JP2018081206A - 画像形成装置 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
[プリント速度] 26枚/分
[感光体ドラム周速] 164.92mm/sec
[感光体ドラム径] 24mm
[感光体ドラムと現像ローラーの間隙] 0.30mm
[感光体] OPC
[感光体ドラム表面電位] V0=450V
[現像ローラー径] 16mm
[現像ローラー表面形状] ローレット 80μm120本
[現像ローラー速度] 263.89mm/sec
感光体ドラムに対する周速比1.6(トレール回転)
[現像ローラーバイアス電圧] 直流バイアス電圧Vd=350V
交流バイアス電圧Vaの振幅電圧VP=1200V、周波数=4KHz、
デューティー比50%
[トナー] 6.8μm、正帯電性
「トナー濃度センサー] 透磁率センサー
このような仕様並びに条件のもと、トナー濃度センサー35の出力値は、現像剤収容部31にトナーが補給された時点から、図4のグラフに示すように変化する。図4のグラフにおいて、横軸はトナーの補給時点から経過した時間tを示し、縦軸はトナー濃度センサー35の出力値yを示している。また、図4のグラフが示す特性U1は、時間経過に伴うトナー濃度センサー35の出力値yの変化である。
そして、出力値yがピーク値となる時点ではsinθ=1であるため、出力値yの各ピーク値を結ぶ曲線の特性U2は、次式(b)で表される。
更に、上記式(b)において、緩和時間Tsに影響がない定数Cを除去し、両辺の対数をとると、次式(1)が導出される。
なお、lnは自然対数関数である。
[応用例1]
上記実施形態によれば、画像形成装置1の使用環境が変化しても、キャリアの劣化度を正確に判定することができる。
[応用例2]
キャリアが劣化すると、キャリアの粒子の表面が摩耗したり小径化したり、キャリアの電気抵抗が低くなる。この場合、現像ローラー27の表面に担持された現像剤のトナーだけではなく、現像剤のキャリアも現像ローラー27から感光体ドラム4の表面へと移動して付着する。これをキャリア現像と称する。このキャリア現像は、画像品質の劣化を招くだけではなく、感光体ドラム4の表面及び中間転写ベルト5の表面に傷を付ける原因となる。
[応用例3]
キャリアが劣化すると、キャリアの粒子の表面が摩耗したり小径化したりして、現像剤中のキャリアのかさ密度が高くなる。この場合は、トナー濃度センサー35により実体に則した検出が行われず、検出される現像剤の透磁率が本来よりも高くなり、本来よりも低いトナー濃度が検出される。このため、キャリアに対するトナーの比率が低い判定となり、この比率に基づきトナーが過剰に補給され、画像品質の低下を招く。
[応用例4]
高濃度印刷が連続で行われている状況では、トナーが随時補給されるものの、キャリアによりトナーが帯電される時間が短くなるので、トナーの帯電量が小さくなり、トナーかぶりが発生する。このため、単位時間当たりの印字率が一定の判定基準(以降、追従印字率と称す)より大きくなると、現像装置22の現像剤収容部31内での現像剤の撹拌時間(現像剤のエイジング時間)を延長することでトナーの帯電量を保つようにしている。あるいは、単位時間当たりの印字率が追従印字率よりも大きくなると、印刷される記録紙Pの間隔を長くしている。つまり、単位時間当たりの印字率が追従印字率よりも大きくなると、画像品質を保つために生産性が低下する。
そして、制御部51は、記録紙Pの印刷枚数やトナー濃度センサー35により検出されたトナー濃度の変化などに基づき実際の印字率を求め、実際の印字率と補正追従印字率Pxを比較して、実際の印字率が補正追従印字率Pxよりも大きくなったときに画像品質を保つために生産性を低下させると判定し、実際の印字率が大きいほど、(i)現像剤のエイジング時間を長くする、又は(ii)印刷される記録紙Pの間隔を長くする、等の制御を行い、トナーかぶりの発生を防止する。これにより、追従印字率を固定した場合と比較すると、トナーかぶりの発生を防止しながらも、生産性の低下を抑制できる。
11 画像読取部
12 画像形成部
4 感光体ドラム
22 現像装置
27 現像ローラー
29 現像バイアス印加部
35 トナー濃度センサー
41 制御ユニット
42 表示部
44 操作部
45 記憶部
47 トナー補給部
51 制御部
53 表示制御部
Claims (7)
- 静電潜像を担持する像担持体と、
トナーとキャリアを混合してなる現像剤を収容し、前記現像剤のトナーを前記像担持体上の静電潜像に付与して、該静電潜像を現像する現像装置と、
前記現像装置にトナーを補給するトナー補給部と、
前記現像装置内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー検出部と、
前記トナー補給部によりトナーが前記現像装置に補給された時点からの前記トナー検出部の出力がリップルを示した後、前記トナー検出部の出力が予め定められた一定範囲内の値に収束するまでに要した時間である緩和時間に基づいて、前記キャリアの劣化度を判定する制御部と、を備える画像形成装置。 - 前記トナー補給部によりトナーが前記現像装置に補給されてからの経過時間をtとし、前記トナー検出部の出力をyとし、定数をAとし、前記トナー検出部の出力が示す振幅が、ピーク値を示したときにおける振幅から、当該ピーク値を示したときにおける振幅の1/eに減衰するまでの時間としての緩和時間をTsとすると、
前記制御部は、前記トナー検出部の出力がピーク値及び次のピーク値となった少なくとも2つの経過時間t、該各経過時間tにおける前記トナー検出部のそれぞれの出力yを用いて、次式(1)から前記緩和時間Tsを導出し、この緩和時間Tsを前記キャリアの劣化度の指標として、前記キャリアの劣化度を判定する請求項1に記載の画像形成装置。
ln(y)=ln(A)−t/Ts …(1) - 前記制御部は、前記判定したキャリアの劣化度から、前記キャリアの寿命を判定する請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記判定したキャリアの劣化度に応じて、前記像担持体の表面電位を補正する請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記現像装置は、前記現像剤を担持して、この現像剤を前記像担持体上の静電潜像に付与する現像剤担持体を有し、
前記制御部は、前記判定したキャリアの劣化度に基づいて、前記現像剤担持体に印加される現像バイアスを補正する請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記判定したキャリアの劣化度に基づいて、前記トナー検出部の出力を補正する請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記キャリアが劣化する以前の前記緩和時間をTs0とし、前記キャリアが劣化する以前において実際の印字率と比較されて、画像品質を保つために生産性を低下させるか否かの判定に用いられる初期追従印字率をP0とし、前記キャリアが劣化した時点での前記緩和時間をTsxとし、前記キャリアが劣化した時点において実際の印字率と比較されて、画像品質を保つために生産性を低下させるか否かの判定に用いられる補正追従印字率をPxとすると、
前記制御部は、次式(2)に基づき、前記補正追従印字率Pxを求める請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。
Px=(Ts0/Tsx)×P0 …(2)
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