JP4734094B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記履歴情報は、過去のある時点から上記補正を行う前までに出力された転写材について求められた転写材1枚あたりの上記画像面積又は上記画像面積率の累積平均値であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記履歴情報は、上記補正を行う前に出力された所定枚数の転写材について求められた転写材1枚あたりの上記画像面積又は上記画像面積率の移動平均値であることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項2又は3の画像形成装置において、上記補正手段は、上記転写材のサイズが予め設定した基準サイズと異なる場合には、そのサイズの違いに応じて該転写材の積算数を変化させることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記転写材は、上記画像が転写される面における互いに直交する縦方向および横方向のサイズが異なる形状をしたものであり、上記現像装置は、画像を形成する際に上記現像剤を攪拌するものであり、上記補正手段は、上記画像が転写されるときに移動する該転写材の向きに応じて上記トナー濃度制御基準値の補正量を修正することを特徴とするものである。
図2は、本実施形態に係るレーザプリンタの主要部を示す概略構成図である。このレーザプリンタは、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(BK)の各色の画像を形成するための4組の作像手段1Y,1C,1M,1BK(以下、各符号の添字Y、C、M、BKは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用の部材であることを示す。)が、中間転写体としての中間転写ベルト6の表面移動方向(図2中の矢印A方向)における上流側から順に配置されている。この作像手段1Y,1C,1M,1BKは、それぞれ、潜像担持体としてのドラム状の感光体11Y,11C,11M,11BKを有する感光体ユニット10Y,10C,10M,10BKと、現像装置20Y,20C,20M,20BKとを備えている。また、各作像手段1Y,1C,1M,1BKの配置は、各感光体ユニット内の感光体11Y,11C,11M,11BKの回転軸が平行になるように且つ中間転写ベルト6の表面移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
図3において、作像手段1Yは、上述したように、感光体ユニット10Y及び現像装置20Yを備えている。感光体ユニット10Yは、感光体11Yのほか、その感光体表面をクリーニングするクリーニングブレード13Y、その感光体表面を一様帯電する帯電手段としての帯電ローラ15Y等を備えている。また、感光体表面に潤滑剤を塗布するとともに、感光体表面を除電する機能を有する潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ12Yも備えている。この潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ12Yは、ブラシ部が導電性繊維で構成され、その芯金部には除電バイアスを印加するための図示しない除電用電源が接続されている。
図4は、トナー濃度制御を行う制御部の構成を示す説明図である。
この制御部100は、各現像装置ごとに設けられているが、その基本的構成はいずれも同様であるので、以下色分け符号(Y,C,M,BK)を省略して説明する。なお、各現像装置の制御部100の一部(CPU101、ROM102、RAM103等)は各現像装置間で共用されている。
図6は、出力画像面積率による現像γ(現像ポテンシャルに対するトナー付着量関係式の傾き)の差異を示すグラフである。このグラフは、同一の画像面積率画像を、標準線速モード(138[mm/sec])で連続100枚出力した際の値である。このグラフからわかるように、画像面積率の高い画像を出力する場合の方が現像γが高くなる。これは次の理由によるものと考えられる。すなわち、画像面積率の高い画像を出力する場合、一定期間内における現像装置20のトナー入換量が多いため、現像装置20内に比較的長い時間存在しているトナーの量が少ない。そのため、過剰に帯電したトナーが少ないので、現像装置20内に比較的長い時間存在しているトナー(過剰に帯電したトナー)の量が多い画像面積率の低い画像を出力した場合に比べて、高い現像能力を発揮できたものと考えられる。
図8は、画像面積率の移動平均値[%]を横軸にとり、基準のトナー濃度に対して現像γを一定にするためにトナー濃度を変化させるマイナス方向のトナー濃度補正量[wt%]を縦軸にとったときのグラフである。このグラフによれば、例えば画像面積率の移動平均値が80%の場合、トナー濃度補正量ΔTCを−1[wt%]としてトナー濃度制御を行うと、現像γが一定に保たれるということがわかる。画像面積率の移動平均値に対するトナー濃度補正量ΔTCは、対数近似がもっとも精度よく近似できる。そのため、LUTに用いる移動平均値に対するトナー濃度補正量ΔTCは、この対数近似の方法を用いて決定した。本実施形態においては、上記表1に示すように、移動平均値が10%未満の場合には補正ステップを1%ごとに設定し、移動平均値が10%以上の場合には補正ステップを10%ごとに設定した。この補正ステップは、現像剤や現像装置の特性に応じて任意に変更が可能である。
次に、上述した目標出力値補正処理を行った場合と行わなかった場合とを比較する比較実験例について説明する。
図9は、本比較実験例の結果を示すグラフである。この比較実験例では、上述した実施形態におけるレーザプリンタを用い、標準線速モード(138[mm/sec])で画像面積率が80%のベタ画像を100枚連続して形成したときの画像濃度を測定した。三角でプロットした比較例では目標出力値補正処理を行っていないため、連続プリント枚数が多くなるにつれて画像濃度が高くなっている。これに対し、丸でプロットした本実施形態では目標出力値補正処理を行っているため、連続プリント枚数が多くなっても画像濃度がほぼ一定の範囲内に収まっている。この結果、本実施形態のように目標出力値補正処理を行うことで、トナー入換量が多い高画像面積率の画像を出力した場合でも、安定して一定の画像濃度を得ることができることが確認された。
また、本実施形態において、上記履歴情報は、上記補正を行う前に出力された所定枚数の転写材について求められた転写材1枚あたりの画像面積率の移動平均値である。この画像面積率の移動平均値を用いることにより、現時点での現像剤特性を知るのに適した、過去数枚分のトナー入換量の履歴を把握することができる。その結果、目標出力値Vtrefをより適正に補正することができる。
また、本実施形態において、制御部100は、複数の上記移動平均値と、現像能力を一定に維持するように変化すべきトナー濃度の補正量との関係を示すように予め作成された参照テーブル(LUT)を参照し、上記移動平均値の算出結果に対応するトナー濃度補正量ΔTを決定し、この決定したトナー濃度補正量ΔTに基づいて上記目標出力値Vtrefの補正量を算出する。このように算出した補正量で補正した目標出力値Vtrefを用いることにより、現像装置内の現像剤におけるトナー帯電量の過不足分をトナー濃度で調整して現像能力を一定に維持することができる。
そこで、本実施形態において、制御部100は、画像が転写されるときに移動する転写紙の向きに応じて上記目標出力値Vtrefの補正量を修正するように制御してもよい。例えば、転写紙の通紙方向(副走査方向)の長さYに基づいて、現像装置20における攪拌時間を判断し、上記目標出力値Vtrefの補正量を修正する。また、上記Yの代わりに、転写紙に出力される画像の画像面積Aと、転写紙の通紙方向(副走査方向)の長さYとの比A/Yに基づいて上記目標出力値Vtrefの補正量を修正してもよい。また、上記比A/Yの代わりに、画像面積率と上記転写紙の副走査方向長さYとの比や、画像面積率等から判断して求めたトナー入換量と、上記転写紙の副走査方向長さYとの比を用いてもよい。ここで、上記Yが長い場合又は上記比が小さい場合は、現像装置20における攪拌時間が長めであってトナー帯電量の不足量が小さいと判断し、上記目標出力値Vtrefの補正量を修正する。逆に、上記Yが短い場合又は上記比が大きい場合は、現像装置20における攪拌時間が短めであってトナー帯電量の不足量が大きいと判断し、上記目標出力値Vtrefの補正量を修正する。このように目標出力値Vtrefの補正量を修正することにより、同じサイズの転写紙で画像面積率(画像面積)が同じでも、縦通紙の場合と横通紙の場合とで、2次転写位置を通過するときの通過時間帯における現像剤の攪拌時間が異なる点が考慮され、画像濃度のより正確な制御が可能となる。より具体的には、例えばA4サイズ転写紙にベタ画像(画像面積率100%)を形成する場合、300[mg]のトナーの入れ換えが行われるが、A4サイズ転写紙の横通紙A4Yの場合は転写紙の通紙方向(副走査方向)の長さYは210[mm]となる。この場合は、前述の制御と同様に画像面積率を100[%]として、上記目標出力値Vtrefの補正量を算出する。一方、A4サイズ転写紙の縦通紙A4Tの場合は、転写紙の通紙方向(副走査方向)の長さYは297[mm]となり、横通紙A4Tの場合の1.41倍となる。従って、現像剤の攪拌時間が長めであってトナー帯電量の不足量の小さめであると判断して目標出力値Vtrefの補正量を修正する。
11 感光体
20 現像装置
26 透磁率センサ
27 粉体ポンプ
30 トナーカートリッジ
62 反射濃度センサ
100 制御部
Claims (5)
- 潜像担持体と、
トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を現像剤担持体に担持し、該現像剤担持体上の現像剤を該潜像担持体の表面に接触させることにより、該潜像担持体表面上の潜像に該トナーを付着させる現像を行う現像装置と、
該現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、
該現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知して出力するトナー濃度検知手段と、
該トナー濃度検知手段の出力値がトナー濃度制御基準値に近づくように該現像剤のトナー濃度を制御するトナー濃度制御手段と、
該潜像担持体上の画像を転写材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
該転写材に転写される出力画像の画像面積の履歴情報、又は該画像面積と該転写材のサイズとから求めた出力画像の画像面積率の履歴情報に基づいて、上記トナー濃度制御基準値を補正する補正手段を備え、
上記補正手段は、画像面積又は画像面積率の複数の履歴情報と現像能力を一定に維持するように変化すべきトナー濃度の補正量との関係を示すように予め作成された参照テーブルを参照し、上記出力画像の画像面積又は画像面積率の履歴情報に対応する上記トナー濃度の補正量を決定し、この決定したトナー濃度の補正量に基づいて上記トナー濃度制御基準値の補正量を算出することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記履歴情報は、過去のある時点から上記補正を行う前までに出力された転写材について求められた転写材1枚あたりの上記画像面積又は上記画像面積率の累積平均値であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記履歴情報は、上記補正を行う前に出力された所定枚数の転写材について求められた転写材1枚あたりの上記画像面積又は上記画像面積率の移動平均値であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2又は3の画像形成装置において、
上記補正手段は、上記転写材のサイズが予め設定した基準サイズと異なる場合には、そのサイズの違いに応じて該転写材の積算数を変化させることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2の画像形成装置において、
上記転写材は、上記画像が転写される面における互いに直交する縦方向および横方向のサイズが異なる形状をしたものであり、
上記現像装置は、画像を形成する際に上記現像剤を攪拌するものであり、
上記補正手段は、上記画像が転写されるときに移動する該転写材の向きに応じて上記トナー濃度制御基準値の補正量を修正することを特徴とする画像形成装置。
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