JP2008039864A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通常通紙時もしくはリピート時の画像濃度変動を抑制することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】上記目的を達成するため、前記静電潜像のパターンの静電潜像電位及び静電潜像のパターンを顕像化した後のトナーの付着量をそれぞれ電位センサ２及びＰセンサ１を用いて測定し、その測定データから現像装置の現像特性、即ち現像γ特性を求め、この現像γ特性に基づいて目標現像γ特性値を設定し、測定された現像γ値と目標現像γ値とを比較し、その差異に応じて、Ｔセンサ３で検出された現像装置１９内のトナー濃度が目標現像γ特性値のトナー濃度に一致するように補正を行って現像装置１９へのトナーの補給量を制御している。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に係り、特に、感光体上に形成された潜像にトナー像を現像する現像装置へのトナーの補給を制御する制御装置を備えた画像形成装置に関する。

近年の画像形成装置は、高速化かつ高安定化の傾向が進んできている。特に出力画像を高安定化させるには、感光体上もしくは転写装置の画像濃度を検出し、その検出値から最適な作像電界とトナー補給量を制御する必要がある。しかし、機械の高速化につれて、実際に画像濃度を検出する時間も短くすることが要求されるようになり、近年、短時間かつ最適な画像濃度の安定制御方法が重要な課題となってきている。

画像濃度の安定化の従来方法として、トナー像が転写された記録媒体の後端部が転写ニップ部を通過した後、次の記録媒体の先端部が転写ニップ部に到達するまでの間の転写ニップ部における記録媒体の非通紙状態期間、いわゆる紙間に基準画像（以下紙間Ｐパターンという）を作成し、感光体もしくは中間転写ベルト等の転写体上でその画像濃度を検出し、その画像濃度が濃い場合はトナー補給量を少し抑えるようにし、逆に基準画像の画像濃度が薄い時はトナー補給量を少し多めにするような紙間Ｐパターンによるトナー補給制御が用いられている。この紙間Ｐパターン補正は、Ｐパターンの付着量（画像濃度）の目標値に対し、実際にＰパターン検出装置（Ｐセンサ）によって検出された付着量が多めもしくは少なめである場合、その分のトナー補給量を調整する制御であるが、この目標値があらかじめ高めであれば、それだけ補給量を多くすることができる。

この一例として、現像領域と感光体上の潜像の間に電界（現像バイアス）をかけたときの感光体上もしくはベルト上のトナー付着量を検出し、現像バイアスに対するトナーの付着量の割合（以下、現像γ特性という）を算出しており、この値が狙いの現像γ特性に対して小さいとき、即ち、一定電界に対するトナーの付着量が少ないとき、紙間Ｐパターンの目標付着量を多めにして、通紙中のトナー補給量をわざと多くするように制御して、次回に同様の現像γ特性を検出した時には狙いの現像γ特性が得られるようにすることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−１０８０８８公報

しかしながら、前記特許文献１記載の手法は、紙間Ｐパターン検知により通紙中の画像濃度を安定させる制御に加え、現像γ特性も狙い値になるように補正することで、経時の画像濃度安定化には有効な手法であるが、現像γ特性の検出値に応じて紙間Ｐパターンの付着量の目標値を変化させており、ここで付着量の目標値を一気に変えてしまうと、目標値を変更した直後は、急激に補給調整がはいるため、出力画像の画像濃度が変動するという不具合が発生するという問題がある。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、通常通紙時もしくはリピート時の画像濃度変動を抑制することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、感光体上に形成された潜像にトナー像を現像する現像装置と、当該現像装置にトナーを供給するトナー補給手段と、当該現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記感光体上もしくは前記感光体上のトナー像が転写される転写体上の基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段とを具備し、当該画像濃度検出手段によって検出、測定された基準画像の付着量が予め設定されている目標の付着量値になるように前記基準画像の測定付着量値と目標付着量値との比較によってトナー補給の制御を行う制御装置を有する画像形成装置において、前記制御装置は、所定の通紙枚数もしくは所定の通紙時間間隔で、前記感光体上の潜像を現像させる時の現像装置と潜像間の電界と、感光体上もしくは転写体上に付着したトナー量を前記画像濃度検出手段で検出、測定してトナーの電界に対する移動量の割合を算出し、その結果から前記所定間隔内での基準画像の目標画像濃度の補正量を設定すると共に前記所定間隔内で、基準画像の目標画像濃度を前記補正量まで徐々に変更させていくように制御することを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記制御装置は、前記所定の間隔で基準画像に対するトナーの付着量を測定し、その結果から前記トナー濃度検出手段のトナー濃度検出値の目標値を変更し、当該トナー濃度検出手段による現在値と変更された目標値の差分からトナー補給量を補正し、当該補正量を前記所定の間隔内で、均等分割してトナー補給量を補正するように制御することを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記制御装置は、出力画像の画素データに基づくトナー補給量及びトナー濃度検出値と目標値の差分から算出するトナー補給量に基づいて全体的なトナー補給量を算出し、全体的な補給量に対する画素分の補給量とトナー検出手段から算出するトナー補給量の割合を実質的均一に保つように制御することを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記制御装置は、前記基準画像を紙間で作成する際に、当該紙間を基準画像を作成しない場合の紙間より広くするように制御することを特長とする。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記現像装置は、感光体上にトナーを移動させるときの現像電界として直流電界を印加することを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像形成装置において、プロセス線速が２８０ｍｍ／秒以上であり、複数の現像装置を搭載したタンデム型のカラー画像形成装置であることを特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記現像装置内の現像剤は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤であり、当該キャリアは、体積平均粒径４０μｍ以下で、体積抵抗がｌｏｇＲ（Ω・ｃｍ）＝１３以上の抵抗キャリアであることを特徴とする。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記現像装置内のトナーは、平均円形度が０．９４以上のトナーであることを特徴とする。

本発明によれば、上記構成を採用することによって、通常通紙時もしくはリピート時の画像濃度変動を抑制することが可能な画像形成装置を提供することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
＜実施例１＞
図１は、本発明による一実施形態のタンデム中間転写方式の画像形成装置を備えたフルカラー複写機の全体構成を示す図である。
本実施例によるフルカラー複写機は、装置本体１００、本体１００を載せる給紙テーブルユニット２００、装置本体１００上に取り付けるスキャナ３００、スキャナ３００上に取り付けられた原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００、等から構成されている。
装置本体１００の中央には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の４色の画像形成ユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｂｋを横に並べて配置してタンデム画像形成装置２０が構成されている。タンデム画像形成装置２０の各画像形成ユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｂｋは、それぞれＹ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋの各色トナー像が形成される感光体４０を有している。

各画像形成ユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｂｋの上方には、露光装置２１が設けられている。露光装置２１は、各色毎に用意されたレーザダイオード（ＬＤ）方式の４つの光源と、６面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される１組のポリゴンスキャナと、各光源の光路に配置されたｆθレンズ、長尺ＷＴＬ等のレンズやミラーから構成されている。各色の画像情報に応じてレーザダイオードから射出されたレーザ光はポリゴンスキャナにより偏向走査され各色の感光体に照射される。
各画像形成ユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｂｋの下方には、無端ベルト状の中間転写ベルト１０が設置されている。中間転写ベルト１０は、図示例では３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能であり、支持ローラ１４は中間転写ベルト１０を回転駆動する駆動ローラである。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間には、各色の感光体から中間転写ベルト１０にトナー像を転写する一次転写手段として一次転写ローラ６２が中間転写ベルトを間に挟んで各感光体に対向するように設けられている。また、第３の支持ローラ１６の下流には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置１７を設けられている。

中間転写ベルト１０の材質としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料をシームレスベルトに成型して使用することができる。これらの材料はそのまま用いたり、カーボンブラック等の導電材により抵抗調整したりすることが可能である。また、これらの樹脂を基層として、スプレーやディッピング等の方法により表層を形成し、積層構造にしても良い。
中間転写ベルト１０の下方には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写ベルト１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写ベルト１０上の画像を記録紙等の記録媒体に転写する。２次転写ベルトとしては中間転写ベルトと同様の材料を用いることができる。

２次転写装置２２の横には、記録媒体上の画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。上述した２次転写装置２２には、画像転写後の記録媒体をこの定着装置へと搬送するシート搬送機能も備えている。勿論、２次転写装置２２として、転写ローラや転写チャージャを配置してもよく、そのような場合は、この記録媒体搬送機能を別途備える必要がある。なお、図示例では２次転写装置２２および定着装置２５の下方に、記録媒体を反転排紙したり、記録媒体の両面に画像を形成するために記録媒体を反転して再給紙したりする反転装置２８を備えている。

このフルカラー複写機を用いてコピーを行うときは、ＡＤＦ４００の原稿台３０上に原稿をセットする。又は、ＡＤＦ４００を開いてスキャナのコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、ＡＤＦを閉じて原稿を押さえる。そして、不図示の操作部のスタートスイッチを押すと、ＡＤＦに原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス上へと移動した後、他方、コンタクトガラス上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナを駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。その後、操作部でのモード設定、あるいは操作部で自動モード選択が設定されている場合には原稿の読み取り結果に従い、フルカラーモード又は白黒モードで画像形成動作を開始する。

フルカラーモードが選択された場合には、各感光体４０が図１で反時計回り方向（矢印方向）にそれぞれ回転する。そして、その各感光体４０の表面が帯電装置である帯電ローラ１１により一様に帯電される。そして、各色の感光体４０には露光装置２１から各色の画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、各色の画像データに対応した潜像がそれぞれ形成される。各潜像は感光体４０が回転することにより各色の現像装置１９で各色のトナーが現像される。各色のトナー像は中間転写ベルト１０の搬送とともに、中間転写ベルト１０上に順次転写されて中間転写ベルト１０上にフルカラー画像を形成する。

一方、給紙テーブルユニット２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、給紙テーブル４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから記録媒体を送り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して本体内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。又は、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の記録媒体を送り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上のフルカラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に記録媒体を送り込み、２次転写装置２２で転写して記録媒体上にトナー像を転写する。

トナー像が転写された記録媒体は、２次転写装置２２で搬送されて定着装置２５へと送り込まれ、定着装置２５で熱と圧力とを加えて記録媒体に定着された後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出され、排紙トレイ５７上にスタックされる。又は、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと再給紙され、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出される。以降、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。

白黒モードが選択された場合には、支持ローラ１５が下方に移動し、中間転写ベルト１０をＹ、Ｃ、Ｍの感光体４０から離間させる。Ｂｋの感光体４０のみが図１の反時計回り方向に回転し、Ｂｋ感光体４０の表面が帯電ローラ１１により一様に帯電され、Ｂｋの画像に対応するレーザ光Ｌが照射され、潜像が形成され、Ｂｋのトナーにより現像されてトナー像となる。このトナー像は中間転写ベルト１０上に転写される。この際、Ｂｋ以外の３色の感光体４０、現像装置１９は停止しており、感光体４０や現像剤の不要な消耗を防止する。

一方、給紙カセット４４から記録媒体が給紙され、レジストローラ４９により、中間転写ベルト１０上に形成されているトナー像と一致するタイミングで搬送される。トナー像が転写された記録媒体は、フルカラー画像の場合と同様に定着装置２５で定着され、指定されたモードに応じた排紙系を通って処理される。以降、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。

なお、この画像形成装置の作像条件は、次の通りである。
感光体直径 ：６０ｍｍ
感光体回転速度 ：２８２ｍｍ／ｓｅｃ
感光体―現像ローラ間距離 ：０．３ｍｍ
現像剤容量 ：３８０ｇ
トナー粒径 ：５．５μｍ（体積平均粒径）
キャリア粒経 ：３５μｍ（体積平均粒径）

図２は、本実施例におけるブラック（Ｂｋ）の画像形成ユニット１８Ｂｋについての概略構成を示し、図１の構成と同一構成については、同一符号を付し、説明を省略する。図２中、１は反射型フォトセンサ等からなる画像濃度検出手段（以下Ｐセンサという）、２は露光装置２１からの画像情報に応じて射出されるレーザ光Ｌによってドラム状の感光体４０上に形成される静電潜像の電位を検出する電位センサ、３は現像装置１９に取り付けられて現像装置１９内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段（以下Ｔセンサという）、４は図示しないトナーボトルから供給されたトナーをスクリューによって所望量のトナーを現像装置１９に供給するトナー補給手段、５は感光体４０の表面に固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置、６は感光体４０の表面に残留したトナーを感光体４０から離脱させてクリーニングする感光体クリーニング装置、７はＰセンサ１や電位センサ２やＴセンサ３からの検出出力に基づいて、トナー補給手段４から現像装置１９へのトナーの補給量を制御する制御装置である。

本実施例による画像形成装置におけるトナーの補給方法は、基本的に、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋにおいて同一のため、Ｂｋにおける補給方法について図２に基づいて説明する。
本画像形成装置では、画像濃度を安定化させるために、紙間の非画像部領域において感光体４０上に露光装置２１から基準画像の露光光を照射して付着量検知パターンとなる基準画像の静電潜像を作成し、この静電潜像を現像装置１９でトナーを付着させてトナー像を作成し、このトナー像を中間転写ベルト１０に転写して電位センサ２及びＰセンサ１によって基準画像の潜像の表面電位と中間転写ベルト１０上のトナー画像の画像濃度を検知計測し、その計測結果から現像装置１９へのトナーの補給量を調整している。

即ち、前記静電潜像のパターンの静電潜像電位及び静電潜像のパターンを顕像化した後のトナーの付着量をそれぞれ電位センサ２及びＰセンサ１を用いて測定し、その測定データから現像装置の現像特性、即ち現像γ特性を求め、この現像γ特性に基づいて目標現像γ特性値を設定し、測定された現像γ値と目標現像γ値とを比較し、その差異に応じて、Ｔセンサ３で検出された現像装置１９内のトナー濃度が目標現像γ特性値のトナー濃度に一致するように補正を行って現像装置１９へのトナーの補給量を制御している。なお、前記付着量検知パターンは、Ｐセンサ１でその正反射光成分と拡散光成分を検出しトナーの付着量が算出される。その付着量結果が濃いとその補給量を抑制し、逆に薄いと補給量を増やすように制御する。また、現像γ特性の求め方の詳細については、前述の特許文献１を参照されたい。

本画像形成装置では、所定の通紙枚数毎あるいは所定の通紙時間毎等の画像形成装置の運転間隔で、前述のように、電位センサ２及びＰセンサ１によって現像電界に対する中間転写ベルト１０上のトナーの付着量を検出し、現像γ特性を算出する。（電位制御補正）但し、この現像γ特性は感光体４０上にＰセンサ１を配設して、感光体４０の付着量をＰセンサ１からの測定結果から求めても構わない。
測定された現像γ特性（検出値）から目標現像γ特性（目標値）との差分Δγを（１）式のように算出し、図３で示す予め制御装置７内に格納されているΔγと補正量の関係テーブルからΔγに応じた補正量を求め、前記所定間隔内での補正量を設定する。なお、図３で示すテーブルは、あくまで補正量算出の一手段であり、他のテーブルや計算式からも補正量を算出することは可能である。
Δγ＝現像γ特性（検出値）−現像γ特性（目標値）・・・・・（１）

ここで求めたＰパターン付着量の補正量は、次回の電位制御までに到達する補正量である。従来は、この補正が、図４のＡで示すように、例えば、通紙枚数が２００枚毎に、段階的に行われていたが、このような急峻な補正を行うと、出力画像の画像濃度が変動するという不具合が発生する。本発明においては、この欠点を改善するために、図４のＢで示すように、所定間隔内の補正量を分割することで徐々に補正していくようにしている。
例えば、Ｐパターンの付着量補正は（２）式のように任意の分割回数で１回の補正量を算出し、（３）式で算出される通紙枚数毎に均等量ずつ徐々に補正を行っていく。
１回の補正量＝所定間隔（図示では２００枚毎）の補正量／分割回数・・・（２）
１回の補正通紙枚数＝次回の電位制御までの通紙枚数／任意の分割回数・・（３）

本実施例では、通紙枚数２００枚毎に電位制御を行い、また分割回数は“４”とし、従来のように１度に付着量補正を行った時の目標値（Ａ）と、本発明の段階的な補正時の目標値（Ｂ）の推移を図４に示す。図４において、最初の２００枚までは、目標γ＝１．５０に対して検出されたγ値もγ＝１．５０となってΔγ＝０のためトナー付着量は０．５０ｍｇ／ｃｍ²となるが、その後、最初から２００枚通紙を行った時に再度電位制御を行って現像γ値を求めた結果、測定されたγ値は、γ＝１．３７となり、目標γ値との差ΔγがΔγ＝−０．１３だった時、２００〜４００枚の通紙間隔では、前述の図３のテーブルから目標付着量の補正量は、０．０２ｍｇ／ｃｍ²が得られる。従って、次回の電位制御では現像γ値を上げるために基準画像の目標付着量を多めに設定することで、その分トナー補給量が多くなるように制御される。このとき、従来のＡで示すように、その後一気に０．０２ｍｇ／ｃｍ²の付着量を補正して０．５２ｍｇ／ｃｍ²の目標付着量にしてしまうと、その後一気に補給動作が入るようになり、濃度変動が発生してしまう。本実施例では、これを４段階（この分割回数は任意）に分割し、５０枚毎に、付着量の目標値を０．００５ｍｇ／ｃｍ²ずつ徐々に目標値を補正していく。このような付着量目標値の推移をとることにより画像濃度の変動が抑制することが可能となる。

またここで補正された基準画像（紙間Ｐパターン）の目標付着量の値に対して、通紙中の紙間にてＰパターンの付着量が検出され、それに応じてトナーの補給量の調節を行う。
これは、勿論Ｐパターンの目標付着量に対して検出されたＰパターンの付着量が多かったらトナー補給量を少なくし、逆にＰパターンの付着量がトナー補給量を多くする。実際のトナー補給量の調整手段としては、Ｐパターンの付着量比較結果をトナー濃度検出装置の設定値にフィードバックし、現像剤のトナー濃度の目標値を一定量変化させ、トナー濃度の検出値が目標値に向かうようにトナー補給が行われる。

また、本実施例においては、現像装置１９と感光体４０との間には、直流の電界が印加され、高速印刷におけるトナーの飛翔を防止している。即ち、画像形成装置の高速化に対応するには、現像装置１９の現像ローラを早く回転させることで、高速作像を行わなくてはなら乃至かしながら、現像ローラが高速に回転するにつれ、現像ローラ上のトナーが遠心力により飛翔しやすくなってしまい、飛翔したトナーが感光体４０もしくは記録媒体上に移ると出力画像の非画像部にもトナーが付着し、汚れたような画像が出力されるいわゆる“地肌汚れ画像”という不具合が発生してしまう。
トナー飛翔は、現像ローラと感光体４０間に印加する電界が交番電界の時、トナーが現像領域外でもキャリアから離れてしまうことで悪くなってしまうため、この現像ローラと感光体４０との間には直流電界を印加している。

＜実施例２＞
この実施例においては、前述のような紙間Ｐパターンの検出値からトナー濃度にフィードバックしトナー補給を行う制御（以後、Ｖｔ補給という）とは別に、出力画像の画素数に応じて補給を行う画素補給制御も行っている。
式で表すとトータルの補給量Ｈ（ｍｇ）は、画素補給制御Ｐ＿Ｐｘｌ（ｍｇ）とＶｔ補給制御Ｐ＿Ｖｔ（ｍｇ）の和として（４）式のように算出される。
Ｈ＝Ｐ＿Ｐｘｌ＋α×Ｐ＿Ｖｔ・・・・・（４）
α：補給係数
画素補給は文字通り、出力画素に応じてその分だけトナーを補給する補給制御であり、出力画像の画素が多ければその分トナー補給量を多くするし、出力画像の画素が少なければその分トナー補給量を少なくする。一方、Ｖｔ補給制御は紙間Ｐパターンの値に応じてトナー補給を行う補給制御である。従って、出力画素が大きい場合は、画素補給量に対してＶｔ補給量の割合が小さくなってしまい、Ｖｔ補給による補給量調整の寄与が小さくなり補正がほとんど行われなくなってしまう。逆に出力画素が小さい時は、Ｖｔ補給の割合が大きくなるため、補正が働きすぎてしまい濃度変動が発生してしまう。

そのため、本発明では、（４）式の補給係数αを（５）式で示すα、即ち、出力画像面積Ｐｘｌを転写紙サイズＳで割った画像面積率として、出力画面の画素数と関連付けを行い、Ｖｔ補給量の計算値にもこの画像面積率の項をかけることにより、出力画像の画像面積率に応じた補給量を算出することが可能となり、補給過多／補給不足の不具合を抑制することができるようにしたものである。従って、画素補給制御の部分については、画素数に応じて定率で補給量を求め、さらに、αを求めてこのα値を乗じたＶｔを制御するようにすることによって、出力画像が変化した場合でもより精度の良いトナー補給を可能とする。
α＝Ｐｘｌ／Ｓ・・・・・（５）
Ｐｘｌ：出力画像面積［ｃｍ²］、Ｓ：転写紙サイズ［ｃｍ²］

＜実施例３＞
画像形成装置の高速出力化の実現のために、出力画像の紙間をリピート通紙上は問題ない所定のタイミングまで短くする必要があるが、このタイミングを短くすると紙間に画像濃度検出用の基準画像を作成することが出来ないため、本実施例においては、基準画像を作成しないときは、短い紙間間隔とし、基準画像を作成する時はこの紙間間隔よりも広めに設定して制御するようにしている。このような制御を行うことにより、画像濃度の安定化と高速画像出力の両立が可能となる。
具体的には、本実施例においては、紙間の間隔を次のような値を採用したが、この値自体は必要に応じて決定され、基準パターン作成のときは作成しない時より紙間が広くするという基本的なルールを変えない限り、任意の値を採用することができる。
（１）基準パターンを作成する時の紙間間隔：６５ｍｍ
（２）基準パターンを作成しない時の紙間間隔：４５ｍｍ

＜実施例４＞
本実施例においては、画像形成装置に使用するトナーと併用されるキャリアを適切に選択することによって、高速で高画質の画像の出力を可能とするものである。即ち、小粒径キャリアの抵抗値ｌｏｇ（Ｒ（Ω・ｃｍ））＝１３以上のものを使用したものである。
この場合、抵抗値は、キャリア単体を密閉容器に入れ、そこに５００Ｖの直流電界をかけた時の抵抗値である。この抵抗値が上記設定値より低い場合には、現像電界を印加した時にキャリアに電荷注入が発生してしまうため、トナーと同帯電極に帯電してしまい画像部にキャリアが付着してしまう（キャリア付着）現象が起こりやすくなる。
このキャリア付着が原因で出力画像に斑点状の白抜けが発生し、機械の内部にキャリアが入ることでリークなどの機械不良が発生してしまう。このように、適切な抵抗値を有するキャリアを使用することによって、白抜けの発生を抑制して高画質の画像を出力することができる。

＜実施例５＞
画像形成装置の高速印刷化に応じて使用するトナーも低融点化が進んでいる。これは、高速印刷では定着装置でトナーを溶融する時間が短いため、低融点のトナーが必要となってくるからであり、同様に、単位面積あたりのトナーの付着量も下げることでトナーを溶融しやすくする必要がある。さらに、高画質化のために重合トナー化が進んでいるが、重合トナーにおいてはオフセットしやすい特性がある。重合トナーで発生しやすい理由としては、粉砕トナーに比較してトナーのＧ’（貯蔵弾性率）が低いため発生しやすい事が分かっていて、トナー製法的に環境対応の見地から重合法が今後の主流となっている。このような低融点・重合トナーを低付着量で使いこなすには、トナーの付着量の安定性及び補給制御の安定性が重要となってくる。

本実施例では、このような観点から、画像形成装置に使用するトナーとを適切に選択することによって、高速で高画質の画像の出力を可能とするものである。即ち、平均円形度が０．９４以上のトナーを用いる。平均円形度は、０．９４以上であることがドット再現性に優れ、転写性も良好なことから高画質を得られる観点から好ましい。また、平均円形度が高いことでトナーが均一に現像、転写されて、ハーフトーン部、ベタ部でトナーが塊になって付着することが少なく、一様に分布する。これによって、トナーが積層して色重ねしたときに、色の偏在の少ない一様な中間色を再現することができる。

平均円形度が０．９４未満でトナーが球形から離れた形状である場合は、十分な転写性又はチリのない高品位の画像が得られにくい。このような不定形の粒子は感光体等への平滑性媒体への接触点が多く、また突起先端部に電荷が集中することからファンデルワールス力や鏡像力が比較的球形な粒子よりも付着力が高い。そのため静電的な転写工程においては、不定形粒子と球形の粒子の混在したトナーでは球形の粒子が選択的に移動し、文字部やライン部画像抜けが起こる。また残されたトナーは次の現像工程のために除去しなければならず、クリーニング装置が必要であったり、トナーイールド（画像形成に使用されるトナーの割合）が低かったりする不具合点が生じる。

また、トナーの円形度が０．９３未満のトナー粒子の割合が３０％以下であることが好ましい。上記割合が３０％を超えるような円形度のばらつきが大きいトナーでは、帯電速度、レベルに広がりが生じ、帯電量分布が広くなるため好ましくない。
トナーの円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２０００；シスメックス社製）を用いて測定を行う。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍＬを入れ、分散剤として界面活性剤０．１〜０．５ｍＬを加え、さらに、測定試料０．１〜９．５ｇ程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１００００個／μＬにしてトナーの形状及び分布を測定する。

本発明による一実施形態に係る画像形成装置を備えたフルカラー複写機の全体構成を示す側面図である。 本発明の実施例１の画像形成装置で使用されるブラックの画像形成ユニット部分の概略構成を示す側面図である。 本発明の実施例１の制御装置に格納される△γと補正量の関係を示す補正量テーブルの図である。 本発明の実施例１と従来の基準画像のトナー付着量値の推移をグラフで示す図である。

符号の説明

１ Ｐセンサ、２ 電位センサ、３ Ｔセンサ、４ トナー補給手段、７ 制御装置、１０ 中間転写ベルト、１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｂｋ 画像形成ユニット、１９ 現像装置、２０ 画像形成装置、２１ 露光装置、２２ ２次転写装置、２３ ローラ、２４ ２次転写ベルト、２５ 定着装置、６２ 一次転写ローラ

Claims (8)

1. 感光体上に形成された潜像にトナー像を現像する現像装置と、該現像装置にトナーを供給するトナー補給手段と、前記現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記感光体上もしくは前記感光体上のトナー像が転写される転写体上の基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段とを具備し、前記画像濃度検出手段によって検出、測定された基準画像の付着量が予め設定されている目標の付着量値になるように前記基準画像の測定付着量値と目標付着量値との比較によってトナー補給の制御を行う制御装置を有する画像形成装置において、
   前記制御装置は、所定の通紙枚数もしくは所定の通紙時間間隔で、前記感光体上の潜像を現像させる時の現像装置と潜像間の電界と、感光体上もしくは転写体上に付着したトナー量を前記画像濃度検出手段で検出、測定してトナーの電界に対する移動量の割合を算出し、その結果から前記所定間隔内での基準画像の目標画像濃度の補正量を設定すると共に前記所定間隔内で、基準画像の目標画像濃度を前記補正量まで徐々に変更させていくように制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記制御装置は、前記所定の間隔で基準画像に対するトナーの付着量を測定し、その結果から前記トナー濃度検出手段のトナー濃度検出値の目標値を変更し、当該トナー濃度検出手段による現在値と変更された目標値の差分からトナー補給量を補正し、当該補正量を前記所定の間隔内で、均等分割してトナー補給量を補正するように制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   前記制御装置は、出力画像の画素データに基づくトナー補給量及びトナー濃度検出値と目標値の差分から算出するトナー補給量に基づいて全体的なトナー補給量を算出し、全体的な補給量に対する画素分の補給量とトナー検出手段から算出するトナー補給量の割合を実質的均一に保つように制御することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置において、
   前記制御装置は、前記基準画像を紙間で作成する際に、当該紙間を基準画像を作成しない場合の紙間より広くするように制御することを特長とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置において、
   前記現像装置は、感光体上にトナーを移動させるときの現像電界として直流電界を印加することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像形成装置において、
   プロセス線速が２８０ｍｍ／秒以上であり、複数の現像装置を搭載したタンデム型のカラー画像形成装置であることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項記載の画像形成装置において、
   前記現像装置内の現像剤は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤であり、当該キャリアは、体積平均粒径４０μｍ以下で、体積抵抗がｌｏｇＲ（Ω・ｃｍ）＝１３以上の抵抗キャリアであることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像形成装置において、
   前記現像装置内のトナーは、平均円形度が０．９４以上のトナーであることを特徴とする画像形成装置。

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