JP2018136422A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の流動性を正確に把握して、画像形成プロセスに適切なフィードバックを行う。【解決手段】画像形成装置は、現像剤を像担持体に転写して潜像を現像する現像部と、現像剤の流動性を測定する流動性測定部と、流動性測定部で測定した現像剤の流動性を補正するための流動性補正量を演算する補正量演算部と、画像形成プロセスのプロセス条件を変更するプロセス制御部と、を備える。また、プロセス制御部は、流動性補正量に基づいて補正した現像剤の流動性に基づいて、複数の画像形成プロセスからプロセス条件を変更する画像形成プロセスを選定する。【選択図】図４

Description

本発明は、現像剤を用いる画像形成装置に関する。

画像形成装置において用紙に画像を形成するために用いられる現像剤には、一成分現像剤と二成分現像剤がある。このうち、二成分現像剤は主にトナーとキャリアで構成されており、トナー粒子の表面には外添剤が付着している。

現像剤は、外添剤のような様々な種類の微小粒子により構成されており、印字条件によって現像剤の性能が変わりやすい。現像剤の性能が変わり現像剤の流動性が悪くなると、印刷品質が低下する。このため、外添剤を含めて現像剤の流動性を正確に把握する必要があり、そのために例えば以下のような技術が知られている。

特許文献１には、クリーニングブレードにせき止められたトナーの外添剤量を色判別センサーで測定する技術が開示されている。

特許文献２には、現像ローラー上のトナー層状態を評価し、トナーの流動性を円錐ローター法で測定し、流動性を評価する技術が開示されている。

特開２０１６−４１９３号公報 特開２０１０−９１７２５号公報

特許文献１には、外添剤量を色識別センサーにて測定する技術が示されているが、この技術では、無色透明の外添剤について外添剤量を測定することができず、現像剤の流動性を正確に把握することができなかった。

また、特許文献２には、円錐ローター法を用いることが開示されているが、外添剤の状態を評価することができず、現像剤の流動性を正確に把握することができなかった。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、現像剤の流動性を正確に把握して、画像形成プロセスに適切なフィードバックを行うことで、印刷品質を向上させることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、複数の画像形成プロセスを経て画像を形成する画像形成装置であって、現像剤を像担持体に転写して潜像を現像する現像部と、現像剤の流動性を測定する流動性測定部と、流動性測定部で測定した現像剤の流動性を補正するための流動性補正量を演算する補正量演算部と、画像形成プロセスのプロセス条件を変更するプロセス制御部と、を備える。プロセス制御部は、流動性補正量に基づいて補正した現像剤の流動性に基づいて、複数の画像形成プロセスからプロセス条件を変更する画像形成プロセスを選定する。

本発明によれば、現像剤の流動性を正確に測定することにより、画像形成プロセスに適切なフィードバックを行うことができ、印刷品質を向上させることができる。また、外添剤の状態を正確に把握することで、現像剤の流動性をより正確に把握することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の画像形成部、中間転写ベルト、２次転写部、定着部等の構成例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るトリクルシステムの構成例を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る制御部の内部構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る印字環境と、現像剤の流動性補正量との関係を示す一覧表である。 本発明の実施の形態に係る現像剤の状態と転写率との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る各プロセス条件の補正量と転写率差分との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る現像剤の流動性と選択するプロセス条件との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る制御部の動作例を示すフローチャートである。 本発明の他の実施の形態に係る放置時間によって異なる現像剤の流動性と外添剤量との関係を示すグラフである。 本発明の他の実施の形態に係る制御部の動作例を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。なお、本実施の形態では、現像剤として、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて説明するが、一成分現像剤を用いてもよい。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置１の画像形成部４０、中間転写ベルト５０、２次転写部５５、定着部８０等の構成例を示す説明図である。
この画像形成装置１は、電子写真方式により用紙Ｓに画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。画像形成装置１は、原稿搬送部１０と、用紙収納部２０と、画像読取部３０と、画像形成部４０と、中間転写ベルト５０と、２次転写部５５と、定着部８０を有する。

原稿搬送部１０は、原稿をセットする原稿給紙台１１と、複数のローラー１２とを有している。原稿搬送部１０の原稿給紙台１１にセットされた原稿Ｇは、複数のローラー１２によって、画像読取部３０の読取位置に１枚ずつ搬送される。画像読取部３０は、原稿搬送部１０により搬送された原稿Ｇ又は原稿台１３に載置された原稿の画像を読み取って、画像信号を生成する。

用紙収納部２０は、装置本体の下部に配置されており、用紙Ｓのサイズに応じて複数設けられている。この用紙Ｓは、給紙部２１により給紙されて搬送部２３に送られ、搬送部２３によって転写位置である２次転写部５５に搬送される。つまり、搬送部２３は、給紙部２１から給紙された用紙Ｓを２次転写部５５へ搬送する機能を果たし、用紙Ｓを搬送する搬送経路を形成している。また、用紙収納部２０の近傍には、手差部２２が設けられている。この手差部２２からは、用紙収納部２０に収納されていないサイズの用紙やタグを有するタグ紙、ＯＨＰシート等の特殊紙が転写位置へ送られる。

画像読取部３０と用紙収納部２０の間には、画像形成部４０と中間転写ベルト５０が配置されている。画像形成部４０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナー像を形成するために、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを有する。

第１の画像形成ユニット４０Ｙは、イエローのトナー像を形成し、第２の画像形成ユニット４０Ｍは、マゼンタのトナー像を形成する。また、第３の画像形成ユニット４０Ｃは、シアンのトナー像を形成し、第４の画像形成ユニット４０Ｋは、ブラックのトナー像を形成する。これら４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、それぞれ同一の構成を有しているため、ここでは第１の画像形成ユニット４０Ｙについて説明する。

第１の画像形成ユニット４０Ｙは、像担持体としてのドラム状の感光体４１と、感光体４１の周囲に配置された帯電部４２と、露光部４３と、現像部４４と、クリーニング部４５を有している。感光体４１は、不図示の駆動モーターによって反時計回りに回転する。帯電部４２は、感光体４１に電荷を与え感光体４１の表面を一様に帯電する。露光部４３は、画像読取部３０により生成された画像データに基づいて、感光体４１の表面に対して露光走査を行い、感光体４１上に静電潜像を形成する。なお、露光走査を行う際に、露光量を多くして露光エネルギーを増やすことで、現像部４４からより多くのトナーを感光体４１上に移動させることができる。

現像部４４は、現像剤に対して所定の転写電流を印加することにより、像担持体である感光体４１に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させる。これにより、感光体４１の表面にイエローのトナー像が現像される。なお、第２の画像形成ユニット４０Ｍの現像部４４は、感光体４１にマゼンタのトナーを付着させ、第３の画像形成ユニット４０Ｃの現像部４４は、感光体４１にシアンのトナーを付着させる。そして、第４の画像形成ユニット４０Ｋの現像部４４は、感光体４１にブラックのトナーを付着させる。本実施の形態に係る、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの各現像部４４には、後述する図３に示すように、現像部４４内の現像剤を入れ替えることが可能なトリクルシステム６０が構成されている。そして、現像剤の流動性測定値に基づいて、感光体４１に現像されるトナーの外添剤量が演算され、外添剤の状態が判断されることになる。

感光体４１上に付着したトナーは、ベルト状の像担持体の一例を示す中間転写ベルト５０に転写され、中間転写ベルト５０にトナー像が現像される。クリーニング部４５は、中間転写ベルト５０に転写された後の感光体４１の表面に残留しているトナーを除去する。

中間転写ベルト５０は、無端状に形成されており、不図示の駆動モーターで感光体４１の回転方向とは逆方向の時計回りに回転する。中間転写ベルト５０における各画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの感光体４１と対向する位置には、１次転写部５１が設けられている。この１次転写部５１は、中間転写ベルト５０にトナーと反対の極性を印加することで、感光体４１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５０に転写させる。

そして、中間転写ベルト５０が回転することで、中間転写ベルト５０の表面には、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋで形成されたトナー像が順次転写される。これにより、中間転写ベルト５０上には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像が重なり合いカラー画像が形成される。

中間転写ベルト５０の近傍、かつ搬送部２３の下流には、２次転写部５５が配置されている。２次転写部５５は、一対のローラー部材５６、５７で構成されている。ローラー部材５６、５７は、それぞれ回転速度が可変になるように構成されている。ローラー部材５６は、搬送部２３によって送られた用紙Ｓを中間転写ベルト５０側に押圧する。そして、２次転写部５５は、搬送部２３によって送られた用紙Ｓ上に中間転写ベルト５０に形成されたカラー画像を転写する。クリーニング部５２は、用紙Ｓにカラー画像を転写した後、中間転写ベルト５０の表面に残留しているトナーを除去する。２次転写部５５における用紙Ｓの排出側には、定着部８０が設けられている。定着部８０は、用紙Ｓに転写されたトナー像を加圧かつ加熱し、用紙Ｓにトナー像を定着させる。

定着部８０の下流には、切換ゲート２４が配置されている。切換ゲート２４は、定着部８０を通過した用紙Ｓの搬送経路を切り替える。すなわち、切換ゲート２４は、片面画像形成におけるフェースアップ排紙を行う場合に、用紙Ｓを直進させる。これにより、用紙Ｓは、一対の排紙ローラー２５によって排紙される。また、切換ゲート２４は、片面画像形成におけるフェースダウン排紙及び両面画像形成を行う場合に、用紙Ｓを下方に案内する。

フェースダウン排紙を行う場合は、切換ゲート２４によって用紙Ｓを下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって表裏を反転して上方に搬送する。これにより、用紙Ｓは、一対の排紙ローラー２５によって排紙される。両面画像形成を行う場合は、切換ゲート２４によって用紙Ｓを下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって表裏を反転し、再給紙路２７により再び転写位置へ送られる。

図２は、画像形成装置１の制御系の構成例を示すブロック図である。
画像形成装置１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム等を記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１０３とを有する。さらに、画像形成装置１は、大容量記憶装置としてのＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０４と、操作表示部１０５とを有する。なお、ＲＯＭ１０２としては、一般に、電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭが用いられる。

画像形成装置１が備える制御部１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３を有し、ＨＤＤ１０４及び操作表示部１０５にそれぞれシステムバス１０７を介して接続され、装置全体を制御する。また、制御部１００は、給紙部２１、搬送部２３、画像読取部３０、画像形成部４０、画像処理部１１０にシステムバス１０７を介して接続されている。

ＨＤＤ１０４は、画像読取部３０で読み取って得た原稿の画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする。操作表示部１０５は、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）又は有機ＥＬＤ（Electro Luminescence Display）等のディスプレイからなるタッチパネルである。この操作表示部１０５は、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。さらに、操作表示部１０５は、複数のキーを備え、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字等のデータの入力を受け付ける。

画像読取部３０は、原稿の画像を光学的に読み取って電気信号に変換する。例えば、カラー原稿を読み取る場合は、一画素当たりＲＧＢ各１０ビットの輝度情報をもつ画像データを生成する。画像読取部３０によって生成された画像データや、画像形成装置１に接続された外部装置の一例を示すＰＣ（Personal Computer）１２０から送信される画像データは、画像処理部１１０に送られ、画像処理される。画像処理部１１０は、受信した画像データに対し、必要に応じて、シェーディング補正、画像濃度調整、画像圧縮等の画像処理を行う。

例えば、画像形成装置１でカラーの画像を形成する場合、画像読取部３０等によって生成されたＲ・Ｇ・Ｂの画像データを画像処理部１１０における色変換ＬＵＴ（Look Up Table）に入力する。そして、画像処理部１１０は、Ｒ・Ｇ・ＢデータをＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋの画像データに色変換する。そして、色変換した画像データに対して、階調再現特性の補正、濃度補正ＬＵＴを参照した網点等のスクリーン処理、あるいは細線を強調するためのエッジ処理等を行う。

本例では、外部装置としてＰＣ１２０を用いた例を説明したが、これに限定されるものではなく、外部装置は、例えばファクシミリ装置等その他各種の装置を用いることができる。

画像形成部４０は、画像処理部１１０によって画像処理された画像データを受け取り、画像データに基づいて用紙Ｓ上に画像を形成する。

図３は、トリクルシステム６０の構成例を示す説明図である。
トリクルシステム６０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の現像部４４毎に構成され、現像部４４に現像剤７０（二成分現像剤の一例）を補給し、現像部４４で使用された現像剤７０を廃棄する。ここでは、イエロー（Ｙ）の現像部４４に構成されたトリクルシステム６０の構成例について説明する。

トリクルシステム６０は、上述した現像部４４に加えて、現像部４４の上流に設けられ、現像部４４に現像剤７０を補給する補給部６１と、現像部４４の下流に設けられ、現像部４４から廃棄される現像剤７０を収容する廃棄部６３を備える。現像部４４には、補給部６１と廃棄部６３が取り付けられることにより、現像部４４で使用される現像剤７０を定期的に入替え可能なトリクルシステム６０が構成されている。

補給部６１には、補給部６１に収容される現像剤７０の流動性を測定する補給現像剤流動性測定部６２が設けられる。廃棄部６３には、現像部４４から廃棄される現像剤７０の流動性を測定する廃棄現像剤流動性測定部６４が設けられる。

補給部６１には、定期的に現像剤７０が追加されており、下矢印に沿って現像剤７０が現像部４４に補給されている。補給現像剤流動性測定部６２は、補給部６１に収容されている現像剤７０の流動性を測定する。なお、補給部６１には、トナー７１だけが収容される場合もある。この場合、補給現像剤流動性測定部６２は、補給部６１に収容されたトナー７１の流動性を、トナー７１の個体値として測定する。

現像部４４には、補給部６１から補給される一定量の現像剤７０が収容されている。上述したように現像剤７０は、トナー７１と、不図示のキャリアとで構成されており、トナー７１が感光体４１に付着することでトナー像の現像が行われる。現像部４４には、複数の供給ローラー６５と、現像ローラー６６が設けられている。現像部４４内の現像剤７０は、供給ローラー６５が回転駆動することにより、トナー７１が摩擦帯電すると共に、トナー７１が付着したキャリアが現像ローラー６６に向けて移動する。そして、現像剤７０が、高電圧がかけられた現像ローラー６６に付着する。現像ローラー６６に付着したキャリアには、キャリアとは逆極性に帯電したトナー７１が付着している。現像ローラー６６に現像バイアスが印加されると、トナー７１が現像ローラー６６から感光体４１に飛び、感光体４１上にトナー像が現像される。なお、現像部４４の現像バイアスを高くすることで、感光体４１に移動できるトナーの量を増やすことができる。

現像ローラー６６に付着したキャリアは、トナー７１を感光体４１に飛ばすために繰り返し用いられる。このため、キャリアは、現像部４４内で繰り返しトナー７１と接触し、熱が加わったり、加圧されたりすることで、キャリアの表面が歪みやすくなる。キャリアの表面が歪むと、キャリアに十分なトナー７１が付着されなくなり、感光体４１に十分な量のトナー７１によるトナー像が現像されなくなる。この結果、結果として印刷品質が低下してしまう。このため、現像部４４で用いられる現像剤７０がどのような状態であるかを判断することが重要となる。

廃棄部６３には、現像部４４から廃棄される現像剤７０が収容される。この現像剤７０についても下矢印に沿って現像部４４から廃棄部６３に移動する。そして、廃棄現像剤流動性測定部６４は、廃棄部６３に収容されている現像剤７０の流動性を測定する。

補給現像剤流動性測定部６２及び廃棄現像剤流動性測定部６４は、例えば、以下の第１又は第２の方法により測定した現像剤量に基づいて現像剤の流動性を判断する。
第１の方法として、光学センサー又は磁気センサーにより、単位距離を進む現像剤７０の現像剤量を測定する方法がある。この方法では、現像剤量が多ければ、現像剤７０の流動性が高いと判断し、現像剤量が少なければ、現像剤７０の流動性が低いと判断することができる。
第２の方法として、重量検知センサーにより、現像部４４から排出される現像剤７０の重量を測定し、この現像剤７０の重量から現像剤量を測定する方法がある。この方法では、現像剤７０の重量が多ければ、現像剤７０の流動性が高いと判断し、現像剤７０の重量が少なければ、現像剤７０の流動性が低いと判断することができる。
ただし、第１及び第２の方法以外の方法により、現像剤７０の流動性を測定してもよい。

次に、例えば、トナー７１の帯電量、現像剤７０の印字環境、感光体４１に印加される現像バイアス等が現像剤７０に与える影響を考慮して、補給現像剤流動性測定部６２及び廃棄現像剤流動性測定部６４で測定した現像剤７０の流動性を修正する。

以下に、現像剤７０の流動性を修正するための方法について説明する。
図４は、制御部１００の内部構成例を示すブロック図である。
制御部１００は、流動性演算部８１、補正量演算部８２、結果出力部８５、プロセス制御部８６及びプロセス決定部９０を備える。

流動性演算部８１は、現像剤７０の流動性の補正量（以下、「流動性補正量」とも呼ぶ）により、現像剤７０の流動性を修正する。流動性補正量は、印字環境や印字条件による現像剤７０の流動性への影響を補正するために用いられる。流動性演算部８１は、現像剤７０の印字環境に応じた現像剤７０の流動性補正量を演算し、この流動性補正量により、補給現像剤流動性測定部６２及び廃棄現像剤流動性測定部６４で測定した現像剤７０の流動性を修正する。

現像剤７０の流動性補正量は、補正量演算部８２によって求められる値である。補正量演算部８２は、トナー７１の帯電量、現像剤７０の印字環境、感光体４１に印加される現像バイアス、又は補給部６１に収容される現像剤７０若しくはトナー７１の流動性に応じた流動性補正量を演算する。

現像剤の流動性と流動性補正量との関係については、以下のようなことが言える。
例えば、カバレッジが低ければ、わずかなトナー７１しか使われないので現像部４４内で現像剤７０が滞留する時間が長く、現像剤７０が劣化しやすい。現像剤７０が劣化するとトナー７１が帯電しにくくなる。トナー７１が帯電しにくければ、キャリアとトナー７１の引き合いが弱く、現像剤７０間の摩擦抵抗が小さくなるため、現像剤７０の流動性が上がる。一方、カバレッジが高ければ、多くのトナー７１が使われるので現像部４４内で現像剤７０が滞留する時間が短くなり、現像剤７０も頻繁に入れ替わる。このため、現像剤７０の劣化が抑えられる。現像剤７０が劣化しなければトナー７１が帯電しやすくなる。しかし、トナー７１が帯電しやすければ、キャリアとトナー７１の引き合いが強く、現像剤７０間の摩擦抵抗が大きくなるため、現像剤７０の流動性が下がる。

すなわち、現像剤７０の流動性が低ければ、現像剤７０が固まりやすいため、流動性補正量が多くなる。一方、現像剤７０の流動性が高ければ、現像剤７０が固まりにくいため、流動性補正量が少なくなる。

次に、図５を用いて、流動性補正量の具体的な求め方について説明する。
図５は、印字環境と、現像剤７０の流動性補正量との関係を示す一覧表である。
この一覧表は、印字環境を示す放置時間、温湿度、カバレッジの各フィールドと、流動性補正量のフィールドを有している。この表は、トナー７１の帯電量を変化させる印字環境（現像剤７０の放置時間、温湿度、カバレッジ）に対する、現像剤７０の流動性補正量を示したものである。

ここで、図５に示す放置時間とは、例えば、画像形成装置１の電源がオフされ、現像部４４が駆動していない時間を表す。放置時間として、０〜１２時間、１２〜２４時間、２４時間以上が規定されている。なお、放置時間が０時間であるとは、画像形成装置１の電源がオフされた直後を表す。また、０〜１２時間とは、０時間以上１２時間未満であり、１２〜２４時間とは、１２時間以上２４時間未満であることを表す。

温湿度とは、例えば、画像形成装置１が設置された室内又は画像形成装置１内部の温度及び湿度を表す。例えば、ＨＨは、温度が３０℃であり、湿度が８０％であることを表し、ＮＮは、温度が２０℃であり、湿度が５０％であることを表し、ＬＬは、温度が１０℃であり、湿度が１０％であることを表す。

カバレッジとは、印字条件の一例として用いられる指標であり、例えば、Ａ４サイズの用紙１枚当たりに使用されるトナー７１の使用量（％）を表す。Ａ４用紙全体が黒でベタ塗りされると、黒色のトナー７１のカバレッジが１００％となる。また、Ａ４用紙全体に黒が使用されず、白紙であれば、黒色のトナー７１のカバレッジが０％となる。

図５の表に示すように、放置時間が０〜１２時間であり、温湿度がＬＬ、ＮＮであるときのカバレッジの高、中、低に対応する流動性補正量は、それぞれ２０，２０，１５％となる。この表より、放置時間が短ければ、トナー７１が帯電した状態が維持しやすく、現像剤７０の流動性補正量を多くしなければならない。

そして、放置時間が０〜１２時間であるときに、温湿度がＨＨであるときのカバレッジの高、中、低に対応する流動性補正量は、それぞれ１５，１５，１０％となる。このように温湿度がＨＨであるは、温湿度がＬＬ、ＮＮの場合と比べてトナー７１が帯電しにくくなっているため、カバレッジの高、中、低に対応する流動性補正量も少なくなる。

しかし、放置時間が２４時間以上であれば、トナー７１が放電しており、現像剤７０の流動性が高くなる。このため、放置時間が０〜１２時間、１２〜２４時間の場合と比べて、温湿度がＬＬ、ＮＮ、ＨＨ、かつカバレッジの高、中、低に対応する流動性補正量はいずれも少なくなる。このように、トナー７１の帯電量が高い条件では、流動性補正量が多く、トナー７１の帯電量が低い条件では、流動性補正量が少ない。また、カバレッジが高ければトナー７１の帯電量が多くなるため、流動性補正量を多くし、カバレッジが低ければトナー７１の帯電量が少なくなるため、流動性補正量を少なくする。

次に、図６〜図８を用いて、流動性演算部８１で修正した現像剤の流動性に基づいて行う画像形成プロセスのプロセス条件の変更について説明する。

図６は、流動性演算部８１で修正した現像剤の流動性と転写率との関係を示す相関図である。図６の横軸は現像剤の流動性を示し、縦軸は転写率を示す。本例の転写率とは、例えば現像部から感光体上へ転写する現像剤の転写率を言う。また、横軸を外添剤の劣化度としてもよい。また、新しい現像剤に変えた直後の転写率を基準値とした際に、その基準値との差分を転写率差分Δとする。図６に示すように、現像剤の流動性が悪くなるにつれて、転写率Ｓは悪化し、転写率差分Δが大きくなる。なお、本例の相関図の実線の傾きは一例であって、画像形成装置の設置条件等によって変動する。また、相関図の替わりに、現像剤の流動性と転写率の関係を表したテーブルを用いてもよい。テーブルとしては、例えば現像剤の流動性が１００〜９０％の場合は転写率が１００％、現像剤の流動性が９０〜８０％の場合は転写率が９０％と区切られているようなものを用いる。

図７は、各画像形成プロセスのプロセス条件を変更する際に必要なプロセス補正量と転写率差分Δとの関係を示す。図７の横軸は転写率差分Δを示し、縦軸はプロセス補正量を示す。図７の実線は、各画像形成プロセスのプロセス条件を変更する際に必要なプロセス補正量の割合を示す。傾きが一番大きい実線（プロセス条件Ａ）は、画像形成プロセスとしての転写について示したものである。次に傾きが大きい直線は（プロセス条件Ｂ）は、画像形成プロセスとしての露光について示したものである。傾きが一番小さい実線（プロセス条件Ｃ）は、画像形成プロセスとしての現像について示したものである。

図８は、流動性演算部８１で修正した現像剤の流動性と、その流動性に基づいてプロセス条件を変更する画像形成プロセスとの関係を示す。図８では、横軸は現像剤の流動性を示し、縦軸は転写率を示し、プロセス条件を変更する画像形成プロセスを選定するための領域が横軸に沿って等間隔に設けられている。本例では、現像剤の流動性が良い順番に、プロセス条件Ａ、プロセス条件Ｂ、プロセス条件Ｂ＋Ａ、プロセス条件Ｃ、プロセス条件Ｃ＋Ａ、プロセス条件Ｃ＋Ｂ、プロセス条件Ｃ＋Ｂ＋Ａの領域が設定されている。

例えば、流動性演算部８１で修正した現像剤の流動性がよく、転写率差分Δが小さい場合には、傾きが大きく感度の高い補正が行えるプロセス条件Ａの画像形成プロセス（転写）を選択することで、転写率差分Δが小さい場合であっても感度のよい修正を行うことができる。

現像剤の流動性がやや悪くなり、転写率差分Δが大きくなった場合には、傾きの大きい感度の高いプロセス条件の補正では修正できなくなる場合が生じるため、傾きが小さくなったプロセス条件Ｂの画像形成プロセス（露光）が選択される。さらに現像剤の流動性が悪くなり、転写率差分Δがより大きくなった場合には、１つの画像形成プロセスのプロセス条件の補正だけでは対応できなくなる場合が生じるため、プロセス条件Ｂの画像形成プロセスに加えて、プロセス条件Ａの画像形成プロセス（転写）が選択される。

図６に示すように、現像剤の流動性がそれほど悪化してない状態をＸ_１、現像剤の流動性の悪化が進んだ状態をＸ_２とする。このとき、Ｘ_１の場合の転写率はＳ_１であり、転写率差分ΔはΔ_１となる。Ｘ_２の場合の転写率はＳ_２であり、転写率差分ΔはΔ_２となる。

現像剤の流動性がＸ_１の場合は、図８に基づいて、プロセス条件Ａの画像形成プロセスが選択される。また、現像剤の流動性がＸ_２の場合は、プロセス条件Ｃ＋Ｂの画像形成プロセスが選択される。

プロセス条件Ａの画像形成プロセスが選択された場合には、図７に基づいて、転写率差分Δ_１から、プロセス条件Ａのプロセス補正量Ｙ_１が求められる。プロセス制御部８６は、プロセス条件Ａの画像形成プロセス（転写）にフィードバックを行い、プロセス補正量Ｙ_１に基づき転写電流を大きくすることで、感光体上へ移動するトナーの量を増やして転写率差分Δ_１の修正を行う。

一方、プロセス条件Ｃ及びプロセス条件Ｂの画像形成プロセスが選択された場合には、図７に基づいて、転写率差分Δ_２から、プロセス条件Ｂのプロセス補正量Ｙ_２及びプロセス条件Ｃのプロセス補正量Ｙ_３が求められる。プロセス制御部８６は、プロセス条件Ｂの画像形成プロセス（露光）にフィードバックして、プロセス補正量Ｙ_２に基づき露光量を増加させる。これと同時に、プロセス条件Ｃの画像形成プロセス（現像）にフィードバックして、プロセス補正量Ｙ_３に基づき現像バイアスを高くして、感光体上へ移動できる現像剤の量を増加させて、転写率差分Δ_２の修正を行う。

このように、本例では、現像剤の流動性に基づいて転写率差分Δの大きさを算出して、プロセス条件を変更する画像形成プロセスを選択する。そして、選択した画像形成プロセスのプロセス条件について最適な補正量を算出することで、各画像形成プロセスに対して適切なフィードバックを実施して、転写率を修正することができる。

以上述べてきたように、本例の画像形成装置では、現像剤の流動性がよく転写率差分Δが小さい場合には、直接転写率を変更できる補正の感度の高いプロセス条件（例えば転写電流）を変更することで、適切に転写率の修正を行うことができる。また、現像剤の流動性が悪化して転写率差分Δが大きくなった場合には、感度の高いプロセス条件以外のプロセス条件(例えば、露光量、現像バイアス)を変更することで、適切に転写率の修正を行うことができる。

このように本例の画像形成装置では、現像剤の流動性の状態すなわち転写率差分Δの大きさに応じて、プロセス条件を変更する画像形成プロセスを選択し、選択した画像形成プロセスのプロセス条件を最適な値で補正することができる。これにより、画像形成プロセスへの適切なフィードバックを行い、画像品質の低下を防ぐことができる。

また、本例では、現像剤の流動性の悪化が進んでいる場合は、複数のプロセス条件を変更する画像形成プロセスを選択することで、より適切なフィードバックを行うことができる。

さらには、画像形成装置が設置されている外部環境、使用する用紙、感光体の走行距離等に応じて、プロセス条件を変更する画像形成プロセスの選定対象を変更するようにしてもよい。また、プロセス条件を変更する画像形成プロセスの組み合わせや、現像剤の流動性が劣化した場合に選択する画像形成プロセスの優先順位を変更するようにしてもよい。

また、フィードバックを行う画像形成プロセスは、電気的なものに限られず機械的なものであってもよい。例えば、一対のローラー部材からなる転写ローラーのいずれかのローラーの速度を速く若しくは遅くして速度差を設け、ローラー間の摺擦力を上げることで、転写媒体に転写される現像剤の見かけ上の転写率を上げることができる。また、ローラーの速度を変更した場合には、現像剤が担持されている転写ローラーの速度に応じて、像担持体上に形成される潜像の入力画像の伸長度を変更する。すなわち、現像剤が担持されているローラーの速度を上げた場合には、入力画像の伸長度を大きくし、対向するローラーの速度を上げた場合には、入力画像の伸長度を短くする。

図９は、制御部１００の動作例を示すフローチャートである。
始めに、印刷条件等に基づいて、各画像形成プロセスのプロセス条件を決定する（Ｓ１）。次に、決定されたプロセス条件に従ってプリントを開始する（Ｓ２）。

次に、現像剤７０の流動性を測定する（Ｓ３）。本例では、補給現像剤流動性測定部６２が補給部６１に収容された現像剤７０の流動性を測定し、廃棄現像剤流動性測定部６４が廃棄部６３に収容された現像剤７０の流動性を測定する。

次に、補正量演算部８２は、トナー７１の帯電量、現像剤７０の印字環境等に基づいて流動性補正量を演算する（Ｓ４）。

次に、流動性演算部８１は、現像剤７０の流動性を、補正量演算部８２で演算した流動性補正量に基づいて補正し、修正した現像剤７０の流動性を算出する（Ｓ５）。

次に、プロセス決定部９０は、修正した現像剤７０の流動性に基づいて、プロセス条件を変更する画像形成プロセスを選択し、プロセス補正量演算部９１は、プロセス決定部９０で選択した画像形成プロセスのプロセス条件についてのプロセス補正量を算出する（Ｓ６）。

次に、制御部１１はプリントを終了するか否かの判断を行い（Ｓ７）、プリント終了の場合（Ｓ７のＹｅｓ）は、そのままプリントを終了する。プリントを続行する場合（Ｓ７のＮｏ）は、プロセス制御部８６は、プロセス補正量演算部９１で算出されたプロセス補正量に基づいて、各画像形成プロセスのプロセス条件を変更する（Ｓ８）。

このように、本例では、例えば、現像部４４に収容されたトナー７１の帯電量に対応する流動性補正量により現像剤７０の流動性を修正する。このため、従来の方法と比べて、現像剤の流動性をより正確に把握することが可能となり、プロセス制御部８６は、修正された現像剤７０の流動性に基づいて、各画像形成プロセスに最適なフィードバックを行うことができる。

上述した実施形態では、修正した現像剤の流動性に基づいて、各画像形成プロセスのプロセス条件を変更することについて説明したが、修正した現像剤の流動性に基づいて外添剤量を算出して各画像形成プロセスのプロセス条件を変更してもよい。

以下に、流動性演算部８１が現像剤７０の流動性から外添剤量を演算するための方法について説明する。
外添剤演算部としての流動性演算部８１は、図５に示す一覧表に基づいて流動性補正量を求め、この流動性補正量に従って、図１０のグラフに従って外添剤量を算出する。

図１０は、放置時間によって異なる現像剤７０の流動性と外添剤量との関係を示すグラフである。このグラフでは、横軸に現像剤７０の流動性［％］を示し、縦軸に外添剤量［％］を示す。

図１０では、例えば、現像部４４の内部がＮＮの環境であり、カバレッジが“中”であるときに、放置時間を０〜１２時間、１２〜２４時間、２４時間以上としたときの現像剤７０の流動性と、外添剤量の関係が示される。例えば、外添剤量が６０％であるとは、現像剤７０の製造時には１００％であった外添剤量が、６０％まで減少したことを表す。

上述したように現像剤７０の流動性が０％に近ければ現像剤７０は流れにくく、流動性が１００％に近ければ現像剤７０は非常に流れやすい。また、外添剤量が０％に近ければトナー７１に外添剤がほとんど含まれておらず、外添剤量が１００％に近ければトナー７１に十分な量の外添剤が含まれていることが示される。外添剤量は、次式（３）により、現像剤７０の流動性と外添剤量との関係に基づいて算出される。図１０は、次式（３）に基づいて表されるグラフである。この式（３）は、上式（２）に示したように、現像剤７０の流動性測定値からトナー帯電量による影響を除いて外添剤量を求めることを表している。

外添剤量＝ａ１×ｅｘｐ（ｂ１×流動性測定値） …（３）
ａ１，ｂ１は、各条件で変動する値である。

図５に示したように、放置時間が０〜１２時間であるとき、温湿度ＮＮ、カバレッジ中の条件では、流動性補正量が２０％であり、放置時間が１２〜２４時間であるとき、流動性補正量が１５％である。一方、放置時間が２４時間以上であるとき、流動性補正量が０％であるため、流動性を補正しなくてもよい。このように印字条件が同じであれば、放置時間が０〜１２時間、１２〜２４時間、２４時間以上の順に流動性が高くなり、流動性補正量も変わる。

図１０に示すように、例えば、流動性が約６０％であるとき、放置時間が０〜１２時間であれば外添剤量が約７５％であるが、放置時間が２４時間以上であれば外添剤量が約７０％に下がる。このように流動性演算部８１は、放置時間、温湿度及びカバレッジを含む印字環境に応じて決定される流動性補正量により補正した現像剤７０の流動性を式（３）に当てはめることで外添剤量を正確に演算することが可能となる。

図１１は、本例の制御部１００の動作例を示すフローチャートである。
始めに、補給現像剤流動性測定部６２が補給部６１に収容された現像剤７０の流動性を測定し、廃棄現像剤流動性測定部６４が廃棄部６３に収容された現像剤７０の流動性を測定する（Ｓ１１）。

次に、補正量演算部８２は、トナー７１の帯電量、現像剤７０の印字環境等に基づいて流動性補正量を演算する（Ｓ１２）。

次に、流動性演算部８１は、流動性補正量に基づいて現像剤７０の流動性を補正し、図１０に示した現像剤の流動性と外添剤量の関係に基づいて、修正後の現像剤７０の流動性から外添剤量を演算する（Ｓ１３）。

次に、プロセス制御部８６は、流動性演算部８１によって演算された外添剤量に基づいて、各画像形成プロセスのプロセス条件を変更する（Ｓ１４）。プロセス条件のプロセス補正量は、例えば、図６の横軸を外添剤劣化度に置き換えた相関図を用いて算出する。このとき、結果出力部８５により、外添剤量の演算結果が出力されてもよい。

以上説明したように、本実施形態では、流動性補正量により現像剤７０の流動性を修正し、修正した現像剤７０の流動性からトナー７１の外添剤量を演算する。そして、トナー７１の外添剤量に基づいて、外添剤の状態を判断することが可能となる。このため、従来のような外添剤量を予測する方法と比べて、外添剤量を正確に演算することが可能となる。従って、プロセス制御部８６は、画像形成プロセスに対して適切なフィードバックを行うことができる。

また、従来のように色識別センサーを用いると、無色である外添剤を測定することは不可能であったのに対し、本実施の形態では、流動性演算部８１が、現像剤７０の流動性からトナー７１の外添剤量を求めることができる。このため、外添剤の色に関わらず正確な外添剤量を演算することが可能となる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…画像形成装置、４０…画像形成部、４４…現像部、６０…トリクルシステム、６２…補給現像剤流動性測定部、６３…廃棄部、６４…廃棄現像剤流動性測定部、７０…現像剤、７１…トナー、８１…流動性演算部、８２…補正量演算部、８５…結果出力部、８６…プロセス制御部、９０…プロセス決定部、９１…プロセス補正量演算部、１００…制御部

Claims (9)

1. 複数の画像形成プロセスを経て画像を形成する画像形成装置であって、
   現像剤を像担持体に転写して潜像を現像する現像部と、
   前記現像剤の流動性を測定する流動性測定部と、
   前記流動性測定部で測定した前記現像剤の流動性を補正するための流動性補正量を演算する補正量演算部と、
   前記画像形成プロセスのプロセス条件を変更するプロセス制御部と、を備え、
   前記プロセス制御部は、前記流動性補正量に基づいて補正した前記現像剤の流動性に基づいて、前記複数の画像形成プロセスからプロセス条件を変更する画像形成プロセスを選定する
   画像形成装置。
2. 前記プロセス制御部により変更される画像形成プロセスの条件は、少なくとも前記現像部における現像バイアス、前記像担持体の表面を露光する露光部の露光量、前記現像部の現像剤を前記像担持体に転写させる際の転写電流のいずれかを含む
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記プロセス制御部は、予め定められた現像剤の流動性と前記現像剤の前記像担持体への転写率との相関に基づいて、プロセス条件を変更する画像形成プロセスを選定する
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記プロセス制御部で選定するプロセス条件を変更する画像形成プロセスは複数である
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記プロセス制御部により変更するプロセスの条件は、前記像担持体上の現像像を記録媒体に転写するための一対の転写ローラーの速度である
   請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記転写ローラーの速度に応じて、前記像担持体上に潜像を形成するための入力画像の条件を変更する
   請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記現像剤は、トナーとキャリアを有する二成分現像剤であって、
   前記流動性補正量に基づいて補正した前記二成分現像剤の流動性から前記トナーの外添剤量を演算し、前記外添剤の状態を判断する外添剤演算部と、を備え、
   前記プロセス制御部は、前記外添剤演算部で判断された外添剤の状態に基づいて、前記画像形成プロセスの条件を変更する画像形成プロセスを選定する
   請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記プロセス制御部は、予め定められた外添剤の状態と前記像担持体へのトナー転写率との相関に基づいて、前記プロセス条件を変更する画像形成プロセスを選定する
   請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記プロセス制御部で選定する前記プロセス条件を変更する画像形成プロセスは複数である
   請求項８に記載の画像形成装置。
   

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