JP5376291B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記連続画像形成動作にて、各頁についてそれぞれ用紙のサイズ及び搬送方向に応じたアルゴリズムを選択して上記駆動制御パターン又はトナー補給量変動パターンを構築するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の画像形成装置において、上記現像手段の駆動を停止する際に、上記駆動制御パターンの未消化分、あるいは上記トナー補給量変動パターンから上記駆動制御パターンへの未変換分がある場合には、未消化分のパターン箇所、あるいは未変換分のパターン箇所をデータ記憶手段に記憶し、該現像手段の駆動再開時に、未消化分のパターン箇所に基づく上記トナー補給手段の駆動制御を行うか、あるいは未変換分のパターン箇所を駆動制御パターンに変換しながら該駆動制御パターンに基づく上記トナー補給手段の駆動制御を行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3の何れかの画像形成装置において、トナー補給手段の駆動制御を行っている最中に現像手段の駆動速度を変更した場合には、変更前後の駆動速度差に応じて上記駆動速度パターンあるいはトナー補給量変動パターンを補正するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4の何れか画像形成装置において、上記トナー補給手段の駆動開始から停止までの駆動時間に下限値を設け、上記駆動制御パターンとして、該下限値以上の駆動時間を確保する条件で該トナー補給手段の駆動を入切するものを構築するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至4の何れかの画像形成装置において、上記トナー補給手段を所定時間だけ駆動する前又は駆動した後に所定時間だけ停止させるパターンを1つの駆動制御単位とし、且つ上記駆動制御パターンとして、該駆動制御単位に従って該トナー補給手段の駆動を入切するものを構築するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至4の何れかの画像形成装置において、上記トナー補給手段の連続駆動時間が所定値に達した場合には、該トナー補給手段の駆動を一時中断した後、駆動再開時には、上記駆動制御パターンのうち、駆動中断時に対応するパターン箇所を、駆動中断時よりも後の期間に対応するパターン箇所に合成したパターンで該トナー補給手段の駆動を制御するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1乃至4の何れかの画像形成装置において、上記画像情報に基づいて上記画像面積率の移動平均値を求め、その結果に基づいて、単位画像面積率あたりのトナー補給量を補正するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項8の画像形成装置において、上記移動平均値が所定値以上である場合には、単位画像面積率あたりのトナー補給量を低下させる一方で、所定値を下回る場合には、単位画像面積率あたりのトナー補給量を増加させる補正を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項8の画像形成装置において、上記移動平均値が所定値以上である場合には、単位画像面積率あたりのトナー補給量を増加させる一方で、所定値を下回る場合には、単位画像面積率あたりのトナー補給量を低下させる補正を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。
図2は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック(以下、Y、C、M、Kと記す。)用の4つのプロセスユニット1Y,1C,1M,1Kを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のY、C、M、Kのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
本プリンタの補給制御部102は、出力する各頁についてそれぞれ、画像面積率に基づいて、トナー補給装置の駆動制御パターンを構築する。この際、頁の出力に伴って発生するトナー濃度変動(供給領域としての第2剤収容室14Yを通過した後の現像剤に発生すると予測されるトナー濃度変動)に対して、それを打ち消すことのできる補給量変動が得られるようにする。このような駆動制御パターンを構築するために、予めの実験により、画像面積率が100[%]である黒ベタ画像を出力したときのトナー濃度変動の波形(以下、基準消費波形という)をトナー濃度センサによって実際に測定しておく。この基準消費波形とは逆位相の関係となる波形が、100[%]の画像面積率の黒ベタ画像の出力に伴うトナー濃度変動を完全に打ち消すことができるトナー補給量の変動波形(以下、基準相殺波形という)である。100[%]の画像面積率の黒ベタ画像を出力した際には、基準相殺波形と同じ補給量変動でトナーを補給すれば、出力に伴って発生するトナー濃度変動をトナー補給によって完全に相殺することができる。画像面積率が80%であれば、基準相殺波形とは位相が同じで且つ振幅が基準相殺波形の80%である波形の補給量変動でトナー補給を行うことで、トナー濃度変動を相殺することができる。そこで、基準相殺波形の振幅を出力画像の画像面積率に応じた高さに変換して、画像面積率に対応する相殺用波形を得るためのANCフィルタ回路を構築しておく。
[第1変形例]
第1変形例に係るプリンタは、以下に述べる点の他が、実施形態と同様の構成になっている。即ち、図31に示すように、上述した駆動時間の下限値Bと、これに続くGの停止時間との組合せを1つの駆動制御単位とし、この駆動制御単位に従ってトナー補給装置の駆動を入切する。下限値Bの後に必ず停止時間Gを入れると、駆動制御単位をどんなに長く繰り返しても上述したトナーのなだれ込みが発生しないことが実験によって判明している。よって、トナーのなだれ込みを回避することができる。
連続画像形成動作中には、出力画像の画像面積率の平均的な値が変化すると、トナー補給装置のトナー補給能力が変化してしまう。図32は、連続画像形成動作におけるトナー補給装置のトナー補給能力と平均画像面積率との関係を示すグラフである。図示のように、本プリンタでは、連続画像形成動作中における平均画像面積率が高くなるほど、トナー補給能力が高くなっていることがわかる。このようなトナー補給能力の差が生ずるのは、次に説明する理由による。即ち、平均画像面積率が高くなるほど、消費されるトナーの量が多くなる。このため、現像ユニット内の現像剤のトナー濃度を一定に維持するために必要なトナー補給量も増加する。トナー補給量が増加するとトナー補給装置の駆動回数が増加して、駆動動作間のインターバルが短くなる。すると、先に図10に示したホッパ部76Yに対して短時間のうちに多量のトナーが補給されて、ホッパ部76Y内でのトナーの流動性が増加する。そして、これにより、なだれ込みが発生し始めてしまう。逆に、平均画像面積率が低いと、ホッパ部76Y内のトナーの流動性が著しく低下して、単位駆動時間あたりのトナー補給量が低下する。以上のようにして、平均画像面積率に応じてトナー補給能力が変化してしまうと、トナー濃度を安定化させることが困難になってしまう。
図33は、補給制御部102によって実施されるトナー補給量補正処理の処理フローを示すフローチャートである。補給制御部102は、まず、注目頁における出力画像の画像面積率[%]:X(i)を取得する(ステップ1:以下、ステップをSと記す)。次に、注目頁よりも前の所定数分の頁における画像面積率と、注目頁の画像面積率X(i)とに基づいて、画像面積率の移動平均値を算出する。たとえば、「移動平均値M(i)=(M(i−1)×(N−1)+X(i))/N」という公式に基づいて、移動平均値を算出させるようにすればよい。この公式において、M(i)は画像面積率の移動平均の現在値を示している。また、M(i−1)は画像面積率の移動平均の前回値を示している。また、Nは累積枚数を示している。また、X(i)は、今回の画像面積率[%]を示している。なお、M(i)、X(i)は色ごとに個別に算出する。移動平均値を用いる理由は、出力画像の画像面積率の履歴を把握するためである。例えば、画像面積率の移動平均値が高い場合には高画像面積率の画像が連続して出力している場合であるため、トナー補給能力が増加していることになる。
第3変形例に係るプリンタにおいては、リボルバ現像装置により、カラー画像を現像するようになっている。具体的には、軸線方向を水平方向に沿わせる姿勢で配設されたドラム状のリボルバ現像装置を具備している。このリボルバ現像装置は、K,C,M,Y用の現像ユニットを回転支持体内に保持しており、回転支持体が90°回転する毎に、異なる色の現像ユニットを、感光体との対向位置に移動する。このように、リボルバ現像装置の回転支持体の回転角度に応じて、現像ユニットを切り替えながら、感光体上に順次形成されるK,C,M,Y用の潜像をK,C,M,Yトナー像に順次現像していく。これらK,C,M,Yトナー像は、中間転写体に重ねあわせて転写されていく。
3Y,3C,3M,3K:感光体(潜像担持体)
7Y,7C,7M,7K:現像ユニット(現像手段)
8Y:第1搬送スクリュウ
9Y:第1剤収容室(循環経路の一部)
10Y,10C,10M,10K:トナー濃度センサ(トナー濃度検知手段)
11Y:第2搬送スクリュウ
12Y:現像ロール(現像剤担持体)
14Y:第2剤収容室(循環経路の一部)
17Y:トナー補給口
20:光書込ユニット
40:転写ユニット
50:2次転写ローラ
60:定着ユニット
70:トナー補給装置
71Y:駆動源
72Y,72C,72M,72K:トナーボトル
100:制御部
101:予測データ算出部
102:補給制御部(制御手段)
103 画像情報取得部
Claims (10)
- 潜像を担持する潜像担持体と、
画像情報を取得する画像情報取得手段と、
該画像情報に基づいて該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
トナー及びキャリアを含有する現像剤を所定の循環経路に沿って搬送しながら、該循環経路における現像剤担持体との対向領域である供給領域に存在する現像剤を該現像剤担持体の移動する表面に担持して該現像剤担持体と該潜像担持体との対向領域である現像領域に搬送し、該現像領域で現像剤のトナーを該潜像担持体上の潜像に付着させて該潜像を現像し、且つ該現像領域で現像に寄与した現像剤を該表面移動に伴って該循環経路の該供給領域に戻す現像手段と、
該循環経路内における該供給領域とは異なる領域である非供給領域の所定位置に設けられたトナー補給口を通じて、該非供給領域内にトナーを補給するトナー補給手段と、
該画像情報に基づいて該トナー補給手段の駆動を制御してトナー補給量を調整する補給制御を実施する制御手段とを備える画像形成装置において、
所定の画像面積率の画像が現像された場合に供給領域通過後の所定位置で発生する現像剤のトナー濃度の経時変動を示す基準波形を記憶しており、上記画像情報に基づいて1頁分の画像の画像面積率を算出し、算出結果及び前記基準波形に基づいて前記画像の現像に起因して発生するトナー濃度変動の波形を予測し、予測結果に基づいて前記トナー濃度変動を打ち消すトナー補給量変動パターンとなる上記トナー補給手段の駆動制御パターンを構築しながら、該駆動制御パターンに基づいて該トナー補給手段の駆動を制御し、且つ、複数頁に渡る画像形成動作を連続的に行う連続画像形成動作では、各頁についてそれぞれ上記画像面積率に基づく該駆動制御パターンを順次構築していき、先行する頁の上記画像面積率に基づいて構築した駆動制御パターンのうち、既にトナー補給手段の駆動制御に反映した分を除く未消化分に対し、後続の頁の上記画像面積率に基づいて構築した駆動制御パターンを合成する処理、あるいは、連続画像形成動作では、先行する頁の上記画像面積率に基づいて構築した該トナー補給量変動パターンを該駆動制御パターンに変換して該トナー補給手段の駆動制御に用いながら、後続の頁の上記画像面積率に基づいて構築した該トナー補給量変動パターンを、先行する頁の該トナー補給量変動パターンのうち、該駆動制御パターンに未変換分の箇所に合成し、合成後の該トナー補給量変動パターンを該駆動制御パターンに変換して該トナー補給手段の駆動制御に用いる処理を実施するように、上記制御手段を構成した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、
上記連続画像形成動作にて、各頁についてそれぞれ用紙のサイズ及び搬送方向に応じたアルゴリズムを選択して上記駆動制御パターン又はトナー補給量変動パターンを構築するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2の画像形成装置において、
上記現像手段の駆動を停止する際に、上記駆動制御パターンの未消化分、あるいは上記トナー補給量変動パターンから上記駆動制御パターンへの未変換分がある場合には、未消化分のパターン箇所、あるいは未変換分のパターン箇所をデータ記憶手段に記憶し、該現像手段の駆動再開時に、未消化分のパターン箇所に基づく上記トナー補給手段の駆動制御を行うか、あるいは未変換分のパターン箇所を駆動制御パターンに変換しながら該駆動制御パターンに基づく上記トナー補給手段の駆動制御を行うように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3の何れかの画像形成装置において、
トナー補給手段の駆動制御を行っている最中に現像手段の駆動速度を変更した場合には、変更前後の駆動速度差に応じて上記駆動速度パターンあるいはトナー補給量変動パターンを補正するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4の何れか画像形成装置において、
上記トナー補給手段の駆動開始から停止までの駆動時間に下限値を設け、上記駆動制御パターンとして、該下限値以上の駆動時間を確保する条件で該トナー補給手段の駆動を入切するものを構築するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4の何れかの画像形成装置において、
上記トナー補給手段を所定時間だけ駆動する前又は駆動した後に所定時間だけ停止させるパターンを1つの駆動制御単位とし、且つ上記駆動制御パターンとして、該駆動制御単位に従って該トナー補給手段の駆動を入切するものを構築するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4の何れかの画像形成装置において、
上記トナー補給手段の連続駆動時間が所定値に達した場合には、該トナー補給手段の駆動を一時中断した後、駆動再開時には、上記駆動制御パターンのうち、駆動中断時に対応するパターン箇所を、駆動中断時よりも後の期間に対応するパターン箇所に合成したパターンで該トナー補給手段の駆動を制御するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4の何れかの画像形成装置において、
上記画像情報に基づいて上記画像面積率の移動平均値を求め、その結果に基づいて、単位画像面積率あたりのトナー補給量を補正するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8の画像形成装置において、
上記移動平均値が所定値以上である場合には、単位画像面積率あたりのトナー補給量を低下させる一方で、所定値を下回る場合には、単位画像面積率あたりのトナー補給量を増加させる補正を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8の画像形成装置において、
上記移動平均値が所定値以上である場合には、単位画像面積率あたりのトナー補給量を増加させる一方で、所定値を下回る場合には、単位画像面積率あたりのトナー補給量を低下させる補正を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
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