JP4382959B2 - 画像形成装置及び画像濃度制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及び画像濃度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置は、例えば、像担持体上の潜像を現像する現像部と、この現像部へトナーを補給するトナー補給手段と、上記現像部内の現像剤のトナー濃度(トナーとキャリアの割合)を検出するトナー濃度検出手段としての透磁率センサ(以下Tセンサという)と、このTセンサの出力値VTと基準値VTrefとを比較してその結果に基づいて上記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段とを備えている。
【0003】
このような画像形成装置においては、通常、現像部内のトナーとキャリアからなる2成分系現像剤のトナー濃度は画像濃度に影響するため、トナー濃度を一定に保つことが望ましく、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や現像条件等に大きく左右される。
【0004】
そこで、通常、予め定められた像担持体の表面電位と現像部に印加される現像バイアス電圧との差である現像ポテンシャルによって像担持体上に基準画像を形成し、この基準画像の画像濃度をPセンサと呼ばれる反射型フォトセンサにより検出し、この検出結果に基づいて基準値VTref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ことにより安定した画像を得るようにしている。
【0005】
具体的には例えば、各画像形成動作時にTセンサによって現像部内のトナー濃度を検出し、そのTセンサの出力値VTと制御基準値VTrefとを比較してその比較結果に応じてトナー補給手段を制御してトナー補給量を制御することでトナー濃度制御を行う。そして、所定回数の画像形成時毎に、像担持体上に基準画像を形成してその画像濃度をPセンサで検出し、このPセンサの出力値に基づいて制御基準値VTrefの補正量ΔVTrefを算出する。さらに、この補正量ΔVTrefと基準画像形成時におけるTセンサの出力値とにより制御基準値を決定し、この補正した制御基準値を次の基準画像形成時までのトナー濃度制御に用いている。
【0006】
特開平5−134548号公報には、TセンサとPセンサとを併用してトナー濃度制御を行う画像形成装置であって、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ものが記載されている。特開平8−110700号公報には、TセンサとPセンサとを併用してトナー濃度制御を行う画像形成装置であって、Pセンサ出力値によるトナー補給制御基準値の補正量に上下限を設定してトナー濃度制御を行うことにより、感光体の帯電電位の変動により生じるトナー濃度変動を防止するものが記載されている。特開平8−202137号公報には、TセンサとPセンサとを併用してトナー濃度制御を行う画像形成装置であって、Pセンサ出力値によるトナー補給制御基準値の補正量を複写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するものが記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記画像形成装置では、図5に示すように環境条件、放置条件等により現像剤の帯電量Q/Mが低下してPセンサの出力値VSPが変動することが判明している。
図5は画像形成装置における放置時間とQ/MとVSPの推移を示す。
【0008】
図5よりPセンサの出力値VSPが狙いの値の0.5Vになるように制御基準値VTrefの補正量ΔVTrefを図3に示す補正テーブルより算出し、この補正量ΔVTrefで補正した制御基準値VTrefにてトナー濃度制御を行って狙いの画像濃度が得られた状態で画像形成動作が終了する。その後、長時間放置されると、図5に示すように現像剤の帯電量Q/Mが低下して現像部の現像能力が高くなり、像担持体上のトナー付着量が増えてPセンサの出力値VSPが小さくなり、画像濃度が濃いと判断して制御基準値VTrefを画像濃度が低くなる方向に補正する。特に24時間以上画像形成が行われずに放置されると、Pセンサの出力値VSPの低下が大きい。
【0009】
このように現像部の現像能力が高くなった状態でメインスイッチがオンされて基準画像の画像濃度をPセンサで検出すると、上述のようにPセンサの出力値VSPが小さくなり、画像濃度が濃いと判断して制御基準値VTrefを画像濃度が低くなる方向に補正する(制御基準値VTrefの過剰補正を行う)。このままで連続して画像形成を行うと、初期には画像濃度が目標の値になるが、数十枚分の画像形成を行った後には現像剤の帯電量Q/Mが上昇して画像濃度の低下が見られるという問題が生じる。
【0010】
本来なら所定回数の画像形成時毎に、像担持体上に基準画像を形成してその画像濃度をPセンサで検出し、このPセンサの出力値に基づいて制御基準値VTrefを補正すれば、上記問題は解決される。しかしながら、像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段として、像担持体に常時当接される転写ローラを用いていると、像担持体上の基準画像が転写ローラに付着してしまい、これを防ぐために基準画像作成毎に像担持体上の基準画像を除去するクリーニング工程は長時間放置後には濃い基準画像を除去することから長くする必要があり、画像形成の生産性が低下するという不具合が発生する。
【0011】
本発明は、長時間放置後のトナー補給制御基準値の過剰補正を防ぐことにより画像濃度の低下を防止することができる画像形成装置及び画像濃度制御装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、像担持体上に形成された潜像を顕像化する現像部と、この現像部へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像部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と、このトナー濃度検出手段の出力値VTと基準値VTrefとを比較してその結果に基づいて前記トナー補給手段のトナー補給時間を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に所定の時期毎に形成された基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、この画像濃度検出手段の出力値に基づいて、前記画像濃度検出手段の出力値と前記基準値VTrefの補正値との関係を示す補正テーブルを用いて前記基準値VTrefの補正値を算出し、前記基準値VTrefを該補正値だけ補正して新しい基準値VTrefとする基準値補正手段とを有する画像形成装置において、前記補正テーブルは、当該装置が長時間放置された場合にメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間における前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を、通常の前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量より小さくてトナー濃度が低下する方向の基準値VTrefの補正量にあらかじめ設定しておき、当該装置が長時間放置された場合にメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間には前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を前記あらかじめ設定された基準値VTrefの補正量とするものである。
【0013】
請求項2に係る発明は、像担持体上に形成された潜像を顕像化する現像部と、この現像部へトナーを補給するトナー補給手段とを有する画像形成装置の画像濃度制御装置であって、前記現像部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と、このトナー濃度検出手段の出力値VTと基準値VTrefとを比較してその結果に基づいて前記トナー補給手段のトナー補給時間を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に所定の時期毎に形成された基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、この画像濃度検出手段の出力値に基づいて、前記画像濃度検出手段の出力値と前記基準値VTrefの補正値との関係を示す補正テーブルを用いて前記基準値VTrefの補正値を算出し、前記基準値VTrefを該補正値だけ補正して新しい基準値VTrefとする基準値補正手段とを有する画像濃度制御装置において、前記補正テーブルは、前記画像形成装置が長時間放置された場合に前記画像形成装置のメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間における前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を、通常の前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量より小さくてトナー濃度が低下する方向の基準値VTrefの補正量にあらかじめ設定しておき、当該装置が長時間放置された場合にメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間には前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を前記あらかじめ設定された基準値VTrefの補正量とするものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施例を示す。この実施例は、画像濃度制御装置を有する画像形成装置の例である。像担持体としてのドラム状感光体1の周りには、その回転方向へ順に、感光体1を均一に帯電する帯電手段としての帯電器2と、感光体1を露光光3により露光して感光体1に画像を書き込む露光手段としての光書き込み装置などの露光装置と、感光体1上の静電潜像を顕像化する現像装置4と、感光体1上に形成された基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段としてのPセンサと呼ばれる反射型フォトセンサ5と、感光体1上のトナー像を転写材としての転写紙に転写させる転写手段としての転写装置6と、転写紙を感光体1から分離する分離装置7と、感光体1をクリーニングするクリーニング装置8などが配置されている。
【0019】
ここに、ドラム状感光体1はベルト状感光体などの像担持体を用いてもよい。転写装置6は感光体1に常時当接する転写ローラが用いられ、この転写ローラ6は図示しない電源から転写バイアスが印加されて感光体1と転写ローラ6との間を通過する転写紙へ感光体1上のトナー像を転写させる。
【0020】
現像装置4は、感光体1上の静電潜像をトナーと磁性キャリアとからなる2成分系現像剤で現像する現像部4aと、この現像部4aにトナーを補給するトナー補給手段としてのトナー補給部4bと、現像部4a内の現像剤のトナー濃度(トナーとキャリアの割合)を検出するトナー濃度検出手段としてのTセンサと呼ばれる透磁率センサ10とを有する。現像部4aは、内部に収容されている2成分系現像剤を攪拌部材11、12により攪拌して現像剤担持体としての現像ローラ13に搬送し、現像ローラ13が現像剤を担持して感光体1と現像ロ―ラ13との間の現像領域に搬送し、そこで現像ローラ13上の現像剤により感光体1上の静電潜像を現像する。
【0021】
トナー補給部4bは、トナー補給部材としてのトナー補給ローラ14を有し、このトナー補給ローラ14がトナー補給クラッチのオンで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。現像ローラ13は現像バイアス電源15から現像バイアスが印加され、現像ローラ13及び攪拌部材11、12は図示しない駆動部により回転駆動される。
【0022】
また、Pセンサ5の出力信号及びTセンサ10の出力信号は、トナー補給制御手段としてのトナー補給ローラ制御手段16及び基準値補正手段17に入力される。トナー補給ローラ制御手段16は、Pセンサ5の出力値及びTセンサ10の出力値に基づいてトナー補給クラッチを制御し、即ち、Tセンサ10の出力値VTと基準値VTrefとを比較してその結果に基づいてトナー補給クラッチを制御してトナー補給ローラ14の回転を制御することでトナー補給部4bから現像部4aへのトナー補給を制御する。基準値補正手段17は、Pセンサ5の出力値及びTセンサ10の出力値に基づいて上記基準値VTrefを補正する。ここに、Tセンサ10と、Pセンサ5と、トナー補給ローラ制御手段16と、基準値補正手段17は画像濃度制御装置を構成している。
【0023】
また、定着ローラ18及び加圧ローラ19を有する定着装置が設けられ、定着ローラ18に近接して(又は当接して)温度センサ20が配置される。温度センサ20は定着ローラ18の表面温度(定着温度)を検知する。図示しない温度制御部は、温度センサ20の出力信号に基づいて、定着ローラ18を加熱する図示しない定着ヒータを定着ローラ18の表面温度が設定温度になるように制御する。
【0024】
画像形成時には、感光体1は、図示しない駆動部により回転駆動されて帯電器2により均一に帯電され、露光装置により露光光3で露光されて静電潜像が形成される。この感光体1上の静電潜像は現像部4aにより現像されてトナー像となり、一方、転写紙が図示しない給紙装置からレジストローラ9へ給送される。
【0025】
レジストローラ9は感光体1上のトナー像に合わせて転写紙を送出し、この転写紙は転写装置6により感光体1上のトナー像が転写されて分離装置7により感光体1から分離される。この感光体1から分離された転写紙は、定着ローラ18及び加圧ローラ19を有する定着装置によりトナー像が定着され、外部へ排出される。また、感光体1は、転写紙分離後にクリーニング装置8によりクリーニングされて転写残トナーが除去され、次の画像形成動作に備える。
このような画像形成動作は、操作部の画像形成開始指示により開始されて操作部の設定枚数分だけ繰返して連続的に行われる。
【0026】
図2は本実施例のトナー補給制御の流れを示す。本実施例の図示しない制御部は、ステップS2でメインスイッチがオンされると、ステップS3で感光体1上に基準画像が形成されるように本実施例の各部を制御する。これにより、感光体1は、帯電器2で均一に帯電された後に、露光装置により露光光3で露光され、感光体1の表面電位と現像バイアス電圧との差である現像ポテンシャルが予め定められた値となることによって感光体1上に画像濃度検出用基準画像の静電潜像が形成される。
【0027】
この感光体1上の基準画像の静電潜像は現像部4aで現像されて基準画像のトナー像となり、Pセンサ5によりそのトナー像の画像濃度が検出された後に、クリーニング装置8により感光体1上の基準画像のトナー像が除去される。次に、ステップS4で基準値補正手段17がトナー補給制御用の基準値として前回の基準値VTrefを記憶手段に記憶する。次に、基準値補正手段17は、ステップS5で感光体1上の基準画像のトナー像に対するPセンサ5の出力値VSPと感光体1上の非画像部に対するPセンサ5の出力値VSGとを取り込んでその比VSP/VSGを算出する。
【0028】
また、Tセンサ10は現像部4a内の2成分系現像剤におけるトナー濃度を検出し、基準値補正手段17がステップS6でTセンサ10の出力値VTを取り込む。次に、基準値補正手段17は、ステップS7で温度センサ20の出力値を取り込んで温度センサ20の検知温度が設定値T(例えば50℃)以下であるか否かを判断してその結果により、VSP/VSG、と基準値VTrefの補正量との関係を示す補正テーブルとして図3に示すような補正テーブルと図4に示すような補正テーブルとのいずれか一方を選択する。
【0029】
基準値補正手段17は、温度センサ20の検知温度が設定値T以下であれば図4に示すような補正テーブルを選択し、温度センサ20の検知温度が設定値T以下でなければ図3に示すような補正テーブルを選択する。図4に示す補正テーブルでは、図3に示す補正テーブルと比較して、基準値VTrefの補正量は、トナー濃度が低下する方向の基準値VTrefの補正量が小さくてトナー濃度の低下を防止するようになっている。
【0030】
基準値補正手段17は、温度センサ20の検知温度が設定値T以下であれば本実施例が長時間放置されたとみなしてステップS9にて、記憶手段に記憶されている図4に示すような補正テーブルを参照して上記VSP/VSGから基準値VTrefの補正量ΔVTref=f(VSP/VSG)を算出し、温度センサ20の検知温度が設定値T以下でなければ本実施例が長時間放置されたとはみなさずにステップS8にて、記憶手段に記憶されている図3に示すような補正テーブルを参照して上記VSP/VSGから基準値VTrefの補正量ΔVTref=f(VSP/VSG)を算出する。そして、基準値補正手段17は、ステップS10で上記記憶手段に記憶されている基準値VTrefをその補正量ΔVTreだけ補正し、その補正後の基準値VTref1を新しい制御基準値VTrefとして決定して記憶手段に記憶する。
【0031】
しかる後に、制御部は、ステップS11で、操作部から画像形成開始指示信号が入力されることにより本実施例の各部を制御して上述のように画像形成動作(コピー動作)を行わせる。次に、トナー補給ローラ制御手段16は、ステップS12で、Tセンサ10の出力値VTを取り込んで上記基準値VTrefと比較し、その比較結果(VTref−VT)によりトナー補給時間t=f(VTref−VT)を決定する。
【0032】
次に、トナー補給ローラ制御手段16は、ステップS13でトナー補給クラッチを制御してトナー補給ローラ14をその決定した時間tだけ回転させることによりトナー補給部4bから現像部4aへトナーを補給させる。トナー補給ローラ制御手段16は、ステップS14で1枚分の画像形成毎にTセンサ10の出力値を取り込む。制御部は、ステップS15で1ジョブ、つまり設定枚数分の連続的な画像形成動作が終了したか否かを判断して1ジョブが終了しなければステップS12に戻り、1ジョブが終了するまでステップS12〜S14を繰返して行わせる。
【0033】
このように、本実施例では、放置時間等により現像剤の帯電量Q/Mが低下するために生じるPセンサ5の出力値に基づく基準値VTrefの補正過多による画像濃度の低下を防止する。
【0034】
この実施例によれば、画像濃度検出手段としてのPセンサ5の検出時期に応じて基準値補正手段17による基準値VTrefの補正量を変更するので、長時間放置後のトナー補給制御基準値の過剰補正を防ぐことにより画像濃度の低下を防止することができ、画像濃度の安定化を図ることができる。
【0035】
また、この実施例によれば、本実施例の長時間休止後における画像濃度検出手段としてのPセンサ5の出力値と本実施例の長時間休止後以外におけるPセンサ5の出力値とで基準値VTrefの補正量を変更したので、長時間放置後のトナー補給制御基準値の過剰補正を防ぐことにより画像濃度の低下を防止することができ、長期休止後の画像濃度の安定化を図ることができる。
【0036】
また、この実施例によれば、本実施例の長時間休止後における画像濃度検出手段5の出力値に基づく基準値VTrefの補正量について、トナー濃度が低下する方向の基準値VTrefの補正量を通常の基準値VTrefの補正量より小さくしたので、長時間放置後のトナー補給制御基準値の過剰補正を防ぐことにより画像濃度の低下を防止することができる。
【0037】
また、この実施例によれば、定着装置の定着温度を検知する温度センサ20を有し、メインスイッチがオンされた直後の温度センサ20の検知温度が設定値以下の時に本実施例が長時間放置されたとみなして画像濃度検出手段5の出力値に基づく基準値VTrefの補正量について、トナー濃度が低下する方向の基準値VTrefの補正量を通常の基準値VTrefの補正量より小さくしたので、長時間放置後のトナー補給制御基準値の過剰補正を防ぐことにより画像濃度の低下を防止することができ、長時間放置されたことを正確に判断して画像濃度の安定化を図ることができる。
【0038】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば画像形成装置が長時間放置されたことを、メインスイッチがオンされた直後の温度センサ20の検知温度が設定値以下であること以外から判断するようにしてもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、長時間放置後のトナー補給制御基準値の過剰補正を防ぐことにより画像濃度の低下を防止することができ、画像濃度の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略図である。
【図2】同実施例のトナー補給制御の流れを示すフローチャートである。
【図3】同実施例の温度センサ検知温度が設定値T以下でない場合のVSP/VSG、と基準値VTrefの補正量と関係を示す補正テーブルを示す図である。
【図4】同実施例の温度センサ検知温度が設定値T以下である場合のVSP/VSG、と基準値VTrefの補正量と関係を示す補正テーブルを示す図である。
【図5】同実施例における放置時間とQ/MとVSPの推移を示す図である。
【符号の説明】
4a 現像部
4b トナー補給部
5 Pセンサ
10 Tセンサ
16 トナー補給ローラ制御手段
17 基準値補正手段
20 温度センサ
Claims (2)
- 像担持体上に形成された潜像を顕像化する現像部と、この現像部へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像部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と、このトナー濃度検出手段の出力値VTと基準値VTrefとを比較してその結果に基づいて前記トナー補給手段のトナー補給時間を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に所定の時期毎に形成された基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、この画像濃度検出手段の出力値に基づいて、前記画像濃度検出手段の出力値と前記基準値VTrefの補正値との関係を示す補正テーブルを用いて前記基準値VTrefの補正値を算出し、前記基準値VTrefを該補正値だけ補正して新しい基準値VTrefとする基準値補正手段とを有する画像形成装置において、前記補正テーブルは、当該装置が長時間放置された場合にメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間における前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を、通常の前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量より小さくてトナー濃度が低下する方向の基準値VTrefの補正量にあらかじめ設定しておき、当該装置が長時間放置された場合にメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間には前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を前記あらかじめ設定された基準値VTrefの補正量とすることを特徴とする画像形成装置。
- 像担持体上に形成された潜像を顕像化する現像部と、この現像部へトナーを補給するトナー補給手段とを有する画像形成装置の画像濃度制御装置であって、前記現像部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と、このトナー濃度検出手段の出力値VTと基準値VTrefとを比較してその結果に基づいて前記トナー補給手段のトナー補給時間を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に所定の時期毎に形成された基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、この画像濃度検出手段の出力値に基づいて、前記画像濃度検出手段の出力値と前記基準値VTrefの補正値との関係を示す補正テーブルを用いて前記基準値VTrefの補正値を算出し、前記基準値VTrefを該補正値だけ補正して新しい基準値VTrefとする基準値補正手段とを有する画像濃度制御装置において、前記補正テーブルは、前記画像形成装置が長時間放置された場合に前記画像形成装置のメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間における前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を、通常の前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量より小さくてトナー濃度が低下する方向の基準値VTrefの補正量にあらかじめ設定しておき、当該装置が長時間放置された場合にメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間には前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を前記あらかじめ設定された基準値VTrefの補正量とすることを特徴とする画像濃度制御装置。
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