(57)【要約】【課題】経年や環境等の影響で現像剤攪拌部材の線速度によるＶｔのずれが生じたときでも、線速度による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】２つ以上の線速度を持つ現像剤攪拌部材をプロセスコントロール時に１つの線速度で駆動し、該プロセスコントロール時の透磁率センサの出力値Ｖｔを用いてトナー濃度制御を行う画像形成装置において、プロセスコントロール後に該プロセスコントロール時と異なる線速度による画像形成を行う場合の画像形成時のＶｔと該プロセスコントロール時のＶｔの差をＶｔ線速補正量として、次回の別の線速度による画像形成時のＶｔに前記Ｖｔ線速補正量を加えた値を補正後のＶｔとする。【選択図】図１２
2007206288.tif 000002
【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て画像を形成する過程において、２つ以上の線速度を持つ現像剤攪拌部材をプロセスコントロール時に１つの線速度で駆動し、該プロセスコントロール時の透磁率センサの出力値を用いてトナー濃度制御を行う画像形成装置において、
プロセスコントロール後に前記プロセスコントロール時と異なる線速度により画像形成を行う場合の前記透磁率センサの出力値と、前記プロセスコントロール時の前記透磁率センサの出力値との差を線速補正量として、次回の別の線速度による画像形成時の前記透磁率センサの出力値に前記線速補正量を加えた値を補正後の前記透磁率センサの出力値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、
プロセスコントロール直後に該プロセスコントロールと異なる線速度による画像形成動作を行う場合に、前記画像形成動作の前に線速補正の処理を追加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、現像剤攪拌部材の線速度による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に関し、特に、ジョブ中にＰセンサ等によるトナー付着量制御を行わないものに対して有効な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に応じて作像速度が低速になったり、フルカラーより速度増加を求められる黒印字時には高速になったりする。このように、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。関連文献としては、次の特許文献１、２がある。
【特許文献１】特開２００１−１３４０６６公報
【特許文献２】特開平７−２４４４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、作像速度と同じように現像剤攪拌速度として２つ以上の線速（線速度）、特に、標準速度に対し半速や倍速になるときは、現像剤バランスが崩れ、現像剤落ち、左右の画像濃度（以下、ＩＤと記載する。）のムラ等の異常が発生するため、現像剤攪拌速度は１つの線速が望ましい。しかし、上述の特許文献で示した技術を含め、従来の技術においては、装置の小型化、低コスト化にともない現像装置、駆動モータ、ギヤとも小型になりレイアウト上の問題やコストの問題から本体と同じ割合で速度変化してしまうことが多い。
【０００４】
その中でも、２成分現像方式で透磁率センサ（以下、Ｔセンサと記載する。）を使用し、トナー補給制御を行っている現像装置は、２つ以上の現像剤攪拌速度によりＴセンサ部上の現像剤の流れが異なり、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。
【０００５】
構造上の視点から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分かっている。しかし、高ＴＣや高枚数通紙剤等で現像剤の流動性が悪いときにＴセンサ部の現像剤が滞留して誤検知したり、白紙連続通枚時でＴセンサ部に現像剤嵩密度状態が変化（嵩密度が下がる）してＴＣが一定のはずがＴＣ高と判断して誤検知するという不具合が生じる。
【０００６】
逆に、Ｔセンサ上部の現像剤攪拌部材の一部としてフィンやマイラーをつけ、現像剤を常に流動化させると、Ｔセンサ部の現像剤滞留や、白紙連続通枚時で現像剤嵩密度状態に変化はなく、誤検知はなくなるが、線速差は大きくなる。フィン等によって現像剤が流動化したときは、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、経年や環境等の影響で現像剤の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場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、経年や環境等の影響で現像剤攪拌部材の線速度によるＶｔのずれが生じたときでも、線速度による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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて画像を形成する過程において、２つ以上の線速度を持つ現像剤攪拌部材をプロセスコントロール時に１つの線速度で駆動し、該プロセスコントロール時の透磁率センサの出力値を用いてトナー濃度制御を行う画像形成装置において、プロセスコントロール後に前記プロセスコントロール時と異なる線速度により画像形成を行う場合の前記透磁率センサの出力値と、前記プロセスコントロール時の前記透磁率センサの出力値との差を線速補正量として、次回の別の線速度による画像形成時の前記透磁率センサの出力値に前記線速補正量を加えた値を補正後の前記透磁率センサの出力値とすることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、プロセスコントロール直後に該プロセスコントロールと異なる線速度による画像形成動作を行う場合に、前記画像形成動作の前に線速補正の処理を追加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、現像剤攪拌部材の線速（線速度）によるＶｔ差を検知し、補正することにより、現像剤状態（経年時、環境）の影響によるＶｔ線速差（線速度差）をなくし、線速切替り時に発生する高速時のＩＤ低下、低速時のＩＤ過多、転写チリ等の異常画像の発生をなくすことができる。プロコン時の現像攪拌で安定したＶｔ（現像剤中のトナー濃度や現像剤バランスが安定）と、その直後に別線速で動作したＶｔ（現像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、異常画像の発生をなくすことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。図１は本発明を実施するための最良の形態としての画像形成装置の概略断面図である。また、図２は図１における破線部Ｘ（画像形成部）の拡大図である。図１及び図２において、画像形成部は感光体ドラム２、クリーニングブレード８、転写ベルト９、現像装置１０を有している。感光体ドラム２は円筒状の潜像担持体であり、これに対向する位置に転写残トナーを除去するクリーニングブレード８を設けている。また、感光体ドラム２上に形成した画像を転写紙に転写するための転写ベルト９を感光体ドラム２の下方に配置し、感光体ドラム２が転接するようになっている。
【００１２】
感光体ドラム２の側方には現像装置１０を有し、感光体ドラム２に向けて開口部が形成された現像装置１０の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現像剤（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１、現像スリーブ１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、現像スリーブ１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３、現像スリーブ１の近傍に位置し、現像剤を攪拌する現像剤攪拌部材７を備えている。そして、この例では４色のトナーによるフルカラー印刷を行うために各色のトナー画像を形成するための４つの画像形成部を一列に配置している。
【００１３】
ここで、フルカラーによる画像形成動作について説明する。画像形成動作では、感光体ドラム１の表面に色分解された画像データを露光書き込みして静電潜像を形成し、色分解された画像データに対応する着色トナーによって顕像化し、搬送ベルトにてそれぞれの画像形成部へ搬送された転写紙に対し、それぞれの転写位置にて感光体ドラム２上のトナー像を転写ベルト９により順次転写して永久的なフルカラー画像を形成する。
【００１４】
現像装置１０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１０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上又は転写ベルト９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、図３に示す表のように高ＴＣ（キャリア被覆率が高い）で制御する必要がある。
【００１５】
ここで、現像剤攪拌部材７の形状とＶｔ関連の特性について説明する。図４は現像剤攪拌部材７の平面図であり、図５は現像剤攪拌部材７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５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。また、図６はＴセンサＣに対向する箇所の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６はフィンを１６ｍｍに固定した場合である。ここで言う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。
【００１６】
図６のグラフは以下の内容を示している。
（１）Ｖｔ線速シフト量・・・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１ｍｍ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。
【００１７】
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）はトレードオフの関係。
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。
【００１８】
図７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８参照）で白紙通紙時（トナー補給無）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センサ部がフィン有り、かつマイラー有り（図８参照）で白紙通紙時（トナー補給無）のＶｔ推移を示す特性図である。図１０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１１参照）で白紙通紙時（トナー補給無）のＶｔ推移を示す特性図である。
図７、図９、図１０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。
【００１９】
図７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９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わかり、Ｖｔ線速補正量は固定値にはできないと言える。図１０では、同じ５０Ｋ枚通紙現像剤でもＶｔ線速差はなくなるが、図７、図９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わかる。
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年時（５Ｋ枚、１０Ｋ枚等の長期レンジ）で補正すればよいと言える。
【００２０】
そこで、本画像形成装置では、線速（線速度）によるＶｔ差を検知し、補正することにより、現像剤状態（環境や経年時）の影響によるＶｔ線速差をなくして線速切替り時に発生する高速時のＩＤ（画像濃度）の低下、低速時のＩＤ過多、転写チリ等の異常画像の発生をなくすことができるようにした。図１２は本画像形成装置の動作例（第１例）を示すフローチャートである。同図に示すように、Ｖｔ線速差検知モードにおいて、ステップＳ１０でジョブスタート（データイン）し、ステップＳ２０でプロセスコントロール（以下、プロコンと記載する。）時と現像線速が異なるかどうかを確認し、異なる場合は、ステップＳ３０へ進んでプロコン後の通紙枚数がＭ枚より少ないかどうかを確認する。
【００２１】
ステップＳ３０において、Ｍ枚以下の場合は、ステップＳ４０へ進んで作像動作を開始し、ステップＳ５０へ移って現像回転を開始してＶｔ読み取りを行う。そして、ステップＳ６０へ進んで、プロコン時Ｖｔと今回通紙のＶｔの差よりＶｔ線速補正量ａを決定し、ステップＳ７０に移って、次回そのプロコンと別線速での画像形成時にＶｔ＋ａのＶｔを使用するようにする。ステップＳ２０において、プロコン時と現像線速が異ならない場合、又はステップＳ３０において、プロコン後の通紙枚数がＭ枚を超えている場合は、ステップＳ４１へ進んで作像動作を開始し、その後、ステップＳ７１で線速補正量変更無しとして処理し、作像動作を終了する。
【００２２】
したがって、本画像形成装置では、現像剤攪拌部材の線速によるＶｔ差を検知し、補正することにより、現像剤状態（経年時、環境）の影響によるＶｔ線速差をなくし、線速切替り時に発生する高速時のＩＤ低下、低速時のＩＤ過多、転写チリ等の異常画像の発生をなくすことができる。プロコン時の現像攪拌で安定したＶｔ（現像剤中のトナー濃度や現像剤バランスが安定）と、その直後に別線速で動作したＶｔ（現像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、異常画像の発生をなくすことが可能となっている。
【００２３】
図１３は本画像形成装置の動作例（第２例）を示すフローチャートである。同図に示すように、Ｖｔ線速差検知モードにおいて、ステップＳ１１でジョブスタート（データイン）し、ステップＳ１２でプロセスコントロール（以下、プロコンと記載する。）時と現像線速が異なるかどうかを確認し、異なる場合は、ステップＳ１３へ進んでプロコン後の通紙枚数がＭ枚より少ないかどうかを確認する。
【００２４】
ステップＳ１３において、Ｍ枚以下の場合は、ステップＳ１４へ進んで作像時の線速でＮ秒空回しを行い、現像剤バランスを均一にする。Ｎ秒は現像ユニット内の現像剤が一周以上の時間が望ましい。その後、ステップＳ１５でＶｔを読み取り、ステップＳ１６へ進んで、プロコン時Ｖｔと今回の線速でＮ秒の空回し時のＶｔとの差からＶｔ線速補正量ａを決定する。そして、ステップＳ１７、Ｓ１８で画像形成時にＶｔ＋ａのＶｔを使用する。ステップＳ１２において、プロコン時と現像線速が異ならない場合、又はステップＳ１３において、プロコン後の通紙枚数がＭ枚を超えている場合は、ステップＳ１９へ進んで線速補正量変更無しとして処理した後、ステップＳ２１で作像動作を開始し、その後、作像動作を終了する。
【００２５】
このように、別線速の通紙前に短時間の攪拌モードを追加することで、別線速時の現像剤バランスも安定させることができ、安定したＶｔにて線速量を検知することができる。さらに、Ｖｔ線速補正量の精度を上げ、異常画像の発生をなくすことができる。
【００２６】
以下に本画像形成装置の現像条件を示す。
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
【００２７】
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】
【００２８】
【図１】本発明を実施するための最良の形態としての画像形成装置の概略断面図である。
【図２】図１における破線部Ｘ（画像形成部）の拡大図である。
【図３】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表を示す図である。
【図４】現像剤攪拌部材７の平面図である。
【図５】現像剤攪拌部材７上のフィン及びマイラーを示す平面図である。
【図６】ＴセンサＣに対向する箇所の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図である。
【図７】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推移を示すグラフ図である。
【図８】図７の状態の現像剤攪拌部材の平面図である。
【図９】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推移を示すグラフ図である。
【図１０】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推移を示すグラフ図である。
【図１１】図１０の状態の現像剤攪拌部材の平面図である。
【図１２】本画像形成装置の動作例（第１例）を示すフローチャートである。
【図１３】本画像形成装置の動作例（第２例）を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１  現像スリーブ、２  感光体ドラム、３  ドクタ、７  現像剤攪拌部材、８  クリーニングブレード、９  転写ベルト、１０  現像装置
【図１】
2007206288.tif 000003
【図２】
2007206288.tif 000004
【図３】
2007206288.tif 000005
【図４】
2007206288.tif 000006
【図５】
2007206288.tif 000007
【図６】
2007206288.tif 000008
【図７】
2007206288.tif 000009
【図８】
2007206288.tif 000010
【図９】
2007206288.tif 000011
【図１０】
2007206288.tif 000012
【図１１】
2007206288.tif 000013
【図１２】
2007206288.tif 000014
【図１３】
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