値から、トナー濃度センサ２０の制御基準値Ｖ
ｒｅｆが求まる（ステップＳ６１０）。その後、帯電グ
リッド電圧、ＬＤパワーをＯＦＦにし（ステップＳ６１
１）、現像部の駆動をＯＦＦ（ステップＳ６１２）、感
光体駆動モータをＯＦＦにする（ステップＳ６１３）。

【００２７】次に、図７において、まず、トナー濃度セ
ンサ２０は、現像装置内のトナー濃度出力値Ｖｔを検出
する（ステップＳ７０１）。ＶｔとＶｒｅｆを比較し、
Ｖｔ＞Ｖｒｅｆの場合（ステップＳ７０２／ＹＥＳ）、
トナー濃度が低いと判断し、所定量のトナー補給を行う
（ステップＳ７０３）。Ｖｔ＜Ｖｒｅｆの場合は（ステ
ップＳ７０２／ＮＯ）、トナー濃度が高いと判断し、所
定量のトナーを強制消費し（ステップＳ７０４）、トナ
ー濃度センサの出力Ｖｔが目標値になるよう制御する。

【００２８】このように、Ｐセンサにて検出した結果、
トナー付着量が少なく、センサ出力比Ｖｓｐ／Ｖｓｇが
高い場合には、トナー濃度センサ出力Ｖｔとトナー濃度
制御基準値Ｖｒｅｆの比較結果に基づく所定量のトナー
を強制的に補給する。また、トナー付着量が多く、セン
サ出力比Ｖｓｐ／Ｖｓｇが低い場合には、トナー濃度過
多であるため、トナー濃度センサ出力Ｖｔとトナー濃度
制御基準値Ｖｒｅｆの比較結果に基づく所定量のトナー
を強制的に消費する。通常、長時間放置後のトナー帯電
量は低下する傾向にあるので、ほとんどの場合が後者の
ケースとなる

【００２９】本発明の画像形成装置は、画像形成前の作
像条件制御において、電位センサ校正、光反射型フ
ォトセンサの初期設定を行った後、−１トナー濃度制
御基準値の設定を行う。その後、感光体表面電位制御
と−２トナー濃度制御基準値設定後のトナー濃度制御
を同時に行うことにより、作像条件調整動作全体にかか
る時間を短縮させている。すなわち、本発明の画像形成
装置は、感光体表面電位を調整するための基準パターン
潜像においてトナーの消費を行うことに特徴がある。

【００３０】本発明の画像形成装置の作像条件制御の実
施形態を以下に示す。本発明の第１の実施形態において
は、Ｖｈ潜像パターンの基本サイズを感光体軸方向に対
して幅２０ｍｍ、感光体周方向に対して長さ６０ｍｍと
している。このＶｈ潜像パターン部に任意の現像バイア
ス電圧を印加し、現像ローラを駆動させることで、感光
体表面にトナー付着量の顕像パターンを作像することが
できるので、この時に消費するトナー量を前記のＰセン
サ出力比Ｖｓｐ／Ｖｓｇの検出結果に応じて制御してい
る。すなわち、Ｐセンサ出力比Ｖｓｐ／Ｖｓｇが通常の
制御レベルに対して低くなった場合、その検出値に応じ
てＶｈパターンのサイズを感光体軸方向に拡大する
（幅：２０ｍｍ〜最大幅：３００ｍｍ）。さらにトナー
消費量を増加させたい場合には、必要に応じて感光体周
方向に対してもＶｈパターンサイズを拡大する（長さ：
６０ｍｍ〜最大長：３００ｍｍ）。表１にＶｓｐ／Ｖｓ
ｇの値と潜像パターンのサイズの対応関係を示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】本発明の第２の実施形態においては、トナ
ー消費量を増加させるために現像バイアス電圧を変化さ
せている。すなわち、現像バイアス電圧を高くすれば、
トナー消費量を増加させることが可能である。但し、現
像バイアス電圧の上昇に伴って地肌部電位（約９００
ｖ）との現像ポテンシャルが低下するため、地肌汚れが
発生しやすくなり、また、感光体上の単位面積当たりの
トナー付着量が増加することに伴って、感光体クリーニ
ングへの負荷が大きくなるためクリーニング不良に対す
る注意が必要となる。これらをふまえて、本実施例では
現像バイアス電圧の上限値を−７００ｖとしている。以
上のように、Ｖｈパターン形成時に、適切な現像バイア
ス電圧を印加して現像ローラを駆動させることで、Ｖｈ
パターンの電位制御を行いながら、同時に現像ユニット
内のトナーを消費することができるので、作像条件の自
動調整動作時間を短縮することができる。

【００３３】本発明の第３の実施形態においては、トナ
ー消費用潜像パターンを形成し、過剰なトナーを消費さ
せる。感光体表面電位の制御の際に、Ｖｄ潜像パターン
は、Ｖｈ潜像パターンと同等サイズ（幅２０ｍｍ×長さ
６０ｍｍ）で形成される。このＶｄ潜像パターンの周囲
に低電圧のトナー消費用潜像パターンを形成し、適切な
現像バイアス電圧を印加するとともに、現像ローラを駆
動させることで現像ユニット内のトナーを消費させる。
このトナー消費パターンは、パターン部の潜像電位、現
像バイアス電圧やドット構成を任意に設定することでト
ナー消費量を変えることができる。本実施形態では、ト
ナー消費パターン部電位を−１００ｖに設定し、現像バ
イアス電圧を通常の画像領域と同じ−５５０ｖに設定す
ることで、単位面積当たりのトナー付着量を十分に確保
している。また、クリーニングへの負荷を軽減するため
に、このトナー消費パターンのパターン形状は図８に示
すように感光体の周方向に対して幅３ｍｍの横帯を断続
的に形成している。

【００３４】画像形成装置の現像方式として、感光体表
面の露光していない部分にトナーを付着させる現像方式
（ポジ−ポジ現像）と感光体表面の露光した部分にトナ
ーを付着させる現像方式（ネガ−ポジ現像）がある。ポ
ジ−ポジ現像の場合、Ｖｄ潜像形成時に現像駆動をＯＮ
にすると、不必要なトナー消費が起こり、トナー濃度低
下や感光体表面のクリーニング不良の問題が発生してし
まう。そのため、高い現像バイアス電圧の印加等の必要
がある。一方、ネガ−ポジ現像においては、Ｖｄ領域は
現像されないため、不要なトナー消費は行われない。こ
の場合、露光部分のパターン潜像であるＶｈ潜像パター
ンは、ＬＤによる書き込み領域を電位センサ６にて検出
できる最小サイズに抑えることで無駄なトナー消費を抑
えている。本発明の画像形成装置においては、ネガ−ポ
ジ現像方式を用いた画像形成装置を想定して説明してい
るが、ポジ−ポジ現像方式を用いた画像形成装置におい
ても同様に本発明を適用することが可能である。

【００３５】なお、本発明の画像形成装置においては、
Ｐセンサ１０は、感光体１の軸方向に対して電位センサ
６と同じ位置とし、感光体周方向に対しては、現像部か
らのトナー飛散の影響を回避するために、転写部とクリ
ーニング部の中間に配置している。また、Ｐセンサパタ
ーンおよびＶｈ、Ｖｄパターン作像時は、各種パターン
部のトナー像が転写ベルト２８へ移行することを回避す
るために、転写ベルト２８を図示しないソレノイドによ
って感光体から離間させておく。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成装置は、トナー付着パターンに対するＰセン
サの検知により、トナー濃度が過剰であると判断した場
合は、感光体表面電位の調整時に作像する潜像パターン
において、所定量のトナーを消費し、現像装置内のトナ
ー濃度が一定になるように制御する。すなわち、作像条
件制御における感光体表面電位制御とトナー濃度制御を
同時に行なう。そのため、常に安定した画像品質を得る
ために要する調整動作を短時間で完了させることがで
き、操作者待機時間を短縮することができる。

【００３７】また、本発明の画像形成装置は、トナー付
着パターンに対するＰセンサの検知により、トナー濃度
が過剰であると判断した場合は、感光体表面電位の調整
時に作像する潜像パターンにおいて、所定量のトナーを
消費するが、この際、消費するトナーの量に応じて、作
像する潜像パターンのサイズを変化させる。すなわち、
作像条件制御における感光体表面電位の制御とトナー濃
度制御を同時に行う。そのため、短時間で作像条件調整
動作を完了させることができ、操作者の待機時間を短縮
することができる。

【００３８】また、本発明の画像形成装置は、トナー付
着パターンに対するＰセンサの検知により、トナー濃度
が過剰であると判断した場合は、感光体表面電位の調整
時に作像する潜像パターンにおいて、所定量のトナーを
消費するが、この際、消費するトナーの量に応じて、印
加する現像バイアス電圧の出力を変化させる。すなわ
ち、作像条件制御における感光体表面電位の制御とトナ
ー濃度制御を同時に行なう。そのため、短時間で作像条
件調整動作を完了させることができ、操作者の待機時間
を短縮することができる。

【００３９】また、本発明の画像形成装置は、トナー付
着パターンに対するＰセンサの検知により、トナー濃度
が過剰であると判断した場合は、感光体表面電位の調整
時に作像する潜像パターンにおいて、所定量のトナーを
消費するが、この際、潜像パターンの周囲にさらにトナ
ー消費用パターンを形成する。したがって、過剰なトナ
ーを強制的に消費させ、トナー濃度の制御を行うことが
できる。すなわち、作像条件制御における感光体表面電
位の制御とトナー濃度制御を同時に行なう。そのため、
短時間で作像条件調整動作を完了させることができ、操
作者の待機時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である、画像形成装置の構成を
示す概略図である。

【図２】感光体上のトナー付着量とＰセンサ出力との関
係を示すグラフである。

【図３】現像剤中のトナー濃度とトナー濃度センサ出力
の関係を示すグラフである。

【図４】現像ユニット内のトナー帯電量の時間変化を示
す図である。

【図５】感光体表面電位制御動作を示すフローチャート
である。

【図６】トナー濃度制御において、Ｖｒｅｆを設定する
動作を示すフローチャートである。

【図７】Ｖｒｅｆ決定後のトナー濃度制御動作を示すフ
ローチャートである。

【図８】トナー消費用潜像パターンの形状を示す概略図
である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２除電ランプ３帯電チャージャ４ＬＤ露光５定着ローラ６電位センサ７加圧ローラ８温度センサ９転写ユニット１０反射型フォトセンサ１１クリーニングユニット１２現像剤攪拌部１３トナー補給部１４現像ユニット１５第１現像ローラ１６第２現像ローラ１７トナーホッパ１８トナー補給ローラ１９現像バイアス電源２０トナー濃度センサ２１ＣＰＵ２２ＲＯＭ２３ＲＡＭ２４Ｉ／Ｏ２５帯電チャージャ２６転写ベルト駆動ローラ２７転写ベルト従動ローラ２８転写ベルト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体上にトナー付着量検出用のパター
ン潜像を作像し、該潜像を現像して得られる画像のトナ
ー付着量を光学式検出手段により検出し、前記光学式検
出手段による検出結果に応じて現像剤中のトナー濃度を
制御する基準値を設定し、前記現像剤中のトナー濃度を
検出するトナー濃度検出手段の検出値と前記基準値の比
較に基づき前記現像剤中のトナー濃度を制御し、前記感光体上に感光体表面電位制御用のパターン潜像を
露光部と未露光部に作像し、それぞれのパターン潜像の
電位である、明部電位、暗部電位が目標値になるよう感
光体の帯電手段および露光手段を調整し、感光体表面電
位を制御する画像形成装置であって、前記画像形成装置は、前記トナー濃度検出手段の検出値
とトナー濃度制御基準値との比較に基づく前記現像剤中
のトナー濃度の制御を、前記感光体表面電位制御用のパ
ターン潜像を現像する際に行うことを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】前記光学式検出手段および前記トナー濃
度検出手段の検出結果により前記現像剤中のトナーを消
費する必要があると判断した場合、前記感光体表面電位
制御用のパターン潜像のサイズを変化させ、該パターン
潜像を現像する際に消費するトナー量を調整し、トナー
濃度を制御す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】前記光学式検出手段および前記トナー濃
度検出手段の検出結果により前記現像剤中のトナーを消
費する必要があると判断した場合、前記感光体表面電位
制御用のパターン潜像に印加する現像バイアス電圧を変
化させ、該パターン潜像を現像する際に消費するトナー
量を調整し、トナー濃度を制御す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４】前記光学式検出手段および前記トナー濃
度検出手段の検出結果により前記現像剤中のトナーを消
費する必要があると判断した場合、前記感光体表面電位
制御用のパターン潜像の周辺にトナー消費用のパターン
潜像を形成し、該パターン潜像に印加する現像バイアス
電圧や、該パターン部の潜像電位、ドット構成などを変
化させることにより、現像の際に消費するトナー量を調
整し、トナー濃度を制御することを特徴とする請求項１
に記載の画像形成装置。