JP3957992B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、FAX等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置が具備する現像手段としての現像装置には、磁性トナーを主成分とした一成分現像剤、或いは非磁性トナーと磁性キャリアを主成分とした二成分現像剤が用いられている。特に、電子写真方式によりフルカラーやマルチカラー画像を形成する画像形成装置では、画像の色味などの観点から、ほとんどの現像装置が二成分現像剤を使用している。
【0003】
周知のように、この二成分現像剤のトナー濃度(キャリア及びトナーの合計重量に対するトナー重量の割合)は、画像品質を安定化させる上できわめて重要な要素になっている。現像剤のトナーは現像時に消費され、現像剤のトナー濃度が減少する。このため適時、現像剤中のトナー濃度若しくは画像濃度を検出して、その変化に応じてトナー補給を行い、トナー濃度若しくは画像濃度を常に一定に制御し、画像の品位を保持する必要がある。
【0004】
そこで、トナー濃度が減少した現像装置にトナーの補給制御を行って、トナー濃度或いは画像濃度を一定に制御する、さまざまな方式の濃度制御装置が従来から提案されている。
【0005】
例えば、現像装置の現像容器内における現像剤中のトナー濃度を一定にする方法としては、現像容器内の現像剤のトナー濃度を反射光量から検知して制御する方式(現像剤反射制御)、現像容器内における現像剤の磁性キャリアの透磁率を検知して制御する方式(インダクタンス制御)などがある。
【0006】
しかしながら、現像剤のトナー濃度を一定にする方法は、現像剤のトナー濃度を直接検知するために、現像剤のトナー濃度を一定に保つことは可能であるが、長期使用により、現像剤中のトナーや磁性キャリアが変質し、トナーの摩擦帯電量(トリボ)が変化した場合には現像性が変化してくるため、画像濃度も変化してしまう欠点があった。
【0007】
そのため最近の画像形成装置においては、像担持体である感光体ドラム上に参照画像(以下、「パッチ画像」という)を作像し、そのトナー付着量を感光体ドラムに対向設置した濃度検知手段である光学検知センサにより検知して現像剤濃度を制御する方式(パッチ検制御)が一般的に用いられている。このパッチ検制御方式では、感光体ドラム上のパッチ画像のトナー付着量を検知し、補給制御するために、画像濃度をほぼ一定に保つことが可能であるが、感光体ドラム感度特性などに大きく影響を受けることが知られている。
【0008】
具体的に図3を用いて説明する。図3は、縦軸がドラム上電位(V)、横軸がレーザレベルを示し、8ビットに分割して表したE−V特性である。図3中、耐久前後における感光体ドラム感度を示してある。図から、本検討に用いた感光体ドラムでは耐久後、中間調感度が悪化していることがわかる。また、パッチ検制御において用いられているパッチ画像濃度は、光学検知センサ特性や画像安定性から中間調濃度である。
【0009】
そのため、感度が低下した耐久後の感光体ドラムにおいてパッチ検制御をおこなうと中間調潜像電位つまりパッチ潜像電位が初期に比べて高いため、パッチ画像のコントラスト電位が低下する。従って、パッチ画像の現像特性が耐久前に比べ低下し、この現像特性低下を補償するため、制御手段がトナー補給を繰り返すことになる。その結果、初期の現像特性まで回復した時には図4に示すような現像特性曲線に変化していた。なお、図4の画像濃度、即ち、パッチ画像濃度はX−rite反射濃度計で0.8を用いた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のように長期使用によって現像剤中のトナーや磁性キャリアが変質して、トナー補給制御ではその回復が困難になると、或いはその前に現像剤の交換をおこなうこととなる。そして、この現像剤交換時(画像形成装置に着脱可能であって、現像装置に補給するトナーを収容するトナー補給容器交換時も含まれる)には現像剤の初期状態を検知し、パッチ画像濃度の基準値を設定する(以下、「初期設定」いう)。この初期設定は以後の感光体ドラム上のトナー乗り量の目標値となるため非常に重要なシーケンスであるが、各感光体ドラムの個体差や耐久劣化による感光体ドラム感度がばらついた状態で初期設定されると、設定後の画像濃度推移に大きく影響を及ぼすこととなってしまう。
【0011】
また、通常の初期設定時には装置の設置環境や環境履歴により決定されるパッチレーザレベルをテーブルなどで装置本体に格納して用いていたが、上記パッチレーザレベルを固定して現像剤交換後の初期設定時にも用いていたため、パッチ画像の潜像電位が補償されていない状態で初期設定がおこなわれていた。
【0012】
このように、現像剤交換後等の初期設定時における従来のパッチ検制御では、感光体ドラムの光感度特性の変化に伴う初期設定時の設定不備によって、耐久後の現像特性曲線が変化してしまい、結果として画像濃度が大きく変わってしまうということがあった。
【0013】
本発明の目的は、像担持体の光感度特性が耐久により変動してしまったとしても、検知用の静電潜像の電位を適正化することができる画像形成装置を提供することである。
【0014】
本発明の他の目的は、現像手段に補給すべき現像剤量を適正化することができる画像形成装置を提供することである。
【0015】
本発明の他の目的は、濃度検知手段の出力と比較すべき目標値を適正化することができる画像形成装置を提供することである。
【0016】
本発明の更なる目的は、以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像担持体と、
前記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
前記像担持体上の検知用の静電潜像の電位を検知する電位検知手段と、
前記電位検知手段の出力に応じて検知用の静電潜像の電位を制御する電位制御手段と、
検知用の現像剤像の濃度を検知する濃度検知手段と、
該濃度検知手段の出力及び目標値に応じて前記現像手段に補給する現像剤量を制御する現像剤量制御手段と、
を有し、
現像剤交換後において、前記電位制御手段により電位制御された検知用の静電潜像を前記現像手段により現像して得られた検知用の現像剤像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該検知による前記濃度検知手段の出力に基づいて前記目標値を補正する、初期設定を行なうことを特徴とする画像形成装置である。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【0020】
実施例1
本発明の第1実施例について図1及び図2により説明する。
【0021】
まず、図1により本実施例の画像形成装置について説明する。なお、説明を簡単にするために、単一の画像形成ステーション(像担持体としての感光体ドラム40、前露光器18、帯電手段としての一次帯電器19、現像手段である現像装置20、及びクリーナ24などを含む)のみの図で説明するが、カラー画像形成装置の場合には、感光体ドラム40に対して例えばシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの各色の現像装置が対向して順次配設された構成とされる。
【0022】
なお、本実施例では電子写真方式のデジタルカラー複写機の場合について示すが、本発明が電子写真方式或いは静電記録方式の他の種々の画像形成装置、白黒画像を形成する画像形成装置にも等しく適用できることはいうまでもない。
【0023】
まず、原稿の画像がCCD(不図示)により読み取られ、得られた画像信号に応じてパルス幅変調された2値化画像信号は、レーザ駆動回路12にそのまま入力され、露光手段であるレーザダイオード13の発光のオン・オフ制御用信号として使用される。レーザダイオード13から放射されたレーザ光は、周知のポリゴンミラー14により主走査方向に走査され、f/θレンズ15、及び反射ミラー16を経て、矢印方向に回転している感光体ドラム40上に照射され、静電潜像を形成する。
【0024】
一方、感光体ドラム40は前露光器18により均一に除電され、一次帯電器9により均一に例えばマイナスに帯電される。その後、上述したレーザ光の照射を受けて画像信号に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は反転現像方式により現像装置20で可視画像(トナー像)として現像される。感光体ドラム40上に形成されたトナー像は、記録材担持体としての記録材担持ベルト17により感光体ドラム40に搬送された記録材P上に、転写帯電器22の作用により転写される。記録材担持ベルト17は2個のローラ25a、25bに張架され、図示矢印方向に無端駆動することにより、その上に担持した記録材Pを感光体ドラム40に搬送する。転写後、感光体ドラム40上に残留した転写残トナーは、クリーナ24で掻き落とされる。
【0025】
また、画像形成終了後、画像濃度安定化制御であるパッチ検制御をおこなうために、まず感光体ドラム40上に単一階調濃度レベル(本実施例ではX−rite反射濃度計で0.8を用いた)の参照用パッチ画像Tを作像しかつ現像して、パッチ画像Tの濃度を感光体ドラム40に対向設置された発光部及び受光部を有する濃度検知手段としての濃度センサ27により検知して、検出した値をCPU6に送る。
【0026】
CPUは、この検出値Sgnlを、記憶手段としてのROMにてあらかじめ記憶されている初期濃度基準値(SgnlInit)と比較し、トナー濃度を初期濃度基準値(SgnlInit)に戻すのに必要なトナー過不足量を演算する。具体的には次式により算出する。
【0027】
トナー過不足量=(SgnlInit−Sgnl)/(トナー濃度1%の信号レベル差Δ)×(トナー濃度1%分のトナー量)
ここで算出されたトナー過不足量は正負をもち、例えば正の場合はトナー不足状態、負の場合はトナー過剰状態と判断される。
【0028】
トナー不足状態と判断された場合は、モータ7によってギア列28を介して接続されたトナー搬送スクリュー30を回転駆動することにより、補給槽8内の補給トナー29が搬送されて現像装置20内に供給される。
【0029】
つぎに、本発明の特徴部分である、現像装置20中の現像剤21を交換した後の初期設定時におけるパッチ潜像電位制御とパッチ検濃度の基準値(目標値)の決定方法について図2のフローチャートを用いて説明する。
【0030】
本実施例では、まず、現像剤21の交換後、或いは画像形成装置に着脱可能な、現像装置に補給する現像剤を収容する補給容器の交換後(S100)、現像剤のトリボ(単位重量あたりの帯電電荷量)を安定化させるため現像容器20a内の攪拌搬送スクリュー20bによって現像剤を攪拌する(S101)。その後、装置が置かれた環境若しくは環境履歴により環境パッチ潜像電位Vrefを決定する(S102)。そして、あるレーザレベル(露光時間)においてパッチ潜像を作像し(S103)、電位検知手段である表面電位センサ23によりパッチ潜像電位Vpを測定する(S104)。次いでパッチ潜像電位差Vdif(=Vref−Vp)を算出し(S105)、所定電位差(本実施例では±5V)以内であれば、現像装置20に現像バイアスを印加してパッチ潜像を現像し(S108)、センサ27によるパッチ潜像濃度の検知結果を初期濃度基準値SgnlInitとしてROMに格納する(S109)。
【0031】
CPUによりパッチ潜像電位差Vdif(=Vref−Vp)を演算した際に(S105)、Vdifが5Vより大きい場合にはパッチ潜像電位Vpが所定電位より高いと判断し、先にパッチ潜像を形成した際のレーザレベルを1段階アップさせ(S106)、再度パッチ潜像を形成し、パッチ潜像電位Vpを検知する(S104)。逆に、Vdifが−5Vより小さい場合には、パッチ潜像電位が所定電位より低いと判断し、レーザレベルを1段階ダウンし(S107)、再度パッチ潜像を形成し、パッチ潜像電位Vpを検知する(S104)。
【0032】
パッチ潜像電位差Vdifが所定範囲外である場合はCPUにより上記シーケンスを繰り返し、Vdifが所定電位差以内に入った場合(パッチ潜像電位Vpが所定範囲内に入った場合)には、前述と同様に現像装置20に現像バイアスを印加することにより適正に電位制御されたパッチ潜像を現像し、パッチ検センサ27においてパッチ濃度信号値を検出し、測定結果を初期濃度基準値SgnlInitとして記憶手段としてのROMに格納する。
【0033】
最後に、上記初期設定シーケンスにおいて得られた、電位制御が行われ電位が適正化されたパッチ潜像を形成するのに必要なパッチレーザレベルをROMに格納し(S110)、以降のパッチシーケンスにおけるパッチレーザレベルとして用いる。
【0034】
上記のように、所定のパッチ潜像電位となるパッチ画像形成条件で初期設定されるため感光体ドラムの光感度特性の変動による悪影響をなくすことができ、また、初期設定時に求められた条件で以後のパッチ形成をおこなうため現像装置へのトナー補給制御を良好に行うことができ、画像濃度変動を抑えることが可能となる。
【0035】
実施例2
つぎに、本発明の第2実施例について説明する。
【0036】
第1実施例ではパッチ潜像電位差Vdifが所定電位差以上であった場合、つぎのパッチレーザレベルを決定する際、どんな場合であってもレーザレベルを1段階分だけ変化させる制御を行った。しかしながら、この制御方式では、Vdifが非常に大きかった場合になかなか所定電位差におさまらず、初期設定シーケンスの実施に時間がかかり、ダウンタイムが増大してしまうということがあった。
【0037】
そこで本実施例では、求められたパッチ潜像電位差に応じてパッチレーザレベルの変化量を可変にして制御を行った。具体的には、以下の式にて得られるレーザレベル変化量を求め、この値からパッチレーザレベルを変化させた。
【0038】
レーザレベル変化量=パッチ電位差/10V
この結果、所定のパッチ潜像電位を得ることのできる画像形成条件を速やかに見つけることができ、スムーズに初期設定シーケンスを行うことができるようになった。
【0039】
実施例3
本実施例では、初期設定シーケンスを行う前に感光体ドラム上の明部及び暗部電位を保証した後に、パッチ潜像電位測定をおこない、初期設定を行った。即ち、図3に示すように、レーザレベルが0(最小)の場合と256(最大)の場合とにおいて、感光体ドラム上に電位がそれぞれ所定の電位となるように電位制御を行ってから上記初期設定シーケンスを行った。
【0040】
これによって、感光体ドラム表面の感度に基づく明部電位及び暗部電位を保証した後の初期設定シーケンスであるため非常に精度良くパッチ潜像電位を決定することができた。
【0041】
実施例4
第4実施例としては、パッチ潜像電位を所定の電位にするためにレーザ露光強度を変化させることで行った。
【0042】
具体的には、図2に示したパッチ潜像電位差Vdifが5Vより大きかった場合、レーザパワーを1段階アップさせ、−5Vより小さかった場合、レーザパワーを1段階ダウンさせることで第1実施例と同様の効果を得ることができた。
【0043】
実施例5
まず上記実施例1〜4においても採用されている電位制御方法について述べる。
【0044】
電位制御とは、感光体ドラムの耐久特性変化を検知、補正することで最大画像濃度の変化や白地カブリの悪化防止をおこなう制御であり、具体的には最大画像濃度を保証できるコントラスト電位から、帯電手段のグリッド電位と現像手段の現像バイアス電位を求める制御である。
【0045】
ここで電位制御方法について、グリッド電位と感光体ドラム表面電位の関係を図8のグラフに、電位測定のフローチャートを図9に示して説明する。
【0046】
まず、グリッド電位をVg1=−300Vに設定して(S1)、露光手段である半導体レーザの発光パルスレベルを最小にして走査したときの感光体ドラム表面電位(暗部電位)Vd、半導体レーザの発光パルスレベルを最大にしたときの感光体ドラム表面電位(明部電位)Vlを表面電位計で測定する(S2〜S5)。
【0047】
同様にグリッド電位をVg2=−500V、Vg3=−700Vに設定したときの各Vd、Vlを上記と同様にして測定する(S6〜S15)。次いで、グリッド電位−300Vのデータと−500Vのデータ、グリッド電位−500Vと−700Vのデータとを補間、外挿し、グリッド電位と感光体ドラム表面電位の関係を求める(S16)。
【0048】
表面電位Vdから、画像上にカブリトナーが付着しないように設定されたVback(ここでは150V)の差を設けて現像バイアス電位Vdcを設定する(S17)。
【0049】
つぎに、画像形成時に要求されるコントラスト電位(Vcont+Vback)を、装置に設けられた環境センサで検知された装置の温湿度から水分量を計算することで求める。ここで、Vcontは、VdcとVlの差分電圧である。
【0050】
このコントラスト電位から図8に示す関係より何Vのグリッド電位が必要か、そして何Vの現像バイアス電位が必要かが計算で求めることができる。この電位データを求めるための制御が電位制御である。
【0051】
しかし、毎回コピーシーケンス開始時に電位制御をおこなうと感光体の感度変化に対してはいつでも補償できるのだが、プリントアウトスループットが落ちてしまうため、通常上述した電位制御は、画像形成装置の主電源が入った直後、或いは所定時間経過後すなわち前回の電位制御の例えば2時間経過後におこない、その間は先に求めたグリッド電位と現像バイアス電位を用いて制御している。
【0052】
しかし、複数のパッチにおける制御の煩雑さやダウンタイム増加などの問題から、実際のパッチ検制御は1パッチ制御による現像容器内のトナー濃度制御をおこなう構成(以下、「1パッチトナー濃度制御」という)が一般的である。ただし、1パッチトナー濃度制御においてもプリントアウトスループット向上のため、パッチ検試行頻度や、パッチ検間の補給制御、さらには現像容器内トナー濃度の増減による画像不良対策なども重要な画像形成要件になっている。
【0053】
さらに、上述した2つの制御を用いた装置においては、電位制御方式により明部及び暗部電位は補償されているが、中間調電位は補償できていない状態でパッチ検制御をおこなっている。そのため経時的に変化する感光体ドラムの中間調感度差(耐久前後など)により画像濃度が大きく変わってしまう。
【0054】
そのため、感度が低下した耐久後の感光体ドラムにおいてパッチ検制御をおこなうと中間調潜像電位つまりパッチ潜像電位が初期に比べて高いため、パッチ画像のコントラスト電位が低下する。従って、パッチ画像の現像特性が耐久前に比べ低下し、この現像特性低下を補償するため、制御手段がトナー補給を繰り返すことになる。その結果、初期の現像特性まで回復した時には図4に示すような現像特性曲線に変化していた。なお、パッチ画像濃度を反射濃度計(X−rite社製)での測定値で0.8レベルとなるようにしている。また、この特性は耐久ドラムつまり長期使用後の感光体ドラムや高水分量環境下にて顕著であった。
【0055】
そこで、本実施例では、図5に示す画像形成装置(図1とほぼ同様な構成の画像形成装置であり、図1と同部材には同符号を付し、詳細な説明は省略する)において、通常の画像形成(上記実施例1〜4と同様)が終了すると後回転シーケンス、つまりパッチ画像形成工程を行い、このとき得られたパッチ潜像電位の検知結果を次回のパッチ画像形成時にフィードバックすることで装置のダウンタイムを可及的に短くしている。
【0056】
後回転シーケンスについて図6のフローチャートにより説明する。
【0057】
後回転シーケンスに入ると、まず感光体ドラム40上に、ある濃度レベルのパッチを形成するために環境センサ10の現在の検知結果や環境履歴などからレーザレベルが決められ(S100)。なお、上記濃度レベルとして、本実施例ではX−rite反射濃度計で0.8となる濃度パッチを用いたが、これに限定されるものではなく、0.5から1.2のレベルが好適に用いられる。
【0058】
つぎに、通常の画像形成と同様に一次帯電器19にて感光体ドラム40上を一様に帯電し、先に決められたレーザレベルにてパッチ潜像を作像する(S101)。
【0059】
その後、パッチ潜像が電位センサ23を通過する際に、パッチ潜像電位を検知し(S102)、初期のパッチ潜像電位と比較する(S103)。そして、初期のパッチ潜像電位と比べて高い場合にはErrFlag=1、低い場合にはErrFlag=−1と設定し(S104)、コントローラ6に送る。
【0060】
パッチ潜像は現像位置に至ると現像装置20内の2成分現像剤により現像される(S105)。現像されたパッチ画像は、光学センサ27上を通過する際にパッチ画像濃度を検出され(S106)、検出結果がコントローラ6に送られ、初期濃度と比較し(S107)、初期濃度より低いと判断された場合には、モータ7でトナー搬送スクリュー8を回転駆動することにより、補給槽22内の補給トナーを必要量だけ現像装置20に補給し(S108)、濃いと判断された場合には補給停止信号を発生し(S109)、後回転シーケンスを終了する。
【0061】
つぎに、参照画像形成条件のフィードバック方法について説明する。ここでは、上述した後回転シーケンスにおいてパッチ潜像電位が初期電位より高い場合、つまりErrFlag=1の状態でつぎの後回転シーケンスに入った場合の制御について説明する。
【0062】
本実施例では、後回転シーケンスに入り、まずレーザレベル決定ステップにおいて雰囲気の温湿度を検知する環境センサ10などによりレーザレベルを決定した後で、パッチ潜像電位を低くするためにレーザ駆動回路12にてレーザレベルを1段階アップさせ、パッチ潜像を形成した。その後のシーケンスは上述した後回転シーケンスと同様である。
【0063】
この制御の結果、パッチ潜像電位検知ステップ(S102)ではパッチ潜像電位を先のパッチ潜像電位より下げることが可能となる。この後回転シーケンスにおいてパッチ潜像電位を検知した結果、パッチ潜像電位が高い状態を維持していた場合、実施例1〜4とは異なりパッチ潜像を再作像せずに、S105へ進む。S102で検知されたパッチ潜像電位の結果は、次回の後回転シーケンス(次にパッチ潜像を形成するとき)においてレーザレベルを1段階上昇させればよい。
【0064】
この後回転時におけるパッチ潜像電位制御を繰り返し行うことで、長期的には、パッチ潜像電位を初期電位と同電位に近付けていくことができるため、装置のダウンタイムを増大させることなく、感光体ドラムの耐久変化による現像性の変化を軽減することが可能となった。
【0065】
従って、通常の画像を形成することができない時間を可及的に短くすることができるので、画像形成のスループットの低下を可及的に抑制することができる。複数の記録材Pに連続して画像形成する場合には特に有効である。
【0066】
なお、ここでは、パッチ潜像電位が初期電位より高い場合、つまりErrFlag=1の場合について説明したが、低い場合についても上記シーケンスと逆の考え方で制御できることはいうまでもない。
【0067】
実施例6
実施例5では、レーザレベルを決定する際、ErrFlagによりレーザレベルを1段階変化させることで制御を行った。ただし、パッチ検制御は中間調制御であり、前出の図4の現像特性を見ても明らかなように、この濃度近傍の現像特性は急峻に変化している。そのためレーザレベル1段階の変化は非常に大きな濃度変動を伴うことがある。その結果、複数の感光体ドラムを用いて画像形成する画像形成装置においては色味変動などが発生する可能性がある。
【0068】
そこで、本実施例では次式(1)で示されるパッチ電位差を算出した。
【0069】
パッチ電位差=パッチ潜像電位−初期電位 ・・・・・・ (1)
そして求められたパッチ電位差に応じてパッチレーザレベルを変化させた。具体的には本実施例では次式(2)で得られるレーザレベル変化量を求め、この値からパッチレーザレベルを変化させることを行った。
【0070】
レーザレベル変化量=パッチ電位差/10(V) ・・・ (2)
この結果、大きな濃度変化を起こすことなく耐久濃度安定化を達成することができた。
【0071】
なお、本実施例ではレーザレベル変化量を式(2)において求めたが、感光体ドラム特性により変化させることや、あらかじめレーザレベル変化量を環境条件やパッチ電位差によるテーブルを用いた制御であってもかまわない。
【0072】
実施例7
つぎに、本実施例について図7により説明する。
【0073】
本実施例では、パッチ潜像電位測定、及びパッチレーザレベル決定を後回転時以外に、電位制御直後に行った。電位制御シーケンスは通常コピー動作中の前回転時におこなうため、下記の説明では前回転時のシーケンスとして説明する。
【0074】
まず先に示した電位制御シーケンスにより明部及び暗部電位を補償した後に(S200)、現在の環境や環境履歴などから算出されたレーザレベルにおいてパッチ潜像を形成し(S201、S202)、パッチ潜像電位を検出し(S203)、パッチ初期電位と比較する(S204)。そして、パッチ初期電位より高い場合にはErrFlag=1、低い場合にはErrFlag=−1と設定し(S205)、この結果から、ErrFlag=1の場合、パッチレーザレベルを1段階アップさせ、ErrFlag=−1の場合、1段階ダウンさせて(S201)、再度潜像を作像し(S202)、静電電位を測定することで(S203)、初期電位と同じになるようにレーザレベルを探索することを行った。
【0075】
上記制御によれば、明部電位及び暗部電位が補償された状態で、パッチ潜像電位をも補償できるためさらに良好な結果が得られる。さらに、ここで決められたパッチレーザレベルをコントローラ内に記憶することで、その後の感光体ドラム感度が変化した際にも比較的容易に所望のパッチレーザレベルを見つけることが可能となった。
【0076】
実施例8
上記実施例では、パッチ潜像電位を初期電位と同じにするためにレーザレベルつまりレーザ露光時間を変化させることで行ったが、本実施例ではレーザ露光強度を変化させることで行った。
【0077】
具体的には、図6及び図7に示したステップS104、S205において、ErrFlag=1の場合、レーザパワーを1段階アップさせ、ErrFlag=−1の場合、レーザパワーを1段階ダウンさせることで上記実施例と同様の効果を得ることができた。
【0078】
実施例9
上記実施例1〜8では、像担持体として有機感光体を使用していたが、アモルファスシリコン感光体を用いても良い。このような、アモルファスシリコン感光体を使用した画像形成装置にて、上記実施例1〜8で説明したパッチ潜像電位制御を行った。
【0079】
アモルファスシリコン感光体はビッカース硬度が1500〜2000kg/cm2(=1.5×102〜2.0×102MPa)と非常に高いため、長寿命ドラムとして実用化されているが、感光体ドラム特性として暗減衰が非常に大きいことが知られている。このため、アモルファスシリコンドラムとパッチ検制御を用いた画像形成装置では、暗減衰と感度変化補正のために多くのテーブルを用意して制御をおこなう煩雑さや初期設定時のばらつきによる耐久現像特性の変動といった大きな問題があった。
【0080】
しかし、上記実施例1〜4によれば、初期設定時に所定のパッチ潜像電位になる画像形成条件を決定した後に初期設定をおこなうため、本実施例の装置に用意するテーブルは環境パッチ潜像電位のみでよく、また長期使用後の画像濃度変動を抑えることが可能となった。
【0081】
また、上記実施例5〜8によれば、パッチ潜像電位を常に初期電位と同じにする制御を行ったことにより、多数のテーブルを用意するという煩雑さをなくして、同様の効果を得ることができた。
【0082】
また、本発明を複数の像担持体を有するタンデム方式を採用した画像形成装置(図1、図5において画像形成ステーションが複数設けられる場合であって、記録材Pに対して各像担持体からトナー像を順次重ねて転写してカラー画像を形成する構成)に適用すれば、特に有効である。即ち、画像形成ステーション毎に出力画像濃度を適正化することができるので、形成されるカラー画像に色味変動のない高品質な画像を得ることができる。また、各像担持体からトナー像が転写されるものとして、記録材Pに限らず、所謂、公知の中間転写体であっても良い。この場合、各像担持体から中間転写体上に順次重ねて1次転写されたカラー画像は、その後、記録材Pに一括して2次転写される構成となる。
【0083】
本発明は、上記実施例1〜9にて具現化できるものとして説明したが、適用範囲はこれに限らず、本発明の思想の範囲内であるならば、あらゆる変形が可能である。
【0084】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、像担持体と、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、像担持体上の検知用の静電潜像の電位を検知する電位検知手段と、電位検知手段の出力に応じて検知用の静電潜像の電位を制御する電位制御手段と、検知用の現像剤像の濃度を検知する濃度検知手段と、該濃度検知手段の出力及び目標値に応じて現像手段に補給する現像剤量を制御する現像剤量制御手段と、を有し、現像剤交換後において、電位制御手段により電位制御された検知用の静電潜像を現像手段により現像して得られた検知用の現像剤像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該検知による濃度検知手段の出力に基づいて前記目標値を補正する、初期設定を行なう構成とされるので、
(1)像担持体の光感度特性が耐久により変動してしまったとしても、検知用の静電潜像の電位を適正化することができる。
(2)現像手段に補給すべき現像剤量を適正化することができる。
(3)濃度検知手段の出力と比較すべき目標値を適正化することができる。
(4)従って、画像濃度変動を抑え、常に高品質の画像を得ることができる。
といった効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図2】初期設定時におけるパッチ潜像電位制御の一実施例を示すフローチャートである。
【図3】感光体ドラムの電位変動状態の一例を示す特性図である。
【図4】図3の感光体ドラムの電位変動による耐久前後の現像特性を示す図である。
【図5】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図6】後回転シーケンスの一実施例を示すフローチャートである。
【図7】前回転シーケンスの一実施例を示すフローチャートである。
【図8】グリッド電位と感光体ドラム表面電位の関係を示すグラフである。
【図9】従来の電位制御シーケンスの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
13 レーザダイオード(露光手段)
19 一次帯電器(帯電手段)
20 現像装置(現像手段)
20a 現像容器
23 表面電位センサ(表面電位検知手段)
27 パッチ検センサ(濃度検知手段)
40 感光体ドラム(像担持体)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system or an electrostatic recording system, and more particularly to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a FAX.
[0002]
[Prior art]
In general, a developing device as a developing unit included in an image forming apparatus of an electrophotographic system or an electrostatic recording system has a one-component developer containing magnetic toner as a main component, or a non-magnetic toner and a magnetic carrier as main components. A two-component developer is used. In particular, in an image forming apparatus that forms a full-color or multi-color image by an electrophotographic method, most developing devices use a two-component developer from the viewpoint of the color of the image.
[0003]
As is well known, the toner concentration of the two-component developer (the ratio of the toner weight to the total weight of the carrier and toner) is a very important factor in stabilizing the image quality. The toner of the developer is consumed during development, and the toner density of the developer is reduced. For this reason, it is necessary to detect the toner density or image density in the developer in a timely manner, to replenish the toner in accordance with the change, to always control the toner density or image density to be constant, and to maintain the image quality.
[0004]
In view of this, various types of density control devices have been proposed in the past in which toner replenishment control is performed on a developing device having a reduced toner density to control the toner density or image density to be constant.
[0005]
For example, as a method of making the toner concentration in the developer in the developing container of the developing device constant, a method of detecting and controlling the toner concentration of the developer in the developing container from the amount of reflected light (developer reflection control), development There is a method (inductance control) for detecting and controlling the magnetic permeability of the developer magnetic carrier in the container.
[0006]
However, in the method of making the developer toner concentration constant, it is possible to keep the developer toner concentration constant in order to directly detect the developer toner concentration. When the toner or the magnetic carrier is changed and the triboelectric charge amount (tribo) of the toner is changed, the developability is changed, so that the image density is also changed.
[0007]
For this reason, in recent image forming apparatuses, a density detection means for forming a reference image (hereinafter referred to as a “patch image”) on a photosensitive drum as an image carrier and setting the toner adhesion amount facing the photosensitive drum. In general, a method (patch detection control) in which the developer density is controlled by detecting with an optical detection sensor is used. In this patch detection control method, the toner density of the patch image on the photoconductive drum is detected and replenishment control is performed, so that the image density can be kept almost constant. It is known to be affected.
[0008]
This will be specifically described with reference to FIG. FIG. 3 is an EV characteristic in which the vertical axis indicates the drum potential (V), the horizontal axis indicates the laser level, and is divided into 8 bits. In FIG. 3, the photosensitive drum sensitivity before and after the endurance is shown. From the figure, it can be seen that the halftone sensitivity deteriorates after the endurance of the photosensitive drum used in this study. Further, the patch image density used in the patch detection control is a halftone density from the viewpoint of the optical detection sensor characteristics and the image stability.
[0009]
For this reason, when patch detection control is performed on a photoconductor drum after durability with reduced sensitivity, the halftone latent image potential, that is, the patch latent image potential, is higher than the initial value, so the contrast potential of the patch image decreases. Accordingly, the development characteristics of the patch image are deteriorated as compared with those before the endurance, and the control means repeats the toner replenishment in order to compensate for the deterioration of the development characteristics. As a result, when the initial development characteristic was recovered, the development characteristic curve as shown in FIG. 4 was changed. Note that the image density in FIG. 4, that is, the patch image density, was 0.8 using an X-rite reflection densitometer.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, the toner and the magnetic carrier in the developer change due to long-term use, and it becomes difficult to recover by toner replenishment control, or the developer is replaced before that. When the developer is replaced (including the replacement of the toner supply container that can be attached to and detached from the image forming apparatus and contains toner to be supplied to the developing apparatus), the initial state of the developer is detected and the patch image density is detected. The reference value is set (hereinafter referred to as “initial setting”). This initial setting is a very important sequence because it becomes the target value of the amount of toner on the photosensitive drum thereafter, but the initial setting is in a state where the photosensitive drum sensitivity varies due to individual differences of each photosensitive drum and durability deterioration. If it is set, it will greatly affect the image density transition after setting.
[0011]
Also, at the normal initial setting, the patch laser level determined by the installation environment and environmental history of the apparatus is stored and used in the apparatus main body with a table or the like, but the initial stage after changing the developer with the patch laser level fixed is used. Since it was also used at the time of setting, the initial setting was performed in a state where the latent image potential of the patch image was not compensated.
[0012]
As described above, in the conventional patch detection control at the initial setting after the developer replacement or the like, the development characteristic curve after the endurance changes due to the setting failure at the initial setting accompanying the change in the photosensitivity characteristic of the photosensitive drum. As a result, the image density may change greatly.
[0013]
An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of optimizing the potential of an electrostatic latent image for detection even if the photosensitivity characteristics of an image carrier have changed due to durability.
[0014]
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of optimizing the amount of developer to be supplied to the developing means.
[0015]
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of optimizing the target value to be compared with the output of the density detecting means.
[0016]
Further objects of the present invention will become apparent upon reading the following detailed description.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
  The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention
  Image carrierWhen,
  Developing means for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with a developerWhen,
  Potential detection means for detecting the potential of the electrostatic latent image for detection on the image carrierWhen,
  Potential control means for controlling the potential of the electrostatic latent image for detection according to the output of the potential detection meansWhen,
  Density detection means for detecting the density of the developer image for detectionWhen,
  Developer amount control means for controlling the amount of developer to be replenished to the developing means in accordance with the output and target value of the density detecting means;
  Have
  After the developer replacement, the density detection unit detects the density of the detection developer image obtained by developing the detection electrostatic latent image controlled by the potential control unit by the development unit, An initial setting is made to correct the target value based on the output of the density detecting means by the detection.An image forming apparatus characterized by the above.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
[0020]
Example 1
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0021]
First, the image forming apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. For the sake of simplicity, a single image forming station (photosensitive drum 40 as an image carrier, pre-exposure device 18, primary charger 19 as charging means, developing device 20 as developing means, and In the case of a color image forming apparatus, for example, cyan, magenta, yellow, and black developing devices are sequentially arranged facing the photosensitive drum 40 in the case of a color image forming apparatus. It is set as the installed configuration.
[0022]
In this embodiment, the case of an electrophotographic digital color copying machine will be described. However, the present invention is applicable to various other image forming apparatuses of an electrophotographic system or an electrostatic recording system, and an image forming apparatus for forming a monochrome image. It goes without saying that it is equally applicable.
[0023]
First, an image of an original is read by a CCD (not shown), and a binarized image signal that is pulse-width modulated in accordance with the obtained image signal is directly input to the laser drive circuit 12 and is a laser diode that is an exposure means. 13 is used as an on / off control signal for light emission. The laser light emitted from the laser diode 13 is scanned in the main scanning direction by a known polygon mirror 14, passes through the f / θ lens 15 and the reflection mirror 16, and onto the photosensitive drum 40 rotating in the arrow direction. Irradiates to form an electrostatic latent image.
[0024]
On the other hand, the photosensitive drum 40 is uniformly discharged by the pre-exposure device 18 and is uniformly charged, for example, negatively by the primary charger 9. Thereafter, an electrostatic latent image corresponding to the image signal is formed by the irradiation of the laser beam described above. The electrostatic latent image is developed as a visible image (toner image) by the developing device 20 by a reversal development method. The toner image formed on the photosensitive drum 40 is transferred by the action of the transfer charger 22 onto the recording material P conveyed to the photosensitive drum 40 by the recording material carrying belt 17 as a recording material carrying member. The recording material carrying belt 17 is stretched around two rollers 25a and 25b, and is driven endlessly in the direction of the arrow in the figure to convey the recording material P carried thereon to the photosensitive drum 40. After the transfer, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 40 is scraped off by the cleaner 24.
[0025]
In addition, after performing the image formation, in order to perform the patch detection control which is the image density stabilization control, first, a single gradation density level (0.8 in this embodiment using an X-rite reflection densitometer) is placed on the photosensitive drum 40. A reference patch image T) is developed and developed, and the density of the patch image T is measured by a density sensor 27 serving as a density detection means having a light emitting portion and a light receiving portion disposed opposite to the photosensitive drum 40. The detected value is sent to the CPU 6.
[0026]
The CPU compares the detected value Sgnl with an initial density reference value (SgnlInit) stored in advance in a ROM as a storage unit, and a toner excess necessary for returning the toner density to the initial density reference value (SgnlInit). Calculate the deficiency. Specifically, it is calculated by the following formula.
[0027]
Toner excess / deficiency = (SgnlInit−Sgnl) / (Signal level difference Δ of toner concentration 1%) × (toner amount of toner concentration 1%)
The amount of toner excess / deficiency calculated here is positive / negative. For example, it is determined that the toner is in an insufficient toner state when positive, and an excessive toner state when negative.
[0028]
When it is determined that the toner is in a shortage state, the toner conveying screw 30 connected via the gear train 28 is rotationally driven by the motor 7, whereby the replenishing toner 29 in the replenishing tank 8 is conveyed and entered into the developing device 20. Supplied.
[0029]
Next, a method for determining a reference value (target value) of patch latent image potential control and patch detection density at the time of initial setting after replacing the developer 21 in the developing device 20, which is a characteristic part of the present invention, is shown in FIG. It demonstrates using the flowchart of these.
[0030]
In this embodiment, first, after replacing the developer 21 or after replacing a replenishing container that can be attached to and detached from the image forming apparatus and contains the developer to be replenished to the developing apparatus (S100), the developer tribo (per unit weight) The developer is agitated by the agitating / conveying screw 20b in the developing container 20a (S101). Thereafter, the environmental patch latent image potential Vref is determined based on the environment where the apparatus is placed or the environmental history (S102). Then, a patch latent image is formed at a certain laser level (exposure time) (S103), and the patch latent image potential Vp is measured by the surface potential sensor 23 as potential detecting means (S104). Next, a patch latent image potential difference Vdif (= Vref−Vp) is calculated (S105). If the potential difference is within a predetermined potential difference (± 5 V in this embodiment), a developing bias is applied to the developing device 20 to develop the patch latent image. (S108) The patch latent image density detection result by the sensor 27 is stored in the ROM as the initial density reference value SgnlInit (S109).
[0031]
When the patch latent image potential difference Vdif (= Vref−Vp) is calculated by the CPU (S105), if Vdif is greater than 5V, it is determined that the patch latent image potential Vp is higher than the predetermined potential, and the patch latent image is first displayed. The laser level at the time of formation is increased by one step (S106), a patch latent image is formed again, and the patch latent image potential Vp is detected (S104). Conversely, if Vdif is less than −5V, it is determined that the patch latent image potential is lower than the predetermined potential, the laser level is lowered by one step (S107), a patch latent image is formed again, and the patch latent image potential Vp Is detected (S104).
[0032]
When the patch latent image potential difference Vdif is outside the predetermined range, the CPU repeats the above sequence. When Vdif falls within the predetermined potential difference (when the patch latent image potential Vp falls within the predetermined range), the same as described above. The developing device 20 is applied with a developing bias to develop a patch latent image appropriately controlled in potential, the patch sensor 27 detects a patch density signal value, and the measurement result is stored as an initial density reference value SgnlInit. Stored in the ROM.
[0033]
Finally, the patch laser level necessary for forming a patch latent image with the potential controlled and the potential optimized obtained in the initial setting sequence is stored in the ROM (S110). Used as patch laser level.
[0034]
As described above, since the initial setting is performed under the patch image forming conditions at which a predetermined patch latent image potential is obtained, adverse effects due to variations in the photosensitivity characteristics of the photosensitive drum can be eliminated, and the conditions obtained at the initial setting can be eliminated. Since the subsequent patch formation is performed, the toner replenishment control to the developing device can be performed satisfactorily, and the image density fluctuation can be suppressed.
[0035]
Example 2
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0036]
In the first embodiment, when the patch latent image potential difference Vdif is greater than or equal to a predetermined potential difference, when determining the next patch laser level, control is performed to change the laser level by one step in any case. However, in this control method, when Vdif is very large, the predetermined potential difference is not easily accommodated, and it takes time to perform the initial setting sequence, resulting in an increase in downtime.
[0037]
Therefore, in this embodiment, the control is performed by changing the change amount of the patch laser level in accordance with the obtained patch latent image potential difference. Specifically, the laser level change amount obtained by the following equation was obtained, and the patch laser level was changed from this value.
[0038]
Laser level change = Patch potential difference / 10V
As a result, an image forming condition capable of obtaining a predetermined patch latent image potential can be quickly found, and an initial setting sequence can be smoothly performed.
[0039]
Example 3
In this embodiment, after ensuring the bright part and dark part potentials on the photosensitive drum before performing the initial setting sequence, the patch latent image potential measurement was performed to perform the initial setting. That is, as shown in FIG. 3, in the case where the laser level is 0 (minimum) and the case where the laser level is 256 (maximum), the above-described potential control is performed so that the potential on the photosensitive drum becomes a predetermined potential. An initial setting sequence was performed.
[0040]
Thus, the patch latent image potential can be determined with very high accuracy because it is an initial setting sequence after guaranteeing the bright portion potential and the dark portion potential based on the sensitivity of the surface of the photosensitive drum.
[0041]
Example 4
In the fourth embodiment, the laser exposure intensity was changed in order to set the patch latent image potential to a predetermined potential.
[0042]
Specifically, when the patch latent image potential difference Vdif shown in FIG. 2 is larger than 5V, the laser power is increased by one step. When the patch latent image potential difference Vdif is smaller than −5V, the laser power is decreased by one step. The same effect was obtained.
[0043]
Example 5
First, the potential control method employed also in the first to fourth embodiments will be described.
[0044]
The potential control is a control for preventing a change in the maximum image density and a deterioration in white fog by detecting and correcting a change in the durability characteristic of the photosensitive drum. Specifically, from the contrast potential that can guarantee the maximum image density, This is control for obtaining the grid potential of the charging means and the developing bias potential of the developing means.
[0045]
Here, regarding the potential control method, the relationship between the grid potential and the photosensitive drum surface potential will be described with reference to the graph of FIG. 8, and the potential measurement flowchart will be described with reference to FIG.
[0046]
First, the grid potential is set to Vg1 = −300 V (S1), and the photosensitive drum surface potential (dark portion potential) Vd when scanned with the light emission pulse level of the semiconductor laser as the exposure means being minimized, the light emission of the semiconductor laser. The photosensitive drum surface potential (light portion potential) Vl when the pulse level is maximized is measured with a surface potentiometer (S2 to S5).
[0047]
Similarly, Vd and Vl when the grid potential is set to Vg2 = −500V and Vg3 = −700V are measured in the same manner as described above (S6 to S15). Next, the grid potential -300V data and -500V data, and the grid potential -500V and -700V data are interpolated and extrapolated to obtain the relationship between the grid potential and the photosensitive drum surface potential (S16).
[0048]
The development bias potential Vdc is set by providing a difference between the surface potential Vd and Vback (here, 150 V) set so that fog toner does not adhere to the image (S17).
[0049]
Next, the contrast potential (Vcont + Vback) required at the time of image formation is obtained by calculating the amount of water from the temperature and humidity of the apparatus detected by the environmental sensor provided in the apparatus. Here, Vcont is a differential voltage between Vdc and Vl.
[0050]
From this contrast potential, it is possible to calculate how many V grid potential is required and how many V development bias potential is necessary from the relationship shown in FIG. Control for obtaining this potential data is potential control.
[0051]
However, if potential control is performed at the start of each copy sequence, it is possible to compensate for changes in the sensitivity of the photoconductor at any time. However, since the printout throughput is reduced, the above-described potential control is usually performed by the main power supply of the image forming apparatus. Immediately after entering, or after the elapse of a predetermined time, that is, after elapse of, for example, 2 hours of the previous potential control, the control is performed using the previously obtained grid potential and developing bias potential.
[0052]
However, due to problems such as complicated control of a plurality of patches and an increase in downtime, the actual patch detection control is configured to control the toner density in the developing container by one-patch control (hereinafter referred to as “one-patch toner density control”). Is common. However, in order to improve the printout throughput even with one patch toner density control, patch detection trial frequency, replenishment control between patch detections, and image defect countermeasures by increasing or decreasing the toner density in the developing container are also important image formation requirements. It has become.
[0053]
Further, in the apparatus using the two controls described above, the patch detection control is performed in a state where the bright portion and dark portion potentials are compensated by the potential control method but the halftone potential cannot be compensated. For this reason, the image density largely changes due to a halftone sensitivity difference (such as before and after endurance) of the photosensitive drum that changes with time.
[0054]
For this reason, when patch detection control is performed on a photoconductor drum after durability with reduced sensitivity, the halftone latent image potential, that is, the patch latent image potential, is higher than the initial value, so the contrast potential of the patch image decreases. Accordingly, the development characteristics of the patch image are deteriorated as compared with those before the endurance, and the control means repeats the toner replenishment in order to compensate for the deterioration of the development characteristics. As a result, when the initial development characteristic was recovered, the development characteristic curve as shown in FIG. 4 was changed. It should be noted that the patch image density is set to 0.8 level as measured by a reflection densitometer (manufactured by X-rite). In addition, this characteristic was remarkable in a durable drum, that is, a photosensitive drum after long-term use or in a high moisture content environment.
[0055]
Therefore, in this embodiment, in the image forming apparatus shown in FIG. 5 (the image forming apparatus having substantially the same configuration as that in FIG. 1, the same members as those in FIG. When the normal image formation (same as in the first to fourth embodiments) is completed, a post-rotation sequence, that is, a patch image formation step is performed, and the detection result of the patch latent image potential obtained at this time is fed back at the next patch image formation. By doing so, the downtime of the apparatus is made as short as possible.
[0056]
The post-rotation sequence will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0057]
When the post-rotation sequence is entered, the laser level is first determined from the current detection result of the environmental sensor 10 and the environmental history in order to form a patch of a certain density level on the photosensitive drum 40 (S100). In this embodiment, a density patch that is 0.8 in the X-rite reflection densitometer is used as the density level. However, the density level is not limited to this, and a level of 0.5 to 1.2 is preferable. Used for.
[0058]
Next, similarly to the normal image formation, the photosensitive drum 40 is uniformly charged by the primary charger 19, and a patch latent image is formed at the previously determined laser level (S101).
[0059]
Thereafter, when the patch latent image passes through the potential sensor 23, the patch latent image potential is detected (S102) and compared with the initial patch latent image potential (S103). Then, when it is higher than the initial patch latent image potential, ErrFlag = 1 is set, and when it is lower, ErrFlag = −1 is set (S104) and sent to the controller 6.
[0060]
When the patch latent image reaches the development position, it is developed by the two-component developer in the developing device 20 (S105). When the developed patch image passes over the optical sensor 27, the patch image density is detected (S106), and the detection result is sent to the controller 6, compared with the initial density (S107), and determined to be lower than the initial density. In the case where the toner is supplied, the toner 7 is rotated by the motor 7 so that the replenishment toner in the replenishing tank 22 is replenished to the developing device 20 by a necessary amount (S108). A stop signal is generated (S109), and the post-rotation sequence is terminated.
[0061]
Next, a reference image forming condition feedback method will be described. Here, the control when the patch latent image potential is higher than the initial potential in the post-rotation sequence described above, that is, when the next post-rotation sequence is entered with ErrFlag = 1 will be described.
[0062]
In this embodiment, after entering the post-rotation sequence, the laser level is first determined by the environmental sensor 10 that detects the temperature and humidity of the atmosphere in the laser level determination step, and then the laser drive circuit 12 is used to lower the patch latent image potential. The laser level was increased by 1 to form a patch latent image. The subsequent sequence is the same as the post-rotation sequence described above.
[0063]
As a result of this control, the patch latent image potential can be lowered from the previous patch latent image potential in the patch latent image potential detection step (S102). After the patch latent image potential is detected in the subsequent rotation sequence, if the patch latent image potential is kept high, the process proceeds to S105 without re-creating the patch latent image unlike the first to fourth embodiments. . As a result of the patch latent image potential detected in S102, the laser level may be raised by one step in the next post-rotation sequence (when the patch latent image is next formed).
[0064]
By repeatedly performing the patch latent image potential control after this rotation, the patch latent image potential can be brought close to the initial potential in the long term without increasing the downtime of the apparatus. It has become possible to reduce changes in developability due to changes in the durability of the photosensitive drum.
[0065]
Accordingly, since the time during which a normal image cannot be formed can be shortened as much as possible, a decrease in image formation throughput can be suppressed as much as possible. This is particularly effective when images are continuously formed on a plurality of recording materials P.
[0066]
Here, the case where the patch latent image potential is higher than the initial potential, that is, the case where ErrFlag = 1, has been described, but it is needless to say that the control can be performed in the opposite manner to the above sequence even when the potential is low.
[0067]
Example 6
In Example 5, when determining the laser level, control was performed by changing the laser level by one step using ErrFlag. However, the patch detection control is halftone control, and as is apparent from the development characteristics shown in FIG. 4 described above, the development characteristics in the vicinity of this density change sharply. Therefore, a laser level change of one stage may be accompanied by a very large density fluctuation. As a result, in an image forming apparatus that forms an image using a plurality of photosensitive drums, there is a possibility that a color variation or the like occurs.
[0068]
Therefore, in this example, the patch potential difference represented by the following formula (1) was calculated.
[0069]
Patch potential difference = patch latent image potential-initial potential (1)
Then, the patch laser level was changed according to the obtained patch potential difference. Specifically, in this embodiment, the laser level change amount obtained by the following equation (2) is obtained, and the patch laser level is changed from this value.
[0070]
Laser level change amount = patch potential difference / 10 (V) (2)
As a result, it was possible to achieve durable concentration stabilization without causing a large concentration change.
[0071]
In this embodiment, the laser level change amount is obtained by the equation (2). However, the laser level change amount may be changed according to the characteristics of the photosensitive drum, or the laser level change amount may be controlled in advance using a table based on environmental conditions and patch potential differences. It doesn't matter.
[0072]
Example 7
Next, this embodiment will be described with reference to FIG.
[0073]
In this embodiment, the patch latent image potential measurement and the patch laser level determination were performed immediately after the potential control, other than during post-rotation. Since the potential control sequence is normally performed at the time of pre-rotation during the copy operation, the following description will be made as a sequence at the time of pre-rotation.
[0074]
First, after the bright part and dark part potentials are compensated by the potential control sequence described above (S200), a patch latent image is formed at the laser level calculated from the current environment and environmental history (S201, S202). The image potential is detected (S203) and compared with the patch initial potential (S204). Then, when it is higher than the patch initial potential, ErrFlag = 1 is set, and when it is lower, ErrFlag = −1 is set (S205). From this result, when ErrFlag = 1, the patch laser level is increased by one step, and ErrFlag = In the case of -1, the level is lowered by one step (S201), a latent image is formed again (S202), the electrostatic potential is measured (S203), and the laser level is searched to be the same as the initial potential. Did that.
[0075]
According to the above control, the patch latent image potential can be compensated in a state where the bright part potential and the dark part potential are compensated, so that a better result can be obtained. Further, by storing the patch laser level determined here in the controller, it becomes possible to find a desired patch laser level relatively easily even when the sensitivity of the photosensitive drum thereafter changes.
[0076]
Example 8
In the above embodiment, the patch latent image potential is made the same as the initial potential by changing the laser level, that is, the laser exposure time. In this embodiment, the patch exposure image potential is changed by changing the laser exposure intensity.
[0077]
Specifically, in steps S104 and S205 shown in FIGS. 6 and 7, when ErrFlag = 1, the laser power is increased by one step, and when ErrFlag = −1, the laser power is decreased by one step. The same effects as in the example could be obtained.
[0078]
Example 9
In Examples 1 to 8, an organic photoreceptor is used as the image carrier, but an amorphous silicon photoreceptor may be used. In such an image forming apparatus using an amorphous silicon photoconductor, the patch latent image potential control described in Examples 1 to 8 was performed.
[0079]
The amorphous silicon photoreceptor has a Vickers hardness of 1500 to 2000 kg / cm.2(= 1.5 × 102~ 2.0 × 102It is known that it has a very large dark decay as a photosensitive drum characteristic. For this reason, in an image forming apparatus using an amorphous silicon drum and patch detection control, a large number of tables are prepared for dark attenuation and sensitivity change correction, and the durability development characteristics fluctuate due to the complexity and control of initial settings. There was such a big problem.
[0080]
However, according to the first to fourth embodiments, since the initial setting is performed after determining the image forming conditions for obtaining a predetermined patch latent image potential at the time of initial setting, the table prepared in the apparatus of the present embodiment is the environment patch latent image. Only the electric potential is required, and it is possible to suppress fluctuations in image density after long-term use.
[0081]
Further, according to the fifth to eighth embodiments, since the patch latent image potential is always controlled to be the same as the initial potential, the same effect can be obtained without the trouble of preparing a large number of tables. I was able to.
[0082]
Further, the present invention is an image forming apparatus employing a tandem system having a plurality of image carriers (in the case where a plurality of image forming stations are provided in FIGS. The present invention is particularly effective when applied to a configuration in which toner images are sequentially superimposed and transferred to form a color image. That is, since the output image density can be optimized for each image forming station, it is possible to obtain a high-quality image with no color variation in the formed color image. Further, the toner image transferred from each image carrier is not limited to the recording material P but may be a so-called known intermediate transfer member. In this case, the color image that has been primary-transferred sequentially and superimposed on the intermediate transfer member from each image carrier is then transferred to the recording material P in a batch manner.
[0083]
Although this invention was demonstrated as what can be embodied in the said Examples 1-9, the application range is not restricted to this, All modifications are possible if it is in the range of the thought of this invention.
[0084]
【The invention's effect】
  As described above, the present inventionAn image carrier, a developing unit that develops the electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer, a potential detector that detects a potential of a detection electrostatic latent image on the image carrier, and a potential Potential control means for controlling the potential of the electrostatic latent image for detection according to the output of the detection means, density detection means for detecting the density of the developer image for detection, and the output and target value of the density detection means A developer amount control means for controlling the amount of developer to be replenished to the developing means, and after the developer replacement, the developing electrostatic latent image for detection whose potential is controlled by the potential control means is developed by the developing means. Then, the density of the developer image for detection obtained in this way is detected by the density detection means, and the target value is corrected based on the output of the density detection means by the detection, and the initial setting is performed.So
(1) Even if the photosensitivity characteristic of the image carrier changes due to durability, the potential of the electrostatic latent image for detection can be optimized.
(2) The amount of developer to be replenished to the developing means can be optimized.
(3) The target value to be compared with the output of the density detecting means can be optimized.
(4) Therefore, it is possible to suppress image density fluctuation and always obtain a high quality image.
Such effects can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment of patch latent image potential control at the time of initial setting.
FIG. 3 is a characteristic diagram illustrating an example of a potential fluctuation state of the photosensitive drum.
4 is a diagram showing development characteristics before and after endurance due to potential fluctuation of the photosensitive drum in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating another example of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing an embodiment of a post-rotation sequence.
FIG. 7 is a flowchart showing an embodiment of a pre-rotation sequence.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the grid potential and the photosensitive drum surface potential.
FIG. 9 is a flowchart showing an example of a conventional potential control sequence.
[Explanation of symbols]
13 Laser diode (exposure means)
19 Primary charger (charging means)
20 Developing device (developing means)
20a Developer container
23 Surface potential sensor (surface potential detection means)
27 Patch detection sensor (concentration detection means)
40 Photosensitive drum (image carrier)

Claims (12)

像担持体と、
前記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
前記像担持体上の検知用の静電潜像の電位を検知する電位検知手段と、
前記電位検知手段の出力に応じて検知用の静電潜像の電位を制御する電位制御手段と、
検知用の現像剤像の濃度を検知する濃度検知手段と、
該濃度検知手段の出力及び目標値に応じて前記現像手段に補給する現像剤量を制御する現像剤量制御手段と、
を有し、
現像剤交換後において、前記電位制御手段により電位制御された検知用の静電潜像を前記現像手段により現像して得られた検知用の現像剤像の濃度を前記濃度検知手段により検知し、該検知による前記濃度検知手段の出力に基づいて前記目標値を補正する、初期設定を行なうことを特徴とする画像形成装置。
And the image bearing member,
Developing means for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer ;
And potential detection means for detecting the potential of the electrostatic latent image for detection on the image bearing member,
A potential control means for controlling the potential of the electrostatic latent image for detection according to the output of the potential detection means ;
Density detecting means for detecting the density of the developer image for detection ;
Developer amount control means for controlling the amount of developer to be replenished to the developing means in accordance with the output and target value of the density detecting means;
Have
After the developer replacement, the density detection unit detects the density of the detection developer image obtained by developing the detection electrostatic latent image controlled by the potential control unit by the development unit, An image forming apparatus , wherein an initial setting is performed to correct the target value based on an output of the density detection means by the detection .
現像剤はトナーとキャリアを含む2成分現像剤であることを特徴とする請求項の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the developer is a two-component developer including a toner and a carrier. 前記初期設定において、前記電位制御手段は前記電位検知手段の出力及び目標値に応じて検知用の静電潜像の電位を制御す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。 3. The image forming apparatus according to claim 1 , wherein in the initial setting, the potential control unit controls the potential of the electrostatic latent image for detection according to an output of the potential detection unit and a target value. . 前記像担持体上に検知用の静電潜像を形成する潜像形成手段を更に有し、前記初期設定において、前記電位制御手段は前記電位検知手段の出力に応じて前記潜像形成手段による潜像形成条件を制御す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。The image forming apparatus further includes a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image for detection on the image carrier. In the initial setting, the potential control unit uses the latent image forming unit according to the output of the potential detecting unit. the image forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that to control the latent image forming conditions. 前記電位制御手段により潜像形成条件を変更する量は前記電位検知手段の出力に応じて可変であることを特徴とする請求項の画像形成装置。5. The image forming apparatus according to claim 4 , wherein an amount of changing the latent image forming condition by the potential control unit is variable according to an output of the potential detection unit. 前記潜像形成手段は前記像担持体を露光する露光手段を備え、前記電位制御手段は前記電位検知手段の出力に応じて前記露光手段による露光条件を制御することを特徴とする請求項の画像形成装置。Is the latent image forming means includes an exposure means for exposing said image bearing member, said potential control means according to claim 4, characterized in that for controlling the exposure conditions by the exposure means in accordance with the output of said potential detection means Image forming apparatus. 露光条件は露光時間であることを特徴とする請求項の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 6 , wherein the exposure condition is an exposure time. 露光条件は露光強度であることを特徴とする請求項の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 6 , wherein the exposure condition is exposure intensity. 前記現像手段に補給する現像剤を収容する収容手段であって画像形成装置本体に着脱可能な収容手段を更に有し、前記現像剤交換とは、前記収容手段の交換であ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。Wherein a and a containing means for containing the developer to be replenished to the developing unit further houses means detachably mountable to the image forming apparatus main body, wherein the developer exchange, characterized in that it is a replacement of said containing means the image forming apparatus according to claim 1 or 2. 前記像担持体はアモルファスシリコン感光体であ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。The image forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that said image bearing member is an amorphous silicon photoconductor. 検知用の現像剤像の濃度が中間調濃度となるように形成す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。The image forming apparatus according to claim 1 or 2 concentration of the developer image for detection is equal to or formed to have a halftone density. 検知用の現像剤像の濃度が反射濃度計による測定値で0.5〜1.2のレベルとなるように形成することを特徴とする請求項11の画像形成装置。12. The image forming apparatus according to claim 11 , wherein the density of the developer image for detection is formed to be a level of 0.5 to 1.2 as measured by a reflection densitometer.
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