JP2015011218A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 像担持体と、像担持体に対して光を走査することにより静電潜像を形成し、且つ光走査方向において光量を変更することが可能な露光手段と、露光手段の光量を調整するために、複数の異なる光量により形成された静電潜像に基づきトナーパッチを形成する形成手段と、トナーパッチを検知する検知手段と、検知手段による検知結果に応じて、露光手段の光の走査方向における光量を調整する制御手段と、を備え、制御手段は、トナーパッチを形成させる際に、露光手段の前記光の走査方向における光量を、走査方向の全ての領域ではなく一部の領域で変更させる。
【選択図】 図9
Description
[画像形成装置の説明]
図1は、画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置は、例えば、プリンタ、複写機、複合機、ファクシミリ等として実現可能である。本実施形態における画像形成装置100は、4つの像担持体を有した、中間転写方式のフルカラープリンタである。イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)に対応した画像形成ステーション10a〜10dを有する。さらに、中間転写体としての中間転写ベルト1と、定着器(定着手段)3とを有する。画像形成ステーション10a〜10dは、画像形成ユニットとしてユニット化されている。画像形成ステーション10a〜10dは、それぞれ共通した構成を有しているため、以下では、画像形成ステーション10aを中心に説明する。
図2は、トナーパッチの検知を行うセンサの概略構成図である。センサ200は、発光素子としてのLED201、受光素子としてのフォトダイオード202、発光素子及び受光素子をホールドするホルダー203を備える。中間転写ベルト1上に形成されたトナーパッチに対しLED201から光を照射し、トナーパッチからの正反射光及び乱反射光をフォトダイオード201で受光することで、トナーパッチの濃度を測定する。
図3は、現像器14の概略構成図である。各画像形成ステーションに設けられた現像器14は、収容する現像剤の色が異なるものの、同様の構成を有するものである。以下、現像器14の詳細について説明する。
現像容器141内では、現像ローラ143へのトナーの供給と現像ローラ143からのトナーの除去が繰り返されることで、トナーが現像容器141内を何度も循環する。その際に、帯電特性が劣化した劣化トナーと、トナーホッパー142から補給されたばかりの帯電特性が劣化していない新トナーとが混在した状態となる。劣化トナーと、新トナーとは、互いに帯電特性が異なり、現像ローラ143上へ供給される際の摩擦帯電により付与される電荷量(絶対値)は、劣化トナーほど小さく新トナーほど大きい傾向がある。
次に、レーザ露光器13の詳細について説明する。図6は、レーザ露光器13の構成を示した図である。半導体レーザ(以下、レーザとも呼ぶ)1200は光源の一例である。レーザ1200は、図示しないビデオコントローラからのビデオ信号またはエンジンコントローラからのコントロール信号によって発光しビーム(レーザ光)を照射するレーザ発光部として機能する。ポリゴンミラー1201は、回転多面鏡の一例である。ポリゴンミラー1201は、図示しないモータにより図中の矢印の方向に回転され、レーザ1200からのビームを反射することで、感光ドラム11上を矢印の方向に走査する。レンズ1202は、ビームを感光ドラム11上に等速で走査させるための光学部品である。
図7は、画像形成装置100を制御するためのブロック図である。エンジンコントローラ1300はCPU1312を有する制御ユニットである。レーザ駆動回路部1301は、光量補正回路部1302、VI変換回路部1303、レーザドライバIC1304、レーザ1200、フォトダイオード1306からなる。センサ200はCPU1312に接続されており、センサ200で検知された検知結果は、CPU1312に送られ、CPU1312によって各種演算が行われる。レーザドライバIC1304の電流制御部1307は、ビデオ信号に応じてレーザ1200に電流を通電して発光させるか、ダミー抵抗1308に電流を流してレーザ1200を消灯させるかを切り換える制御を行う。
IL=Isum−ID・・・(1)
により、レーザ電流ILを求めることができる。
図8は、画像領域において、最大露光量を調整する方法を示した図である。本実施形態では、一例として主走査方向において200領域に走査領域を分割している。主走査方向に分割した200の走査領域毎に最大露光量を調整可能であるが、説明の便宜上、走査領域の数を減らした図としている。また、ここでは一例として、画像中央位置に対し、線形に画像右端位置のデータ値を5%大きく、画像左端位置のデータ値を5%小さくなるようにして、左右で10%の露光量差を設けた光量補正プロファイルデータを作成する。また、各アドレスにおける光量を最大で±25%変化させることができるように設定してある。つまり、光量補正プロファイルデータがFFhの場合に補正電流IDはIsumの+25%、00hの場合には−25%となる。80hの場合には補正電流IDは0mAとなり、IL=Isumとなる。
このような最大露光量の調整に加えて、本実施形態においてはさらに、複数に分割した走査領域の最大露光量プロファイルを補正した上で、さらにトナーパッチを用いた最大露光量の調整を行う。トナーパッチを用いることで、露光量の変化、経時変化等の影響による感光ドラム11の摩耗、環境変化等の影響によるトナー帯電性の変化等があっても適正な画像濃度が保たれるように、画像濃度制御を行う。一般に、画像濃度制御は、現像ローラ143に印加される現像電圧Vdev、又は最大露光量の調整を行う。これにより、現像電圧Vdevと露光電位VLとの電位差、現像電圧Vdevと帯電電位VDとの電位差を、各環境、又は各トナーの状態に応じて最適化することができる。本実施形態では、最大露光量を調整する方法を説明するが、現像電圧の調整と最大露光量の調整を組み合わせて画像濃度制御を行うこともできる。
次に、トナーパッチを用いた最大露光量の調整にかかる時間について説明する。最大露光量の変更にかかる時間を具体的に説明する。本実施形態の構成においては、シリアル通信のクロック周期は500kHz、CPU1312の処理時間は2msecである。書き込み許可・不許可に必要なクロック数は夫々13クロック、書き込み・読み込みに必要なクロック数は29クロックである。主走査方向の7つの走査領域(約10.5mm)の最大露光量を変更する場合、1ステーション分の走査領域への総書き込み時間は18msec、総読み込み時間は14msec、トータル32msecとなる。光量補正回路部1302は、各ステーションで共通となっているため、4ステーション全ての最大露光量を変更するためには32msec×4ステーション=128msecが必要である。
先の第1の実施形態においては、中央のセンサによりトナーパッチを検知して最大露光量を調整する方法について説明した。本実施形態においては、中央のセンサと両端のセンサによりトナーパッチを検知して最大露光量を調整する方法について説明する。なお、先の第1の実施形態と同様の構成については、ここでの詳しい説明は省略する。
本実施形態における、トナーパッチを用いた最大露光量の調整にかかる時間について説明する。1の走査領域当たりの最大露光量の変更にかかる時間は先の第1の実施形態と同様である。第1の実施形態においては、中央のセンサの検知領域において最大露光量を変更してトナーパッチを形成した。本実施形態においては、中央及び両端のセンサの検知領域において最大露光量を変更してトナーパッチを形成しているため、光量の切り替えには384msecが必要となる。パターン間の距離としては、73.0mmが必要となる。本実施形態においては、光量の切り替えのために各パターン間の距離を80mmとしている。全てのトナーパッチを形成するための距離は940mmとなり、トナーパッチの全長が中間転写ベルトの1周長内に収まる。よって、最大露光量の調整にかかる時間は先の第1の実施形態と同様に20secとなる。
先の各実施形態においては、トナーパッチを形成した最大露光量を調整に用いたが、トナーパッチを形成した際の最大露光量とトナーパッチの検知結果から、演算によって最適な最大露光量を算出しても良い。また、現像電源が共通化された場合を一例に、最大露光量の調整方法について説明したが、現像電源が独立している場合にも適用できることは言うまでもない。また、一例としてセンサの位置を中央及び両端としたが、センサの位置は厳密に中央及び両端でなくてもよく、中間転写ベルト1の主走査方向において、異なる位置を検知できればよい。
13 レーザ露光器
14 現像器
200 センサ
1312 CPU
Claims (7)
- 像担持体と、
像担持体に対して光を走査することにより静電潜像を形成し、且つ前記光の走査方向において光量を変更することが可能な露光手段と、
前記露光手段の光量を調整するために、複数の異なる光量により形成された静電潜像に基づきトナーパッチを形成する形成手段と、
前記トナーパッチを検知する検知手段と、
前記検知手段による検知結果に応じて、前記露光手段の前記光の走査方向における光量を調整する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記トナーパッチを形成させる際に、前記露光手段の前記光の走査方向における光量を、走査方向の全ての領域ではなく一部の領域で変更させることを特徴とする画像形成装置。 - 前記走査方向の全ての領域ではなく一部の領域とは、前記検知手段による検知領域に対応した領域であ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、前記露光手段の最大露光量を変更して前記トナーパッチを形成させ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。
- 前記制御手段は、前記検知手段によって検知された複数の検知結果のうち、目標値に最も近い検知結果となったトナーパッチを形成した際の発光量に、前記露光手段の発光量を変更することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 像担持体と、
像担持体に対して光を走査することにより静電潜像を形成し、且つ前記光の走査方向において光量を変更することが可能な露光手段と、
前記露光手段の光量を調整するために、複数の異なる光量により形成された静電潜像に基づき複数のトナーパッチを形成する形成手段と、
前記複数のトナーパッチを検知する複数の検知手段と、
前記複数の検知手段による検知結果に応じて、前記露光手段の前記光の走査方向における光量を調整する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記複数のトナーパッチを形成させる際に、前記露光手段の前記光の走査方向における光量を、走査方向の全ての領域ではなく一部の領域であり且つ少なくとも前記複数の検知手段のすべての検知領域に対応した領域を含む領域で変更させることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記露光手段の最大露光量を変更して前記トナーパッチを形成させることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記複数の検知手段によって検知された検知結果のうち、同じ階調で形成されたトナーパッチを検知した結果を組み合わせ、最も検知結果が均一となる組み合わせとなったトナーパッチを形成した際の発光量に、前記露光手段の発光量を変更することを特徴とする請求項5又は6に記載の画像形成装置。
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