JP3410198B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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- JP3410198B2 JP3410198B2 JP05131194A JP5131194A JP3410198B2 JP 3410198 B2 JP3410198 B2 JP 3410198B2 JP 05131194 A JP05131194 A JP 05131194A JP 5131194 A JP5131194 A JP 5131194A JP 3410198 B2 JP3410198 B2 JP 3410198B2
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Description
画像形成装置に関し,より詳細には,現像器中の現像剤
のトナー濃度を検知してプロセスコントロールを行う画
像形成装置に関する。
置において,現像器中の現像剤のトナー濃度をセンサに
よって検知し,その検知結果に基づいてトナー補給等の
プロセスコントロールを行う画像形成装置は周知であ
る。
る2成分現像剤を用いる現像器において,現像能力を維
持するためには,トナー濃度が所定の濃度になるように
トナー補給量を適切にコントロールする必要がある。
像剤の透磁率がトナー濃度によって異なることを利用し
て検知したり,現像剤に対する光学的な反射濃度がトナ
ー濃度によって異なることを利用して検知している。す
なわち,従来の画像形成装置においては,これら透磁率
あるいは光学的反射濃度等の検知結果から直接トナー濃
度を判定し,トナー補給等のプロセスコントロールを行
っている。
率変化を利用したトナー濃度センサについて具体的に説
明する。図示の如く,現像剤の透磁率変化を利用したト
ナー濃度センサの出力特性は,トナー濃度が低ければセ
ンサ近傍のキャリアの量が増加して透磁率が高くなり,
センサ出力は上昇する。逆に,トナー濃度が高ければセ
ンサ近傍のキャリアの量が減少して透磁率が低くなり,
センサ出力は下降する。
は,基本的に,現像剤が移動している状態で得た動的出
力によってトナー濃度を検知しているため,現像剤の流
動状態によって検知出力が大きく変動することがある。
換言すれば,センサ出力が,センサ近傍の動的キャリア
量(透磁率)によって決定されるため,現像剤が安定し
て流量していなかったり,キャリアの劣化によって現像
剤の流動性が変わったり,トナーの帯電電荷量による現
像剤の嵩密度の変化等により,図15に示したような出
力特性が崩れ,同じトナー濃度でもセンサ出力の値が異
なることがある。
用したトナー濃度センサにおいても,動的な現像剤の光
学的反射濃度によっているため,現像剤のセンサ近傍で
の流動変化,トナーの帯電電荷量による浮遊トナー量等
により,同じトナー濃度でもセンサ出力の値が異なるこ
とがある。
来の画像形成装置によれば,上述したように,現像剤の
流動状態によっては同じトナー濃度でもトナー濃度セン
サの出力値が異なることがあるものの,トナー濃度の判
定に何らこの点を考慮せず,トナー濃度センサの出力値
から直接トナー濃度を判定しているため,検知したトナ
ー濃度と実際のトナー濃度にズレが発生する場合があ
り,トナー補給のプロセスコントロールの制御精度が低
下するという問題点があった。
ー濃度にズレが発生し,トナー濃度が所定の濃度よりも
高くなった場合,画像濃度の上昇やトナー飛散,あるい
は,キャリアが現像器の外にこぼれ落ちたり,記録紙が
地汚れしたりするという不具合が起こる。また,逆にト
ナー濃度が低くなった場合には,画像濃度が低下した
り,キャリアが感光体に付着するという不具合が起こ
る。
て,検知したトナー濃度と実際のトナー濃度にズレを発
生させることなく,現像器のトナー濃度を正確に検知で
きるようにすることを目的とする。
成するために,請求項1に係る画像形成装置は,現像器
中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と,前記
現像器の動作中にトナー濃度検知手段によって検知した
トナー濃度に基づいて,トナー補給制御等のプロセスコ
ントロールを行う制御手段とを備えた画像形成装置にお
いて,前記現像器中の現像剤の攪拌停止後,駆動を開始
した前記現像器の駆動開始後の経過時間上の複数の検知
ポイントにおいて,前記トナー濃度検知手段によって検
知されたトナー濃度を用い,前記経過時間に対するトナ
ー濃度センサの出力変動量を求める出力変動量算出手段
と,通常の画像形成動作時に,前記出力変動量算出手段
で求めた前記経過時間に対するトナー濃度センサの出力
変動量を用いて,前記トナー濃度検知手段で検知したト
ナー濃度あるいは前記制御手段で使用するトナー濃度制
御基準値を補正する補正手段とを備えたものである。
像器中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と,
前記現像器の動作中にトナー濃度検知手段によって検知
したトナー濃度に基づいて,トナー補給制御等のプロセ
スコントロールを行う制御手段とを備えた画像形成装置
において,前記現像器中の現像剤の攪拌停止後,駆動を
開始した前記現像器の駆動開始後の経過時間上の複数の
検知ポイントにおいて,前記トナー濃度検知手段によっ
て検知されたトナー濃度を用い,前記経過時間に対する
トナー濃度センサの出力変動量を求める出力変動量算出
手段と,通常の画像形成動作時に,前記出力変動量算出
手段で求めた前記経過時間に対するトナー濃度センサの
出力変動量を用いて,前記トナー濃度検知手段で検知し
たトナー濃度あるいは前記制御手段で使用するトナー濃
度制御基準値を補正する第1の補正手段と,前記現像器
の総現像駆動時間を計測する計測手段と,前記計測手段
で計測された現像器の総現像駆動時間に基づいて,前記
第1の補正手段の補正結果を補正する第2の補正手段と
を備えたものである。
記現像器が駆動開始されてからの経過時間が,前記現像
器内の現像剤の攪拌動作が開始されてからの経過時間で
あるものである。
記現像器が駆動開始されてからの経過時間が,前記現像
器内の現像剤の穂立て動作が開始されてからの経過時間
であるものである。
像形成装置中に複数の現像器が設置されている場合,前
記各手段が,各現像器毎にそれぞれの動作を実行するも
のである。
かじめ所定のタイミングで,現像器が駆動開始されてか
らの経過時間とトナー濃度検知手段で検知したトナー濃
度とを用いて,経過時間に対するトナー濃度センサの出
力変動量を求める。その後,通常の画像形成動作時に,
補正手段において,上記経過時間に対するトナー濃度セ
ンサの出力変動量を用いて,トナー濃度検知手段で検知
したトナー濃度あるいは制御手段で使用するトナー濃度
制御基準値を補正することにより,現像器内の現像剤の
流動が不安定なことによって発生する,検知したトナー
濃度と実際のトナー濃度のズレをなくす。
らかじめ所定のタイミングで,現像器が駆動開始されて
からの経過時間とトナー濃度検知手段で検知したトナー
濃度とを用いて,経過時間に対するトナー濃度センサの
出力変動量を求める。その後,通常の画像形成動作時
に,第1の補正手段において,上記経過時間に対するト
ナー濃度センサの出力変動量を用いて,トナー濃度検知
手段で検知したトナー濃度あるいは制御手段で使用する
トナー濃度制御基準値を補正し,次に,第2の補正手段
において,現像器の総現像駆動時間に基づいて,第1の
補正手段の補正結果を補正することにより,現像器内の
現像剤の流動が不安定なことによって発生する,検知し
たトナー濃度と実際のトナー濃度のズレをなくし,さら
に,経時における現像剤の劣化による嵩密度あるいは現
像剤の流動性の変化によって発生する,検知したトナー
濃度と実際のトナー濃度のズレをなくす。
像器内の現像剤の攪拌動作が開始されてからの経過時間
に対するトナー濃度センサの出力変動量を用いて補正す
ることにより,現像剤の流動が不安定なことによって発
生する,検知したトナー濃度と実際のトナー濃度のズレ
を適切になくす。
像器内の現像剤の穂立て動作が開始されてからの経過時
間に対するトナー濃度センサの出力変動量を用いて補正
することにより,現像剤の攪拌動作の開始と穂立て開始
と時間差がある場合でも,現像剤の流動が不安定なこと
によって発生する,検知したトナー濃度と実際のトナー
濃度のズレを適切になくす。
像形成装置中に複数の現像器が設置されている場合,前
記各手段が,各現像器毎にそれぞれの動作を実行するこ
とにより,現像器毎にトナー濃度センサの出力変動量が
異なっていても,トナー濃度の補正を適正に行う。
に適用した場合を例として,〔実施例1〕,〔実施例
2〕の順で図面を参照して詳細に説明する。
写機のブロック構成図を示し,Bk現像器114中のト
ナー濃度を検知するトナー濃度センサ114cと,C現
像器115中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ
115cと,M現像器116中のトナー濃度を検知する
トナー濃度センサ116cと,Y現像器117中のトナ
ー濃度を検知するトナー濃度センサ117cと,前記各
現像器(114〜117)が駆動開始されてからの経過
時間と対応するトナー濃度センサ(114c,115
c,116c,117c)で検知したトナー濃度とを用
いて,前記経過時間に対するトナー濃度センサの出力変
動量を求める出力変動量算出部10と,通常の画像形成
動作時に,出力変動量算出部10で求めた前記経過時間
に対するトナー濃度センサの出力変動量を用いて,各ト
ナー濃度センサで検知したトナー濃度あるいは制御部5
0で使用するトナー濃度制御基準値を補正する第1補正
部20と,各現像器の総現像駆動時間を計測する計測タ
イマ31〜34と,計測タイマ31〜34で計測された
各現像器の総現像駆動時間に基づいて,第1補正部20
の補正結果を補正する第2補正部40と,各現像器の動
作中に各トナー濃度センサによって検知したトナー濃度
に基づいて,トナー補給制御等のプロセスコントロール
を行う制御部50とを備えている。
イミング 出力変動量算出部におけるトナー濃度センサ補正テー
ブルの作成 第2補正部で使用する現像剤経時変化用補正テーブル
について 第1補正部および第2補正部による具体的な補正動作 の順序で詳細に説明する。
現像器およびトナー濃度センサの配置を示す説明図であ
る。実施例1のカラー複写機は,大別して,カラー画像
を読み取るためのカラースキャナ101と,カラースキ
ャナ101で読み取ったカラー画像情報を記録紙へ出力
するためのカラープリンタ102とから構成される。
ス上に載置された原稿103に照明ランプ104により
光を照射し,その反射光をミラー105a〜105cお
よびレンズ106を介してカラーセンサ107に結像さ
せ,原稿103のカラー画像情報を,例えば,ブルー,
グリーン,レッド(以下,B,G,Rと記載する)の各
分解光毎に読み取り,電気的な画像信号に変換する。な
お,カラーセンサ107は,例えば,B,G,Rの色分
解手段とCCDのような光電変換素子とで構成されてお
り,3色同時読み取りを行えるものとする。
分解画像信号(前述したB,G,Rの3色)の強度レベ
ルに基づいて,図示しない画像処理部で色変換処理を行
い,ブラック,シアン,マゼンタ,イエロー(以下,そ
れぞれをBk,C,M,Yと記載する)のカラー画像デ
ータを生成する。画像処理部で処理されたカラー画像デ
ータは,カラープリンタ102へ送られ,Bk,C,
M,Yの各色毎に顕像化され,記録紙に出力される。
タを得るためのカラースキャナ101の動作方式は,カ
ラープリンタ102の動作とタイミングを取ったスキャ
ナスタート信号を受けて,照明ランプ104およびミラ
ー105a〜105cが図中の右から左方向へ原稿10
3を走査し,1回の走査で1色の画像データを読み取
り,この動作を合計4回繰り返すことによって順次4色
の画像データを読み取るものである。また,読み取られ
た画像データは,その都度,カラープリンタ102で顕
像化を行い,順次これらを重ね合わせて4色のフルカラ
ー画像が形成されるものである。
101から入力したカラー画像データを光信号に変換
し,原稿103のカラー画像に対応した光書き込みを行
い,感光体ドラム109に静電潜像を形成するための書
き込み光学ユニット108を有している。この書き込み
光学ユニット108は,レーザ光源108aと,レーザ
光源108aの発光駆動制御部(図示せず),ポリゴン
ミラー108b,ポリゴンミラー108bの回転用モー
タ108c,f/θレンズ108d,反射ミラー108
e等で構成されている。
ング前除電器を含むクリーニングユニット110と,除
電ランプ111と,帯電器112と,電位センサ113
と,Bk現像器114と,C現像器115と,M現像器
116と,Y現像器117と,現像濃度パターン検知器
118と,中間転写ベルト119等が配置されている。
は,基本的に同じであるため,ここでは,Bk現像器1
14を代表例として説明する。Bk現像器114は,現
像スレーブ114a,現像パドル114bおよびトナー
濃度センサ114cとで構成されている。現像パドル1
14bは,現像剤を汲み上げると共に攪拌する。現像ス
リーブ114aは,所定方向に回転することにより現像
パドル114bが汲み上げた現像剤の穂を感光体ドラム
109の外周面に接触させて感光体ドラム109上に形
成された静電潜像を現像(顕像化)する。ただし,現像
動作を行わない状態(待機状態)のときは,現像スリー
ブ114aは回転せず,現像剤が感光体ドラム109の
表面から離れた穂切り状態(現像不作動状態)となって
いる。
117aはそれぞれ現像スレーブを示し,115b,1
16b,117bはそれぞれ現像パドルを示し,115
c,116c,117cはそれぞれトナー濃度センサを
示す。
動作を,現像順序(すなわち,カラー画像形成順序)が
Bk,C,M,Yの順番の場合を例として説明する。た
だし,現像順序は特に実施例1に限定されるものではな
い。
始されると,カラースキャナ101によって原稿103
のBk画像情報の読み取りが行われ,画像処理部(図示
せず)によってBk画像データが生成される。書き込み
光学ユニット108は,生成されたBk画像データに基
づいて,図3の矢印L方向に回転する感光体ドラム10
9上にBkの静電潜像(以下,Bkの静電潜像をBk潜
像と記載し,同様にC,M,Yの静電潜像をC潜像,M
潜像,Y潜像と記載する)を形成する。
像を,その先端部から現像するために,Bk現像器11
4の現像位置に潜像先端部が到達する前に,現像スリー
ブ114aの回転を開始させ,現像剤の穂立てを行って
Bk潜像をBkトナーで現像する。そして,Bk潜像領
域の現像動作を継続するが,潜像後端部がBk現像器1
14の現像位置を通過した時点で速やかに現像スリーブ
114a上の現像剤の穂切りを行い,現像不作動状態に
する。この穂切りは,少なくとも次のC画像データによ
るC潜像先端部がBk現像器114に到達する前に完了
させる。なお,現像剤の穂切りは,現像スリーブ114
aの回転方向を現像動作中とは逆方向に切り替えること
で行い,その後,現像スリーブ114aの回転を停止さ
せる。
トナー像は,感光体ドラム109の表面に接触して等速
運動している中間転写ベルト119上に転写される(以
下,感光体ドラム109から中間転写ベルト119への
トナー像の転写をベルト転写と記載する)。ベルト転写
は,感光体ドラム109と中間転写ベルト119が接触
状態において,ベルト転写バイアスローラ120に所定
のバイアス電圧を印加することにより行う。
ナ101による原稿103のC画像情報の読み取りが開
始され,Bk画像情報のときと同様にして,C画像デー
タを生成し,感光体ドラム109上にC潜像を形成す
る。
後,C潜像の先端がその現像位置に到達する前に,現像
スリーブ115aの回転を開始して現像剤の穂立てを行
い,続いて,C潜像をC色トナーで現像する。
それぞれの画像情報を読み取り,潜像を形成し,対応色
のトナーによる現像を行う。その動作は,上述したBk
色およびC色における動作と同様であるので,説明を省
略する。
ベルト119には,感光体ドラム109上に順次形成さ
れたC,M,Yの各色トナー像が順に転写・合成され
て,4色重ねのベルト転写画像が形成される。その後,
この4色重ねのベルト転写画像が一括して記録紙に転写
される。
ットについて,さらに詳細に説明する。中間転写ベルト
119は,前述したベルト転写バイアスローラ120,
駆動ローラ121および従動ローラ125a,125b
に張架され,図示しない駆動モータにより駆動される。
如く,ベルト転写画像を記録紙に転写後に残った残トナ
ーを除去するためのベルトクリーニングユニット122
が当接されて配置されている。なお,ベルトクリーニン
グユニット122は,ブラシローラ122a,ゴムブレ
ード122b,中間転写ベルト119からの接離機構1
22c等で構成されている。このベルトクリーニングユ
ニット122は,1色目のBkトナー像がベルト転写さ
れた後,2〜4色目のトナー像をベルト転写している間
は,接離機構122cによって中間転写ベルト119の
トナー転写面から離間されている。
ねのベルト転写画像を記録紙に転写させるための紙転写
ユニット123は,転写バイアスローラ123a,ロー
ラクリーニングブレード123b,中間転写ベルト11
9からの接離機構123c等で構成されている。上記の
転写バイアスローラ123aは,通常は中間転写ベルト
119のベルト面から離間しているが,中間転写ベルト
119上のベルト転写画像を記録紙に一括転写するとき
にタイミングを取って接離機構123cで押圧され,中
間転写ベルト119に圧接される。続いて,所定のバイ
アス電圧が印加され,転写バイアスローラ123aと中
間転写ベルト119の間に導かれた記録紙124にベル
ト転写画像が一括転写される。なお,記録紙124は,
中間転写ベルト119上のベルト転写画像の先端部が紙
転写位置に到達するタイミングに合わせて,レジストロ
ーラ対126(図2参照)によって給紙される。
としては,1色目のBkトナー像のベルト転写が後端部
まで終了した後の動作方式として,次の(イ)〜(ハ)
の方式が考えられるが,この中の1方式か,あるいはコ
ピーサイズに応じて効率的な方式を組み合わせて動作さ
せるようにする。
速度で回動を続ける。一方,感光体ドラム109上に
は,Bkトナー像の先端位置が再び感光体ドラム109
との接触部(すなわち,ベルト転写位置)に到達したと
き,次のCトナー像の先端部が丁度その位置(Bkトナ
ー像の先端位置)にくるように,タイミングを取って画
像形成を行う。その結果,Cトナー像はBkトナー像に
正確に位置合わせされて中間転写ベルト119上に重ね
てベルト転写される。
工程に進み,4色重ねのベルト転写画像を得る。4色目
のYトナー像のベルト転写工程に引き続き,そのまま回
動しながら,中間転写ベルト119上の4色重ねのベル
ト転写画像を記録紙124に一括転写する。
109から中間転写ベルト119を離間させ,そのまま
の方向に高速スキップさせて,所定量を移動させた後,
当初の回動速度に戻し,再び感光体ドラム109上に中
間転写ベルト119を接触させる。一方,感光体ドラム
109上には,Bkトナー像の先端位置が再び感光体ド
ラム109との接触部(すなわち,ベルト転写位置)に
到達したとき,次のCトナー像の先端部が丁度その位置
(Bkトナー像の先端位置)にくるように,タイミング
を取って画像形成を行う。その結果,Cトナー像はBk
トナー像に正確に位置合わせされて中間転写ベルト11
9上に重ねてベルト転写される。
工程に進み,4色重ねのベルト転写画像を得る。4色目
のYトナー像のベルト転写工程に引き続き,そのまま回
動しながら,中間転写ベルト119上の4色重ねのベル
ト転写画像を記録紙124に一括転写する。
109から中間転写ベルト119を離間させ,回動を停
止させると同時に,逆方向に高速リターンさせる。リタ
ーンさせた中間転写ベルト119は,ベルト面上のBk
トナー像の先端位置がベルト転写位置を逆方向に通過
し,さらに,あらかじめ設定された距離だけ移動した後
に停止して待機状態となる。
の先端位置がベルト転写位置より手前の所定位置に到達
した時点で,中間転写ベルト119を再び当初の方向に
回動させ,中間転写ベルト119を感光体ドラム109
に再び接触させる。なお,このとき,Cトナー像が中間
転写ベルト119上でBkトナー像に正確に重なるよう
な条件で制御され,ベルト転写される。
工程に進み,4色重ねのベルト転写画像を得る。4色目
のYトナー像のベルト転写工程に引き続き,そのまま回
動しながら,中間転写ベルト119上の4色重ねのベル
ト転写画像を記録紙124に一括転写する。
のトナー像を一括転写された記録紙124は,記録紙搬
送ベルト127によって定着器128に送り込まれ,所
定の温度に制御された定着ローラ128aと加圧ローラ
128bとによって挟持・搬送されて,記録紙124上
の未定着トナー像の溶融定着が行われる。これによって
フルカラーコピーが完了し,その後,記録紙124は排
紙トレイ129に排出される。
は,クリーニングユニット110で表面をクリーニング
され,除電ランプ111により均一に除電される。一
方,記録紙124にトナー像を転写した後の中間転写ベ
ルト119は,接離機構122cで押圧され中間転写ベ
ルト119に圧接されたベルトクリーニングユニット1
22により,その表面がクリーニングされる。
(4色目)画像工程に引き続き,所定のタイミングで原
稿画像の読み取りおよび感光体ドラム109への潜像形
成が行われ,2枚目のBk(1色目)画像工程が実行さ
れる。また,中間転写ベルト119では,1枚目の4色
重ね画像の一括転写工程に引き続き,ベルトクリーニン
グユニット122でクリーニングされたベルト表面の領
域に,2枚目のBkトナー像がベルト転写される。その
後の各色画像工程は,1枚目のときと同様である。
32,133は,給紙カセットを示し,各種サイズの記
録紙が収納されている。また,図示しない操作パネルか
ら指定されたサイズの給紙カセットから,タイミングを
取って記録紙がレジストローラ対126に向けて給送さ
れる。また,手差しトレイ134からは,OHP用紙や
厚紙等の用紙が給紙される。
ーモードの場合を示しているが,3色コピーモードおよ
び2色コピーモードの場合は,指定された色と回数の分
について,上記同様の動作を行うことになる。また,単
色コピーモードの場合は,所定枚数が終了するまでの
間,その色の現像器のみを現像作動(現像剤の穂立て)
状態にし,中間転写ベルト119は感光体ドラム109
に接触したまま定速回動し,さらに,ベルトクリーニン
グユニット122も中間転写ベルト119に接触したま
まの状態でコピー動作が実行される。
ル)の同期タイミング 次に,図4および図5を参照して,実施例1の制御部5
0による現像スレーブ(114a,115a,116
a,117a)と現像パドル(114b,115b,1
16b,117b)の同期タイミングについて説明す
る。ここで,図4はフルカラーコピー時のタイミングを
示しており,図5はモノカラーコピー時のタイミングを
示している。
パドル,現像スレーブおよび各色現像器のトナー濃度セ
ンサ(114c,115c,116c,117c)のオ
ン状態を示し,ローレベルがそれぞれのオフ状態を示し
ている。すなわち,現像パドルの回転開始および回転終
了タイミングと,現像スレーブの回転開始(穂立て)お
よび逆転動作における穂切り終了タイミングと,トナー
濃度センサのA/D変換によるデータ取り込み開始およ
び取り込み終了タイミングとを示している(ただし,ト
ナー濃度センサ自体は,複写機本体の電源投入時は常に
動作しているものとする)。また,先頭のBk,C,
M,Yはそれぞれ相当する色の現像器を示すものであ
る。
ルおよび現像スレーブは,前の色の現像器の現像パドル
および現像スレーブがオフになってから駆動開始(オ
ン)される。また,各色現像器のトナー濃度センサは,
各サイズが同じであれば,各色現像器の現像パドルおよ
び現像スレーブが駆動開始(オン)されてから,所定時
間(図中のA1 〜A4 )経過後,オンされる。
センサが,現像パドルおよび現像スレーブが駆動開始
(オン)されてから,A1 ,B1 ,C1 ‥‥のタイミン
グで1回目,2回目,3回目〜とオンされるようすが示
されている。
ンサ補正テーブルの作成 次に,出力変動量算出部10におけるトナー濃度センサ
補正テーブルの作成について説明する。なお,このトナ
ー濃度センサ補正テーブル(すなわち,現像器が駆動開
始されてからの経過時間に対するトナー濃度センサの出
力変動量のテーブル)は,後述する第1補正部20によ
って使用される。
ピート時のトナー濃度センサ114cのアナログ出力を
示したものである。トナー濃度センサの出力(VT)
は,現像剤の流動状態によって変動する。図から明らか
なように,コピースタート後,初めのうちはセンサ出力
が高めに出力されるが,A4用紙横向き(A4Y)3枚
目以降は安定したレベル(図中に点線で示すレベル)に
なる。これは,駆動初期においては,現像剤が充分に移
動せず,センサ近傍にキャリアが重力により詰まった状
態となり,出力が高めとなるが,次第に現像剤が流れ出
すと共に,穂立て動作により現像剤の嵩が減るため除々
に出力が低くなって安定するものと考えられる。なお,
このセンサ出力と時間との関係が現像器の構成によって
異なるのは勿論である。
を異なるトナー濃度により示したものである。標準トナ
ー濃度に比べ,出力変動量が異なっていることがわか
る。これは,現像剤の流動性がトナー濃度によって変化
しているためと考えられる。
マ(図示せず)を用意して,複写機本体の電源投入時あ
るいは100枚目毎に一連のコピー動作実行後に,出力
変動量算出部10でトナー濃度センサ補正テーブル(以
下,補正テーブルと記載する)を作成し,通常の画像形
成時(すなわち,通常のコピー動作時)は,現像器の駆
動開始からトナー濃度センサの出力検知を開始するまで
の時間を計測し,第1補正部20は,前記補正テーブル
からその時間に対応するトナー濃度センサの補正量(以
下,補正量1と記載する)を得る。この補正量1により
トナー濃度センサの検知出力の補正を行うことにより,
複写機の機差や,現像剤の剤差を吸収し,正確な補正が
行える。
成時のトナー濃度と通常のトナー濃度検知時のトナー濃
度の差分に,あらかじめ定めたT.C差分補正係数を乗
じて,補正量(以下,補正量2と記載する)を求め,求
めた補正量2によりトナー濃度センサの検知出力の補正
を行う。
像器別の補正テーブルの作成例を示し,同図(a)〜
(d)は,それぞれBk現像器用の補正テーブル,C現
像器用の補正テーブル,M現像器用の補正テーブル,Y
現像器用の補正テーブルである。
始Tは,現像器別の駆動開始からトナー濃度センサの出
力検知開始までの時間である。また,補正量1および補
正量2が出力変動量算出部10によって求められた出力
変動量である。さらに,演算式は,補正量1と補正量2
から補正後のトナー濃度センサ出力(補正後のトナー濃
度)を求めるまでを一つの式で表現したものであり,第
1補正部20による補正処理に相当する。演算式におけ
るVT1〜VT4は補正後のVTを示し,A〜Dは補正
テーブル作成時と通常のトナー濃度検知時のトナー濃度
の違いを考慮して補正を加えるためのT.C差分補正係
数であり,あらかじめ実験によって適正な値が求めら
れ,設定されている。例えば,実施例1におけるBk現
像器では,実験からA=0.5,B=0.3,C=0.
2,D=0.1という値が求められ,設定されている。
なお,トナー濃度の違いの影響が無視できる場合には,
A〜Dの各値を0に設定すれば良い。
値,VTCAL1〜VTCAL4は補正テーブル作成時
における各現像器のVT検出値,VTSTDはA3用紙
の2枚コピー相当におけるVT検出値で基準のVTとし
て使用するものである。
始Tの各蘭に示す時間に該当する用紙サイズを示すもの
である。換言すれば,そのサイズの用紙を使用したとき
に,対応する左欄のVT検知開始Tを用いる。なお,用
紙サイズを示すA4,B5等の後のY,Tはそれぞれ用
紙の横向き,縦向きを示す記号である。
現像器毎に5段階のテーブルとして作成してあるが,補
正時間・回数の区切り方は,特にこれに限定されるもの
ではない。例えば,VT検知開始時間と補正量の関係を
関数として持てば,無段階に補正が可能となる。
択を行う際に,現像器毎にタイマを用意し,駆動開始か
らトナー濃度センサの出力検知を開始するまでの時間
(図5に示したBk現像器の場合,A1 ,B1 ,C1 等
であり,これがC現像器であれば,A2 ,B2 ,C2 等
のようになり,以下M現像器およびY現像器も同様であ
る)を計測したが,その時間が用紙サイズ,リピートコ
ピー枚数,コピーモード(モノカラー,フルカラー,特
殊モード等)によって代表できる場合には,これらのデ
ータによる補正量を選択できるように補正テーブルを設
定しておき,その補正テーブルを使用して補正を行うよ
うにしても良い。
ーブルを用いて用紙サイズから補正量を決定し,フルカ
ラーモードでは補正テーブルを用いてコピー枚数に係わ
らず,その用紙サイズの1枚目の補正量によって補正を
行う。
て,出力変動量算出部10によるトナー濃度センサ補正
テーブルの作成手順について具体的に説明する。実施例
1では,前述したように複写機本体の電源投入時あるい
は100枚目毎に一連のコピー動作実行後に,補正テー
ブルを作成する。先ず,トナー補給を行わずに全色の現
像パドル(114b,115b,116b,117b)
を30sec回転させる(S901)。この30sec
の時間は現像器内の現像剤の還流一周分に相当する。
c経過後,Bk現像器のBk現像パドルおよび現像スレ
ーブを回転開始する(S902)。ここで,5sec経
過するのを待つのは,現像剤を静止させるためである。
像スレーブを回転してから,複数の検知ポイントにて,
7.700secまで移動平均を用いてBk現像器のV
TCAL(図8(a)のVTCAL1〜4,VTST
D)を演算する(S903)。実施例1では,複数の検
知ポイントとして図8に示した5段階のVT検知開始T
の時間が使用される。
VTをVTCAL1〜4およびVTSTDとして,図8
(a)の補正テーブルに取り込んで補正量1および補正
量2を求め,Bkの補正テーブルを作成する(S90
4)。ただし,リミット値として,|VTCAL−VT
STD|≦0.5とする。
ーブを停止させ,C現像器のC現像パドルおよびC現像
スレーブを回転開始し(S905),複数の検知ポイン
トにて,7.900secまで移動平均を用いてC現像
器のVTCAL(図8(b)のVTCAL1〜4,VT
STD)を演算し(S906),それぞれの検知ポイン
トにおけるVTをVTCAL1〜4およびVTSTDと
して,図8(b)の補正テーブルに取り込んで補正量1
および補正量2を求め,Cの補正テーブルを作成する
(S907)。
でM現像器のVTCALを演算し,それぞれの検知ポイ
ントにおけるVTをVTCAL1〜4およびVTSTD
として,図8(c)の補正テーブルに取り込んで補正量
1および補正量2を求め,Mの補正テーブルを作成す
る。また,ステップS911〜S913でのVTCAL
を演算し,それぞれの検知ポイントにおけるVTをVT
CAL1〜4およびVTSTDとして,図8(d)の補
正テーブルに取り込んで補正量1および補正量2を求
め,Yの補正テーブルを作成する。
補正テーブルについて 図10は,実施例1におけるBk現像器のモノカラー・
リピートコピー時の,A4Y5枚目のトナー濃度センサ
のアナログ出力を,同じトナー濃度で経時(使用時間)
により比較したものである。図示の如く,トナー濃度セ
ンサの出力は,使用時間(総駆動時間)が増えるにつれ
て上昇していく。これは,現像剤のキャリアが劣化して
帯電能力が低下すると共に,キャリアからコート剤が剥
がれて現像剤の嵩密度が高くなり,トナー濃度センサ近
傍のキャリア量が増えるためである。
〜34を用いて現像器別に現像剤投入時からの現像器回
転時間を計測し,第2補正部40において,あらかじめ
求めておいた現像剤経時変化用補正テーブル(以下,経
時用補正テーブルと記載する)から,その時間に対応す
る補正量(以下,補正量3と記載する)を求め,求めた
補正量3によりトナー濃度センサの検知出力(ここで
は,第1補正部20の補正結果)の補正を行い,トナー
濃度を判定する。図11にBk現像器の経時用補正テー
ブルの例を示す。C,M,Yの各現像器の経時用補正テ
ーブルも同様の形式で作成される。
的な補正動作 以上の構成において,図12のフローチャートを参照し
て,第1補正部20および第2補正部40によるトナー
濃度センサ検出値の具体的な補正動作について説明す
る。先ず,コピースタート後,各現像器の駆動開始によ
って対応するタイマのカウントを開始する(S120
1)。次に,各現像器のトナー濃度センサを用いて,そ
れぞれトナー濃度の検知を開始し,トナー濃度センサ検
出値VTとトナー濃度検知時のタイマカウント値とを記
憶し,タイマが6秒(6000sec)になるまでカウ
ントを続行する(S1202)。なお,タイマカウント
値が6秒以上は6秒に固定する。
濃度センサ検出値とそのタイマカウント値とを用いて,
該当する現像器の補正テーブル(図8(a)〜(d)参
照)の演算式で示すように,補正量1と補正量2との和
を求め,トナー濃度センサ検出値VTから差し引くこと
により,トナー濃度センサ出力補正結果1を得る(S1
203)。
〜34から該当する現像器の総駆動時間を求め,総駆動
時間と該当する経時用補正テーブルから補正量3を求め
る(S1204)。続いて,トナー濃度センサ出力補正
結果1から補正量3を差し引き,トナー濃度センサ出力
結果2を得る(S1205)。
結果2に基づいて,最終的にトナー濃度を判定する(S
1206)。
出値を補正したが,制御部50におけるトナー濃度制御
等でトナー濃度制御基準値とトナー濃度センサ検出値と
の差分を用いる場合には,トナー濃度制御基準値を補正
しても良い。
の構成において,現像器における現像パドルと現像スレ
ーブの駆動時期とが異なる場合の例を示す。なお,その
他の構成および動作は実施例1と共通につき,図示およ
び説明を省略する。
おける現像スレーブ(114a,115a,116a,
117a)と現像パドル(114b,115b,116
b,117b)の同期タイミングについて説明する。こ
こで,図13はフルカラーコピー時のタイミングを示し
ており,図14はモノカラーコピー時のタイミングを示
している。
には,各色現像器において,現像パドルの駆動開始後,
所定のA(A1 〜A4 )時間経過してから現像スリーブ
が駆動開始される。また,現像スリーブの駆動開始後,
所定のE(E1 〜E4 )時間経過してからトナー濃度セ
ンサの出力検知が開始される。
ピー時には,現像スリーブの駆動開始後,E1 ,F1 ,
G1 〜のタイミングでトナー濃度センサがオンになって
いる。
示すA1 ,A2 ,A3 ,A4 の時間は,コピーモード等
によって異なり一定でないため,現像器の駆動開始から
トナー濃度センサ出力の検知開始までの時間を計測して
も意味がない。一方,本発明者の実験によれば,実施例
2の複写機では,リピートコピー時初期のトナー濃度セ
ンサ出力の変動は,現像スリーブの駆動開始からトナー
濃度センサ出力の検知開始までの時間にほとんど依存し
ていることがわかった。
動開始からトナー濃度センサ出力の検知開始までの時間
(図13および図14におけるE1 〜E4 ,F1 ,
G1 )を検知し,これに基づいて前述した実施例1と同
様の補正を行うことによって,トナー濃度を補正するこ
とを可能とする。
開始からトナー濃度センサ出力の検知開始までの時間を
検知したが,実施例1と同様,用紙サイズ,リピートコ
ピー枚数,コピーモード(モノカラー,フルカラー,特
殊モード等)によって代表できる場合には,これらのデ
ータによって補正量を選択できるように補正テーブルを
設定しておき,その補正テーブルを使用して補正を行う
ようにしても良い。
像器の総駆動時間による補正を加えることができるが,
その補正方法は,実施例1と同様であるので説明を省略
する。
装置(請求項1)は,現像剤の攪拌が停止された後,駆
動を開始した現像器の駆動開始後の経過時間上の複数の
検知ポイントにおいて,経過時間に対するトナー濃度セ
ンサの出力変動量を求める。その後,通常の画像形成動
作時に,補正手段において,上記経過時間に対するトナ
ー濃度センサの出力変動量を用いて,トナー濃度検知手
段で検知したトナー濃度あるいは制御手段で使用するト
ナー濃度制御基準値を補正するため,検知したトナー濃
度と実際のトナー濃度にズレを発生させることなく,現
像器のトナー濃度を正確に検知できる。
は,現像剤の攪拌が停止された後,駆動を開始した現像
器の駆動開始後の経過時間上の複数の検知ポイントにお
いて,経過時間に対するトナー濃度センサの出力変動量
を求める。その後,通常の画像形成動作時に,第1の補
正手段において,上記経過時間に対するトナー濃度セン
サの出力変動量を用いて,トナー濃度検知手段で検知し
たトナー濃度あるいは制御手段で使用するトナー濃度制
御基準値を補正し,次に,第2の補正手段において,現
像器の総現像駆動時間に基づいて,第1の補正手段の補
正結果を補正するため,現像器内の現像剤の流動が不安
定なことによって発生する,検知したトナー濃度と実際
のトナー濃度のズレをなくし,さらに,経時における現
像剤の劣化による嵩密度あるいは現像剤の流動性の変化
によって発生する,検知したトナー濃度と実際のトナー
濃度のズレをなくすことができ,現像器のトナー濃度を
正確に検知できる。
は,現像器内の現像剤の攪拌動作が開始されてからの経
過時間に対するトナー濃度センサの出力変動量を用いて
補正することにより,現像剤の流動が不安定なことによ
って発生する,検知したトナー濃度と実際のトナー濃度
のズレをなくすことができ,現像器のトナー濃度を正確
に検知できる。
は,現像器内の現像剤の穂立て動作が開始されてからの
経過時間に対するトナー濃度センサの出力変動量を用い
て補正することにより,現像剤の攪拌動作の開始と穂立
て開始と時間差がある場合でも,現像剤の流動が不安定
なことによって発生する,検知したトナー濃度と実際の
トナー濃度のズレをなくすことができ,現像器のトナー
濃度を正確に検知できる。
は,画像形成装置中に複数の現像器が設置されている場
合,前記各手段が,各現像器毎にそれぞれの動作を実行
するため,現像器毎にトナー濃度センサの出力変動量が
異なっていても,トナー濃度の補正を適正に行うことが
できる。
る。
図である。
す説明図である。
同期タイミングを示す説明図である。
同期タイミングを示す説明図である。
ナー濃度センサのアナログ出力を示す説明図である。
ー濃度により示した説明図である。
の補正テーブル,C現像器用の補正テーブル,M現像器
用の補正テーブル,Y現像器用の補正テーブルの作成例
である。
すフローチャートである。
度センサのアナログ出力の変化を示す説明図である。
る。
を示すフローチャートである。
の同期タイミングを示す説明図である。
の同期タイミングを示す説明図である。
用したトナー濃度センサの出力特性の一例を示すグラフ
である。
Claims (5)
- 【請求項1】 現像器中のトナー濃度を検知するトナー
濃度検知手段と,前記現像器の動作中にトナー濃度検知
手段によって検知したトナー濃度に基づいて,トナー補
給制御等のプロセスコントロールを行う制御手段とを備
えた画像形成装置において,前記現像器中の現像剤の攪拌停止後,駆動を開始した前
記現像器の駆動開始後の経過時間上の複数の検知ポイン
トにおいて,前記トナー濃度検知手段によって検知され
たトナー濃度を用い ,前記経過時間に対するトナー濃度
センサの出力変動量を求める出力変動量算出手段と, 通常の画像形成動作時に,前記出力変動量算出手段で求
めた前記経過時間に対するトナー濃度センサの出力変動
量を用いて,前記トナー濃度検知手段で検知したトナー
濃度あるいは前記制御手段で使用するトナー濃度制御基
準値を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする画
像形成装置。 - 【請求項2】 現像器中のトナー濃度を検知するトナー
濃度検知手段と,前記現像器の動作中にトナー濃度検知
手段によって検知したトナー濃度に基づいて,トナー補
給制御等のプロセスコントロールを行う制御手段とを備
えた画像形成装置において,前記現像器中の現像剤の攪拌停止後,駆動を開始した前
記現像器の駆動開始後の経過時間上の複数の検知ポイン
トにおいて,前記トナー濃度検知手段によって検知され
たトナー濃度を用い ,前記経過時間に対するトナー濃度
センサの出力変動量を求める出力変動量算出手段と, 通常の画像形成動作時に,前記出力変動量算出手段で求
めた前記経過時間に対するトナー濃度センサの出力変動
量を用いて,前記トナー濃度検知手段で検知したトナー
濃度あるいは前記制御手段で使用するトナー濃度制御基
準値を補正する第1の補正手段と,前記現像器の総現像
駆動時間を計測する計測手段と,前記計測手段で計測さ
れた現像器の総現像駆動時間に基づいて,前記第1の補
正手段の補正結果を補正する第2の補正手段とを備えた
ことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項3】 前記現像器が駆動開始されてからの経過
時間とは,前記現像器内の現像剤の攪拌動作が開始され
てからの経過時間であることを特徴とする請求項1また
は2記載の画像形成装置。 - 【請求項4】 前記現像器が駆動開始されてからの経過
時間とは,前記現像器内の現像剤の穂立て動作が開始さ
れてからの経過時間であることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の画像形成装置。 - 【請求項5】 画像形成装置中に複数の現像器が設置さ
れている場合,前記各手段は,各現像器毎にそれぞれの
動作を実行することを特徴とする請求項1または2記載
の画像形成装置。
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