JP4653549B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
画像濃度の制御目標として、幅をもつ基準制御目標(A目標)とこの基準制御目標(A目標)を含みさらに大きい幅をもつ制御目標(B目標)が設定され、
前記トナー濃度検知手段はその出力範囲が入力電圧の変動に応じて規定される特性を有し、
トナー濃度制御手段は前記画像濃度検知手段の出力に基づいて画像濃度が制御目標の範囲に入るように、トナー濃度の制御目標(Vref)を変えることによりトナー濃度の制御を行うこととされている場合、
画像濃度検知手段の出力が基準制御目標(A目標)の範囲にあるときは、トナー濃度の制御目標(Vref・A)を変えることなくトナー濃度制御を行い、
画像濃度検知手段の出力が制御目標(B目標)の範囲にあるときは、トナー濃度の制御目標(Vref・B)を変更してトナー濃度制御を行い、
制御目標(B目標)の範囲から外れたときは、前記入力電圧を変更することにより前記トナー濃度の検知範囲を検知可能な範囲に変更し、B目標に対応するトナー濃度の制御目標(Vref・B)でトナー濃度制御を行うこととした。
前記トナー濃度検知手段の入力電圧変更後における出力レベルは、前記画像濃度検知手段が前記制御目標(B目標)よりも画像濃度に関しての品質レベルが高い傾向の値を検知した場合に、入力電圧の変更量がゼロへ近づくようにシフトすることができる。
前記構成の画像形成装置は、像担持体、帯電手段、現像装置の少なくとも2つを含む一体的なユニットであって、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジを備えた画像形成装置に適用することができる。
1[参考例]
特許文献1に基づき参考例について説明する。図1に、従来の画像形成装置であるプリンタを示す。像担持体としての感光体1、帯電ローラ2、LDユニット3、現像ローラ4、転写部5、搬送ベルト6、定着ユニット7、画像濃度検知手段である濃度センサ8および制御部10を有する。
2.1 画像形成装置の概要
図5は、本発明の実施形態である2成分現像装置を複数備えた画像形成装置を示す概略断面図、図6は、図5に示した画像形成装置の感光体と現像装置付近を示す拡大断面図である。図示の画像形成装置は、4ドラムフルカラーの電子写真方式のものであり、画像形成装置本体1内に潜像担持体である円筒状の4個の感光体ドラム12A、12B、12C、12Dを備え、転写ベルト13の図5において上側の面に接触するようにそれぞれ配設してある。
各感光体ドラム12A〜12Dは、転写残トナーを除去するクリーニングローラ20を含むクリーニング装置等々同一の構成を有し、感光体ドラム12Aはマゼンタ色に対応する画像を形成し、感光体ドラム12Bはシアン色に対応する画像を形成し、感光体ドラム12Cはイエロー色に対応する画像を形成し、感光体ドラム12Dはブラック色に対応する画像を形成するもので、それらを転写紙の搬送方向に間隔を置いて一列に配置してあり、搬送されてきた転写紙にそれぞれの転写位置にてトナー像を転写して永久的なフルカラー画像を形成する。
トナーボトル26には新しいトナーが貯留されていて、必要に応じて搬送スクリュー21bに補給される。
現像装置14A〜14D内のトナーは、画像データに基づき形成されるトナー画像の形成により消費され、画像面積及び現像装置内にあるTセンサ24の検知値に応じてトナーを補給することでほぼ一定に保つ。また10枚(枚数は狙いにより異なり、約5〜200枚でもよい)に一回のプロセスコントロール(感光体ドラム12A〜12D上または転写ベルト13上に形成された複数の顕像パターンPm、Pc、Py、PkをPセンサ27により検知して付着量に換算し、狙いの付着量になるように設定するモード)によりTセンサ24の目標値、帯電電位、光量を設定する。
2.2 制御の概要
本発明は、参考例のプリンタで生じ得る、低画像面積画像の出力時における、トナー濃度の過剰な上昇と、画像濃度の大きさ低下を同時に防止するために、
[a]Tセンサ(トナー濃度検知手段)24の検知結果に基づいてトナー濃度を制御するトナー濃度制御手段の制御目標値(以下、Vrefという)の変動幅を一定の範囲(以下TC狙い範囲)に設定する。
Vref 初期値 3.0v
Vref 次回補正時 2.9v
Vref 3回目補正時 2.8v
Vref 4回目補正時 2.8v
Vref 5回目補正時 2.8v
Vref 6回目補正時 2.7v
というようにVrefが変更され、これに応じてトナー濃度制御が行なわれる。
[b]VrefがTC狙い範囲内にある間は、Pセンサ(画像濃度検知手段)27による検出パターン検知により例えば通常の目標値レベルで設定した基準となる制御目標(A目標)となるようVrefをシフトさせる。
[c]予め、制御目標(A目標)と異なる制御目標値、例えば、制御目標(A目標)よりも画像濃度に関して緩和された品質レベルの制御目標(B目標)を設けておき、VrefがA目標の下限(トナー濃度が高い側の上限)にある場合には、トナー濃度制御手段の目標値をB目標に変更し、Pセンサ27の出力がB目標の範囲外になった場合にはTセンサ24の出力Vt(以下vtという)のレベルをシフトさせる手段(一般的にコントロール電圧と呼ばれる。以下Vcntという)を変化させる。
[d]Vcntが元の値からシフトした状態で、PセンサがB目標に入っていると検知した場合には、段階的にシフトレベルを小さくする。
[e]段階的にシフトレベルを小さくする判定基準として、VrefとVtの関係を確認し、Vref-Vtがある一定値以上大きくならないようにする。
上記制御によって解決できる。なお、本例では、A目標、B目標とも、幅をもつ値として設定されている。
ケース1(A目標しか設定されていない):画像形成装置で低画像面積の画像が連続して出力されているとき、前記したように、現像装置内でのトナー入れ替え頻度が低下し、トナー帯電量(Q/M)が上昇して現像能力が低下し、画像濃度が低下することから、A目標から外れる。このことはPセンサ27の出力から検知できる。こうしてA目標から外れたときに、トナー濃度が上がるようにVrefを変更する制御を採用したとする。これにより、トナー濃度制御手段30によりトナー濃度を上げることでA目標の範囲に収まればそれで問題はない。
そこで、本実施の形態では、A目標よりも画像濃度に関して緩和されたレベル品質レベル、例えば、A目標よりも画像濃度は薄いが実用上問題とならない範囲の画像濃度を満足する制御目標(B目標)を設け、VrefがA目標の下限(トナー濃度が高い側の上限)つまりTセンサの下限の出力Vt(d)にある場合には、トナー濃度制御手段の目標値をB目標に変更する。
2.4 制御の手順
制御部100における制御の手順を図12のフローチャートにより説明する。
ステップSP1では、Vcnt が一定時、例えば、VcntがV1で固定されているときに上限の出力Vt(u)=4.0V〜下限の出力Vt(d)=2.0VのようなVref可変範囲が設定されていて、Pセンサ出力から設定されるVrefがこのVref可変範囲にあるかどうかを判定している。上下限値でなければステップSP2に進み、上下限値であればステップSP4に進む。
2.5 制御データ
図13は、出力される画像面積の変化に伴い、TC狙い範囲が変化することを示している。縦軸はVrefやVtの電圧、横軸は出力枚数を示す。画像面積が5%の範囲ではVrefやVtは共にTC狙い範囲におさまっているが、画像面積が1%になると次第にTC狙い範囲の下限側に移行し、出力枚数700以降、画像面積が0.1%でTC狙い範囲の下限のままである。現像剤の状態やラン枚数、環境等によって変動するので常にこのような制御レベルになるとは限らないが、この実験中では、画像面積を下げると制御狙いが低下し、下限値に張り付いている。
27 フォトセンサ(Pセンサ)
30 トナー濃度制御手段
Claims (3)
- 画像パターン濃度を検知する画像濃度検知手段と、2成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、これら画像濃度検知手段及びトナー濃度検知手段の出力に基づきトナー濃度制御手段によりトナー濃度を制御することにより画像パターン濃度が制御目標範囲になるように制御する画像形成装置において、
画像濃度の制御目標として、幅をもつ基準制御目標(以下、A目標)とこのA目標を含みさらに大きい幅をもつ制御目標(以下、B目標)間の相互変更が可能であり、
前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知範囲が入力電圧の変動に応じて規定される特性を有し、
トナー濃度制御手段は前記画像濃度検知手段の出力がA目標の範囲内にあるときはA目標に対応するトナー濃度の制御目標(Vref・A)でトナー濃度制御を行い、
画像濃度検知手段の出力がA目標から外れたときは、B目標に対応するトナー濃度の制御目標(Vref・B)に変更してトナー濃度制御を行い、
制御目標(B目標)の範囲から外れたときは、前記入力電圧を変更することにより前記トナー濃度の検知範囲を検知可能な範囲に変更し、B目標に対応するトナー濃度の制御目標(Vref・B)でトナー濃度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記トナー濃度検知手段の入力電圧変更後における出力レベルは、前記画像濃度検知手段が前記制御目標(B目標)よりも画像濃度に関しての品質レベルが高い傾向の値を検知した場合に、入力電圧の変更量がゼロへ近づくようにシフトすることを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体、帯電手段、現像装置の少なくとも2つを含む一体的なユニットであって、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジを備えた画像形成装置において、請求項1又は2に記載の構成を具備したことを特徴とする画像形成装置。
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