(57)【要約】【課題】通紙モード、画像面積率に応じて像担持体に形成する基準画像を予め変更することで、画像の濃度低下を回避することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体１上に形成した基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段８、現像装置４内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出検出手段１２、両検出手段の検出結果に基づいて現像装置にトナーを補給するトナー補給手段１３、原稿画像の画像情報が占める割合を算出する算出手段２５、複数枚通紙のセット枚数を検出する複数枚通紙検出手段２３を備え、算出手段２５の算出結果と複数枚通紙検出手段２３の検出結果に応じて画像形成動作開始前に予め基準画像の形成条件を任意に変更する機能を有する画像形成装置。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成した基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出検出手段と、前記両検出手段の検出結果に基づいて現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、原稿画像の画像情報が占める割合を算出する算出手段と、複数枚通紙のセット枚数を検出する複数枚通紙検出手段と、を備え、前記算出手段の算出結果と前記複数枚通紙検出手段の検出結果に応じて画像形成動作開始前に予め基準画像の形成条件を任意に変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
基準画像の形成条件を任意に変更するに際し、現像装置の現像剤担持体への印加電圧を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
基準画像の形成条件を任意に変更するに際し、像担持体に静電潜像を形成する光書き込み装置の光書き込みビームの幅若しくはパワーを変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に形成した基準画像の画像濃度検出結果または現像剤収容部内のトナー濃度の検出結果に基づき現像剤収容部にトナーを補給する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現像装置にトナーを補給するための制御方式として、像担持体上に基準画像を形成し、この基準画像の画像濃度を反射型フォトセンサなどの画像濃度検出手段で検出し、その検出結果に基づいてトナーを補給する制御方式が知られている（例えば特許文献１、２、３、４）。また原稿画像の画像情報が占める割合を算出してこれに応じてトナーの補給量を決定する制御方式も知られている（例えば特許文献５）。
【特許文献１】特開平３−８７７７９号公報
【特許文献２】特開平４−４０４８２号公報
【特許文献３】特開平４−２６１５６６号公報
【特許文献４】特開平６−１７５５００号公報
【特許文献５】特開平６−１０２７６０号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の画像形成装置の基準画像は、画像形成装置の立ち上げ時（電源ＯＮ時）に形成される他、一定の通紙枚数による形成間隔が設けられており、形成間隔として設定されている枚数以上のジョブ終了後に形成される。ここで形成間隔を小さくすれば、より基準画像の検出回数が増えることで基準画像の濃度変動に合うトナー補給制御を行なうことが可能である。
しかしながら形成間隔を小さくすると形成に要する時間をそれだけ要してしまい、画像形成における時間がトータルで掛かってしまい生産性が低下する。また連続通紙の時には生産性を重視して前述の通りジョブ終了後に形成するよう制御している場合があるが、その場合画像面積率の高い画像を作像すると、トナー補給が追いつかず濃度低下を起こしてしまう。
このとき画像形成装置の設定として予めトナー濃度を高めにすれば、画像面積率が高く、連続通紙の時には濃度低下を起こさないが、画像面積率が低い画像の時や連続通紙以外の時では必要以上にトナーを消費するためにトナーイールド値が低下し、プリント１枚当たりの単価が上昇してしまったり、また必要以上にトナー濃度が高いため、トナー飛散や地肌汚れ等の不具合が発生してしまう。
本発明は、通紙モード、画像面積率に応じて像担持体に形成する基準画像を予め変更することで、画像の濃度低下を回避することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、像担持体上に形成した基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出検出手段と、前記両検出手段の検出結果に基づいて現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、原稿画像の画像情報が占める割合を算出する算出手段と、複数枚通紙のセット枚数を検出する複数枚通紙検出手段と、を備え、前記算出手段の算出結果と前記複数枚通紙検出手段の検出結果に応じて画像形成動作開始前に予め基準画像の形成条件を任意に変更することを特徴とする。
請求項２記載の発明は、基準画像の形成条件を任意に変更するに際し、現像装置の現像剤担持体への印加電圧を変更する請求項１に記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明は、基準画像の形成条件を任意に変更するに際し、像担持体に静電潜像を形成する光書き込み装置の光書き込みビームの幅若しくはパワーを変更することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は画像形成装置の像担持体廻りの構成図である。像担持体１は帯電装置２により帯電され、帯電された感光体面に対して、光書き込み装置３からの露光光により露光を行なうことにより静電潜像が形成される。現像装置４の現像ローラ４−１に電圧（現像バイアス）を印加することにより現像ローラ４−１表面上の図示しないトナーが像担持体１に付着し静電潜像が可視像化される。
次に転写装置５に電圧（転写バイアス）を印加すると、像担持体１上の可視像化されたトナーが、転写位置に送り込まれた転写紙６上に転写される。転写後に像担持体１に残ったトナーはクリーニング装置７によりクリーニングされる。以上が像担持体廻りの作像プロセスである。
次に一般的な画像濃度制御方法を説明する。図１において、符号８はＰセンサ（反射型フォトセンサ）であり、像担持体１の表面に対向配置されている。Ｐセンサ７では、像担持体１の地肌部を検出する出力電圧（Ｖｓｇ）とＰセンサパターン部（基準画像）を検出する出力電圧（Ｖｓｐ）を検出し、その比率により、図示しない現像剤濃度検出センサ（Ｔセンサ）の基準電圧（Ｖｒｅｆ）を変更し、現像装置４に補給するトナー量を制御している。
またＰセンサパターン部を作成する際の像担持体１上の表面電位と現像バイアスとの差（Ｐセンサパターンポテンシャル：Ｖｐｐ）は最高画像濃度より若干低めになるように設定され、濃度が変動したときの検出をし易くしている。
【０００６】
図２は一般的な画像濃度制御ブロックとそのフローを合わせて示す図である。Ｊｏｂ（ジョブ）終了により予め設定された画像濃度検出枚数に達するとＰセンサパターン作成部１１で、地肌部を作成する帯電電圧、現像バイアスの印加、及びＰセンサパターン部（基準画像）を作成する帯電電圧、現像バイアスの印加とレーザー光の出力が行われる。
次に像担持体１上に作成されたＰセンサパターン部（基準画像）及び地肌部を前記Ｐセンサ（画像濃度検出部）８で検出する。次に画像濃度検出部８の前記パターンの出力の比（Ｖｓｐ／Ｖｓｇ）の結果よりトナー濃度検出部１２の前記Ｖｒｅｆを変更してトナー補給部１３でトナー補給がなされる。以上の制御を通してＶｓｐ／Ｖｓｇの比が一定の値になるように制御されており、その比は例えば１／１０や１／１３と設定されている。
ここで前記Ｖｐｐは予め設定された値であり、Ｖｐｐになるように現像バイアスの印加またはレーザー光の出力が行われる。Ｖｐｐの作用としてＶｐｐが大きいほどＰセンサパターン部（基準画像）へのトナーの付着量が多くなり、その結果Ｖｓｐが小さくなる。Ｖｓｐ／Ｖｓｇの比を一定の値にする制御が働くので結果としてトナー濃度が低下し、最終的に感光体上のトナー付着量が低くなり、これにより最終出力画像濃度も低くなる制御が働く。
【０００７】
図３は本発明の画像濃度制御ブロックとそのフローを合わせて示す図である。複写機の場合のユーザーが入力する操作部情報２１またはプリンタ機の場合のプリント情報２２により、複数枚通紙検出部２３で複数枚設定値がカウントされる。また画像処理部２４で書き込みデータの出力をカウントし、その結果を画像情報算出部２５でＡ４サイズ当たりの面積率として算出する。
次に前記複数枚通紙検出部２３の検出結果と画像情報算出部２５の算出結果からＶｐｐ変更判定部２６でＶｐｐ変更の要否を判定する。変更がない場合はそのままコピー、またはプリント動作を継続する。変更がある場合は図４のマトリックス図に示された数値をＶｐｐにプラスする（Ｖｐｐ２）。
Ｐセンサパターン作成部１１では変更したＶｐｐ２でＰセンサパターンを作成する。Ｐセンサパターン作成部１１の動作は、図４のマトリックス図でＶｐｐに変更を要すると判定した直後の画像形成動作前に実行する。
ここで図４のＶｐｐ変更値や複数枚カウンタ値及び画像情報算出部２５の画像面積率は任意に設定することが可能である。またＶｐｐの変更に際して、現像装置の現像ローラ４−１への印加電圧（現像バイアス２７）を変更することができる。例えば図４のマトリックスで変更値が３０の場合は現像バイアスをプラス３０Ｖする。
またＶｐｐの変更に際して、光書き込み装置３の光書き込みビーム２８を変更することもできる。光書き込みビーム２８の変更方法としては、レーザー発光のパルス幅（ＰＷＭ）や出射パワーを変更する方法を採用する。
また画像処理部２４で用いるデータは複写機の場合、画像読取部のデータを用いることが可能である。また画像処理部２４で用いるデータはプリンタ機の場合、パソコンから送信されるデータ数を用いることが可能である。
【０００８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、算出手段の算出結果と複数枚通紙検出手段の検出結果に応じて画像形成動作開始前に予め基準画像の形成条件を任意に変更する機能を有することで、通紙モード、画像面積率に応じて像担持体に形成する基準画像を予め変更し、画像の濃度低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の像担持体廻りの構成図である。
【図２】一般的な画像濃度制御ブロックとそのフローを合わせて示す図である。
【図３】本発明の画像濃度制御ブロックとそのフローを合わせて示す図である。
【図４】画像情報算出部と、画像面積率及び複数枚通紙検出部カウンタの関係を示す図である。
【符号の説明】
１  像担持体
４  現像装置
８  画像濃度検出部（画像濃度検出手段）
１２  トナー濃度検出部（トナー濃度検出手段）
１３  トナー補給部（トナー補給手段）
２３  複数枚通紙検出部（複数枚通紙検出手段）
２５  画像情報算出部（算出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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