JP6493814B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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図9は、現像ギャップの変動と、現像電界の変動との関係を説明するための模式図である。感光体20が偏心していると、図示のように、感光体20の回転角度が変化するのに伴って、現像ギャップが変動する。図中の実線で示される感光体20は、現像ギャップを感光体1周期のうちの最大値であるG1にする回転角度姿勢になっている。また、図中の点線で示される感光体20は、現像ギャップを感光体1周期のうちの最小値であるG2にする回転角度姿勢になっている。このように現像ギャップが変動するにもかかわらず、現像スリーブ65に対して回転角度にかかわらず一定の現像バイアスを印加すると、現像ギャップの変動に応じて、現像電界Eの現像スリーブ65表面位置における強度が変化してしまう。現像ギャップが最小値であるG2まで狭まっているときには、現像電界Eのスリーブ表面位置における強度が感光体1周期のうちで最大になる。このため、画像濃度が感光体1周期のうちで最も高くなる。一方、現像ギャップが最大値であるG1まで拡大しているときには、現像電界のスリーブ表面位置における強度が感光体1周期のうちで最小になる。このため、画像濃度が1周期のうちで最も低くなる。
「Vb=Vbofs+{A1・sin(θ+φ1)+A2・sin(2θ+φ2)+・・・+An・sin(n・θ+φn)}」
「Vb=Vbofs+{G1・A1・sin(θ+φ1)+G2・A2・sin(2θ+φ2)+・・・+Gn・An・sin(n・θ+φn)}」
「Vb=Vbofs+Gb・{G1・A1・sin(θ+φ1)+G2・A2・sin(2θ+φ2)+・・・+Gn・An・sin(n・θ+φn)}」
[第1変形例]
感光体の回転角度姿勢に応じて現像バイアスを変動させる例について説明したが、そのような変動に代えて、又は加えて、現像スリーブの回転角度姿勢に応じて現像バイアスを変動させるようにしてもよい。この場合、画像濃度ムラを検出して得られた画像濃度変動波形を周波数解析して、現像スリーブの回転周期で発生する画像濃度ムラを抽出し、その画像濃度ムラを相殺し得る現像補正データテーブルを構築すればよい。
現像バイアスを変動させることに代えて、帯電ローラに印加する帯電バイアスを変化させることによっても、画像濃度を変化させることが可能である。帯電バイアスを変動させると、それに応じて地肌部電位Vdが変動する。そして、それに伴って潜像電位Vsが変動することから、現像ポテンシャルも変動する。このような現像ポテンシャルの変動により、画像濃度を変動させることが可能なのである。
第3変形例に係る複写機の制御部190は、現像バイアスVbの周期変動を開始するときに、変動波形における1周期分の領域のうち、中心値の箇所から出現させるのではなく、中心値との差分が所定の閾値以下になる「第1所定値」の箇所から出現させる。これにより、ホームポジション検知タイミングの後、変動波形の中心値に対応するタイミングを待つよりもより早い段階で、現像バイアスVbの周期変動を開始することができる。但し、それまで中心値であった現像バイアスVbを急に上下させると、僅かな差分であっても、多少の地汚れやキャリア付着を発生させてしまうおそれがある。そこで、現像バイアスVbの変動波形を「第1所定値」にするタイミング(以下、「第1タイミング」という)よりも少しだけ遡った時点であるホームポジション検知タイミングで、現像バイアスVbを段階的に「第1所定値」まで少しずつ変化させ始める。そして、「第1タイミング」で現像バイアスVbの周期変動を開始させる。これにより、地汚れやキャリア付着の発生を抑えることができる。
[実施例]
これまで説明してきた画像濃度ムラは、画像のベタ部(暗部)における画像濃度ムラである。現像バイアスを変動波形に従って変動させることで、現像ギャプの変動に起因する画像のベタ部の画像濃度ムラを抑えることができる。しかしながら、本発明者らは実験により、このようにしてベタ部の画像濃度ムラを抑えると、画像の中間調部で画像濃度ムラを発生させてしまうことを見出した。具体的には、現像バイアスの値を周期的な変動範囲における最大値(P1)あたりにしたときには、中間調部の画像濃度を目標よりも濃くしてしまう。また、現像バイアスの値を周期的な変動範囲における最小値(P2)あたりにしたときには、中間調部の画像濃度を目標よりも薄くしてしまう。これは、ベタ部に合わせて最大値P1と最小値P2との差分(振幅)を設定すると、中間調部ではその振幅が大きくなり過ぎて画像濃度過多や画像濃度不足を引き起こしてしまうのである。
[第1具体例]
第1具体例に係る複写機の制御部190は、帯電バイアスVcの周期変動を開始するときに、変動波形における1周期分の領域のうち、中心値の箇所から出現させるのではなく、中心値との差分が所定の閾値以下になる「第2所定値」の箇所から出現させる。これにより、ホームポジション検知タイミングの後、変動波形の中心値に対応するタイミングを待つよりもより早い段階で、帯電バイアスVcの周期変動を開始することができる。但し、それまで中心値であった帯電バイアスVcを急に上下させると、僅かな差分であっても、多少の地汚れやキャリア付着を発生させてしまうおそれがある。そこで、帯電バイアスVcの変動波形を「第2所定値」にするタイミング(以下、「第2タイミング」という)よりも少しだけ遡った時点であるホームポジション検知タイミングで、帯電バイアスVcを段階的に「第2所定値」まで少しずつ変化させ始める。そして、「第2タイミング」で帯電バイアスVcの周期変動を開始させる。これにより、地汚れやキャリア付着の発生を抑えることができる。
Y,M,C,K用の感光体20Y,M,C,Kについてそれぞれ所定の回転角度姿勢になったことを検知する回転角度姿勢検知手段180Y,M,C,Kが何らかの理由によって出力をしなくなることがある。すると、感光体20Y,M,C,Kの回転角度姿勢を正確に把握することができなくなってしまう。にもかかわらず、単純な周期だけに頼って現像バイアスVbや帯電バイアスVcの出力変動の制御を継続すると、それらの変動波形の位相を適切な位相から大幅にずらしてしまい、画像濃度ムラを却って悪化させてしまうことになりかねない。
[態様A]
態様Aは、回転駆動される潜像担持体(例えば感光体20)と、前記潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段(例えば帯電装置60)と、一様帯電後の前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段(例えばレーザー書込装置21)と、前記潜像を現像してトナー像を得る現像手段(例えば現像装置61)と、前記現像手段に供給するための現像バイアスを出力する現像電源(例えば現像電源182)と、現像バイアス制御データに基づいて前記現像電源からの前記現像バイアスの出力を周期的な変動波形が得られるように変動させる処理を実施するバイアス制御手段(例えば制御部190)とを備える画像形成装置において、画像形成動作の開始後、前記現像バイアスの出力を前記変動波形のピークツウピークの中心値で一定にする処理を実施した後、前記変動波形における1周期分の領域のうち、前記中心値からの差分が所定の閾値以下になる箇所を出現させるタイミングで、前記現像バイアスの出力を前記中心値で一定にする処理から前記現像バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Bは、回転駆動される潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、一様帯電後の前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段と、前記潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、前記帯電手段に供給するための帯電バイアスを出力する帯電電源と、帯電バイアス制御データに基づいて前記帯電電源からの前記帯電バイアスの出力を周期的な変動波形が得られるように変動させる処理を実施するバイアス制御手段とを備える画像形成装置において、画像形成動作の開始後、前記帯電バイアスの出力を前記変動波形のピークツウピークの中心値で一定にする処理を実施した後、前記変動波形における1周期分の領域のうち、前記中心値からの差分が所定の閾値以下になる箇所を出現させるタイミングで、前記帯電バイアスの出力を前記中心値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Cは、請求項1の画像形成装置において、前記帯電手段に供給するための帯電バイアスを出力する帯電電源を設けるとともに、帯電バイアス制御データに基づいて前記帯電電源からの前記帯電バイアスの出力を周期的な変動波形が得られるように変動させる処理を実施し、且つ、画像形成動作の開始後、前記帯電バイアスの出力を前記変動波形のピークツウピークの中心値で一定にする処理を実施した後、前記変動波形における1周期分の領域のうち、前記中心値からの差分が所定の閾値以下になる箇所を出現させるタイミングで、前記帯電バイアスの出力を前記中心値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Dは、態様Cにおいて、前記潜像担持体について所定の回転角度姿勢になったことを検知する回転姿勢検知手段(例えば回転角度姿勢検知手段180)を設けるとともに、前記回転姿勢検知手段によって前記回転角度姿勢になったことが検知されたタイミングである姿勢検知タイミング(例えばホームポジション検知タイミング)と、前記現像バイアス又は前記帯電バイアスの変動波形とに基づいて、前記現像バイアス又は前記帯電バイアスの出力を一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるタイミングを決定するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Eは、態様Dにおいて、前記現像バイアスの出力をその中心値から、前記中心値との差分を前記閾値以下にする所定値まで段階的に変化させた後、前記現像バイアスの出力を前記現像バイアス制御データに基づいて変動させる処理を開始するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Fは、態様D又はEにおいて、前記帯電バイアスの出力をその中心値から、前記中心値との差分を閾値以下にする所定値まで段階的に変化させた後、前記帯電バイアスの出力を前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理を開始するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Gは、態様Dにおいて、前記現像バイアスの変動波形における1周期分の領域のうち、前記中心値からの差分がゼロになる箇所を出現させるタイミングで、前記現像バイアスの出力を前記中心値で一定にする処理から前記現像バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Hは、態様D又はGにおいて、前記帯電バイアスの変動波形における1周期分の領域のうち、前記中心値からの差分がゼロになる箇所を出現させるタイミングで、前記帯電バイアスの出力を前記中心値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて周期的に変動させる処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Iは、態様D〜Hの何れかにおいて、前記潜像担持体上のトナー像、又は前記潜像担持体から転写体に転写されたトナー像の画像濃度を検知する画像濃度検知手段(例えば光学センサーユニット150)と、前記潜像担持体上に画像濃度変動検知用のベタトナー像を形成する処理を前記姿勢検知タイミングに基づいて開始した後、前記ベタトナー像における潜像担持体表面移動方向の画像濃度変動を前記画像濃度検知手段によって検知した結果に基づいて前記現像バイアス制御データ(例えば現像補正データテーブル)を構築する制御データ構築手段(例えば制御部190)とを設けたことを特徴とするものである。
態様Jは、態様Iにおいて、前記現像バイアス制御データに基づいて前記現像バイアスの出力を変動させている状態で、前記潜像担持体上に画像濃度変動検知用の中間調トナー像を形成する処理を前記姿勢検知タイミングに基づいて開始した後、前記中間調トナー像における潜像担持体表面移動方向の画像濃度変動を前記画像濃度検知手段によって検知した結果に基づいて前記帯電バイアス制御データ(例えば帯電補正データテーブル)を構築する処理を実施するように、前記制御データ構築手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Kは、態様Jにおいて、画像形成動作の開始後、前記姿勢検知タイミングに基づいて前記帯電バイアスの出力を変動波形の中心値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理に切り替えた後、潜像担持体の表面移動方向における全域のうち、前記帯電バイアスを前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理によって帯電せしめられた箇所の先端が前記潜像担持体と前記現像手段との対向領域である現像領域に進入するタイミングで、前記現像バイアスの出力を変動波形の中心値で一定にする処理から前記現像バイアス制御データに基づいて変動させる処理に切り替える処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Lは、態様Kにおいて、前記潜像担持体の回転駆動開始後、前記潜像担持体の回転速度が所定速度まで上昇するのに必要な時間が経過した直後の前記姿勢検知タイミングに基づいて、前記帯電バイアスの出力を変動波形の中心値で一定にする処理から前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理に切り替えるタイミングを決定する処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Mは、態様I〜Lの何れかにおいて、前記現像バイアスの変動波形におけるピークツウピークが所定値以下である場合には、前記現像バイアスの出力を前記現像バイアス制御データに基づいて変動させることに代えて、一定値の前記現像バイアスを出力させる処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Nは、請求項I〜Mの何れかにおいて、前記帯電バイアスの変動波形におけるピークツウピークが所定値以下である場合には、前記帯電バイアスの出力を変動波形に従って変動させることに代えて、一定値の前記帯電バイアスを出力させる処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Oは、態様I〜Nの何れかにおいて、前記潜像担持体の表面移動方向にて潜像担持体2周以上の長さの前記ベタトナー像を形成するか、又は潜像担持体1周以上の長さの前記ベタトナー像を互いに異なる周回で前記潜像担持体に複数形成するかし、且つ、前記現像バイアスの変動波形として、潜像担持体の互いに異なる周回に個別に対応する複数の変動波形を前記検知結果に基づいて構築する処理を実施ように前記制御データ構築手段を構成するとともに、それら変動波形に閾値を超える位相ズレが発生している場合には、前記現像バイアスの出力を前記現像バイアス制御データに基づいて変動させることに代えて、一定値の前記現像バイアスを出力させる処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Pは、態様I〜Oの何れかにおいて、前記潜像担持体の表面移動方向にて潜像担持体2周以上の長さの前記中間調トナー像を形成するか、又は潜像担持体1周以上の長さの前記中間調トナー像を互いに異なる周回で前記潜像担持体に複数形成するかし、且つ、前記帯電バイアスの変動波形として、潜像担持体の互いに異なる周回に個別に対応する複数の変動波形を前記検知結果に基づいて構築する処理を実施するように前記制御データ構築手段を構成するとともに、それら変動波形に閾値を超える位相ズレが発生している場合には、前記帯電バイアスの出力を前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させることに代えて、一定値の前記帯電バイアスを出力させる処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Qは、態様D〜Pの何れかにおいて、前記帯電バイアスの出力を前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理に代えて、前記中心値で一定にする処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Rは、態様Qにおいて、前記帯電バイアスの前記差分が前記閾値以下になったタイミングで前記帯電バイアスの出力を前記帯電バイアス制御データに基づいて変動させる処理から、前記中心値で一定にする処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Rは、態様Rにおいて、前記潜像担持体の回転駆動中に、前記回転姿勢検知手段から送られてくる検知信号を、所定期間を超えて受信しない場合に、前記現像バイアスの出力を前記現像バイアス制御データに基づいて変動させる処理に代えて、前記中心値で一定にする処理を実施するように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
態様Tは、態様Rにおいて、前記現像バイアスの前記差分が前記閾値以下になるタイミングで前記現像バイアスの出力を前記現像バイアス制御データに基づいて変動させる処理から、前記中心値で一定にする処理に切り替えるように、前記バイアス制御手段を構成したことを特徴とするものである。
21:レーザー書込装置(潜像書込手段)
60Y,M,C,K:帯電装置(帯電手段)
61Y,M,C,K:現像装置(現像手段)
150:光学センサーユニット(画像濃度検知手段)
180Y,M,C,K:回転角度姿勢検知手段(回転姿勢検知手段)
182Y,M,C,K:現像電源
190:制御部(バイアス制御手段)
Claims (15)
- 潜像担持体と、前記潜像担持体を帯電する帯電ローラと、前記潜像担持体に対向する現像スリーブと、前記現像スリーブに印加する現像バイアスを出力する現像電源とを備え、画像濃度ムラの発生を抑える現像補正データに基づいて前記現像バイアスを周期的に変動させる画像形成装置であって、
前記現像バイアスのバイアス制御が、周期的な変動範囲の中心的な値である固定バイアス値の前記現像バイアスを前記現像スリーブに印加した後、前記潜像担持体又は前記現像スリーブを、前記現像補正データに基づいて補正した現像バイアス値と前記固定バイアス値との差分が所定の閾値以下になる所定の回転角度姿勢にするタイミングで、前記固定バイアス値の前記現像バイアスの印加から、前記現像補正データに基づいて補正した値の前記現像バイアスの印加に替える制御であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置であって、
前記バイアス制御が、ゼロから前記固定バイアス値に至るまで段階的に値を変化させる制御であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置であって、
前記タイミングが、前記固定バイアス値と、前記現像補正データに基づいて補正した値との差分がゼロになるタイミングであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置であって、
前記現像バイアスの前記バイアス制御を、前記潜像担持体の回転速度が所定速度まで上昇した後に行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置であって、
前記現像バイアスを前記現像補正データに基づいて補正した値の変動範囲が所定の変動幅以下である場合には、前記タイミングの到来後であっても前記固定バイアス値の前記現像バイアスを前記現像スリーブに印加することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置であって、
前記所定の回転角度姿勢を検知する姿勢検知手段から送られてくる検知信号を、所定期間を超えて受信しない場合には、前記現像バイアスを前記現像補正データに基づいて補正した値の変動範囲の中心値の前記現像バイアスを前記現像スリーブに印加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、
前記潜像担持体上のトナー像、又は前記潜像担持体から転写体に転写されたトナー像の画像濃度を検知する画像濃度検知手段を有し、
前記所定の回転角度姿勢の前記タイミングに基づいて、前記潜像担持体上にベタトナー像を形成した後、前記ベタトナー像を前記画像濃度検知手段によって検知して前記現像補正データを構築することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7の画像形成装置であって、
前記帯電ローラに印加する帯電バイアスを出力する帯電電源を備え、
前記帯電バイアスのバイアス制御が、固定バイアス値の前記帯電バイアスを前記帯電ローラに印加した後、前記潜像担持体又は前記帯電ローラを所定姿勢にするタイミングで、前記固定バイアス値の前記帯電バイアスの印加から、画像濃度ムラの発生を抑える帯電補正データに基づいて補正した値の前記帯電バイアスの印加に替える制御であり、
且つ、前記現像補正データに基づいて前記現像バイアスを出力している状態で、前記潜像担持体上に中間調トナー像を形成した後、前記中間調トナー像を画像濃度検知手段によって検知して前記帯電補正データを構築することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8の画像形成装置であって、
前記中間調トナー像を前記画像濃度検知手段によって検知して得られる複数の画像濃度変動波形において位相ズレが発生している場合には、前記タイミングの到来後であっても前記固定バイアス値の前記帯電バイアスを前記帯電ローラに印加することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7の画像形成装置であって、
前記ベタトナー像を前記画像濃度検知手段によって検知して得られる複数の画像濃度変動波形において位相ズレが発生している場合には、前記タイミングの到来後であっても前記固定バイアス値の前記現像バイアスを前記現像スリーブに印加することを特徴とする画像形成装置。 - 潜像担持体と、前記潜像担持体を帯電する帯電ローラと、前記潜像担持体と対向する現像スリーブと、前記帯電ローラに印加する帯電バイアスを出力する帯電電源とを備え、画像濃度ムラの発生を抑える帯電補正データに基づいて前記帯電バイアスを周期的に変動せる画像形成装置であって、
前記帯電バイアスのバイアス制御が、周期的な変動範囲の中心的な値である固定バイアス値の前記帯電バイアスを前記帯電ローラに印加した後、前記潜像担持体又は前記帯電ローラを、前記帯電補正データに基づいて補正した帯電バイアス値と前記固定バイアス値との差分が所定の閾値以下になる所定の回転角度姿勢にするタイミングで、前記固定バイアス値の前記帯電バイアスの印加から、前記帯電補正データに基づいて補正した値の前記帯電バイアスの印加に替える制御であり、
前記タイミングでの前記バイアス制御が、ゼロから前記固定バイアス値に至るまで段階的に値を変化させる制御であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11の画像形成装置であって、
前記タイミングが、前記固定バイアス値と、前記帯電補正データに基づいて補正した値との差分がゼロになるタイミングであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11の画像形成装置であって、
前記帯電バイアスの前記バイアス制御を、前記潜像担持体の回転速度が所定速度まで上昇した後に行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11の画像形成装置であって、
前記帯電バイアスを前記帯電補正データに基づいて補正した値の変動範囲が所定の変動幅以下である場合には、前記タイミングの到来後であっても前記固定バイアス値の前記帯電バイアスを前記帯電ローラに印加することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11の画像形成装置であって、
前記所定の回転角度姿勢を検知する姿勢検知手段から送られてくる検知信号を、所定期間を超えて受信しない場合には、前記帯電バイアスを前記帯電補正データに基づいて補正した値の変動範囲の中心値の前記帯電バイアスを前記帯電ローラに印加することを特徴とする画像形成装置。
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