JP2006201656A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プロセス線速変更等の変化に影響されることなく、生産性を損なわずに適正なトナー濃度制御を実現しうる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 像担持体と、現像剤担持体と、トナー濃度検出手段と、トナー補給手段と、撹拌・供給部と、カウント手段と、駆動手段と、制御手段と、を有する画像形成装置において、前記制御手段は、前記カウント手段によりカウントされた前記現像剤担持体のトータルの摺動距離が所定の量に達したとき、それぞれの線速に応じて、トナー濃度制御を行う第１の調整工程への移行を指示し、前記標準線速以外のプロセス線速に応じて、それぞれの現像剤担持体の摺動距離が個別に設定した所定の量に達したとき、前記線速に応じたトナー濃度制御を行う第２の調整工程への移行を指示することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図７

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、プロセス線速を変更してトナー濃度を制御することが可能な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装置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。

前記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。

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である現像ローラの周面に付着し、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。

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。トナー濃度制御としては、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ことを検知したときにトナー補給を行うトナー補給制御が一般に行われている。

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、単色画像に比べ、定着性を向上させるためには定着速度を低下させる場合があり、特に、厚紙にカラー画像を形成するときや、カラー画像の光沢性を向上させようとするときには、搬送される記録紙の線速を更に低下させる必要があるため、使用状況に応じて線速を複数段に切り替える構成を有するカラー画像形成装置が開発されている。

画像形成装置では、像担持体の駆動手段と、現像器内で現像剤を撹拌して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像担持体及び現像器を駆動する構成の画像形成装置にあっては、画像形成の線速変更を目的とした像担持体の速度変更に伴い現像器の駆動手段も回転速度が変更する。このため、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の変更により出力も変化してしまい、正しいトナー補給制御を行うことができなくなってしまう。

この問題を解決するために、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ようにコントロール電圧値を算出して出力を補正することにより、適正なトナー濃度の制御を行うという技術が提示されている（例えば、特許文献１）。

しかしながら、この方法の欠点として、トナー濃度制御の精度を上げるために調整の間隔を短くすると生産性が大きく低下する。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てしまうという問題があった。

また、トナー濃度制御のための調整作業をウオームアップ時に毎回実施する画像形成装置も開示されている（例えば、特許文献２）が、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２００３−１６２１４１号公報 特開２００３−２８０３５５号公報

本発明の目的は、プロセス線速の変更（ダウン）等の如く、使用状況に応じて動作状態の変更を行う画像形成装置において、画像形成の生産性を低下させることなく、トナー濃度制御の精度を高度に維持することが可能な画像形成装置を提供することである。即ち、本発明は、適正なトナー濃度制御を実現して現像装置に適正なトナー補給を安定して行えるようにすることにより、カブリ、トナー飛散、キャリア付着といったトラブル発生を防止し、安定した画像形成が可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明の目的は、下記の構成により達成することが出来る。
（請求項１）
潜像を形成する像担持体と、
前記像担持体との間に現像剤を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基づいて前記現像剤にトナーを補給するトナー補給手段と、
前記現像剤担持体の摺動距離をカウントするカウント手段と、
複数のプロセス線速に切り替え可能に構成された駆動手段と、
前記カウント手段によりカウントされた前記現像剤担持体のトータルの摺動距離が所定量に達したとき、前記複数のプロセス線速におけるそれぞれの線速に応じてトナー濃度検出手段に印加する制御電圧値を決定する第１の調整工程への移行を指示すると共に、それぞれのプロセス線速に応じて、個別にカウントされたそれぞれの現像剤担持体の摺動距離が個別に設定された所定量に達したとき、前記それぞれのプロセス線速に応じてトナー濃度検出手段に印加する制御電圧値を決定する第２の調整工程への移行を指示する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。

請求項１に記載の発明によれば、現像剤担持体の摺動距離が所定値に達したとき、第１の調整工程で、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り、トナー濃度の制御性が悪くなってきたときには、現像剤担持体の各線速毎の摺動距離が所定値に達したときに第２の調整工程が実行されるため、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。

（画像形成装置）
本発明に係る画像形成装置の実施形態の例について説明する。

図１は本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す断面図である。

図１の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の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、現像装置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、現像装置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、現像装置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、現像装置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。

本画像形成装置における一連の動作は制御手段である制御部ＣＳ（不図示、メモリＭＳ内蔵）により制御される。

（画像形成部）
図２は１組の画像形成部１０を取り出して示した部分断面図である。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、次に詳しく説明する現像装置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装置の線速が変わらないと現像過多となるため、本発明では現像装置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と現像装置４とは同一の駆動手段である駆動モータＭＤ（不図示）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装置４の線速もダウンするようになっている。感光体１の線速をダウンすると連動して現像装置４の線速もダウンする構成になっていればよく、必ずしも、感光体１と現像装置４とは同一の駆動手段でなくてもよい。

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。例えば、標準線速が２２０ｍｍ／ｓの場合には、（１／２）線速では線速が１１０ｍｍ／ｓとなり、（１／３）線速では線速が７３ｍｍ／ｓと可変になっている。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。

（現像装置）
図２において、現像装置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駆動モータＭＤ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層を形成する。現像剤担持体４１の摺動距離（ここでは、現像剤担持体４１の外周長さに累計回転数を乗じた値のことを現像剤担持体の摺動距離という）は周知の技術を用いた摺動距離カウンタＣＴ（不図示）により測定される。

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（不図示）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（不図示）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、トナー補給手段であるトナー補給装置４０Ｓ（不図示）を介して、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（不図示）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バイアス電源であり、後に説明する制御部での制御により、ＤＣバイアスにＡＣバイアスが重畳される。そして、重畳されたバイアスが現像剤担持体４１に印加されることにより、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装置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。本発明に好ましく用いられるトナーとしては、質量平均粒径が３〜８μｍの重合トナーが挙げられ、重合トナーを用いることにより、高解像、高精細で、しかもトナー濃度が安定した画像が得られる。また、かぶりやトナー飛散発生の極めて少ない画像形成が可能となる。

重合トナーは、モノマーやプレポリマーを懸濁重合或いは乳化重合させて樹脂粒子を形成し、形成された樹脂粒子を融着させる工程を経てトナー粒子を形成するものである。そして、トナー粒子を形成する工程においてトナーの粒度分布や形状を制御しながら粒子形成が行えるので、種々の機能性が付与されたトナー粒子を形成することが可能である。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〜８μｍの範囲内にあることで、かぶりやトナー飛散を発生させることのない安定した画像形成が行えると共に、高精細な画質を有するトナー画像を形成することが可能となる。

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。キャリアの質量平均粒径を上記範囲内にすることで、トナーのキャリアへの付着が回避され、均一な画像濃度を有するトナー画像を安定して形成することが可能となる。

次に、現像装置４内で行われているトナー補給制御について説明する。現像装置４内にはトナー濃度センサＳＤが設けられ、トナー濃度センサＳＤが現像剤の透磁率を検出し、その検出結果から現像剤中のトナー濃度を検出している。そして、トナー濃度が閾値を超えた場合にトナー容器４０Ｔから新しいトナーが補給されるように制御されている。

ところで、画像形成装置における像担持体のプロセス線速が変更されると、現像装置４の線速も変化し、トナー濃度センサＳＤのセンサ出力が変化してしまうため、そのままではトナー濃度制御値が変化してしまう。本発明では、後述する対応によりプロセス線速が変更された場合でも正しいトナー補給制御が行われるように制御されている。

図３は本発明に係るトナー濃度制御の実施形態についてのブロック図である。

図３において、プロセス線速の変更は、図示しない外部からの線速指定の入力信号が制御部ＣＳに送られたとき、制御部ＣＳから駆動モータＭＤに指令が発せられることにより行われている。

また、現像剤担持体４１の摺動距離は、摺動距離カウンタＣＴによりカウント数としてカウントされている。現像剤担持体４１のトータルの摺動距離が予め決めておいた所定値に達したときに摺動距離カウンタＣＴのカウント数が制御部ＣＳに送られる。制御部ＣＳはメモリＭＳを内蔵した制御部ＣＳは、メモリＭＳに予め入力したプログラムに基づいて、トナー濃度センサＳＤに印加するコントロール電圧Ｖｃの値を調整する工程を立ち上げる。なお、ここではこの調整工程を第１の調整工程と呼ぶ。第１の調整工程では、現像装置４で設定される各プロセス線速毎にトナー濃度センサＳＤのコントロール電圧Ｖｃの補正値を算出して制御電圧値を決定する。

次に、制御部ＣＳは、各プロセス線速毎に印加されたコントロール電圧Ｖｃに対するトナー濃度センサ出力値に基づいてトナー補給装置４０Ｓから現像装置４に供給されるトナーの量を制御する。このようにして、プロセス線速が変更されても適正なトナー濃度制御を行うことが可能となる。

更に、標準線速以外の一つのプロセス線速における現像剤担持体４１の摺動距離が予め設定した所定値に達したときには、当該標準線速以外の線速における現像剤担持体４１の摺動距離のみをカウントする摺動距離カウンタＣＴのカウント数の情報が制御部ＣＳに入力され、制御部ＣＳは、メモリＭＳに予め入力してあるプログラムに基づいて、トナー濃度センサＳＤへ印加する各線速に応じたコントロール電圧Ｖｃの値を算出して調整する工程を立ち上げる。ここではこの調整工程を第２の調整工程と呼ぶ。第２の調整工程では、第１の調整工程と同様に、現像装置４で設定される各プロセス線速毎にトナー濃度センサＳＤのコントロール電圧Ｖｃの補正値を算出して制御電圧値を決定する。次いで制御部ＣＳは、各プロセス線速毎に印加されたコントロール電圧Ｖｃに対するトナー濃度センサ出力値に基づいてトナー補給装置４０Ｓに指令を発し、トナー補給装置４０Ｓから現像装置４に供給されるトナーの量を制御して適正なトナー濃度制御を行う。

ここで、トナー濃度センサＳＤについて図４〜図６を用いて説明する。図４はトナー濃度センサの入出力信号に関する説明図、図５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６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４、図５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５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、トナー濃度センサ出力ＶＬはコントロール電圧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、標準線速におけるコントロール電圧Ｖｃに標準線速以外のある線速に対する補正分ΔＶｃを差し引いた制御電圧値Ｖｃ１を、トナー濃度センサＳＤに対して入力するようにする。従って、補正した制御電圧値Ｖｃ１はＶｃ１＝Ｖｃ−ΔＶｃとして求められる。また、コントロール電圧の補正分ΔＶｃはΔＶｃ＝ΔＶＬ／（ΔＶＬ０）として求められる（図６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、トナー濃度の制御をトナー濃度センサＳＤに入力するコントロール電圧値に基づいて行っているが、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、トナー濃度センサ出力の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、現像剤担持体のトータルの摺動距離が所定の量に達したとき、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算出する第１調整モードを有する以外に、現像剤担持体の各線速の内、一つの線速に対する摺動距離が所定の量に達したとき、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算出する第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。

次に、本発明のトナー濃度制御に係る動作手順についてフローチャート図を用いて説明する。

図７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で現像剤担持体のトータルの摺動距離が所定摺動距離（例えば１０ｋｍ）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各線速毎のコントロール電圧値を決定する（第１調整モード）。

フローＦ０３では現像剤担持体の（１／２）線速における摺動距離が所定摺動距離（例えば２ｋｍ）に達したかどうか判断し、ＹＥＳの場合はフローＦ０４に進み、ＮＯの場合はフローＦ０５に進む。フローＦ０４ではトナー濃度センサにおける各線速毎のコントロール電圧値を決定する（第２調整モード）。

フローＦ０５では現像剤担持体の（１／３）線速における摺動距離が所定摺動距離（例えば１ｋｍ）に達したかどうか判断し、ＹＥＳの場合はフローＦ０４に進み、ＮＯの場合はフローＦ０６に進む。

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。

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ー数とトナー濃度の制御性との関係について表１を用いて説明する。

表１は、本発明の制御方式である、プロセス線速の各線速毎の現像剤担持体の摺動距離に応じてトナー濃度センサのコントロール電圧値を制御する制御方式と、従来の制御方式である、プロセス線速の全線速の現像剤担持体のトータル摺動距離に応じてトナー濃度センサのコントロール電圧値を制御する制御方式とを比較した、コピー数とトナー濃度の制御性との関係を示すものであり、コピー数５０００を連続モードによりコピーした場合と間欠モードによりコピーした場合におけるトナー濃度値を測定したものである。表中、初期濃度（質量％）とは、コピー前の現像剤のトナー濃度で、現像剤質量に対するトナー質量を％表示したものである。また、間欠モードでは、５コピー毎に３分間の休止時間を設けてコピーを実施し、線速切替モードでは、１／１線速と１／３線速とを５００コピー毎に切り替えた。

表１から、線速一定で、連続モードのコピーを行った場合では実施例及び比較例のいずれにおいても、５０００コピー後のトナー濃度のバラツキは小さいが、間欠モードのコピーを行った場合（実施例２、６、比較例２、６）には５０００コピー後のバラツキが若干大きくなるが、許容内のバラツキである。しかし、線速切替で連続モードのコピーを行った場合における５０００コピー後のトナー濃度のバラツキは、実施例では若干大きくなる程度であるが、比較例では実施例より大きくなる。また、線速切替で間欠モードのコピーを行った場合における５０００コピー後のバラツキは、比較例では最大となるが、実施例では若干大きくなる程度であり、線速切替で連続モードのコピーを行った場合の実施例とほぼ同様の値となった。

表１に示すように、比較例と比べ、本発明の実施例によるときは、目標値の８質量％に対して、トナー濃度Ｔｃは何れも０．２質量％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。

本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す断面図である。 １組の画像形成部１０を取り出して示した部分断面図である。 本発明のトナー濃度制御に係るブロック図である。 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（Ｔｃ）とトナー濃度センサ出力（ＶＬ）との関係を示すグラフである。 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。 本発明の制御フローチャート図である。

符号の説明

１ 感光体
４ 現像装置
４１ 現像剤担持体
４０Ｓ トナー補給装置
ＣＳ 制御部（制御手段）
ＣＴ 摺動距離カウンタ
ＭＤ 駆動モータ
ＭＳ メモリ
ＳＤ トナー濃度センサ
Ｔｃ トナー濃度
Ｖｃ コントロール電圧
ＶＬ トナー濃度センサ出力

Claims (1)

1. 潜像を形成する像担持体と、
   前記像担持体との間に現像剤を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基づいて前記現像剤にトナーを補給するトナー補給手段と、
   前記現像剤担持体の摺動距離をカウントするカウント手段と、
   複数のプロセス線速に切り替え可能に構成された駆動手段と、
   前記カウント手段によりカウントされた前記現像剤担持体のトータルの摺動距離が所定量に達したとき、前記複数のプロセス線速におけるそれぞれの線速に応じてトナー濃度検出手段に印加する制御電圧値を決定する第１の調整工程への移行を指示すると共に、それぞれのプロセス線速に応じて、個別にカウントされたそれぞれの現像剤担持体の摺動距離が個別に設定された所定量に達したとき、前記それぞれのプロセス線速に応じてトナー濃度検出手段に印加する制御電圧値を決定する第２の調整工程への移行を指示する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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