JP6332926B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
(画像形成装置)
図1は画像形成装置の構成の説明図である。図1に示すように、画像形成装置80は、中間転写ベルト81の上向き面に画像形成部85を配置した中間転写方式のモノクロプリンタである。画像形成装置80は、A4サイズ横送りの画像を1分間に最大25枚の速度で出力できる。
図2は画像形成部の構成の説明図である。図2に示すように、画像形成部85は、像担持体の一例である感光ドラム13を囲んで、帯電装置11、露光装置12、現像装置2、転写ローラ14、ドラムクリーニング装置15を配置している。感光ドラム13は、アルミニウム製シリンダの外周面に感光層を形成しており、110mm/secのプロセススピードで矢印R1方向に回転する。
図2に示すように、現像装置2は、トナー(非磁性)とキャリア(磁性)を含有する現像剤を使用する二成分現像方式である。トナーの帯電極性はマイナス、キャリアの帯電極性はプラスである。
図3は露光装置の露光強度と静電像の明部電位との関係の説明図である。図4は画像濃度補正制御のパッチトナー像の説明図である。図5は画像濃度補正制御の測定データの説明図である。
図6は現像剤補給部の構成の説明図である。図2に示すように、現像剤補給部7は、現像剤容器の一例であるトナーボトル70が交換可能に付設される。トナーボトル70は、トナー100%の補給用現像剤を収容する。トナーの飛散を回避するために、補給用現像剤は、トナーボトル70単位でユーザーに供給され、空のトナーボトル70に置き換えて交換される。現像剤補給部7の上部にトナーボトルセンサ76が配置される。制御部100は、トナーボトルセンサ76の出力を検知して、トナーボトル70の「有り/無し」、「交換前/交換後」を判断する。
図2に示すように、1枚の画像のトナー像を現像するごとに、消費された分だけ現像装置2内の現像剤のTD比が低下する。制御部100は、1枚の画像のトナー像を現像するために必要なトナー量を計算して、現像剤補給部7からそのトナー量に相当する補給用現像剤(トナー100%)を補給して、現像装置2内の現像剤のTD比を回復させる。制御部100は、1枚の画像ごとにトナー補給量を計算し、トナー補給量に応じた回転数分、補給モータ73を作動させる。
Mvc=Vc×Avc ・・・(式1)
Min=(TDtgt−TDin)×Ain ・・・(式2)
M=Mvc+Min+Mrem ・・・(式3)
Brq=M/T ・・・(式4)
Mrem=M−Bpr×T ・・・ (式5)
図7は現像剤補給部の補給モータ1回転当たりトナー補給量の説明図である。図8は現像剤補給部の使用末期におけるTD比と画像濃度の説明図である。図8中、(a)はTD比の推移、(b)は画像濃度の推移である。
ΔTD比(N)=TDin(N)−TDtgt≦−1.0% ・・・(式6)
図9は実施例1の制御の説明図である。図2に示すように、露光装置12は、001〜256の範囲でレーザービーム出力Lを設定可能である。実施例1の制御では、インダクタンスセンサ26により測定したTD比の低下量に比例させて露光装置12の露光出力を単純に高めることで、画像濃度補正制御を実施せずに、出力画像の定着濃度の低下を補正する。
比較例では、インダクタンスセンサ26が測定したTD比換算値TDinが8%から7%まで低下する過程で、上述した画像濃度補正制御(Dmax制御)を実行して、露光装置12の露光出力を調整することによって出力画像の濃度を回復させる。露光出力を複数段階に異ならせたパッチトナー像を形成して、光学式センサ31でトナー載り量を測定し、トナー載り量が通常の値になるように露光装置12の露光出力を調整する。特許文献2に示されるように、現像剤のTD比が低下し始めると、画像形成を中断してパッチトナー像を形成して光学式センサで検出し、出力画像の濃度低下を相殺するように露光部の露光出力を調整する。
図9に示すように、レーザービーム出力L=110にて最大濃度Dmax=1.2が得られた感光ドラム13と、レーザービーム出力L=200にて最大濃度Dmax=1.2が得られた感光ドラム13とで実施例1の制御を行った。また、L=110、L=200にて最大濃度Dmax=1.2の感光ドラムにおいて、レーザービーム出力Lに10を加算したレーザービーム出力(L+10)にて画像形成を実行して、出力画像の定着濃度を測定した。
(露光補正係数)
図10は実施例2における画像濃度補正制御のフローチャートである。図11はレーザービーム設定と露光量補正係数の関係の説明図である。
図12は実施例2におけるレーザービーム出力補正制御のフローチャートである。制御部100は、画像形成時に現像装置2の現像剤のTD比を測定する。そして、TD比が目標TD比を下回ると、図10のフローチャートの制御で取得したL補正係数を用いて、TD比の低下量に応じたレーザービーム出力Lの補正を実行する。
ΔTD=TDin(N−1)−TDtgt
Ladj=(L補正係数)×(−ΔTD(N−1)) ・・・(式7)
L(N)=LD+Ladj ・・・(式8)
図13はレーザービーム設定が低い場合の実施例1の効果の説明図である。図14はレーザービーム設定が高い場合の実施例1の効果の説明図である。図13、図14中、(a)はTD比の推移、(b)は差分値ΔTDの推移、(c)はレーザービーム出力の推移、(d)は出力画像の反射濃度の推移である。
図15は実施例3における画像濃度補正制御のフローチャートである。図16は帯電ローラに印加する直流電圧とレーザービーム設定の関係の説明図である。図17は、レーザービーム設定とL補正係数の関係の説明図である。
図18は感光ドラムの感度低下に伴う静電像の明部電位の変化の説明図である。図19は感光ドラムの感度低下を加味したL補正係数の設定の説明図である。
実施例2、3、4では、TD比低下時の出力画像の定着濃度の補正をレーザービーム出力Lの変更によって実施する。つまり、静電像の明部電位VLを変化させて現像コントラストVcontを変化させている。これは、画像形成装置の動作中に変更させやすいのがレーザービーム出力Lであるのが主な理由である。
実施例6では、インダクタンスセンサ26の検知結果が、所定値8%よりも小さい所定の閾値7.6%を下回った場合に、インダクタンスセンサ26の検知結果と所定の閾値7.6%との差分に基づいて、現像コントラストVcontを変更する。制御部100は、インダクタンスセンサ26の検知結果が第二閾値7・6%を下回ってから第一閾値7%に達するまで、現像コントラストVcontが次第に高まるように画像形成条件を制御する。
本発明は、現像剤補給部7のトナー残量末期において現像コントラストを次第に高めて出力画像の定着濃度の変化を抑制する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
12 露光装置、13 感光ドラム、14 転写ローラ
26 インダクタンスセンサ、27 現像駆動モータ
31 光学式センサ、40 二次転写ローラ、60 カセット
70 トナーボトル、71 上トナー搬送スクリュー
72 下トナー搬送スクリュー、73 補給モータ
100 制御部、232 現像スリーブ
Claims (4)
- 非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を用いて記録材にトナー画像を形成する画像形成動作を実行可能な画像形成装置であって、
像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電部と、前記像担持体に静電潜像を形成するために前記帯電部により帯電された前記像担持体を露光する露光部と、前記現像剤を収容する現像容器と、前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体に形成された静電潜像を現像するために前記現像剤を担持する現像剤担持体と、を有する画像形成部と、
前記画像形成部によって形成されるトナー画像の画像濃度を検出する第1の検出ユニットと、
前記現像容器内の前記現像剤に含まれる前記磁性キャリアの透磁率に基づいて、前記現像容器内の前記現像剤のトナー濃度を検出する第2の検出ユニットと、
前記画像形成部によって形成されるトナー画像の最大画像濃度が所定濃度になるように、前記最大画像濃度のトナー画像を形成するための静電潜像を前記像担持体に形成する際の前記露光部の光の強度を含む画像形成条件を調整するために、前記画像形成部により調整用トナー画像を形成し、前記第1の検出ユニットにより前記調整用トナー画像の画像濃度を検出する調整動作を実行可能な制御部と、を備え、
前記制御部は、所定枚数の記録材への画像形成動作を実行するごとに前記調整動作を実行可能であり、複数枚の記録材にトナー画像を連続して形成する連続画像形成ジョブの実行中における前記調整動作を実行してから次の前記調整動作を実行するまでの期間において、前記第2の検出ユニットによって検出された現像剤中のトナー濃度である検出トナー濃度と、目標とする現像剤中のトナー濃度である目標トナー濃度との差分の絶対値が所定値以上である場合には、前記差分の絶対値が前記所定値以上になった以後の前記期間中の前記画像形成動作の実行において前記最大画像濃度のトナー画像を形成するための静電潜像を前記像担持体に形成する際の前記光の強度として、前記調整動作の実行により調整された前記光の強度を、前記検出トナー濃度と前記目標トナー濃度とに基づいて補正するモードを実行可能である、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御部は、前記モードにおいて、前記検出トナー濃度が前記目標トナー濃度よりも低く、且つ前記検出トナー濃度と前記目標トナー濃度との差分の絶対値が前記所定値以上である場合には、前記差分の絶対値が前記所定値以上になった以後の前記期間中の前記画像形成動作の実行において前記最大画像濃度のトナー画像を形成するための静電潜像を前記像担持体に形成する際の前記光の強度が、前記調整動作の実行により調整された前記光の強度よりも強くなるように補正する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記モードにおいて、前記検出トナー濃度が前記目標トナー濃度よりも低く、且つ前記検出トナー濃度と前記目標トナー濃度との差分の絶対値が前記所定値以上である場合には、前記差分の絶対値が前記所定値以上になった以後の前記期間中の前記画像形成動作の実行において前記最大画像濃度のトナー画像を形成するための静電潜像を前記像担持体に形成する際の前記光の強度として、前記調整動作の実行により調整された前記光の強度が第1の強度であるときの方が、前記調整動作の実行により調整された前記光の強度が前記第1の強度よりも弱い第2の強度であるときよりも強くなるように補正する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記検出トナー濃度が前記目標トナー濃度よりも低く、且つ前記検出トナー濃度と前記目標トナー濃度との差分の絶対値が前記所定値よりも大きい閾値に達した場合には、前記差分の絶対値が前記閾値に達した以後の前記画像形成動作を中断する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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