JP5128217B2 - 画像形成装置及びその作像条件補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、ファクシミリ装置やプリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置、及びその作像条件補正方法に関する。

近年、ファクシミリ装置やプリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置は、会社内などでは必須の事務機器となっている。また、特に複写機は、コンビニエンスストアなどの店頭に設置され、有料で公衆が利用できるようになっている。

このような画像形成装置においては、帯電、露光、現像、転写などの画像形成工程における電圧等の条件、すなわち作像条件が設定されている。しかし、作像条件は像担持体、例えば感光体ドラムの経時変化等により変わってくるため、適時、この作像条件を補正することが必要となる。

例えば、朝の電源ONによる起動時に、又は1000枚複写毎になどのタイミングで感光体ドラムに基準パターンの露光による潜像を形成し、その潜像を現像装置により現像してトナー像を形成する。そして、このトナー像の濃度(トナー付着量)を光学センサ等の検出手段により検出して、感光体の劣化度合いや地肌濃度を検知する。この結果に基づいて、例えば、感光体ドラムの帯電電圧、露光光源の電圧、現像バイアスなどの作像条件を補正するのである。

ところで、このような画像形成装置においては、画像形成の回数に応じてトナーが消費され、現像装置内(トナーホッパ内)のトナー量が少なくなってくる。トナーホッパ内のトナーが少なくなると印刷の濃度を一定に保持することができなくなるので、トナー終了の表示をしてトナーカートリッジの交換等、トナーの補給を要求するようになっている。

ここで、上記検出手段によるトナー像の濃度検出がこのトナー終了に近い時期であった場合、トナー量の減少により感光体ドラムへのトナー付着量が低下することになる。このため、感光体ドラムには所定の潜像電位があるにもかかわらずトナー付着量が少ないという検出結果が得られるが、この検出結果に基づいて上記帯電電圧、露光光源の電圧、現像バイアス等の補正が行われることになる。このような補正の後、トナーカートリッジの交換等でトナー量が正常に戻ったときには、感光体ドラムに過剰なトナーが付着することになり画質上不具合を生じることになる。

そこで、トナー量が所定値以下の場合には、作像条件の補正を行わず、所定時間経過後、即ちトナーカートリッジの交換等が行われるまで待ってから、改めてこの補正を行う技術が、下記の特許文献1に開示されている。
特許２８５３８６５号公報

しかし、上記特許文献1の技術には、次のような問題点がある。

この技術では、上述したように、トナー像の濃度を光学センサ等の検出手段により検出している。ところが、光学センサの感度は、個体によりかなりばらつきがあるのが実情である。

このため、例えば図4に示すような、感度の異なる光学センサA(その感度を直線Aで示す)、光学センサB（その感度を直線Bで示す）を用いた場合には、次のような不都合が起こる。例えばセンサの出力(縦軸)がT以下の場合に、作像条件の補正を行わないとすると、光学センサAによれば、トナー像の濃度(横軸)がPA以下の場合はこの補正を行わないことになる。しかし、光学センサBによれば、濃度がPA以下であってもPB以上なら補正を行うことになり、この場合上記のトナー終了に近い時期になっている可能性が出てくるのである。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、光学センサ等の検出手段の感度のばらつきを勘案して、適切な作像条件の補正が可能な画像形成装置、及びその作像条件補正方法を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を採用している。

まず、本発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、このトナー像の濃度を検出する検出手段と、この濃度に応じて作像条件の補正を行う補正手段とを備えている。次に、このような画像形成装置において、新しいトナーカートリッジが装着されたことが検知されると、当該トナーカートリッジのトナーで最大濃度のトナー像を上記像担持体に形成する作像手段と、上記最大濃度のトナー像についての上記検出手段の出力に基づいて、上記補正を行うか否かの基準値を設定する設定手段とを設ける。また、上記基準値に基づいて上記補正手段の動作を制御する制御手段を設ける。

即ち、最大濃度のトナー像に関して上記検出手段がどのような出力をするかを測定しておき、これに基づいて検出手段の更正をし、作像条件の補正を行うかどうかの判断をするのである。

また、本発明の画像形成装置の作像条件補正方法は、像担持体に担持されたトナー像の濃度を検出する検出処理と、該濃度に応じて作像条件の補正を行う補正処理とを備えている。そして、このような画像形成装置の作像条件補正方法において、新しいトナーカートリッジが装着されたことが検知されると、当該トナーカートリッジのトナーで最大濃度のトナー像を上記像担持体に形成する作像処理と、上記最大濃度のトナー像についての上記検出処理の結果に基づいて、上記補正を行うか否かの基準値を設定する設定処理とを設ける。また、上記基準値に基づいて上記補正処理を制御する制御処理を設ける。その目的及び効果は、本発明の画像形成装置と同様である。

以上のように、本発明によれば、最大濃度のトナー像に関する光学センサ等の検出手段の出力を予め測定しておくことにより、この検出手段の感度のばらつきを勘案して、適切な作像条件の補正を行うことができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。この実施の形態では、画像形成装置の一形態であるデジタル複合機として本発明を具体化している。

図1は、本実施の形態における複合機100の全体構成の概略図である。ユーザが複合機を利用して原稿の複写を行う場合、原稿を例えば原稿台103に載置し、原稿台103近傍に備えられたタッチパネル300の操作ボタンに対して複写の指示を行う。当該指示があると、以下に示す各部（駆動部）が作動することで、複写が行われる。

画像読取部101において、光源104から照射された光は、原稿台103に置かれた原稿に反射し、ミラー105、106、107によってCCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子108に導かれる。撮像素子108は受光した光を光電変換し、原稿の画像データを生成する。このようにして原稿の画像データが、画像読取部101にて読み取られる。

画像形成部102に備えられた像担持体（感光体ドラム）109は、一定速度で所定の方向に回転し、その周囲には、回転方向の上流側から順に、帯電器110、露光器111、現像器112、転写器113などが配置されている。帯電器111は、感光体ドラム109表面を一様に帯電させる。露光器111は、画像読取部101によって読み取られた画像データに応じて光を照射し、感光体ドラム109上に静電潜像を形成する。現像器112は、上記露光器111によって形成された静電潜像にトナーを付着させ、感光体ドラム109上にトナー像を形成する。転写器113は、感光体ドラム109上のトナー像を用紙に転写する。このようにして、感光体ドラム109が回転することによりこれらの一連のプロセスが画像形成部102において行われる。

また画像形成部102は、印刷を行うときは、何れか１つの給紙カセット114から用紙１枚がピックアップローラ115を用いて搬送路Lへ引き出される。各給紙カセット114には、それぞれ異なるサイズの用紙が収納されており、ユーザが用途に応じて選んだサイズの用紙が給紙される。搬送路Lに引き出された用紙は、搬送ローラ116やレジストローラ117によって感光体ドラム109と転写器113の間に送り込まれる。

定着装置118において、加熱ローラ119と加圧ローラ120の間を用紙が通過すると、熱と用紙への押圧力によって可視像が用紙に定着する。定着を適切に行うため、加熱ローラの熱量は用紙サイズに応じて最適に設定されている。画像形成部102は、定着装置118を通過した用紙を排紙トレイ121へ排紙する。

図2は、本実施の形態における複合機100の制御関連の概略構成図である。

複合機100は、CPU（Central Processing Unit）201、RAM（Random Access Memory）202、ROM（Read Only Memory）203、HDD（Hard Disk Drive）204及び上記印刷における各駆動部に対応するドライバ205が内部バス206を介して接続されている。

上記CPU201は、例えばRAM202を作業領域として利用し、ROM203やHDD204等に記憶されているプログラムを実行し、当該実行結果に基づいて上記ドライバ205とデータや命令を授受することにより上記図1に示した各駆動部の動作を制御する。また、上記駆動部以外の後述する各手段（図3に示す）についても、CPU201がプログラムを実行することで各手段として動作する。

図3は、本実施の形態における複合機100のソフトウェア構成図である。

上記のような複写の作業を続けていると、トナーホッパ302内のトナー量が減少してくる。ユーザは、このトナー量の減少を、例えば複写物の文字のかすれなどによって知ることができる。また、後述する基準値に基づいて知ることもできる。あるいは、トナーホッパ302内にトナー量センサSを設置しておき、このトナー量が一定値以下になったとき、上記タッチパネル300に例えば「トナーを補給してください」のようなメッセージを表示することもできる。

このようにしてトナー量の減少を知ったユーザは、古くなったトナーカートリッジを上記トナーホッパ302から取り外し、新しいトナーカートリッジ301をこのトナーホッパ302に装着する。すると、例えば、この装着時にトナーホッパ302に備えられたスイッチWが押下され、トナーの補給があったことが作像手段303に通知される。

すると、この作像手段303は上記感光体ドラム109に、例えば一面黒色のような最大濃度のトナー像を形成する。この最大濃度のトナー像の濃度(トナー付着量)を光学センサ等の検出手段304が読み取り、その出力を設定手段305に通知する。すると、この設定手段305は、以下のようにして、補正を行うか否かの基準値を設定する。

例えば、この検出手段304が、理論上0から255までの256階調の濃度を識別する分解能を持つように設計されていたとする。そして、上記最大濃度のトナー像についての出力が240であったとする。この最大濃度のトナー像は、上述の通りトナーの補給時に形成されているので、事実上この複合機100で形成される最も濃度が高いトナー像であると考えられる。すると、上記検出手段304の事実上の分解能は0から239までの240階調であるということになる。

そこで、設定手段305は、例えば、この事実上の分解能の半分120を基準値として設定する。同様に、もしこの事実上の分解能が230階調であればその半分の115を基準値として設定する。

即ち、トナーの補給時に最大濃度のトナー像を形成し、これを用いて検出手段304の更正を行うのが、本発明の最大の特徴である。これにより、検出手段304の感度のばらつきを勘案して、以下のように、適切な作像条件の補正を行うことができる。

補正手段307は、上記背景技術と同様に、この複合機100の作像条件を補正する。即ち、例えば、朝の電源ONによる起動時に、又は1000枚複写毎になどのタイミングで感光体ドラム109に基準パターンの露光によってトナー像を形成する。そして、このトナー像の濃度を光学センサ等の検出手段により検出して、感光体の劣化度合いや地肌濃度を検知する。この結果に基づいて、例えば、感光体ドラム109の帯電電圧、露光光源の電圧、現像バイアスなどの作像条件を補正する。

ここで、制御手段306は上記のようにして設定された基準値を参照する。そして、トナー濃度がこの基準値以下の場合には、補正手段307を停止して作像条件の補正を行わない。即ち、この場合は上記背景技術で説明したように、正確な補正ができない可能性が高いので、補正を行わずにユーザに対してトナーカートリッジ301の交換を促すほうが適切なのである。この際、上記と同様に、タッチパネル300に例えば「トナーを補給してください」のようなメッセージを表示することもできる。

以上のように、本発明では、個々の検出手段304の感度(分解能)のばらつきを初めに更正しておくので、このばらつきにかかわらず適切な作像条件の補正を行うことができる。なお、本実施形態では、この更正をトナーの補給時に行うとして説明したが、これは光学センサ等の検出手段304の感度が経時劣化する場合をも考慮したからである。この経時劣化を考慮する必要がないならば、上記更正は複合機100の出荷時などに一度だけ行えば十分といえる。

本発明に係る画像形成装置及びその作像条件補正方法は、最大濃度のトナー像に関する光学センサ等の検出手段の出力を予め測定しておくことにより、検出手段を更正し、この検出手段の感度のばらつきを勘案して、適切な作像条件の補正を行うことができる。従って、ファクシミリ装置やプリンタ、複写機、複合機等として、また、これらの作像条件補正方法として有用である。

本発明の画像形成装置の全体構成図。 本発明の画像形成装置のハードウェア構成図。 本発明の画像形成装置のソフトウェア構成図。 感度の異なるセンサによる濃度検出の説明図。

符号の説明

100 複合機(画像形成装置)
101 画像読取部
102 画像形成部
103 原稿台
104 光源
105,106,107 ミラー
108 撮像素子
109 感光体ドラム
110 帯電器
111 露光器
112 現像器
113 転写器
114 給紙カセット
115 ピックアップローラ
116 搬送ローラ
117 レジストローラ
118 定着装置
119 加熱ローラ
120 加圧ローラ
121 排紙トレイ
201 CPU
202 RAM
203 ROM
204 HDD
205 ドライバ
206 内部バス
300 タッチパネル
301 トナーカートリッジ
302 トナーホッパ
303 作像手段
304 検出手段
305 設定手段
306 制御手段
307 補正手段
S トナーセンサ
W スイッチ

Claims (2)

1. トナー像を担持する像担持体と、該トナー像の濃度を検出する検出手段と、該濃度に応じて作像条件の補正を行う補正手段とを備える画像形成装置において、
   新しいトナーカートリッジが装着されたことが検知されると、当該トナーカートリッジのトナーで最大濃度のトナー像を上記像担持体に形成する作像手段と、
   上記最大濃度のトナー像についての上記検出手段の出力に基づいて、上記補正を行うか否かの基準値を設定する設定手段と、
   上記基準値に基づいて上記補正手段の動作を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする、画像形成装置。
2. 像担持体に担持されたトナー像の濃度を検出する検出処理と、該濃度に応じて作像条件の補正を行う補正処理とを備える画像形成装置の作像条件補正方法において、
   新しいトナーカートリッジが装着されたことが検知されると、当該トナーカートリッジのトナーで最大濃度のトナー像を上記像担持体に形成する作像処理と、
   上記最大濃度のトナー像についての上記検出処理の結果に基づいて、上記補正を行うか否かの基準値を設定する設定処理と、
   上記基準値に基づいて上記補正処理を制御する制御処理と
   を備えることを特徴とする、画像形成装置の作像条件補正方法。
   

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