(57)【要約】【課題】必要以上にパフォーマンスを低下させることなく画像欠陥の発生を抑制することができる現像装置を提供する。【解決手段】現像器内に収納された二成分現像剤中のトナーとキャリアとの混合比からなるトナー濃度を検出するトナー濃度センサ３０と、中間転写ベルト８に転写されたトナー像のトナー量（画像濃度）を検出する画像濃度センサ３３と、中間転写ベルト８に転写される出力画像の印字率を算出する露光デバイス２３と、中間転写ベルト８に転写された検出用パッチの画像濃度を画像濃度センサ３３で検出させ且つその検出画像濃度によって二成分現像剤のトナー濃度の設定値を可変すると共に算出された印字率が高くなるにつれて給紙間隔を長くし且つトナー濃度センサ３０で検出されたトナー濃度が高い場合には給紙間隔を短くする制御回路３１と、を備えている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像器内に収納された二成分現像剤中のトナーとキャリアとの混合比からなるトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、像担持体上に転写されたトナー量を検出する画像濃度センサと、前記像担持体上に転写される出力画像の印字率を算出する演算部と、前記像担持体上に転写された検出用パッチの画像濃度を前記画像濃度センサで検出させ且つその検出画像濃度によって前記現像器内に収納された二成分現像剤のトナー濃度の設定値を可変する制御回路と、を備えた現像装置において、
前記制御回路は、前記演算部で算出された印字率が高くなるにつれて給紙間隔を長くすると共に、前記トナー濃度センサで検出されたトナー濃度が高い場合には給紙間隔を短くすることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記トナー濃度センサで検出されたトナー濃度値について、複数の閾値を設け、トナー濃度が高くなるにつれて段階的に給紙間隔を短くすることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機・プリンタ・ファクシミリ或いはこれらを機能的に備えた複合機等の画像形成装置に搭載され、特に、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる２成分現像剤を収納した現像器を備えた現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数枚の転写紙に対して連続して画像形成処理を行う場合に、出力画像のドット数をドットカウンタで算出し、出力画像のドット数が閾値よりも多い場合には、転写紙の給紙間隔を長くするようにした２成分現像方式の現像増装置を搭載した画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これは、出力画像が高濃度印字の場合に、画像形成処理時の給紙間隔を長くすると共に現像器内での二成分現像剤の攪拌時間を長くすることによって、現像器中のトナーの入れ替わりを促進し得て、像担持体に転写する際の二成分現像剤が不均一となってしまったり帯電量が低下してしまうことを防止することができる。
【０００４】
尚、長期間にわたって現像剤の帯電量を安定化させるため、中間転写体や感光体等の像担持体上に一定条件にて形成した画像濃度検出用パッチ画像の画像濃度を画像濃度センサで読み取り、その出力値によって現像剤のトナー濃度の設定値を可変することは周知である。
【特許文献１】特開平０１−０１５７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記の如く構成された現像装置にあっては、二成分現像剤のトナー濃度が高く設定されているときには二成分現像剤の帯電量も高いため、給紙間隔を長くして攪拌時間を長くしただけでは逆効果となり画像濃度低下等の不具合を発生させてしまうという問題が生じていた。また、給紙間隔を長くすると、画像処理能力が低下してしまうという問題も生じていた。
【０００６】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、必要以上にパフォーマンスを低下させることなく画像欠陥の発生を抑制することができる現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像形成装置は、現像器内に収納された二成分現像剤中のトナーとキャリアとの混合比からなるトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、像担持体上に転写されたトナー量を検出する画像濃度センサと、前記像担持体上に転写される出力画像の印字率を算出する演算部と、前記像担持体上に転写された検出用パッチの画像濃度を前記画像濃度センサで検出させ且つその検出画像濃度によって前記現像器内に収納された二成分現像剤のトナー濃度の設定値を可変する制御回路と、を備えた現像装置において、前記制御回路は、前記演算部で算出された印字率が高くなるにつれて給紙間隔を長くすると共に、前記トナー濃度センサで検出されたトナー濃度が高い場合には給紙間隔を短くすることを特徴とする。
【０００８】
この際、前記制御回路は、前記トナー濃度センサで検出されたトナー濃度値について、複数の閾値を設け、トナー濃度が高くなるにつれて段階的に給紙間隔を短くするのが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、必要以上にパフォーマンスを低下させることなく画像欠陥の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの説明図、図２は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図である。
【００１２】
（カラープリンタ１の全体構成）税理士
図１において、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ１は、プリンタ本体２の一面（例えば、正面）から引き出し可能な給紙カセット３と、プリンタ本体２の一面に起倒可能に設けられた手差し給紙トレイ４と、給紙カセット３又は手差し給紙トレイ４にセットされた転写紙（図示せず）を搬送する搬送経路５と、搬送経路５の上流端を構成する給紙ユニット部６と、搬送経路５の中途部に配置された二次転写ローラ７と、二次転写ローラ７と協働して転写紙の表面にトナー転写像を形成する無端ベルト状の中間転写ベルト８と、中間転写ベルト８の表面に必要に応じた各色（例えば、イエロー（Ｙ）・マゼンダ（Ｍ）・シアン（Ｃ）・ブラック（Ｋ））のトナーをトナー像として転写する複数の画像形成部９と、搬送経路５の終端寄りに配置されて転写紙の表面に形成されたトナー転写像を定着させる定着ユニット１０と、定着後の転写紙を搬送経路５の下流端からプリンタ本体２の排紙トレイ部１１へと排出する排出部１２とを備えている。
【００１３】
中間転写ベルト８は、像担持体としての機能を具備しており、層構成に少なくとも一層の弾性層を用いた弾性中間転写ベルトが採用され、駆動ローラ１３、従動ローラ（テンションローラ）１４、加圧ローラ１５の間で回動移動（図示矢印参照）する。
【００１４】
加圧ローラ１５は中間転写ベルト８を挟んで二次転写ローラ７と対向配置されており、二次転写ローラ７に転写バイアスを印加することによって搬送経路５に搬送された転写紙の表面にトナー像を転写してトナー転写像を形成する。
【００１５】
（画像形成部９の構成）
画像形成部９は、本実施の形態では中間転写ベルト８の回動移動方向に沿ってタンデム方式で４ヶ所に配置され、実質的に同一構成のものが配置されている。また、画像形成部９は、各色のトナーを収納したトナーコンテナ１６と、トナーコンテナ１６に収納したトナーを供給する供給部１７と、表面に供給部１７からトナーが供給されるドラム状の静電潜像担持体としての感光体１８と、中間転写ベルト８を挟んで感光体１８に対向配置された転写ローラ１９と、感光体１８の表面に付着した残存トナー等を除去するクリーニングデバイス２０と、感光体１８の電荷を除去する除電デバイス２１と、感光体１８の表面を帯電する帯電デバイス２２と、感光体１８の表面に所定の静電潜像を形成する露光デバイス２３と、を備えている。
【００１６】
尚、各画像形成部９は、本実施の形態では、中間転写ベルト８の回動移動方向に沿ってマゼンダ用の画像形成部９（Ｍ）、シアン用の画像形成部９（Ｃ）、イエロー用の画像形成部９（Ｙ）の順で配置され、図示右側の端部にブラック用の画像形成部９（Ｋ）が配置されている。
【００１７】
（供給部１７の構成）
供給部１７は、図２に示すように、トナーコンテナ１６から供給されたトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を撹拌・帯電する撹拌ミキサー２４と、撹拌ミキサー２４から供給された二成分現像剤を撹拌・搬送するパドルミキサー２５と、各ミキサー２４，２５の間に介在された仕切板２６と、内部に複数の固定磁石を配設してその周囲を回転可能としたスリーブ状の現像剤担持体としての磁気ローラ２７と、磁気ローラ２７上に形成された磁気ブラシ（図示せず）によってトナー層（図示せず）を形成するトナー担持体としての現像ローラ２８と、磁気ローラ２７上に形成された磁気ブラシの高さを一定に保つための規制ブレード２９と、を備えている。また、供給部１７は、トナーコンテナ１６から供給されて攪拌ミキサー２４で攪拌・帯電される二成分現像剤のトナー（Ｔ）とキャリア（Ｃ）との重量比（Ｔ／Ｃ）をトナー濃度として検出するトナー濃度センサ３０を備えている。この際、トナー濃度センサ３０によって検出されたトナー濃度は、制御回路３１に出力される。
【００１８】
（制御回路３１）
制御回路３１は、ＲＯＭ３２に格納された画像形成処理に関する制御プログラムに基づいて供給部１７の駆動系等を制御する。また、制御回路３１には、例えば、図示を略するパーソナルコンピュータから出力された印刷データに基づく印字率が露光デバイス２３等の画像処理回路や公知のドットカウンタ（共に図示せず）等から入力されると共に、供給部１７から中間転写ベルト８に転写されたトナー像の画像濃度が画像濃度センサ３３から入力される。また、ＲＯＭ３２には、本発明に係わる給紙間隔制御プログラムも格納されており、露光デバイス２３等から出力された印字率、トナー濃度センサ３０から出力されたトナー濃度、画像濃度センサ３３から出力された画像濃度に基づいて、給紙ユニット部６を駆動する駆動部３４の駆動タイミングを制御回路３１が制御して、転写紙の給紙間隔を変更する。
【００１９】
（画像濃度センサ３３）
画像濃度センサ３３は、図３に示すように、ＬＥＤ等の光源３５から出射されたビーム光束がビームスプリッタ３６を透過して中間転写ベルト８のトナー面（トナー像）に照射される。また、ビームスプリッタ３６に偏向されたビーム光束が受光センサ３７にてモニターされ、光源３５の光量を一定に保つように構成されている。
【００２０】
一方、トナー面から反射した反射光束は散乱光となり、ビームスプリッタ３８にて再び２つの偏光成分に分配され、それぞれ受光センサ３９，４０に入射され、各受光センサ３９，４０に受光された光量の比率によってトナー量（画像濃度）を検知する。
【００２１】
（画像形成処理）
このような構成のカラープリンタ１においては、図示を略すパーソナルコンピュータ等から印刷データが出力されると、帯電デバイス２２によって感光体１８の表面が帯電された後（帯電工程）、露光デバイス２３によって感光体１８の表面が露光されて静電潜像が形成される（露光工程）。
【００２２】
一方、供給部１７においては、二成分現像剤が磁気ローラ２７の表面に担持されて磁気ブラシを形成し、その磁気ローラ２７の表面の磁気ブラシからトナーのみを現像ローラ２８の表面に移送させて現像ローラ２８の表面にトナー層を形成する。
【００２３】
さらに、この現像ローラ２８のトナー層からトナーを飛翔させ、感光体１８の静電潜像にトナーを付着させて静電潜像をトナー像として現像した後（現像工程）、そのトナー像を転写ローラ１９によって感光体１８から中間転写ベルト８へと一次転写する（一次転写工程）。
【００２４】
次に、中間転写ベルト８に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト８の回動移動によって二次転写ローラ７へと搬送され、この二次転写ローラ７に印加された転写バイアスによって転写紙へと転写される（二次転写工程）。
【００２５】
尚、二次転写ローラ７によってトナー像を二次転写した後の中間転写ベルト８の表面に残存したトナー等は、二次転写ローラ７よりも回動移動方向下流側に配置されたベルトクリーニング装置４１によって除去される。
【００２６】
（給紙間隔制御）
次に、本発明の制御回路３１による給紙間隔制御について説明する。
【００２７】
制御回路３１は、画像印字中に、トナー濃度センサ３０によって二成分現像剤の透磁率に基づくトナー濃度を読み取らせる。
【００２８】
トナー濃度センサ３０は、トナー濃度が高い場合にはトナー濃度センサ３０の出力電圧は低くなり、トナー濃度が低い場合にはトナー濃度センサ３０の出力電圧は高くなる。
【００２９】
この際、制御回路３１は、トナー濃度が予め設定された制御値（例えば、ＲＯＭ３２に格納）よりも低い場合には、印字画像のドットカウント（印字率）によりトナーコンテナ１６からのトナー補給量を算出し、消費されたトナーよりもやや多目の補給を行う。尚、制御回路３１は、トナー濃度が制御値よりも高い場合には補給を行わない。
【００３０】
また、制御回路３１は、例えば、キャリブレーション等の画像濃度検出時に、供給部１７から中間転写ベルト８にパッチ画像を転写し、そのパッチ画像の画像濃度を画像濃度センサ３３にて検出させる。
【００３１】
制御回路３１は、キャリブレーション時に画像濃度センサ３３にて読み取った検出用パッチの画像濃度が高い場合には、二成分現像剤の帯電量が低下しているため、二成分現像剤のトナー濃度が低くなるようにトナー濃度制御値を変更する。また、逆に検出用パッチの画像濃度が低い場合には、現像剤の帯電量が上昇しているため、現像剤のトナー濃度が高くなるようにトナー濃度制御値を変更する。
【００３２】
次に、制御回路３１は、上述した印字率とトナー濃度制御値とにより、給紙間隔を設定する。
【００３３】
具体的には、制御回路３１は、印字率が高くなるにつれて給紙間隔が長くなるように駆動部３４を制御し、現像剤のトナー濃度が高い場合には給紙間隔が短くなるように駆動部３４を制御する。
【００３４】
図４（Ａ）は本発明に係る制御回路３１による印字率とトナー濃度設定値との関係における給紙間隔制御例の図表、図４（Ｂ）は従来の印字率のみによる給紙間隔制御例（長間隔）の図表、図４（Ｃ）は従来の印字率のみによる給紙間隔制御例（短間隔）の図表である。
【００３５】
図４（Ａ）に示すように、本発明の制御回路３１では、印字率とトナー濃度設定値とに基づいて得られた長さの給紙間隔となるように給紙タイミングを調整するようにした。
【００３６】
尚、図４に示した給紙間隔の設定においては、トナー濃度が８％未満、８％以上１１％未満、１１％以上、の場合で段階的にトナー濃度が高い場合に給紙間隔を短くしている。
【００３７】
一例として、図５に示すように、濃度設定値がそれぞれ７％、９．５％、１２％となるように調整すると共に、印字率が１０％、３０％、５０％、７０％、９０％の画像を３０枚連続印字した時のカブリ等の画像欠陥の発生有無を示す。
【００３８】
図４（Ｂ），図５（Ｂ）では、画像欠陥が発生しない比較的良好な画像を得ることができたものの、本発明の制御回路３１による給紙間隔が長いため、画像形成処理能力等のパフォーマンスが低下した。
【００３９】
また、図４（Ｃ），図５（Ｃ）では、トナー濃度設定値が低い場合に給紙間隔が短かすぎるためにカブリ等の画像不具合が発生した。
【００４０】
これらに対し、本発明の制御回路３１による給紙間隔制御では、現像剤のトナー濃度が低く印字率が高い条件ほど給紙間隔を長くし、逆に現像剤のトナー濃度が高く印字率が低い条件ほど給紙間隔を短くする制御を行うことにより、必要以上にパフォーマンスを低下させること無く、画像欠陥のない良好な画像を得ることができた。
【００４１】
ところで、上記実施の形態においては、トナー濃度設定値を８％未満、８％以上１１％未満、１１％以上、の３段階に分けた場合で示したが、例えば、１０％未満と１０％以上というように、２段階に分けても良いし、４段階以上に分けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置を搭載した画像形成装置の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る現像装置の要部の説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る現像装置に適用される画像濃度センサの説明図である。
【図４】（Ａ）は本発明の一実施形態、（Ｂ），（Ｃ）は従来に係る給紙間隔制御例の一覧の図表である。
【図５】（Ａ）は本発明の一実施形態、（Ｂ），（Ｃ）は従来に係る給紙間隔制御例の画像形成結果の図表である。
【符号の説明】
【００４３】
１…カラープリンタ（画像形成装置）
８…中間転写ベルト（像担持体）
９…画像形成部
２３…露光デバイス（演算部）
３０…トナー濃度センサ
３１…制御回路
３３…画像濃度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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