JP2012108483A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置の現像剤撹拌部材が複数の線速を有することで、紙種対応性を広くすることができ、かつ、経時、環境変化等で現像器内の現像剤が劣化してトナー濃度検知手段の出力値Ｖｔが変化したときでも、待ち時間を増やすことなく確実にＶｔ補正を行うことができ、画像濃度の変動を少なくすることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】各線速度に対応してＶｔを補正するための線速度毎の補正量情報と、前記線速度以外の条件であって、トナー濃度検知手段の出力値に影響を与える線速外条件に対するＶｔを補正するための補正量情報とを有し、トナー濃度検知時の線速度に対応した補正量と、トナー濃度検知時の線速外条件に対応した補正量とを加味してＶｔを補正し、補正後のＶｔ’に基づいてトナー補給量を決定する。
【選択図】図７

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関し、詳しくは、切り替え可能な２つ以上の線速度（以下、単に「線速」ともいう）を持つ現像剤撹拌部材を備え、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置を有する画像形成装置に関する。

フルカラープリンタや複写機においては、厚紙やＯＨＰシート印字時に定着エネルギー確保のためや書き込み処理速度のために作像速度が低速になったり、黒印字時はフルカラー印字時より速度アップを求められるため高速になったりする。すなわち、紙種対応性を広くすべく、１台の装置で２つ以上の作像速度を持つものが知られている。
この種の画像形成装置では、装置の小型化、低コスト化に伴い、現像装置、駆動モータ、ギヤ共に小型になり、レイアウト上やコストの問題から、現像装置における現像剤撹拌部材も画像形成装置本体に連動して複数の線速を有している。

画像濃度を一定に保つために、現像器内にあるトナー濃度センサで出力値（以下、「Ｖｔ」という）を読み取り、必要に応じてトナー補給することで現像器内のトナー濃度を制御している。
しかしながら、トナー濃度センサで現像剤の透磁率を計測する方式の場合、同じトナー濃度であっても、攪拌速度の違いによる嵩密度の変動によりＶｔの値は変化する。そこで、事前評価で攪拌速度に応じた補正量を決め、その値を補正量としてＶｔを補正する技術や、プロセスコントロール時に異なる線速の現像剤攪拌動作を行うことでＶｔを検知し、その差分を線速によるＶｔの補正量とする技術が考えられ既に知られている。

特許文献１には、線速差によるＶｔを補正する目的で、Ｖｔの差分を確実に検知して補正することで異常画像を無くすことができる画像形成装置について開示され、プロセスコントロール時に、異なる線速の現像剤攪拌動作を行い、それらの線速におけるトナー濃度センサのＶｔを検知して、その差分を線速補正量とする技術が開示されている。

しかし、今までの線速に応じたＶｔの補正は、さまざまな使用状況を考慮したものではなく、正確なＶｔの補正量となっていなかった。具体的に説明すると、事前評価で線速に応じた補正量を決める場合では、常温常湿、初期的には補正量はほぼ一定であるが、現像剤が劣化して流動性が悪化するとＶｔの補正量は変化するため、正確なＶｔの補正ができていない。このため、トナー濃度を誤検知していまい、画像濃度が変動してしまうといった問題があった。
プロセスコントロール時にＶｔの補正量を決める場合では、以下のような問題があった。
（１）プロセスコントロール時に異なる線速の現像剤攪拌動作を行うため、従来のプロセスコントロールに比べて待ち時間（お待たせ時間）が長くなる。
プロセスコントロールを終えてから次にプロセスコントロールをするまでに、
（２）低画像面積率の画像を一定枚数出力すると、トナーの吐き出しが行われずに現像剤にストレスがかかり、現像剤が劣化してしまう。そのため、線速差によるＶｔの差分（以下、ΔＶｔという）が変化してしまい、プロセスコントロール時に決定したＶｔの補正量では、トナー濃度センサでＶｔを検知した線速と異なる線速で出力したときの正確なＶｔ補正となっていない。
（３）低画像面積率の画像を一定枚数出力した後、ある一定時間放置すると、放置による剤密度の変動によりΔＶｔが変化してしまい、プロセスコントロール時に決定したＶｔの補正量では、トナー濃度センサでＶｔを検知した線速と異なる線速で出力したときの正確なＶｔ補正となっていない。
（４）トナーボトルやプロセスカートリッジを交換したときに、トナーロット毎のばらつきにより凝集性の悪いトナーから凝集性の良いトナーになる場合、流動性の違いによりΔＶｔが変化してしまい、プロセスコントロール時に決定したＶｔの補正量では、トナー濃度センサでＶｔを検知した線速と異なる線速で出力したときの正確なＶｔ補正となっていない。

本発明は、上記のような現状に鑑みてなされたもので、複数の線速（プロセススピード）を有することで、紙種対応性を広くすることができ、かつ、経時、環境変化等で現像器内の現像剤が劣化してＶｔの補正量が変化したときでも、待ち時間を増やすことなく確実にＶｔ補正を行うことができ、画像濃度の変動を少なくすることができる画像形成装置の提供を、その目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、切り替え可能な２つ以上の線速度を持つ現像剤撹拌部材を備え、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置を有し、前記現像装置に設けられたトナー濃度検知手段の出力値Ｖｔを読み取り、Ｖｔに基づいて必要な場合にトナーを補給することで前記現像装置内のトナー濃度を制御する画像形成装置において、前記各線速度に対応してＶｔを補正するための線速度毎の補正量情報と、前記線速度以外の条件であって、前記トナー濃度検知手段の出力値に影響を与える線速外条件に対するＶｔを補正するための補正量情報とを有し、トナー濃度検知時の線速度に対応した補正量と、トナー濃度検知時の前記線速外条件に対応した補正量とを加味してＶｔを補正し、補正後のＶｔ’に基づいてトナー補給量を決定することを特徴とする。

本発明によれば、複数の線速を有することで、紙種対応性を広くすることができ、かつ、経時、環境等で現像装置内の現像剤が劣化してＶｔの補正量が変化したときでも、待ち時間を増やすことなく確実にＶｔ補正を行うことができ、画像濃度の変動を少なくすることができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。 プロセスカートリッジの概要構成図である。 現像装置の現像剤の循環路を説明するための平面図である。 低画像面積率の画像が連続通紙された場合の線速差によるトナー濃度検知手段の出力値の差分の変動を示す特性図である。 低画像面積率の画像を連続通紙後、一定時間放置した場合の線速差によるトナー濃度検知手段の出力値の差分の変動を示す特性図である。 トナー交換がなされた場合の線速差によるトナー濃度検知手段の出力値の差分の変動を示す特性図である。 補正量決定テーブル（記憶データ）の系統図である。 Ｖｔ補正処理の制御を示すフローチャートである。 第２の実施形態における線速外条件として、環境が変動したときの標準線速と低線速のＶｔの差分の変動を表した図である。 第２の実施形態における線速外条件として、プロセスカートリッジ交換における標準線速と低線速のＶｔの差の変動を表した図である。 第２の実施形態における線速外条件として、経時での標準線速と低線速のＶｔの差分の変動を表した図である。 第２の実施形態における補正量決定テーブル（記憶データ）の系統図である。 第２の実施形態におけるＶｔ補正処理の制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。図１乃至図８に基づいて第１の実施形態を説明する。
まず、図１に基づいて本実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を説明する。画像形成装置１００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫを並設したタンデム方式を採用している。各符号の数字の後に付されたＹ、Ｃ、Ｍ、ＢＫは、イエロー、シアン、マゼンタ、黒用の部材であることを示している。
各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像を形成するための、画像形成部としてのトナー像形成部たる画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫに備えられている。

各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ上に形成された静電潜像は、現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０ＢＫでトナー像として可視像化され、これらのトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する中間転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、記録媒体である転写紙Ｓに一括転写されるようになっている。
転写後の転写紙Ｓは定着装置６でトナー像を定着され、排紙トレイ１７に排出される。
符号９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫは、トナー補給部材としてのトナーボトルを示しており、これらのトナーボトルは装置本体９９に対して図１における紙面手前側から着脱自在である。画像形成装置１００のその他の詳細は後述する。

図２に示すように、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像形成ユニット６０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、図中時計回り方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、１次転写ローラ１２Ｙと、クリーニング装置４０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像装置５０Ｙとを有している。
現像装置５０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに接近且つ対向して配設された現像ローラ５１Ｙを有し、現像ローラ５１Ｙと感光体ドラム２０Ｙとの間の現像領域において、イエロートナーが感光体ドラム２０Ｙの表面に形成された静電潜像に静電的に移行して、静電潜像をイエロートナー像として可視像化するものである。現像装置５０Ｙの詳細は後述する。

画像形成ユニット６０Ｙを構成する、感光体ドラム２０Ｙと、１次転写ローラ１２Ｙと、クリーニング装置４０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像装置５０Ｙとのうち、１次転写ローラ１２Ｙを除くもの、すなわち感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置４０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像装置５０Ｙとは、プロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ９５Ｙを構成しており、プロセスカートリッジ９５Ｙは一体で、装置本体９９に対し、図１における紙面手前側から着脱自在である。プロセスカートリッジとして着脱自在な構成とすることにより、メンテナンス時の利便性が向上する。

現像装置５０Ｙについて詳細に説明する。
感光体ドラム２０Ｙに向けて開口部が形成された現像ケーシングの内部に、該開口部から一部が露出した状態に配置された現像ローラ５１Ｙは、トナー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ（図示せず）と、該現像スリーブの内部に固定配置された磁界発生手段としてマグネットローラ（図示せず）とから構成されている。
現像スリーブ上に担持されて搬送されている現像剤はその量を現像剤規制部材としてのドクタ５４で規制される。
現像ローラ５１Ｙの下方には、スクリュー状の現像剤攪拌部材１９Ｙ、２０Ｙが設けられている。
他の画像形成ユニットも同様の構成を有している。

現像装置５０内のトナー濃度は、画像データに基づいた画像形成がなされることによりトナーが消費されるが、画像面積及び現像装置５０内にあるトナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサＣの値に応じてトナーを補給することでほぼ一定に保たれる。トナー濃度センサＣは、透磁率を計測する方式のセンサである。
また、２００枚（枚数は狙いにより異なり約１００〜１０００枚の場合もある）に一回のプロセスコントロール（感光体ドラム２０上または中間転写ベルト１１上に形成された複数のハーフトーン及びベタパターンを図示しないＰセンサ（フォトセンサ）で検知してその出力値を付着量換算し、狙いの付着量になるように設定するモード）によりトナー濃度センサ目標値、帯電電位、光量を設定している。
カラープリンタや複写機では白黒単色機と異なり、高面積画像を連続して作像する機会が多いため、高ＴＣ（キャリア被覆率が高い）で制御する必要がある。

図３は、現像装置の現像剤攪拌部材及びトナー濃度センサについて説明する図である。
現像剤をそれぞれ逆向きに搬送する現像剤攪拌部材１９と現像剤攪拌部材２０との間には仕切り部材が設けられており、その長手方向端部で現像剤の受け渡しが行われ、現像剤はループ状に循環する。また、トナー濃度センサＣで現像装置内のトナー濃度を検知している。

図４は、低画像面積率の画像を連続通紙した場合のΔＶｔ（標準線速と低線速のＶｔの差分）の変動を表した図である。低画像面積率の画像を連続で出力した場合、現像剤の劣化により剤の嵩密度が小さくなり、ΔＶｔの値が出力枚数とともに大きくなる。
図５は、低画像面積率の画像を連続通紙後に一定時間放置したときのΔＶｔ（標準線速と低線速のＶｔの差分）の変動を表した図である。低画像面積率の画像を連続通紙すると、図４と同様にΔＶｔは大きくなるが、通紙を止め一定時間放置すると、剤密度がもとに戻りΔＶｔの値は小さくなる。
図６は、トナー交換におけるΔＶｔ（標準線速と低線速のＶｔの差）の変動を表している。トナー補填（交換）することで凝集性の悪いトナーから凝集性の良いトナーになる場合、現像剤の流動性が良くなり、嵩密度が大きくなるため凝集性の悪いトナーよりもΔＶｔの値は小さくなる。

図７は本実施形態に係る画像形成装置が持つ補正量決定テーブルの一実施例について示した図である。この場合、画像形成装置には、４つの補正テーブルが備わっている。これらのデータテーブルは図示しない制御手段の記憶部に記憶されており、必要に応じて各テーブルから必要なデータが抽出される。
上記制御手段は、画像面積率（画像領域における印字部分の割合）を算出する画像面積率算出手段であり、また、画像面積率を保存する画像面積率保存手段、画像形成装置の使用が途切れてからの放置時間をカウントして保存する放置時間保存手段としても機能する。
線速差分補正テーブルには、線速情報に応じたＶｔの補正量情報が記録されている。テーブル記載の記号は、ΔＶｔ1_0は線速１のときの線速による補正量、ΔＶｔ2_0は線速２のときの線速による補正量を表している。
低画像面積率通紙テーブルには、直前までの画像面積率（線速外条件）の平均が例えば、０．５％以内の場合のＶｔの補正量（ある線速、画像面積率の値に対応した補正量）情報が記録されている。補正テーブル記載の記号は、例えば、ΔＶｔ1_a1は線速１のときの画像面積率０．５％に対応する補正量、ΔＶｔ2_a2は線速２のときの画像面積率０．４％に対応する補正量を表している。
放置時間補正テーブルには、直前までの画像面積率の平均が例えば、０．５％以内の場合で、その後、ある一定時間放置したときのＶｔの補正量（ある線速、放置時間に対応した補正量）情報が記録されている。補正テーブル記載の記号は、例えば、ΔＶｔ1_b1は線速１のときの放置時間１［ｈ］に対応する補正量、ΔＶｔ2_b2は線速２のときの放置時間２［ｈ］に対応する補正量を表している。

トナー物性補正テーブルには、線速外条件としてのトナーの物性値に対応したＶｔの補正量情報が記録されている。トナーの物性値は、本体のメモリに備えている場合、トナーボトル９に付いたＩＤチップに備えている場合、補填用トナーを備えたプロセスカートリッジ９５に付いたＩＤチップに備えている場合などがある。
図示しないが、画像形成装置には、トナーボトル９のＩＤチップやプロセスカートリッジ９５のＩＤチップの情報を読み取る読み取り手段が設けられている。
補正テーブル記載の記号は、例えば、ΔＶｔ1_c1は線速１のときのトナー物性値Ａに対応する補正量、ΔVt2_c2は線速２のときのトナー物性値Ｂに対応する補正量を表している。

図８に基づいて、３線速を持つ（標準線速、中線速、低線速）画像形成装置における本実施形態の制御動作を示す。ここでは、全ての補正テーブルを使った場合の一例を示す。補正テーブルのうち、１つまたは２つ使用する場合では、この制御動作以外の場合もある。図８における記号の意味は、以下の通りである。
Ｖｔ：トナー濃度センサで読み取ったＶｔの値
Ｖｔ’：Ｖｔ補正後の値
ΔＶｔ1_0：中線速のときの線速によるＶｔの補正量
ΔＶｔ2_0：低線速のときの線速による補正量
ΔＶｔ1_a：中線速のときの画像面積率によるＶｔの補正量
ΔＶｔ1_b：中線速のときの放置時間によるＶｔの補正量
ΔＶｔ1_c：中線速のときのトナー物性によるＶｔの補正量

（１）トナー濃度センサによりＶｔを検知する。
（２）線速を検知する。
（３）上記（２）で検知した線速が標準線速の場合は、Ｖｔの補正はせず、トナー濃度センサで出力したＶｔの値を補正後のＶｔ’とする。
（４）上記（３）で標準線速以外の場合には、線速が中線速かどうかを検知し、中速の場合には、線速補正テーブルから中線速に対応した補正量ΔＶｔ1_0を読み出して補正量とする。
（５）上記（４）終了後、直前までの画像面積率の平均が０．５％以内であれば、低画像面積率通紙補正テーブルから、中線速及び画像面積率に対応する補正量ΔＶｔ1_aを読み出して補正量とする。直前までの画像面積率の平均が０．５％よりも大きければ、ΔＶｔ1_a＝０とする。
（６）上記（５）において、直前までの画像面積率の平均が０．５％以内である場合で、直前の出力からある一定時間経過していれば、放置時間補正テーブルから、中線速及び放置時間に対応する補正量ΔＶｔ1_bを読み出して補正量とする。一定時間内であれば、ΔＶｔ1_b＝０とする。
（７）上記（５）終了後、トナー物性補正テーブルから、中線速及びそのときのトナー物性値に対応する補正量ΔＶｔ1_cを読み出し補正量とする。
（８）上記（４）〜（７）の補正量を足し合わせてその値をΔＶｔ_１とし、トナー濃度センサにより検知したＶｔの値に補正量として加え、Ｖｔ補正後の出力値Ｖｔ’とする。
（９）上記（４）において、線速が中速でない場合は、各補正テーブルから低線速の場合の補正量を用い、上記（４）〜（８）の動作を行う。
以上のような補正により、Ｖｔ補正後のＶｔ’の値からトナー濃度を算出し、必要に応じてトナー補給を行う。

画像面積率に対応するＶｔの補正量情報を持っているため、画像面積率に応じてＶｔの補正量を変更することができ、画像濃度の変動を少なくすることができる。
また、放置時間に対応するＶｔの補正量情報を持っているため、放置時間に応じてＶｔの補正量を変更することができ、画像濃度の変動を少なくすることができる。
また、トナーの物性値に対応するＶｔの補正量情報を持っているため、トナー物性値に応じてＶｔの補正量を変更することができ、画像濃度の変動を少なくすることができる。
また、トナーの物性値を交換可能なトナーボトルから読み取るため、トナーロット毎のばらつきに対応することができる。
また、トナーの物性値を交換可能なプロセスカートリッジから読み取るため、トナーロット毎のばらつきに対応することができる。
また、２つ以上のＶｔ補正量情報を持っているため、より精度の高いＶｔの補正をすることができる。
また、色毎でＶｔの補正量情報を持っているため、色毎で異なるＶｔの変動に対応してＶｔの補正量を変更することができ、各色とも画像濃度の変動が少ないカラー画像形成装置を提供できる。

図９乃至図１３に基づいて第２の実施形態を説明する。装置の基本構成は上記実施形態と同様である。
図９は、環境が変動したときのΔＶｔ（標準線速と低線速のＶｔの差分）の変動を表した図である。例えば、低温・低湿環境から高温・高湿環境に変動した場合、現像装置内のトナー濃度が変化するため、ΔＶｔの値が異なる。
図１０は、プロセスカートリッジ交換におけるΔＶｔ（標準線速と低線速のＶｔの差）の変動を表している。プロセスカートリッジを交換することで流動性の悪いトナーから流動性の良いキャリアになる場合、現像剤の流動性が良くなり、嵩密度が大きくなるため流動性の悪いトナーよりもΔＶｔの値は小さくなる。
図１１は、経時でのΔＶｔ（標準線速と低線速のＶｔの差分）の変動を表した図である。トナーの入れ替わりが少なく、攪拌などのストレス下におかれる時間が長くなると、トナーの経時変化（劣化）が進み、ΔＶｔの値は大きくなる。

図１２は画像形成装置が持つ補正量決定テーブルの本実施形態における一実施例について示した図である。この場合、画像形成装置には、４つの補正テーブルが備わっている。
これらのデータテーブルは図示しない制御手段の記憶部に記憶されており、必要に応じて各テーブルから必要なデータが抽出される。
上記制御手段は、走行距離又は通紙枚数を算出する算出手段であり、また、算出された走行距離又は通紙枚数を保存する保存手段、画像面積率を算出する画像面積率算出手段、通紙した画像面積率毎の走行距離又は通紙枚数を算出する手段としても機能する。
線速差分補正テーブルには、線速情報に応じたＶｔの補正量情報が記録されている。テーブル記載の記号は、ΔＶｔ1_0は線速１のときの線速による補正量、ΔＶｔ2_0は線速２のときの線速による補正量を表している。

環境テーブルには、温度・湿度に対応したＶｔの補正量（ある線速、環境に対応した補正量）情報が記録されている。補正テーブル記載の記号は、例えば、ΔＶｔ1_a1は線速１のときの環境が０＜（温度Ｔ）＜５、０＜（湿度Ａ）＜５に対応する補正量、ΔＶｔ2_a2は線速２のときの環境が０＜（温度Ｔ）＜５、５＜（湿度Ａ）＜１０に対応する補正量を表している。
キャリア物性補正テーブルには、キャリアの物性値に対応したＶｔの補正量情報が記録されている。キャリアの物性値は、画像形成装置本体のメモリに備えている場合、プロセスカートリッジに付いたＩＤチップに備えている場合などがある。
補正テーブル記載の記号は、例えば、ΔＶｔ1_b1は線速１のときのキャリア物性値Ａに対応する補正量、ΔＶｔ2_b2は線速２のときのキャリア物性値Ｂに対応する補正量を表している。

経時補正テーブルには、ある画像面積率で走行した走行距離のＶｔの補正量（ある線速、走行距離に対応した補正量）情報が記録されている。補正テーブル記載の記号は、例えば、ΔＶｔ1_c1は線速１のときの画像面積率０．５％以下で１００ｍ以下走行した走行距離に対応する補正量、ΔＶｔ2_c2は線速２のときの画像面積率０．５％〜１％で１００ｍ以下走行した走行距離に対応する補正量を表している。

図１３に基づいて、３線速（標準線速、中線速、低線速）を持つ画像形成装置における本実施形態の制御動作を示す。ここでは、全ての補正テーブルを使った場合の一例を示す。補正テーブルのうち、１つまたは２つ使用する場合では、この制御動作以外の場合もある。
図１３における記号の意味は以下の通りである。
Ｖｔ：トナー濃度センサで読み取ったＶｔの値
Ｖｔ’：Ｖｔ補正後の値
ΔＶｔ1_0：中線速のときの線速によるＶｔの補正量
ΔＶｔ2_0：低線速のときの線速による補正量
ΔＶｔ1_a：中線速のときの環境によるＶｔの補正量
ΔＶｔ2_a：低線速のときの環境によるＶｔの補正量
ΔＶｔ1_b：中線速のときのキャリア物性によるＶｔの補正量
ΔＶｔ2_b：低線速のときのキャリア物性によるＶｔの補正量
ΔＶｔ1_c：中線速のときの経時変化によるＶｔの補正量
ΔＶｔ2_c：低線速のときの経時変化によるＶｔの補正量

（１）トナー濃度センサによりＶｔを検知する。
（２）線速を検知する。
（３）上記（２）で検知した線速が標準線速の場合は、Ｖｔの補正はせず、トナー濃度センサで出力したＶｔの値を補正後のＶｔ’とする。
（４）上記（３）で標準線速以外の場合には、線速が中線速かどうかを検知し、中速の場合には、線速補正テーブルから中線速に対応した補正量ΔＶｔ1_0を読み出して補正量とする。
（５）上記（４）終了後、環境補正テーブルから、中線速及びそのときの環境に対応する補正量ΔＶｔ1_aを読み出して補正量とする。
（６）上記（５）において、キャリア物性補正テーブルから、中線速及びそのときのキャリア物性値に対応する補正量ΔＶｔ1_bを読み出して補正量とする。
（７）上記（５）終了後、経時補正テーブルから、中線速及びある画像面積率での走行距離に対応する補正量ΔＶｔ1_cを読み出し補正量とする。
（８）上記（４）〜（７）の補正量を足し合わせてその値をΔＶｔ_１とし、トナー濃度センサにより検知したＶｔの値に補正量として加え、Ｖｔ補正後の出力値Ｖｔ’とする。
（９）上記（４）において、線速が中速でない場合は、各補正テーブルから低線速の場合の補正量を用い、上記（４）〜（８）の動作を行う。
以上のような補正により、Ｖｔ補正後のＶｔ’の値からトナー濃度を算出し、必要に応じてトナー補給を行う。

環境に対応するトナー濃度センサ出力値の補正量情報を持っているので、環境に応じてトナー濃度センサ出力値の補正量を変更することができる。
また、キャリア物性値に対応するトナー濃度センサ出力値の補正量情報を持っているので、キャリア物性値に応じてトナー濃度センサ出力値の補正量を変更することができる。
また、保守・交換性の良好なプロセスカートリッジにキャリア物性値に応じたトナー濃度センサ出力値の補正量情報を持っているので、ロット毎のばらつきに対応することができる。
また、走行距離または通紙枚数に対応するトナー濃度センサ出力値の補正量情報を持っているので、走行距離または通紙枚数に応じてトナー濃度センサ出力値の補正量を変更することができる。
また、画像面積率と走行距離または通紙枚数に対応するトナー濃度センサ出力値の補正量情報を持っているので、劣化状態の異なる画像形成装置のトナー濃度センサ出力値の補正量を変更することができる。
また、より精度の高いトナー濃度センサ出力値の補正をすることができ、色毎で異なるトナー濃度センサ出力値の変動に対応することができる。

第１の実施形態と第２の実施形態とにおいて、線速外条件の種類を分けて説明したが、これらの全ての線速外条件に対応したＶｔを補正するための補正量情報を記憶し、制御するようにしてもよい。

このように、装置が使用状況に応じた補正テーブルを記録しており、そのデータを基にＶｔの補正を行えば、いかなる使用状況においても常に線速差によるＶｔの補正ができ、正確なトナー濃度の検知をすることができる。

画像形成装置１００の構成の詳細を説明する。中間転写ベルト１１は、その下側の部分が各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに対向しており、この対向した部分が、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ上のトナー像を中間転写ベルト１１に転写する転写部９８を形成している。
中間転写ベルト１１に対する重畳転写は、中間転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、中間転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに対向する位置に配設された１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。

画像形成装置１００は、４つの画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫの上方に対向して配設され、中間転写ベルト１１を備えたユニットとしての転写ベルトユニット１０と、中間転写ベルト１１に対向して配設され中間転写ベルト１１に従動し、連れ回りする転写部材としての２次転写ローラ５と、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫの下方に対向して配設された書込ユニットとしての光走査装置８とを有している。
画像形成装置１００はまた、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫと中間転写ベルト１１との間に向けて搬送される転写紙Ｓを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置６１と、シート給送装置６１から搬送されてきた記録紙Ｓを所定のタイミングで、２次転写部９０に向けて繰り出すレジストローラ対４とを有している。

画像形成装置１００はまた、トナー像を転写された転写紙Ｓに同トナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置６と、定着済みの転写紙Ｓを装置本体９９の外部に排出する排紙ローラ対７と、転写ベルトユニット１０の上方に配設され、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填された、装置本体９９に着脱されるトナー補給部材としてのトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫと、装置本体９９の上側に配設され排出ローラ対７により装置本体９９の外部に排出された転写紙Ｓを積載する排紙トレイ１７と、廃トナー等の不要物を収納する廃トナータンク８３とを有している。

転写ベルトユニット１０は、中間転写ベルト１１の他に、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫと、中間転写ベルト１１を巻き掛けられた、駆動部材である駆動ローラ７２と、転写入口ローラ７３と、クリーニング対向ローラ７４と、クリーニング対向ローラ７４を中間転写ベルト１１の張力を増加する方向に付勢する付勢手段としてのばね７５とを有している。
転写ベルトユニット１０はまた、装置本体９９に着脱自在に支持され、駆動ローラ７２、転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４、ばね７５を保持し、転写ベルトユニット１０の筐体をなす中間転写ベルトケース１４と、中間転写ベルトケース１４と一体をなし、中間転写ベルト１１に対向して配設され中間転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置としてのクリーニング装置１３とを有している。
転写ベルトユニット１０はまた、駆動ローラ７２を回転駆動する図示しない駆動系と、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫに１次転写バイアスを印加する図示しない１次転写バイアス印加手段としての電源及びバイアス制御手段とを有している。

転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４は、駆動ローラ７２によって回転駆動される中間転写ベルト１１に連れ回りする従動ローラとなっている。１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫは、中間転写ベルト１１をその裏面から感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに向けて押圧してそれぞれ１次転写ニップを形成する。
この１次転写ニップは、中間転写ベルト１１の、転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４の間に張り渡した部分において形成されている。転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４は、１次転写ニットを安定化する機能を有する。
各１次転写ニップには、１次転写バイアスの作用により、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫと１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫとの間に１次転写電界が形成される。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ上に形成された各色のトナー像は、この１次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１上に１次転写される。

駆動ローラ７２は、中間転写ベルト１１を介して２次転写ローラ５を当接されており、２次転写部９０を形成している。クリーニング対向ローラ７４は、ばね７５の作用により、中間転写ベルト１１に、転写に適した所定の張力を与える加圧部材としてのテンションローラたる機能を有している。
クリーニング装置１３は、図１におけるクリーニング対向ローラ７４の左方の位置において、中間転写ベルト１１に対向するように配設されている。クリーニング装置１３は、詳細な図示を省略するが、中間転写ベルト１１に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有しており、中間転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、中間転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。このクリーニングにより生じた廃トナー等の不要物は、図示しない廃トナー経路を経て廃トナータンク８３に収納されるようになっている。

シート給送装置６１は、転写紙Ｓを複数枚重ねた転写紙束の状態で収容するものであり、装置本体９９の下部に配設され、最上位の転写紙Ｓの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ３を有しており、給送ローラ３が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の転写紙Ｓをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。
２次転写部９０には、２次転写バイアスの作用により、駆動ローラ７２及び中間転写ベルト１１と、２次転写ローラ５との間に２次転写電界が形成される。中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像は、この２次転写電界やニップ圧の影響によって転写紙Ｓ上に２次転写される。駆動ローラ７２は２次転写対向ローラを兼ねている。

定着装置６は、熱源を内部に有する定着ローラ６２と、定着ローラ６２に圧接された加圧ローラ６３とを有しており、トナー像を担持した転写紙Ｓを定着ローラ６２と加圧ローラ６３との圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙Ｓの表面に定着するようになっている。
トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫ内のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーは、図示しないトナー供給機構により、所定の補給量だけ、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫにそれぞれ備えられた現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０ＢＫに補給される。トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫは、内部のトナーがなくなると交換される消耗品であり、トナーがなくなったとき等に装置本体９９から取り外され、交換される。
クリーニング装置１３、クリーニング対向ローラ７４は、黒色画像形成時には、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍとともに下方に移動し、中間転写ベルト１１を、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍから離間するように構成されている。

画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像形成ユニット６０Ｙの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像形成ユニット６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、画像形成ユニット６０Ｙの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像形成ユニット６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫの構成に付し、詳細な説明については適宜省略することとする。

図２に示すように、帯電装置３０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの表面に当接して従動回転する帯電ローラ３１Ｙと、帯電ローラ３１Ｙに当接し従動回転するクリーニングローラ３２Ｙとを有している。帯電ローラ３１Ｙには、直流に交流成分のバイアスを重畳印加する図示しない電圧印加手段が接続されており、感光体ドラム２０Ｙと対向する帯電領域において、感光体ドラム２０Ｙの表面を除電すると同時に、所定の極性に帯電するようになっている。
クリーニングローラ３２Ｙは帯電ローラ３１Ｙに従動回転することで帯電ローラ３１Ｙをクリーニングするようになっている。
このように、本実施形態では、接触ローラを用いた帯電システムを採用しているが、帯電システムは、近接ローラを用いたものであっても良いし、コロトロン方式を採用したものであっても良い。

１次転写ローラ１２Ｙには、１次転写バイアス印加手段によって、バイアス制御手段による制御に基づき、電源から、１次転写に適した所定の電圧が印加されるようになっている。
図１に示した光走査装置８は、図２に示すように、感光体ドラム２０Ｙにおける帯電領域と現像領域との間の領域に、光変調されたレーザー光Ｌを照射して帯電ローラ３１Ｙにより帯電された後の感光体ドラム２０Ｙの表面を露光し、露光部分の電位を低下させて感光体ドラム２０Ｙの表面上に静電的な電位差を設け、静電潜像を形成する。電位が低下した部分に現像装置５０Ｙによってイエロートナーが供給されて付着し、イエロートナー像として可視像化される。

クリーニング装置４０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに対向する部分に開口部を有するクリーニングケース４３Ｙと、感光体ドラム２０Ｙに当接し感光体ドラム２０Ｙ上の残留トナー、キャリア、紙粉等の不要物を掻き取ってクリーニングするクリーニングローラ４５Ｙと、感光体ドラム２０Ｙの回転方向Ｂ１において、クリーニングローラ４５Ｙよりも下流側の位置で感光体ドラム２０Ｙに当接し感光体ドラム２０Ｙ上の不要物を掻き取ってクリーニングするためのブレードとしてのクリーニングブレード４１Ｙとを有している。
クリーニング装置４０Ｙはまた、クリーニングケース４３Ｙに回転自在に支持され、クリーニングローラ４５Ｙ、クリーニングブレード４１Ｙによって掻き取られ、また除去されることによって生じた廃トナー等の不要物を廃トナータンクに向けて搬送するための図示しない廃トナー経路の一部を構成する排出スクリュウ４２Ｙ等を有している。

９ トナーボトル
１９、２０ 現像剤撹拌部材
５０ 現像装置
９５ プロセスカートリッジ
Ｃ トナー濃度検知手段

特開２００８−１７０６２４号公報 特開２００４−１１７８９５号公報

Claims (14)

1. 切り替え可能な２つ以上の線速度を持つ現像剤撹拌部材を備え、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置を有し、前記現像装置に設けられたトナー濃度検知手段の出力値Ｖｔを読み取り、Ｖｔに基づいて必要な場合にトナーを補給することで前記現像装置内のトナー濃度を制御する画像形成装置において、
   前記各線速度に対応してＶｔを補正するための線速度毎の補正量情報と、前記線速度以外の条件であって、前記トナー濃度検知手段の出力値に影響を与える線速外条件に対するＶｔを補正するための補正量情報とを有し、トナー濃度検知時の線速度に対応した補正量と、トナー濃度検知時の前記線速外条件に対応した補正量とを加味してＶｔを補正し、補正後のＶｔ’に基づいてトナー補給量を決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記線速外条件が画像面積率であり、Ｖｔを補正するための画像面積率毎の補正量情報と、画像面積率を算出する画像面積率算出手段と、算出された画像面積率を保存する画像面積率保存手段とを有し、前記画像面積率保存手段の保存情報から画像面積率を決定することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   直前までの画像面積率の平均を画像面積率として決定することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記線速外条件が、装置を使用しない放置時間であり、Ｖｔを補正するための放置時間毎の補正量情報と、放置時間をカウントして保存する放置時間保存手段とを有し、前記放置時間保存手段の保存情報から放置時間を決定することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記線速外条件がトナーの物性値であり、Ｖｔを補正するためのトナーの物性値毎の補正量情報を有していることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置において、
   前記トナーの物性値は、交換可能なトナーボトルから読み取られることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項５に記載の画像形成装置において、
   前記トナーの物性値は、画像形成装置本体に対して脱着可能なプロセスカートリッジから読み取られることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記線速外条件が環境情報であり、Ｖｔを補正するための環境情報毎の補正量情報を有していることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記線速外条件がキャリアの物性値であり、Ｖｔを補正するためのキャリアの物性値毎の補正量情報を有していることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項９に記載の画像形成装置において、
    前記キャリアの物性値は、画像形成装置本体に対して脱着可能なプロセスカートリッジから読み取られることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１に記載の画像形成装置において、
    前記線速外条件が走行距離又は通紙枚数であり、Ｖｔを補正するための走行距離又は通紙枚数毎の補正量情報と、走行距離又は通紙枚数を算出する算出手段と、算出された走行距離又は通紙枚数を保存する保存手段とを有していることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１１に記載の画像形成装置において、
    画像面積率を算出する画像面積率算出手段と、通紙した画像面積率毎の走行距離又は通紙枚数を算出する手段とを有していることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項２、４、５、８、９、１１のうちのいずれか２つ以上の線速外条件に対するＶｔを補正するための補正量情報を有していることを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１〜１３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
    カラー画像形成が可能な構成を備え、Ｖｔを補正するための補正量情報を色毎に有していることを特徴とする画像形成装置。

Images