JP2011164395A - 画像形成装置,その画像形成条件調整方法,プログラム,および記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 カラープリンタの制御部は、2ページ分の画像情報をそれぞれ解析することにより、その各画像情報によってそれぞれ形成される各画像の濃度(画像パターンの切り替わり前後の各画像濃度)を予測する。その後、画像パターンの切り替わり直後に、機内温度を検知し、予測した画像のパターンの切り替わり前後の各画像濃度より、その画像パターンの切り替わり後の濃度偏差発生領域で発生する濃度偏差を予測する。また、今回検知した機内温度より、機内温度によって変動する濃度偏差を予測する。その後、それらの予測結果に応じて、パターン切り替わり後の作像処理のために現像ポテンシャル(画像形成時要件)の調整を行う。
【選択図】 図8
Description
これらは、二成分現像剤担持体からトナーのみを現像スリーブに移送させるか、若しくは規制ブレードなどの層厚規制部材を用いて現像スリーブにトナー層を形成させ、その後、感光体(像担持体)へ現像する一成分現像方式に関する技術である。
現像スリーブとそれに対向する電極板との間に振動電界を形成することで、その振動電界が現像スリーブ上のトナー層に作用してトナーを再配置させることにより、残像を抑制し、濃度偏差の低減を図る。
(2)特許文献2
二成分現像剤担持体上の二成分現像剤からトナーのみをトナー担持体の表面に移送させてトナー層を形成させ、そのトナー層からトナーを静電潜像が形成された感光体の表面に飛翔させて静電潜像をトナー画像として現像するハイブリッド現像方式において、キャリアの粒径分布と円形度を規定し、濃度ムラの低減を図る。
ハイブリッド現像方式において、現像スリーブ上に残存したトナーを剥離することで、残像の発生を抑制し、濃度偏差の低減を図る。
(4)特許文献4
累積画像形成枚数に応じて、現像前の現像装置の空撹拌時間を調整し、非画像部と画像部の現像スリーブ上のトナー帯電量差を無くし、濃度偏差の低減を図る。
また、上記調整手段が、以下の(1)〜(5)のいずれかに示すようにしてもよい。
(2)上記予測結果に応じて上記露光手段による上記潜像担持体に対する露光時間を制御することにより、上記画像形成条件を調整する。
(3)上記予測結果に応じて上記現像剤担持体に印加する電圧を制御することにより、上記画像形成条件を調整する。
(4)上記予測結果に応じて、上記露光手段による上記潜像担持体に対する露光パワー、上記露光手段による上記潜像担持体に対する露光時間、および上記現像剤担持体に印加する電圧を選択的に制御することにより、上記画像形成条件を調整する。
(5)上記予測結果に応じて、上記露光手段による上記潜像担持体に対する露光パワー、上記露光手段による上記潜像担持体に対する露光時間、および上記現像剤担持体に印加する電圧を組み合わせて制御することにより、上記画像形成条件を調整する。
この発明によれば、画像形成装置(又はそれを制御するコンピュータ)が、温度検知手段による検知結果および画像情報に基づいて、現像剤担持体の周長ピッチに対応する濃度偏差発生箇所で発生する濃度偏差を予測し、その予測結果に応じて画像形成条件を調整する。
以下の実施形態では、二成分現像方式を用いる画像形成装置が、現像工程にて現像スリーブ1周前の現像履歴が現像スリーブ上に残り、2周目の現像時に1周目の現像履歴が残像として発生し、濃度偏差を発生させてしまう課題に対し、出力する画像情報(画像データ)から現像スリーブの周長ピッチに対応する濃度偏差発生箇所で発生する濃度偏差の程度(値)を予測し、その予測結果に応じて画像形成条件を決定する構成が特徴になっている。
図1は、このカラープリンタの機構部の概略構成例を示す図である。図2は、図1の作像手段であるプロセスユニットの概略構成例を示す図である。
Yトナー画像を生成するためのプロセスユニット10Yを例にすると、これは図2に示すように、感光体ユニット110Yと現像ユニット120Yとを有している。これら感光体ユニット110Yと現像ユニット120Yは、一体的にプリンタ本体に対して着脱可能な構成となっている。
第一現像剤収容部122Yの下面には、二成分現像剤(以下単に「現像剤」ともいう)の透磁率を検知する透磁率センサからなるトナー濃度センサ125Y(トナー濃度検知手段)が設置されており、現像剤を構成する磁性体であるキャリア粒子とトナーの混合比をトナー濃度センサ125Yによって検知した透磁率(トナー濃度)から算出し、所定のトナー濃度になるように、図示しないトナー補給装置により必要に応じてトナーを補給している。
第二現像剤収容部124Y内の第二搬送スクリュー123Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動されることで、現像剤を図中手前側から奥側に搬送させる。
現像スリーブ126Yは、非磁性材料(アルミ)パイプからなり、表面をサンドブラストで粗面化処理されている。
搬送ローラ対17等によって搬送される記録紙は、先端がレジストローラ対19の直前に達すると、その先端が図示しないセンサによって検知され、レジストローラ対19によって先端が挟持された状態で一旦停止される。そして、中間転写ベルト20上に形成されたトナー画像が二次転写ニップに到達するタイミングに合わせて、レジストローラ対19が所定のタイミングで駆動され、記録紙が二次転写ニップに向けて送り出される。
中間転写ベルト20上に形成されたカラー画像は、中間転写ベルト20の回転駆動によって二次転写ニップに移動され、同時にレジストローラ対19からカラー画像(トナー画像)の二次転写ニップ進入と同期して記録紙が二次転写ニップに進入される。
二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト20上には、記録紙に転写されなかったトナーが僅かに残って付着している。これは、ベルトクリーニングユニット21によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット21は、クリーニングブレード21aが中間転写ベルト20の表面に当接させており、これによって中間転写ベルト20上の転写残トナーが掻きとられて除去される。
二次転写ニップの上方には、定着ユニット27が配設されている。この定着ユニット27は、電磁誘導発熱層を内包する定着ローラ28、定着ローラ28と所定圧力で当接され、所定のニップ幅を形成する加圧ローラ29、後述するサーミスタ等で構成されている。定着ローラ28の図中左側に、定着ローラ28内の電磁誘導発熱層を発熱させるための電磁誘導手段であるIHコイルユニット30を備えている。定着ローラ28は、IHコイルユニット30による電磁誘導で加熱される。各ローラのうち、図示しない駆動手段によって加圧ローラ29が時計方向(矢示方向)に、定着ローラ28は反時計方向(矢示方向)に回転移動される。なお、定着ローラ28に加熱手段であるヒータを内蔵し、そのヒータへの通電によって定着ローラ28を加熱するようにしてもよい。
このようにして定着処理が施された記録紙は、図示しない排紙ローラ対を経由して機外に排出され、プリンタ本体の上面にスタックされる。
図3は、このカラープリンタの制御系のハードウェア構成例を示すブロック図である。
このカラープリンタの制御部は、コントローラボード51,エンジンメインボード52,エンジンサブボード53,およびパワーサプライユニット(以下「PSU」という)54等によって構成されている。
(a)感光体ドラム111Yの帯電電位 Vd:−700〔V〕
(b)感光体ドラム111Yの回転周速 Vp:205〔mm/s〕
(c)現像スリーブ126Yの回転周速 Vs:369〔mm/s〕
(d)現像スリーブ126Yの直径 Ds:18〔mm〕
濃度偏差の発生領域を説明するための概念図を図4に示す。図4の(a)のインプット画像パターンは、画像情報による作像処理で形成される、前パターンの影響を受けていない画像のパターンの一例を示している。また、同図の(b)のアウトプット画像パターンは、画像情報による作像処理で形成される、前パターンの影響を受けた画像パターンの一例を示している。
濃度偏差発生領域L=3.14×18/(369/205)≒31〔mm〕
〔第1実施例〕
まず、第1実施例について説明する。
はじめに、機内温度と濃度偏差との関係の一例を図6に示す。
これら濃度偏差IDa(又はIDb)は、検知した機内温度Ta(又はTb)と予測した画像濃度ID1,ID2と図5,図6に示した関係と基づいて予測し、その予測結果に応じて現像ポテンシャルVPをそれぞれVPa(又はVPb)に調整することで、図7の実線で示すように抑制することができる。
このカラープリンタの制御部は、複数ページの画像情報(各画像情報)によってパターンの異なる作像処理(画像形成処理)を開始する時に図8に示す処理ルーチンを開始し、まずステップS1へ進み、最初の2ページ分の画像情報をそれぞれ解析することにより、その各画像情報によってそれぞれ形成される各画像の濃度(その各画像のパターンの切り替わり前後の各画像濃度)を予測する。その予測結果や後述する他の予測結果は、NVRAM76等の記憶手段に記憶する。
ステップS5の現像ポテンシャルの調整を行った後は、ステップS6へ進み、次のページ(ここでは3ページ目)の画像情報の有無をチェックし、その画像情報がなければ図8の処理を終了する。
その後、ステップS5へ進み、以後上述と同様の処理を行う。
次に、第2実施例について説明する。
この第2実施例は、第1実施例と同様の制御のうち、現像ポテンシャルの調整を図1の露光ユニット11(露光手段)によるプロセスユニット10Yの感光体ドラム111Yに対する露光パワーを制御することによって行っている。
次に、第3実施例について説明する。
この第3実施例は、第1実施例と同様の制御のうち、現像ポテンシャルの調整を図1の露光ユニット11によるプロセスユニット10Yの感光体ドラム111Yに対する露光時間を制御することによって行っている。
露光ユニット11内のLD光源101の露光時間と現像ポテンシャルの関係を図10に示す。この関係より、図4の(b)に示した濃度偏差発生領域Lでの露光時間をLTa(又はLTb)に制御することで、図7において濃度偏差を抑制できる現像ポテンシャルVPa(又はVPb)を得ることができる。
次に、第4実施例について説明する。
この第4実施例は、第1実施例と同様の制御のうち、現像ポテンシャルの調整を図3の高圧電源102から図1のプロセスユニット10Yの現像スリーブ126Y(現像剤担持体)に印加する電圧(現像バイアス)を制御することによって行っている。
図2の現像スリーブ126Yに印加される現像バイアスと現像ポテンシャルの関係を図11に示す。この関係より、濃度偏差発生領域Lでの現像バイアスをVBa(又はVBb)に制御することで、図7において濃度偏差を抑制できる現像ポテンシャルVPa(又はVPb)を得ることができる。
次に、第5実施例について説明する。
この第5実施例は、第1実施例と同様の制御のうち、現像ポテンシャルの調整を図1の露光ユニット11によるプロセスユニット10Yの感光体ドラム111Yに対する露光パワーと露光時間を制御することによって行っている。
露光ユニット11内のLD光源101(図3)の露光パワーと露光時間との積(露光エネルギー)と現像ポテンシャルとの関係を図12に示す。この関係より、図4の(b)に示した濃度偏差発生領域Lでの露光エネルギーをLPTa(又はLPTb)に制御することで、図7において濃度偏差を抑制できる現像ポテンシャルVPa(又はVPb)を得ることができる。
また、外部(操作部等)からの指示により、感光体ドラムに対する露光パワー,露光時間,現像スリーブに対する印加電圧を選択的に制御することもできる。
あるいはまた、濃度偏差発生箇所で発生する濃度偏差の程度を予測した結果に応じて、感光体ドラムに対する露光パワー,露光時間,現像スリーブに対する印加電圧を選択的に制御することもできる。
実際に、現像剤のトナー濃度を7wt%に調整し、アウトプット画像パターンに発生する濃度偏差を、濃度偏差発生領域Lとその周囲との濃度偏差ΔIDとして定量評価した場合、図13の(a)(b)(c)に示すような定量評価を得られた。それらの定量評価では、切り替わり前後の画像パターンが異なり、基準条件と調整条件で異なる。そして、上記三項目とも、基準条件に対して調整条件に変更することで濃度偏差ΔIDが小さくなっており、濃度偏差の抑制を図れたことを示している。
以上、この発明を、カラープリンタに適用した実施形態について説明したが、この発明はこれに限らず、デジタルカラー複写機,カラーファクシミリ装置,デジタルカラー複合機等の他のカラー画像形成装置には勿論、モノクロのデジタル複写機,ファクシミリ装置,デジタル複合機等の各種画像形成装置にも適用可能である。
このプログラムは、画像形成装置を制御するコンピュータであるCPUに、この発明に関わる予測手段および調整手段としての機能を実現させるためのプログラムであり、このようなプログラムをCPUに実行させることにより、上述したような作用効果を得ることが可能になる。
さらに、ネットワークに接続され、プログラムを記録した記録媒体を備える外部機器あるいはプログラムを記憶手段に記憶した外部機器からダウンロードして実行させることも可能である。
51:コントローラボード 52:エンジンメインボード
53:エンジンサブボード 54:PSU 75:メモリ 76:NVRAM
77:HDD 78:SDカード 101:LD光源 102:高圧電源
110Y:感光体ユニット 111Y,111C,111M,111K:感光体ドラム
116Y:帯電ローラ 120Y:現像ユニット 121Y:第一搬送スクリュー
122Y:第一現像剤収容部 123Y:第二搬送スクリュー
124Y:第二現像剤収容部 125Y:トナー濃度センサ
126Y:現像スリーブ 201:同期検知部 202:各種センサ
Claims (10)
- 潜像担持体を帯電させる帯電手段と、該帯電手段によって帯電された前記潜像担持体を画像情報に応じて露光して潜像を形成する露光手段と、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を担持搬送する現像剤担持体を有し、前記露光手段により前記潜像担持体上に形成された潜像を前記現像剤担持体からの二成分現像剤のトナーによって可視像化する現像手段とを備え、それらの手段を制御することにより画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置であって、
当該画像形成装置内の温度を検知する温度検知手段と、
該温度検知手段による検知結果および前記画像情報に基づいて、前記現像剤担持体の周長ピッチに対応する濃度偏差発生箇所で発生する濃度偏差を予測する予測手段と、
該予測手段による予測結果に応じて画像形成条件を調整する調整手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を備え、
前記予測手段は、前記温度検知手段と前記トナー濃度検知手段による各検知結果および前記画像情報に基づいて、前記濃度偏差を予測することを特徴とする画像形成装置。 - 前記調整手段は、前記予測結果に応じて前記露光手段による前記潜像担持体に対する露光パワーを制御することにより、前記画像形成条件を調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記調整手段は、前記予測結果に応じて前記露光手段による前記潜像担持体に対する露光時間を制御することにより、前記画像形成条件を調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記調整手段は、前記予測結果に応じて前記現像剤担持体に印加する電圧を制御することにより、前記画像形成条件を調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記調整手段は、前記予測結果に応じて、前記露光手段による前記潜像担持体に対する露光パワー、前記露光手段による前記潜像担持体に対する露光時間、および前記現像剤担持体に印加する電圧を選択的に制御することにより、前記画像形成条件を調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記調整手段は、前記予測結果に応じて、前記露光手段による前記潜像担持体に対する露光パワー、前記露光手段による前記潜像担持体に対する露光時間、および前記現像剤担持体に印加する電圧を組み合わせて制御することにより、前記画像形成条件を調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 潜像担持体を帯電させる帯電手段と、該帯電手段によって帯電された前記潜像担持体を画像情報に応じて露光して潜像を形成する露光手段と、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を担持搬送する現像剤担持体を有し、前記露光手段により前記潜像担持体上に形成された潜像を前記現像剤担持体からの二成分現像剤のトナーによって可視像化する現像手段と、当該画像形成装置内の温度を検知する温度検知手段とを備え、それらの手段を制御することにより画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置における画像形成条件調整方法であって、
前記温度検知手段による検知結果および前記画像情報に基づいて、前記現像剤担持体の周長ピッチに対応する濃度偏差発生箇所で発生する濃度偏差を予測し、その予測結果に応じて画像形成条件を調整することを特徴とする画像形成条件調整方法。 - 潜像担持体を帯電させる帯電手段と、該帯電手段によって帯電された前記潜像担持体を画像情報に応じて露光して潜像を形成する露光手段と、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を担持搬送する現像剤担持体を有し、前記露光手段により前記潜像担持体上に形成された潜像を前記現像剤担持体からの二成分現像剤のトナーによって可視像化する現像手段と、当該画像形成装置内の温度を検知する温度検知手段とを備え、それらの手段を制御することにより画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置を制御するコンピュータに、
前記温度検知手段による検知結果および前記画像情報に基づいて、前記現像剤担持体の周長ピッチに対応する濃度偏差発生箇所で発生する濃度偏差を予測する予測機能と、
該予測機能による予測結果に応じて画像形成条件を調整する調整機能とを実現させるためのプログラム。 - 請求項9記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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