(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された潜像を顕像化する現像部と、この現像部へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像部内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出手段の出力値VTと基準値VTrefとを比較してその結果に基づいて前記トナー補給手段のトナー補給時間を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に所定の時期毎に形成された基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、この画像濃度検出手段の出力値に基づいて、前記画像濃度検出手段の出力値と前記基準値VTrefの補正値との関係を示す補正テーブルを用いて前記基準値VTrefの補正値を算出し、前記基準値VTrefを該補正値だけ補正して新しい基準値VTrefとする基準値補正手段とを有する画像形成装置において、前記補正テーブルは、当該装置が長時間放置された場合にメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間における前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を、通常の前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量より小さくてトナー濃度が低下する方向の基準値VTrefの補正量にあらかじめ設定しておき、当該装置が長時間放置された場合にメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間には前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を前記あらかじめ設定された基準値VTrefの補正量とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体上に形成された潜像を顕像化する現像部と、この現像部へトナーを補給するトナー補給手段とを有する画像形成装置の画像濃度制御装置であって、前記現像部内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出手段の出力値VTと基準値VTrefとを比較してその結果に基づいて前記トナー補給手段のトナー補給時間を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に所定の時期毎に形成された基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、この画像濃度検出手段の出力値に基づいて、前記画像濃度検出手段の出力値と前記基準値VTrefの補正値との関係を示す補正テーブルを用いて前記基準値VTrefの補正値を算出し、前記基準値VTrefを該補正値だけ補正して新しい基準値VTrefとする基準値補正手段とを有する画像濃度制御装置において、前記補正テーブルは、前記画像形成装置が長時間放置された場合に前記画像形成装置のメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間における前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を、通常の前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量より小さくてトナー濃度が低下する方向の基準値VTrefの補正量にあらかじめ設定しておき、当該装置が長時間放置された場合にメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間には前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を前記あらかじめ設定された基準値VTrefの補正量とすることを特徴とする画像濃度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及び画像濃度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置は、例えば、像担持体上の潜像を現像する現像部と、この現像部へトナーを補給するトナー補給手段と、上記現像部内の現像剤のトナー濃度（トナーとキャリアの割合）を検出するトナー濃度検出手段としての透磁率センサ（以下Ｔセンサという）と、このＴセンサの出力値VTと基準値VTrefとを比較してその結果に基づいて上記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段とを備えている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、通常、現像部内のトナーとキャリアからなる２成分系現像剤のトナー濃度は画像濃度に影響するため、トナー濃度を一定に保つことが望ましく、又画像濃度は現像剤の経時における物性の変化、温湿度等の環境条件や現像条件等に大きく左右される。
【０００４】
そこで、通常、予め定められた像担持体の表面電位と現像部に印加される現像バイアス電圧との差である現像ポテンシャルによっ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Ｐセンサと呼ばれる反射型フォトセンサにより検出し、この検出結果に基づいて基準値VTrefを補正して目標とするＴセンサの出力値としてトナー濃度を決定することにより安定した画像を得るようにしている。
【０００５】
具体的には例えば、各画像形成動作時にＴセンサによって現像部内のトナー濃度を検出し、そのＴセンサの出力値VTと制御基準値VTrefとを比較してその比較結果に応じてトナー補給手段を制御してトナー補給量を制御することでトナー濃度制御を行う。そして、所定回数の画像形成時毎に、像担持体上に基準画像を形成してその画像濃度をＰセンサで検出し、このＰセンサの出力値に基づいて制御基準値VTrefの補正量ΔVTrefを算出する。さらに、この補正量ΔVTrefと基準画像形成時におけるＴセンサの出力値とにより制御基準値を決定し、この補正した制御基準値を次の基準画像形成時までのトナー濃度制御に用いている。
【０００６】
特開平５−１３４５４８号公報には、ＴセンサとＰセンサとを併用してトナー濃度制御を行う画像形成装置であって、一定の画像形成枚数毎にＰセンサで画像濃度の検出を行うものが記載されている。特開平８−１１０７００号公報には、ＴセンサとＰセンサとを併用してトナー濃度制御を行う画像形成装置であって、Ｐセンサ出力値によるトナー補給制御基準値の補正量に上下限を設定してトナー濃度制御を行うことにより、感光体の帯電電位の変動により生じるトナー濃度変動を防止するものが記載されている。特開平８−２０２１３７号公報には、ＴセンサとＰセンサとを併用してトナー濃度制御を行う画像形成装置であって、Ｐセンサ出力値によるトナー補給制御基準値の補正量を複写枚数等で変更することにより、現像剤の経時による特性の変動に伴うトナー濃度変動を防止するものが記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記画像形成装置では、図５に示すように環境条件、放置条件等により現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが低下してＰセンサの出力値ＶSPが変動することが判明している。
図５は画像形成装置における放置時間とＱ／ＭとＶSPの推移を示す。
【０００８】
図５よりＰセンサの出力値ＶSPが狙いの値の０．５Ｖになるように制御基準値VTrefの補正量ΔVTrefを図３に示す補正テーブルより算出し、この補正量ΔVTrefで補正した制御基準値VTrefにてトナー濃度制御を行って狙いの画像濃度が得られた状態で画像形成動作が終了する。その後、長時間放置されると、図５に示すように現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが低下して現像部の現像能力が高くなり、像担持体上のトナー付着量が増えてＰセンサの出力値ＶSPが小さくなり、画像濃度が濃いと判断して制御基準値VTrefを画像濃度が低くなる方向に補正する。特に２４時間以上画像形成が行われずに放置されると、Ｐセンサの出力値ＶSPの低下が大きい。
【０００９】
このように現像部の現像能力が高くなった状態でメインスイッチがオンされて基準画像の画像濃度をＰセンサで検出すると、上述のようにＰセンサの出力値ＶSPが小さくなり、画像濃度が濃いと判断して制御基準値VTrefを画像濃度が低くなる方向に補正する（制御基準値VTrefの過剰補正を行う）。このままで連続して画像形成を行うと、初期には画像濃度が目標の値になるが、数十枚分の画像形成を行った後には現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが上昇して画像濃度の低下が見られるという問題が生じる。
【００１０】
本来なら所定回数の画像形成時毎に、像担持体上に基準画像を形成してその画像濃度をＰセンサで検出し、このＰセンサの出力値に基づいて制御基準値VTrefを補正すれば、上記問題は解決される。しかしながら、像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段として、像担持体に常時当接される転写ローラを用いていると、像担持体上の基準画像が転写ローラに付着してしまい、これを防ぐために基準画像作成毎に像担持体上の基準画像を除去するクリーニング工程は長時間放置後には濃い基準画像を除去することから長くする必要があり、画像形成の生産性が低下するという不具合が発生する。
【００１１】
本発明は、長時間放置後のトナー補給制御基準値の過剰補正を防ぐことにより画像濃度の低下を防止することができる画像形成装置及び画像濃度制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、像担持体上に形成された潜像を顕像化する現像部と、この現像部へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像部内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出手段の出力値VTと基準値VTrefとを比較してその結果に基づいて前記トナー補給手段のトナー補給時間を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に所定の時期毎に形成された基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、この画像濃度検出手段の出力値に基づいて、前記画像濃度検出手段の出力値と前記基準値VTrefの補正値との関係を示す補正テーブルを用いて前記基準値VTrefの補正値を算出し、前記基準値VTrefを該補正値だけ補正して新しい基準値VTrefとする基準値補正手段とを有する画像形成装置において、前記補正テーブルは、当該装置が長時間放置された場合にメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間における前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を、通常の前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量より小さくてトナー濃度が低下する方向の基準値VTrefの補正量にあらかじめ設定しておき、当該装置が長時間放置された場合にメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間には前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を前記あらかじめ設定された基準値VTrefの補正量とするものである。
【００１３】
請求項２に係る発明は、像担持体上に形成された潜像を顕像化する現像部と、この現像部へトナーを補給するトナー補給手段とを有する画像形成装置の画像濃度制御装置であって、前記現像部内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出手段の出力値VTと基準値VTrefとを比較してその結果に基づいて前記トナー補給手段のトナー補給時間を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に所定の時期毎に形成された基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、この画像濃度検出手段の出力値に基づいて、前記画像濃度検出手段の出力値と前記基準値VTrefの補正値との関係を示す補正テーブルを用いて前記基準値VTrefの補正値を算出し、前記基準値VTrefを該補正値だけ補正して新しい基準値VTrefとする基準値補正手段とを有する画像濃度制御装置において、前記補正テーブルは、前記画像形成装置が長時間放置された場合に前記画像形成装置のメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間における前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を、通常の前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量より小さくてトナー濃度が低下する方向の基準値VTrefの補正量にあらかじめ設定しておき、当該装置が長時間放置された場合にメインスイッチがオンされてから画像形成動作が開始されるまでの間には前記画像濃度検出手段の出力値に基づく前記基準値VTrefの補正量を前記あらかじめ設定された基準値VTrefの補正量とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を示す。この実施例は、画像濃度制御装置を有する画像形成装置の例である。像担持体としてのドラム状感光体１の周りには、その回転方向へ順に、感光体１を均一に帯電する帯電手段としての帯電器２と、感光体１を露光光３により露光して感光体１に画像を書き込む露光手段としての光書き込み装置などの露光装置と、感光体１上の静電潜像を顕像化する現像装置４と、感光体１上に形成された基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段としてのＰセンサと呼ばれる反射型フォトセンサ５と、感光体１上のトナー像を転写材としての転写紙に転写させる転写手段としての転写装置６と、転写紙を感光体１から分離する分離装置７と、感光体１をクリーニングするクリーニング装置８などが配置されている。
【００１９】
ここに、ドラム状感光体１はベルト状感光体などの像担持体を用いてもよい。転写装置６は感光体１に常時当接する転写ローラが用いられ、この転写ローラ６は図示しない電源から転写バイアスが印加されて感光体１と転写ローラ６との間を通過する転写紙へ感光体１上のトナー像を転写させる。
【００２０】
現像装置４は、感光体１上の静電潜像をトナーと磁性キャリアとからなる２成分系現像剤で現像する現像部４ａと、この現像部４ａにトナーを補給するトナー補給手段としてのトナー補給部４ｂと、現像部４ａ内の現像剤のトナー濃度（トナーとキャリアの割合）を検出するトナー濃度検出手段としてのＴセンサと呼ばれる透磁率センサ１０とを有する。現像部４ａは、内部に収容されている２成分系現像剤を攪拌部材１１、１２により攪拌して現像剤担持体としての現像ローラ１３に搬送し、現像ローラ１３が現像剤を担持して感光体１と現像ロ―ラ１３との間の現像領域に搬送し、そこで現像ローラ１３上の現像剤により感光体１上の静電潜像を現像する。
【００２１】
トナー補給部４ｂは、トナー補給部材としてのトナー補給ローラ１４を有し、このトナー補給ローラ１４がトナー補給クラッチのオンで回転することにより、内部に収容されているトナーを現像部４ａへ補給する。現像ローラ１３は現像バイアス電源１５から現像バイアスが印加され、現像ローラ１３及び攪拌部材１１、１２は図示しない駆動部により回転駆動される。
【００２２】
また、Ｐセンサ５の出力信号及びＴセンサ１０の出力信号は、トナー補給制御手段としてのトナー補給ローラ制御手段１６及び基準値補正手段１７に入力される。トナー補給ローラ制御手段１６は、Ｐセンサ５の出力値及びＴセンサ１０の出力値に基づいてトナー補給クラッチを制御し、即ち、Ｔセンサ１０の出力値VTと基準値VTrefとを比較してその結果に基づいてトナー補給クラッチを制御してトナー補給ローラ１４の回転を制御することでトナー補給部４ｂから現像部４ａへのトナー補給を制御する。基準値補正手段１７は、Ｐセンサ５の出力値及びＴセンサ１０の出力値に基づいて上記基準値VTrefを補正する。ここに、Ｔセンサ１０と、Ｐセンサ５と、トナー補給ローラ制御手段１６と、基準値補正手段１７は画像濃度制御装置を構成している。
【００２３】
また、定着ローラ１８及び加圧ローラ１９を有する定着装置が設けられ、定着ローラ１８に近接して（又は当接して）温度センサ２０が配置される。温度センサ２０は定着ローラ１８の表面温度（定着温度）を検知する。図示しない温度制御部は、温度センサ２０の出力信号に基づいて、定着ローラ１８を加熱する図示しない定着ヒータを定着ローラ１８の表面温度が設定温度になるように制御する。
【００２４】
画像形成時には、感光体１は、図示しない駆動部により回転駆動されて帯電器２により均一に帯電され、露光装置により露光光３で露光されて静電潜像が形成される。この感光体１上の静電潜像は現像部４ａにより現像されてトナー像となり、一方、転写紙が図示しない給紙装置からレジストローラ９へ給送される。
【００２５】
レジストローラ９は感光体１上のトナー像に合わせて転写紙を送出し、この転写紙は転写装置６により感光体１上のトナー像が転写されて分離装置７により感光体１から分離される。この感光体１から分離された転写紙は、定着ローラ１８及び加圧ローラ１９を有する定着装置によりトナー像が定着され、外部へ排出される。また、感光体１は、転写紙分離後にクリーニング装置８によりクリーニングされて転写残トナーが除去され、次の画像形成動作に備える。
このような画像形成動作は、操作部の画像形成開始指示により開始されて操作部の設定枚数分だけ繰返して連続的に行われる。
【００２６】
図２は本実施例のトナー補給制御の流れを示す。本実施例の図示しない制御部は、ステップＳ２でメインスイッチがオンされると、ステップＳ３で感光体１上に基準画像が形成されるように本実施例の各部を制御する。これにより、感光体１は、帯電器２で均一に帯電された後に、露光装置により露光光３で露光され、感光体１の表面電位と現像バイアス電圧との差である現像ポテンシャルが予め定められた値となることによって感光体１上に画像濃度検出用基準画像の静電潜像が形成される。
【００２７】
この感光体１上の基準画像の静電潜像は現像部４ａで現像されて基準画像のトナー像となり、Ｐセンサ５によりそのトナー像の画像濃度が検出された後に、クリーニング装置８により感光体１上の基準画像のトナー像が除去される。次に、ステップＳ４で基準値補正手段１７がトナー補給制御用の基準値として前回の基準値VTrefを記憶手段に記憶する。次に、基準値補正手段１７は、ステップＳ５で感光体１上の基準画像のトナー像に対するＰセンサ５の出力値ＶSPと感光体１上の非画像部に対するＰセンサ５の出力値ＶSGとを取り込んでその比ＶSP／ＶSGを算出する。
【００２８】
また、Ｔセンサ１０は現像部４ａ内の２成分系現像剤におけるトナー濃度を検出し、基準値補正手段１７がステップＳ６でＴセンサ１０の出力値VTを取り込む。次に、基準値補正手段１７は、ステップＳ７で温度センサ２０の出力値を取り込んで温度センサ２０の検知温度が設定値Ｔ（例えば５０℃）以下であるか否かを判断してその結果により、ＶSP／ＶSG、と基準値VTrefの補正量との関係を示す補正テーブルとして図３に示すような補正テーブルと図４に示すような補正テーブルとのいずれか一方を選択する。
【００２９】
基準値補正手段１７は、温度センサ２０の検知温度が設定値Ｔ以下であれば図４に示すような補正テーブルを選択し、温度センサ２０の検知温度が設定値Ｔ以下でなければ図３に示すような補正テーブルを選択する。図４に示す補正テーブルでは、図３に示す補正テーブルと比較して、基準値VTrefの補正量は、トナー濃度が低下する方向の基準値VTrefの補正量が小さくてトナー濃度の低下を防止するようになっている。
【００３０】
基準値補正手段１７は、温度センサ２０の検知温度が設定値Ｔ以下であれば本実施例が長時間放置されたとみなしてステップＳ９にて、記憶手段に記憶されている図４に示すような補正テーブルを参照して上記ＶSP／ＶSGから基準値VTrefの補正量ΔVTref＝ｆ（ＶSP／ＶSG）を算出し、温度センサ２０の検知温度が設定値Ｔ以下でなければ本実施例が長時間放置されたとはみなさずにステップＳ８にて、記憶手段に記憶されている図３に示すような補正テーブルを参照して上記ＶSP／ＶSGから基準値VTrefの補正量ΔVTref＝ｆ（ＶSP／ＶSG）を算出する。そして、基準値補正手段１７は、ステップＳ１０で上記記憶手段に記憶されている基準値VTrefをその補正量ΔVTreだけ補正し、その補正後の基準値VTref1を新しい制御基準値VTrefとして決定して記憶手段に記憶する。
【００３１】
しかる後に、制御部は、ステップＳ１１で、操作部から画像形成開始指示信号が入力されることにより本実施例の各部を制御して上述のように画像形成動作（コピー動作）を行わせる。次に、トナー補給ローラ制御手段１６は、ステップＳ１２で、Ｔセンサ１０の出力値VTを取り込んで上記基準値VTrefと比較し、その比較結果（VTref−VT）によりトナー補給時間ｔ＝ｆ（VTref−VT）を決定する。
【００３２】
次に、トナー補給ローラ制御手段１６は、ステップＳ１３でトナー補給クラッチを制御してトナー補給ローラ１４をその決定した時間ｔだけ回転させることによりトナー補給部４ｂから現像部４ａへトナーを補給させる。トナー補給ローラ制御手段１６は、ステップＳ１４で１枚分の画像形成毎にＴセンサ１０の出力値を取り込む。制御部は、ステップＳ１５で１ジョブ、つまり設定枚数分の連続的な画像形成動作が終了したか否かを判断して１ジョブが終了しなければステップＳ１２に戻り、１ジョブが終了するまでステップＳ１２〜Ｓ１４を繰返して行わせる。
【００３３】
このように、本実施例では、放置時間等により現像剤の帯電量Ｑ／Ｍが低下するために生じるＰセンサ５の出力値に基づく基準値VTrefの補正過多による画像濃度の低下を防止する。
【００３４】
この実施例によれば、画像濃度検出手段としてのＰセンサ５の検出時期に応じて基準値補正手段１７による基準値VTrefの補正量を変更するので、長時間放置後のトナー補給制御基準値の過剰補正を防ぐことにより画像濃度の低下を防止することができ、画像濃度の安定化を図ることができる。
【００３５】
また、この実施例によれば、本実施例の長時間休止後における画像濃度検出手段としてのＰセンサ５の出力値と本実施例の長時間休止後以外におけるＰセンサ５の出力値とで基準値VTrefの補正量を変更したので、長時間放置後のトナー補給制御基準値の過剰補正を防ぐことにより画像濃度の低下を防止することができ、長期休止後の画像濃度の安定化を図ることができる。
【００３６】
また、この実施例によれば、本実施例の長時間休止後における画像濃度検出手段５の出力値に基づく基準値VTrefの補正量について、トナー濃度が低下する方向の基準値VTrefの補正量を通常の基準値VTrefの補正量より小さくしたので、長時間放置後のトナー補給制御基準値の過剰補正を防ぐことにより画像濃度の低下を防止することができる。
【００３７】
また、この実施例によれば、定着装置の定着温度を検知する温度センサ２０を有し、メインスイッチがオンされた直後の温度センサ２０の検知温度が設定値以下の時に本実施例が長時間放置されたとみなして画像濃度検出手段５の出力値に基づく基準値VTrefの補正量について、トナー濃度が低下する方向の基準値VTrefの補正量を通常の基準値VTrefの補正量より小さくしたので、長時間放置後のトナー補給制御基準値の過剰補正を防ぐことにより画像濃度の低下を防止することができ、長時間放置されたことを正確に判断して画像濃度の安定化を図ることができる。
【００３８】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば画像形成装置が長時間放置されたことを、メインスイッチがオンされた直後の温度センサ２０の検知温度が設定値以下であること以外から判断するようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、長時間放置後のトナー補給制御基準値の過剰補正を防ぐことにより画像濃度の低下を防止することができ、画像濃度の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概略図である。
【図２】同実施例のトナー補給制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】同実施例の温度センサ検知温度が設定値Ｔ以下でない場合のＶSP／ＶSG、と基準値VTrefの補正量と関係を示す補正テーブルを示す図である。
【図４】同実施例の温度センサ検知温度が設定値Ｔ以下である場合のＶSP／ＶSG、と基準値VTrefの補正量と関係を示す補正テーブルを示す図である。
【図５】同実施例における放置時間とＱ／ＭとＶSPの推移を示す図である。
【符号の説明】
４ａ      現像部
４ｂ      トナー補給部
５      Ｐセンサ
１０      Ｔセンサ
１６      トナー補給ローラ制御手段
１７      基準値補正手段
２０      温度センサ
【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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