【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）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that replenishes toner to a developer container based on a result of detecting an image density of a reference image formed on an image carrier or a result of detecting a toner density in the developer container.
[0002]
[Prior art]
As a control method for replenishing toner to the developing device, a reference image is formed on an image carrier, and the image density of the reference image is detected by an image density detecting means such as a reflection type photo sensor, and based on the detection result. There is known a control method of replenishing toner by using a conventional method (for example, Patent Documents 1, 2, 3, and 4). There is also known a control method for calculating a ratio of image information of a document image and determining a toner supply amount in accordance with the ratio (for example, Patent Document 5).
[Patent Document 1] JP-A-3-87779 [Patent Document 2] JP-A-4-40482 [Patent Document 3] JP-A-4-261566 [Patent Document 4] JP-A-6-175500 [Patent] Document 5: JP-A-6-102760
[Problems to be solved by the invention]
The reference image of the above-described conventional image forming apparatus is formed when the image forming apparatus is started (when the power is turned on), and is provided with a forming interval based on a fixed number of sheets passed, and is set as the forming interval. It is formed after the job of more than the number of sheets is completed. Here, if the formation interval is reduced, the number of times of detection of the reference image is further increased, so that toner replenishment control suitable for the density fluctuation of the reference image can be performed.
However, if the formation interval is reduced, the time required for the formation becomes longer, and the time required for image formation becomes longer in total, and the productivity is reduced. In the case of continuous paper feeding, there is a case where the productivity is emphasized and the control is performed so that the image is formed after the end of the job as described above. In this case, if an image with a high image area ratio is formed, the toner supply cannot catch up and the density decreases. Will cause.
At this time, if the toner density is increased in advance as a setting of the image forming apparatus, the image area ratio is high and the density does not decrease during continuous paper feeding, but when the image has a low image area ratio or when it is other than continuous paper feeding. In this case, the toner yield value decreases due to excessive consumption of toner, and the unit price per print increases. Also, since the toner density is higher than necessary, problems such as toner scattering and background contamination occur. Resulting in.
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide an image forming apparatus capable of avoiding a decrease in image density by changing a reference image to be formed on an image carrier in advance according to a sheet passing mode and an image area ratio. .
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides an image density detecting means for detecting an image density of a reference image formed on an image carrier, and a toner density detecting and detecting means for detecting a toner density in a developing device. Means, a toner replenishing means for replenishing toner to the developing device based on the detection results of the two detecting means, a calculating means for calculating a ratio of image information of the original image, and a set number of plural sheets passing A plurality of sheet passing detecting means, and arbitrarily changing the formation condition of the reference image before starting the image forming operation according to the calculation result of the calculating means and the detection result of the plurality of sheet passing detecting means. Features.
The invention according to a second aspect is characterized mainly by the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the voltage applied to the developer carrier of the developing device is changed when the conditions for forming the reference image are arbitrarily changed.
According to a third aspect of the present invention, the width or power of an optical writing beam of an optical writing device for forming an electrostatic latent image on an image carrier is changed when the conditions for forming the reference image are arbitrarily changed. .
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram around an image carrier of an image forming apparatus. The image carrier 1 is charged by the charging device 2, and the charged photoreceptor surface is exposed by exposure light from the optical writing device 3 to form an electrostatic latent image. When a voltage (developing bias) is applied to the developing roller 4-1 of the developing device 4, toner (not shown) on the surface of the developing roller 4-1 adheres to the image carrier 1, and the electrostatic latent image is visualized. .
Next, when a voltage (transfer bias) is applied to the transfer device 5, the visualized toner on the image carrier 1 is transferred onto the transfer paper 6 sent to the transfer position. The toner remaining on the image carrier 1 after the transfer is cleaned by the cleaning device 7. The above is the image forming process around the image carrier.
Next, a general image density control method will be described. In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a P sensor (reflection type photo sensor), which is arranged to face the surface of the image carrier 1. The P sensor 7 detects an output voltage (Vsg) for detecting a background portion of the image carrier 1 and an output voltage (Vsp) for detecting a P sensor pattern portion (reference image). The reference voltage (Vref) of the detection sensor (T sensor) is changed to control the amount of toner supplied to the developing device 4.
The difference (P sensor pattern potential: Vpp) between the surface potential on the image carrier 1 and the developing bias when forming the P sensor pattern portion was set to be slightly lower than the maximum image density, and the density fluctuated. It is easy to detect when.
[0006]
FIG. 2 shows a general image density control block and its flow. When a predetermined number of detected image densities are reached by the end of a Job (job), the P sensor pattern creating unit 11 applies a charging voltage for creating a background portion, applies a developing bias, and creates a P sensor pattern unit (reference image). The application of a charging voltage and a developing bias and the output of a laser beam are performed.
Next, a P sensor pattern portion (reference image) and a background portion formed on the image carrier 1 are detected by the P sensor (image density detecting portion) 8. Next, the toner supply is performed by the toner supply unit 13 by changing the Vref of the toner density detection unit 12 based on the result of the output ratio (Vsp / Vsg) of the pattern of the image density detection unit 8. Through the above control, the ratio of Vsp / Vsg is controlled to be a constant value, and the ratio is set to, for example, 1/10 or 1/13.
Here, Vpp is a preset value, and the application of the developing bias or the output of the laser beam is performed so as to be Vpp. As a function of Vpp, as Vpp increases, the amount of toner attached to the P sensor pattern portion (reference image) increases, and as a result, Vsp decreases. Since control is performed to keep the ratio of Vsp / Vsg at a constant value, the toner density is reduced as a result, and the amount of toner adhered on the photoreceptor eventually decreases, thereby controlling the final output image density to decrease.
[0007]
FIG. 3 is a diagram showing the image density control block of the present invention together with its flow. Based on the operation unit information 21 input by the user in the case of a copying machine or the print information 22 in the case of a printer, a plurality of sheet setting values are counted by the plurality of sheet passing detection unit 23. The output of the write data is counted by the image processing unit 24, and the result is calculated as the area ratio per A4 size by the image information calculation unit 25.
Next, the Vpp change determination unit 26 determines whether Vpp change is necessary based on the detection result of the plural-sheet passing detection unit 23 and the calculation result of the image information calculation unit 25. If there is no change, the copy or print operation is continued. If there is a change, the numerical value shown in the matrix diagram of FIG. 4 is added to Vpp (Vpp2).
The P sensor pattern creation unit 11 creates a P sensor pattern with the changed Vpp2. The operation of the P sensor pattern creation unit 11 is executed before the image forming operation immediately after it is determined that the Vpp needs to be changed in the matrix diagram of FIG.
Here, the Vpp change value, the multiple sheet counter value, and the image area ratio of the image information calculation unit 25 in FIG. 4 can be set arbitrarily. When changing Vpp, the voltage applied to the developing roller 4-1 of the developing device (developing bias 27) can be changed. For example, when the change value is 30 in the matrix of FIG. 4, the developing bias is increased by 30 V.
When Vpp is changed, the optical writing beam 28 of the optical writing device 3 can be changed. As a method of changing the optical writing beam 28, a method of changing a pulse width (PWM) of laser emission or an emission power is employed.
In the case of a copying machine, the data used in the image processing unit 24 can be the data in the image reading unit. In the case of a printer, the data used in the image processing unit 24 can be the number of data transmitted from the personal computer.
[0008]
【The invention's effect】
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, the condition for forming the reference image is arbitrarily changed in advance before the image forming operation is started, according to the calculation result of the calculation unit and the detection result of the plural-sheet passing detection unit. With such a function, the reference image to be formed on the image carrier is changed in advance in accordance with the paper passing mode and the image area ratio, and a decrease in image density can be avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram around an image carrier of an image forming apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing a general image density control block and its flow.
FIG. 3 is a diagram showing an image density control block of the present invention and a flow thereof together.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an image information calculation unit, an image area ratio, and a plurality of sheet passing detection unit counters.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 image carrier 4 developing device 8 image density detecting section (image density detecting means)
12 Toner density detection unit (toner density detection means)
13 Toner supply unit (toner supply means)
23 Multi-sheet passing detection unit (multi-sheet passing detecting means)
25 Image information calculation unit (calculation means)
