JP2012198342A

JP2012198342A - 画像形成装置、画像形成システム、および画像形成方法、並びにプログラム

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Publication number: JP2012198342A
Application number: JP2011061661A
Authority: JP
Inventors: Koichi Takahashi; 康一高橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2012-10-18

Abstract

【課題】トナー濃度が帯電低下で高くなった場合にも、ベタ画像の後端欠け発生を抑制して安定した画質を得る。
【解決手段】感光体１００と逆方向に回転する現像ロール１１１ｂを含む現像ロール１１１ａ，ｂを有する現像装置１１０と、感光体１００，現像ロール１１１ａ，ｂの回転速度を制御する速度制御部１５２と、現像ポテンシャル制御部１５３と、トナー濃度センサ１１２と、トナー濃度を制御するトナー補給制御部１５１と、を有し、高速度印刷の動作から低速度印刷の動作に切り替える場合、現像ポテンシャルを変化させるとともに、現像ロール１１１ａ，ｂの回転速度を、低速度印刷の速度切替後回転速度よりも低い回転速度まで一旦落とした後、トナー濃度が所定の出力値に達するまでの間、現像ロール１１１ａ，ｂの回転速度を前記速度切替後回転速度まで増速させるメイン制御部１５０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真装置の二成分現像剤を用いる現像装置において印刷速度の切り替え時や現像ロールの回転数変更時の画質の安定化を実現する画像形成装置、画像形成システム、および画像形成方法、並びにプログラムに関する。

従来、複数の印刷速度を有する電子写真方式の画像形成装置が知られている。このような複数の印刷速度を有する電子写真装置の二成分現像剤を用いる現像装置において、印刷速度を変更した場合に、現像装置の現像ロールの回転数は、速度差が少ない場合には、変化させないが、速度差がある程度大きい場合には、感光体との周速差が同じになるように現像ロールの回転数をある一定値に切り替えていた。

このような装置において、画質の安定を図る目的で、たとえば、特許文献１、２に開示されているように、トナー濃度制御、温湿度制御、トナー補給量制御、表面電位制御、バイアス電位制御、露光量制御、現像剤使用量のデータによって安定した画像を得ることを実施している。また、印刷開始時のトナー濃度の上昇を抑止するために、現像ロールなどを停止と駆動を繰り返して印刷時に補給されたトナーを排出することが開示されている（たとえば、特許文献３参照）。

ところが、現像ロールの回転数を変えることにより、トナー濃度を検出する方法は、現像剤が流れている部分を磁気的に検知して制御するため、現像ロールの速度を変更した直後からしばらくの間は、トナー濃度出力が大きく外れる場合があった。

そこで、現像ポテンシャルを速度変更前と比べ、ずらしてしまうという現像特性を変更する制御を実施するが、トナー濃度の変化中は、印刷濃度の変動が大きくなってしまうことがあった。さらには、後端欠け（この現象を以下、キーストーニングという）のような細かい部分の画質の制御には向いていなかった。

上述した複数の印刷速度を有する画像形成装置において、現像装置の現像ロール回転数は、印刷速度によって、感光体と現像ロールとの周速差や周速比によってある一定値に固定されることを実施してきた。この場合、大量に連続して印刷する場合においては、一定の安定した画質が得られるものの、トナー濃度の変動や現像剤の劣化状況においては、安定した画質は得られなかった。

しかしながら、上記に示されるような従来の電子写真装置の現像装置にあっては、印刷速度を変更した直後、現像装置の現像ロール回転数もある比率で画一的に変化させるために、現像装置内のトナーの帯電量の変化が起こり、特に、ベタ画像の後端欠け（キーストーニング）がトナー濃度が帯電低下で高くなった場合は、印刷品質も不安定となるという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、印刷速度が２段階以上に切り替わる装置において、トナー濃度が帯電低下で高くなった場合にも、ベタ画像の後端欠け発生を抑制して安定した画質を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、感光体上に形成された静電潜像を前記感光体と逆方向に回転する現像ロールを含む現像ロールにより現像する現像装置と、前記感光体および前記現像ロールの回転速度を制御する速度制御手段と、現像ポテンシャルを制御する現像ポテンシャル制御手段と、前記現像装置内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で検出されたトナー濃度検出情報にしたがって前記現像装置内のトナー濃度を制御するトナー濃度制御手段と、を有し、高速度印刷と低速度印刷の２段階以上に印刷速度を切り替えて画像形成を行う画像形成装置であって、前記高速度印刷の動作から前記低速度印刷の動作に切り替える場合、前記現像ポテンシャルを変化させるとともに、前記現像ロールの回転速度を、前記低速度印刷の速度切替後回転速度よりも低い回転速度まで一旦落とした後、前記トナー濃度検出手段で検出されるトナー濃度が所定の出力値に達するまでの間、前記現像ロールの回転速度を前記速度切替後回転速度まで増速させる制御手段を備えることを特徴とする。

本発明は、高速度印刷の動作から低速度印刷の動作に切り替える場合、現像ポテンシャルを変化させるとともに、現像ロールの回転速度を、低速度印刷の速度切替後回転速度よりも低い回転速度まで一旦落とした後、トナー濃度検出手段で検出されるトナー濃度が所定の出力値に達するまでの間、現像ロールの回転速度を前記速度切替後回転速度まで増速させるため、速度切り替え後のトナー濃度が安定化するまでのベタ画像の後端欠け発生を抑制して安定した画質を得ることができるという効果を奏する。

図１は、この実施の形態にかかる現像装置を含む画像形成装置の主要部構成およびその機能構成を示す説明図である。図２は、この実施の形態にかかる現像装置を含む画像形成装置の低速度印刷から高速度印刷に切り替えるときの制御例を示すフローチャートである。図３は、低速度印刷から高速度印刷に切り替えるときのトナー濃度及び現像ポテンシャルと現像ロールの回転数制御例を示すタイミングチャートである。図４は、トナー濃度によって顕著に変動するキーストーニングの良悪に関する関係図である。図５は、画像形成装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置、画像形成システム、および画像形成方法、並びにプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、この実施の形態にかかる現像装置を含む画像形成装置の主要部構成およびその機能構成を示す説明図である。この画像形成装置は、現像剤（キャリア）とトナーを用いた二成分現像方式を用いた電子写真プロセスにしたがって配置および構成される。この図１において、符号１００は感光体、符号１０１は帯電器、符号１０２はレーザー光、符号１０３は高圧電源、符号１１０は現像装置、符号１２０はトナー補給装置、符号１３０は転写チャージャ、符号１４０はクリーニング装置、符号１５０はメイン制御部、符号１５１はトナー補給制御部、符号１５２は速度制御部、符号１５３は現像ポテンシャル制御部である。

現像装置１１０は、感光体１００に対して正逆方向に回転する２つの現像ロール１１１ａ，１１１ｂ、現像装置１１０内のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ１１２を有する。また、この現像装置１１０内には、トナーの攪拌、搬送、汲みあげといった各ロールが配置されている。トナー補給装置１２０はトナーホッパ下部に、トナー補給時に回転するトナー補給ローラ１２１を有する。現像ロール１１１ａ，１１１ｂは、図１に示すように、現像ロール１１１ａが感光体１００の回転と順方向、現像ロール１１１ｂが感光体１００の回転と逆方向に回転するように構成されている。

現像ロール１１１ａ，１１１ｂは、何れも不図示であるが、たとえば、ステッピングモータを駆動源として、回転軸に取り付けられたプーリ、アイドルプーリ、タイミングベルトによって伝達される駆動系によって駆動される。また。現像ロール１１１ａ，１１１ｂは、通常の二成分現像装置と同様に、磁性体である現像キャリアを汲み上げるためのマグネット体を円筒状のスリーブに内蔵し、この現像キャリアを介してトナーをロール表面に付着させ、ドクター（不図示）によって一定厚のトナー層を形成する。また、現像装置１１０は現像バイアス電源（不図示）を介して現像バイアス電圧が印加されるように構成される。

メイン制御部１５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、タイマーなどを有するマイクロコンピュータシステムで構成され、本装置各部を統括的に制御する。上記ＣＰＵはＲＯＭに記憶されている制御プログラムに基づいて本装置の制御を実行する。上記ＲＡＭは制御時のワーキングメモリとして用いられる。

トナー補給制御部１５１は、トナー濃度センサ１１２で検出された現像装置１１０内のトナー濃度情報にしたがって、現像装置１１０内のトナー濃度があらかじめ決められた濃度レベルとなるように、トナー補給装置１２０のトナー補給ローラ１２１の回転によるトナー補給量を制御する。

速度制御部１５２は、現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転を印刷速度に合わせて切り替え制御する。この速度制御については後述する。現像ポテンシャル制御部１５３は、感光体１００の露光後電位―現像バイアス電位で表される現像ポテンシャルを、後述するように印刷速度に合わせて所定値に制御する。

図１に示す電子写真装置は、この実施の形態では、印刷速度として高速度印刷速度（５６ＩＰＳ：ｉｎｃｈｐｅｒｓｅｃｏｎｄ）から低速度印刷速度（４６ＩＰＳ）に切り替わるように構成されている。このように印刷速度が２段階で動作可能なため、印刷速度に応じて、感光体１００、現像装置１１０の各ロール、現像ポテンシャルなどが変更されるように構成されている。なお、図１において、高速度印刷速度（５６ＩＰＳ）の印刷速度はＡ、低速度印刷速度（４６ＩＰＳ）の印刷速度はＢで示している。

このように構成された電子写真装置は一般的に知られているように電子写真プロセスにしたがった順序で画像形成が行われる。感光体１００には、帯電器１０１が高圧電源１０３から供給される電圧にしたがって帯電した後、レーザー光１０２による光書込み動作によって、その光書込み情報に応じた静電潜像が形成される。感光体１００上に形成された静電潜像は、現像装置１１０によりトナー像として可視像化される。感光体１００上に形成されたトナー像は、給紙装置（不図示）から所定のタイミングで転写チャージャ１３０に送られる用紙に転写される。転写後の感光体１００はクリーニング装置１４０により転写後の残留トナーを除去され、つぎの画像形成動作が可能なように初期化処理される。

つぎに、図１に示すように構成された電子写真装置の各部分の動作について、図２，３を用いて高速度印刷速度から低速度印刷速度に切り替わる場合について説明する。図２は、この実施の形態にかかる現像装置を含む画像形成装置の低速度印刷から高速度印刷に切り替えるときの制御例を示すフローチャートである。図３は、低速度印刷から高速度印刷に切り替えるときのトナー濃度及び現像ポテンシャルと現像ロールの回転数制御例を示すタイミングチャートである。なお、図３において、具体的な印刷速度として高速度印刷速度：５６ＩＰＳから低速度印刷速度：４６ＩＰＳに切り替わる場合について説明する。

図２に示すフローチャートは、図１に示すメイン制御部１５０を介して各部が統括的に実行される。図２に示す高速度印刷では、現像ポテンシャルの値を高い値に設定し（ステップＳ１１）、かつトナー濃度を高い値に設定し（ステップＳ１２）、現像ロール１１１ａ，１１１ｂを高速度印刷時の回転数で回転する（ステップＳ１３）。なお、ここでは図示していないが感光体１００を含むプロセス速度についても高速度印刷時の回転数に制御する。

続いて、高速度印刷から低速度印刷に切り替え場合、まず、トナー濃度センサ１１２によりトナー濃度を検出し（ステップＳ１４）、この検出したトナー濃度値があらかじめ定めた一定値であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。ここでトナー濃度値が一定値である場合、トナー濃度を一時的に上昇させ（ステップＳ１６）、さらに現像ポテンシャルを低く設定する（ステップＳ１７）。また、現像ロール１１１ａ，１１１ｂを、一時的に低速度印刷時の回転数より低く回転する（ステップＳ１８）とともに、トナー濃度を一時的に上昇させ（ステップＳ１９）、さらに現像ロール１１１ａ，１１１ｂを低速度印刷時の回転数に制御する（ステップＳ２０）。なお、高速度印刷時と同様に、ここでは図示していないが感光体１００を含むプロセス速度についても低速度印刷時の回転数に制御する。

つぎに、上述した図２の高速度印刷から低速度印刷の制御の具体例について説明する。図３において、上段のラインＩ，Ｊが現像ポテンシャル、中央のラインＤｕｐ，Ｄ，Ｃがトナー濃度検出値、下段のラインＥ，Ｆ，Ｈが現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数を示している。トナー濃度の検出値変更時に、現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数も図２に示すように変動させる。

また、図３において、トナー濃度の検出値が変化しているが、検出値がある一定値に収束するＹ以前において現像ロール回転数を徐々に変化させ、Ｙ以降においては一定回転数となることを特徴とする。何故このような制御が必要かというと、トナー濃度の変動によって、印刷濃度の低下、印刷の均一性、ベタ黒の後端部の欠け（キーストーニング）やベタ黒の前方の飛び散りや欠けが目立ち易くなるからである。特にキーストーニングは、図４において説明するが、トナー濃度依存性が非常に高い傾向がある。

図３においては、高速度印刷から低速度印刷に横軸に示す符号Ｚのタイミングで切り替えることを示している。高速度印刷（５６ＩＰＳ）時（図１中感光体１００のＡ回転）のトナー濃度が安定した場合の最適な現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数は、６３０ｒｐｍ（図３中に示すＥ回転）である。他方、低速度印刷（４６ＩＰＳ）時（図１中感光体のＢ回転）のトナー濃度が安定した場合の最適な現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数は、５７０ｒｐｍ（図３中に示すＦ回転）とは異なる回転数となる。

また、現像ポテンシャルは、図３に示すように、高速度印刷時ほど低速度印刷時には必要でなく、高速度印刷時はＩレベルに設定し、低速度印刷時はＪレベルに設定する。トナー濃度検出値は、高速度印刷時はＤレベル（２．３Ｖ）に対し、低速度印刷時はＣレベル（２．２Ｖ）に制御させる。

ところが、トナー濃度検出値は、現像ポテンシャルのように瞬時に変化するものではなく、ある一定時間経過後に一定値に安定する。また、現像性を下げるため、若干トナー濃度を下げる制御を実施することも多く、その後、トナー濃度はＣのレベルまで低下させることで変動幅も大きくなる。

たとえば、３５ＩＰＳ未満の低速の印刷速度装置においては、トナー供給量が十分に足りているため、変動による画質の変化は問題とならない（気にならない）。しかしながら、トナーを大量に消費する印刷速度が３５ＩＰＳ以上のきわめて高速の印刷を行う装置においては画質変化が顕著に発生する。

図３を用いて印刷速度の切り替えにおける制御タイミングを説明する。図３の横軸に示すようにＡのタイミングから５６ＩＰＳの高速度印刷から図中Ｚのタイミングにおいて、４６ＩＰＳの低速の印刷速度に切り替える。ここで、現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数は、図中Ｙの時点以降は、安定した場合の最適な一定回転速度とするが、安定するまでの間に相当するＺ〜Ｙ間において、４６ＩＰＳの条件にとってはトナー濃度が一時的に増加する（図３のＤｕｐ参照）。なお、この実施の形態では、現像装置１１０内の現像剤の特性が安定するまでの時間を短縮させるために、再起動時には高速側で立ち上げ、低速動作に切り換えている。

このトナー濃度の増加によって、従来は、キーストーニングが増大してしまうという欠点があった。そこで、キーストーニング発生の抑制に効果的である現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数の低下を、現像装置１１０内のトナー濃度の増大時におけるＺ〜Ｘ間において実施する。具体的には、５６ＩＰＳの安定時の回転数より低い５１０ｒｐｍ（図２中Ｈに相当）まで下げていく。

さらに、図３に示すＸ〜Ｙ間において、トナー濃度が安定方向に向かうために徐々に低下してくると共に、キーストーニングに関しては緩和される方向に向かうので、現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数を徐々に上げていき、安定時のトナー濃度に達するＹの時点において、５７０ｒｐｍ（図３中Ｆに相当）の回転数まで上げていく。

本例では、現像ポテンシャルは高速度印刷時の標準で３００Ｖを設定しているが、低速度印刷時は２５０Ｖで十分である。現像ポテンシャルは、設定を変えると瞬時に変化が見られるが、速度切り替え時には図２に示す横軸ＺからＸに移り変わる過程のようにトナー濃度検出値の変動も発生しやすく安定した画質の状態を保つことが難しい。また、印刷速度を切り替える際においては、トナー濃度も変化させる方が良好な画質を得やすく、意図的に変化させることも多い。本例においても、安定時の高速度印刷時のトナー濃度検出値は、２．３Ｖ（図３ではＤ設定）より低速時のトナー濃度を下げて２．２Ｖに設定している。

この図３では、ＺからＸの現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数変動のプロセス、ＺからＹの現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数の変動のプロセスについて示した。また、現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数の変化をトナー濃度検出の変化と同等の割合で変えてもよい。

本例においては、この安定までの時間差を現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数制御によって補正していくものである。現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数は、高速度印刷時においては、６３０ｒｐｍ（図３中Ｅ）であるが、低速度印刷に切り替えた直後は、Ｄｕｐに相当するようにトナー濃度出力値が上昇傾向であり、制御値まで下がる状態ではなく、依然高いままである。トナー濃度が高い状態だとベタ黒の後端部欠けや前方の飛び散りが発生しやすく、対策としては図３中ＥからＨまでのように現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数を低下させることが効果的である。

そこで、トナー濃度が安定する数分の間（約５分〜１０分程度）の前半において、低速度印刷時の通常設定の現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転速度５７０ｒｐｍより、さらに低い回転速度５１０ｒｐｍまで徐々に低下させ均質な画質を確保する。その後、後半において、安定時の現像ロール１１１ａ，１１１ｂの速度に近い方に変化させていき、数分後に、一定の値（図３中Ｆの値（５７０ｒｐｍ））である安定値に収束させる。

ところで、上述した５７０ｒｐｍに代えて５１０ｒｐｍに一旦下げたときに、最適なトナー濃度よりトナー濃度が上昇しているため特に不具合は発生しない。また、この場合、５７０ｒｐｍに合わせるのは、最適なトナー濃度として５７０ｒｐｍが良いためである。なお、本発明者らの実験によれば、６６ＩＰＳというようにさらに高速度印刷とした場合には、現像剤がスリップして搬送不可能となるなどにより、上記比率まで上げることは困難であった。

また、感光体１００の回転速度と現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転速度比については、値が発明者の経験から１．６を超えると画質に違いが見られるため、１．２以上１．７以下がよい。以下に具体例を示す。

図１に示す現像ロール１１１ａ，１１１ｂの外径は、φ＝５５ｍｍである。現像ロール１１１ａ，１１１ｂの１回転は、５５ｍｍ×３．１４≒１７２．７ｍｍとなる。現像ロール１１１ａ，１１１ｂのほうが感光体１００の回転速度に対して１．２以上速い。

印刷速度が、５６ＩＰＳ(１４４２ｍｍ／ｓ)、現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数が６３０ｒｐｍの場合は、１７２．７ｍｍ×６３０ｒｐｍ／６０ｓ＝１８１３ｍｍ／ｓ、１８１３／１４４２＝１．２５８(倍)となる。

また、印刷速度が、４６ＩＰＳ(１１６８ｍｍ／ｓ)、現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数が５７０ｒｐｍの場合は、１７２．７ｍｍ×５７０ｒｐｍ／６０ｓ＝１６４０．６５ｍｍ／ｓ、１６４０．６５／１１６８＝１．４０５(倍)となる。

また、現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数が５１０ｒｐｍの場合、１７２．７ｍｍ×５１０ｒｐｍ／６０ｓ＝１４６７．９５ｍｍ／ｓ、１４６７．９５／１１６８＝１．２５６(倍)となる。

つぎに、印刷速度が一定時において、感光体１００と逆方向の現像ロール１１１ｂの速度毎のキーストーニングの程度の関係を図４により説明する。図４は、印刷速度４６ＩＰＳのトナー濃度とキーストーニングの関係を示している。なお、図４における３本のラインは、上より６３０ｒｐｍ、５７０ｒｐｍ、５１０ｒｐｍの現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数を示している。

この場合、トナー濃度が低いとキーストーニングの程度に各々の速度において差は少なく許容範囲にいずれも入ることが可能である。しかしながら、トナー濃度が高くなるにしたがって、現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数が速いほどキーストーニングの程度が悪化しており、５１０ｒｐｍにおいては許容範囲に入っているものの、５７０ｒｐｍましてや６３０ｒｐｍにおいては許容レベルの範囲を超えてしまうという現象が発生する。

このように、トナー濃度が高い場合においては、現像ロールを高速に回転させる設定にしておくと、キーストーニングが目立つ状況が発生してしまう。このため、図４で示したように、現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数を通常の安定速度よりも低い速度へ一旦下げたうえで、トナー濃度が安定するまでの期間、通常の安定速度まで徐々に速度を上げていく制御を行う。

ところで、上述したように本発明の特徴となる現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数の制御について説明してきた。これまでは１台で印刷する速度切り替え時の制御を説明してきたが、タンデム印刷時においても同じような現象が発生することがある。このような２台の装置で印刷を行う場合について説明する。２台をつなげて表裏を印刷するようなタンデム型の印刷機等においては、印刷濃度をパッチ制御等で安定化させるため、１台目と２台目で異なった制御値をとってしまう場合がある。

すなわち、図４に示すようにトナー濃度の上昇に伴って、キーストーニングの悪化が発生するため、片方の装置のトナー濃度が大きく上がってしまうと別の装置にトナー濃度を合わせないとキーストーニングの見た目が変わってしまう。そこで、トナー濃度を低下させる場合に現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数を徐々に変化させることで緩和することが可能である。

ところで、高速度印刷と低速度印刷の２段階以上に印刷速度を切り替えて画像形成を行う画像形成装置が２台以上相互通信可能に配置され、この複数の画像形成装置をつなげて用紙の表と裏の印刷を行う画像形成システムでは、上述したように、キーストーニングを表面と裏面とで目立たなくする場合、トナー濃度を下げる場合について実施する。また、トナー濃度を上げる場合には、トナー濃度の追従性が良いため上記制御は実施しない。したがって、２台の装置両方ともトナー濃度を下げる必要がある場合は両方とも実施し、２台の装置のうち片方を下げる必要がある場合は片方のみ実施する。

また、上記画像形成システムにおいて、用紙の裏面を印刷する画像形成装置は、自装置のトナー濃度を、用紙の表面を印刷する他の画像形成装置のトナー濃度にあわせて、現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数を徐々に変化させる。また、上述したように２台の装置で印刷を行う場合、キーストーニングが目立ちにくいトナー濃度が低い方の装置をそのままとし、トナー濃度が高い方の装置のトナー濃度を下げる場合に上記制御を実施すると効果的である。

以上説明してきた実施の形態によれば、印刷速度が２段階以上に切り替わる電子写真装置の感光体１００と逆方向に回転する現像ロール１１１ｂを含む現像装置１１０における速度を切り替えと同時に現像ポテンシャルを変化させる装置で、かつトナー濃度制御値を一定値にまで変化させる装置において、現像装置１１０の現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数を徐々に変化させることにより、速度切り替え後のトナー濃度が安定化するまでの画質の安定化を得ることが可能となる。

また、現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数を徐々に変化させる動作をトナー濃度検出目標値に達するまで実施する、つまり、トナー濃度上昇値に制限を設けることで、画質を安定させる制御を実際に沿った時間で実施することができる。

また、現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数を現像ポテンシャル変更と同時に変化させ、トナー濃度検出値が制御値に達するまで徐々に変化回転数とは反対側に一度変化させることにより、印刷濃度の急激な変化にも対応する効果を得る。

また、印刷速度を下げる場合に、現像ポテンシャルを下げると同時に現像装置１１０の現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数を低下させ、このときトナー濃度検出値はある一定値になるまで上昇するので、その後印刷によりトナー濃度検出値はある一定値まで低下するまで、徐々に現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数を増加させることにより、印刷速度を下げる場合に画質安定を図ることができる。

また、トナー濃度出力の変加速度に合わせて現像ロール１１１ａ，１１１ｂの回転数を増加または減少させることにより、印刷速度を下げる場合に画質安定の効果をトナー濃度検出値との連動で得ることができる。また、上述した装置が２台以上配置されている装置において、複数の画質をもとに現像装置の回転数を何段階かに変えられる装置において、徐々に回転数を変えることにより、２台以上の現像装置を有する装置において画質安定を図ることができる。

なお、本発明は、主に電子写真装置において、現像剤中にトナーやインクを追加してかつトナーやインクの濃度を検知することができる二成分の現像装置に応用される。

図５は、画像形成装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。本図に示すように、この複合機は、コントローラ２１０とエンジン部（Ｅｎｇｉｎｅ）２６０とをＰＣＩ（ＰｅｒｉｐｈｅｒａｌＣｏｍｐｏｎｅｎｔＩｎｔｅｒｆａｃｅ）バスで接続した構成となる。コントローラ２１０は、画像形成装置全体の制御と描画、通信、図示しない操作部からの入力を制御するコントローラである。エンジン部２６０は、ＰＣＩバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、たとえば白黒プロッタ、１ドラムカラープロッタ、４ドラムカラープロッタ、スキャナまたはファックスユニットなどである。なお、このエンジン部２６０には、プロッタなどのいわゆるエンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。

コントローラ２１０は、ＣＰＵ２１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）２１３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）２１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）２１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）２１７と、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）２１６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２１８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）２１３とＡＳＩＣ２１６との間をＡＧＰ（ＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄＧｒａｐｈｉｃｓＰｏｒｔ）バス２１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ２１２は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）２１２ａと、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ)２１２ｂと、をさらに有する。

ＣＰＵ２１１は、画像形成装置の全体制御をおこなうものであり、ＮＢ２１３、ＭＥＭ−Ｐ２１２およびＳＢ２１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。

ＮＢ２１３は、ＣＰＵ２１１とＭＥＭ−Ｐ２１２、ＳＢ２１４、ＡＧＰバス２１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ２１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。

ＭＥＭ−Ｐ２１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ２１２ａとＲＡＭ２１２ｂとからなる。ＲＯＭ２１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ２１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。

ＳＢ２１４は、ＮＢ２１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ２１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ２１３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。

ＡＳＩＣ２１６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）であり、ＡＧＰバス２１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ２１８およびＭＥＭ−Ｃ２１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ２１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ２１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ２１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ（ＤｉｒｅｃｔＭｅｍｏｒｙＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、エンジン部２６０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。このＡＳＩＣ２１６には、ＰＣＩバスを介してＦＣＵ（ＦａｃｓｉｍｉｌｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）２３０、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）２４０、ＩＥＥＥ１３９４（ｔｈｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｓ１３９４）インターフェース２５０が接続される。操作表示部２２０はＡＳＩＣ２１６に直接接続されている。

ＭＥＭ−Ｃ２１７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）２１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。

ＡＧＰバス２１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ２１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。

この実施の形態の画像形成装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。また、この実施の形態の画像形成装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、この実施の形態の画像形成装置で実行される画像形成プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

また、この実施の形態のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。本実施の形態の画像形成装置で実行されるプログラムは、上述した画像形成装置各部を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記録媒体から画像形成プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、主記憶装置上に生成されるようになっている。

１００感光体
１１０現像装置
１１１ａ，１１１ｂ現像ロール
１１２トナー濃度センサ
１２０トナー補給装置
１５０メイン制御部
１５１トナー補給制御部
１５２速度制御部
１５３現像ポテンシャル制御部

特開２００３−０７６１３１号公報特開２００６−２５３２３１号公報特開平０９−０２２１８７号公報

Claims

感光体上に形成された静電潜像を前記感光体と逆方向に回転する現像ロールを含む現像ロールにより現像する現像装置と、前記感光体および前記現像ロールの回転速度を制御する速度制御手段と、現像ポテンシャルを制御する現像ポテンシャル制御手段と、前記現像装置内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で検出されたトナー濃度検出情報にしたがって前記現像装置内のトナー濃度を制御するトナー濃度制御手段と、を有し、高速度印刷と低速度印刷の２段階以上に印刷速度を切り替えて画像形成を行う画像形成装置であって、
前記高速度印刷の動作から前記低速度印刷の動作に切り替える場合、前記現像ポテンシャルを変化させるとともに、前記現像ロールの回転速度を、前記低速度印刷の速度切替後回転速度よりも低い回転速度まで一旦落とした後、前記トナー濃度検出手段で検出されるトナー濃度が所定の出力値に達するまでの間、前記現像ロールの回転速度を前記速度切替後回転速度まで増速させる制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記現像ロールの回転数を徐々に変化させる動作を前記トナー濃度検出手段で検出されるトナー濃度が所定の出力値に達するまで実施することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、印刷速度を下げる場合に、前記現像ポテンシャルを下げると同時に前記現像ロールの回転数を低下させた後、前記トナー濃度検出手段で検出されるトナー濃度がある一定値に低下するまで、徐々に前記現像ロールの回転数を増加させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記トナー濃度検出手段で検出されるトナー濃度が所定の出力値になるまでの速度に合わせて前記現像ロールの回転数を増加または減少させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
感光体上に形成された静電潜像を前記感光体と逆方向に回転する現像ロールを含む現像ロールにより現像する現像装置と、前記感光体および前記現像ロールの回転速度を制御する速度制御手段と、現像ポテンシャルを制御する現像ポテンシャル制御手段と、前記現像装置内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で検出されたトナー濃度検出情報にしたがって前記現像装置内のトナー濃度を制御するトナー濃度制御手段と、を有し、高速度印刷と低速度印刷の２段階以上に印刷速度を切り替えて画像形成を行う画像形成装置が２台以上相互通信可能に配置され、この複数の画像形成装置をつなげて用紙の表と裏の印刷を行う画像形成システムであって、
前記画像形成装置は、前記高速度印刷の動作から前記低速度印刷の動作に切り替える場合、前記現像ポテンシャルを変化させるとともに、前記現像ロールの回転速度を、前記低速度印刷の速度切替後回転速度よりも低い回転速度まで一旦落とした後、前記トナー濃度検出手段で検出されるトナー濃度が所定の出力値に達するまでの間、前記現像ロールの回転速度を前記速度切替後回転速度まで増速させる制御手段を備え、
用紙の裏面を印刷する画像形成装置の制御手段は、自装置のトナー濃度を、用紙の表面を印刷する画像形成装置のトナー濃度にあわせて、前記現像ロールの回転数を徐々に変化させることを特徴とする画像形成システム。
感光体上に形成された静電潜像を前記感光体と逆方向に回転する現像ロールを含む現像ロールにより現像する現像装置と、前記感光体および前記現像ロールの回転速度を制御する速度制御手段と、現像ポテンシャルを制御する現像ポテンシャル制御手段と、前記現像装置内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で検出されたトナー濃度検出情報にしたがって前記現像装置内のトナー濃度を制御するトナー濃度制御手段と、を有し、高速度印刷と低速度印刷の２段階以上に印刷速度を切り替えて画像形成を行う画像形成装置で実行される画像形成方法であって、
制御手段が、前記高速度印刷の動作から前記低速度印刷の動作に切り替える場合、前記現像ポテンシャルを変化させるとともに、前記現像ロールの回転速度を、前記低速度印刷の速度切替後回転速度よりも低い回転速度まで一旦落とした後、前記トナー濃度検出手段で検出されるトナー濃度が所定の出力値に達するまでの間、前記現像ロールの回転速度を前記速度切替後回転速度まで増速させる制御工程を含むことを特徴とする画像形成方法。
感光体上に形成された静電潜像を前記感光体と逆方向に回転する現像ロールを含む現像ロールにより現像する現像装置と、前記感光体および前記現像ロールの回転速度を制御する速度制御手段と、現像ポテンシャルを制御する現像ポテンシャル制御手段と、前記現像装置内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で検出されたトナー濃度検出情報にしたがって前記現像装置内のトナー濃度を制御するトナー濃度制御手段と、を有するコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
高速度印刷の動作から低速度印刷の動作に切り替える場合、前記現像ポテンシャルを変化させるとともに、前記現像ロールの回転速度を、前記低速度印刷の速度切替後回転速度よりも低い回転速度まで一旦落とした後、前記トナー濃度検出手段で検出されるトナー濃度が所定の出力値に達するまでの間、前記現像ロールの回転速度を前記速度切替後回転速度まで増速させる制御ステップを前記コンピュータに実行させるためのプログラム。