JP2006065180A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置のプロセス線速変更等の変化に関係なく、適正なトナー濃度制御を実現し、カブリ、トナー飛散といった問題を防止する画像形成装置を提供する。
【解決手段】 像担持体の線速切り替えに応じて、少なくとも撹拌部の供給手段と撹拌手段の駆動速度が切り替え可能に構成され、像担持体の線速に応じた制御電圧をトナー濃度検出手段に印加して、所定範囲のトナー濃度になるように制御するための手段を有した画像形成装置において、所定間隔毎に、像担持体の各線速に応じたトナー濃度検出手段に印加する制御電圧値を求める第１調整モードを有する以外に、標準線速時と切り替え線速時とのトナー濃度検出手段の検出結果の差分が所定値以上となり調整が必要と判断できる場合に、像担持体の各線速に応じたトナー濃度検出手段に印加する制御電圧値を求める第２調整モードを有し、適正なトナー濃度となるように制御を行う画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は電子写真方式により記録材に画像を形成する画像形成装置に関し、特に２成分現像剤を用いて現像を行う画像形成装置に関する。

電子写真方式により画像を形成する画像形成工程の一例では、感光体等の像担持体上に静電潜像を形成し、形成した静電潜像を現像手段により現像して像担持体上にトナー像を形成し、形成したトナー像を転写手段により記録材に転写し、転写したトナー像を定着手段により記録材に定着して記録材上に画像を形成する。また、他の例では、感光体等の像形成体上のトナー像を像担持体としての中間転写体に転写し、中間転写体から転写手段により記録材に転写し定着することにより、記録材に画像を形成する。

画像形成工程における現像工程では、トナーとキャリアを含む２成分現像剤を用いた現像が多く用いられ、また、ＡＣバイアスにＤＣバイアスを重畳した現像バイアス電圧を印加することが多く行われている。

２成分現像剤を用いての現像では、現像によってトナーのみが消費されるので、消費分に相当する適度のトナー補給を行う必要がある。トナー補給は現像器内のトナーとキャリアとの比率を、現像剤の透磁率を検出するトナー濃度検出手段によって検知し、トナー比率（トナー濃度）が所定の比率以下に低下したのを検知するとトナー補給を行うトナー補給制御がなされている。現像器内の所定の比率関係にあるトナーとキャリアは撹拌されて摩擦帯電し、相互摩擦によって帯電したトナーはキャリアに静電的に付着し、静電的にトナーの付着したキャリアは磁力によって現像剤担持体周面に付着し、現像ニップ部に搬送されて現像ニップ部で現像バイアス電圧が印加されて対向した像担持体上の潜像に対して現像が行われる。

カラー画像はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ４色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成しているので単色画像に較べて定着性が悪く、カラー画像では定着速度を低下させる必要があり、特に厚紙にカラー画像を形成したり、カラー画像に光沢性を保持させようとすると更に搬送される記録紙の線速を低下させる必要がある。カラー画像形成装置では、使用に応じて線速を複数段に切り替えることがなされている。

画像形成装置にあっては、像担持体の駆動手段と、現像器内で現像剤を撹拌し現像ニップ部へと搬送する駆動手段とを共通の駆動手段とすることが多い。同一の駆動手段によって画像形成装置を駆動する場合には、画像形成の線速変更を目的とした像担持体の速度変更と共に現像器の駆動手段も回転速度が変更する。

現像剤の透磁率を検出してトナー補給制御を行う画像形成装置においては、現像器内の撹拌部材等の線速が変更した場合には出力も変化してしまうため、正しいトナー補給制御を行うことができない。

これを解決するために、定期的に調整モードを実行（例えば、現像剤担持体の摺動距離毎に）して、線速が切り替わってもトナー濃度センサの出力が一定出力となる制御電圧値を求め、適正なトナー濃度の制御を可能としている。

ここで、さらに詳しくフローチャートにより説明する。図７は従来例の制御フローチャート図である。図７に示すように、最初に、フローＦ１１で、例えば、現像剤担持体の摺動距離が所定摺動距離に達したかどうか判断し、ＹＥＳの場合はフローＦ１２に進み、ＮＯの場合はフローＦ１３に進む。フローＦ１２では調節モードを立ち上げ、線速毎のコントロール電圧の補正量を算出する。フローＦ１３ではコピー釦が押されたかどうか判断して、ＮＯであれば繰り返し、ＹＥＳであればフローＦ１４に進みコピーシーケンスを実行するようにする。終われば、最初のフローＦ１１に戻るようになっている。

しかしながら、この方法の欠点として、制御性の精度を上げるために調整の間隔を短くすると非常に生産性が低下する。逆に、生産性を重視すると、調整の間隔が長くなるために、補正精度が低下し、制御点が大きくずれるという問題が発生するという問題があった。

また、ウオームアップ時に毎回実施する画像形成装置も技術開示されている（特許文献１参照）。この場合においても、画像濃度安定化のための調整や、カラーレジスト調整等が行われるため、全ての調整を行うとウオームアップ時の時間が長くなるという問題が残っていた。
特開２００３−２８０３５５号公報

本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、画像形成装置のプロセス線速変更（ダウン）等の動作状態、現像剤の劣化状態、環境の変化等に関係なく、生産性を損なうことなく、適正なトナー濃度制御を実現し、カブリ、トナー飛散、キャリア付着といった問題を防止するようことが可能な画像形成装置を提供することにある。

上記の本発明の目的は下記の手段によって達成される。即ち、潜像を形成する像担持体と、前記潜像を可視像化する現像剤を現像ニップ部に搬送する現像剤担持体と、前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記トナー濃度検出手段の検出結果に応じて前記現像剤にトナー補給を行うトナー補給手段と、前記トナー補給手段からの補給トナーを撹拌する撹拌手段と前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する供給手段とを有する撹拌部とを備え、前記像担持体の線速切り替えに応じて、少なくとも前記撹拌部の供給手段と撹拌手段の駆動速度が切り替え可能に構成され、前記像担持体の線速に応じた制御電圧を前記トナー濃度検出手段に印加して、所定範囲のトナー濃度になるように制御するための手段を有した画像形成装置において、
所定間隔毎に前記像担持体の各線速に応じた前記トナー濃度検出手段に印加する制御電圧値を求める第１調整モードを有し、さらに標準線速時と切り替え線速時とのそれぞれの前記トナー濃度検出手段の検出結果の差分が所定値以上となり調整が必要と判断できる場合に、像担持体の各線速に応じた前記トナー濃度検出手段に印加する制御電圧値を求める第２調整モードを有し、適正なトナー濃度となるように制御することを特徴とする画像形成装置。

以上のように構成したので本発明によれば、第１調整モードで、各線速に対する制御電圧値を決定することにより、通常使用時は、生産性を大きく損なわずに適正なトナー濃度制御が可能であり、また、使用状態や、環境変動で、線速切り替えによる出力変化が大きくなっり、トナー濃度の制御性が悪くなてきたときは、第２調整モードが実行されるため、常時安定したトナー濃度制御が行われ、カブリ、トナー飛散、キャリア付着といった問題を防止でき、良好な画像が継続して得られることとなる。

（１）本発明が適用される画像形成装置について説明する。本発明の一実施形態として示すカラー画像形成装置は、複数の像担持体上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）トナーから成るトナー像をそれぞれ形成し、複数の像担持体上に形成されたトナー像を、中間転写体を介して、或いは直接に転写材上に重ね合わせて形成されるタンデム型のカラー画像形成装置である。図１は画像形成装置の構成を示す断面図である。

図１に示すように、カラー画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に重ね合わせて転写し、重ね合わせたトナー像を一括して転写するタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、中間転写ユニット７と、給紙搬送手段及び定着手段２４とから成る。画像形成装置本体（以下、装置本体と称す）Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。

イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体（感光体）１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体（感光体）１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体（感光体）１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体（感光体）１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。各画像形成部１０では帯電、露光、現像が行われて、像担持体１上に各色の画像が形成される。

中間転写ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の中間転写体７０を有する。

画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、回動する中間転写体７０上に同期がとられて逐次重ね合わせて転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録媒体（以下、用紙と称す）Ｐは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写手段５Ａに搬送され、用紙Ｐ上に重ね合わされたカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着手段２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

一方、二次転写手段５Ａにより用紙Ｐにカラー画像を転写した後、用紙Ｐを曲率分離した中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。

画像形成処理中、一次転写手段５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃに圧接する。

二次転写手段５Ａは、ここを用紙Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、中間転写体７０に圧接する。

（２）図２には１組の画像形成部１０を取り出して示している。矢示方向に回転する像担持体としてのドラム状の感光体１はＯＰＣ感光体等が用いられ、スコロトロン帯電器等を用いた帯電手段２によって一様帯電が行われる。露光手段３には、レーザ、発光ダイオード等のドット露光を行う露光手段が用いられ、露光手段３の像露光によって静電潜像が形成される。かかる潜像形成工程に続いて、次ぎに詳しく説明する現像手段４によって現像が行われて、静電潜像はトナー像となる。

感光体のドラム線速をダウンさせた場合に現像手段の線速が変わらないと現像過多となるため、現像手段の線速もダウンさせる制御を行っている。実施の形態では、感光体１と現像手段４とは同一の駆動手段であるモータによって駆動され、感光体１の線速をダウンすると連動して現像手段４の線速もダウンするようになっているが、必ずしも、感光体１と現像手段４とは同一の駆動手段でなくてもよく、感光体１の線速をダウンすると連動して現像手段４の線速もダウンするようになっていればよい。

本実施形態の画像形成装置ではプロセス線速は複数段に切り替え可能となっていて、例えば、プロセス線速は、標準線速である（１／１）速に対して、（１／２）線速、（１／３）線速に切り替え駆動が可能となっている。標準線速が２２０ｍｍ／ｓの場合には、線速１１０ｍｍ／ｓ、線速７３ｍｍ／ｓに可変となっている。以下の説明ではかかる可変の場合について説明するが、勿論これ以外の多段階切り替えについても本発明は適用される。

（３）現像手段４は、現像装置枠体４０、現像ローラからなる現像剤担持体４１、磁界発生手段（マグネットロール）４２、穂切り板からなる規制手段４３、水車型の供給手段４４ａ、スクリューからなる供給手段４４ｂ、スクリューからなる撹拌手段４６、搬送ローラ４７、剥ぎ取り板４８、スクリューからなる回収手段４９等から構成され、感光体１と同一の駆動手段であるモータによって駆動されている。

現像剤担持体４１は、感光体１に対向して配置され、回転可能に支持されており、矢印で示すように回転して現像剤を現像ニップ部ＤＲに搬送し、現像ニップ部ＤＲにおいて現像剤を担持して現像に必要な現像剤の層を形成する。

供給手段４４ａは、現像剤担持体４１に現像剤を供給する回転可能な水車型の搬送手段であり、供給手段４４ｂから搬送された現像剤を現像剤担持体４１の現像剤受け入れ用磁極付近に均一に供給する。なお、供給手段４４ａは回転軸方向に搬送機能を有するスクリューであってもよい。

供給手段４４ｂは、供給手段４４ａに平行配置され、撹拌手段４６から搬送された現像剤をその回転軸方向に搬送しながら供給手段４４ａに搬送する。撹拌手段４６は補給される新規トナーと供給手段４４ｂから還流された現像剤とを混合、撹拌して供給手段４４ｂの上流部に搬送する。なお、撹拌手段４６と供給手段４４ａ、４４ｂをまとめて撹拌部４５ということにする。

現像剤担持体４１の現像剤剥ぎ取り用磁極の近傍には、搬送ローラ４７が配置されている。搬送ローラ４７は、回転可能な回転部材（スリーブ）４７Ａと、回転部材４７Ａの内方に収容され現像装置枠体４０に固定された円柱状の磁石体４７Ｂとからなる。

回収部４０３内に回転可能に配置された回収手段４９は、搬送ローラ４７と剥ぎ取り板４８とにより剥ぎ取られて落下する現像剤を受け回収して、供給手段４４ｂの搬送方向下流側であって、現像剤担持体４１の画像形成領域外に搬送する。なお、現像剤担持体４１に現像剤が戻らない位置であれば、回収現像剤を供給手段４４ｂの搬送方向下流側であって、現像剤担持体４１の現像領域相当内に投入してもよい。或いは、回収手段４９により回収された現像剤を、撹拌・搬送部４０２の上流部に還流させてもよい。

供給手段４４ｂ、撹拌手段４６及び回収手段４９は、何れもスパイラルスクリューからなり、現像剤を撹拌しつつ回転軸方向に搬送するとともに、回転軸のほぼ直角方向に現像剤を放出する。

現像装置枠体４０は、現像剤担持体４１、搬送ローラ４７、供給手段４４ａ、供給手段４４ｂ及び撹拌手段４６を支持する下枠体４０Ａと、剥ぎ取り板４８及び回収手段４９を支持する中枠体４０Ｂと、中枠体４０Ｂの上方開口部を閉蓋する上蓋４０Ｃとから構成されている。

下枠体４０Ａは、供給手段４４ａと供給手段４４ｂとを収容する供給部４０１と、撹拌手段４６を収容する撹拌・搬送部４０２を形成する。供給部４０１と撹拌・搬送部４０２とは、下枠体４０Ａの底部から直立した第１隔壁４０４を挟んで両側に形成されている。

回収手段４９を回転可能に支持する中枠体４０Ｂの底部に形成された第２隔壁４０５は、供給部４０１と回収部４０３とを仕切る。また、中枠体４０Ｂの一部は、撹拌・搬送部４０２の上方開口部を閉蓋する。

回収部４０３の現像剤搬送下流側と、供給部４０１の現像剤搬送下流側とは、第２隔壁４０５の端部近傍に穿設された第１開口部４０６により連通している。供給部４０１の現像剤搬送下流側と撹拌・搬送部４０２の現像剤搬送上流側とは、第１隔壁４０４の一方の端部近傍に穿設された開口部（図示せず）により連通している。搬送ローラ４７と剥ぎ取り板４８により剥ぎ取られた現像剤は、回収部４０３内に回収され、回収手段４９により回収現像剤が現像剤搬送下流側に搬送され、更に、供給部４０１に還流する。

供給部４０１内の現像剤は、供給手段４４ｂにより第１隔壁４０４の一方の端部に穿設された開口部（図示せず）から撹拌・搬送部４０２内に矢印Ｗ１で示すように搬送される。撹拌・搬送部４０２内に搬送された現像剤は、撹拌手段４６により、トナー容器４０Ｔから排出されトナー補給用開口部４０９より補給されたトナーと、現像剤とを混合撹拌され、搬送されて、第１隔壁４０４の他方の端部に穿設された開口部（図示せず）から排出され、供給部４０１内に矢印Ｗ２で示すように還流される。供給部４０１内では、供給手段４４ｂにより現像剤を軸方向に搬送しつつ放出して供給手段４４ａに供給する。供給手段４４ａは現像剤を軸方向に搬送しつつ放射して現像剤担持体４１に供給する。

Ｂ（ＤＣ）は現像剤担持体４１にＤＣバイアスを印加するＤＣバイアス電源、Ｄ（ＡＣ）は現像剤担持体４１にＡＣバイアスを印加するＡＣバイアス電源で後に説明する制御部によって制御が行われ、ＤＣバイアスにＡＣバイアスが重畳されて印加され、現像が行われる。

本実施の形態に係る画像形成装置の現像手段４はトナーとキャリアを含有する２成分現像剤を用いて現像を行う。トナーとしては、質量平均粒径が３〜８μｍの重合トナーが好ましい。重合トナーを用いることにより、高解像力であり、濃度が安定しかぶりの発生が極めて少ない画像形成が可能となる。

重合トナーは次のような製造方法により製造される。トナー用バインダー樹脂の生成とトナー形状とがバインダー樹脂の原料モノマー又はプレポリマーの重合及びその後の化学的処理により形成されて得られる。より具体的には、懸濁重合又は乳化重合等の重合反応と必要によりその後に行われる粒子同士の融着工程を経て得られ、重合トナーでは、原料モノマー又はプレポリマーを水系で均一に分散した後に重合させトナーを製造することから、トナーの粒度分布及び形状の均一なトナーが得られる。本実施の形態においては質量平均粒径が３〜８μｍのトナーが用いられる。

質量平均粒径は、質量基準の平均粒径であって、湿式分散機を備えた「コールターカウンターＴＡ−II」又は「コールターマルチサイザー」（いずれもコールター社製）により測定した値である。質量平均粒径が３μｍを下回ると、かぶりの発生やトナー飛散が起こりやすくなる。上限８μｍは本実施の形態が目標とする高画質を形成することを可能する粒径の上限である。

キャリアとしては、質量平均粒径が３０〜６５μｍで磁化量が２０〜７０ｅｍｕ／ｇの磁性粒子からなるキャリアが好ましい。３０μｍよりも粒径の小さなキャリアではキャリア付着が生じやすくなる。また、６５μｍよりも粒径の大きなキャリアでは、均一な濃度の画像が形成されない場合が生じうる。

（４）現像手段４の内部には、現像剤の透磁率を検出して現像剤中でのトナー濃度を検出するトナー濃度センサＳＤが設けられていて、センサ出力が閾値を超えると、トナー容器４０Ｔからのトナー補給を行っている。現像手段４内での線速が変更すると線速の変更に伴ってトナー濃度センサＳＤのセンサ出力が変化し、正しいトナー補給制御は行われない。

ここで、前述のトナー濃度センサＳＤについて詳しく説明する。図３はトナー濃度センサの入出力信号に関する説明図、図４はトナー濃度（Ｔｃ）とトナー濃度センサ出力（ＶＬ）との関係を示すグラフ、図５は線速を変えた時のトナー濃度センサ出力波形を示す図である。

図３、図４に示すように、コントロール電圧Ｖｃの値を可変することで、トナー濃度Ｔｃに対するトナー濃度センサ出力ＶＬは図４に示す特性を示す。従って、コントロール電圧Ｖｃをトナー濃度センサＳＤに入力すると、コントロール電圧Ｖｃの値毎にそれぞれのトナー濃度Ｔｃで制御されることになる。

また、線速毎で、トナー濃度センサＳＤの出力が変化するため、コントロール電圧の変化分の制御電圧分ΔＶｃを、標準線速におけるコントロール電圧Ｖｃに補正した制御電圧値をＶｃ’として、トナー濃度センサＳＤに対して入力するようにする。

補正した制御電圧値Ｖｃ’はＶｃ’＝Ｖｃ−ΔＶｃとして求められる。コントロール電圧の変化分の制御電圧分ΔＶｃはΔＶｃ＝ΔＶＬ／（ΔＶＬ０）として求められる（図５のΔＶＬ参照）。なお、先述の式中のΔＶＬ０は、コントロール電圧Ｖｃの１ステップ当たりのトナー濃度センサ出力変化幅を表す。

なお、実施の形態では、制御をトナー濃度センサＳＤの出力を制御できるコントロール電圧値で制御して行っているが、これに限定されるものではなく、例えば、コントロール電圧値は固定として、出力変化分だけ制御しきい値を変更しても、同様の効果が得られる制御となる。

本発明についてさらに説明すると、本発明は、所定間隔毎に、像担持体の各線速に応じたトナー濃度検出手段に印加する制御電圧値を求める第１調整モードを有する以外に、標準線速時と切り替え線速時とのトナー濃度検出手段の検出結果の差分が所定値以上となり調整が必要と判断できる場合に、像担持体の各線速に応じたトナー濃度検出手段に印加する制御電圧値を求める第２調整モードを有し、適正なトナー濃度となるように制御を行うものである。

ここで、第１調整モードの調整手順について説明する。
（１）所定間隔に達したかどうか判断する。例えば、所定間隔として、コピー数、現像剤担持体摺動時間、現像剤担持体摺動距離等がある。
（２）標準線速（１／１線速ともいう）におけるトナー濃度センサＳＤのトナー濃度センサ出力値ＶＬ１が、所定出力（標準トナー濃度に対応する）となるコントロール電圧値Ｖｃ１を求める。
（３）上記（２）が求まった状態で、線速を切り換え、線速ダウン時のトナー濃度センサＳＤのトナー濃度センサ出力値ＶＬ２から、標準線速とのトナー濃度センサ出力差分をΔＶＬとしたとき、ΔＶＬ＝｜ＶＬ２−ＶＬ１｜を求め、トナー濃度センサ差分ΔＶＬを補正するコントロール電圧の補正値ΔＶｃ値を算出する。なお、線速切り換えが多段である場合は線速毎の出力から、それぞれのトナー濃度センサ差分を求める。

コントロール電圧の補正値ΔＶｃ値を算出する方法としては、コントロール電圧Ｖｃを、例えば、１０ステップ変更させ、その時に発生するトナー濃度センサＳＤの出力変化分から、コントロール電圧１ステップ当たりの変化量ΔＶＬ０を求め、ΔＶＬ／ΔＶＬ０から、必要なコントロール電圧の補正量ΔＶｃを算出する。

次に、第２調整モードの調整手順について説明する。
（１）ウオームアップ中、またはコピー開始時点等で、標準線速（１／１線速ともいう）と、切り替え線速に対するトナー濃度センサＳＤのトナー濃度センサ出力値を確認し、その差が所定値以上となった場合に、下記の調整を実施する。
（２）標準線速におけるトナー濃度センサＳＤのトナー濃度センサ出力値ＶＬ１が、所定出力（標準トナー濃度に対応する）となるコントロール電圧値Ｖｃ１を求める。
（３）上記（２）が求まった状態で、線速を切り換え、線速ダウン時のトナー濃度センサＳＤのトナー濃度センサ出力ＶＬ２から、標準線速とのトナー濃度センサ出力差分をΔＶＬとしたとき、ΔＶＬ＝｜ＶＬ２−ＶＬ１｜を求め、トナー濃度センサ差分ΔＶＬを補正するコントロール電圧の補正値ΔＶｃ値を算出する（図５のΔＶＬ参照）。なお、線速切り換えが多段であれば線速毎の出力から、それぞれのトナー濃度センサ差分を求める。

コントロール電圧補正値ΔＶｃを算出する方法としては、コントロール電圧値Ｖｃを例えば、１０ステップ変更させ、その時に発生するトナー濃度センサＳＤの出力変化分から、コントロール電圧１ステップ当たりの変化量ΔＶＬ０を求め、ΔＶＬ／ΔＶＬ０から、必要なコントロール電圧の補正量ΔＶｃを算出する。

ここで、本発明の制御フローチャートについて説明する。図６は本発明の制御フローチャート図である。最初に、フローＦ０１で現像剤担持体の摺動距離が所定摺動距離に達したかどうか判断し、ＹＥＳの場合はフローＦ０２に進み、ＮＯの場合はフローＦ０３に進む。フローＦ０２ではトナー濃度センサにおける線速毎のコントロール電圧の補正量を算出する（第１調整モード）。

フローＦ０３ではトナー濃度センサの出力確認を行いフローＦ０４に進む。次に、フローＦ０４ではトナー濃度センサの出力差ΔＶＬが所定値より大きいかどうか判断し、ＹＥＳの場合はフローＦ０５に進み、ＮＯの場合はフローＦ０６に進む。フローＦ０５ではトナー濃度センサにおけ線速毎のコントロール電圧Ｖｃの補正量を算出する（第２調整モード）。

フローＦ０６ではコピー釦が押されているかどうか判断し、ＮＯの場合はこれを繰り返し、ＹＥＳであればフローＦ０７に進む。フローＦ０７ではコピーシーケンスを実行後、最初のフローＦ０１に戻るようになっている。

ここで本発明の実施例について比較例を含め効果確認テストにつき説明する。

最初に、比較として従来の制御によるコピ数とトナー濃度の制御性との関係につて説明する。表１は、従来の制御によるコピー数とトナー濃度の制御性との関係を示す。所定コピー数で、線速毎のコントロール電圧Ｖｃの調整を行う場合の例であり、図１に示す画像形成装置を使用し、Ａ４判サイズの連続コピーで毎分５０コピー能力を有し、線速毎のコントロール電圧Ｖｃの調整に６０秒かかる場合の例である。

表中、「○」はトナー濃度がΔＴｃ＝０．５重量％以内で制御、「△」はΔＴｃ＝０．５重量％以内で制御できない時が５０％未満で発生、さらに「×」はΔＴｃ＝０．５重量％以内で制御できない時が５０％以上存在することをそれぞれ意味している。表１に示すように、従来の制御では、コピー数が３００００になってくると、トナー濃度差が大きくなっている。

次に、本発明の効果確認テストにつき説明する。表２は、本発明の制御によるコピー数と、第２調整モードの実行有無と、トナー濃度制御性との関係を示す表である。

１５０００コピー毎に、線速毎のコントロール電圧Ｖｃの調整を行う場合（第１調整モード）と、標準線速との差分ΔＶＬが０．４Ｖ以上となった場合に、コントロール電圧Ｖｃの調整（第２調整モード）を行う場合の例である。なお、表中、「○」はΔＴｃ＝０．５重量％以内で制御していることを表している。

効果確認テストとして本発明によるトナー濃度制御について、５００００プリントまでのトナー濃度安定性テストを、プロセス線速を標準線速である１／１線速以外に、１／２線速、１／３線速を組み込んだ形で実施した結果を示した。

表２に示すように、比較例比べ、本発明によるときは、平均生産性が低下せず、目標値の８質量％に対して、トナー濃度Ｔｃは何れも０．５重量％以内に制御され、トナー濃度制御性が良好であることが認められた。

画像形成装置の構成を示す断面図である。 図１の画像形成部の構成を示す断面図である。 トナー濃度センサの入出力信号に関する説明図である。 トナー濃度とトナーセンサ出力との関係を示すグラフである。 プロセス線速を変化させたときのトナー濃度センサ出力波形を示す図である。 本発明の制御フローチャート図である。 従来例の制御フローチャート図である。

符号の説明

１ 感光体（像担持体）
４ 現像手段
４０Ｔ トナー容器（トナー補給手段）
４１ 現像剤担持体
４４ａ、４４ｂ 供給手段
４５ 撹拌部
４６ 撹拌手段
ＳＤ トナー濃度センサ

Claims (1)

1. 潜像を形成する像担持体と、前記潜像を可視像化する現像剤を現像ニップ部に搬送する現像剤担持体と、前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記トナー濃度検出手段の検出結果に応じて前記現像剤にトナー補給を行うトナー補給手段と、前記トナー補給手段からの補給トナーを撹拌する撹拌手段と前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する供給手段とを有する撹拌部とを備え、前記像担持体の線速切り替えに応じて、少なくとも前記撹拌部の供給手段と撹拌手段の駆動速度が切り替え可能に構成され、前記像担持体の線速に応じた制御電圧を前記トナー濃度検出手段に印加して、所定範囲のトナー濃度になるように制御するための手段を有した画像形成装置において、
   所定間隔毎に前記像担持体の各線速に応じた前記トナー濃度検出手段に印加する制御電圧値を求める第１調整モードを有し、さらに標準線速時と切り替え線速時とのそれぞれの前記トナー濃度検出手段の検出結果の差分が所定値以上となり調整が必要と判断できる場合に、像担持体の各線速に応じた前記トナー濃度検出手段に印加する制御電圧値を求める第２調整モードを有し、適正なトナー濃度となるように制御することを特徴とする画像形成装置。

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