JP2007316136A - 画像形成装置、及び、トナー濃度調整方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】キャリア現像を抑制可能な画像形成装置、及び、この画像形成装置に用いられるトナー濃度調整方法を提供する。
【解決手段】目標トナー濃度変更部118は、目標トナー濃度メモリ112及び感光体回転数カウント部225と接続されている。目標トナー濃度変更部118には、感光体回転数と目標トナー濃度との関係、及び、感光体ドラムの累積回転数が記憶されている。目標トナー濃度メモリ112に記憶された目標トナー濃度は、目標トナー濃度変更部118で更新される感光体ドラムの累積回転数に応じて変更される。
【選択図】図4
【解決手段】目標トナー濃度変更部118は、目標トナー濃度メモリ112及び感光体回転数カウント部225と接続されている。目標トナー濃度変更部118には、感光体回転数と目標トナー濃度との関係、及び、感光体ドラムの累積回転数が記憶されている。目標トナー濃度メモリ112に記憶された目標トナー濃度は、目標トナー濃度変更部118で更新される感光体ドラムの累積回転数に応じて変更される。
【選択図】図4
Description
本発明は、像担持体の表面を一様に帯電した状態で、画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成し、かつトナー現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写して画像を形成する画像形成装置、及び、この画像形成装置に用いられるトナー濃度調整方法に関するものである。
従来から、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ等の画像形成装置が用いられている。電子写真方式の画像形成装置では、一般的に、帯電部へ所定の電圧を印加することによって感光体ドラムの表面を一様に帯電し、光走査部からの光ビームによって静電潜像を形成し、現像部においてトナーを供給して現像し、転写部において例えば、中間転写体等へトナー像を転写した後、用紙へ画像を転写する。そして、画像が転写された用紙は、排出口までの搬送中に定着部において定着処理され、画像形成が完了する。
ところで、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像剤としてトナーとキャリアの2成分を含む二成分現像装置を用いた画像形成装置がある。この二成分現像装置を用いた画像形成装置では良好な画像を得るために、二成分現像剤のトナー濃度を最適な状態にコントロールする必要がある。そのために、例えばトナー濃度調整用のパッチ画像を所定の間隔で形成し、そのパッチ画像の濃度を測定し、これと対応づけて予め設定されている目標トナー濃度と比較することで、トナーのディスペンス量の調整を行なっている。
使用により感光体ドラムの磨耗が進んでくると、感光体ドラムの感度が上がり、現像効率も上がる。このため同じ現像バイアスでトナー濃度調整用パッチ画像を形成すると、パッチ画像の濃度が上昇してしまう。通常、パッチ画像の濃度上昇に応じて、現像剤の目標トナー濃度は低くなるように設定されている。したがって、トナー濃度が低くなるように調整される。
しかしながら、実際には、感光体ドラムの感度に起因してパッチ画像濃度が上昇しているため、トナー濃度を下げると印刷画像の濃度が出なくなってしまう。そこで、通常は濃度を出すために、現像コントラストを上げるようにコントロールが行われる。その結果、トナー濃度が低くかつ現像コントラストが高くなり、キャリア現像(BCO)が発生しやすく、画質欠陥や装置へダメージを与えることが考えられる。
感光体ドラムの磨耗に関しては、例えば特許文献1が提案されている。特許文献1では、感光体ドラムの膜厚が薄くなってもカブリ等が発生せず、画質濃度も低下しない良好な画質が得られる電子写真法を提供するために、感光体上の静電潜像を交番電界によって顕画像化する電子写真法で、感光体の膜厚を検知し、この膜厚が薄くなるに従い、交番電界の周波数を上げることを提案している。しかし感光体膜厚が減少した場合に発生する現象は、使用する感光体や現像剤の特性により、本発明のように画像濃度が上昇する場合もあれば、特許文献1のようにカブリとなる場合もある。そして特許文献1で提案されている交番電界の周波数を上げる方法はカブリの抑制にはなるが特許文献1の中でも述べられているように画像濃度を低下させる効力はほとんどない。
特開平7−191535号公報
本発明は上記事実を考慮して成されたものであり、キャリア現像を抑制可能な画像形成装置、及び、この画像形成装置に用いられるトナー濃度調整方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項1の画像形成装置は、表面に感光性を有する感光膜を備えた像担持体と、前記像担持体の表面へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成する露光部と、キャリア及びトナーを含む二成分現像剤を有し、前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する二成分現像部と、前記二成分現像剤のトナー濃度の調整用に形成された画像の濃度を検出する濃度検出手段と、前記画像の濃度に対応した、前記二成分現像剤の目標トナー濃度を記憶する記憶手段と、前記濃度検出手段により検出された画像の濃度に基づいて、前記二成分現像剤のトナー濃度を前記目標トナー濃度に近づくように調整するトナー濃度調整手段と、前記感光膜の厚みを検出可能な膜厚検出手段と、前記膜厚検出手段により検出された前記感光膜の厚みの減少に応じて、前記目標トナー濃度を濃くする目標トナー濃度変更手段と、を含んで構成されている。
また、請求項5のトナー濃度調整方法は、感光性を有する感光膜を備えた像担持体の表面を画像データに基づいて露光することで形成された静電潜像を、キャリア及びトナーを含む二成分現像剤で現像する、二成分現像装置におけるトナー濃度調整方法であって、前記二成分現像剤のトナー濃度の調整用に形成された画像の濃度を検出して、前記検出された画像の濃度に基づいて、前記二成分現像剤のトナー濃度を予め前記画像に対応づけて記憶された目標トナー濃度に近づくように調整すると共に、前記感光膜の厚みを検出し、前記検出された前記感光膜の厚みの減少に応じて、前記目標トナー濃度を濃くするものである。
請求項1及び請求項5に記載の発明では、二成分現像剤のトナー濃度の調整用に画像が形成される。そして、形成された画像の濃度を検出し、検出された濃度に基づいて、二成分現像剤のトナー濃度を調整する。この調整は、予め前記画像に対応づけて目標トナー濃度を記憶しておき、この目標トナー濃度に近づくように行われる。
像担持体の感光膜の膜厚が減少すると、像担持体の感度が上がり、現像効率も上がる。このため同じ現像バイアスで画像を形成すると、画像の濃度が上昇してしまう。通常、画像の濃度上昇に応じて、現像剤のトナー濃度は低くなるように設定されているが、トナー濃度を下げると印刷画像の濃度が出なくなってしまう。そこで、通常は濃度を出すために、現像コントラストを上げるようにコントロールが行われる。その結果、トナー濃度が低くかつ現像コントラストが高くなり、キャリア現像(BCO)が発生しやすくなる。
そこで、本発明では、像担持体の感光膜の膜厚減少に応じて、目標トナー濃度を濃くなる方向へ変更する。これにより、感光膜の膜厚減少に伴うトナー濃度の低下が防止され、キャリア現像を抑制することができる。
なお、感光膜の膜厚の検出は、膜厚そのものを直接検出してもよいし、像担持体の使用量などから間接的に推定により検出してもよい。
請求項2の画像形成装置は、前記膜厚検出手段により検出された前記感光膜の厚みの減少に応じて、前記露光部により露光される露光電位と前記二成分現像剤の現像バイアスとの電位差の上限値を小さくする電位差上限値変更手段、をさらに備えたことを特徴とする。
また、請求項6のトナー濃度調整方法は、前記検出された感光膜の厚みの減少に応じて、前記露光の電位と前記二成分現像剤の現像バイアスとの電位差の上限値を小さくすること、を特徴とする。
請求項2及び請求項6に記載の発明によれば、感光膜の厚みの減少に応じて、露光の電位と現像バイアスとの電位差(現像コントラスト)の上限値が小さくされるので、キャリア現像が発生しやすい、高現像コントラストの状態を回避することができる。
なお、前記電位差の上限値は、請求項3及び請求項7に記載のように、前記現像バイアスの上限値を変更することにより小さくすることができる。
また、前記電位差の上限値は、請求項4及び請求項8に記載のように、前記露光部による露光量の上限値を変更することにより小さくすることもできる。
本発明の画像形成装置、及び、トナー濃度調整方法によれば、像担持体の感光膜の厚みの減少に応じて、目標トナー濃度を濃くするので、トナー濃度の低下が防止され、キャリア現像を抑制することができる。
(画像形成装置の概略構成)
図1には、本発明の実施形態に係る、画像形成装置10の概略構成が示されている。画像形成装置10には、エンジン部12が備えられており、エンジン部12の下部には、給紙ユニット14が設けられている。
図1には、本発明の実施形態に係る、画像形成装置10の概略構成が示されている。画像形成装置10には、エンジン部12が備えられており、エンジン部12の下部には、給紙ユニット14が設けられている。
エンジン部12には、4個のトナーカートリッジ64が配設されている。各トナーカートリッジ64には、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、ブラック(K)、シアン(C)の各色毎の現像剤が充填されている。現像剤としては、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤が使用されている。トナーは、少なくとも結着樹脂および着色剤を含み、目的に応じて外添剤が添加される。キャリアは、鉄等の磁性粉末が適用され、磁性粉末表面に樹脂被覆層を有していてもよい。
トナーカートリッジ64は、それぞれ現像剤供給路65によって、図1の上から順に配列された後述する現像器60Y、60M、60K、60Cと接続されており、トナーカートリッジ64中の現像剤が現像器60Y、60M、60K、60Cへ供給される。
トナーカートリッジ64の図1の左側には、露光ユニット62が配置されている。露光ユニット62からは、画像信号に応じた4本のレーザ光L(Y)、L(M)、L(K)、L(C)が、露光ユニット62の図1の左側に配置された感光体ユニット50を構成する感光体ドラム52Y、52M、52K、52C(以下、総称する場合は、単に「52」とする)へ向けて発せられ、感光体ドラム52に潜像を形成するようになっている。
感光体ドラム52は、図1の上からイエロー(52Y)、マゼンダ(52M)、ブラック(52K)、シアン(52C)用となっており、表面が感光性を有する感光膜53で形成さている。
露光ユニット62は、Y、M、K、Cの各色のレーザ光L(Y)、L(M)、L(K)、L(C)(以下総称する場合は、レーザ光Lという)を出力する光源部と、レーザ光Lに対して変調及び走査を行なう変調処理部と、露光面上の走査速度を補正するfθレンズや走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ等により構成された光学系と、を含んで構成されている。
露光ユニット62では、光源部から射出された各色のレーザ光Lが変調処理部に入射され、各色毎の画像情報に応じてそれぞれ変調されて、ポリゴンモータ63により回転しているポリゴンミラー67により走査(主走査)される。ポリゴンミラー67により走査された各色のレーザ光Lは、ミラー群69により各色に対応する感光体ドラム52の配設方向に反射されて各感光体ドラム52上に結像される。
感光体ユニット50には、各感光体ドラム52に対応して、帯電ロール56及びリフレッシュロール54が備えられており(図1では感光体ユニット50Yに対応するもののみに符号を記載)、それぞれ感光体ドラム52に接触回転するように設けられている。
帯電ロール56は、感光体ドラム52を一様に所定の電位(帯電電位VH、図7参照)に帯電させる。帯電した感光体ドラム52が、前述したレーザ光Lにより露光されると、露光部分が露光電位VL(図7参照)となる。露光電位VLと現像バイアスVBとの電位差を現像コントラストVK(図7参照)といい、現像コントラストVKの形成された部分の感光体ドラム52表面には、現像装置58に備えられた現像ロール80から飛翔するトナーが付着する。
一方、リフレッシュロール54は、感光体ドラム52を放電させ、感光体ドラム52の表面に付着した残留トナーを取り除き、感光体ドラム52の表面にトナーが残留することで生じるゴースト等を防止する。
現像装置58は、それぞれの感光体ユニット50の図1右下側に配置されている。現像装置58は、各感光体ドラム52(52Y、52M、52K、52C)に対応して4つの現像器60Y、60M、60K、60Cが縦方向に並べられて構成されている。
図2にも示すように、現像器60は、ハウジング40を備え、ハウジング40の内部に、現像ロール80、供給ロール42、及び、オーガー44A、44Bを備えている。
現像ロール80は、非磁性導電材料からなる円筒状のスリーブ80Aと、そのスリーブ80Aの中空内に配置されるマグネットロール80Bとで構成されている。マグネットロール80Bは固定支持され、スリーブ80Aは図示しない駆動源により、マグネットロール80Bの廻りを一定方向(矢印B方向)に回転駆動される構成となっている。また、スリーブ80A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VB(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。現像ロール80は、感光体ドラム52に対向して配設されている。現像ロール80と感光体ドラム52との間には、スリーブ80Aに印加されている現像バイアスVBとによって、現像電界が形成されている。
現像ロール80は、非磁性導電材料からなる円筒状のスリーブ80Aと、そのスリーブ80Aの中空内に配置されるマグネットロール80Bとで構成されている。マグネットロール80Bは固定支持され、スリーブ80Aは図示しない駆動源により、マグネットロール80Bの廻りを一定方向(矢印B方向)に回転駆動される構成となっている。また、スリーブ80A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VB(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。現像ロール80は、感光体ドラム52に対向して配設されている。現像ロール80と感光体ドラム52との間には、スリーブ80Aに印加されている現像バイアスVBとによって、現像電界が形成されている。
供給ロール42は、現像ロール80の下方側に配設されている。供給ロール42は、現像剤を攪拌搬送するとともに現像ロール80へ供給する。攪拌搬送されることにより、現像剤中のトナーとキャリアとが混合撹拌され、各トナーは所定の極性に摩擦帯電される。また、撹拌搬送された現像剤は、現像ロール80側に供給されて、現像ロール80の表面に現像剤による磁気ブラシを形成した状態で担持される。
ハウジング40の内部の供給ロール42の現像ロール80と逆側には、現像剤を攪拌搬送する大径のオーガー44Aと小径のオーガー44Bが配設されている。オーガー44A、44Bは、螺旋状の突起部を備えており、現像剤を一定方向に搬送するように構成されている。
ハウジング40の下部の現像ロール80と対向する位置には、現像剤規制部材46が配設されている。現像剤による磁気ブラシは、現像剤規制部材46によって所定の厚さとなるように規制される。層厚を規制された磁気ブラシは、現像ロール80の回転によって感光体ドラム52の表面と対向する領域に達すると、現像電界により、現像剤に含まれるトナーのみが感光体ドラム52の静電潜像部分に付着して現像が行われる。
一方、感光体ユニット50の図1の左側には、中間転写ユニット66が配置されている。中間転写ユニット66には、3つのドラム状の中間転写体68、70、72が備えられている。2つの第1中間転写体68、70は、縦方向に上下に並べられており、上部の第1中間転写体68が、感光体ドラム52のうち上部に配置された2つの感光体ドラム52Y、52Mに接触回転し、下部の第1中間転写体70が、下部に配置された2つの感光体ドラム52K、52Cに接触回転するようになっている。また、第2中間転写ドラム72は、第1中間転写体68、70の双方に接触回転するようになっており、この第2中間転写ドラム72に、前述した転写ロール74が接触回転する。
したがって、感光体ドラム52Y、52Mから各トナー像が第1中間転写体68に転写され、感光体ドラム52K、52Cから各トナー像が第1中間転写体70にそれぞれ転写される。この第1中間転写体68、70に転写された各2色のトナー像が、第2中間転写ドラム72に転写されて4色となり、この4色のトナー像が転写ロール74により用紙に転写されることになる。
これらの中間転写体68、70、72の近傍には、それぞれクリーニングロール76及びクリーニングブラシ78が配置されており、中間転写体68、70、72の表面の残留トナーが掻き落とされる。
給紙ユニット14は、用紙が積載される用紙トレイ22と、この用紙トレイ22から用紙を送り出す給紙ロール24と、で構成されており、給紙ロール24により送り出された用紙は、搬送ロール26、28を経て給紙路30を通過し、転写ロール74へ搬送される。
この転写ロール74によってトナー像が用紙に転写され、定着部32の定着ロール32Aで定着された後、切替爪34の位置選択によって、排出ロール36又は排出ロール38により、エンジン部12の上部に設けられた第1の排出トレイ16又は第2の排出トレイ18へ排出される。
定着部32は、ランプ(例えば、ハロゲンランプ等)の点灯によって定着ロール32Aが所定温度に加熱されており、前記トナー像は、この加熱された定着ロール32Aによる加熱及び加圧によって用紙にトナー像が定着されるようになっている。
(画像形成装置全体の制御系の概略構成)
図3は、エンジン部12における画像形成のための制御系のブロック図である。
図3は、エンジン部12における画像形成のための制御系のブロック図である。
メイン電源管理部200には、図示しない商用電源が接続されており、LVPS(低電圧電源)及びHVPS(高電圧電源)を生成し、電源供給ラインを介して各部へ電源を供給する。
メインコントローラ202には、ユーザインターフェイス204が接続され、ユーザの操作によって画像形成等に関する指示がなされると共に、画像形成時等の情報をユーザへ報知するようになっている。
また、このメインコントローラ202には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、画像データが入力されるようになっている。
画像データが入力されると、メインコントローラ202では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、エンジン部12に適合する形式(例えば、ビットマップデータ)に変換し、画像形成処理制御部206へ画像データを送出する。
画像形成処理制御部206は、入力されたイメージデータに基づいて、光走査系コントロール部208、駆動系コントロール部210、帯電器コントロール部212、現像装置コントロール部214、定着部コントロール部216のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。
また、メインコントローラ202には、環境検出のための、温度センサ221、湿度センサ222が接続されている。この温度センサ221、湿度センサ222では、エンジン部12内の環境温度・湿度を検出する。
さらに、メインコントローラ202には、パッチ画像PGの濃度を検出する濃度センサ224が接続されている。濃度センサ224は、その検出面が二次中間転写ドラム72の周面に対向して配設されている。濃度センサ224は、反射型センサであり、二次中間転写ドラム72に対して光を照射し、その反射光を検出することで、二次中間転写ドラム72に形成されたパッチ画像PGの濃度値に応じた電気信号を出力する構成となっている。
ここで、本実施形態のパッチ画像PGは、トナー濃度調整用に形成されるトナー画像であり、二次中間転写ドラム72に形成される。なお、パッチ画像には、出力画像濃度を調整するためのものもある。
また、メインコントローラ202には、感光体回転数カウント部225が接続されている。感光体回転数カウント部225は、 感光体ドラム52の回転数をカウントし、カウントした回転数をメインコントローラ202へ出力する。感光体回転数カウント部225は、感光体ドラム52Y、52M、52K、52Cの各々に設けられている。本実施形態では、感光体ドラム52の回転数により、感光体ドラム52の感光膜53の膜厚を検出する。すなわち、感光体ドラム52の回転数の積算値が増加するにつれて、感光膜53の膜厚が減少するものとしている。
(トナー濃度調整制御系)
図4は、メインコントローラ202における、トナー濃度調整に係る制御系を機能的に示したブロック図である。このブロック図は、当該トナー濃度調整に係る制御に必要な処理を機能的に分けたものであり、ハード構成を限定するものではない。
図4は、メインコントローラ202における、トナー濃度調整に係る制御系を機能的に示したブロック図である。このブロック図は、当該トナー濃度調整に係る制御に必要な処理を機能的に分けたものであり、ハード構成を限定するものではない。
なお、本実施形態におけるトナー濃度とは、現像剤中のトナーの濃度を示す。
メインコントローラ202は、制御部110、目標トナー濃度メモリ112、現像バイアス上限値メモリ114、露光量上限値メモリ116、目標トナー濃度変更部118、現像バイアス上限値変更部120、露光量上限値変更部122、を備えている。
制御部110は、CPU、ROM、RAMなどを含んで構成され、濃度センサ224、画像形成処理制御部206、ユーザインターフェイス204、目標トナー濃度メモリ112、現像バイアス上限値メモリ114、露光量上限値メモリ116と接続されている。制御部110は、各種データ、信号の授受を行うと共に、ROMに記憶された各種プログラムを実行するなどして、画像形成装置10全体の制御を行う。
目標トナー濃度メモリ112には、目標トナー濃度、及び、後述する所定量S1が記憶されている。目標トナー濃度は、濃度センサ224で検出されるパッチ画像PGの濃度に対応した、トナー濃度調整用のデータである。この目標トナー濃度と、パッチ画像PGの濃度とが比較され、パッチ画像PGの濃度が目標トナー濃度よりも所定量S1以上濃い場合にはトナー濃度を下げる方向に調整され、パッチ画像PGの濃度が目標トナー濃度よりも所定量S1以上薄い場合にはトナー濃度を上げる方向に調整される。トナー濃度の調整は、現像装置58へのトナーの単位供給量を調整することにより行う。
現像バイアス上限値メモリ114には、現像装置58(各現像器60Y、60M、60K、60C)における、現像バイアスVBの上限値が記憶されている。現像バイアスVBの上限値は、フィードバック制御により現像バイアスVBが調整される際に、現像バイアスVBが高くなりすぎないように予め設定された上限値である。
また、露光量上限値メモリ116には、露光ユニット62による露光量の上限値が記憶されている。露光量上限値も、フィードバック制御により露光量が調整される際に、露光が過度になりすぎないように予め設定された上限値である。
目標トナー濃度変更部118は、目標トナー濃度メモリ112及び感光体回転数カウント部225と接続されている。目標トナー濃度変更部118には、図5に示すような、感光体回転数と目標トナー濃度との関係、及び、感光体ドラムの累積回転数が記憶されている。これは、感光体ドラム52の回転数、すなわち、感光体ドラム52の感光膜53の膜厚に応じて、目標トナー濃度を変更するためのものである。感光体ドラム52の回転数と目標トナー濃度との関係は、予め同種の装置による実験等により最適の計数が求められ、記憶されている。
現像バイアス上限値変更部120には、図6(A)に示すような、感光体回転数と現像バイアス上限値との関係、及び、感光体ドラムの累積回転数が記憶されている。これは、感光体ドラム52の回転数、すなわち、感光体ドラム52の感光膜53の膜厚に応じて、現像バイアスの上限値を変更するためのものである。
露光量上限値変更部122には、図6(B)に示すような、感光体回転数と露光量上限値との関係、及び、感光体ドラムの累積回転数が記憶されている。これは、感光体ドラム52の回転数、すなわち、感光体ドラム52の感光膜53の膜厚に応じて、露光量の上限値を変更するためのものである。
目標トナー濃度変更部118、現像バイアス上限値変更部120、露光量上限値変更部122は、感光体回転数カウント部225と接続されており、前記各部に各感光体ドラム52Y、52M、52K、52C回転数が入力される。
目標トナー濃度変更部118は目標トナー濃度メモリ112と接続され、感光体ドラム52の回転数に応じて目標トナー濃度メモリ112に記憶されている目標トナー濃度を変更する。
現像バイアス上限値変更部120は現像バイアス上限値メモリ114と接続され、感光体ドラム52の回転数に応じて現像バイアス上限値メモリ114に記憶されている現像バイアス上限値を変更する。
露光量上限値変更部122は露光量上限値メモリ116と接続され、感光体ドラム52の回転数に応じて露光量上限値メモリ116に記憶されている露光量上限値を変更する。
画像データは、制御部110に入力されるようになっている。ユーザインターフェイス204からプリント指示が入力されると、制御部110は、画像形成処理制御部206に対して、プリントの実行を指示する。
次に、本実施の形態の作用を説明する。
(画像形成処理の流れ)
各感光体ドラム52の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成(印字)プロセスが次のように行われる。
各感光体ドラム52の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成(印字)プロセスが次のように行われる。
各感光体ドラム52は所定の回転速度で回転駆動され、帯電ロール56により表面が所定の帯電電位VH(図7参照)に一様に帯電される。
次に、一様な表面電位とされた各感光体ドラム52の表面に、露光ユニット62によって画像データに基づいて、各色に対応したレーザ光Lが照射され、各色毎の静電潜像が形成される。これにより、感光体ドラム52のレーザ光Lによる露光部位の表面電位は所定露光電位VLにまで除電される。
各感光体ドラム52の表面に形成された静電潜像は、対応する各現像装置58によって現像され、各感光体ドラム52上に各色のトナー像として可視化される。
各感光体ドラム52上に形成された各色のトナー像は、対応する一次中間転写ドラム68、70上に静電的に一次転写される。感光体ドラム52Y、52Mに形成されたY色及びM色のトナー像は一次中間転写ドラム68に、感光体ドラム52K、52Cに形成されたK色及びC色のトナー像は一次中間転写ドラム70上に、各々転写される。
その後、一次中間転写ドラム68、70上に形成されたトナー像は、二次中間転写ドラム72上に静電的に二次転写される。これにより、二次中間転写ドラム72上には、単色像からY、M、K、Cの各色の四重色像までのトナー像が形成されることになる。
最後に、二次中間転写ドラム72上に形成されたトナー像は、転写ロール74によって用紙搬送路を通る用紙に三次転写される。当該用紙は、三次転写の後、用紙上に形成されたトナー像が、定着ユニット32によって加熱定着され、画像形成プロセスが終了する。
(トナー濃度調整制御)
トナー濃度の調整制御は、所定のパッチ画像PGを、上記の画像形成処理の流れにしたがって二次中間転写ドラム72上に形成し、形成されたパッチ画像PGの濃度を濃度センサ224で検出し、検出したパッチ画像濃度をメインコントローラ202へフィードバックすることにより行われる。メインコントローラ202の制御部では、図8に示すトナー濃度調整処理が行われる。
トナー濃度の調整制御は、所定のパッチ画像PGを、上記の画像形成処理の流れにしたがって二次中間転写ドラム72上に形成し、形成されたパッチ画像PGの濃度を濃度センサ224で検出し、検出したパッチ画像濃度をメインコントローラ202へフィードバックすることにより行われる。メインコントローラ202の制御部では、図8に示すトナー濃度調整処理が行われる。
ステップS10で、濃度センサ224から出力されたパッチ画像PGの濃度を読み出し、ステップS12で、目標トナー濃度メモリ112に記憶された目標トナー濃度を読み出す。ステップS14で目標トナー濃度とパッチ画像濃度とを比較し、ステップS16で目標トナー濃度とパッチ画像濃度との差が所定量S1以上かどうかを判断する。目標トナー濃度とパッチ画像濃度との差が所定量S1以上の場合には、トナー濃度を調整するために、画像形成処理制御部206へ、トナー濃度調整信号を出力する。トナー濃度調整信号としては、パッチ画像PGの濃度が目標トナー濃度よりも所定量S1以上濃い場合にはトナー濃度を下げる方向に調整するための信号が、パッチ画像PGの濃度が目標トナー濃度よりも所定量S1以上薄い場合にはトナー濃度を上げる方向に調整するための信号が、各々出力される。
画像形成処理制御部206は、トナー濃度調整信号を受け取ると、現像装置コントロール部214へトナー濃度調整信号を出力する。現像装置コントロール部214により、トナー供給装置102でのトナーの単位供給量が制御され、トナー濃度が適正化される。
(目標トナー濃度変更処理)
前記のトナー濃度調整処理により、現像器60内のトナー濃度の調整が行われるが、経時などにより感光体ドラム52の感光膜53膜厚が減少すると、感光体ドラム52の感度が上がり、現像効率も上がる。このため同じ現像バイアスVBでパッチ画像PGを形成すると、パッチ画像PGの濃度が上昇してしまう。上記のトナー濃度調整処理により、パッチ画像PGの濃度上昇にしたがって、トナー濃度は低くなる方向へ調整されるが、トナー濃度を下げると印刷画像の濃度が出なくなってしまう。そこで、濃度を出すために、現像コントラストVKを上げるように露光量及び現像バイアスVBのコントロールが行われる。その結果、トナー濃度が低くかつ現像コントラストVKが高くなり、キャリア現像(BCO)が発生しやすくなる。
前記のトナー濃度調整処理により、現像器60内のトナー濃度の調整が行われるが、経時などにより感光体ドラム52の感光膜53膜厚が減少すると、感光体ドラム52の感度が上がり、現像効率も上がる。このため同じ現像バイアスVBでパッチ画像PGを形成すると、パッチ画像PGの濃度が上昇してしまう。上記のトナー濃度調整処理により、パッチ画像PGの濃度上昇にしたがって、トナー濃度は低くなる方向へ調整されるが、トナー濃度を下げると印刷画像の濃度が出なくなってしまう。そこで、濃度を出すために、現像コントラストVKを上げるように露光量及び現像バイアスVBのコントロールが行われる。その結果、トナー濃度が低くかつ現像コントラストVKが高くなり、キャリア現像(BCO)が発生しやすくなる。
そこで、感光体ドラム52の感光膜53の膜厚減少に応じて、目標トナー濃度を濃くなる方向へ変更する。この変更は、図9に示す目標トナー濃度変更処理を実行することにより行われる。目標トナー濃度変更処理は、予め定められたタイミング、例えば、画像形成装置10での各画像形成処理の終了時、所定時間毎、所定量の処理終了後などに行われる。目標トナー濃度変更処理の実行は、目標トナー濃度変更信号を制御部110へ出力することにより開始される。
ステップS20で目標トナー濃度変更信号を受信するまで待機し、ステップS22で、目標トナー濃度変更部118に記憶されている感光体ドラム52の回転数の累積値を読み出し、ステップS24で同じく目標トナー濃度変更部118に記憶されている感光体ドラム回転数に対応する目標トナー濃度を読み出す。そして、ステップS26で、目標トナー濃度メモリ112に記憶されている目標トナー濃度を変更し、本処理を終了する。
上記トナー濃度変更処理によれば、感光膜の膜厚減少に伴って目標トナー濃度が変更されるので、トナー濃度調整処理によりトナー濃度が調整されても、トナー濃度が低下せず、キャリア現像を抑制することができる。
(現像バイアス上限値変更処理)
印刷画像の濃度に応じて、現像バイアスVBも制御され、印刷画像の濃度が薄くなると現像コントラストVKを大きくするために現像バイアスVBが高くなるようにコントロールされる。一方、経時によりキャリアの帯電状態が低下するなどの原因により、キャリア現像が発生しやすくなる。
印刷画像の濃度に応じて、現像バイアスVBも制御され、印刷画像の濃度が薄くなると現像コントラストVKを大きくするために現像バイアスVBが高くなるようにコントロールされる。一方、経時によりキャリアの帯電状態が低下するなどの原因により、キャリア現像が発生しやすくなる。
そこで、現像バイアスVBの上限値を低い方向へ変更し、キャリア現像を抑制する。この変更は、図10に示す現像バイアス上限値変更処理を実行することにより行われる。現像バイアス上限値変更処理は、予め定められたタイミング、例えば、画像形成装置10での各画像形成処理の終了時、所定時間毎、所定量の処理終了後などに行われる。現像バイアス上限値変更処理の実行は、現像バイアス上限値変更信号を制御部110へ出力することにより開始される。
ステップS30で現像バイアス上限値変更信号を受信するまで待機し、ステップS32で、現像バイアス上限値変更部120に記憶されている感光体ドラム52の回転数の累積値を読み出し、ステップS34で同じく現像バイアス上限値変更部120に記憶されている感光体ドラム回転数に対応する現像バイアス上限値を読み出す。そして、ステップS36で、現像バイアス上限値メモリ114に記憶されている現像バイアス上限値を変更し、本処理を終了する。
上記現像バイアス上限値変更処理によれば、感光膜の膜厚減少に伴って現像バイアス上限値が変更されるので、現像コントラストVKが大きくならず、キャリア現像を抑制することができる。
(露光量上限値変更処理)
印刷画像の濃度に応じて、露光量も制御され、印刷画像の濃度が薄くなると現像コントラストVKを大きくするために露光量が多くする方向へコントロールされる。一方、経時によりキャリアの帯電状態が低下するなどの原因により、キャリア現像が発生しやすくなる。
印刷画像の濃度に応じて、露光量も制御され、印刷画像の濃度が薄くなると現像コントラストVKを大きくするために露光量が多くする方向へコントロールされる。一方、経時によりキャリアの帯電状態が低下するなどの原因により、キャリア現像が発生しやすくなる。
そこで、露光量の上限値を低い方向へ変更し、キャリア現像を抑制する。この変更は、図11に示す露光量上限値変更処理を実行することにより行われる。現像バイアス上限値変更処理は、予め定められたタイミング、例えば、画像形成装置10での各画像形成処理の終了時、所定時間毎、所定量の処理終了後などに行われる。露光量上限値変更処理の実行は、露光量上限値変更信号を制御部110へ出力することにより開始される。
ステップS40で露光量上限値変更信号を受信するまで待機し、ステップS42で、露光量上限値変更部122に記憶されている感光体ドラム52の回転数の累積値を読み出し、ステップS44で同じく露光量上限値変更部122に記憶されている感光体ドラム回転数に対応する露光量上限値を読み出す。そして、ステップS46で、露光量上限値メモリ116に記憶されている露光量上限値を変更し、本処理を終了する。
上記露光量上限値変更処理によれば、感光膜の膜厚減少に伴って露光量上限値が変更されるので、現像コントラストVKが大きくならず、キャリア現像を抑制することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、目標トナー濃度を感光体ドラム52の感光膜53の膜厚の減少に応じて濃くなる方向へ変更するので、トナー濃度の過度低下を防止でき、キャリア現像を抑制することができる。
また、感光膜53の膜厚の減少に応じて、現像バイアスVB上限値、及び、露光量上限値を下げて、現像コントラストVKの上限値を変更するので、現像コントラストVKが大きくならず、キャリア現像を抑制することができる。
なお、本実施形態では、感光体回転数カウント部225で感光体ドラム52の回転数をカウントして、感光膜53の膜厚を推定したが、感光膜53の膜厚を直接的に測定する手段を用いてもよい。
また、本実施形態では、現像コントラストVKの上限値を変更するために、現像バイアス上限値及び露光量上限値の双方を変更したが、いずれか一方のみを変更してもよい。
また、画像形成装置10の構成としては、本実施形態で示したものに限定されるものではなく、本発明は、二成分現像剤を用いるあらゆる画像形成装置に適用することができる。
10 画像形成装置
12 エンジン部
50 感光体ユニット
52 感光体ドラム
53 感光膜
56 帯電ロール
58 現像装置
60 現像器
62 露光ユニット
80 現像ロール
102 トナー供給装置
110 制御部
112 目標トナー濃度メモリ
114 現像バイアス上限値メモリ
116 露光量上限値メモリ
118 目標トナー濃度変更部
120 現像バイアス上限値変更部
122 露光量上限値変更部
202 メインコントローラ
206 画像形成処理制御部
208 光走査系コントロール部
210 駆動系コントロール部
212 帯電器コントロール部
214 現像装置コントロール部
216 定着部コントロール部
224 濃度センサ
225 感光体回転数カウント部
L レーザ光
PG パッチ画像
VB 現像バイアス
VH 帯電電位
VK 現像コントラスト
VL 露光電位
12 エンジン部
50 感光体ユニット
52 感光体ドラム
53 感光膜
56 帯電ロール
58 現像装置
60 現像器
62 露光ユニット
80 現像ロール
102 トナー供給装置
110 制御部
112 目標トナー濃度メモリ
114 現像バイアス上限値メモリ
116 露光量上限値メモリ
118 目標トナー濃度変更部
120 現像バイアス上限値変更部
122 露光量上限値変更部
202 メインコントローラ
206 画像形成処理制御部
208 光走査系コントロール部
210 駆動系コントロール部
212 帯電器コントロール部
214 現像装置コントロール部
216 定着部コントロール部
224 濃度センサ
225 感光体回転数カウント部
L レーザ光
PG パッチ画像
VB 現像バイアス
VH 帯電電位
VK 現像コントラスト
VL 露光電位
Claims (8)
- 表面に感光性を有する感光膜を備えた像担持体と、
前記像担持体の表面へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成する露光部と、
キャリア及びトナーを含む二成分現像剤を有し、前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する二成分現像部と、
前記二成分現像剤のトナー濃度の調整用に形成された画像の濃度を検出する濃度検出手段と、
前記画像の濃度に対応した、前記二成分現像剤の目標トナー濃度を記憶する記憶手段と、
前記濃度検出手段により検出された画像の濃度に基づいて、前記二成分現像剤のトナー濃度を前記目標トナー濃度に近づくように調整するトナー濃度調整手段と、
前記感光膜の厚みを検出可能な膜厚検出手段と、
前記膜厚検出手段により検出された前記感光膜の厚みの減少に応じて、前記目標トナー濃度を濃くする目標トナー濃度変更手段と、
を備えた画像形成装置。 - 前記膜厚検出手段により検出された前記感光膜の厚みの減少に応じて、前記露光部により露光される露光電位と前記二成分現像剤の現像バイアスとの電位差の上限値を小さくする電位差上限値変更手段、をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記電位差の上限値は、前記現像バイアスの上限値を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記電位差の上限値は、前記露光部による露光量の上限値を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の画像形成装置。
- 感光性を有する感光膜を備えた像担持体の表面を画像データに基づいて露光することで形成された静電潜像を、キャリア及びトナーを含む二成分現像剤で現像する、二成分現像装置におけるトナー濃度調整方法であって、
前記二成分現像剤のトナー濃度の調整用に形成された画像の濃度を検出して、前記検出された画像の濃度に基づいて、前記二成分現像剤のトナー濃度を予め前記画像に対応づけて記憶された目標トナー濃度に近づくように調整すると共に、
前記感光膜の厚みを検出し、前記検出された前記感光膜の厚みの減少に応じて、前記目標トナー濃度を濃くする、
トナー濃度調整方法。 - 前記検出された感光膜の厚みの減少に応じて、前記露光の電位と前記二成分現像剤の現像バイアスとの電位差の上限値を小さくすること、を特徴とする請求項5に記載のトナー濃度調整方法。
- 前記電位差の上限値は、前記現像バイアスの上限値を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項6に記載のトナー濃度調整方法。
- 前記電位差の上限値は、前記露光部による露光量の上限値を変更することにより小さくすることを特徴とする請求項6または請求項7に記載のトナー濃度調整方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006142763A JP2007316136A (ja) | 2006-05-23 | 2006-05-23 | 画像形成装置、及び、トナー濃度調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006142763A JP2007316136A (ja) | 2006-05-23 | 2006-05-23 | 画像形成装置、及び、トナー濃度調整方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007316136A true JP2007316136A (ja) | 2007-12-06 |
Family
ID=38850080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006142763A Pending JP2007316136A (ja) | 2006-05-23 | 2006-05-23 | 画像形成装置、及び、トナー濃度調整方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007316136A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009300615A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Oki Data Corp | 画像補正方法および画像形成装置 |
JP2011186176A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
-
2006
- 2006-05-23 JP JP2006142763A patent/JP2007316136A/ja active Pending
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JP2011186176A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
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