JP2022064066A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022064066A JP2022064066A JP2020172575A JP2020172575A JP2022064066A JP 2022064066 A JP2022064066 A JP 2022064066A JP 2020172575 A JP2020172575 A JP 2020172575A JP 2020172575 A JP2020172575 A JP 2020172575A JP 2022064066 A JP2022064066 A JP 2022064066A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- image
- density
- mode
- detected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 339
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 10
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 64
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 17
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 13
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 13
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 7
- 238000011161 development Methods 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282373 Panthera pardus Species 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/0822—Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
- G03G15/0848—Arrangements for testing or measuring developer properties or quality, e.g. charge, size, flowability
- G03G15/0849—Detection or control means for the developer concentration
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/50—Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control
- G03G15/5033—Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control by measuring the photoconductor characteristics, e.g. temperature, or the characteristics of an image on the photoconductor
- G03G15/5041—Detecting a toner image, e.g. density, toner coverage, using a test patch
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/50—Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control
- G03G15/5054—Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control by measuring the characteristics of an intermediate image carrying member or the characteristics of an image on an intermediate image carrying member, e.g. intermediate transfer belt or drum, conveyor belt
- G03G15/5058—Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control by measuring the characteristics of an intermediate image carrying member or the characteristics of an image on an intermediate image carrying member, e.g. intermediate transfer belt or drum, conveyor belt using a test patch
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Abstract
【課題】目標トナー濃度が上限値又は下限値に達していない場合でも、画像品位が低下することを抑制できる構成を提供する。【解決手段】所定のタイミングで画像濃度センサによりパッチ画像濃度を検知するパッチ検ATR制御を実行する。インダクターゲット値は、パッチ画像濃度と基準濃度とに基づいて、予め定められた上限値と下限値の範囲内で設定される。パッチ検ATR制御において検知したパッチ画像濃度が所定量よりも濃く、且つ、設定されていたインダクターゲット値が上限値に達していない(目標トナー濃度が下限値)に達していない)場合には、次のようにする。即ち、インダクターゲット値をパッチ検ATR制御の実行直前よりも高く(目標トナー濃度を低く)すると共に、二次転写ターゲット電流をパッチ検ATR制御の実行直前よりも小さくする。【選択図】図8
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。
画像形成装置として、トナーとキャリアを含む現像剤(二成分現像剤)を収容した現像装置を用いて、像担持体としての感光ドラムに形成された静電像を現像するものが広く普及している。このような画像形成装置では、現像装置内のトナー帯電量を一定に維持すべく、現像装置内のトナー濃度(現像剤に占めるトナーの割合)をトナー濃度検知手段としてのインダクタンスセンサにより検知して、トナー濃度を調整するようにしている。
具体的には、制御用トナー像としてのパッチ画像を形成し、パッチ画像の濃度と基準濃度から目標トナー濃度を設定し、トナー濃度が目標トナー濃度となるように現像装置へのトナー供給を制御している。また、目標トナー濃度には上限値及び下限値があり、この範囲内で目標トナー濃度を設定するようにしている。
但し、目標トナー濃度が上限値又は下限値に維持されてしまうことがあり、この場合に、トナー帯電量が想定以上に変化すると画像品位が低下する虞がある。そこで、目標トナー濃度が上限値又は下限値に維持されている場合に、パッチ画像の濃度から二次転写部における転写電流を調整する制御が提案されている(特許文献1)。なお、二次転写部は、感光ドラムから中間転写ベルトに転写されたトナー像を、更に中間転写ベルトから記録材に転写する部分である。
近年、現像装置に収容する現像剤の量を少なくして、イニシャルコストを低減することが行われている。このような現像装置の場合、目標トナー濃度が上限値と下限値の範囲内に収まっていても、トナー帯電量が想定以上に変化する虞があり、この場合、画像品位が低下する虞がある。
本発明は、目標トナー濃度が上限値又は下限値に達していない場合でも、画像品位が低下することを抑制できる構成を提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、静電像を担持する像担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、前記像担持体に形成された静電像をトナーにより現像してトナー像とする現像装置と、前記現像装置にトナーを供給可能なトナー供給部と、前記現像装置の内部のトナー濃度に関する情報を検知するトナー濃度検知手段と、前記像担持体との間で一次転写部を形成し、前記一次転写部において前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内面に接触して前記中間転写ベルトを張架する内ローラと、前記中間転写ベルトとの間で二次転写部を形成し、前記二次転写部において前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する外ローラと、前記内ローラもしくは前記外ローラに転写バイアスを印加する電源と、前記像担持体から前記中間転写ベルトに転写された制御用トナー像の画像濃度を検知可能な画像濃度検知手段と、前記トナー濃度検知手段により検知した前記トナー濃度と、目標トナー濃度と、に基づいて前記トナー供給部から前記現像装置へのトナーの供給量を制御すると共に、所定のタイミングで前記中間転写ベルトに前記制御用トナー像を転写して前記画像濃度検知手段により前記制御用トナー像の画像濃度を検知するモードを実行可能で、前記モードにおいて検知した画像濃度と基準濃度とに基づいて前記目標トナー濃度を、予め定められた上限値と下限値の範囲内で設定する制御部と、を備え、前記制御部は、前記モードにおいて検知した画像濃度が所定量よりも濃く、且つ、設定されていた前記目標トナー濃度が前記下限値に達していない場合には、前記目標トナー濃度を前記モードの実行直前よりも低くすると共に、前記転写バイアスを前記モードの実行直前よりも小さくするように前記電源を制御することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、静電像を担持する像担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、前記像担持体に形成された静電像をトナーにより現像してトナー像とする現像装置と、前記現像装置にトナーを供給可能なトナー供給部と、前記現像装置の内部のトナー濃度に関する情報を検知するトナー濃度検知手段と、前記像担持体との間で一次転写部を形成し、前記一次転写部において前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内面に接触して前記中間転写ベルトを張架する内ローラと、前記中間転写ベルトとの間で二次転写部を形成し、前記二次転写部において前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する外ローラと、前記内ローラもしくは前記外ローラに転写バイアスを印加する電源と、前記像担持体から前記中間転写ベルトに転写された制御用トナー像の画像濃度を検知可能な画像濃度検知手段と、前記トナー濃度検知手段により検知した前記トナー濃度と、目標トナー濃度と、に基づいて前記トナー供給部から前記現像装置へのトナーの供給量を制御すると共に、所定のタイミングで前記中間転写ベルトに前記制御用トナー像を転写して前記画像濃度検知手段により前記制御用トナー像の画像濃度を検知するモードを実行可能で、前記モードにおいて検知した画像濃度と基準濃度とに基づいて前記目標トナー濃度を、予め定められた上限値と下限値の範囲内で設定する制御部と、を備え、前記制御部は、前記モードにおいて検知した画像濃度が所定量よりも薄く、且つ、設定されていた前記目標トナー濃度が前記上限値に達していない場合には、前記目標トナー濃度を前記モードの実行直前よりも高くすると共に、前記転写バイアスを前記モードの実行直前よりも大きくするように前記電源を制御することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、静電像を担持する像担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、前記像担持体に形成された静電像をトナーにより現像してトナー像とする現像装置と、前記現像装置にトナーを供給可能なトナー供給部と、前記現像装置の内部のトナー濃度に関する情報を検知するトナー濃度検知手段と、前記像担持体との間で一次転写部を形成し、前記一次転写部において前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内面に接触して前記中間転写ベルトを張架する内ローラと、前記中間転写ベルトとの間で二次転写部を形成し、前記二次転写部において前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する外ローラと、前記内ローラもしくは前記外ローラに転写バイアスを印加する電源と、前記像担持体から前記中間転写ベルトに転写された制御用トナー像の画像濃度を検知可能な画像濃度検知手段と、前記トナー濃度検知手段により検知した前記トナー濃度と、目標トナー濃度と、に基づいて前記トナー供給部から前記現像装置へのトナーの供給量を制御すると共に、所定のタイミングで前記中間転写ベルトに前記制御用トナー像を転写して前記画像濃度検知手段により前記制御用トナー像の画像濃度を検知するモードを実行可能で、前記モードにおいて検知した画像濃度と基準濃度とに基づいて前記目標トナー濃度を、予め定められた上限値と下限値の範囲内で設定する制御部と、を備え、前記制御部は、前記モードにおいて検知した画像濃度が所定量よりも濃く、且つ、設定されていた前記目標トナー濃度が前記下限値に達していない場合に、前記転写バイアスを前記モードの実行直前よりも小さくするように前記電源を制御することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、静電像を担持する像担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、前記像担持体に形成された静電像をトナーにより現像してトナー像とする現像装置と、前記現像装置にトナーを供給可能なトナー供給部と、前記現像装置の内部のトナー濃度に関する情報を検知するトナー濃度検知手段と、前記像担持体との間で一次転写部を形成し、前記一次転写部において前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内面に接触して前記中間転写ベルトを張架する内ローラと、前記中間転写ベルトとの間で二次転写部を形成し、前記二次転写部において前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する外ローラと、前記内ローラもしくは前記外ローラに転写バイアスを印加する電源と、前記像担持体から前記中間転写ベルトに転写された制御用トナー像の画像濃度を検知可能な画像濃度検知手段と、前記トナー濃度検知手段により検知した前記トナー濃度と、目標トナー濃度と、に基づいて前記トナー供給部から前記現像装置へのトナーの供給量を制御すると共に、所定のタイミングで前記中間転写ベルトに前記制御用トナー像を転写して前記画像濃度検知手段により前記制御用トナー像の画像濃度を検知するモードを実行可能で、前記モードにおいて検知した画像濃度と基準濃度とに基づいて前記目標トナー濃度を、予め定められた上限値と下限値の範囲内で設定する制御部と、を備え、前記制御部は、前記モードにおいて検知した画像濃度が所定量よりも薄く、且つ、設定されていた前記目標トナー濃度が前記上限値に達していない場合に、前記転写バイアスを前記モードの実行直前よりも大きくするように前記電源を制御することを特徴とする。
本発明によれば、目標トナー濃度が上限値又は下限値に達していない場合でも、画像品位が低下することを抑制できる。
実施形態について、図1ないし図8を用いて説明する。本実施形態では、画像形成装置1の一例としてタンデム型のフルカラープリンタについて説明している。但し、本発明はタンデム型の画像形成装置1に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途で実施することができる。
[画像形成装置]
図1に示すように、画像形成装置1は、装置本体10と、不図示のシート給送部と、画像形成部40と、不図示のシート排出部と、制御部11とを備えている。画像形成装置1は、不図示の原稿読取装置、パーソナルコンピュータ等のホスト機器、あるいはデジタルカメラやスマートフォン等の外部機器からの画像信号に応じて、4色フルカラー画像を記録材に形成することができる。尚、記録材であるシートSは、トナー像が形成されるものであり、具体例として、薄紙、普通紙、厚紙、合成樹脂製のシート、オーバーヘッドプロジェクタ用のシート等がある。
図1に示すように、画像形成装置1は、装置本体10と、不図示のシート給送部と、画像形成部40と、不図示のシート排出部と、制御部11とを備えている。画像形成装置1は、不図示の原稿読取装置、パーソナルコンピュータ等のホスト機器、あるいはデジタルカメラやスマートフォン等の外部機器からの画像信号に応じて、4色フルカラー画像を記録材に形成することができる。尚、記録材であるシートSは、トナー像が形成されるものであり、具体例として、薄紙、普通紙、厚紙、合成樹脂製のシート、オーバーヘッドプロジェクタ用のシート等がある。
画像形成部40は、シート給送部から給送されたシートSに対して、画像情報に基づいて画像を形成可能である。画像形成部40は、画像形成ユニット50y,50m,50c,50kと、トナーボトル41y,41m,41c,41kと、露光装置42y,42m,42c,42kと、中間転写ユニット44と、二次転写部45と、定着部46とを備えている。尚、本実施形態の画像形成装置1は、フルカラーに対応するものであり、画像形成ユニット50y,50m,50c,50kは、イエロー(y)、マゼンタ(m)、シアン(c)、ブラック(k)の4色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。このため、図1中では4色の各構成について同符号の後に色の識別子を付して示すが、図2及び図3、明細書中では色の識別子を付さずに符号のみで説明する場合もある。
画像形成ユニット50は、トナー画像を形成する像担持体としての感光ドラム51と、帯電ローラ52と、現像装置20と、前露光装置54と、規制ブレード55と、を有している。画像形成ユニット50は、プロセスカートリッジとして一体にユニット化されて、装置本体10に対して着脱可能に構成されている。
感光ドラム51は、回転可能であり、画像形成に用いられる静電像を担持する。感光ドラム51は、本実施の形態では、外径30mmの負帯電性の有機感光体(OPC)であり、例えば210mm/secのプロセス速度(周速度)で矢印方向に回転駆動される。感光ドラム51は、アルミニウム製シリンダを基体とし、その表面に表面層として、順に塗布して積層された下引き層と、光電荷発生層と、電荷輸送層との3層を有している。なお、本実施形態の画像形成装置1は、プロセス速度が可変である。
図2に示すように、帯電ローラ52は、感光ドラム51の表面に接触し、従動して回転するゴムローラを用いており、感光ドラム51の表面を均一に帯電する。帯電ローラ52には、帯電バイアス電源60が接続されている。帯電バイアス電源60は、帯電ローラ52に帯電バイアスとして直流電圧を印加し、帯電ローラ52を介して感光ドラム51を帯電する。
露光装置42は、レーザスキャナであり、制御部11から出力される分解色の画像情報に従って、レーザ光を発し、帯電された感光ドラム51の表面を露光して静電増を形成する。現像装置20は、現像バイアスが印加されることにより感光ドラム51に形成された静電像をトナーにより現像してトナー像とする。現像装置20には、現像バイアスを印加するための現像バイアス電源61が接続されている。現像装置20の詳細は、後述する。
感光ドラム51に現像されたトナー像は、後述する中間転写ベルト44bに一次転写される。図1に示すように、一次転写後の感光ドラム51は、前露光装置54によって表面を除電される。規制ブレード55は、カウンターブレード方式であり、ブレードの自由長を8mmとするウレタンを主体とした弾性ブレードで、感光ドラム51に対して所定の押圧力で当接されている。
中間転写ユニット44は、駆動ローラ44aや従動ローラ44d、一次転写ローラ47y,47m,47c,47k等の複数のローラと、これらのローラに巻き掛けられ(張架され)、トナー像を担持する中間転写ベルト44bとを備えている。一次転写ローラ47y,47m,47c,47kは、感光ドラム51y,51m,51c,51kにそれぞれ対向して配置され、中間転写ベルト44bに当接する。一次転写ローラ47には、一次転写バイアスを印加するための一次転写バイアス電源62が接続されている(図2参照)。
中間転写体としての中間転写ベルト44bは、感光ドラム51に当接して感光ドラム51との間で一次転写部を形成し、一次転写バイアスが印加されることにより、感光ドラム51に形成されたトナー像を一次転写部で一次転写する。中間転写ベルト44bに一次転写ローラ47によって正極性の一次転写バイアスを印加することにより、感光ドラム51上のそれぞれの負極性を持つトナー像が順次中間転写ベルト44bに多重転写される。中間転写ベルト44bには、制御用トナー像としてのパッチ画像の画像濃度を検知する画像濃度検知手段としての画像濃度センサ72が対向して設けられている。
二次転写部45は、内ローラとしての二次転写内ローラ45aと、二次転写部材又は外ローラとしての二次転写外ローラ45bとを備えている。二次転写内ローラ45aは、中間転写ベルト44bの内面に接触して中間転写ベルト44bを張架する。二次転写外ローラ45bには、二次転写バイアスを印加するための電源としての二次転写バイアス電源63が接続されている。二次転写外ローラ45bに正極性の二次転写バイアスを印加することによって、中間転写ベルト44bに形成されたフルカラーのトナー像をシートSに転写する。二次転写外ローラ45bは、二次転写内ローラ45aに張架された中間転写ベルト44bの外周面に当接して中間転写ベルト44bとの間で二次転写部45を形成する。そして、二次転写バイアスが印加されることにより、中間転写ベルト44bに一次転写されたトナー像を二次転写部45でシートSに二次転写する。本実施形態では、二次転写外ローラ45bに二次転写バイアスを印加する構成を例に説明したが、二次転写内ローラ45aに二次転写バイアスを印加する構成であってもよい。
定着部46は、定着ローラ46a及び加圧ローラ46bを備えている。定着ローラ46aと加圧ローラ46bとの間をシートSが挟持され搬送されることにより、シートSに転写されたトナー像は加熱及び加圧されてシートSに定着される。シート排出部は、定着後、排出経路から搬送されるシートSを給送し、例えば、排出口から排出して排出トレイに積載する。
[現像装置]
図3に示すように、現像装置20は、現像剤を収容する現像容器21と、第1の搬送スクリュ22と、第2の搬送スクリュ23と、現像スリーブ24と、規制部材25と、トナー濃度センサ71とを有している。現像装置20は、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアを含む現像剤を収容すると共に、感光ドラム51上に形成された静電像を現像剤により現像する。現像容器21は、感光ドラム51に対向する位置に、現像スリーブ24が露出する開口部21aを有している。
図3に示すように、現像装置20は、現像剤を収容する現像容器21と、第1の搬送スクリュ22と、第2の搬送スクリュ23と、現像スリーブ24と、規制部材25と、トナー濃度センサ71とを有している。現像装置20は、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアを含む現像剤を収容すると共に、感光ドラム51上に形成された静電像を現像剤により現像する。現像容器21は、感光ドラム51に対向する位置に、現像スリーブ24が露出する開口部21aを有している。
現像容器21は、略中央部にて長手方向に延在する隔壁27を有している。現像容器21は、この隔壁27によって略水平方向に現像室21bと攪拌室21cとに区画されている。現像剤は、これら現像室21b及び攪拌室21cに収容されている。現像室21bと攪拌室21cとの間の隔壁27には、現像スリーブ24の回転軸線方向両端部において現像室21bと攪拌室21cとを相互に連通させる2つの不図示の連通部が形成されている。現像室21bは、現像スリーブ24に現像剤を供給すると共に現像スリーブ24から現像剤を回収する。攪拌室21cは、不図示の連通部を介して現像室21bから送られた現像剤と、現像容器21に補給された補給現像剤とを攪拌する。
第1の搬送スクリュ22は、現像室21bに現像スリーブ24の回転軸線方向に沿って現像スリーブ24と略平行に配置され、現像室21b内の現像剤を攪拌しつつ搬送する。第2の搬送スクリュ23は、攪拌室21c内に第1の搬送スクリュ22の回転軸線方向と略平行に配置され、攪拌室21c内の現像剤を第1の搬送スクリュ22と反対方向に搬送する。即ち、現像室21bと攪拌室21cとは、現像剤を撹拌しつつ搬送する現像剤の循環経路を構成している。トナーは、各スクリュ22,23によって攪拌されることにより、キャリアと摺擦して負極性に摩擦帯電される。尚、第2の搬送スクリュ23の搬送方向下流側の端部には、搬送方向を逆にした返しスクリュ(不図示)が設けられている。攪拌室21cにおいて、上流側から搬送される現像剤の大部分は、返しスクリュに押し戻されて連通部から現像室21bに搬送される。現像スリーブ24及び搬送スクリュ22,23は、現像容器21の外側で、不図示の歯車機構によって連結され、共通の駆動モータによって一体に回転駆動される。
攪拌室21cにおいて、現像剤の搬送方向の上流側の端部には、上方に開口した供給口28が形成され、供給口28にはトナーボトル(トナー供給部)41のホッパ41aが接続されている。トナーボトル41は、現像装置20にトナーを供給可能であり、トナーボトル41から供給されたトナーは、ホッパ41aを介して供給口28から攪拌室21cに供給される。尚、トナーボトル41の下部にはスクリュが内蔵され、スクリュの回転によりトナーボトル41に収容されたトナーが攪拌室21cに供給される。このスクリュは、制御部11により制御されるモータを駆動源として駆動される。
現像スリーブ24は、非磁性のトナー及び磁性のキャリアを有する現像剤を担持して、感光ドラム51に対向する現像領域に搬送する。現像スリーブ24は、例えばアルミニウムや非磁性ステンレス等の非磁性材料で構成され、本実施の形態ではアルミニウム製としている。現像スリーブ24の内側には、ローラ状のマグネットローラ(磁界発生手段)24mが、現像容器21に対して非回転状態で固定設置されている。マグネットローラ24mは、表面に複数の磁極N1、S1、N2、S2、N3を有している。
トナー濃度センサ(トナー濃度検知手段)71は、例えば、攪拌室21cの側壁に設けられ、現像容器21の内部の現像剤を検出して現像剤に占めるトナーの割合に応じた信号を出力することでトナー濃度に関する情報を検知する。本実施形態では、トナー濃度センサ71はインダクタンスセンサであり、実際には、現像剤に占めるキャリアの割合に応じた信号を出力する。即ち、二成分現像剤では、キャリアの比率が高まると透磁率が高まる。このため、インダクタンスセンサは、透磁率を検知して、トナー濃度に応じた信号を出力する。したがって、インダクタンスセンサの出力値が増加した場合には、トナー濃度が低下していることを示し、インダクタンスセンサの出力値が低下した場合には、トナー濃度が増加していることを示す。なお、トナー濃度は、キャリア及びトナーの合計重量に対するトナー重量の割合であり、以下では、TD比ともいう。また、トナー濃度センサ71の出力値は、インダクタンス情報ともいう。
現像容器21には、トナーとキャリアを主成分とする現像剤が収容されており、初期状態の現像剤に占めるトナーの重量で示した割合(トナー濃度、TD比)は約8%である。尚、TD比は、トナー帯電量、キャリア粒径、現像装置20の構造等で適正に調整されるべきものであり、8%に限定されるものではない。
現像バイアス電源61(図2参照)は、負極性の直流電圧Vdcに交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ24に印加する。負極性の直流電圧Vdcが印加された現像スリーブ24は、感光ドラム51に形成されている静電像よりも相対的に負極性になり、現像剤中の負極性に帯電したトナーが現像スリーブ24から感光ドラム51へ移転する。現像スリーブ24上の静電像を現像した残りの現像剤は、現像スリーブ24の回転に従って現像容器21内に回収され、搬送スクリュ22によって搬送される現像剤に混合される。
[制御構成]
図2に示すように、制御部11はコンピュータにより構成され、例えばCPU12と、各部を制御するプログラムを記憶するROM13と、データを一時的に記憶するRAM14と、外部と信号を入出力する入出力回路(I/F)15とを備えている。また、制御部11は、例えば、後述するパッチ画像濃度などの各種データを記憶可能な記憶手段としてのメモリ16を備えている。CPU12は、画像形成装置1の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。CPU12は、入出力回路15を介して、シート給送部、画像形成部40、シート排出部に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。ROM13には、シートSに画像を形成するための画像形成制御シーケンス等が記憶され、例えば環境情報に基づいて二次転写バイアスとしての二次転写電流または二次転写電圧を決定する二次転写高圧テーブルが記憶されている。
図2に示すように、制御部11はコンピュータにより構成され、例えばCPU12と、各部を制御するプログラムを記憶するROM13と、データを一時的に記憶するRAM14と、外部と信号を入出力する入出力回路(I/F)15とを備えている。また、制御部11は、例えば、後述するパッチ画像濃度などの各種データを記憶可能な記憶手段としてのメモリ16を備えている。CPU12は、画像形成装置1の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。CPU12は、入出力回路15を介して、シート給送部、画像形成部40、シート排出部に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。ROM13には、シートSに画像を形成するための画像形成制御シーケンス等が記憶され、例えば環境情報に基づいて二次転写バイアスとしての二次転写電流または二次転写電圧を決定する二次転写高圧テーブルが記憶されている。
また、制御部11には、帯電バイアス電源60と、現像バイアス電源61と、一次転写バイアス電源62と、二次転写バイアス電源63と、トナー濃度センサ71と、画像濃度センサ72と、環境センサ73とが接続されている。制御部11は、トナー消費量、及び、トナー濃度センサ71により検知したトナー濃度と目標トナー濃度との関係に基づいてトナーボトル41から現像装置20へのトナーの供給量を制御する。これと共に、制御部11は、所定のタイミングで中間転写ベルト44bにパッチ画像を転写して画像濃度センサ72によりパッチ画像の画像濃度を検知するモードとしてのパッチ検ATR(Auto Toner Replenishing)制御を実行可能である。そして、制御部11は、パッチ検ATR制御において検知した画像濃度(パッチ画像濃度)と基準濃度とに基づいて目標トナー濃度を設定する。
また、制御部11は、紙種情報と、環境センサ73により検知した環境情報に基づいて、一次転写部及び二次転写部45における転写条件を設定する。湿度検知手段としての環境センサ73は、温度及び湿度を検知可能なセンサであり、制御部11は、環境センサ73により検知した相対湿度に基づいて転写条件を設定可能である。なお、詳しくは後述するが、制御部11は、パッチ検ATR制御によっても、転写条件を設定可能である。
[画像形成動作]
次に、このように構成された画像形成装置1における画像形成動作について説明する。画像形成動作が開始されると、まず感光ドラム51が回転して表面が帯電ローラ52により帯電される。そして、露光装置42により画像情報に基づいてレーザ光が感光ドラム51に対して発光され、感光ドラム51の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像にトナーが付着することにより、現像されてトナー画像として可視化され、中間転写ベルト44bに転写される。
次に、このように構成された画像形成装置1における画像形成動作について説明する。画像形成動作が開始されると、まず感光ドラム51が回転して表面が帯電ローラ52により帯電される。そして、露光装置42により画像情報に基づいてレーザ光が感光ドラム51に対して発光され、感光ドラム51の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像にトナーが付着することにより、現像されてトナー画像として可視化され、中間転写ベルト44bに転写される。
一方、このようなトナー像の形成動作に並行してシートSが供給され、中間転写ベルト44bのトナー画像にタイミングを合わせて、搬送経路を介してシートSが二次転写部45に搬送される。更に、中間転写ベルト44bからシートSに画像が転写され、シートSは、定着部46に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱及び加圧されてシートSの表面に定着され、装置本体10から排出される。
[トナー供給制御]
次に、本実施の形態の画像形成装置1における現像装置20にトナーを供給するための制御について説明する。二成分現像方式は、他の現像方式と比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えている。一方、トナーが消費されることにより、現像容器21内の現像剤のTD比が変化する。その結果、トナー帯電量が変化することで、現像特性が変化して出力画像濃度が変化する可能性がある。このため、画像形成された画像濃度を一定に維持するために、現像剤のTD比や画像濃度を正確に検出して、過不足の無いトナーを供給するトナー供給制御技術が実用化されている。
次に、本実施の形態の画像形成装置1における現像装置20にトナーを供給するための制御について説明する。二成分現像方式は、他の現像方式と比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えている。一方、トナーが消費されることにより、現像容器21内の現像剤のTD比が変化する。その結果、トナー帯電量が変化することで、現像特性が変化して出力画像濃度が変化する可能性がある。このため、画像形成された画像濃度を一定に維持するために、現像剤のTD比や画像濃度を正確に検出して、過不足の無いトナーを供給するトナー供給制御技術が実用化されている。
本実施の形態では、インダクタンス制御、ビデオカウント制御、パッチ検ATR制御によるトリプル制御方式を採用して、バランス良く出力画像濃度を安定化させている。インダクタンス制御は、トナー濃度センサ71により検知したトナー濃度(インダクタンス値(情報))に基づいて、トナー供給量を制御する方式である。ビデオカウント制御は、ビデオカウント値(情報)に基づいて、トナー供給を行う制御である。ビデオカウント値は、入力された画像データの1画素毎のレベル(例えば、0~255レベル)を画像1面分積算した値である。パッチ検ATR制御は、上述のように、中間転写ベルト44bにパッチ画像を転写して、画像濃度センサ72により検知したパッチ画像濃度に基づいて、トナー供給量を制御する方式である。
したがって、まず、ビデオカウント制御によりトナー消費量を予測してフィードフォワードで消費分のトナー供給を実施しつつ、供給量バラツキをインダクタンス制御によって、トナー濃度の基準値に対してのズレをフィードバックで補正する制御としている。これは、ビデオカウント制御のみでは、例えば、トナー消費量が多いケースでは、トナー供給後にインダクタンス制御によって供給したトナーが到達するまでの時間差による検知遅れで、トナー濃度が予想以上に低下する場合があるためである。従って、大枠のトナー消費量をビデオカウント値の情報で決定し、インダクタンス情報によって補正することが、トナー供給の精度向上の観点で好ましい。
また、パッチ検ATR制御によって求められたパッチ画像濃度に応じて、インダクタンス制御の目標トナー濃度を適宜変更する制御が実行されている。即ち、同一トナー濃度であってもキャリア表面へのトナー付着などにより、キャリア帯電性能が低下して、使用に伴い緩やかにトナー帯電量が低下することが良く知られている。従って、低頻度のパッチ検ATRによってインダクタンス制御によるトナー濃度目標値を変更することが好ましい。
本実施形態では、パッチ検ATR制御は、所定のタイミングで実行可能である。例えば画像比率が20%未満、特に画像比率が2~10%程度の画像を1000枚の連続プリントする場合、所定のタイミングとして100枚間隔でATRパッチ制御を実行する。パッチ検ATR制御では、画像濃度センサ72により中間転写ベルト44b上に転写されたATRパッチ画像濃度(例えばトナー濃度1.0)を検知する。そして、パッチ画像濃度が基準濃度よりも大きいか(後述のパッチ区分1、2)小さいか(後述のパッチ区分4、5)、あるいは所定範囲内か(後述のパッチ区分3)を判断しインダクタンス制御の目標トナー濃度に相当するVtrgtを更新する。Vtrgtは、インダクターゲット値もという。そして、次のパッチ検ATR制御実施までは更新された目標トナー濃度に収束するようにトナー供給量とトナーの供給の頻度を調整する。更に、次のパッチ検ATR制御でも前回実施同様に中間転写ベルト44b上のトナー画像濃度を検知して、検知結果によりインダクタンス制御の目標トナー濃度を補正するということを繰り返し行う。
具体的には、例えば画像比率が20%以上のように高画像比率で連続画像形成した場合には、現像装置内のトナー消費量が多くなり、トナー帯電量が低下し易い。そして、トナー帯電量の低下が著しいと、パッチ検ATR制御が実行される毎にインダクタンス制御によって決定されるインダクターゲット値であるVtrgtが高い値に設定(TD比が低くなる)される。即ち、トナー帯電量が低いと、パッチ検ATR制御で検知されるパッチ画像濃度は基準濃度よりも濃くなる(後述のパッチ区分1、2)。この場合、現像装置内のトナー帯電量を上げるべく、目標トナー濃度を下げて(即ち、Vtrgtを高くして)、現像装置内のトナーの割合を下げるようにする。これにより、トナーがキャリアと接触する機会が増えてトナー帯電量を上げることができる。
一方、低画像比率で連続画像形成した場合には、現像装置内のトナー消費量が少なく、トナー帯電量が上昇し易い。そして、トナー帯電量の上昇が著しいと、パッチ検ATR制御が実行される毎にインダクタンス制御によって決定されるインダクターゲット値であるVtrgtが低い値に設定(TD比が高くなる)される。即ち、トナー帯電量が高いと、パッチ検ATR制御で検知されるパッチ画像濃度は基準濃度よりも薄くなる(後述のパッチ区分4、5)。この場合、現像装置内のトナー帯電量を下げるべく、目標トナー濃度を上げて(即ち、Vtrgtを低くして)、現像装置内のトナーの割合を上げるようにする。これにより、トナーがキャリアと接触する機会が減ってトナー帯電量を下げることができる。
以上、制御部11は、パッチ検ATR制御で検知されるパッチ画像濃度が基準濃度よりも濃い場合は、目標トナー濃度を下げる(Vtrgtを高くする)。そして、パッチ画像濃度が濃いほど、目標トナー濃度を下げるように制御する。また、制御部11は、パッチ検ATR制御で検知されるパッチ画像濃度が基準濃度よりも薄い場合は、目標トナー濃度を上げる(Vtrgtを低くする)。そして、パッチ画像濃度が薄いほど、目標トナー濃度を上げるように制御している。また、制御部11は、パッチ検ATR制御で検知されるパッチ画像濃度が基準濃度に対して適正な範囲内にある場合は、目標トナー濃度を変更しない。
ここで、インダクターゲット値には、上限値と下限値とが設定されており、パッチ検ATR制御では、インダクターゲット値をこの範囲内で設定する。即ち、パッチ検ATR制御において検知したパッチ画像濃度と基準濃度との関係に基づいて目標トナー濃度を、予め定められた上限値と下限値の範囲内で設定する。但し、目標トナー濃度が上限値又は下限値に維持されてしまうことがあり、この場合に、トナー帯電量が想定以上に変化すると画像品位が低下する虞がある。そこで、本実施形態においても、目標トナー濃度が上限値又は下限値に維持されている場合に、パッチ画像の濃度から二次転写部における転写電流を調整するようにしている。
[転写バイアスの制御]
本実施形態では、上述の制御に加えて、目標トナー濃度が上限値又は下限値に維持されていなくても、パッチ画像の濃度から二次転写部における転写バイアスを調整するようにしている。即ち、本実施形態の現像装置では、収容する現像剤の量を少なくして、イニシャルコストを低減するようにしている。但し、このような現像装置の場合、目標トナー濃度が上限値と下限値の範囲内に収まっていても、トナー帯電量が想定以上に変化する虞があり、この場合、画像品位が低下する虞がある。
本実施形態では、上述の制御に加えて、目標トナー濃度が上限値又は下限値に維持されていなくても、パッチ画像の濃度から二次転写部における転写バイアスを調整するようにしている。即ち、本実施形態の現像装置では、収容する現像剤の量を少なくして、イニシャルコストを低減するようにしている。但し、このような現像装置の場合、目標トナー濃度が上限値と下限値の範囲内に収まっていても、トナー帯電量が想定以上に変化する虞があり、この場合、画像品位が低下する虞がある。
現像装置内の現像剤量が十分である場合、目標トナー濃度が上限値と下限値の範囲内に収まっていれば、上述のようなトナー供給制御を行うことで、現像装置内のトナー帯電量を所望の範囲に収めることができた。
一方、現像装置内の現像剤量が少ないと、目標トナー濃度が上限値と下限値の範囲内に収まっており、パッチ検ATR制御を含む上述のような制御を行ったとしても、現像装置内のトナー帯電量が所望の範囲から外れることがある。例えば、環境によってトナー帯電量が所望の範囲から外れてしまうことがある。
具体的には、高温多湿環境において、トナーの帯電量が下がりやすいことが知られている。高温多湿環境でトナーの帯電量が下がった場合、二次転写部で転写電流が過剰になることにより、記録材の搬送方向に周期的なトナーの転写抜け(以下、豹柄と呼ぶ)が発生し、画像品位が大きく低下してしまう。これに対して、低温低湿環境においては、トナーの帯電量が上がりやすいことが知られている。低温低湿環境でトナーの帯電量が上がった場合、二次転写部で転写電流が不足することによる転写抜け(以下、ボソと呼ぶ)が発生し、画像品位が大きく低下してしまう。
そこで本実施形態では、制御部11は、パッチ検ATR制御において検知したパッチ画像濃度が所定量よりも濃く、且つ、設定されていた目標トナー濃度が下限値に達していない場合には、目標トナー濃度をパッチ検ATR制御の実行直前よりも低くする。これと共に、制御部11は、二次転写バイアスをパッチ検ATR制御の実行直前よりも小さくする。即ち、目標トナー濃度が下限値、言い換えれば、インダクターゲット値が上限値(Vuplim)に達していない場合、パッチ画像濃度が所定量よりも濃いと、目標トナー濃度を低く(インダクターゲット値を高く)する。これと共に、二次転写部に流れる転写電流が小さくなるように二次転写バイアスを設定する。
パッチ画像濃度が基準濃度よりも濃いということは、トナー帯電量が低いということである。このため、上述のパッチ検ATR制御で説明したように、インダクターゲット値を高くして、現像装置内のトナー帯電量を高くするようにする。一方、上述のように、高温多湿環境でトナー帯電量が下がった場合、二次転写部で転写電流が過剰になることにより画像品位が低下する虞がある。このため、本実施形態では、二次転写部に流れる転写電流が小さくなるように二次転写バイアスを設定するようにしている。この際、上述の所定量を環境センサ73により検知した相対湿度により変更することで、環境に応じて適切に制御するようにしている。詳しくは後述する。
一方、制御部11は、パッチ検ATR制御において検知したパッチ画像濃度が所定量よりも薄く、且つ、設定されていた目標トナー濃度が上限値に達していない場合には、目標トナー濃度をパッチ検ATR制御の実行直前よりも高くする。これと共に、制御部11は、二次転写バイアスをパッチ検ATR制御の実行直前よりも大きくする。即ち、目標トナー濃度が上限値、言い換えれば、インダクターゲット値が下限値(Vlowlim)に達していない場合、パッチ画像濃度が所定量よりも薄いと、目標トナー濃度を高く(インダクターゲット値を低く)する。これと共に、二次転写部に流れる転写電流が大きくなるように二次転写バイアスを設定する。
パッチ画像濃度が基準濃度よりも薄いということは、トナー帯電量が高いということである。このため、上述のパッチ検ATR制御で説明したように、インダクターゲット値を低くして、現像装置内のトナー帯電量を低くするようにする。一方、上述のように、低温低湿環境でトナーの帯電量が上がった場合、二次転写部で転写電流が不足することにより画像品位が低下する虞がある。このため、本実施形態では、二次転写部に流れる転写電流が大きくなるように二次転写バイアスを設定するようにしている。この際、上述の所定量を環境センサ73により検知した相対湿度により変更することで、環境に応じて適切に制御するようにしている。詳しくは後述する。
[転写バイアス制御の詳細]
まず、本実施形態では、パッチ画像濃度を5区分に分け、段階ごとの閾値をQth1~Qth4とし、以下の区分に分ける。
Qth1<パッチ画像濃度 ;区分1
Qth2<パッチ画像濃度≦Qth1 ;区分2
Qth3<パッチ画像濃度≦Qth2 ;区分3
Qth4<パッチ画像濃度≦Qth3 ;区分4
パッチ画像濃度<Qth4 ;区分5
パッチ検ATR制御によって求められたパッチ画像濃度は、上記の区分(パッチ区分)に変換されて出力される。
まず、本実施形態では、パッチ画像濃度を5区分に分け、段階ごとの閾値をQth1~Qth4とし、以下の区分に分ける。
Qth1<パッチ画像濃度 ;区分1
Qth2<パッチ画像濃度≦Qth1 ;区分2
Qth3<パッチ画像濃度≦Qth2 ;区分3
Qth4<パッチ画像濃度≦Qth3 ;区分4
パッチ画像濃度<Qth4 ;区分5
パッチ検ATR制御によって求められたパッチ画像濃度は、上記の区分(パッチ区分)に変換されて出力される。
ここで、閾値であるQth1~Qth4は、環境センサ73により検知した相対湿度により設定される。相対湿度(%)と各閾値Qth1~Qth4(V)の関係を図5に示す。Qth1~Qth4は、画像濃度センサ72が出力する電圧値(V)に対する閾値である。画像濃度センサ72が出力する電圧値(V)は、パッチ画像濃度に対応するもので、基準濃度に対して画像濃度が濃い程、プラス側に値が大きくなり、基準濃度に対して画像濃度が薄い程、マイナス側に値が大きくなる。基準濃度は、画像濃度センサ72の出力値0Vの時とする。
また、図5から明らかなように、相対湿度が低い程、Qth1~Qth4の絶対値が大きくなる。これは、相対湿度が低い程、図4に示すパッチ区分が変わりにくいことを示している。ここで、図4のパッチ区分3が、パッチ画像濃度が基準濃度に対して適正な範囲内にあることを示している。例えば、相対湿度5%の時は、-60V(Qth3)<パッチ画像濃度≦60V(Qth2)の範囲に画像濃度センサ72により検知されたパッチ画像濃度が収まっていた場合に、パッチ区分3になる。
一方、相対湿度5%の時は、パッチ画像濃度を画像濃度センサ72により検知した出力値が60V(Qth2)よりも大きくなると、パッチ区分が3から2に変わる。これに対して相対湿度90%の場合、パッチ画像濃度を画像濃度センサ72により検知した出力値が40V(Qth2)よりも大きくなると、パッチ区分3から2に変わる。
次に、インダクターゲット値であるVtrgtは、上限値(目標トナー濃度の下限値)をVuplim、下限値をVlowlim(目標トナー濃度の上限値)として、次の3区分に分ける。
Vlowlim=Vtrgt ;区分1
Vlowlim<Vtrgt<Vuplim ;区分2
Vtrgt=Vuplim ;区分3
Vlowlim=Vtrgt ;区分1
Vlowlim<Vtrgt<Vuplim ;区分2
Vtrgt=Vuplim ;区分3
インダクタンス制御によって求められたVtrgtは、上記の区分(インダク区分)に変換され出力される。区分2は、インダクターゲット値(目標トナー濃度)が上限値と下限値の何れにも達していないことを示している。一方、区分1は、インダクターゲット値が上限値(目標トナー濃度が下限値)に維持されていることを、区分3は、インダクターゲット値が下限値(目標トナー濃度が上限値)に維持されていることを、それぞれ示している。
以上のパッチ区分とインダク区分を組み合わせて図4に示すトナー帯電量判定表に基づいてトナー帯電量を5段階で判定し、その判定結果をトナー帯電量の判定結果Q/mとする。
トナー帯電量の判定は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対してそれぞれ行う。図4に示す判定結果の数字1~5は、それぞれ次の通りである。
判定1:トナー帯電量が判定2より小
判定2:トナー帯電量が適正範囲より小
判定3:トナー帯電量が適正範囲内
判定4: トナー帯電量が適正範囲より大
判定5:トナー帯電量が判定4より大
判定1:トナー帯電量が判定2より小
判定2:トナー帯電量が適正範囲より小
判定3:トナー帯電量が適正範囲内
判定4: トナー帯電量が適正範囲より大
判定5:トナー帯電量が判定4より大
例えば、継続して画像比率が20%以上の連続画像形成を行った場合には、インダクタンス値をインダクターゲット値に調整を行ってもパッチ画像濃度が基準濃度よりも大きくなってしまう場合(図4のパッチ画像濃度:区分1、Vtrgt:区分2)がある。これは、キャリア帯電性能が著しく低下しているため、Vtrgtが区分2であっても、トナー帯電量の判定結果は4であり、トナー帯電量が適正範囲よりも大きくなっていることを示している。トナー帯電量が適正範囲よりも大きくなっている場合、低湿環境において、通常の二次転写電流テーブルの値を用いると、単色ベタ画像に転写ムラ(強抜け)が生じてしまう。
そこで、本実施形態では、トナー帯電量の判定結果から以下のように補正係数α、βを計算して、二次転写電流値の補正係数γを求め、二次転写電流値を補正する。本実施形態では、二次転写バイアスの制御は定電圧制御としている。このため、二次転写電流値(二次転写ターゲット電流)を設定し、この二次転写ターゲット電流が流れるように、二次転写バイアス電源63により印加する電圧を設定する。
電圧設定は、ATVC(Active Transfer Voltage Control)を実行することで行う。ATVCでは、二次転写部にシートSがない時に、複数段階の電圧を印加し、その時に二次転写部を流れる電流値を測定する。そして、これらの電圧と電流の関係から二次転写部に二次転写ターゲット電流を流すことが可能な電圧を求める。なお、二次転写バイアスの制御を定電流制御として、上述のように補正した二次転写電流値が二次転写部に流れるように制御しても良い。
何れにしても、上述のα、βは以下の式から求める。まず、αは、次式から求める。
α=m_YMC×Q/m_YMC+n_YMC
ここで、「m_YMC」は、プロセス速度で決定する比例定数、「n_YMC」は、プロセス速度で決定する切片の値である。
α=m_YMC×Q/m_YMC+n_YMC
ここで、「m_YMC」は、プロセス速度で決定する比例定数、「n_YMC」は、プロセス速度で決定する切片の値である。
また、「Q/m_YMC」は、以下の通りに定義する。
Q/m_YMC=(Q/m_Y+Q/m_M+Q/m_C)/3
「Q/m_Y」は、イエローのトナー帯電量の判定結果、「Q/m_M」は、マゼンタのトナー帯電量の判定結果、「Q/m_C」は、シアンのトナー帯電量の判定結果である。即ち、それぞれ図4に示す判定結果の数字1~5の何れかが、Q/m_Y、Q/m_M、Q/m_Cに入る。
Q/m_YMC=(Q/m_Y+Q/m_M+Q/m_C)/3
「Q/m_Y」は、イエローのトナー帯電量の判定結果、「Q/m_M」は、マゼンタのトナー帯電量の判定結果、「Q/m_C」は、シアンのトナー帯電量の判定結果である。即ち、それぞれ図4に示す判定結果の数字1~5の何れかが、Q/m_Y、Q/m_M、Q/m_Cに入る。
次に、βは、次式から求める。
β=(m_K×Q/m_K+n_K)×E
ここで、「m_K」は、プロセス速度で決定する比例定数、「n_K」は、プロセス速度で決定する切片の値である。また、「Q/m_K」は、ブラックのトナー帯電量の判定結果である。「E」は、環境区分ごとにあらかじめ決めた定数である。
β=(m_K×Q/m_K+n_K)×E
ここで、「m_K」は、プロセス速度で決定する比例定数、「n_K」は、プロセス速度で決定する切片の値である。また、「Q/m_K」は、ブラックのトナー帯電量の判定結果である。「E」は、環境区分ごとにあらかじめ決めた定数である。
m_YMC、n_YMC、m_K、n_Kは、図6に示す。環境区分とEの関係の表を図7に示す。なお、図7では、環境区分を絶対水分量(g/m3)で示している。また、図7の絶対水分量の数値は、それぞれ記載された数値が含まるものであり、例えば、環境区分1の3.5~6.0は、3.5以上6.0以下であることを示している。
以上の式で求めたαとβを用いて、補正係数γを以下の式から求める。
α≦βの場合:γ=(α+β)/2
α>βの場合:γ=α
そして、以上で求めたγを用いて、二次転写ターゲット電流Itgを以下の式に従って補正(Itg´)する。
Itg´=Itg×γ
α≦βの場合:γ=(α+β)/2
α>βの場合:γ=α
そして、以上で求めたγを用いて、二次転写ターゲット電流Itgを以下の式に従って補正(Itg´)する。
Itg´=Itg×γ
以下に、二次転写ターゲット電流の計算の例を示す。例えば、プロセス速度が300mm/sのとき、全色のトナー帯電量の判定結果(図4)を同じとした場合について考える。このとき、図6から、m_YMC=0.04、n_YMC=0.88、m_K=0.05、n_K=0.5となる。Eは、図7から1又は0である。
まず、全色の判定が3(トナー帯電量が適正範囲)である場合、
Q/m_YMC=(Q/m_Y+Q/m_M+Q/m_C)/3=(3+3+3)/3=3
α=m_YMC×Q/m_YMC+n_YMC=0.04×3+0.88=1
β=(m_K×Q/m_K+n_K)×E=(0.05×3+0.5)×E=0.65×E
上述のように、Eは1又は0であるため、β<1となる。α=1であるため、α>βの場合となり、γ=α=1となる。したがって、この場合には、二次転写ターゲット電流の補正は行われない。
Q/m_YMC=(Q/m_Y+Q/m_M+Q/m_C)/3=(3+3+3)/3=3
α=m_YMC×Q/m_YMC+n_YMC=0.04×3+0.88=1
β=(m_K×Q/m_K+n_K)×E=(0.05×3+0.5)×E=0.65×E
上述のように、Eは1又は0であるため、β<1となる。α=1であるため、α>βの場合となり、γ=α=1となる。したがって、この場合には、二次転写ターゲット電流の補正は行われない。
次に、全色の判定が2(トナー帯電量が適正範囲より小)である場合、
Q/m_YMC=(Q/m_Y+Q/m_M+Q/m_C)/3=(2+2+2)/3=2
α=m_YMC×Q/m_YMC+n_YMC=0.04×2+0.88=0.96
β=(m_K×Q/m_K+n_K)×E=(0.05×2+0.5)×E=0.6×E
したがって、α=0.96、β<αとなり、γ=α=0.96となる。γ<1であるため、二次転写ターゲット電流は、小さくなるように補正される。
Q/m_YMC=(Q/m_Y+Q/m_M+Q/m_C)/3=(2+2+2)/3=2
α=m_YMC×Q/m_YMC+n_YMC=0.04×2+0.88=0.96
β=(m_K×Q/m_K+n_K)×E=(0.05×2+0.5)×E=0.6×E
したがって、α=0.96、β<αとなり、γ=α=0.96となる。γ<1であるため、二次転写ターゲット電流は、小さくなるように補正される。
次に、全色の判定が4(トナー帯電量が適正範囲より大)である場合、
Q/m_YMC=(Q/m_Y+Q/m_M+Q/m_C)/3=(4+4+4)/3=4
α=m_YMC×Q/m_YMC+n_YMC=0.04×4+0.88=1.04
β=(m_K×Q/m_K+n_K)×E=(0.05×4+0.5)×E=0.7×E
したがって、α=1.04、β<αとなり、γ=α=1.04となる。γ>1であるため、二次転写ターゲット電流は、大きくなるように補正される。
Q/m_YMC=(Q/m_Y+Q/m_M+Q/m_C)/3=(4+4+4)/3=4
α=m_YMC×Q/m_YMC+n_YMC=0.04×4+0.88=1.04
β=(m_K×Q/m_K+n_K)×E=(0.05×4+0.5)×E=0.7×E
したがって、α=1.04、β<αとなり、γ=α=1.04となる。γ>1であるため、二次転写ターゲット電流は、大きくなるように補正される。
ここで、上述のように、γを求めるために、α、βを場合分けしている理由について説明する。まず、カラー(イエロー、マゼンタ、シアン)のトナーを重ねて形成した2次色(例えば、ブルーベタ)のトナー像を二次転写部でシートSに転写する場合、通常、二次転写電流を高くすることが望まれる。一方、ブラック単色のトナー像を二次転写部でシートSに転写する場合、二次転写電流が大きいと、強抜けが生じ易くなる。このようにカラーの2次色のトナー像と、ブラック単色のトナー像とでは、二次転写電流による画像不良の原因が異なる。このため、上述のようにα、βを場合分けしている。以下に、具体的に説明する。
(1)低湿環境(二次転写ターゲット電流が高い)、かつ、ブラックのトナー帯電量がカラーのトナー帯電量よりも相対的に大きくなる場合(α≦β、E=1の場合)、γの設定値は、β>γ=(α+β)/2>αとなる。即ち、γをαよりも大きくすることで、2次色(例えば、ブルーベタ)の転写性を保証している。また、γをβよりも小さくすることでブラックのベタ単色の強抜けを抑制している。
(2)(1)のケース以外
上述したように、基本的には各色のトナー帯電量が略同じ場合は、β<αとなり、トナー帯電量の大小に比例して、二次転写ターゲット電流が大小に補正される。また、カラーのトナー帯電量がブラックのトナー帯電量よりも相対的に高い場合も、β<αとなる。この場合、ブラックのベタ単色の強抜けを抑制するためには、γ=β(<α)が好ましい。しかしながら、この場合、二次色の転写性が不足するおそれがある。このため、γ=α>βとする。これは、ブラックのベタ単色の強抜け抑制よりも二次色の転写性を優先しているためである。
上述したように、基本的には各色のトナー帯電量が略同じ場合は、β<αとなり、トナー帯電量の大小に比例して、二次転写ターゲット電流が大小に補正される。また、カラーのトナー帯電量がブラックのトナー帯電量よりも相対的に高い場合も、β<αとなる。この場合、ブラックのベタ単色の強抜けを抑制するためには、γ=β(<α)が好ましい。しかしながら、この場合、二次色の転写性が不足するおそれがある。このため、γ=α>βとする。これは、ブラックのベタ単色の強抜け抑制よりも二次色の転写性を優先しているためである。
また、本実施形態では、図4から明らかなように、設定されていたVtrgt(目標トナー濃度)が下限値又は上限値に達していた場合には、達してない場合よりも、二次転写ターゲット電流の補正量を大きくしている。まず、パッチ検ATR制御において検知したパッチ画像濃度が所定量よりも濃い場合(図4のパッチ区分1、2)において、制御部11は、次のように二次転写ターゲット電流を補正する。まず、設定されていたVtrgtがVuplimに達していた場合には、設定されていたVtrgtがVuplimに達してない場合よりも、二次転写ターゲット電流をパッチ検ATR制御の実行直前に対して小さくする割合を大きくする。
即ち、VtrgtがVuplim(目標トナー濃度が下限値)に達していた場合は、図4のインダク区分3となり、パッチ区分1ではQ/mが5、パッチ区分2ではQ/mが4となる。一方、VtrgtがVuplimに達していない場合には、図4のインダク区分2となり、パッチ区分1ではQ/mが4、パッチ区分2ではQ/mが3となる。したがって、パッチ区分1、2の何れでも、VtrgtがVuplimに達していた場合の方が、Q/mの判定の数字が大きくなり、二次転写ターゲット電流の補正量が大きくなる。
次に、パッチ検ATR制御において検知したパッチ画像濃度が所定量よりも薄い場合(図4のパッチ区分4、5)において、制御部11は、次のように二次転写ターゲット電流を補正する。まず、設定されていたVtrgtがVlowlimに達していた場合には、設定されていたVtrgtがVlowlimに達してない場合よりも、二次転写ターゲット電流をパッチ検ATR制御の実行直前に対して大きくする割合を大きくする。
即ち、VtrgtがVlowlim(目標トナー濃度が上限値)に達していた場合は、図4のインダク区分1となり、パッチ区分4ではQ/mが2、パッチ区分5ではQ/mが1となる。一方、VtrgtがVlowlimに達していない場合には、図4のインダク区分2となり、パッチ区分4ではQ/mが3、パッチ区分5ではQ/mが2となる。したがって、パッチ区分4、5の何れでも、VtrgtがVlowlimに達していた場合の方が、Q/mの判定の数字が小さくなり、二次転写ターゲット電流の補正量が大きくなる。
また、図4、5から明らかなように、本実施形態では、環境に応じて、即ち、環境センサ73により検知した相対湿度により、二次転写ターゲット電流を補正するか、更には、その補正量を変更するようにしている。即ち、図6から、相対湿度に応じてパッチ区分が変わるための閾値Qth1~Qth4を変更している。このため、相対湿度によっては、画像濃度センサ72により検知したパッチ画像濃度が同じであってもパッチ区分が異なる場合があり、二次転写ターゲット電流が補正される場合と補正されない場合が発生する。更には、補正される場合でもその補正量が異なる場合がある。
上述のように、パッチ画像濃度が所定量よりも濃い場合、或いは、所定量よりも薄い場合に、二次転写ターゲット電流を補正している。本実施形態では、この所定量を相対湿度に応じて変更することで、同じパッチ画像農であっても二次転写ターゲット電流を補正しなかったり、補正したりするようにしている。
即ち、高湿環境の場合、トナーの帯電量が下がり易い。トナー帯電量が低いと、二次転写電流の大小によるトナーの転写性への影響が大きい。このため、パッチ画像濃度の変化量が小さくてもパッチ区分を変えて二次転写電流を補正しないと、転写不良による画像不良が発生し易くなる。
一方、低湿環境の場合、トナーの帯電量が上がり易い。トナー帯電量が高いと、二次転写電流の大小によるトナーの転写性への影響が小さい。このため、パッチ画像濃度の変化量が小さくてもパッチ区分を変えて二次転写電流を補正しても、転写性への影響が少ない。このため、パッチ画像濃度の変化量が大きい場合にパッチ区分を変えて二次転写電流を補正するようにしている。
したがって、本実施形態の場合には、制御部11は、環境センサ73により検知した相対湿度が第1の湿度である場合には所定量を第1の量とする。一方、制御部11は、環境センサ73により検知した検知湿度が第1の湿度よりも低い第2の湿度である場合には所定量を第1の量よりも絶対値が大きい第2の量とする。
例えば、相対湿度90%の時は、パッチ画像濃度を画像濃度センサ72により検知した出力値が70V(Qth1)よりも大きくなると、パッチ区分が3から1に変わる。したがって、パッチ画像濃度が基準濃度に相当する0Vから70Vを超えた値となったら、インダク区分が2であっても、二次転写ターゲット電流の補正が行われる。即ち、パッチ画像濃度が所定量よりも濃くなった(画像濃度センサ72の出力値70Vを超えたら)、インダクターゲット値が上限値に達していなくても二次転写ターゲット電流の補正が行われる。例えば、この時の所定量が第1の量に相当する。
一方、相対湿度5%の時は、パッチ画像濃度を画像濃度センサ72により検知した出力値が110V(Qth1)よりも大きくなると、パッチ区分が3から1に変わる。したがって、パッチ画像濃度が基準濃度に相当する0Vから110Vを超えた値となったら、インダク区分が2であっても、二次転写ターゲット電流の補正が行われる。即ち、パッチ画像濃度が所定量よりも濃くなった(画像濃度センサ72の出力値110Vを超えたら)、インダクターゲット値が上限値に達していなくても二次転写ターゲット電流の補正が行われる。例えば、この時の所定量が第2の量に相当する。そして、相対湿度90%を第1の湿度、相対湿度5%を第2の湿度とした場合、第2の量は、第1の量よりも絶対値が大きい。パッチ画像濃度が所定量よりも薄くなる場合についても同様である。
また、制御部11は、パッチ検ATR制御において検知した画像濃度が第1所定量よりも濃く、第2所定量より薄い場合(例えばパッチ区分2)、且つ、設定されていた目標トナー濃度が下限値(Vuplim)に達していない場合には、以下のようにする。即ち、目標トナー濃度をパッチ検ATR制御の実行直前よりも低くする一方、二次転写バイアスをパッチ検ATR制御の実行直前と同じになるようにする。また、パッチ検ATR制御において検知した画像濃度が第2所定量よりも濃い場合(例えばパッチ区分1)、且つ、設定されていた目標トナー濃度が前記下限値(Vuplim)に達していない場合には、以下のようにする。即ち、目標トナー濃度をパッチ検ATR制御の実行直前よりも低くすると共に、二次転写バイアスをパッチ検ATR制御の実行直前よりも小さくするようにする。
また、制御部11は、パッチ検ATR制御において検知した画像濃度が第1所定量よりも薄く、第2所定量より濃い場合(例えばパッチ区分4)、且つ、設定されていた目標トナー濃度が上限値(Vlowlim)に達していない場合には、以下のようにする。即ち、目標トナー濃度をパッチ検ATR制御の実行直前よりも低くする一方、二次転写バイアスをパッチ検ATR制御の実行直前と同じになるようにする。また、パッチ検ATR制御において検知した画像濃度が第2所定量よりも薄い場合(例えばパッチ区分5)、且つ、設定されていた目標トナー濃度が上限値(Vlowlim)に達していない場合には、以下のようにする。目標トナー濃度をパッチ検ATR制御の実行直前よりも低くすると共に、二次転写バイアスをパッチ検ATR制御の実行直前よりも大きくするようにする。
[二次転写ターゲット電流の補正に関する制御のフロー]
次に、本実施形態の二次転写ターゲット電流の補正に関する制御のフローの一例について、図8を用いて説明する。まず、画像形成ジョブが開始されると(S1)、制御部11は、環境センサ73により環境情報を検知する(S2)。上述のように、環境情報は相対湿度である。また、画像形成ジョブとは、指令により入力された画像データや画像形成枚数などに基づいて、シートSに画像形成(作像)を行うことである。S2により検知した相対湿度により図5に示したテーブルに基づいて、図4のパッチ区分の閾値Qth1~Qth4を決定する。
次に、本実施形態の二次転写ターゲット電流の補正に関する制御のフローの一例について、図8を用いて説明する。まず、画像形成ジョブが開始されると(S1)、制御部11は、環境センサ73により環境情報を検知する(S2)。上述のように、環境情報は相対湿度である。また、画像形成ジョブとは、指令により入力された画像データや画像形成枚数などに基づいて、シートSに画像形成(作像)を行うことである。S2により検知した相対湿度により図5に示したテーブルに基づいて、図4のパッチ区分の閾値Qth1~Qth4を決定する。
次に、所定のタイミングで、パッチ画像を形成し、画像濃度センサ72によりパッチ画像濃度を検知するパッチ検ATR制御を実行する(S3)。この際、パッチ画像濃度と基準濃度とを比較してインダクターゲット値を設定する。なお、インダクターゲット値の設定は、図4のパッチ区分に拘わらず、インダクターゲット値設定用のテーブルなどに基づいて行う。そして、制御部11は、パッチ検ATR制御において検知したパッチ画像濃度と、設定されていたインダクターゲット値(Vtrgt)に基づくインダク区分によって、図4のテーブルからトナー帯電量の判定を行う(S4)。即ち、各色のQ/mを求める。
制御部11は、各色のQ/m、図6、7のテーブルに基づいて、上述したように補正係数α、βを計算する(S5)。更に、決定したαとβを用いて、補正係数γを決定する(S6)。そして、γを用いて二次転写ターゲット電流をItg´=Itg×γの式に従って補正する(S7)。次に、Itg´に基づいてATVCを行い、二次転写部に印加する電圧(二次転写電圧)を決定する(S8)。続けて、画像形成(作像)を行い、決定した二次転写電圧によりトナー像をシートSに二次転写する(S9)。そして、画像形成ジョブの画像形成を全て行ったら、画像形成ジョブを終了する(S10)。
ここで、上述のパッチ検ATR制御は、画像形成ジョブの途中で行われ、パッチ検ATR制御に基づいて、二次転写ターゲット電流が補正されたら、次のシートの画像形成から、この二次転写ターゲット電流が使用される。
また、この画像形成ジョブが終了し、次の画像形成ジョブが開始される際には、上述のパッチ検ATR制御で検知したパッチ画像濃度の値を引き継いでいる。即ち、次のパッチ検ATR制御を行うまでは、前回のパッチ検ATR制御で検知したパッチ画像濃度を使用する。したがって、パッチ検ATR制御において検知したパッチ画像濃度は、記憶手段としてのメモリ16(図2)に記憶されている。なお、メモリ16には、パッチ検ATR制御で設定したインダクターゲット値も記憶されている。また、メモリ16に記憶されたパッチ画像濃度及びインダクターゲット値は、パッチ検ATR制御が行われる毎に更新される。
そして、制御部11は、画像形成ジョブの開始時に、メモリ16に記憶された前回のパッチ検ATR制御において検知されたパッチ画像濃度と、環境センサ73に基づいて設定された所定量との関係から二次転写ターゲット電流を設定する。即ち、画像形成ジョブの開始時には、環境センサ73により環境情報を検知し、図5に示したテーブルに基づいて、図4のパッチ区分の閾値Qth1~Qth4を決定する。そして、メモリ16に記憶されたパッチ画像濃度及びインダクターゲット値を使用して、図4のテーブルからトナー帯電量の判定を行う。そして、α、β、γを求め、二次転写ターゲット電流を補正する。即ち、次の画像形成ジョブでは、図8のS3がないフローとなる。これにより、次の画像形成ジョブにおいても、環境に応じた適切な二次転写ターゲット電流を設定できる。
このような本実施形態の画像形成装置1によれば、目標トナー濃度(インダクターゲット値)が上限値又は下限値に達していない場合でも、画像品位が低下することを抑制できる。即ち、インダクターゲット値が上限値又は下限値に維持されていない状態でも、環境などによりトナー帯電量が想定以上に変化して二次転写部で転写不良が発生し、画像品位が低下する虞がある。これに対して本実施形態では、パッチ検ATR制御で検知したパッチ画像濃度に基づいてトナー帯電量を判定し、二次転写ターゲット電流(転写バイアス)を補正している。このため、環境などに基づくトナー帯電量の変化に対応して適切な二次転写ターゲット電流を設定することができ、転写不良の発生を抑制し、画像品位が低下することを抑制できる。
[他の実施形態]
上述の実施形態では、インダクターゲット値が上限値又は下限値に達している場合の方が、達していない場合よりも二次転写ターゲット電流の補正量を大きくした。但し、二次転写ターゲット電流の補正量は、その時のインダクタンス値(トナー濃度)とインダクターゲット値(目標トナー濃度)との差分に応じて変更するようにしても良い。まず、パッチ検ATR制御において検知したパッチ画像濃度が所定量よりも濃い場合には、次のようにする。即ち、パッチ検ATR制御の実行後に設定されたインダクターゲット値(最新のインダクターゲット値)とその時のトナー濃度センサ71により検知したインダクタンス値との差分が第1の値である場合と、第1の値よりも小さい第2の値である場合とを考える。この場合に、差分が第1の値である方が、差分が第2の値である場合よりも、二次転写ターゲット電流をパッチ検ATR制御の実行直前に対して小さくする割合を大きくする。インダクタンス値は、リアルタイムに検知されている。このため、検知のたびに更新されるインダクタンス値の検知結果と、最新のインダクターゲット値(目標トナー濃度)を比較し、その差分がゼロの場合(もしくは差分が所定量未満の場合)は、二次転写ターゲット電流の補正量をゼロとしてもよい。
上述の実施形態では、インダクターゲット値が上限値又は下限値に達している場合の方が、達していない場合よりも二次転写ターゲット電流の補正量を大きくした。但し、二次転写ターゲット電流の補正量は、その時のインダクタンス値(トナー濃度)とインダクターゲット値(目標トナー濃度)との差分に応じて変更するようにしても良い。まず、パッチ検ATR制御において検知したパッチ画像濃度が所定量よりも濃い場合には、次のようにする。即ち、パッチ検ATR制御の実行後に設定されたインダクターゲット値(最新のインダクターゲット値)とその時のトナー濃度センサ71により検知したインダクタンス値との差分が第1の値である場合と、第1の値よりも小さい第2の値である場合とを考える。この場合に、差分が第1の値である方が、差分が第2の値である場合よりも、二次転写ターゲット電流をパッチ検ATR制御の実行直前に対して小さくする割合を大きくする。インダクタンス値は、リアルタイムに検知されている。このため、検知のたびに更新されるインダクタンス値の検知結果と、最新のインダクターゲット値(目標トナー濃度)を比較し、その差分がゼロの場合(もしくは差分が所定量未満の場合)は、二次転写ターゲット電流の補正量をゼロとしてもよい。
次に、パッチ検ATR制御において検知したパッチ画像濃度が所定量よりも薄い場合には、次のようにする。即ち、パッチ検ATR制御の実行後に設定されたインダクターゲット値とその時のトナー濃度センサ71により検知したインダクタンス値との差分が第1の値である場合と、第1の値よりも小さい第2の値である場合とを考える。この場合に、差分が第1の値である方が、差分が第2の値である場合よりも、二次転写ターゲット電流をパッチ検ATR制御の実行直前に対して大きくする割合を大きくする。
また、上述の実施形態では、検知したパッチ画像濃度に基づいて二次転写ターゲット電流の補正値を設定するようにしたが、これには限られない。例えば、一次転写部における転写バイアスである一次転写電流についても同様の制御を用いることが可能である。この場合、各色の画像形成ユニット(ステーション)50y,50m,50c,50kのそれぞれにおいて、トナー帯電量の判定を行い、一次転写電流の目標値、即ち、一次転写ターゲット電流を上述の場合と同じように補正する。なお、この場合、αの式は、それぞれ各色のトナー帯電量の判定結果が入る。即ち、「Q/m_YMC」は、それぞれQ/m_Y、Q/m_M、Q/m_Cとなる。また、「m_YMC」、「n_YMC」は、各色で共通としても良いし、それぞれに設定しても良い。
ここで、中間転写ベルト44b上に転写されたトナー像は、そのステーションの中間転写ベルト44bの回転方向下流側のステーションの一次転写部にて、下流側のステーションの感光ドラムに一部が転写されてしまう再転写が発生する虞がある。特に、トナー帯電量低下時には、再転写量が大きくなる。即ち、トナー帯電量が低下している場合、トナー像が下流ステーションの一次転写部通過中に受ける放電によって極性反転し、下流ステーションの感光ドラムにトナーが付着する現象がより顕著となってくる。
そこで、上述のようにトナー帯電量の判定結果に応じて一次転写ターゲット電流を補正することで、このような再転写などの転写不良を抑制している。例えば、トナー帯電量低下を判断し、下流ステーションの一次転写部の電流を下げることで再転写トナー量を低減でき、色味変動が抑制されるだけでなくトナーの消費量の増加も抑えることが可能となる。
また、上述の実施形態では、画像形成装置1は、中間転写ベルト44bを有し、感光ドラム51から中間転写ベルト44bに各色のトナー像を一次転写した後、各色の複合トナー像をシートSに一括して二次転写する方式としている。但し、これには限られず、シート搬送ベルトで搬送されたシートに感光ドラムから直接に転写する方式を採用してもよい。この場合、制御部11は、上述の一次転写部における転写電流の補正と同様に補正値を設定する。
1…画像形成装置、11…制御部、16…メモリ、41,41c,41k,41m,41y…トナーボトル(トナー供給部)、44b…中間転写ベルト、45b…二次転写外ローラ(外ローラ)、51,51c,51k,51m,51y…感光ドラム(像担持体)、53…現像装置、63…二次転写バイアス電源(電源)、71…トナー濃度センサ(トナー濃度検知手段)、72…画像濃度センサ(画像濃度検知手段)、73…環境センサ(湿度検知手段)
Claims (12)
- 静電像を担持する像担持体と、
トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、前記像担持体に形成された静電像をトナーにより現像してトナー像とする現像装置と、
前記現像装置にトナーを供給可能なトナー供給部と、
前記現像装置の内部のトナー濃度に関する情報を検知するトナー濃度検知手段と、
前記像担持体との間で一次転写部を形成し、前記一次転写部において前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの内面に接触して前記中間転写ベルトを張架する内ローラと、
前記中間転写ベルトとの間で二次転写部を形成し、前記二次転写部において前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する外ローラと、
前記内ローラもしくは前記外ローラに転写バイアスを印加する電源と、
前記像担持体から前記中間転写ベルトに転写された制御用トナー像の画像濃度を検知可能な画像濃度検知手段と、
前記トナー濃度検知手段により検知した前記トナー濃度と、目標トナー濃度と、に基づいて前記トナー供給部から前記現像装置へのトナーの供給量を制御すると共に、所定のタイミングで前記中間転写ベルトに前記制御用トナー像を転写して前記画像濃度検知手段により前記制御用トナー像の画像濃度を検知するモードを実行可能で、前記モードにおいて検知した画像濃度と基準濃度とに基づいて前記目標トナー濃度を、予め定められた上限値と下限値の範囲内で設定する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記モードにおいて検知した画像濃度が所定量よりも濃く、且つ、設定されていた前記目標トナー濃度が前記下限値に達していない場合には、前記目標トナー濃度を前記モードの実行直前よりも低くすると共に、前記転写バイアスを前記モードの実行直前よりも小さくするように前記電源を制御する、
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検知した画像濃度が第1所定量よりも濃く、第2所定量より薄い場合、且つ、設定されていた前記目標トナー濃度が前記下限値に達していない場合には、前記目標トナー濃度を前記モードの実行直前よりも低くする一方、前記転写バイアスを前記モードの実行直前と同じになるように前記電源を制御し、
前記モードにおいて検知した画像濃度が前記第2所定量よりも濃い場合、且つ、設定されていた前記目標トナー濃度が前記下限値に達していない場合には、前記目標トナー濃度を前記モードの実行直前よりも低くすると共に、前記転写バイアスを前記モードの実行直前よりも小さくするように前記電源を制御する、
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検知した画像濃度が前記所定量よりも濃い場合において、設定されていた前記目標トナー濃度が前記下限値に達していた場合には、設定されていた前記目標トナー濃度が前記下限値に達してない場合よりも、前記転写バイアスを前記モードの実行直前に対して小さくする割合を大きくするように前記電源を制御する、
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、前記モードにおいて検知した画像濃度が前記所定量よりも濃い場合において、前記モードの実行後に設定された前記目標トナー濃度とその時の前記トナー濃度検知手段により検知したトナー濃度との差分が第1の値である方が、前記差分が前記第1の値よりも小さい第2の値である場合よりも、前記転写バイアスを前記モードの実行直前に対して小さくする割合を大きくするように前記電源を制御する、
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。 - 静電像を担持する像担持体と、
トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、前記像担持体に形成された静電像をトナーにより現像してトナー像とする現像装置と、
前記現像装置にトナーを供給可能なトナー供給部と、
前記現像装置の内部のトナー濃度に関する情報を検知するトナー濃度検知手段と、
前記像担持体との間で一次転写部を形成し、前記一次転写部において前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの内面に接触して前記中間転写ベルトを張架する内ローラと、
前記中間転写ベルトとの間で二次転写部を形成し、前記二次転写部において前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する外ローラと、
前記内ローラもしくは前記外ローラに転写バイアスを印加する電源と、
前記像担持体から前記中間転写ベルトに転写された制御用トナー像の画像濃度を検知可能な画像濃度検知手段と、
前記トナー濃度検知手段により検知した前記トナー濃度と、目標トナー濃度と、に基づいて前記トナー供給部から前記現像装置へのトナーの供給量を制御すると共に、所定のタイミングで前記中間転写ベルトに前記制御用トナー像を転写して前記画像濃度検知手段により前記制御用トナー像の画像濃度を検知するモードを実行可能で、前記モードにおいて検知した画像濃度と基準濃度とに基づいて前記目標トナー濃度を、予め定められた上限値と下限値の範囲内で設定する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記モードにおいて検知した画像濃度が所定量よりも薄く、且つ、設定されていた前記目標トナー濃度が前記上限値に達していない場合には、前記目標トナー濃度を前記モードの実行直前よりも高くすると共に、前記転写バイアスを前記モードの実行直前よりも大きくするように前記電源を制御する、
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検知した画像濃度が第1所定量よりも薄く、第2所定量より濃い場合、且つ、設定されていた前記目標トナー濃度が前記上限値に達していない場合には、前記目標トナー濃度を前記モードの実行直前よりも低くする一方、前記転写バイアスを前記モードの実行直前と同じになるように前記電源を制御し、
前記モードにおいて検知した画像濃度が前記第2所定量よりも薄い場合、且つ、設定されていた前記目標トナー濃度が前記上限値に達していない場合には、前記目標トナー濃度を前記モードの実行直前よりも低くすると共に、前記転写バイアスを前記モードの実行直前よりも大きくするように前記電源を制御する、
ことを特徴とする請求項5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検知した画像濃度が前記所定量よりも薄い場合において、設定されていた前記目標トナー濃度が前記上限値に達していた場合には、設定されていた前記目標トナー濃度が前記上限値に達してない場合よりも、前記転写バイアスを前記モードの実行直前に対して大きくする割合を大きくするように前記電源を制御する、
ことを特徴とする、請求項5又は6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検知した画像濃度が前記所定量よりも薄い場合において、前記モードの実行後に設定された前記目標トナー濃度とその時の前記トナー濃度検知手段により検知したトナー濃度との差分が第1の値である方が、前記差分が前記第1の値よりも小さい第2の値である場合よりも、前記転写バイアスを前記モードの実行直前に対して大きくする割合を大きくするように前記電源を制御する、
ことを特徴とする、請求項5又は6に記載の画像形成装置。 - 相対湿度を検知可能な湿度検知手段を備え、
前記制御部は、前記湿度検知手段により検知された検知湿度が第1の湿度である場合には前記所定量を第1の量とし、前記検知湿度が前記第1の湿度よりも低い第2の湿度である場合には前記所定量を前記第1の量よりも絶対値が大きい第2の量とする、
ことを特徴とする、請求項1ないし8の何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記モードにおいて検知した画像濃度を記憶可能な記憶手段を備え、
前記制御部は、画像形成ジョブの開始時に、前記記憶手段に記憶された前回の前記モードにおいて検知された画像濃度と、前記検知湿度に基づいて設定された前記所定量との関係から前記転写バイアスを設定する、
ことを特徴とする、請求項9に記載の画像形成装置。 - 静電像を担持する像担持体と、
トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、前記像担持体に形成された静電像をトナーにより現像してトナー像とする現像装置と、
前記現像装置にトナーを供給可能なトナー供給部と、
前記現像装置の内部のトナー濃度に関する情報を検知するトナー濃度検知手段と、
前記像担持体との間で一次転写部を形成し、前記一次転写部において前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの内面に接触して前記中間転写ベルトを張架する内ローラと、
前記中間転写ベルトとの間で二次転写部を形成し、前記二次転写部において前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する外ローラと、
前記内ローラもしくは前記外ローラに転写バイアスを印加する電源と、
前記像担持体から前記中間転写ベルトに転写された制御用トナー像の画像濃度を検知可能な画像濃度検知手段と、
前記トナー濃度検知手段により検知した前記トナー濃度と、目標トナー濃度と、に基づいて前記トナー供給部から前記現像装置へのトナーの供給量を制御すると共に、所定のタイミングで前記中間転写ベルトに前記制御用トナー像を転写して前記画像濃度検知手段により前記制御用トナー像の画像濃度を検知するモードを実行可能で、前記モードにおいて検知した画像濃度と基準濃度とに基づいて前記目標トナー濃度を、予め定められた上限値と下限値の範囲内で設定する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記モードにおいて検知した画像濃度が所定量よりも濃く、且つ、設定されていた前記目標トナー濃度が前記下限値に達していない場合に、前記転写バイアスを前記モードの実行直前よりも小さくするように前記電源を制御する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 静電像を担持する像担持体と、
トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、前記像担持体に形成された静電像をトナーにより現像してトナー像とする現像装置と、
前記現像装置にトナーを供給可能なトナー供給部と、
前記現像装置の内部のトナー濃度に関する情報を検知するトナー濃度検知手段と、
前記像担持体との間で一次転写部を形成し、前記一次転写部において前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの内面に接触して前記中間転写ベルトを張架する内ローラと、
前記中間転写ベルトとの間で二次転写部を形成し、前記二次転写部において前記中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する外ローラと、
前記内ローラもしくは前記外ローラに転写バイアスを印加する電源と、
前記像担持体から前記中間転写ベルトに転写された制御用トナー像の画像濃度を検知可能な画像濃度検知手段と、
前記トナー濃度検知手段により検知した前記トナー濃度と、目標トナー濃度と、に基づいて前記トナー供給部から前記現像装置へのトナーの供給量を制御すると共に、所定のタイミングで前記中間転写ベルトに前記制御用トナー像を転写して前記画像濃度検知手段により前記制御用トナー像の画像濃度を検知するモードを実行可能で、前記モードにおいて検知した画像濃度と基準濃度とに基づいて前記目標トナー濃度を、予め定められた上限値と下限値の範囲内で設定する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記モードにおいて検知した画像濃度が所定量よりも薄く、且つ、設定されていた前記目標トナー濃度が前記上限値に達していない場合に、前記転写バイアスを前記モードの実行直前よりも大きくするように前記電源を制御する、
ことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020172575A JP2022064066A (ja) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | 画像形成装置 |
US17/496,947 US11526107B2 (en) | 2020-10-13 | 2021-10-08 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020172575A JP2022064066A (ja) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | 画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022064066A true JP2022064066A (ja) | 2022-04-25 |
JP2022064066A5 JP2022064066A5 (ja) | 2023-10-19 |
Family
ID=81079132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020172575A Pending JP2022064066A (ja) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | 画像形成装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11526107B2 (ja) |
JP (1) | JP2022064066A (ja) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5742241B2 (ja) * | 2011-01-20 | 2015-07-01 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置 |
JP2012203097A (ja) | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置及び制御装置 |
JP6270125B2 (ja) | 2013-08-02 | 2018-01-31 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
JP6780253B2 (ja) * | 2016-02-05 | 2020-11-04 | 富士ゼロックス株式会社 | 現像装置及び画像形成装置 |
JP6838878B2 (ja) | 2016-07-13 | 2021-03-03 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP6931477B2 (ja) | 2017-01-25 | 2021-09-08 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
JP2019066804A (ja) * | 2017-10-05 | 2019-04-25 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
-
2020
- 2020-10-13 JP JP2020172575A patent/JP2022064066A/ja active Pending
-
2021
- 2021-10-08 US US17/496,947 patent/US11526107B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220113664A1 (en) | 2022-04-14 |
US11526107B2 (en) | 2022-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5979475B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP4810171B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2010061079A (ja) | 画像形成装置 | |
JP6838878B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP5195014B2 (ja) | 画像濃度制御装置及び画像形成装置 | |
JP6765882B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2010204519A (ja) | 画像濃度制御方法及び画像形成装置 | |
JP4866037B2 (ja) | 画像濃度制御装置及び画像形成装置 | |
JP5945923B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2022064066A (ja) | 画像形成装置 | |
JP3696761B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US20150177647A1 (en) | Image forming apparatus | |
JP2003241444A (ja) | 画像形成装置 | |
JP6132191B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US11385567B2 (en) | Image forming apparatus with developer amount prediction | |
JP5982784B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP7338288B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP5327624B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US10599070B2 (en) | Developing device and image forming apparatus therewith to prevent degradation in charging performance | |
JP4822807B2 (ja) | 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 | |
JP2018081206A (ja) | 画像形成装置 | |
JP5982785B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2007286405A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2022156784A (ja) | 画像形成装置 | |
US20180231928A1 (en) | Image forming apparatus and non-transitory computer readable medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231011 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231011 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240510 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240604 |