JP4172919B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンター及びファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、詳しくは、現像剤のトナー濃度を制御して画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の画像形成装置において、TセンサとPセンサとを併用してトナー濃度制御を行ない、一定の画像形成枚数毎にPセンサで画像濃度の検出を行うことは公知である(特開平5−134548号等の公報を参照)。
又、TセンサとPセンサとを併用してトナー濃度制御を行ない、Pセンサによる制御基準値の補正量の上下限を設定してトナー濃度制御を行なうことにより、感光体の帯電電位の変動に伴うトナー濃度変動を防止することも公知である(特開平8−110700号の公報を参照)。
【0003】
更に、TセンサとPセンサとを併用してトナー濃度制御を行ない、Pセンサによる制御基準値の補正量をコピー枚数等で変更することにより、現像剤の経時による特性の変動に伴うトナー濃度変動を防止をすることも公知である(特開平8−202137号の公報を参照)。
【0004】
通常、2成分現像剤におけるトナー濃度は、画像濃度に大きく影響するために、トナー濃度を一定に保つ事が望ましく、又、画像濃度は現像剤の経時における物性の変化、温湿度等の環境条件に大きく左右される。
【0005】
そこで、予め定められた感光体の表面電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルによって感光体上に基準画像を形成し、この基準画像をPセンサと呼ばれる反射型フォトセンサにより検知し、この検知結果に基づいて、現像装置内に設けられたTセンサと呼ばれる透磁率センサの制御レベルを補正して目標とするTセンサの出力値としてトナー濃度を決定する方法がある。
【0006】
更に、上記Tセンサの出力に閾値を設けて、その出力値を制御する事により所定のトナー濃度になる様に制御する方法がある。例えば次のように行われている。各画像形成動作時にTセンサよって、現像器内のトナー濃度を検出し、その出力値VTと制御基準値とを比較した結果に基づいてトナー補給を行う。そして所定回数の画像形成時毎に、像坦持体上に基準画像を形成し、その画像濃度をPセンサで検出し、その出力値に基づいて制御基準値の補正量αを算出する。そしてこの補正量αと基準画像形成時におけるTセンサの出力値VTとにより制御基準値を決定し、且つ、トナー濃度の上下限に対応する制御基準値を予め決めておき、例えば、Pセンサパターンの濃度が狙いの値から外れても、トナー濃度の上下限に対応する制御基準値の範囲外には、制御基準値をずらさないように制御している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法においても、図6に示す様に、環境条件、コピーデューティ(月平均コピー枚数)によりトナー帯電量(Q/M)、トナー濃度(wt%)及び画像濃度検出手段の出力値に基づいて補正された基準値VTrefが変動することが判明している。
【0008】
例えば、高温高湿環境下、低コピーデューティ(月平均コピー枚数)でコピーを行なうと、トナー帯電量(Q/M)が低下し、画像濃度検出手段の出力値は濃いと判断して、Pセンサはトナー濃度を低くする方向に補正が働き、基準値VTrefは上限値の2.8Vになり、トナー濃度(wt%)は3.3wt%に低下してしまう。
【0009】
更に、低温低湿環境下、短時間で多くのコピーを行なう高コピーデューティ(月平均コピー枚数)とトナー帯電量(Q/M)が上昇し、画像濃度検出手段の出力値は薄いと判断して、Pセンサはトナー濃度を高くする方向に補正が働き、基準値Vtrefは下限値の1.1Vになり、トナー濃度(wt%)は5.7wt%に上昇する。
【0010】
図4は、トナー濃度(wt%)とTセンサ出力(V)との関係を示す特性図である。Tセンサの出力値の上下限近傍では、傾きが異なり、小さな値を示しており、通常の感度S=0.6V/wt%に対して0.2Vwt%を示している。このことは、Tセンサ感度がトナー濃度(wt%)の制御範囲によって異なることを示している。この様にトナー濃度(wt%)とTセンサ出力(V)の傾き(Tセンサ感度) は一定では無い為、感度Sを一つの値に固定すると、基準値VTrefが上限値近傍の時に感度S=0.6V/wt%を用いて制御を行うと、狙いよりもトナー濃度が低下し、画像濃度低下やキャリヤ付着等の異常画像が発生することとなる。又、トナーエンドが表示されないこともある。
【0011】
又、基準値VTrefが下限値近傍の時に、感度S=0.6V/wt%を用いて制御を行うと、狙いよりもトナー濃度が高くなって地肌汚れや、トナー飛散等が発生することになる。
そこで、本発明者らは、「図5に示す様に、基準値Vtrefの値に応じて、即ち、基準値Vtrefが、上下限値近傍のときには、感度Sを0.2V/wt%に変更すること」で、上記不具合が解消されることを見出した。図3はこの考えに基づいて作成された補正テーブルである。
【0012】
前述のごとく、本発明の課題は、上記問題点を解決し、環境条件、コピーデューティ(月平均コピー枚数)等により現像剤の特性が大きく変化したことにより発生する画像濃度の変動を防止すると共に、地肌汚れ、文字のつぶれ等の異常画像の発生を防止する画像形成装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、下記の手段により達成される。本発明によれば、請求項1では、現像剤のトナー濃度を制御して画像を形成する画像形成装置において、像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して顕像化する現像装置と、該現像装置の現像部にトナーを供給するトナー補給手段と、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、該トナー濃度検出の出力値と基準値とを比較した結果に基づいてトナー補給を制御するトナー補給制御手段と、像担持体上に画像濃度検出用の基準画像を形成し、該基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、該画像濃度検出手段の出力値に基づいて、基準値を補正する基準値補正手段とからなり、像坦持体上に画像濃度検出用の基準画像が形成されると、画像濃度検出手段のPセンサにより画像濃度が検出され、基準値補正手段は、トナー補給制御の基準値VTrefとして前回の基準値VTrefを記憶手段に記憶し、基準値補正手段は、像坦持体上の基準画像に対するPセンサの出力値Vspと像坦持体上の非画像部に対するPセンサの出力値Vsgとを取り込んで、その比Vsp/Vsgを算出し、トナー濃度検出手段のTセンサで、現像装置内における2成分現像剤のトナー濃度を検出し、そのTセンサの出力値VTを取り込み、基準値補正手段は、記憶手段に予め記憶されている、Vsp/Vsgと基準値VTrefの補正量αとの関係を示す補正テーブルを参照して、基準値VTrefの補正量α=f(vsp/Vsg)を算出し、前記記憶手段に記憶されている基準値VTrefをその補正量αだけ補正して、新しい制御目標値VTref1として決定して記憶手段に記憶し、所定の演算結果により、新しい制御目標値VTrefが記憶され、VTrefと感度Sの補正テーブルにより感度Sが決定され、トナー補給制御手段は、トナー補給テーブルに基づいて、トナー補給時間tを決定し、トナー補給クラッチを制御してトナー補給手段のトナー補給ローラを、その決定した時間tだけ回転させることにより現像装置へトナーを補給させ、コピー毎にトナー濃度検出手段のTセンサの出力値VTの取り込みを行い、これらを、設定枚数の連続的な画像形成動作が終了するまで繰り返すことを主要な特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施形態例を示す画像形成装置の概略構成図である。
像坦持体1は、帯電装置2により均一帯電された後、露光装置からの露光光3により静電潜像が形成され、現像装置4により2成分現像剤で現像されトナー像が得られる。図示しない給紙装置から転写紙が給紙され、転写紙搬送装置9の搬送ローラにより搬送されて、転写装置5により像担持体1上のトナー像が転写された後に、分離装置6により除電されて像坦持体1から分離される。像坦持体1上に形成されたパターン画像は、画像濃度検出手段7のPセンサと呼ばれる反射型フォトセンサで画像濃度が検出された後、像坦持体1上の転写残トナーと共に、クリーニング装置8で除去される。
【0015】
現像装置4は、像坦持体1上の静電潜像を現像する現像部4aと、この現像部4aにトナー補給手段14を介してトナーを補給するトナー補給部4bと、現像部4a内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段10であるTセンサと呼ばれる透磁率センサを有する。現像部4aは、内部に収容されているトナーとキャリアからなる2成分現像剤を現像剤攪拌部材11、12により攪拌して、現像剤坦持体13で搬送し、像坦持体1上の静電潜像を現像する。現像時に、現像剤担持体13には、現像バイアス電圧15が印加される。
【0016】
トナー補給部4bは、トナー補給手段14としてのトナー補給ローラを有し、この補給ローラが回転することにより、内部に収容されているトナーを現像部4aへ補給する。また、画像濃度検出手段7であるPセンサの出力信号及びトナー濃度検出手段10であるTセンサの出力信号はトナー補給制御手段16、基準値補正手段17に入力される。トナー補給制御手段16はPセンサの出力値及びTセンサの出力値に基づいて、トナー補給クラッチを制御することで、トナー補給手段14としてのトナー補給ローラを制御する。
【0017】
図2は、本実施形態のトナー補給制御のフローを示したものである。
本実施形態の図示しない制御部は、メインスイッチがONされると、ステップ3で像坦持体1上に基準画像が形成されるように本実施形態の各部を制御する。これにより像坦持体1は帯電装置2で均一に帯電された後に、露光装置からの露光光3により静電潜像が形成され、現像装置4で、像坦持体1の表面電位と現像バイアス電圧との差である所定の現像ポテンシャルによって現像され、像坦持体1上に画像濃度検出用基準画像(トナー像)が形成される。このトナー像は、画像濃度検出手段7のPセンサにより画像濃度が検出された後、クリーニング装置8により除去される。ステップ4で基準値補正手段17は、トナー補給制御の基準値VTrefとして前回の基準値VTrefを記憶手段に記憶する。
【0018】
次に、基準値補正手段17は、ステップ5で、像坦持体1上の基準画像(トナー像)に対するPセンサの出力値Vspと像坦持体1上の非画像部に対するPセンサの出力値Vsgとを取り込んで、その比Vsp/Vsgを算出する。又、ステップ6では、トナー濃度検出手段10のTセンサで、現像部4a内における2成分現像剤のトナー濃度を検出し、そのTセンサの出力値VTを取り込む。
【0019】
基準値補正手段17は、ステップ7で、記憶手段に予め記憶されている、Vsp/Vsgと基準値VTrefの補正量αとの関係を示す補正テーブル(図3)を参照して、基準値VTrefの補正量α=f(vsp/Vsg)を算出し、上記記憶手段に記憶されている基準値VTrefをその補正量αだけ補正して、新しい制御目標値VTref1として決定して記憶手段に記憶する。
その後、ステップ9から13までの演算結果により、ステップ14で、新しい制御目標値VTrefが記憶される。そして、ステップ15で、図3、及び図5に示したVTrefと感度Sの補正テーブルにより感度Sが決定される。
【0020】
しかる後、ステップ17で、本実施例の各部を制御して、上述のように画像形成(コピー)動作を行わせ、トナー補給制御手段16は、ステップ18で、図7に示したトナー補給テーブルに基づいて、トナー補給時間tを決定する。
【0021】
そして、トナー補給制御手段16は、ステップ19で、トナー補給クラッチを制御してトナー補給手段14のトナー補給ローラを、その決定した時間tだけ回転させることにより現像部4aへトナーを補給させる。ステップ21では、コピー毎にトナー濃度検出手段10であるTセンサの出力値VTの取り込みを行っている。ステップ22で1ジョブ、つまり、設定枚数の連続的な画像形成(コピー)動作が終了したか否かを判断して、終了していなければ、ステップ18に戻り、1ジョブが終了するまで、S18〜22を繰り返す。
以上説明したようにように、本実施例の画像形成装置によれば、環境条件、コピーduty等により現像剤の特性が大きく変化した事により発生する画像濃度の変動を防止すると共に、地肌汚れ、文字のつぶれ、キャリア付着等の異常画像を防止する。
【0022】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、環境条件やコピーデューティ等により現像剤の特性が大きく変化した場合に発生する画像濃度の変動を防止すると共に、地肌汚れ、文字のつぶれ、キャリア付着等の異常画像の発生を防止する画像形成装置を提供することが出来るようになった。
【0023】
なお、補正更新された基準値に上下限値を設け、基準値が上下限近傍の時、所定感度の値を小さくする様にすると、環境条件やコピーデューティ等により現像剤の特性が大きく変化した場合に発生する画像濃度の変動を防止すると共に、地肌汚れ、文字のつぶれ、キャリア付着等の異常画像の発生を防止する画像形成装置を提供することが出来るようになる。
【0024】
また、画像濃度検出手段の出力値に基づいた基準値の最大補正量を所定感度の1/2以下にする様にすると、環境条件やコピーデューティ等により現像剤の特性が大きく変化した場合に発生する画像濃度の変動を防止すると共に、地肌汚れ、文字のつぶれ、キャリア付着等の異常画像の発生を防止する画像形成装置を提供することが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例を示す画像形成装置の説明図である。
【図2】本発明の実施形態例を示す画像形成装置の制御フローチャートである。
【図3】Pセンサ出力による制御基準値VTrefの補正テーブルである。
【図4】Tセンサ出力(V)/トナー濃度(wt%)の特性図である。
【図5】制御基準値VTrefによるTセンサ感度Sの補正テーブルである。
【図6】環境条件、コピーdutyによる諸特性の変化を示す表図である。
【図7 】トナー補給テーブルである。
【符号の説明】
1 像担持体
2 帯電装置
3 露光光
4 現像装置
4a 現像部
4b トナー補給部
5 転写装置
6 分離装置
7 画像濃度検出手段
8 クリーニング装置
9 転写紙搬送装置
10 トナー濃度検出手段
11 現像剤攪拌部材
12 現像剤攪拌部材
13 現像剤担持体
14 トナー補給手段
15 現像バイアス電圧
16 トナー補給制御手段
17 基準値補正手段
Claims (1)
- 現像剤のトナー濃度を制御して画像を形成する画像形成装置において、像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して顕像化する現像装置と、該現像装置の現像部にトナーを供給するトナー補給手段と、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、該トナー濃度検出段の出力値と基準値とを比較した結果に基づいてトナー補給を制御するトナー補給制御手段と、像担持体上に画像濃度検出用の基準画像を形成し、該基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、該画像濃度検出手段の出力値に基づいて、基準値を補正する基準値補正手段とからなり、
像坦持体上に画像濃度検出用の基準画像が形成されると、画像濃度検出手段のPセンサにより画像濃度が検出され、基準値補正手段は、トナー補給制御の基準値VTrefとして前回の基準値VTrefを記憶手段に記憶し、
基準値補正手段は、像坦持体上の基準画像に対するPセンサの出力値Vspと像坦持体上の非画像部に対するPセンサの出力値Vsgとを取り込んで、その比Vsp/Vsgを算出し、トナー濃度検出手段のTセンサで、現像装置内における2成分現像剤のトナー濃度を検出し、そのTセンサの出力値VTを取り込み、
基準値補正手段は、記憶手段に予め記憶されている、Vsp/Vsgと基準値VTrefの補正量αとの関係を示す補正テーブルを参照して、基準値VTrefの補正量α=f(vsp/Vsg)を算出し、前記記憶手段に記憶されている基準値VTrefをその補正量αだけ補正して、新しい制御目標値VTref1として決定して記憶手段に記憶し、所定の演算結果により、新しい制御目標値VTrefが記憶され、VTrefと感度Sの補正テーブルにより感度Sが決定され、
トナー補給制御手段は、トナー補給テーブルに基づいて、トナー補給時間tを決定し、トナー補給クラッチを制御してトナー補給手段のトナー補給ローラを、その決定した時間tだけ回転させることにより現像装置へトナーを補給させ、コピー毎にトナー濃度検出手段のTセンサの出力値VTの取り込みを行い、
これらを、設定枚数の連続的な画像形成動作が終了するまで繰り返すことを特徴とする画像形成装置。
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