JP4462792B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像形成装置においては、形成画像の画像濃度に影響する最大要因は現像器内の現像剤におけるトナー濃度であるため、安定した画像濃度を維持するためにはトナー濃度を一定に保つことが望ましい。しかし、トナー濃度は、経時における現像剤自体の物性変化や、温湿度等の環境条件及び現像条件等による物性変化によって大きく左右される。
【0003】
そこで、通常、画像形成装置においては、予め定められた像担持体としての感光体の表面電位と現像器の印加電圧(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感光体上に画像濃度検出用の基準画像(Pパターン)を形成し、このPパターンの濃度をPセンサと呼ばれる反射型フォトセンサによって検出し、その検出結果に基づいて、現像器に設けられたTセンサと呼ばれる透磁率センサの制御基準値(トナー濃度制御の基準値)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濃度を得ている。参考までに、感光体上の単位面積当りのPパターントナー付着量M/AとPパターンに対するPセンサ検出値Vspの関係は一般に図2に示すようになる。
【0004】
従来から用いられているTセンサ及びPセンサを併用したトナー濃度制御方式には次のような方式がある。画像形成動作時にはTセンサよって現像器内のトナー濃度を検出する。トナー濃度の代用特性値として現像剤の透磁率から得られるTセンサの出力値Vtと、制御基準値Vtrefとの差分に応じてトナー補給装置から現像器へのトナー補給量を制御する。ここで、経時における現像剤自体の物性変化や、温湿度等の環境条件や現像条件等による物性変化によって、トナー濃度に変化が無いにも関わらず、現像剤の帯電量が変化する事による現像剤の嵩密度の変動から、Tセンサが異なったVtを出力してしまい、トナーの過補給や補給不足が起こり得る。
【0005】
そこで、機械本体の電源オン時や、所定時間毎または所定回数の画像形成時毎に、感光体上にPパターンを形成してPパターンの画像濃度をPセンサで検出し、Pセンサの出力値Vspと、同様に機械本体の電源オン時や、所定時間毎または所定回数の画像形成時毎に得られるTセンサの出力値VtとVtrefの差分である(Vt−Vtref)に基づいて制御基準値Vtrefの補正量ΔVtを算出し、新して基準値Vtref’(=Vtref+ΔVt)を決定し、これを新たな制御目標値として設定している(特開平8-110700号公報参照)。
【0006】
一例として、補正量ΔVtrefを決定するためのマトリクスを図4に示す。ここでは、Pセンサ出力値のバラツキを考慮して、感光体上の非画像部に対するPセンサの出力値VsgとVspとの比の値(Vsp/Vsg)と(Vt−Vtref)に基づいて制御基準値Vtrefの補正量ΔVtを算出し、補正後のTセンサ制御目標値Vtref’と、各画像形成動作時または所定のタイミングで出力されるTセンサの出力値Vtとの差から、トナー補給量を決定している。
【0007】
トナー補給量は、トナー補給装置が例えばトナー補給をトナーボトルの回転によって行うタイプであれば、トナーボトルの回転時間(トナー補給クラッチオン時間)に置き換えることができる。(Vt−Vtref)の値が大きければ大きいほど、トナー濃度が目標値に対して不足しているとみてトナーボトル回転時間(トナー補給クラッチオン時間)を長くする制御が一般的である。
【0008】
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、ある一定枚数の画像形成毎に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センサの出力値によるTセンサトナー濃度制御基準値補正量の上下限を設定してトナー濃度制御を行うことにより、帯電電位等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。
【0009】
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センサの出力値による制御目標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するものが記載されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
先にも述べたように、現像剤は環境条件、放置条件等により単位質量当たりの帯電量(Q/M)が変化する。現像剤の攪拌時間が長ければ、Q/Mが上昇し、現像能力が低下してPセンサの出力値Vspが上昇し、同じ攪拌時間でも低湿環境下では高湿環境下に比べてQ/Mの上昇が顕著である。また、現像剤の放置時間が長ければ、Q/Mが低下して現像能力が増し、Pセンサの出力値Vspが低下する。一例として、図8に画像形成装置における装置放置時間に対するQ/MおよびVspの推移を示す。この装置の現像剤はトナー濃度TCが4wt%の場合、Q/M20(−μC/g)においてPセンサの出力Vspが0.4(V)(すなわち、Vsp/Vsgが約0.1(V))となり、理想的な画像濃度ID1.35が得られる。
【0011】
理想的な画像濃度ID1.35が得られた状態で画像形成動作が終了したとする。その後、長時間休止状態で放置されると、図8に示すように現像剤のQ/Mが低下して現像能力が高くなる。ここで、PセンサでPパターンの検知を行うと、感光体上のトナー付着量が増えているためにVspの値が小さくなる。すなわち、Pセンサの出力値から画像濃度が濃いと判断して制御基準値Vtrefは画像濃度が低くなる方向(ΔVt>0)に変更される。この画像形成装置における現像剤においては、3時間以上画像形成が行われずに放置されるとVspの低下が大きい。
【0012】
ここで、ある画像形成動作終了時には、TCが4wt%、Q/Mが20(−μC/g)、Vtrefが2.50(V)、画像濃度IDが1.35であった。ここから、装置を10時間放置した後、機械の電源を投入し、連続して画像形成を行い、その画像形成の度に画像濃度と現像剤のTC、 Q/Mを測定した。本装置では、電源投入時にPセンサの出力値によるVtrefの補正が行われており、このとき、Vsp/Vsgは0.05、(Vt−Vtref)は0.05(V)であったため、図4のテーブルに従ってVtrefの補正量をΔVtref=0.15(V)とし、新たな制御目標値はVtref’=2.65(V)に制御された。
【0013】
連続画像形成作業を23℃,50%の環境下と、10℃,155%の環境下と、23℃,15%の環境下のそれぞれで行った。画像濃度の計測には反射型濃度計X-Riteを用いた。図5〜図7に示すように、23℃,50%の環境下において、初期は画像濃度IDが1.35であったが、画像形成枚数(コピー枚数)の増加と共に現像剤のTCが低下し、かつQ/Mが上昇して200枚目の画像形成では画像濃度は1.30とやや低下した。これは、この間には1画像形成毎のTセンサの出力値Vtが、新しい制御基準値Vtref’(=Vtref+ΔVt)に達するまでトナー補給が行われないため、狙いのTCが下がった事による。また、VtがVtref’に到達した後も継続的に画像形成を行うと、今度はTCはほとんど一定でQ/Mが上昇し、500枚目に画像濃度の低下は1.26まで進んだ。この程度のIDの低下は通常使用においては全く問題は無いレベルである。
【0014】
しかし、この傾向は低温・低湿環境下、中温・低湿環境下においては顕著になり、同様の事を低温・低湿である10℃,15%の環境下で行うと、200枚目の画像形成では画像濃度は1.27に低下し、500枚目の画像形成では画像濃度は1.18まで低下し、視覚的に乏しいレベルになってしまった。このときのTCは3.5%、Q/Mは30であった。また、中温・低湿23℃,15%の環境下でも同様に500枚目の画像形成では画像濃度は1.20まで低下した。
【0015】
この500枚の通紙途中において、例えば5枚毎、10枚毎など所定回数の画像形成時毎、またはある一定の時間毎に、感光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Vspから画像濃度が低いと判断すれば、図4に示すテーブルに基づいて制御基準値Vtrefの補正量ΔVtを算出し直してTCを上昇させるので、上記問題点は発生しにくくなる。
【0016】
一方、昨今の機械は小スペース化・低コストが必須となり、そのため感光体と転写ローラの接離機構を設けずに感光体と転写ローラを常接させた形が一般化されつつある。上記装置もその例であり、Pパターンが転写ローラに付着した際のPパターン作成毎後の転写ローラクリーニング時間の確保による画像形成物の生産性低下、またクリーニングによる転写ローラの劣化等の不具合が発生する。 これらの点から、どの程度の画像形成枚数毎または時間毎にPセンサ出力値によるVtref補正を行うのが良いのかを定量的に判定するのは難しく、上記問題点を解消する解決することはできない。
本発明は、上記問題点を解決し、低温や低湿の環境下での画像形成中の経時における画像濃度の過度な低下を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0017】
【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にトナーを供給して該潜像を顕像化する現像手段と、この現像手段へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像手段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との比較結果に基づいて前記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に形成された画像濃度検出用の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基準値VtrefをΔVtrefだけ補正して(Vtref+ΔVtref)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、当該装置の内部もしくは近傍の温度Tを検知する検知手段を有し、前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Vtrefの補正を行う際に、前記検知手段の出力値によって前記温度Tが所定の温度T 以下で、且つ、前記基準画像に対する前記画像濃度検出手段の出力値Vspと前記像担持体上の非画像部に対する前記画像濃度検出手段の出力値Vsgとの比Vsp/Vsgが所定の値α以下の時に前記ΔVtrefを、T>T の時よりも小さい値とするものである。
【0018】
請求項2に係る発明は、像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して該潜像を顕像化する現像手段と、この現像手段へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像手段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との比較結果に基づいて前記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に形成された画像濃度検出用の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基準値VtrefをΔVtrefだけ補正して(Vtref+ΔVtref)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、当該装置の内部もしくは近傍の湿度Hを検知する検知手段を有し、前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Vtrefの補正を行う際に、前記検知手段の出力値によって前記湿度Hが所定の湿度H 以下で、且つ、前記基準画像に対する前記画像濃度検出手段の出力値Vspと前記像担持体上の非画像部に対する前記画像濃度検出手段の出力値Vsgとの比Vsp/Vsgが所定の値β以下の時に前記ΔVtrefを、H>H の時よりも小さい値とするものである。
【0019】
請求項3に係る発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の温度Tを検知し、その際にT>T となった場合に前記ΔVtrefを、T>T の時の値に戻すものである。
【0020】
請求項4に係る発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の温度Tを検知し、その際にT>T となった場合に再び前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Vtrefの補正を行うものである。
【0021】
請求項5に係る発明は、請求項2記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の湿度Hを検知し、その際にH>H となった場合に前記ΔVtrefを、H>H の時の値に戻すものである。
【0022】
請求項6に係る発明は、請求項2記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の湿度Hを検知し、その際にH>H となった場合に再び前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Vtrefの補正を行うものである。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施形態について説明する。この第1実施形態は、画像形成装置である電子写真複写機の一形態である。
まず、図3に基づいて第1実施形態の複写機の概要構成を説明する。像担持体としてのドラム状感光体1の周りには、反時計回り方向に順に、図示しない電源から電圧が印加されて感光体1の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ローラ2、図示しない画像読み取り手段により読み取られた原稿の画像情報に基づいて感光体1の表面に露光光3を照射して静電潜像を形成する図示しない露光手段と、感光体1上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置4と、感光体1上のトナー像を記録材としての用紙Pの上に転写する転写手段としての転写ローラ5と、転写後に感光体1上に残留したトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置6と、転写後の感光体1の表面電位を初期化する図示しない除電ランプ等の除電器が設けられている。
【0025】
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ローラ2により一様に帯電され、図示しない露光手段にて図示しない画像読み取り手段からの原稿画像情報に基づいて露光光3が照射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装置4によりトナー像として可視像化され、この感光体1上のトナー像は転写ローラ5により用紙Pの上に転写される。また、感光体1は、転写後に残留トナーがクリーニング装置6により除去され、表面電位が図示しない除電器により初期化される。
【0026】
現像装置4は、現像剤を担持して感光体1にトナーを供給する現像剤担持体としての現像ローラ7と、現像剤を撹拌・搬送する撹拌搬送手段としての搬送スクリュー8、9を有する現像手段としての現像器を備えており、現像ローラ7から遠い方の搬送スクリュー9の下側には現像ケーシング10内のキャリアと負帯電トナーからなる二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段としてのTセンサ(透磁率センサ)11が設けられている。また、図示しないが、搬送スクリー9の上側には現像ケーシング10内の二成分現像剤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装置が設けられている。現像ローラ7には図示しない電源から負の現像バイアスが印加され、感光体1と現像ローラ7との間に所定の現像ポテンシャルが形成される。
【0027】
給紙カセット12に収容された用紙Pは給紙コロ13等により最上位のものから順に一枚ずつ分離されてレジストローラ対14に向けて送り出される。この用紙Pは、レジストローラ対14で一旦止められ、斜めずれが修正された後にレジストローラ対14により所定のタイミングで感光体1と転写ローラ5との間の転写ニップ部へ送られる。この転写ニップ部では、転写ローラ5に図示しない電源から転写バイアスが印加され、感光体1上のトナー像が用紙Pに転写される。トナー像が転写された用紙Pは、搬送方向下流側に位置する図示しない定着装置へ送られ、この定着装置で熱と圧力によりトナー像が定着される。
【0028】
転写ローラ5と現像装置4の間には、発光素子と受光素子を有する画像濃度検出手段としてのPセンサ(反射型フォトセンサ)15が設けられている。Tセンサ11の出力値Vtは現像剤中のトナー濃度TCが高ければ高いほど低い値を示し、Pセンサ15の出力値Vspは感光体1上の画像濃度が高ければ高いほど低い値を示す。
【0029】
図1は第1実施形態の制御部を示す。第1実施形態の複写機の全体動作は制御手段としての制御部16によって制御される。この制御部16は、I/Oインタフェース17と、CPU18と、RAM19と、ROM20を有している。I/Oインタフェース17にはそれぞれドライバー21、22を介してメインモータ23、トナー補給クラッチ24が接続されている。また、I/Oインタフェース17には操作表示部(操作パネル)25が接続されている。メインモータ23は感光体1の回転駆動などを行う。
【0030】
さらに、I/Oインタフェース17には、Tセンサ11及びPセンサ15に所定の電圧を供給するためのPWMコントローラ26と、Tセンサ11及びPセンサ15から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ27、28とが接続されている。なお、PWMコントローラ26とTセンサ11及びPセンサ15との各間には、それぞれ、抵抗29〜31、32〜34、コンデンサ35、36、演算増幅器37、38からなる回路が接続されている。
【0031】
図9は第1実施形態におけるトナー補給制御(トナー濃度制御)フローを示す。第1実施形態のメインスイッチがオンされると(ステップS2)、制御部16は本実施形態の各部を制御して感光体1上に画像濃度検出用の基準画像を形成させ、例えば予め定められた感光体1の表面電位と現像器の印加電圧(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感光体1上に画像濃度検出用の基準画像としてのPパターンを形成する(ステップS3)。そして、制御部16は、トナー補給制御用の基準値Vtrefとして前回の基準値を記憶して使用する(ステップS4)。
【0032】
次に、制御部16は、感光体1上の基準画像に対するPセンサ15の出力値Vspと、感光体1上の非画像部に対するPセンサ15の出力値Vsgとを取り込んでその比の値(Vsp/Vsg)=Aを算出し(ステップS5)、ほぼ同時にTセンサ11から現像器内の現像剤のTCによって異なる出力値Vtを取り込んで(Vt−Vtref)=Bを算出する(ステップS6)。
【0033】
この時、制御部16は、ステップS7で本実施形態の内部もしくは近傍の温度Tを検知する検知手段としての図示しない温度センサの出力値を取り込み、この温度センサの出力値から温度Tが所定の設定値T(例えば10℃)以下であるか否かを判断してその結果により、低温環境用のVtref補正テーブルを適用するか、通常のVtref補正テーブルを適用するかを選択する。これらの補正テーブルはVtrefの補正量ΔVtrefが異なっている。
【0034】
制御部16は、T≦Tの場合にはステップS8で本装置内の雰囲気が低温すなわち画像形成による現像剤の攪拌によりQ/Mの上昇が大きいと見なして図10に示すような低温用のVtref補正テーブルを適用し、T>Tの場合にはステップS9で本装置内の雰囲気が常温すなわち画像形成による現像剤の攪拌によりQ/Mの上昇が大きくないとみなして図4に示すような通常のVtref補正テーブルを適用する。
【0035】
ここで、特にVsp/Vsgが狙い値α(ここでは0.09)以下のとき、すなわち画像濃度が高いとき、ステップS8の低温用Vtref補正テーブル(図10に示すVtref補正テーブル)によって得られたΔVtref(low)は、ステップS9の通常のVtref補正テーブル(図4に示すVtref補正テーブル)で得られるΔVtref(mid)よりも必ず小さい値とし、すなわちステップS8では、TCが低下する方向の補正量を小さくしてやり、これによって低温環境下での画像形成中の経時における画像濃度の過度な低下を防止できる。
【0036】
制御部16は、ステップS6で取り込んだB=(Vt−Vtref)値およびステップS5で検出したA=(Vsp/Vsg)から、ステップS8またはステップS9で、図10に示すようなVtref補正テーブルまたは図4に示すようなVtref補正テーブルを参照して基準値Vtrefの補正量ΔVtrefを算出し、基準値Vtrefをその補正量ΔVtrefだけ補正して新しい基準値Vtref’(=Vtref+ΔVtref)として決定して記憶する(ステップS10)。
【0037】
しかる後に、制御部16は、ステップS11で本実施形態の各部を制御して画像形成動作(コピー動作)を行わせ、ステップS6でのTセンサ11の出力値Vtと上記基準値Vtref’とを比較してその結果(Vt−Vtref’)によりトナー補給クラッチ24のオン時間τを決定し(ステップS12)、トナー補給クラッチ24をτ秒間オンさせてτ秒間のトナー補給を行う(ステップS13)。ここに、トナー補給装置はトナー補給クラッチ24のオンで図示しない駆動源により駆動されて現像器へトナーを補給する。
【0038】
また、制御部16は、1枚の画像形成毎にTセンサ115の出力値Vtの取り込みを行っている(ステップS14)。制御部16は、ステップS15で1ジョブ(Job)、つまり設定枚数の連続的な画像形成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S11に戻り、先のステップS14で取り込んだVt値と基準値Vtref’とでトナー補給時間τを決定する(ステップS12)。以後、制御部16は、1ジョブが終了するまでステップS11〜S15を繰り返す。
【0039】
上記第1実施形態において、ステップS7にて本装置の内部もしくは近傍の温度Tを設定値T(10℃)以下と判断し、低温用Vtref補正テーブルにて新たなVtref’を演算した時、温度Tの検知を所定枚数の画像形成毎に行い、ある時点で温度TをT(10℃)より高いと判断した場合、低温低湿環境特有の画像形成中の経時によるQ/Mの上昇、IDの低下が抑制される環境になったと判断し、ステップS8で決定した低温用のΔVtref(low)をステップS9で得られる通常のΔVtref(mid)に切り替えるように構成することも可能である。
【0040】
本発明の第2実施形態は、そのような構成の画像形成装置の一形態であり、トナー補給制御フローを図11に示す。第2実施形態では、上記第1実施形態において、制御部16は、図9に示すトナー補給制御フローの代りに図11に示すトナー補給制御フローを実行する。図11において、ステップS16〜ステップS21は図9のステップS1〜S6と等しいので、その説明を省略する。
【0041】
ここでは、制御部16は、ステップS22にて本実施形態の内部もしくは近傍の温度TをT(10℃)以下であると判定し、本装置の雰囲気が低温すなわち画像形成による現像剤の攪拌によりQ/Mの上昇が大きいと見なして、図10に示すような低温用のVtref補正テーブルを適用し、ステップS21で取り込んだB=(Vt−Vtref)値およびステップS20で検出したA=(Vsp/Vsg)から、図10に示すようなVtref補正テーブルを参照して基準値Vtrefの補正量ΔVtrefを算出する(ステップS23)。ステップS24〜S28は図9のステップS10〜S14に等しいので、その説明を省略する。
【0042】
制御部16は、ステップS29で1ジョブ、つまり設定枚数の連続的な画像形成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S30に進む。制御部16は、ここで再度上記温度センサの出力値から温度TがT(10℃)以下であるか否かを判定し、温度TがT(10℃)以下であれば、先のステップS28のVt値と基準値Vtref’とでトナー補給時間τを決定する(ステップS26)。
【0043】
制御部16は、温度TがT(10℃)より高く上昇した場合は、低温低湿環境下特有の画像形成中の経時によるQ/Mの上昇、画像濃度IDの低下が抑制される環境になったと判断し、ステップS23で決定した低温用のΔVtref(low)をステップS31で通常のΔVtref(mid)に切り替え、図11のステップS9と同様に図4に示すような通常のVtref補正テーブルを参照して基準値Vtrefの補正量ΔVtrefを算出する。
【0044】
この第2実施形態ではその内部もしくは近傍の温度の検出をジョブ終了時に行ったが、ジョブ途中や、所定の決まった時間毎に行うように構成しても同様の効果を得られる。また、第2実施形態において、図11のステップS30で本装置の内部もしくは近傍の温度TがT(10℃)以上に上昇した場合について、低温低湿環境下特有の画像形成中の経時によるQ/Mの上昇、画像濃度IDの低下が抑制される環境になったと判断し、再度感光体上に基準画像を作りVsp/Vsgの検出をし直せば、よりその時の現像剤の状況にあったVtrefの補正を行うことができる。
【0045】
本発明の第3実施形態は、そのような構成とした画像形成装置の一形態である。この第3実施形態では、上記第2実施形態において、図11に示すようなトナー補給制御フローの代りに、図12に示すようなトナー補給制御フローを実行するようにしたものである。図12において、ステップS32〜ステップS45までは図11のステップS16〜ステップS29に等しいので、その説明を省略する。
【0046】
制御部16は、ステップS46で上記温度センサの出力値から温度TがT(10℃)より高いときには、ステップS34〜ステップS37と同様なステップS47〜ステップS50を経てステップS51にて通常のVtref補正テーブルに従ってΔVtrefを図11のステップS31と同様に決定する。
【0047】
その後、制御部16は、ステップS40にて基準値Vtrefをその補正量ΔVtrefだけ補正してさらに新たな基準値Vtref’(=Vtref+ΔVtref)として決定して記憶する。この第3実施形態はその内部もしくは近傍の温度Tの検出をジョブ終了時に行ったが、ジョブの途中や、所定の決まった時間毎に行っても同様の効果を得られる。
【0048】
また、上述のように現像剤の攪拌すなわち継続的な画像形成によって現像剤のQ/Mが上昇し、画像濃度が低下し易い環境は低温・低湿時および中温・低湿時である。一般的に低温時は低湿条件である場合が多いが、中温時は中湿であるときも低湿であるときも存在する。よって、より環境による現像剤のQ/M変動を逐次みるには、温度センサよりも湿度センサの方が望ましい。湿度センサの検出値Hが、H<H(=15%)の場合は、本装置の雰囲気が低温すなわち画像形成による現像剤の攪拌によりQ/Mの上昇が大きいと見なす。
【0049】
そのような構成の画像形成装置の一例としては、上記第1実施形態において、図9におけるステップS7の判断を、この画像形成装置の内部もしくは近傍の湿度Hを検知する検知手段としての湿度センサの出力値からH≦H(=15%)であるか否かの判断に変更し、図10のマトリクスの代りに低湿用のVtref補正テーブルを用いる。すなわち、Vsp/Vsgが狙い値β以下のとき、つまり画像濃度が高いとき、低湿用Vtref補正テーブルによって得られたΔVtref(low)は、通常のVtref補正テーブルで得られるΔVtref(mid)よりも必ず小さい値とし、つまりステップS8では、TCが低下する方向のVtref補正量を小さくしてやり、これにより低湿環境下での画像形成中の経時における画像濃度の過度な低下を防止できる効果がある。
【0050】
また、上記第2実施形態において、図11におけるステップS22の判断とステップS30の判断を、この画像形成装置の内部もしくは近傍の湿度Hを検知する湿度センサの出力値からH≦H(=15%)であるか否かの判断に変更し、図10のマトリクスの代りに低湿用のVtref補正テーブルを用いることにより、第2実施形態と同様の効果を湿度を判断基準として得ることができる。
【0051】
上記第3実施形態において、図12におけるステップS39の判断とステップS46の判断を、この画像形成装置の内部もしくは近傍の湿度Hを検知する湿度センサの出力値からH≦H(=15%)であるか否かの判断に変更し、図10のマトリクスの代りに低湿用のVtref補正テーブルを用いれば、第3実施形態と同様の効果を湿度を判断基準として得ることができる。
【0052】
これらの画像形成装置は内部もしくは近傍の湿度の検知をジョブ終了時に行ったが、ジョブの途中や、所定の決まった時間毎に行っても同様の効果が得られる。
なな、上記各実施形態は画像形成装置の内部もしくは近傍の温度または湿度を検知して補正量ΔVtrefを変化させたが、画像形成装置の内部もしくは近傍の温度及び湿度を検知して補正量ΔVtrefを変化させるようにしてもよい。
【0053】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、低温や低湿の環境下での画像形成中の経時における画像濃度の過度な低下を防止することができる。
また、請求項4、6に係る発明によれば、現像剤の状況に合った基準値Vtrefの補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の制御部を示すブロック図である。
【図2】感光体上の単位面積当りのPパターントナー付着量M/AとPパターンに対するPセンサ検出値Vspの一般的関係を示す特性図である。
【図3】上記第1実施形態の概略を示す断面図である。
【図4】制御基準値Vtrefの補正量ΔVtrefを決定するためのマトリクスの一例を示す図である。
【図5】画像形成装置のコピー枚数と画像濃度IDとの関係の一例を示す図である。
【図6】画像形成装置のコピー枚数とトナー濃度TCとの関係の一例を示す図である。
【図7】画像形成装置のコピー枚数と現像剤の単位質量当たりの帯電量Q/Mとの関係の一例を示す図である。
【図8】画像形成装置における装置放置時間に対するQ/MおよびVspの推移の一例を示す図である。
【図9】上記第1実施形態における制御部のトナー補給制御フローを示すフローチャートである。
【図10】上記第1実施形態の低温用Vtref補正テーブルを示す図である。
【図11】本発明の第2実施形態における制御部のトナー補給制御フローを示すフローチャートである。
【図12】本発明の第3実施形態における制御部のトナー補給制御フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 感光体
2 帯電ローラ
4 現像装置
5 転写ローラ
11 Tセンサ
15 Pセンサ
16 制御部
24 トナー補給クラッチ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile.
[0002]
[Prior art]
In the image forming apparatus, the largest factor that affects the image density of the formed image is the toner density in the developer in the developing device. Therefore, it is desirable to keep the toner density constant in order to maintain a stable image density. However, the toner concentration greatly depends on changes in physical properties of the developer itself over time, and changes in physical properties due to environmental conditions such as temperature and humidity, development conditions, and the like.
[0003]
Therefore, in an image forming apparatus, the image density is usually detected on the photosensitive member by a developing potential which is a difference between a predetermined surface potential of the photosensitive member as the image carrier and an applied voltage (developing bias voltage) of the developing device. A reference image (P pattern) is formed, and the density of the P pattern is detected by a reflective photosensor called a P sensor. Based on the detection result, a magnetic permeability sensor called a T sensor provided in the developing device The control reference value (reference value for toner density control) Vtref is corrected to determine the toner density as the target output value of the T sensor, thereby obtaining a stable image density. For reference, the relationship between the P pattern toner adhesion amount M / A per unit area on the photoreceptor and the P sensor detection value Vsp for the P pattern is generally as shown in FIG.
[0004]
Conventionally used toner density control methods using a T sensor and a P sensor together include the following methods. During the image forming operation, the toner density in the developing device is detected by the T sensor. The toner replenishment amount from the toner replenishing device to the developing device is controlled according to the difference between the output value Vt of the T sensor obtained from the magnetic permeability of the developer as a substitute characteristic value of the toner concentration and the control reference value Vtref. Here, development due to changes in the charge amount of the developer due to changes in the physical properties of the developer itself over time, or changes in physical properties due to environmental conditions such as temperature and humidity, development conditions, etc., although the toner density does not change. Due to the change in the bulk density of the agent, the T sensor outputs a different Vt, which may cause excessive or insufficient supply of toner.
[0005]
Therefore, a P pattern is formed on the photosensitive member when the power of the machine body is turned on or every predetermined time or every predetermined number of times of image formation, and the image density of the P pattern is detected by the P sensor, and the output value of the P sensor Control reference value based on Vsp, which is the difference (Vt−Vtref) between the output values Vt and Vtref of the T sensor obtained at the same time when the machine body is turned on or every predetermined time or every predetermined number of times of image formation. A correction amount ΔVt of Vtref is calculated, a new reference value Vtref ′ (= Vtref + ΔVt) is determined, and this is set as a new control target value (see Japanese Patent Laid-Open No. 8-110700).
[0006]
As an example, FIG. 4 shows a matrix for determining the correction amount ΔVtref. Here, in consideration of variations in the P sensor output value, control is performed based on the ratio value (Vsp / Vsg) and (Vt−Vtref) of the P sensor output values Vsg and Vsp for the non-image portion on the photosensitive member. The correction amount ΔVt of the reference value Vtref is calculated, and the toner replenishment amount is determined from the difference between the corrected T sensor control target value Vtref ′ and the output value Vt of the T sensor output at each image forming operation or at a predetermined timing. Is determined.
[0007]
The toner replenishment amount can be replaced with the rotation time of the toner bottle (toner replenishment clutch on time) if the toner replenishing device is a type that replenishes toner by rotating the toner bottle, for example. In general, the larger the value of (Vt−Vtref), the longer the toner bottle rotation time (toner replenishment clutch on-time), assuming that the toner density is insufficient with respect to the target value.
[0008]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-134548 discloses an image forming apparatus that controls toner density by using both a T sensor and a P sensor, and detects the image density with the P sensor every time a certain number of images are formed. Is described.
Japanese Patent Laid-Open No. 8-110700 discloses an image forming apparatus that performs toner density control by using both a T sensor and a P sensor, and the upper and lower limits of the T sensor toner density control reference value correction amount based on the output value of the P sensor. Is set to prevent toner density fluctuations caused by fluctuations in the charging potential or the like.
[0009]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-202137 discloses an image forming apparatus that performs toner density control using a T sensor and a P sensor together, and changes the correction amount of the control target value based on the output value of the P sensor by the number of copies. By doing so, there is described what prevents toner density fluctuations due to changes in the characteristics of the developer over time.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the charge amount (Q / M) per unit mass of the developer varies depending on environmental conditions, leaving conditions, and the like. If the developer agitation time is long, the Q / M increases, the developing ability decreases, and the output value Vsp of the P sensor increases. Even in the same agitation time, the Q / M is lower in the low humidity environment than in the high humidity environment. The rise of is remarkable. In addition, if the developer is left for a long time, Q / M decreases, the developing ability increases, and the output value Vsp of the P sensor decreases. As an example, FIG. 8 shows changes in Q / M and Vsp with respect to the apparatus leaving time in the image forming apparatus. When the toner density TC is 4 wt%, the developer of this apparatus has an output Vsp of the P sensor of 0.4 (V) at Q / M20 (−μC / g) (that is, Vsp / Vsg is about 0.1 (V )), And an ideal image density ID of 1.35 is obtained.
[0011]
It is assumed that the image forming operation is finished in a state where an ideal image density ID 1.35 is obtained. Thereafter, when left in a resting state for a long time, as shown in FIG. 8, the Q / M of the developer is lowered and the developing ability is increased. Here, when the P pattern is detected by the P sensor, the value of Vsp decreases because the toner adhesion amount on the photoreceptor increases. That is, it is determined from the output value of the P sensor that the image density is high, and the control reference value Vtref is changed in a direction in which the image density decreases (ΔVt> 0). In the developer in this image forming apparatus, when the image is not formed for 3 hours or more and left to stand, the drop in Vsp is large.
[0012]
Here, at the end of an image forming operation, TC was 4 wt%, Q / M was 20 (−μC / g), Vtref was 2.50 (V), and image density ID was 1.35. From here, the apparatus was allowed to stand for 10 hours, and then the machine was turned on to continuously perform image formation. The image density and the TC and Q / M of the developer were measured each time the image was formed. In this apparatus, Vtref is corrected by the output value of the P sensor when the power is turned on. At this time, Vsp / Vsg was 0.05 and (Vt−Vtref) was 0.05 (V). According to the table of 4, the correction amount of Vtref was set to ΔVtref = 0.15 (V), and the new control target value was controlled to Vtref ′ = 2.65 (V).
[0013]
Continuous image forming operations were performed in an environment of 23 ° C. and 50%, an environment of 10 ° C. and 155%, and an environment of 23 ° C. and 15%. A reflection densitometer X-Rite was used to measure the image density. As shown in FIGS. 5 to 7, the image density ID was 1.35 at the initial stage in an environment of 23 ° C. and 50%, but the TC of the developer decreased as the number of image forming sheets (number of copies) increased. In addition, the Q / M increased and the image density slightly decreased to 1.30 in the 200th image formation. This is because toner supply is not performed until the output value Vt of the T sensor for each image formation reaches a new control reference value Vtref ′ (= Vtref + ΔVt) during this period, and the target TC is lowered. Further, when image formation is continuously performed after Vt reaches Vtref ', the TC is almost constant and the Q / M increases, and the decrease in image density at the 500th sheet proceeds to 1.26. Such a decrease in ID is a level at which there is no problem in normal use.
[0014]
However, this tendency becomes prominent in low-temperature / low-humidity environments and medium-temperature / low-humidity environments. If the same thing is performed in a low-temperature / low-humidity environment of 10 ° C. and 15%, The image density decreased to 1.27, and in the image formation of the 500th sheet, the image density decreased to 1.18, which was a visually poor level. At this time, TC was 3.5% and Q / M was 30. Similarly, even in the environment of medium temperature and low humidity of 23 ° C. and 15%, the image density decreased to 1.20 in the 500th image formation.
[0015]
In the middle of passing 500 sheets, a reference image is formed on the photosensitive member every predetermined number of times of image formation such as every 5 sheets or every 10 sheets, or every certain time, and the image density is measured by a P sensor. If it is determined that the image density is low from the output value Vsp, the correction amount ΔVt of the control reference value Vtref is recalculated based on the table shown in FIG. It becomes difficult to do.
[0016]
On the other hand, in recent machines, a reduction in space and cost is indispensable. For this reason, a form in which the photoconductor and the transfer roller are always in contact with each other without providing a contact / separation mechanism between the photoconductor and the transfer roller is becoming common. The above apparatus is also an example, and there are problems such as a decrease in productivity of an image formed product by securing a transfer roller cleaning time after each P pattern creation when the P pattern adheres to the transfer roller, and deterioration of the transfer roller due to cleaning. appear. From these points, it is difficult to quantitatively determine how many image forming sheets or Vtref correction should be performed with the P sensor output value every time, and it is impossible to solve the above problem. .
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that solves the above problems and can prevent an excessive decrease in image density over time during image formation in a low temperature or low humidity environment.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to developing means for supplying toner to the latent image formed on the image carrier to visualize the latent image, and supplying toner to the developing means. Toner replenishing means, toner density detecting means for detecting the toner concentration of the developer in the developing means, and the toner replenishing means based on the comparison result between the output value Vt of the toner density detecting means and the reference value Vtref. A toner replenishment control means for controlling, an image density detection means for detecting an image density of a reference image for image density detection formed on the image carrier, and the reference value based on an output value of the image density detection means In an image forming apparatus having a reference value correcting unit that corrects Vtref by ΔVtref to obtain (Vtref + ΔVtref), the temperature inside or near the apparatusMeasure degree TA detection unit that knows, and when correcting the reference value Vtref based on the output value of the image density detection unit,The temperature T is set to a predetermined temperature T according to the output value of the detection means. L The ratio Vsp / Vsg between the output value Vsp of the image density detection means for the reference image and the output value Vsg of the image density detection means for the non-image portion on the image carrier is less than a predetermined value α. ΔVtref when T> T L Smaller than the value ofIs.
[0018]
  The invention according to claim 2Developing means for supplying toner to the latent image formed on the image carrier to visualize the latent image, toner supplying means for supplying toner to the developing means, and toner for developer in the developing means A toner density detecting means for detecting density, a toner replenishing control means for controlling the toner replenishing means based on a comparison result between an output value Vt of the toner density detecting means and a reference value Vtref, and formed on the image carrier. An image density detecting means for detecting the image density of the reference image for image density detection, and a reference value correction for correcting the reference value Vtref by ΔVtref based on the output value of the image density detecting means to (Vtref + ΔVtref) An image forming apparatus having a detecting means for detecting a humidity H in or near the apparatus, and correcting the reference value Vtref based on an output value of the image density detecting means. The humidity H are predetermined humidity H by the output value of the detection means L The ratio Vsp / Vsg between the output value Vsp of the image density detection means for the reference image and the output value Vsg of the image density detection means for the non-image portion on the image carrier is equal to or less than a predetermined value β. ΔVtref when H> H L Smaller than the value ofIs.
[0019]
  The invention according to claim 32. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the detecting means detects a temperature T in or near the apparatus every time a predetermined number of images are formed or an image is formed for a predetermined time, and T> T L When ΔVtref is satisfied, T> T L Return to the value at the time ofIs.
[0020]
  The invention according to claim 42. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the detecting means detects a temperature T in or near the apparatus every time a predetermined number of images are formed or an image is formed for a predetermined time, and T> T L In this case, the reference value Vtref is corrected again based on the output value of the image density detecting means.Is.
[0021]
  The invention according to claim 53. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the detecting means detects a humidity H in or near the apparatus every time a predetermined number of images are formed or an image is formed for a predetermined time, and at that time, H> H L When ΔVtref is satisfied, H> H L Return to the value at the time ofIs.
[0022]
  The invention according to claim 63. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the detecting means detects a humidity H in or near the apparatus every time a predetermined number of images are formed or an image is formed for a predetermined time, and at that time, H> H L In this case, the reference value Vtref is corrected again based on the output value of the image density detecting means.Is.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The first embodiment of the present invention will be described below. The first embodiment is an embodiment of an electrophotographic copying machine that is an image forming apparatus.
First, a schematic configuration of the copying machine according to the first embodiment will be described with reference to FIG. A charging roller 2 as charging means for uniformly charging the surface of the photosensitive member 1 by applying a voltage from a power source (not shown) in order around the drum-shaped photosensitive member 1 as an image carrier in the counterclockwise direction. An exposure unit (not shown) that forms an electrostatic latent image by irradiating the surface of the photosensitive member 1 with exposure light 3 based on image information of a document read by an image reading unit (not shown) is formed on the photosensitive member 1. A developing device 4 that visualizes the electrostatic latent image as a toner image, a transfer roller 5 as a transfer unit that transfers the toner image on the photoreceptor 1 onto a sheet P as a recording material, and a photoreceptor after transfer. A cleaning device 6 is provided as a cleaning means for removing toner remaining on the toner 1 and a static eliminator such as a static elimination lamp (not shown) that initializes the surface potential of the photoreceptor 1 after transfer.
[0025]
The photosensitive member 1 is rotationally driven by a driving unit (not shown) and is uniformly charged by a charging roller 2 and irradiated with exposure light 3 based on document image information from an image reading unit (not shown) by an exposure unit (not shown). An electrostatic latent image is formed. The electrostatic latent image on the photoreceptor 1 is visualized as a toner image by the developing device 4, and the toner image on the photoreceptor 1 is transferred onto the paper P by the transfer roller 5. Further, after the transfer, the residual toner is removed by the cleaning device 6 after the transfer, and the surface potential is initialized by a static eliminator (not shown).
[0026]
The developing device 4 includes a developing roller 7 as a developer carrying member that carries the developer and supplies toner to the photosensitive member 1, and a developing screw 8 and 9 as stirring and conveying means for stirring and conveying the developer. A toner density detector for detecting a toner density of a two-component developer composed of a carrier and a negatively charged toner in a developing casing 10 is provided below the conveying screw 9 far from the developing roller 7. A T sensor (permeability sensor) 11 is provided as means. Although not shown, a toner replenishing device as a toner replenishing means for replenishing toner to the two-component developer in the developing casing 10 is provided above the transport screen 9. A negative developing bias is applied to the developing roller 7 from a power source (not shown), and a predetermined developing potential is formed between the photoreceptor 1 and the developing roller 7.
[0027]
The sheets P stored in the sheet feeding cassette 12 are separated one by one from the uppermost one by the sheet feeding roller 13 and the like, and are sent toward the registration roller pair 14. The sheet P is temporarily stopped by the registration roller pair 14, and after the oblique deviation is corrected, the sheet P is sent to the transfer nip portion between the photosensitive member 1 and the transfer roller 5 by the registration roller pair 14 at a predetermined timing. In this transfer nip portion, a transfer bias is applied to the transfer roller 5 from a power source (not shown), and the toner image on the photoreceptor 1 is transferred to the paper P. The sheet P on which the toner image is transferred is sent to a fixing device (not shown) located downstream in the transport direction, and the toner image is fixed by heat and pressure in this fixing device.
[0028]
Between the transfer roller 5 and the developing device 4, a P sensor (reflection photosensor) 15 is provided as an image density detection unit having a light emitting element and a light receiving element. The output value Vt of the T sensor 11 shows a lower value as the toner density TC in the developer is higher, and the output value Vsp of the P sensor 15 shows a lower value as the image density on the photoreceptor 1 is higher.
[0029]
FIG. 1 shows a control unit of the first embodiment. The overall operation of the copying machine according to the first embodiment is controlled by a control unit 16 as control means. The control unit 16 includes an I / O interface 17, a CPU 18, a RAM 19, and a ROM 20. A main motor 23 and a toner supply clutch 24 are connected to the I / O interface 17 through drivers 21 and 22, respectively. An operation display unit (operation panel) 25 is connected to the I / O interface 17. The main motor 23 drives the photoreceptor 1 to rotate.
[0030]
Further, the I / O interface 17 converts a PWM controller 26 for supplying a predetermined voltage to the T sensor 11 and the P sensor 15 and an analog signal output from the T sensor 11 and the P sensor 15 into a digital signal. A / D converters 27 and 28 are connected. In addition, between the PWM controller 26 and each of the T sensor 11 and the P sensor 15, a circuit including resistors 29 to 31, 32 to 34, capacitors 35 and 36, and operational amplifiers 37 and 38 is connected.
[0031]
FIG. 9 shows a flow of toner supply control (toner density control) in the first embodiment. When the main switch of the first embodiment is turned on (step S2), the control unit 16 controls each unit of the present embodiment to form a reference image for image density detection on the photosensitive member 1, and is determined in advance, for example. A P pattern as a reference image for detecting image density is formed on the photosensitive member 1 by the developing potential which is the difference between the surface potential of the photosensitive member 1 and the applied voltage (developing bias voltage) of the developing device (step S3). Then, the control unit 16 stores and uses the previous reference value as the reference value Vtref for toner replenishment control (step S4).
[0032]
Next, the control unit 16 takes in the output value Vsp of the P sensor 15 with respect to the reference image on the photosensitive member 1 and the output value Vsg of the P sensor 15 with respect to the non-image portion on the photosensitive member 1, and the ratio value ( Vsp / Vsg) = A is calculated (step S5), and an output value Vt that differs depending on the TC of the developer in the developing device is taken in almost simultaneously from the T sensor 11 to calculate (Vt−Vtref) = B (step S6). .
[0033]
At this time, the control unit 16 takes in an output value of a temperature sensor (not shown) as a detecting means for detecting the temperature T in or near the present embodiment in step S7, and the temperature T is set to a predetermined value from the output value of the temperature sensor. Set value TLIt is determined whether or not (for example, 10 ° C.) or less, and whether to apply the Vtref correction table for the low temperature environment or the normal Vtref correction table is selected based on the result. These correction tables differ in the correction amount ΔVtref of Vtref.
[0034]
The control unit 16 has T ≦ TLIn this case, in step S8, it is assumed that the atmosphere in the apparatus is low temperature, that is, the Q / M increase is large due to the stirring of the developer by image formation, and a low temperature Vtref correction table as shown in FIG. > TLIn this case, the normal Vtref correction table as shown in FIG. 4 is applied on the assumption that the atmosphere in the apparatus is at room temperature, that is, the Q / M rise is not large due to the stirring of the developer by image formation in step S9.
[0035]
Here, especially when Vsp / Vsg is not more than the target value α (here 0.09), that is, when the image density is high, it is obtained by the low-temperature Vtref correction table (Vtref correction table shown in FIG. 10) in step S8. ΔVtref (low) is always a value smaller than ΔVtref (mid) obtained in the normal Vtref correction table (the Vtref correction table shown in FIG. 4) in step S9. That is, in step S8, the correction amount in the direction in which TC decreases. Thus, excessive reduction in image density over time during image formation in a low temperature environment can be prevented.
[0036]
From the B = (Vt−Vtref) value fetched in step S6 and A = (Vsp / Vsg) detected in step S5, the control unit 16 obtains a Vtref correction table as shown in FIG. 10 in step S8 or step S9. A correction amount ΔVtref of the reference value Vtref is calculated with reference to the Vtref correction table as shown in FIG. (Step S10).
[0037]
Thereafter, the control unit 16 controls each unit of this embodiment in step S11 to perform an image forming operation (copying operation), and outputs the output value Vt of the T sensor 11 and the reference value Vtref ′ in step S6. The comparison result (Vt−Vtref ′) determines the ON time τ of the toner supply clutch 24 (step S12), and the toner supply clutch 24 is turned ON for τ seconds to supply toner for τ seconds (step S13). Here, the toner replenishing device is driven by a driving source (not shown) when the toner replenishing clutch 24 is turned on to replenish toner to the developing device.
[0038]
The control unit 16 takes in the output value Vt of the T sensor 115 for each image formation (step S14). The control unit 16 determines in step S15 whether or not one job (Job), that is, a set number of continuous image forming operations has been completed, and returns to step S11 if it has not been completed, and fetched in step S14. The toner replenishment time τ is determined by the Vt value and the reference value Vtref ′ (step S12). Thereafter, the control unit 16 repeats steps S11 to S15 until one job is completed.
[0039]
In the first embodiment, the temperature T in or near the apparatus is set to the set value T in step S7.LWhen it is determined that the temperature is equal to or lower than (10 ° C.) and a new Vtref ′ is calculated in the low-temperature Vtref correction table, the temperature T is detected every time a predetermined number of images are formed.LIf it is determined that the temperature is higher than (10 ° C.), it is determined that the environment has been controlled so that the increase in Q / M and the decrease in ID during the image formation peculiar to the low temperature and low humidity environment are suppressed. It is also possible to configure so that ΔVtref (low) is switched to the normal ΔVtref (mid) obtained in step S9.
[0040]
The second embodiment of the present invention is an embodiment of the image forming apparatus having such a configuration, and FIG. 11 shows a toner replenishment control flow. In the second embodiment, in the first embodiment, the control unit 16 executes the toner supply control flow shown in FIG. 11 instead of the toner supply control flow shown in FIG. In FIG. 11, steps S16 to S21 are the same as steps S1 to S6 of FIG.
[0041]
Here, the control unit 16 sets the temperature T in or near the present embodiment to T in step S22.LIt is determined that the temperature of the apparatus is lower than (10 ° C.), the temperature of the apparatus is considered to be low, that is, the increase in Q / M due to the stirring of the developer due to image formation is large. Applying the B = (Vt−Vtref) value acquired in step S21 and A = (Vsp / Vsg) detected in step S20, the correction amount of the reference value Vtref with reference to the Vtref correction table as shown in FIG. ΔVtref is calculated (step S23). Steps S24 to S28 are the same as steps S10 to S14 in FIG.
[0042]
In step S29, the control unit 16 determines whether or not one job, that is, the set number of continuous image forming operations has been completed. If not, the control unit 16 proceeds to step S30. Here, the control unit 16 again determines that the temperature T is T from the output value of the temperature sensor.LIt is determined whether or not (10 ° C.) or less, and the temperature T is TLIf (10 ° C.) or less, the toner replenishment time τ is determined based on the Vt value and the reference value Vtref ′ in the previous step S28 (step S26).
[0043]
The controller 16 has a temperature T of TLWhen the temperature rises higher than (10 ° C.), it is determined that the environment has been suppressed in which the increase in Q / M and the decrease in the image density ID during the image formation specific to the low-temperature and low-humidity environment are suppressed. ΔVtref (low) for low temperature is switched to normal ΔVtref (mid) in step S31, and the correction amount ΔVtref of the reference value Vtref is referred to with reference to a normal Vtref correction table as shown in FIG. 4 as in step S9 of FIG. Is calculated.
[0044]
In the second embodiment, the temperature in or near the inside is detected at the end of the job. However, the same effect can be obtained by performing the detection in the middle of the job or every predetermined time. Further, in the second embodiment, the temperature T in or near the present apparatus becomes T in step S30 of FIG.LWhen the temperature rises to (10 ° C.) or more, it is judged that the environment has been suppressed in which the increase in Q / M and the decrease in image density ID during the image formation characteristic of low temperature and low humidity environment are suppressed. If a reference image is created and Vsp / Vsg is detected again, it is possible to correct Vtref according to the state of the developer at that time.
[0045]
The third embodiment of the present invention is an embodiment of an image forming apparatus having such a configuration. In the third embodiment, a toner supply control flow as shown in FIG. 12 is executed in place of the toner supply control flow as shown in FIG. 11 in the second embodiment. In FIG. 12, Steps S32 to S45 are the same as Steps S16 to S29 of FIG.
[0046]
In step S46, the controller 16 determines that the temperature T is T from the output value of the temperature sensor.LWhen higher than (10 ° C.), step S47 to step S50 similar to step S34 to step S37 are followed, and in step S51, ΔVtref is determined in the same manner as step S31 of FIG. 11 according to the normal Vtref correction table.
[0047]
Thereafter, the control unit 16 corrects the reference value Vtref by the correction amount ΔVtref in step S40 and further determines and stores it as a new reference value Vtref ′ (= Vtref + ΔVtref). In the third embodiment, the temperature T in or near the inside is detected at the end of the job. However, the same effect can be obtained even during the job or every predetermined time.
[0048]
Further, as described above, the developer agitation, that is, continuous image formation, raises the Q / M of the developer, and the environment in which the image density tends to decrease is at low temperature / low humidity and at medium temperature / low humidity. In general, there are many cases of low humidity conditions at low temperatures, but there are medium and low humidity conditions at intermediate temperatures. Therefore, the humidity sensor is more desirable than the temperature sensor in order to sequentially see the Q / M fluctuation of the developer due to the environment. The detection value H of the humidity sensor is H <HLIn the case of (= 15%), it is considered that the atmosphere of the apparatus is low in temperature, that is, the increase in Q / M is large due to the stirring of the developer by image formation.
[0049]
As an example of the image forming apparatus having such a configuration, in the first embodiment, the determination in step S7 in FIG. 9 is performed by using a humidity sensor as a detection unit that detects the humidity H in or near the image forming apparatus. From output value H ≦ HL(= 15%), and a low humidity Vtref correction table is used instead of the matrix of FIG. That is, when Vsp / Vsg is less than the target value β, that is, when the image density is high, ΔVtref (low) obtained by the low humidity Vtref correction table is always greater than ΔVtref (mid) obtained by the normal Vtref correction table. In step S8, the Vtref correction amount in the direction in which the TC decreases is reduced, and this has the effect of preventing an excessive decrease in image density over time during image formation in a low humidity environment.
[0050]
Further, in the second embodiment, the determination in step S22 and the determination in step S30 in FIG. 11 are performed based on the output value of the humidity sensor that detects the humidity H in or near the image forming apparatus.L(= 15%) By using the low humidity Vtref correction table instead of the matrix shown in FIG. 10, the same effect as in the second embodiment can be obtained using humidity as a criterion. Can do.
[0051]
In the third embodiment, the determination in step S39 and the determination in step S46 in FIG. 12 are performed based on the output value of the humidity sensor that detects the humidity H in or near the image forming apparatus.L(= 15%) If the Vtref correction table for low humidity is used instead of the matrix shown in FIG. 10, the same effect as in the third embodiment can be obtained using humidity as a criterion. it can.
[0052]
Although these image forming apparatuses detect the humidity in or near the inside at the end of the job, the same effect can be obtained even if it is performed during the job or every predetermined time.
In each of the above embodiments, the correction amount ΔVtref is changed by detecting the temperature or humidity in or near the image forming apparatus. However, the correction amount ΔVtref is detected by detecting the temperature or humidity in or near the image forming apparatus. May be changed.
[0053]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, it is possible to prevent an excessive decrease in image density over time during image formation in a low temperature or low humidity environment.
  Claims4, 6According to the invention, it is possible to correct the reference value Vtref according to the developer situation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a control unit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a general relationship between a P pattern toner adhesion amount M / A per unit area on a photosensitive member and a P sensor detection value Vsp with respect to the P pattern.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a matrix for determining a correction amount ΔVtref of a control reference value Vtref.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a relationship between the number of copies of an image forming apparatus and an image density ID.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a relationship between the number of copies of the image forming apparatus and a toner density TC.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a relationship between the number of copies of the image forming apparatus and a charge amount Q / M per unit mass of developer.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of changes in Q / M and Vsp with respect to apparatus leaving time in an image forming apparatus.
FIG. 9 is a flowchart showing a toner replenishment control flow of the control unit in the first embodiment.
FIG. 10 is a view showing a low-temperature Vtref correction table of the first embodiment.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a toner replenishment control flow of a control unit according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart illustrating a toner supply control flow of a control unit according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor
2 Charging roller
4 Development device
5 Transfer roller
11 T sensor
15 P sensor
16 Control unit
24 Toner supply clutch

Claims (6)

像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して該潜像を顕像化する現像手段と、この現像手段へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像手段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との比較結果に基づいて前記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に形成された画像濃度検出用の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基準値VtrefをΔVtrefだけ補正して(Vtref+ΔVtref)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、当該装置の内部もしくは近傍の温度Tを検知する検知手段を有し、前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Vtrefの補正を行う際に、前記検知手段の出力値によって前記温度Tが所定の温度T 以下で、且つ、前記基準画像に対する前記画像濃度検出手段の出力値Vspと前記像担持体上の非画像部に対する前記画像濃度検出手段の出力値Vsgとの比Vsp/Vsgが所定の値α以下の時に前記ΔVtrefを、T>T の時よりも小さい値とすることを特徴とする画像形成装置。Developing means for supplying toner to the latent image formed on the image carrier to visualize the latent image, toner supplying means for supplying toner to the developing means, and toner for developer in the developing means A toner density detecting means for detecting density, a toner replenishing control means for controlling the toner replenishing means based on a comparison result between an output value Vt of the toner density detecting means and a reference value Vtref, and formed on the image carrier. An image density detecting means for detecting the image density of the reference image for image density detection, and a reference value correction for correcting the reference value Vtref by ΔVtref based on the output value of the image density detecting means to (Vtref + ΔVtref) in the image forming apparatus and means, having a detection means for detection known the temperature T inside or in the vicinity of the device, when performing correction of the reference value Vtref on the basis of the output value of the image density detecting means Wherein said temperature T by an output value of the detection means is equal to or less than a predetermined temperature T L, and the image density detecting means output value Vsp and for the non-image portion on said image bearing member of the image density detecting means with respect to said reference image An image forming apparatus characterized in that when the ratio Vsp / Vsg to the output value Vsg is equal to or less than a predetermined value α, ΔVtref is set to a smaller value than when T> TL . 像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して該潜像を顕像化する現像手段と、この現像手段へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像手段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との比較結果に基づいて前記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に形成された画像濃度検出用の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基準値VtrefをΔVtrefだけ補正して(Vtref+ΔVtref)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、当該装置の内部もしくは近傍の湿度Hを検知する検知手段を有し、前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Vtrefの補正を行う際に、前記検知手段の出力値によって前記湿度Hが所定の湿度H 以下で、且つ、前記基準画像に対する前記画像濃度検出手段の出力値Vspと前記像担持体上の非画像部に対する前記画像濃度検出手段の出力値Vsgとの比Vsp/Vsgが所定の値β以下の時に前記ΔVtrefを、H>H の時よりも小さい値とすることを特徴とする画像形成装置。 Developing means for supplying toner to the latent image formed on the image carrier to visualize the latent image, toner supplying means for supplying toner to the developing means, and toner for developer in the developing means A toner density detecting means for detecting density, a toner replenishing control means for controlling the toner replenishing means based on a comparison result between an output value Vt of the toner density detecting means and a reference value Vtref, and formed on the image carrier. An image density detecting means for detecting the image density of the reference image for image density detection, and a reference value correction for correcting the reference value Vtref by ΔVtref based on the output value of the image density detecting means to (Vtref + ΔVtref) An image forming apparatus having a detecting means for detecting a humidity H in or near the apparatus, and correcting the reference value Vtref based on an output value of the image density detecting means. Wherein the humidity H by the output value of the detection means is equal to or less than a predetermined humidity H L, and the image density detecting means output value Vsp and for the non-image portion on said image bearing member of the image density detecting means with respect to said reference image An image forming apparatus characterized in that ΔVtref is set to a smaller value than when H> H L when the ratio Vsp / Vsg to the output value Vsg is equal to or less than a predetermined value β . 請求項1記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の温度Tを検知し、その際にT>T となった場合に前記ΔVtrefを、T>T の時の値に戻すことを特徴とする画像形成装置。 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the detecting means detects a temperature T in or near the apparatus every time a predetermined number of images are formed or an image is formed for a predetermined time, and at that time, T> TL . In this case, the image forming apparatus returns the ΔVtref to the value when T> TL . 請求項1記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の温度Tを検知し、その際にT>T となった場合に再び前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Vtrefの補正を行うことを特徴とする画像形成装置。 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the detecting means detects a temperature T in or near the apparatus every time a predetermined number of images are formed or an image is formed for a predetermined time, and at that time, T> TL . In this case, the reference value Vtref is corrected again based on the output value of the image density detecting means . 請求項2記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の湿度Hを検知し、その際にH>H となった場合に前記ΔVtrefを、H>H の時の値に戻すことを特徴とする画像形成装置。 3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the detecting means detects a humidity H in or near the apparatus every time a predetermined number of images are formed or an image is formed for a predetermined time, and at that time, H> HL . the ΔVtref if it becomes an image forming apparatus and returning the value of the time of H> H L. 請求項2記載の画像形成装置において、前記検知手段は所定枚数の画像形成毎もしくは所定の時間の画像形成毎に当該装置の内部もしくは近傍の湿度Hを検知し、その際にH>H となった場合に再び前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記基準値Vtrefの補正を行うことを特徴とする画像形成装置。 3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the detecting means detects a humidity H in or near the apparatus every time a predetermined number of images are formed or an image is formed for a predetermined time, and at that time, H> HL . image type forming apparatus, characterized in that the correction of the reference value Vtref based again on the output value of the image density detecting means when it becomes.
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