(57)【要約】【課題】経時、環境変化等で現像装置における現像剤攪拌部材の線速度によるＶｔ（透磁率センサ出力値）にずれが生じたときでも線速度差によるＶｔ差を確実に検知して補正することで異常画像を無くすことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】濃度調整プロセスコントロール時に、異なる線速度の現像剤撹拌動作を行い、それらの線速度における前記透磁率センサの出力値Ｖｔを検知し、その差をＶｔ線速補正量とする。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用い、透磁率センサの検知値に基づいてトナー濃度制御を行うもので、２つ以上の線速度を持つ現像剤攪拌部材を備えた現像装置を有し、プロセスコントロールによりトナー濃度制御を行い、前記プロセスコントロールの結果により濃度調整する濃度調整プロセスコントロールを行うモードを有する画像形成装置において、
前記濃度調整プロセスコントロール時に、異なる線速度の現像剤撹拌動作を行い、それらの線速度における前記透磁率センサの出力値Ｖｔを検知し、その差をＶｔ線速補正量とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記濃度調整プロセスコントロール時に、濃度調整前後で異なる線速度の現像剤撹拌動作を行い、それら線速度でのＶｔを検知し、濃度調整前のＶｔと濃度調整後のＶｔでの異なるトナー濃度時のＶｔ線速補正量から他の領域のトナー濃度のＶｔ補正量も決めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前回の濃度調整プロセスコントロールとは異なる濃度時の濃度調整プロセスコントロール時にＶｔ線速補正モードに入ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前回の濃度調整プロセスコントロールから一定枚数以上通紙した時の濃度調整プロセスコントロール時にＶｔ線速補正量を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前回の濃度調整プロセスコントロールから一定期間以上時間が経過したときの濃度調整プロセスコントロール時にＶｔ線速補正量を決定することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のフルカラープリンタや複写機においては、厚紙やＯＨＰシート印字時に定着エネルギー確保のためや書き込み処理速度のために作像速度が低速になったり、黒印字時はフルカラーより速度ＵＰを求められるため高速になったりする。
すなわち、１台の装置で２つ以上の作像速度を持つものが出てきている。
作像速度と同じように現像剤攪拌速度が２線速（線速度）以上、特に標準速度に対し半速や倍速になるときは、剤バランスが崩れ、剤落ち、左右ＩＤ（画像濃度）ムラ等の異常が発生するため、現像攪拌速度は１線速が望ましい。
しかしながら機械の小型化、低コスト化に伴い、現像装置、駆動モータ、ギヤとも小型になり、レイアウト上や、コストの問題から画像形成装置本体と同じ割合で速度変化してしまうことが多い。
【０００３】
２成分現像方式で、透磁率センサ（以下「Ｔセンサ」という）を使用し、トナー補給制御を行っている現像装置では、２つ以上の現像剤攪拌速度によりＴセンサ部上の剤の流れが異なり、線速によるＴセンサ出力値（以下「Ｖｔ」と記載する）が異なってしまう。そのため線速切り替わりによりトナー濃度（以下「ＴＣ」と記載する）、トナー付着量が異なってしまい、高速時のＩＤ低下、低速時のＩＤ過多、転写チリ等の異常品質が発生することがある。
機械的にＶｔ線速差を無くすには、Ｔセンサ部上の現像剤攪拌部材をカットすればよいことが経験的に判っている。
特許文献１には、線速切り替え時の通紙時Ｖｔにて、Ｖｔ線速シフト量（補正量）を決定する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７２８６８号公報
【特許文献２】特開２００２−２０７３５７号公報
【特許文献３】特開２００６−０８４６７１号公報
【特許文献４】特許第０３０２６６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高ＴＣや高枚数通紙剤等で剤の流動性が悪いときにＴセンサ部の剤が滞留し、誤検知したり、白紙連続通紙時でＴセンサ部に剤嵩密度状態が変化（嵩密度が下がる）し、ＴＣは一定のはずがＴＣ高いと判断して誤検知するという不具合がある。
逆にＴセンサ部上の現像剤攪拌部材にフィンやマイラーを付け、剤を常に流動化させると、Ｔセンサ部の剤滞留や、白紙連続通紙時での剤嵩密度状態の変化はなく、誤検知は無くなるが、線速差は大きくなる。
フィン等による剤流動化したときは、線速によるＶｔ差の補正が必要である。補正量は常温常湿、初期的にはほぼ一定であるが、経時や環境等で剤流動性が異なるとずれてしまうため、わずかな差でもフルカラーで色重ねしたときには転写チリ等の異常品質が発生することがある。
【０００６】
本発明は、経時、環境変化等で線速度によるＶｔにずれが生じたときでも線速度差によるＶｔ差を確実に検知して補正することで異常画像を無くすことができる画像形成装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用い、透磁率センサの検知値に基づいてトナー濃度制御を行うもので、２つ以上の線速度を持つ現像剤攪拌部材を備えた現像装置を有し、プロセスコントロールによりトナー濃度制御を行い、前記プロセスコントロールの結果により濃度調整する濃度調整プロセスコントロールを行うモードを有する画像形成装置において、前記濃度調整プロセスコントロール時に、異なる線速度の現像剤撹拌動作を行い、それらの線速度における前記透磁率センサの出力値Ｖｔを検知し、その差をＶｔ線速補正量とすることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、前記濃度調整プロセスコントロール時に、濃度調整前後で異なる線速度の現像剤撹拌動作を行い、それら線速度でのＶｔを検知し、濃度調整前のＶｔと濃度調整後のＶｔでの異なるトナー濃度時のＶｔ線速補正量から他の領域のトナー濃度のＶｔ補正量も決めることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前回の濃度調整プロセスコントロールとは異なる濃度時の濃度調整プロセスコントロール時にＶｔ線速補正モードに入ることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前回の濃度調整プロセスコントロールから一定枚数以上通紙した時の濃度調整プロセスコントロール時にＶｔ線速補正量を決定することを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前回の濃度調整プロセスコントロールから一定期間以上時間が経過したときの濃度調整プロセスコントロール時にＶｔ線速補正量を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、本発明によれば、線速によるＶｔ差を検知し、補正することにより、現像剤状態（経時、環境）の影響によるＶｔ線速差をなくすことができ、線速切り替り時に発生する高速時のＩＤ低下、低速時のＩＤ過多、転写チリ等の異常品質をなくすことができる。
濃度調整プロコン時にＶｔ線速補正モードに入ることで、現像剤攪拌で安定したＶｔ（剤中のトナー濃度や剤バランスが安定）と、その直後に別線速での動作中に検知したＶｔ（剤中のトナー濃度安定）の差により、Ｖｔ線速補正量を決めることにより、Ｖｔ線速補正量の精度を上げ、異常品質をなくすことができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、異なる２種類のＴＣ＝ＶｔでのＶｔ線速補正量を検知することができる。
請求項３記載の発明によれば、前回のＴＣ、Ｖｔ域と同じ場合には動作をなくすことができ、使用者の待ち時間を低減できる。
請求項４記載の発明によれば、剤状態の変化が無く、Ｖｔシフト量に変化が無い時には動作をなくすことができ、使用者の待ち時間を低減できる。
請求項５記載の発明によれば、期間で管理するので、より剤状態の変化を管理でき、Ｖｔシフト量に変化が無い時には動作をなくすことができ、より待ち時間を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図１２に基づいて説明する。
まず、図１及び図２に基づいて、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成の概要を説明する。記録媒体としての転写紙１２の搬送方向に沿って１Ｙ（イエロー）、１Ｍ（マゼンタ）、１Ｃ（シアン）、１Ｋ（ブラック）の各画像形成部が並設されている。色別の符号を除いて説明すると、各画像形成部は円筒状の潜像担持体としての感光体ドラム２を有しており、感光体ドラム２の周りには時計回りに順に、帯電手段としての帯電ローラ３、色分解された画像データを露光する書き込み装置４、前記色分解された画像データに対応する着色トナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）を有する現像装置５、トナー像を転写紙１２に転写する転写手段としての転写ローラ６、転写後に感光体ドラム２上の転写残トナーを除去するクリーニング手段の要素としてのクリーニングブレード７等が配置されている。
【００１５】
転写紙１２は、複数のローラ間に掛け回されて支持され、各感光体ドラムが転接するように配置された搬送ベルト８により搬送される。
給紙カセットに収容された転写紙１２は給紙後、レジストローラ対１０で一旦停止され、斜めずれを修正された後搬送ベルト８上に送り込まれる。搬送ベルト８にてそれぞれの各画像形成部へ順次搬送された転写紙１２は、それぞれの転写位置にて転写ローラ６により感光体ドラム２上のトナー像の転写を順次受け、定着装置１４にて定着されて永久的なでフルカラー画像が形成される。定着を終えた転写紙１２は、例えば排紙ローラ対１５により排紙トレイ１６に排出され、スタックされる。図１において、符号９は搬送ベルト８をクリーニングするベルトクリーニング装置を、符号１３は手差しトレイを示している。
【００１６】
現像装置５は感光体ドラム２の側方に配置され、図２に示すように、感光体ドラム２に向けて開口部が形成された現像ケーシングの内部に、該開口部から一部が露出した、トナー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ１７、現像スリーブ１７の内部に固定配置された磁界発生手段としてマグネットローラ（図示せず）、現像スリーブ１７上に担持されて搬送されている現像剤の量を規制する現像剤規制部材としてのドクタ１８と、スクリュー状の現像剤攪拌部材１９、２０等を備えている。
【００１７】
現像装置５内のトナー濃度は、画像データにより消費し、画像面積及び現像装置５内にある透磁率センサ（以下「Ｔセンサ」と記載する）Ｃの値に応じてトナーを補給することでほぼ一定に保たれる。
また、２００枚（枚数は狙いにより異なり約１００〜１０００枚の場合もある）に一回のプロセスコントロール（感光体ドラム２上または搬送ベルト８上に形成された複数のハーフトーン及びベタパターンをＰセンサにより付着量換算し、狙いの付着量になるように設定するモード）によりＴセンサ目標値、帯電電位、光量を設定している。
カラープリンタや複写機では白黒単色機と異なり、高面積画像を連続して作像する機会が多いため、表１（フルカラープリンタと白黒プリンタのキャリア被覆率をまとめたもの）に示すように、高ＴＣ（キャリア被覆率が高い）で制御する必要がある。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
ここで、現像剤攪拌部材１９、２０の形状とＶｔ関連の特性について説明する。図３は現像剤攪拌部材１９、２０周辺の平面図であり、図４は現像剤攪拌部材１９上のフィン及びマイラー（ＴセンサＣに対向する箇所の攪拌部）を示す平面図である。
図３において、現像剤をそれぞれ逆向きに搬送する現像剤攪拌部材１９と現像剤攪拌部材２０の間には仕切り部材が設けられており、その長手方向端部で現像剤の受け渡しが行われ、現像剤はループ状に循環する。
図４ではフィン幅をＡで示し、マイラー幅をＢで示し、ＴセンサをＣで示している。
図５はＴセンサＣに対向する箇所の現像剤攪拌部材のマイラー幅を振ったときのＶｔ関連特性を示す。図５はフィンを１６ｍｍに固定した場合である。ここでいうＶｔ関連特性は、マイラー幅を変えた時のＶｔ線速（線速度）シフト量（感光体速度１２５−１８５ｍｍ／ｓｅｃ時）、Ｔセンサ感度（Ｖ／ｗｔ％）、空攪拌時のＶｔ低下量、（初期剤５ｗｔ％時のＶｃｎｔ）について示したものである。
【００２０】
図５のグラフは以下の内容を示している。
（１）Ｖｔ線速シフト量（１２５−１８５）・・・マイラー幅が０から５．５ｍｍへの変化で、０．０７Ｖから０．６４Ｖに増加（マイラー幅狭でシフト量低減）。
（２）Ｔセンサ感度（Ｖ／ｗｔ％）・・・マイラー幅が１から５．５ｍｍへの変化で、０．４７Ｖから０．５０Ｖでほぼ変化無し（マイラー幅に関係無）。
（３）空攪拌時のＶｔ低下量・・・マイラー幅が０から４ｍｍへの変化で、０．６６Ｖから０．０９Ｖに低下（マイラー幅広で低下量低減）。
（４）初期剤時のＶｃｎｔ・・・マイラー幅が０から５．５ｍｍへの変化で、５．９Ｖから８．１Ｖに増加。
また、マイラー幅固定にてフィン幅を振ったときも同様な傾向だった。
【００２１】
これにより、以下の結果が得られる。
（ａ）Ｔセンサ付近の現像剤混合性向上（フィン／マイラー幅を広げる）によってＶｔ線速シフト量大／空攪拌時Ｖｔ低下量小になる。
（ｂ）Ｔセンサ付近の現像剤混合性低下（フィン／マイラー幅を狭める）によってＶｔ線速シフト量小／空攪拌時Ｖｔ低下量大になる。
（ｃ）上述の（ａ）と（ｂ）はトレードオフ関係にある。
これらから、機械的条件では、Ｖｔ線速差（線速度差）、Ｖｔ低下量を同時に抑制することはできないことが分かる。
【００２２】
図６は初期剤にてＴセンサ部がフィン有り、かつマイラー有り（図７参照）で白紙通紙時（トナー補給無し）のＶｔ推移を示す特性図である。図８は５０Ｋ枚通紙現像剤にてＴセンサ部がフィン有り、かつマイラー有り（図７参照）で白紙通紙時（トナー補給無し）のＶｔ推移を示す特性図である。
図９は、５０Ｋ枚通紙現像剤にてＴセンサ部がフィンカット、かつマイラー無し（図１０参照）で白紙通紙時（トナー補給無し）のＶｔ推移を示す特性図である。図６、図８、図９において、Ｖｔのｊ部は標準速度時、ｋ部は高速時、ｌ部は低速時であり、各部における通紙は２００枚である。
【００２３】
図６の初期剤ではＶｔ線速差は０．１Ｖ程度（ｊ部とｋ部の差、ｌ部とｊ部の差）であるが、図８の５０Ｋ枚通紙現像剤の場合は大きくなっている。
これから現像剤の状態でＶｔ線速差が異なることが分かり、Ｖｔ線速補正量は固定値にはできないと言える。図９では同じ５０Ｋ枚通紙現像剤でもＶｔ線速差はなくなるが、図６、図８では少なかったＶｔ低下量が大きくなっている。機械的条件では、Ｖｔ線速差をなくすと、Ｖｔ低下が発生することが分かる。
Ｖｔ低下量は補給トナー量により異なるため補正できないが、Ｖｔ線速差は現像剤の流動性状態が同じであれば変わらないため、頻繁に補正をする必要はない。したがって、環境切り替わり時や経時（５Ｋ枚、１０Ｋ枚等の長期レンジ）で補正すればよいと言える。
【００２４】
図１１に本実施形態における制御動作のフローチャートを示す。
濃度調整プロコンを実行した際、前回の濃度調整プロコンから一定枚数（期間）以下の場合、通常の濃度調整プロコンを実行し、終了となる。
一定枚数（期間）以上の場合、γが狙い範囲内のときは、プロコン１回で終了するため、Ｖｔ線速補正モードに入らない。γが狙い範囲外のときは濃度調整プロコンとなり、２種類のＴＣ（Ｖｔレベル）となるため、Ｖｔ線速補正モードに入る。
１回目のプロコンのＶｔ＿ａ１を読み取り、別線速ｂで現像剤を撹拌してＶｔ＿ｂ１を読み取る。このγ時の線速補正数（Ｖｔ＿ａ１−Ｖｔ＿ｂ１）が決まる。補給／消費後で狙いγなったところで、最後のプロコンのＶｔ＿ａ２を読み取り、別線速ｂで現像剤を撹拌してＶｔ＿ｂ２を読み取る。このγ時の線速補正数（Ｖｔ＿ａ２−Ｖｔ＿ｂ２）が決まる。以下の図１２のような方法で、補正量を決め、反映し、プロコンを終了する。
【００２５】
図１２に示すように、Ｖｔ値（高い時、低い時）でも線速補正量が異なるため、Ｖｔ＿ｂ１、Ｖｔ＿ａ１、Ｖｔ＿ｂ２、Ｖｔ＿ａ２より計算し、線速ａ時の補正量と線速ｂ時の補正量を決める。
線速ｂで通紙する際は、線速ａのＶｔ値（Ｖｔ＿ａ）から、Ｖｔ＿ｂ＝Ｖｔ＿ｂ１＋（Ｖｔ＿ａ−Ｖｔ＿ａ１）×（Ｖｔ＿ｂ２−Ｖｔ＿ｂ１）／（Ｖｔ＿ａ２−Ｖｔ＿ａ１）で計算される。
【００２６】
以下本実施形態の現像条件を示す。
機械的条件：
現像スリーブと感光体ドラムのギャップ（以下ＧＰ）  ０．４〜０．６ｍｍ
現像スリーブとドクターブレードのギャップ（以下ＧＤ）  ０．４〜０．６ｍｍ
現像スリーブ径  １８φ
感光体線速  ６０〜２５０ｍｍ／ｓｅｃ
感光体線速に対する現像ローラの線速比  １．１〜１．８
現像剤：
キャリア  フェライト  平均５０〜７０μｍ
トナー  ポリオール系樹脂、ポリエステル系樹脂    平均粒径６〜７μｍ
添加剤量  ０．５〜２．０ｗｔ％
キャリア被覆率  ３０〜８０％
帯電量（Ｑ／Ｍ）  １０〜３０μＣ／ｇ
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要断面図である。
【図２】現像装置の部位の拡大断面図である。
【図３】現像装置の現像剤攪拌部材を中心とした概要平面図である。
【図４】現像剤攪拌部材上のフィン及びマイラーを示す側面図である。
【図５】Ｔセンサに対向する箇所の現像剤攪拌部材のマイラー幅を振ったときのＶｔ関連特性を示すグラフである。
【図６】初期剤にてＴセンサ部がフィン有り、かつマイラー有りで白紙通紙時のＶｔ推移を示すグラフである。
【図７】図６の特性に対応した現像剤攪拌部材の側面図である。
【図８】５０Ｋ枚通紙現像剤にてＴセンサ部がフィン有り、かつマイラー有りで白紙通紙時のＶｔ推移を示すグラフである。
【図９】５０Ｋ枚通紙現像剤にてＴセンサ部がフィンカット、かつマイラー無しで白紙通紙時のＶｔ推移を示すグラフである。
【図１０】図９の特性に対応した現像剤攪拌部材の側面図である。
【図１１】制御動作を示すフローチャートである。
【図１２】各線速におけるＴＣとＶｔの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２８】
Ｃ  透磁率センサ
５  現像装置
１９、２０  現像剤攪拌部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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