JP6073777B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

カラー画像形成装置は、カラー画像の形成に通常４色のトナーを使用して様々な色の濃度および階調を表現している。このため、カラー画像形成装置では、４色のトナーのそれぞれについて濃度および階調の調整を定期的に行う必要がある（例えば特許文献１参照）。

画像形成装置では、濃度調整のために、現像バイアスや露光装置の光量が調整される（例えば特許文献２参照）。通常、現像バイアス調整用のトナーパターンおよび光量調整用のトナーパターンが順番に形成され、現像バイアス調整用のトナーパターンによる現像バイアス調整と光量調整用のトナーパターンによる光量調整とが独立に行われる。

特開２０１０−００８９６０号公報 特開２００３−２７０８７４号公報

しかしながら、上述のように、現像バイアス調整用のトナーパターンおよび光量調整用のトナーパターンを順番に形成して各種調整を行う場合、調整用のトナーパターンの全長が長くなってしまい、調整に要する時間が長くなってしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、短時間で調整を行うことができる画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、前記感光体ドラムに光を照射して静電潜像を形成する露光装置と、前記感光体ドラム上の静電潜像へ移行させるトナー層を保持する現像ローラーと、前記現像ローラー上のトナー層の全量を前記感光体ドラム上の静電潜像へ移行させるように現像バイアスを制御するコントローラーとを備える。そして、前記コントローラーは、調整時に、前記露光装置の光量を調整するための光量調整用トナーパターンに対応させて前記露光装置の光量を副走査方向において変化させるとともに、前記現像バイアスを調整するための現像バイアス調整用トナーパターンに対応させて前記現像バイアスを副走査方向において変化させながら、前記光量調整用トナーパターンと前記現像バイアス調整用トナーパターンとを主走査方向に並べて形成させる。そして、前記現像バイアス調整用トナーパターンは、飽和濃度のトナーパターンであり、前記光量調整用トナーパターンは、非飽和濃度の低階調トナーパターンであり、前記感光体ドラムは、アモルファスシリコン製である。

本発明によれば、画像形成装置において、短時間で調整を行うことができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成を示す側面図である。 図２は、図１における現像器３ａの一例を示す断面図である。 図３は、図１に示す画像形成装置内のコントローラーの構成例を示すブロック図である。 図４は、図１〜図３に示す画像形成装置において形成される光量調整用トナーパターンおよび現像バイアス調整用トナーパターンの一例を示す図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成を示す側面図である。この画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。

この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２および現像器３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。露光装置２は、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザー光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置２は、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有する。

現像器３ａ〜３ｄは、トナーカートリッジ内のトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー像を形成する。感光体ドラム１ａおよび現像器３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂおよび現像器３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃおよび現像器３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄおよび現像器３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

中間転写ベルト５は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー像を転写される環状の中間転写体である。中間転写ベルト５は、駆動ローラー６に張架され、駆動ローラー６からの駆動力によって、感光体ドラム１ａとの接触位置から感光体ドラム１ｄとの接触位置への方向へ周回していく。

転写ローラー７は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト５に接触させ、中間転写ベルト５上のトナー像を用紙に転写する。なお、トナー像を転写された用紙は、図示せぬ定着器へ搬送され、トナー像が用紙へ定着される。

センサー８は、中間転写ベルト５に光を照射し、その反射光を検出する。特に、センサー８は、調整時において、中間転写ベルト５上のトナーパターン（各トナー色のパッチ）の濃度を検出する。このセンサー８は、調整用のトナーマークの濃度を測定する反射型光学センサーである。

図２は、図１における現像器３ａの一例を示す断面図である。なお、図２では、現像器３ａについて図示しているが、現像器３ｂ〜３ｄについても同様の構成となっている。

図２に示すように、現像器３ａは、筐体１１と、攪拌スクリュー１２と、磁気ローラー１３と、現像ローラー１４とを有する。

現像器３ａには、図示せぬトナーコンテナーが接続され、トナーコンテナーから図示せぬ補給口を介して筐体１１内へトナーが補給される。筐体１１内では、攪拌スクリュー１２によってトナーとキャリアを含む２成分現像剤が攪拌される。キャリアには、磁性材料が使用される。

磁気ローラー１３は、その表面に２成分現像剤をブラシ状に保持している。２成分現像剤のうちのトナーが、磁気ローラー１３と現像ローラー１４との間の電圧である搬送バイアスに応じて現像ローラー１４に移行する。

現像ローラー１４は、磁気ローラー１３から移行してきたトナーをその表面にトナー薄層として保持する。現像ローラー１４の表面に形成されたトナー層は、現像ローラー１４と感光体ドラム１ａの間の電圧である現像バイアスによって感光体ドラム１ａに移行する。

感光体ドラム１ａは、その表面に、露光装置２によって静電潜像を形成される像担持体である。また、感光体ドラム１ａには、例えばアモルファスシリコン製感光体ドラムのように比誘電率の高い感光体ドラムが使用される。

図３は、図１に示す画像形成装置内のコントローラーの構成例を示すブロック図である。

コントローラー３１は、画像形成装置内の各部を電気的に制御する。コントローラー３１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロコンピューターなどで構成される。現像バイアス設定回路３２は、現像バイアス（感光体ドラム１ａと現像ローラー１４との間の電圧）を、指定された電圧に設定する回路である。ドライバー回路３３は、露光装置２の光源（レーザーダイオードなど）を駆動する回路である。

コントローラー３１は、現像バイアス設定部４１、光量設定部４２、およびトナー濃度特定部４３を有する。

現像バイアス設定部４１は、現像バイアス設定回路３２を使用して、現像バイアスを設定する。光量設定部４２は、ドライバー回路３３を使用して、露光装置２の光量を設定する。トナー濃度特定部４３は、センサー８の出力に基づいて、中間転写ベルト５上のトナーマークの濃度を特定する。

現像バイアス設定部４１は、通常印字時において、現像ローラー１４上のトナー層の全量を感光体ドラム１ａ上の静電潜像へ移行させるように現像バイアスを制御する。調整時には、現像ローラー１４上のトナー層の全量を感光体ドラム１ａ上の静電潜像へ移行させることができる現像バイアス値の下限値が特定され、通常印字時の現像バイアス値として設定される。

図４は、図１〜図３に示す画像形成装置において形成される光量調整用トナーパターンおよび現像バイアス調整用トナーパターンの一例を示す図である。

図４に示すように、コントローラー３１は、調整時に、光量設定部４２によって、露光装置２の光量を調整するための光量調整用トナーパターン６１に対応させて露光装置２の光量を副走査方向において変化させるとともに、現像バイアス設定部４１によって、現像バイアスを調整するための現像バイアス調整用トナーパターン６２に対応させて現像バイアスを副走査方向において変化させながら、光量調整用トナーパターン６１と現像バイアス調整用トナーパターン６２とを主走査方向に並べて形成させる。

光量調整用トナーパターン６１は、複数の光量設定値に対応したシアンパッチ、マゼンタパッチ、イエローパッチ、およびブラックパッチを有し、現像バイアス調整用トナーパターン６２は、複数の現像バイアス設定値に対応したシアンパッチ、マゼンタパッチ、イエローパッチ、およびブラックパッチを有する。

この画像形成装置では、現像バイアス調整用トナーパターン６２は、飽和濃度（最高濃度）のトナーパターンであり、光量調整用トナーパターン６１は、非飽和濃度（低濃度）のトナーパターンである。そして、現像バイアス調整用トナーパターン６２（つまり、飽和濃度のトナーパターン）については、光量が変化しても、現像ローラー１４から感光体ドラム１ａへ移行するトナーの量は変化せず、光量調整用トナーパターン６１（つまり、非飽和濃度のトナーパターン）については、現像バイアスが変化しても、現像ローラー１４から感光体ドラム１ａへ移行するトナーの量は変化しない。

具体的には、アモルファスシリコン感光体のように誘電率が高い感光体ドラム１ａ〜１ｄを使用し、現像ローラー１４上のトナー層を全量、感光体ドラム１ａ〜１ｄの静電潜像に移行させる現像システムでは、飽和濃度のトナーパターン（ここでは、現像バイアス調整用トナーパターン６２）のようにドット面積率が高いパターンでは画素間の静電潜像の電界が連続的に低く飽和しているため、露光光量を変化させてもトナー濃度は影響を受けない。一方、孤立１ドットのような非飽和の低階調トナーパターン（ここでは、光量調整用トナーパターン６１）の場合、ドット面積率が低く、光量に応じて十分にトナーが供給されるため、現像バイアスを変化させてもトナー濃度は影響を受けない。

このため、光量調整用トナーパターン６１と現像バイアス調整用トナーパターン６２とを主走査方向に並べ、光量と現像バイアスの両方を副走査方向に沿って変化させても（つまり、ライン内では、露光装置２の光量（発光時の光量）、および現像バイアスは変化させない）、光量調整用トナーパターン６１の濃度測定値と現像バイアス調整用トナーパターン６２の濃度測定値が正確に得られる。

なお、この実施の形態では、コントローラー３１は、調整時に、副走査方向に沿って、露光装置２の光量および現像バイアスの一方を増加させ、他方を減少させながら、光量調整用トナーパターン６１と現像バイアス調整用トナーパターン６２とを主走査方向に並べて形成させる。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

コントローラー３１は、所定の調整タイミングにおいて、濃度および階調の調整を行う。

その際、上述のように、コントローラー３１は、光量設定部４２によって、光量調整用トナーパターン６１に対応させて露光装置２の光量を、各トナー色についてパッチごとに変化させるとともに、現像バイアス設定部４１によって、現像バイアス調整用トナーパターン６２に対応させて現像バイアスを、各トナー色についてパッチごとに変化させながら、光量調整用トナーパターン６１と現像バイアス調整用トナーパターン６２とを主走査方向に並べて形成させる。

そして、コントローラー３１は、トナー濃度特定部４３で、センサー８の出力信号に基づく各パッチについての濃度測定値を特定し、その濃度測定値に基づいて、通常印刷時の露光装置２の光量および現像バイアスを調整する。

以上のように、上記実施の形態によれば、コントローラー３１は、現像ローラー１４上のトナー層の全量を感光体ドラム１ａ上の静電潜像へ移行させるように現像バイアスを制御する。そして、コントローラー３１は、調整時に、露光装置２の光量を調整するための光量調整用トナーパターン６１に対応させて露光装置２の光量を変化させるとともに、現像バイアスを調整するための現像バイアス調整用トナーパターン６２に対応させて現像バイアスを変化させながら、光量調整用トナーパターン６１と現像バイアス調整用トナーパターン６２とを主走査方向に並べて形成させる。

これにより、光量調整用トナーパターン６１と現像バイアス調整用トナーパターン６２が並行して形成されるため、調整用トナーパターンの全長が短くなり、調整の精度を低下させることなく、短時間で調整を行うことができる。

なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

本発明は、例えば、濃度および階調の調整を自動的に行う画像形成装置に適用可能である。

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム
２ 露光装置
１４ 現像ローラー
３１ コントローラー
６１ 光量調整用トナーパターン
６２ 現像バイアス調整用トナーパターン

Claims (2)

1. 感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムに光を照射して静電潜像を形成する露光装置と、
   前記感光体ドラム上の静電潜像へ移行させるトナー層を保持する現像ローラーと、
   前記現像ローラー上のトナー層の全量を前記感光体ドラム上の静電潜像へ移行させるように現像バイアスを制御するコントローラーとを備え、
   前記コントローラーは、調整時に、前記露光装置の光量を調整するための光量調整用トナーパターンに対応させて前記露光装置の光量を副走査方向において変化させるとともに、前記現像バイアスを調整するための現像バイアス調整用トナーパターンに対応させて前記現像バイアスを副走査方向において変化させながら、前記光量調整用トナーパターンと前記現像バイアス調整用トナーパターンとを主走査方向に並べて形成させ、
   前記現像バイアス調整用トナーパターンは、飽和濃度のトナーパターンであり、
   前記光量調整用トナーパターンは、非飽和濃度の低階調トナーパターンであり、
   前記感光体ドラムは、アモルファスシリコン製であること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記コントローラーは、調整時に、副走査方向に沿って、前記露光装置の光量および前記現像バイアスの一方を増加させ、他方を減少させながら、前記光量調整用トナーパターンと前記現像バイアス調整用トナーパターンとを主走査方向に並べて形成させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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