JP3988356B2

JP3988356B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3988356B2
Application number: JP2000158148A
Authority: JP
Inventors: 茂塚田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2020-05-29
Also published as: JP2001337494A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタなどに用いられる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、露光により表面に静電潜像が形成される像担持体上に画像情報を担持した露光光を照射してその像担持体上に静電潜像を形成し、トナーで現像してトナー像を形成し、そのトナー像を、最終的に、所定の記録媒体上に転写・定着することにより画像を形成する画像形成装置が広く知られている。このような画像形成装置では、像担持体の摩耗等に起因する帯電量の減少に伴う画像の濃度低下を補償するために、像担持体表面に形成された静電潜像の電位を電位計で測定し、測定された電位に基づいてその像担持体の電位を制御するということが行われている。像担持体表面に形成された静電潜像の電位を電位計で測定する場合、一般に、静電潜像のうちの露光光が照射されない画像部における電位（暗電位）と、露光光が照射される非画像部における電位（明電位）との双方の電位が測定される。明電位は、露光光が照射されてから像担持体の特性によって定まる時間（トランジェントタイムと称する）経過後、安定電位に到達する。このため、明電位の測定は重要である。
【０００３】
ここで、特開平１−３１５７７３号公報に、明電位を測定するための３つの技術が提案されている。第１の技術は、明電位が安定する位置に電位計を設けて電位測定を行なうものである。また、第２の技術は、明電位が安定する以前の位置に電位計を設け、明電位が安定するまで像担持体の回転を停止して電位測定を行なうものである。さらに、第３の技術は、明電位が安定する以前の位置に電位計を設け、像担持体の回転を停止させることなく電位測定を行ない、測定された電位と電位計が設けられた位置からの時間とに基づいて最終的に求める電位を予測するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記第１の技術は、明電位が安定する位置に電位計を設けるものであるため、像担持体の小型化や回転速度の高速化に対応することが困難である。また、第２の技術は、像担持体の回転を停止して電位測定を行なうものであるため、電位測定が終了した後、像担持体を再び回転させてから画像形成を行なうこととなり、従って画像を形成するための時間が長いという問題がある。
【０００５】
また、明電位が安定するまでのトランジェントタイムは、様々な環境条件によって変化する。このため、第３の技術のように、単に電位計が設けられた位置からの時間に基づいて電位を求めるのでは、精度に欠けるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、像担持体に形成された静電潜像の電位を高い精度で求めることができ、安定した画像濃度が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の画像形成層値は、露光により表面に静電潜像が形成される像担持体上に画像情報を担持した露光光を照射してその像担持体上に静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーで現像してその像担持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を、最終的に、所定の記録媒体上に転写して定着することにより、その記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
露光により、上記像担持体表面に電位測定用の静電潜像を形成する測定用潜像形成手段と、
上記測定用潜像形成手段により上記像担持体表面に形成された電位測定用の静電潜像の電位を、露光により変化したその像担持体表面の電位が安定電位に到達する以前のタイミングで測定する電位測定手段と、
上記電位測定手段により測定される電位が所定の目標電位になるように、上記像担持体表面に形成される電位測定用の静電潜像の電位に影響を及ぼす画像形成条件のうちの少なくとも１つを調整する条件調整手段と、
上記像担持体の使用量を測定する使用量測定手段と、
トナーによる現像のタイミングにおける、上記像担持体表面に形成される電位測定用の静電潜像の電位が所定の現像時電位に保たれるように、上記目標電位を、上記使用量測定手段によって測定した上記像担持体の使用量が増大するほど上記現像時電位に近づける目標電位変更手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、上記像担持体近傍の温度を測定する温度測定手段をさらに有し、
上記目標電位変更手段は、トナーによる現像のタイミングにおける、上記像担持体表面に形成される電位測定用の静電潜像の電位が所定の現像時電位に保たれるように、上記目標電位を、上記温度測定手段によって測定した温度が高いほど上記現像時電位に近づけるものであることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明の画像形成装置が適用される複写機についての実施形態を示す概略構成図である。
【００１３】
図１に示すように、この複写機１には、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム２０と、感光体ドラム２０の表面を予め帯電する帯電コロトロン２１と、原稿２２２の画像情報を読み取るスキャナ部２２と、帯電コロトロン２１により帯電された感光体ドラム２０の表面に電位測定用の静電潜像を含む静電潜像を書込むラスタ走査装置（以下、ＲＯＳと記す）２２８と、静電潜像をトナーで現像して感光体ドラム２０上にトナー像を形成する現像器２３と、感光体ドラム２０上に形成されたトナー像を記録シート３０に転写する転写コロトロン４２とが備えられている。尚、感光体ドラム２０が本発明にいう像担持体に相当し、ＲＯＳ２２８が本発明にいう測定用潜像形成手段に相当する。
【００１４】
スキャナ部２２は、プラテン２２１上にセットされた原稿２２２に光ビームを照射する露光ランプ２２３と、この露光ランプ２２３を原稿２２２領域に亘って移動させるキャリッジ２２４と、露光ランプ２２３による原稿２２２面からのビームを所定の経路に沿って導く反射ミラー２２５と、原稿２２２面からのビームをデジタル信号に変換するＣＣＤセンサ２２６と、原稿２２２面からのビームをＣＣＤセンサ２２６部位に結像させる結像レンズ２２７とから構成されている。
【００１５】
ＲＯＳ２２８は、ＣＣＤセンサ２２６で取り込んだ画像データに基づいてレーザビームを照射する半導体レーザ２２８ａ、半導体レーザ２２８ａからのビームを感光体ドラム２０の主走査方向に亘って振り分け偏向するポリゴンミラー２２８ｂ、半導体レーザ２２８ａからのビームを感光体ドラム２０の主走査方向ラインに沿って結像させる結像レンズ２２８ｃ、およびビーム経路を規制する反射ミラー２２８ｄにより構成されている。
【００１６】
また、この複写機１には、現像位置と転写位置との間に配設された光センサ２８が備えられている。この光センサ２８は、ＬＥＤによって感光体ドラム２０を照射し、その反射光量をフォトダイオードで測定する反射型光センサであり、感光体ドラム２０上に形成された基準パッチトナー像のトナー付着量を検出することによりトナー像の濃度を測定する。
【００１７】
さらに、複写機１には、感光体ドラム２０に対する静電潜像の書込位置Ａと現像位置Ｃとの間に、感光体ドラム２０の帯電電位を測定する電位計２７が備えられている。この電位計２７は、ＲＯＳ２２８により感光体ドラム２０の表面に形成された電位測定用の静電潜像の電位を、露光により変化した上記感光体ドラム２０の表面の電位が安定電位に到達する以前のタイミングで測定する。
【００１８】
また、複写機１には、電位計２７により測定される電位が所定の目標電位になるように、上記感光体ドラム２０の表面に形成される電位測定用の静電潜像の電位に影響を及ぼす画像形成条件のうちの少なくとも１つを調整するコントローラ７４（図２参照）が備えられている。また、コントローラ７４は、光センサ２８による検出結果に基づいて現像器２３へのトナー補給量を制御する。このコントローラ７４は、本発明にいう条件調整手段の役割を担うものである。さらに、複写機１には、機内の相対湿度を測定する湿度計（図示せず）も備えられている。
【００１９】
また、感光体ドラム２０の周辺には、感光体ドラム２０上の残留トナーを除去するクリーナ２５、および感光体ドラム２０上の残留電荷を除去するイレーズランプ２６が備えられている。また、シート供給カセット（図示せず）から供給された記録シート３０を搬送するシート搬送系４８が設けられている。
【００２０】
さらに、この複写機１には、転写工程の終了した記録シート３０を挿通させ、記録シート３０上に未定着トナー像を定着させる、内部にヒータが内蔵された加熱ロール５１と、この加熱ロール５１に圧接配置される加圧ロール５２とからなる定着器５０が備えられており、記録シート３０が案内プレート５３を介して定着器５０へ搬送されるようになっている。また、定着器５０を通過した記録シート３０を搬送するフューザ出口ロール５４、定着器５０を通過した記録シート３０の後端検出用のフューザ出口スイッチ５５、定着された記録シート３０が収容される排出トレイ５６、および排出トレイ５６へ記録シート３０を送出するための出口ロール５７が備えられている。
【００２１】
以上のように構成された複写機１において、先ず、ユーザがコピースタートスイッチ（図示せず）を操作すると、原稿２２２の走査が開始され、感光体ドラム２０上に静電潜像の書き込みが行われる。静電潜像は、現像器２３によって書込タイミングから少し遅れて現像される。このようにして感光体ドラム２０上に形成されたトナー像は、記録シート３０に転写される。記録シート３０は、定着器５０を経て排出トレイ５６に排出される。以降、コピー設定枚数分だけ上記動作を繰り返す。
【００２２】
図２は、本発明の実施形態の複写機における制御系のブロック図である。
【００２３】
図２には、図１に示した複写機１の制御系１０を構成するスキャナ部１１、画像処理部１２、光学部１３、および画像形成部１４のブロック図が示されている。
【００２４】
スキャナ部１１において、ＣＣＤセンサ２２６で読み取られた画像データは増幅器６０で適当なレベルまで増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６１で８ビットのデジタル信号に変換され、シェーディング補正の後に濃度変換器６２で反射率データから濃度データに変換されて画像処理部１２に送られる。
【００２５】
画像処理部１２に送られた画像データは、先ず変換部６３で複写機１としての基本的な画像処理、すなわち、ＭＴＦ処理などが行われ、画像データに変換される。次に、画像データは第１ガンマ補正部６４に送られ、ＲＯＳ２２８および画像形成部１４に固有の階調特性に合わせて階調の補正が行われる。
【００２６】
第１ガンマ補正部６４による補正が終了した画像データは、Ｄ／Ａ変換器６８でアナログ画像データに変換された後、第２セレクタ７３を経て比較器６９に送られ、比較器６９で三角波発生器７０から送出される所定周期の信号と比較されパルス幅変調による二値の画像データに変換される。
【００２７】
図３は、本実施形態における比較器による画像データの二値化処理の説明図である。
【００２８】
図３に示すように、入力されたアナログ画像データＡを三角波発生器７０（図２参照）で発生した三角波Ｔと比較し、アナログ画像データＡが三角波Ｔより大きい部分を「０」、小さい部分を「１」として画像データを二値化する。こうして得られた二値画像データＢは光学部１３（図２参照）のレーザドライバ７１に送られ、画像データが「０」の時にＲＯＳ２２８の半導体レーザ２２８ａがオフに操作され、画像データが「１」の時にオンに操作されて感光体ドラム２０上に静電潜像が形成される。
【００２９】
また、画像処理部１２には感光体ドラム２０上に基準パッチトナー像を形成する際にその画像信号を発生するパッチ信号発生手段７２が設けられており、画像面積率５０％の基準パッチデータを生成する。前述のアナログ画像データおよび基準パッチデータはコントローラ７４によって制御される第２セレクタ７３に入力され、いずれか一方のデータのみが上記比較器６９で三角波と比較されて二値化される。
【００３０】
図２に戻り制御系１０の説明を続ける。
【００３１】
画像形成部１４には、前述したコントローラ７４が備えられており、このコントローラ７４は、電位計２７、および光センサ２８からの信号に基づいて感光体ドラム２０上に形成されるトナー像の濃度を一定に制御する役割をも担っている。また、このコントローラ７４の制御信号に応じて帯電器２１のグリッド電圧Ｖ_Gを変更する帯電器制御部７５、同様にコントローラ７４の制御信号に応じて現像器２３に印加する現像バイアス電圧Ｖ_Bを変更する現像バイアス制御部７６が設けられている。現像器２３にはトナー供給装置７７が接続されており、コントローラ７４の制御信号に応じて現像器２３へのトナー補給を行なうようになっている。さらに、上記コントローラ７４は光学部１３のレーザ光量制御部７８に対しても制御信号を送出しており、レーザドライバ７１を介してＲＯＳ２２８の半導体レーザ２２８ａの発光量が調整されるようになっている。
【００３２】
また、画像形成部１４には、露光後の、感光体ドラム２０の表面電位の変化速度に影響を及ぼす要素の１つである温度を測定する温度センサ３１が備えられている。この温度センサ３１からの信号はコントローラ７４に入力される。さらに、画像形成部１４には、露光後の、感光体ドラム２０の表面電位の変化速度に影響を及ぼす要素の他の１つである、感光体ドラム２０の使用量を指標する要素（使用サイクル）を測定する感光体サイクルカウンタ３２が備えられている。この感光体サイクルカウンタ３２からの信号もコントローラ７４に入力される。これら温度センサ３１，感光体サイクルカウンタ３２が、本発明にいう要素測定手段に相当する。コントローラ７４は、これら温度センサ３１，感光体サイクルカウンタ３２の測定結果に応じて上記目標電位を変更する。このコントローラ７４は、本発明にいう目標電位変更手段の役割をも担うものである。
【００３３】
図４は、図１に示す感光体ドラムの、露光後の電位減衰特性を示す図である。
【００３４】
図４（ａ），図４（ｂ），図４（ｃ）には、新品の感光体ドラム２０を用いた場合の帯電電位−６００Ｖでの露光後の、雰囲気温度２０℃，１０℃，２８℃における電位減衰特性が示されている。露光後、電位が安定レベルの９５％まで減衰するのに必要な時間は、図４（ａ）に示す２０℃では８０ｍｓ、図４（ｂ）に示す１０℃では１２０ｍｓ、図４（ｃ）に示す２８℃では６０ｍｓというように、感光体ドラム２０における電位の減衰には温度依存性がある。
【００３５】
本実施形態では、複写機１全体の大きさを小型化するために感光体ドラム２０が小型化されており、またプリント速度を高めるために感光体ドラム２０の回転速度も高速化されている。従って、図１に示す露光ポイント（書込位置）Ａから電位計２７の位置Ｂまでの時間は５０ｍｓであり、露光後電位が安定レベルの９５％まで達するのに十分な時間は確保されていない。また、露光ポイントＡから、実際に感光体ドラム２０の電位を制御する位置である現像位置Ｃまでの時間は１２０ｍｓである。本実施形態では、現像位置Ｃにおける狙いの露光部電位（Ｖ_{LD_DEVE}）は常に−２００Ｖである。ここで、露光部電位（Ｖ_{LD_DEVE}）を常に−２００Ｖに制御した場合の、電位計２７の位置Ｂにおける露光部電位を、各温度と感光体ドラム２０の膜厚毎に測定した。結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】

【００３７】
感光体ドラム２０の膜厚は、その感光体ドラム２０の使用時間に応じて徐々に摩耗して薄くなる。膜厚が薄くなると、電荷の移動する距離が短くなるため、露光後電位が安定レベルに達するまでのトランジェントタイムは短くなる。つまり電位計２７の位置Ｂから現像位置Ｃまでの減衰量が小さくなる。また、温度が高くなった場合も、同様である。従って、現像位置Ｃにおいて露光部電位（Ｖ_{LD_DEVE}）を常に−２００Ｖに制御するためには、電位計２７の位置Ｂにおける露光部電位（目標露光部電位Ｖ_LSと称する）を、表１に示すような値にセット（制御）する必要がある。
【００３８】
そこで、本実施形態では、図２に示す温度センサ３１および感光体サイクルカウンタ３２を備え、以下に示すルーチンにより目標露光部電位Ｖ_LSを制御する。
【００３９】
図５は、電位計の位置における目標露光部電位Ｖ_LSを求めるためのルーチンのフローチャートである。
【００４０】
このルーチンは、後述する図６に示すセットアップモードのルーチンを実行する前に起動されるルーチンである。先ず、ステップＳＴ１において、感光体サイクルカウンタ３２によりカウントされた、その感光体ドラム２０の感光体サイクル数（使用サイクル数）ＰＲ＿_cyc（単位：キロサイクル）がコントロール７４で検知される。次いで、ステップＳＴ２において、温度センサ３１により測定された感光体ドラム２０近傍の温度ＰＲ＿_temp（単位：℃）もコントロール７４で検知される。さらに、ステップＳＴ３において、目標露光部電位Ｖ_LSにおける、感光体ドラム２０の使用サイクル数分の補正値ΔＶ_LS＿_cyc｛ΔＶ_LS＿_cyc＝１００−（ＰＲ＿_cyc×０．２）｝が計算される。ここで、補正値ΔＶ_LS＿_cycは、感光体ドラム２０が新品の状態、即ち使用サイクル数ＰＲ＿_cycが０では、１０となり、また膜厚が１０μｍに減少する５００Ｋサイクル数以上では０となる。
【００４１】
次に、ステップＳＴ４において、温度分の補正値ΔＶ_LS＿_temp｛ΔＶ_LS＿_temp＝（３０−ＰＲ＿_temp）×１．２｝｝が計算される。ここで、補正値ΔＶ_LS＿_tempは、温度が３０℃以上では０となり、温度が低いほど大きくなり、例えば１０℃では２４となる。
【００４２】
さらに、ステップＳＴ５において、両者の補正値からトータル補正値が計算される。
【００４３】
トータル補正値ΔＶ_LS＝ΔＶ_LS＿_temp×（ΔＶ_LS＿_cyc／１００）
即ち、感光体ドラム２０が新品の場合は、トータル補正値ΔＶ_LS＝ΔＶ_LS＿_tempとなり、温度分の補正値ΔＶ_LS＿_tempが１００％適応される。また、使用サイクル数が増加するにつれて、温度分の補正値ΔＶ_LS＿_tempの適応率が減少し、５００Ｋサイクル数以上でその適応率が０（補正なし）となる。
【００４４】
次に、ステップＳＴ６に進み、現像位置Ｃでの露光部電位ΔＶ_LS＿_DEVE（本実施形態では−２００Ｖ）からトータル補正値ΔＶ_LSを引き算した値を、後述する図６に示す目標露光部電位Ｖ_LSとすることで、現像位置Ｃにおける設定露光部電位ΔＶ_LS＿_DEVEを常に−２００Ｖに制御することができる。
【００４５】
図６は、作像条件を設定するセットアップモードのルーチンのフローチャートである。
【００４６】
コントローラ７４には予め目標暗電位Ｖ_HS、目標露光部電位Ｖ_LS、目標暗電位Ｖ_HSから現像バイアス電位Ｖ_B迄のカブリ防止電位差Ｖ_Cが記憶されている。
【００４７】
先ず、ステップＳＴ１１において、光センサ２８により感光体ドラム２０上の非現像部分を測定し、光センサ２８の基準出力Ｖ_cleanを求める。次に、ステップＳＴ１２において、コントローラ７４は帯電器制御部７５に制御信号を送出し、異なるグリッド電圧Ｖ_G1、Ｖ_G2で感光体ドラム２０を帯電させる。そして電位計２７を用いてその時の暗電位Ｖ_H1、Ｖ_H2を測定し、次いでステップＳＴ１３において、目標暗電位Ｖ_HSを得るのに必要なグリッド電位Ｖ_GSを次式により計算する。
【００４８】
【数１】

【００４９】
次に、ステップＳＴ１４において、ステップＳＴ１３で求めたグリッド電位Ｖ_GSを用いて感光体ドラム２０を帯電させる一方、コントローラ７４はパッチ信号発生手段７２に対して基準パッチデータの発生を要求し、第２セレクタ７３に対しては基準パッチデータの選択を要求する。これにより、基準パッチデータは二値化されてレーザドライバ７１に供給され、感光体ドラム２０上には基準パッチデータに対応した静電潜像が形成される。このとき、コントローラ７４はレーザ光量制御部７８に対して制御信号を送出し、２通りのレーザ光量Ｌ_D1、Ｌ_D2を用いてＲＯＳ２２８により感光体ドラム２０を露光させる。そして、電位計２７を用いて各基準パッチトナー像について露光部電位Ｖ_L1、Ｖ_L2を測定し、さらにステップＳＴ１５において、目標露光部電位Ｖ_LSを得るのに必要なレーザ光量Ｌ_DSを次式により計算する。
【００５０】
【数２】

【００５１】
次に、ステップＳＴ１６において、目標暗電位Ｖ_HSからカブリ防止電位差Ｖ_Cを引き算して現像バイアス電位Ｖ_Bを求め、さらにステップＳＴ１７に進み、算出されたグリッド電位Ｖ_GSを帯電器制御部７５へ、レーザ光量Ｌ_DSをレーザ光量制御部７８へ、現像バイアス電位Ｖ_Bを現像バイアス制御部７６へそれぞれ設定する。
【００５２】
次に、ステップＳＴ１８において、コントローラ７４は再度パッチ信号発生手段７２に対して基準パッチデータの発生を要求し、設定されたグリッド電位Ｖ_GS、レーザ光量Ｌ_DSを用いて感光体ドラム２０上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を、現像バイアス制御部７６に設定された現像バイアス電位Ｖ_Bを用いて現像し、感光体ドラム２０上に基準パッチトナー像を形成する。ステップＳＴ１９では、光センサ２８は感光体ドラム２０上に形成された基準パッチトナー像の濃度を検出し、コントローラ７４は光センサ２８の検出信号に基づいてトナー供給装置７７（図２参照）から現像ユニット２３へのトナー補給量を制御する。トナー補給量の制御が完了すると、このルーチンが終了する。
【００５３】
実際にコピージョブがスタートすると、コントローラ７４は所定のコピー枚数Ｎ毎にパッチ信号発生手段７２に対して基準パッチデータの発生を要求し、感光ドラム２０上に基準パッチトナー像を形成する。そして、形成された基準パッチトナー像のトナー付着量を光センサ２８で検出し、その検出信号に基づいてトナー供給装置７７から現像ユニット２３に補給するトナー量を補正する。尚、本実施形態の複写機では、コピー枚数Ｎ＝１０を標準間隔として基準パッチトナー像を形成するように初期設定がなされている。
【００５４】
図７は、コピージョブスタート後の画像濃度の制御プログラムのルーチンを示すフローチャートである。
【００５５】
先ず、ステップＳＴ２１において、コピージョブがスタートか否かが判定される。コピースタートスイッチがオンされてコピージョブがスタートしたと判定されるとステップＳＴ２２に進み、コントローラ７４はコピー枚数ＣＮＴをカウントアップする。次に、ステップＳＴ２３に進み、コピー枚数ＣＮＴが基準パッチトナー像の作成間隔Ｎ（本実施形態ではＮ＝１０）に達したか否かが判定される。コピー枚数ＣＮＴが基準パッチトナー像作成間隔Ｎに達していないと判定された場合はステップＳＴ２４に進み、全てのコピージョブが終了したか否かが判定される。全てのコピージョブが終了していなければステップＳＴ２２以降のステップを繰り返し実行する。ステップＳＴ２４において、全てのコピージョブが終了していると判定された場合はこのルーチンを終了する。
【００５６】
一方、ステップＳＴ２３において、コピー枚数ＣＮＴが基準パッチトナー像の作成間隔Ｎに達していると判定された場合は、ステップＳＴ２５に進み、コントローラ７４は感光ドラム２０上に基準パッチトナー像を作成させ、その画像濃度を検出して現像ユニット２３に補給するトナー量の補正を行なう。さらに、ステップＳＴ２５で画像濃度の制御を行なった後、ステップＳＴ２６においてコピー枚数ＣＮＴを０にリセットして、前述したステップＳＴ２４に進む。
【００５７】
図８は、本実施形態に用いられる光センサの特性図である。
【００５８】
図８における縦軸は光センサ出力ＲＡＤＣ、すなわち基準パッチトナー像からの光センサ出力Ｖ_patchと感光体ドラム２０（図２参照）上の非現像部分からの光センサ出力Ｖ_cleanとの比であり、横軸はトナー付着量である。
【００５９】
図８に示すように、トナー付着量が多く濃度が高くなるに従い光センサ出力は小さくなる。
【００６０】
図９は、一般的なトナー補給量制御のフローチャートである。
【００６１】
先ず、ステップＳＴ３１において、図６のフローチャートのステップＳＴ１７で設定したグリッド電位Ｖ_GS、レーザ光量Ｌ_DS、現像バイアス電位Ｖ_Bを用いて感光体ドラム２０上に基準パッチトナー像を形成しそれを現像器２３で現像する。次に、ステップＳＴ３２において、光センサ２８により基準パッチトナー像のトナー付着量を測定し基準パッチトナー像濃度Ｖ_patchを得る。さらに、ステップＳＴ３３において、基準パッチトナー像濃度Ｖ_patchと、図６のフローチャートのステップＳＴ１１において測定した非現像部分からの光センサ出力Ｖ_cleanとの比を次式により求め、基準パッチ濃度測定値ＲＡＤＣを得る。
【００６２】
ＲＡＤＣ＝（Ｖ_patch／Ｖ_clean）×１０２３
尚、“１０２３”は、光センサの読み値を正規化するための係数である。
【００６３】
次に、ステップＳＴ３４において、次式により上記の基準パッチ濃度測定値ＲＡＤＣと、基準パッチ濃度目標値ＲＡＤＣＳの差分に所定の係数Ｋを掛け、トナー補給量ＤＩＳＰを決定する。
【００６４】
ＤＩＳＰ＝（ＲＡＤＣ−ＲＡＤＣＳ）×Ｋ
次に、ステップＳＴ３５に進み、ＤＩＳＰが負の場合はＤＩＳＰを０とし、ＤＩＳＰが所定の上限値ＤＩＳＰ＿ＭＡＸを越えていたらＤＩＳＰをＤＩＳＰ＿ＭＡＸにする。
【００６５】
こうして、一般的なトナー補給量制御では、光センサの測定結果である基準パッチ濃度測定値ＲＡＤＣと基準パッチ濃度目標値ＲＡＤＣＳとの差分が正の場合は基準パッチトナー像濃度が薄いため、所定の係数Ｋを掛けてトナー補給量、すなわちトナー補給時間を求める。この制御の結果、基準パッチトナー像のトナー付着量は一定になり画像濃度も一定に保たれる。
【００６６】
このように、小型で高速であり、また感光体ドラムの露光後の電位が減衰して安定電位に到達する時間よりも手前に電位計を設けることが困難な画像形成装置においても、感光体ドラムの露光後の電位が減衰して安定電位に到達する時間に影響を及ぼす温度および膜厚と相関のある感光体の使用サイクル数に応じて、電位計の位置での目標露光部電位Ｖ_LSを計算することで、常に現像位置での狙いの露光部電位Ｖ_{LD_DEVE}を得ることができる。従って、安定した画像濃度が得られる画像形成装置を提供することができる。
【００６７】
【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、像担持体に形成された静電潜像の電位を高い精度で求めることができ、安定した画像濃度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置が適用される複写機についての実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態の複写機における制御系のブロック図である。
【図３】本実施形態における比較器による画像データの二値化処理の説明図である。
【図４】図１に示す感光体ドラムの、露光後の電位減衰特性を示す図である。
【図５】電位計の位置における目標露光部電位Ｖ_LSを求めるためのルーチンのフローチャートである。
【図６】作像条件を設定するセットアップモードのルーチンのフローチャートである。
【図７】コピージョブスタート後の画像濃度の制御プログラムのルーチンを示すフローチャートである。
【図８】本実施形態に用いられる光センサの特性図である。
【図９】一般的なトナー補給量制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１複写機
１０制御系
１１スキャナ部
１２画像処理部
１３光学部
１４画像形成部
２０感光体ドラム
２１帯電コロトロン
２２スキャナ部
２３現像器
２５クリーナ
２６イレーズランプ
２７電位計
２８光センサ
３０記録シート
３１温度センサ
３２感光体サイクルカウンタ
４２転写コロトロン
４８シート搬送系
５０定着器
５１加熱ロール
５２加圧ロール
５４フューザ出口ロール
５５フューザ出口スイッチ
５６排出トレイ
５７出口ロール
６０増幅器
６１Ａ／Ｄ変換器
６２濃度変換器
６３変換部
６４第１ガンマ補正部
６８Ｄ／Ａ変換器
６９比較器
７０三角波発生器
７３第２セレクタ
７４コントローラ
２２１プラテン
２２２原稿
２２３露光ランプ
２２４キャリッジ
２２５反射ミラー
２２６ＣＣＤセンサ
２２７結像レンズ
２２８ＲＯＳ（ラスタ走査装置）
２２８ａ半導体レーザ
２２８ｂポリゴンミラー
２２８ｃ結像レンズ
２２８ｄ反射ミラー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus used for an electrophotographic copying machine, a printer, or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electrostatic latent image is formed on the surface of the image bearing member by exposing the image bearing member with exposure light carrying image information to form an electrostatic latent image on the surface of the image bearing member. 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses that form a toner image and form the image by finally transferring and fixing the toner image onto a predetermined recording medium are widely known. In such an image forming apparatus, the potential of the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier is measured by an electrometer in order to compensate for a decrease in image density due to a decrease in charge amount due to wear of the image carrier. And controlling the potential of the image carrier based on the measured potential. When measuring the potential of the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier with an electrometer, generally the potential (dark potential) in the image portion of the electrostatic latent image that is not irradiated with the exposure light and the exposure light are irradiated. Both the potential (light potential) in the non-image area to be measured are measured. The bright potential reaches a stable potential after elapse of time (referred to as a transient time) determined by the characteristics of the image carrier after the exposure light is irradiated. For this reason, measurement of the bright potential is important.
[0003]
Here, JP-A-1-315773 proposes three techniques for measuring the bright potential. The first technique is to measure the potential by providing an electrometer at a position where the bright potential is stable. In the second technique, an electrometer is provided at a position before the light potential is stabilized, and the potential measurement is performed by stopping the rotation of the image carrier until the light potential is stabilized. Furthermore, the third technique is to provide an electrometer at a position before the bright potential is stabilized, measure the potential without stopping the rotation of the image carrier, and from the position where the measured potential and the electrometer are provided. The potential to be finally obtained is predicted based on the time.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the first technique is provided with an electrometer at a position where the bright potential is stable, it is difficult to cope with downsizing of the image carrier and high speed of rotation. In the second technique, the rotation of the image carrier is stopped and the potential measurement is performed. Therefore, after the potential measurement is completed, the image carrier is rotated again and image formation is performed. There is a problem that it takes a long time to form an image.
[0005]
In addition, the transient time until the light potential is stabilized varies depending on various environmental conditions. For this reason, as in the third technique, there is a problem that accuracy is not obtained simply by obtaining the potential based on the time from the position where the electrometer is provided.
[0006]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of obtaining the potential of an electrostatic latent image formed on an image carrier with high accuracy and obtaining a stable image density.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The image-forming layer value of the present invention that achieves the above object is that the image bearing member on which an electrostatic latent image is formed by exposure is irradiated with exposure light carrying image information and is electrostatically applied on the image bearing member. A latent image is formed, the electrostatic latent image is developed with toner to form a toner image on the image carrier, and the toner image is finally transferred and fixed on a predetermined recording medium. In the image forming apparatus for forming an image composed of a fixed toner image on the recording medium,
  A measurement latent image forming means for forming an electrostatic latent image for potential measurement on the surface of the image carrier by exposure;
  The potential of the electrostatic latent image for potential measurement formed on the surface of the image carrier by the measurement latent image forming means is the timing before the potential of the surface of the image carrier changed by exposure reaches a stable potential. A potential measuring means for measuring;
  At least one of the image forming conditions affecting the potential of the electrostatic latent image for potential measurement formed on the surface of the image carrier so that the potential measured by the potential measuring means becomes a predetermined target potential. Condition adjusting means for adjusting
  A usage amount measuring means for measuring the usage amount of the image carrier;
  The target potential is measured by the usage amount measuring means so that the potential of the electrostatic latent image for potential measurement formed on the surface of the image carrier at the timing of development with toner is maintained at a predetermined development potential. As the amount of the measured image carrier used increases, it approaches the development potential.And a target potential changing means.
[0008]
  here,A temperature measuring means for measuring the temperature in the vicinity of the image carrier,
  The target potential changing means sets the target potential so that the potential of the electrostatic latent image for potential measurement formed on the surface of the image carrier at the development timing with toner is maintained at a predetermined development potential. The higher the temperature measured by the temperature measuring means, the closer to the development potential.It is preferable that
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0012]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a copying machine to which the image forming apparatus of the present invention is applied.
[0013]
As shown in FIG. 1, the copying machine 1 includes a photosensitive drum 20 on which an electrostatic latent image is formed, a charging corotron 21 that precharges the surface of the photosensitive drum 20, and image information of a document 222. And a raster scanning device (hereinafter referred to as ROS) 228 for writing an electrostatic latent image including an electrostatic latent image for potential measurement on the surface of the photosensitive drum 20 charged by the charging corotron 21. A developing unit 23 that develops the electrostatic latent image with toner to form a toner image on the photosensitive drum 20, and a transfer corotron 42 that transfers the toner image formed on the photosensitive drum 20 to the recording sheet 30. Is provided. The photosensitive drum 20 corresponds to the image carrier according to the present invention, and the ROS 228 corresponds to the measurement latent image forming means according to the present invention.
[0014]
The scanner unit 22 includes an exposure lamp 223 for irradiating the original 222 set on the platen 221 with a light beam, a carriage 224 for moving the exposure lamp 223 over the area of the original 222, and the surface of the original 222 by the exposure lamp 223. A reflection mirror 225 that guides the beam of the beam along a predetermined path, a CCD sensor 226 that converts the beam from the surface of the original 222 into a digital signal, and an imaging lens that forms an image of the beam from the surface of the original 222 on the CCD sensor 226 site 227.
[0015]
The ROS 228 includes a semiconductor laser 228 a that irradiates a laser beam based on image data captured by the CCD sensor 226, a polygon mirror 228 b that distributes and deflects the beam from the semiconductor laser 228 a over the main scanning direction of the photosensitive drum 20, and a semiconductor laser. An imaging lens 228c that forms an image of the beam from 228a along the main scanning direction line of the photosensitive drum 20 and a reflection mirror 228d that regulates the beam path are configured.
[0016]
Further, the copying machine 1 is provided with an optical sensor 28 disposed between the development position and the transfer position. The optical sensor 28 is a reflection type optical sensor that irradiates the photosensitive drum 20 with an LED and measures the amount of reflected light with a photodiode. The optical sensor 28 measures the toner adhesion amount of a reference patch toner image formed on the photosensitive drum 20. The density of the toner image is measured by detection.
[0017]
Further, the copying machine 1 is provided with an electrometer 27 for measuring the charged potential of the photosensitive drum 20 between the writing position A and the developing position C of the electrostatic latent image on the photosensitive drum 20. The electrometer 27 changes the potential of the electrostatic latent image for potential measurement formed on the surface of the photosensitive drum 20 by the ROS 228 before the surface potential of the photosensitive drum 20 changed by exposure reaches a stable potential. Measure at the timing.
[0018]
Further, the copying machine 1 affects the potential of the electrostatic latent image for potential measurement formed on the surface of the photosensitive drum 20 so that the potential measured by the electrometer 27 becomes a predetermined target potential. A controller 74 (see FIG. 2) for adjusting at least one of the image forming conditions to be applied is provided. Further, the controller 74 controls the amount of toner replenished to the developing device 23 based on the detection result by the optical sensor 28. This controller 74 plays a role of the condition adjusting means referred to in the present invention. Further, the copier 1 is also provided with a hygrometer (not shown) for measuring the relative humidity in the machine.
[0019]
Further, a cleaner 25 for removing residual toner on the photosensitive drum 20 and an erase lamp 26 for removing residual charge on the photosensitive drum 20 are provided around the photosensitive drum 20. Further, a sheet conveyance system 48 for conveying the recording sheet 30 supplied from a sheet supply cassette (not shown) is provided.
[0020]
Further, the copying machine 1 is inserted with a recording sheet 30 that has undergone the transfer process, and an unfixed toner image is fixed on the recording sheet 30. A fixing device 50 including a pressure roll 52 disposed in pressure contact is provided, and the recording sheet 30 is conveyed to the fixing device 50 via a guide plate 53. Also, a fuser outlet roll 54 that conveys the recording sheet 30 that has passed through the fixing device 50, a fuser outlet switch 55 for detecting the trailing edge of the recording sheet 30 that has passed through the fixing device 50, and a discharge in which the fixed recording sheet 30 is accommodated. A tray 56 and an exit roll 57 for sending the recording sheet 30 to the discharge tray 56 are provided.
[0021]
In the copying machine 1 configured as described above, first, when a user operates a copy start switch (not shown), scanning of the original 222 is started, and an electrostatic latent image is written on the photosensitive drum 20. Is called. The electrostatic latent image is developed by the developing unit 23 with a slight delay from the writing timing. The toner image formed on the photosensitive drum 20 in this way is transferred to the recording sheet 30. The recording sheet 30 is discharged to the discharge tray 56 through the fixing device 50. Thereafter, the above operation is repeated for the set number of copies.
[0022]
FIG. 2 is a block diagram of a control system in the copying machine according to the embodiment of the present invention.
[0023]
FIG. 2 is a block diagram of the scanner unit 11, the image processing unit 12, the optical unit 13, and the image forming unit 14 that constitute the control system 10 of the copying machine 1 shown in FIG.
[0024]
In the scanner unit 11, the image data read by the CCD sensor 226 is amplified to an appropriate level by the amplifier 60, converted to an 8-bit digital signal by the A / D converter 61, and after the shading correction, the density converter At 62, the reflectance data is converted to density data and sent to the image processing unit 12.
[0025]
The image data sent to the image processing unit 12 is first converted by the conversion unit 63 into basic image processing as the copying machine 1, that is, MTF processing, and the like. Next, the image data is sent to the first gamma correction unit 64, and gradation correction is performed in accordance with the gradation characteristics specific to the ROS 228 and the image forming unit 14.
[0026]
The image data that has been corrected by the first gamma correction unit 64 is converted into analog image data by the D / A converter 68, and then sent to the comparator 69 via the second selector 73, where a triangular wave is generated by the comparator 69. It is compared with a signal of a predetermined period sent from the device 70 and converted into binary image data by pulse width modulation.
[0027]
FIG. 3 is an explanatory diagram of binarization processing of image data by the comparator in the present embodiment.
[0028]
As shown in FIG. 3, the inputted analog image data A is compared with the triangular wave T generated by the triangular wave generator 70 (see FIG. 2), and the portion where the analog image data A is larger than the triangular wave T is “0” and the small portion. The image data is binarized with “1”. The binary image data B thus obtained is sent to the laser driver 71 of the optical unit 13 (see FIG. 2). When the image data is “0”, the semiconductor laser 228a of the ROS 228 is turned off, and the image data is “1”. ”Is turned on to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 20.
[0029]
Further, the image processing unit 12 is provided with patch signal generating means 72 for generating an image signal when a reference patch toner image is formed on the photosensitive drum 20, and the reference patch data having an image area ratio of 50% is provided. Generate. The analog image data and the reference patch data are input to the second selector 73 controlled by the controller 74, and only one of the data is compared with the triangular wave by the comparator 69 and binarized.
[0030]
Returning to FIG. 2, the description of the control system 10 will be continued.
[0031]
The image forming unit 14 includes the controller 74 described above. The controller 74 controls the density of the toner image formed on the photosensitive drum 20 based on signals from the electrometer 27 and the optical sensor 28. It also plays a role of constant control. Further, the grid voltage V of the charger 21 is controlled according to the control signal of the controller 74._GThe charger bias voltage V to be applied to the developing device 23 according to the control signal of the controller 74._BA developing bias control unit 76 for changing the above is provided. A toner supply device 77 is connected to the developing device 23, and toner is supplied to the developing device 23 in accordance with a control signal from the controller 74. Further, the controller 74 also sends a control signal to the laser light amount control unit 78 of the optical unit 13 so that the light emission amount of the semiconductor laser 228a of the ROS 228 is adjusted via the laser driver 71. .
[0032]
Further, the image forming unit 14 is provided with a temperature sensor 31 that measures a temperature, which is one of the factors affecting the change rate of the surface potential of the photosensitive drum 20 after exposure. A signal from the temperature sensor 31 is input to the controller 74. Further, the image forming unit 14 includes another element (usage cycle) that indicates the usage amount of the photosensitive drum 20, which is another element that affects the change speed of the surface potential of the photosensitive drum 20 after exposure. ) Is provided. A signal from the photoconductor cycle counter 32 is also input to the controller 74. These temperature sensor 31 and photoconductor cycle counter 32 correspond to the element measuring means in the present invention. The controller 74 changes the target potential according to the measurement results of the temperature sensor 31 and the photoconductor cycle counter 32. The controller 74 also serves as the target potential changing means in the present invention.
[0033]
FIG. 4 is a diagram showing potential attenuation characteristics after exposure of the photosensitive drum shown in FIG.
[0034]
4 (a), 4 (b), and 4 (c) show the ambient temperatures of 20 ° C., 10 ° C., and 28 after exposure at a charging potential of −600 V when a new photosensitive drum 20 is used. The potential decay characteristics at ° C are shown. After the exposure, the time required for the potential to decay to 95% of the stable level is 80 ms at 20 ° C. shown in FIG. 4A, 120 ms at 10 ° C. shown in FIG. 4B, and FIG. As shown at 60 ° C. at 28 ° C., the potential attenuation in the photosensitive drum 20 is temperature dependent.
[0035]
In this embodiment, the photosensitive drum 20 is downsized to reduce the overall size of the copying machine 1, and the rotational speed of the photosensitive drum 20 is also increased to increase the printing speed. Accordingly, the time from the exposure point (writing position) A shown in FIG. 1 to the position B of the electrometer 27 is 50 ms, and sufficient time is not secured for the post-exposure potential to reach 95% of the stable level. . Further, the time from the exposure point A to the development position C, which is the position for actually controlling the potential of the photosensitive drum 20, is 120 ms. In this embodiment, the target exposure portion potential (V_{LD_DEVE}) Is always -200V. Here, the exposure portion potential (V_{LD_DEVE}) Was constantly controlled at −200 V, the exposed portion potential at position B of the electrometer 27 was measured for each temperature and film thickness of the photosensitive drum 20. The results are shown in Table 1.
[0036]
[Table 1]

[0037]
The film thickness of the photoconductive drum 20 gradually wears and becomes thin according to the usage time of the photoconductive drum 20. As the film thickness decreases, the distance that the charge moves is shortened, so that the transient time until the post-exposure potential reaches a stable level is shortened. That is, the amount of attenuation from the position B of the electrometer 27 to the development position C becomes small. The same applies when the temperature increases. Accordingly, the exposure portion potential (V_{LD_DEVE}) Is always controlled to −200V, the exposure portion potential (target exposure portion potential V at position B of the electrometer 27)._LSNeed to be set (controlled) to the values shown in Table 1.
[0038]
Therefore, in the present embodiment, the temperature sensor 31 and the photoconductor cycle counter 32 shown in FIG._LSTo control.
[0039]
FIG. 5 shows the target exposure portion potential V at the position of the electrometer._LS5 is a flowchart of a routine for obtaining.
[0040]
This routine is started before executing a setup mode routine shown in FIG. First, in step ST1, the number of photoconductor cycles (number of use cycles) PR_ of the photoconductor drum 20 counted by the photoconductor cycle counter 32 is shown._cyc(Unit: kilocycle) is detected by the control 74. Next, in step ST2, the temperature PR_ near the photosensitive drum 20 measured by the temperature sensor 31 is measured._temp(Unit: ° C.) is also detected by the control 74. Further, in step ST3, the target exposure portion potential V_LSCorrection value ΔV corresponding to the number of use cycles of the photosensitive drum 20_LS__cyc{ΔV_LS__cyc= 100- (PR__cycX 0.2)} is calculated. Here, the correction value ΔV_LS__cycIndicates that the photosensitive drum 20 is new, that is, the number of use cycles PR__cycIs 0, and becomes 0 when the film thickness is reduced to 10 μm and more than 500K cycles.
[0041]
Next, in step ST4, the temperature correction value ΔV_LS__temp{ΔV_LS__temp= (30-PR__temp) × 1.2}} is calculated. Here, the correction value ΔV_LS__tempBecomes 0 when the temperature is 30 ° C. or higher, and becomes larger as the temperature is lower, and becomes 24 when the temperature is 10 ° C., for example.
[0042]
Further, in step ST5, a total correction value is calculated from both correction values.
[0043]
Total correction value ΔV_LS= ΔV_LS__temp× (ΔV_LS__cyc/ 100)
That is, when the photosensitive drum 20 is new, the total correction value ΔV_LS= ΔV_LS__tempThe temperature correction value ΔV_LS__tempIs applied 100%. Further, as the number of use cycles increases, the correction value ΔV for the temperature_LS__tempAnd the adaptation rate becomes 0 (no correction) after 500K cycles or more.
[0044]
Next, the process proceeds to step ST6 where the exposure portion potential ΔV at the development position C is reached._LS__DEVE(-200 V in the present embodiment) to the total correction value ΔV_LSIs a target exposure portion potential V shown in FIG._LSThus, the set exposure portion potential ΔV at the development position C_LS__DEVECan always be controlled to -200V.
[0045]
FIG. 6 is a flowchart of a setup mode routine for setting image forming conditions.
[0046]
The controller 74 has a target dark potential V in advance._HS, Target exposure part potential V_LS, Target dark potential V_HSTo development bias potential V_BAntifogging potential difference up to V_CIs remembered.
[0047]
First, in step ST11, the non-development portion on the photosensitive drum 20 is measured by the optical sensor 28, and the reference output V of the optical sensor 28 is measured._cleanAsk for. Next, in step ST12, the controller 74 sends a control signal to the charger controller 75, and a different grid voltage V_G1, V_G2To charge the photosensitive drum 20. Then, using the electrometer 27, the dark potential V at that time_H1, V_H2Then, in step ST13, the target dark potential V_HSGrid potential V required to obtain_GSIs calculated by the following equation.
[0048]
[Expression 1]

[0049]
Next, in step ST14, the grid potential V obtained in step ST13._GSThe controller 74 requests the patch signal generator 72 to generate reference patch data, and requests the second selector 73 to select reference patch data. Thus, the reference patch data is binarized and supplied to the laser driver 71, and an electrostatic latent image corresponding to the reference patch data is formed on the photosensitive drum 20. At this time, the controller 74 sends a control signal to the laser light quantity control unit 78 to provide two kinds of laser light quantity L._D1, L_D2Is used to expose the photosensitive drum 20 with the ROS 228. Then, using the electrometer 27, the exposure portion potential V is applied to each reference patch toner image._L1, V_L2Further, in step ST15, the target exposure portion potential V is measured._LSLaser light quantity L required to obtain_DSIs calculated by the following equation.
[0050]
[Expression 2]

[0051]
Next, in step ST16, the target dark potential V_HSTo anti-fogging potential difference V_CIs the development bias potential V_BAnd further proceeds to step ST17 to calculate the calculated grid potential V_GSTo the charger controller 75, the laser light quantity L_DSIs supplied to the laser light quantity control unit 78 as a developing bias potential V._BAre set in the developing bias controller 76, respectively.
[0052]
Next, in step ST18, the controller 74 requests the patch signal generating means 72 again to generate reference patch data, and the set grid potential V_GS, Laser light quantity L_DSIs used to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 20. Then, the electrostatic latent image is converted into a developing bias potential V set in the developing bias control unit 76._BAnd a reference patch toner image is formed on the photosensitive drum 20. In step ST19, the optical sensor 28 detects the density of the reference patch toner image formed on the photosensitive drum 20, and the controller 74 develops from the toner supply device 77 (see FIG. 2) based on the detection signal of the optical sensor 28. The toner replenishment amount to the unit 23 is controlled. When the control of the toner replenishment amount is completed, this routine ends.
[0053]
When the copy job is actually started, the controller 74 requests the patch signal generating means 72 to generate reference patch data every predetermined number of copies N, and forms a reference patch toner image on the photosensitive drum 20. The optical sensor 28 detects the toner adhesion amount of the formed reference patch toner image, and corrects the toner amount supplied from the toner supply device 77 to the developing unit 23 based on the detection signal. In the copying machine of this embodiment, the initial setting is made so that the reference patch toner image is formed with the number of copies N = 10 as the standard interval.
[0054]
FIG. 7 is a flowchart showing a routine of an image density control program after the start of a copy job.
[0055]
First, in step ST21, it is determined whether or not the copy job is started. When it is determined that the copy start switch is turned on and the copy job has started, the process proceeds to step ST22, where the controller 74 counts up the number of copies CNT. In step ST23, it is determined whether the number of copies CNT has reached the reference patch toner image creation interval N (N = 10 in this embodiment). When it is determined that the number of copies CNT has not reached the reference patch toner image creation interval N, the process proceeds to step ST24, where it is determined whether all copy jobs have been completed. If all the copy jobs are not completed, the steps after step ST22 are repeatedly executed. If it is determined in step ST24 that all copy jobs have been completed, this routine ends.
[0056]
On the other hand, if it is determined in step ST23 that the number of copies CNT has reached the reference patch toner image creation interval N, the process proceeds to step ST25, where the controller 74 creates a reference patch toner image on the photosensitive drum 20, The toner density supplied to the developing unit 23 is corrected by detecting the image density. Further, after controlling the image density in step ST25, the copy number CNT is reset to 0 in step ST26, and the process proceeds to step ST24 described above.
[0057]
FIG. 8 is a characteristic diagram of an optical sensor used in the present embodiment.
[0058]
The vertical axis in FIG. 8 represents the optical sensor output RADC, that is, the optical sensor output V from the reference patch toner image._patchAnd an optical sensor output V from a non-development portion on the photosensitive drum 20 (see FIG. 2)._cleanThe horizontal axis represents the toner adhesion amount.
[0059]
As shown in FIG. 8, the optical sensor output decreases as the toner adhesion amount increases and the density increases.
[0060]
FIG. 9 is a flowchart of general toner replenishment amount control.
[0061]
First, in step ST31, the grid potential V set in step ST17 of the flowchart of FIG._GS, Laser light quantity L_DS, Development bias potential V_BIs used to form a reference patch toner image on the photosensitive drum 20 and developed by the developing unit 23. Next, in step ST32, the toner adhesion amount of the reference patch toner image is measured by the optical sensor 28, and the reference patch toner image density V is determined._patchGet. In step ST33, the reference patch toner image density V_patchAnd the optical sensor output V from the non-development portion measured in step ST11 of the flowchart of FIG._cleanThe reference patch density measurement value RADC is obtained by the following equation.
[0062]
RADC = (V_patch/ V_clean) × 1023
“1023” is a coefficient for normalizing the reading value of the optical sensor.
[0063]
Next, in step ST34, a toner replenishment amount DISP is determined by multiplying the difference between the reference patch density measured value RADC and the reference patch density target value RADCS by a predetermined coefficient K according to the following equation.
[0064]
DISP = (RADC-RADCS) × K
Next, the process proceeds to step ST35, where DISP is 0 when DISP is negative, and DISP is set to DISP_MAX when DISP exceeds a predetermined upper limit value DISP_MAX.
[0065]
Thus, in general toner replenishment amount control, when the difference between the reference patch density measurement value RADC and the reference patch density target value RADCS, which is the measurement result of the optical sensor, is positive, the reference patch toner image density is low, so Multiply the coefficient K to obtain the toner replenishment amount, that is, the toner replenishment time. As a result of this control, the toner adhesion amount of the reference patch toner image is constant, and the image density is also kept constant.
[0066]
As described above, even in an image forming apparatus that is small and high-speed, and it is difficult to provide an electrometer before the time when the potential after the exposure of the photosensitive drum is attenuated to reach a stable potential, the photosensitive drum The target exposure portion potential V at the position of the electrometer is determined according to the number of use cycles of the photoconductor that correlates with the temperature and the film thickness, which affects the time for the potential after the exposure to decay and reach the stable potential._LSIs always calculated at the development position._{LD_DEVE}Can be obtained. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus that can obtain a stable image density.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, the potential of the electrostatic latent image formed on the image carrier can be obtained with high accuracy, and a stable image density can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a copying machine to which an image forming apparatus of the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram of a control system in the copying machine according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of binarization processing of image data by a comparator in the present embodiment.
4 is a graph showing potential attenuation characteristics after exposure of the photosensitive drum shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5: Target exposure portion potential V at the position of the electrometer_LS5 is a flowchart of a routine for obtaining.
FIG. 6 is a flowchart of a setup mode routine for setting image forming conditions.
FIG. 7 is a flowchart showing a routine of an image density control program after the start of a copy job.
FIG. 8 is a characteristic diagram of an optical sensor used in the present embodiment.
FIG. 9 is a flowchart of general toner supply amount control.
[Explanation of symbols]
1 Copying machine
10 Control system
11 Scanner section
12 Image processing unit
13 Optics
14 Image forming unit
20 Photosensitive drum
21 charged corotron
22 Scanner section
23 Developer
25 Cleaner
26 Erase lamp
27 Electrometer
28 Optical sensor
30 Recording sheet
31 Temperature sensor
32 photoconductor cycle counter
42 Transcription corotron
48 Sheet transport system
50 Fixing device
51 Heating roll
52 Pressure roll
54 Fuser outlet roll
55 Fuse outlet switch
56 Discharge tray
57 Exit roll
60 amplifier
61 A / D converter
62 Concentration converter
63 Conversion unit
64 First gamma correction unit
68 D / A converter
69 comparator
70 triangular wave generator
73 Second selector
74 controller
221 platen
222 Manuscript
223 Exposure lamp
224 Carriage
225 reflection mirror
226 CCD sensor
227 Imaging lens
228 ROS (raster scanning device)
228a Semiconductor laser
228b Polygon mirror
228c Imaging lens
228d reflection mirror

Claims

An electrostatic latent image is formed on the surface of the image carrier by exposure, and exposure light carrying image information is irradiated to form an electrostatic latent image on the image carrier, and the electrostatic latent image is formed with toner. Development is performed to form a toner image on the image carrier, and the toner image is finally transferred and fixed on a predetermined recording medium, whereby an image composed of the fixed toner image is formed on the recording medium. In the image forming apparatus to be formed,
A measurement latent image forming means for forming an electrostatic latent image for potential measurement on the surface of the image carrier by exposure;
The potential of the electrostatic latent image for potential measurement formed on the surface of the image carrier by the measurement latent image forming means is the timing before the potential of the surface of the image carrier changed by exposure reaches a stable potential. A potential measuring means for measuring;
At least one of the image forming conditions that affect the potential of the electrostatic latent image for potential measurement formed on the surface of the image carrier so that the potential measured by the potential measuring means becomes a predetermined target potential. Condition adjusting means for adjusting
A usage amount measuring means for measuring the usage amount of the image carrier;
The target potential is measured by the usage amount measuring means so that the potential of the electrostatic latent image for potential measurement formed on the surface of the image carrier at the timing of development with toner is maintained at a predetermined development potential. An image forming apparatus comprising: a target potential changing unit that approaches the developing potential as the measured usage amount of the image carrier increases .

Further comprising a temperature measuring means for measuring the temperature in the vicinity of the image carrier,
The target potential changing means adjusts the target potential so that the potential of an electrostatic latent image for potential measurement formed on the surface of the image carrier at a development timing with toner is maintained at a predetermined development potential. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the higher the temperature measured by the temperature measuring means, the closer to the developing potential .