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発明の名称 画像形成装置及び方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−167320
公開日 平成11年(1999)6月22日
出願番号 特願平9−333317
出願日 平成9年(1997)12月3日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 康徳 (外2名)
発明者 前橋 洋一郎 / 小林 達也 / 月田 辰一 / 一瀬 公孝
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 感光体の外周部にトナー像を形成するための形成手段と、前記感光体の使用量情報を積算するための積算手段と、前記積算手段により積算された使用量情報に基づき、前記感光体の濃度を算出するための濃度算出手段と、前記感光体に照射光を照射するための照射制御手段と、前記照射制御手段により照射された基準光量に基づき、前記感光体の濃度を測定するための濃度測定手段と、前記濃度算出手段により算出された濃度と、前記濃度測定手段により測定された濃度とを比較する濃度比較手段と、前記濃度比較手段の比較に基づき、前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記照射制御手段を制御して濃度センサを校正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】 前記画像形成装置は、更に前記感光体を含むプロセスカートリッジ内に前記感光体の初期濃度を記憶するための第一の記憶手段を備え,前記初期濃度は前記濃度算出手段の基準値として、読み取り可能であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】 前記プロセスカートリッジは、更に前記感光体の使用量情報を積算するための第二の記憶手段を備え、前記濃度比較手段は、前記第一の記憶手段に記憶されている初期濃度と、前記第二の記憶手段に記憶されている積算された使用量情報とから算出された濃度と、前記濃度測定手段により測定された濃度とを比較し、前記比較の結果に基づき、前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定手段を校正する第一の校正手段を備えることを特徴とする、請求項1または2記載の画像形成装置。
【請求項4】 前記画像形成装置は、更に前記感光体を流れる電流値を検知するための電流検知手段を備え、前記濃度比較手段は、前記電流検知手段により検知された電流値に基づき算出された濃度と、前記濃度測定手段により測定された濃度とを比較し、前記比較の結果に従い前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定手段を校正する第二の校正手段を備えることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項5】 前記算出された濃度は、前記電流検知手段により検知される電流値と、前記濃度測定手段による測定された初期濃度情報と、に基づき算出されることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。
【請求項6】 前記濃度比較手段は、前記第一の記憶手段に記憶されている初期濃度と、前記電流検知手段により検知された前記感光体の電流値とから算出された濃度と、前記濃度測定手段により測定された濃度を比較し、前記比較の結果に基づき前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定手段を校正することを特徴とする、請求項2または4記載の画像形成装置。
【請求項7】 感光体の外周部にトナー像を形成するための形成工程と、前記感光体の使用量情報を積算するための積算工程と、前記積算工程により積算された使用量情報に基づき、前記感光体の濃度を算出するための濃度算出工程と、前記感光体に照射光を照射するための照射制御工程と、前記照射制御工程により照射された基準光量に基づき、前記感光体の濃度を測定するための濃度測定工程と、前記濃度算出工程により算出された濃度と、前記濃度測定工程により測定された濃度とを比較する濃度比較工程と、前記濃度比較工程の比較に基づき、前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記照射制御工程を制御して濃度センサを校正することを特徴とする画像形成方法。
【請求項8】 前記画像形成方法は、更に前記感光体を含むプロセスカートリッジ内に前記感光体の初期濃度を記憶するための第一の記憶工程を備え,前記初期濃度は前記濃度算出工程の基準値として、読み取り可能であることを特徴とする請求項7記載の画像形成方法。
【請求項9】 前記プロセスカートリッジは、更に前記感光体の使用量情報を積算するための第二の記憶工程を備え、前記濃度比較工程は、前記第一の記憶工程に記憶されている初期濃度と、前記第二の記憶工程に記憶されている積算された使用量情報とから算出された濃度と、前記濃度測定工程により測定された濃度とを比較し、前記比較の結果に基づき、前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定工程を校正する第一の校正工程を備えることを特徴とする、請求項7または8記載の画像形成方法。
【請求項10】 前記画像形成方法は、更に前記感光体を流れる電流値を検知するための電流検知工程を備え、前記濃度比較工程は、前記電流検知工程により検知された電流値に基づき算出された濃度と、前記濃度測定工程により測定された濃度とを比較し、前記比較の結果に従い前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定工程を校正する第二の校正工程を備えることを特徴とする請求項7記載の画像形成方法。
【請求項11】 前記算出された濃度は、前記電流検知工程により検知される電流値と、前記濃度測定工程による測定された初期濃度情報と、に基づき算出されることを特徴とする請求項10記載の画像形成方法。
【請求項12】 前記濃度比較工程は、前記第一の記憶工程に記憶されている初期濃度と、前記電流検知工程により検知された前記感光体の電流値とから算出された濃度と、前記濃度測定工程により測定された濃度を比較し、前記比較の結果に基づき前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定工程を校正することを特徴とする、請求項8または10記載の画像形成方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は従来のカラー画像形成装置である。以下図に沿って説明する。像担持体である感光ドラム1は、不図示の駆動手段によって図示矢印方向に駆動され、一次帯電器2により一様に帯電される。感光ドラム1について図8を用いて詳しく説明すると、接地されたアルミニウムなどの導電材製のドラム基体1aの外周面に通常の有機光導電体層(OPC)からなる感光体層1bを形成塗布し、その上に対摩耗性に優れた保護層(OCL)1cを塗布形成したものである。更に感光体層1bは、下引き層(CPL)1b−1、注入阻止層(UCL)1b−2、電荷発生層(CGL)1b−3、電荷輸送層(CTL)1b−4の4層から成っている。次いで図7に戻り、露光装置3よりイエローの画像模様に従ったレーザ光Lが、感光ドラム1に照射され、感光ドラム1上に潜像が形成される。更に感光ドラム1が矢印方向に進むと回転支持体11により支持された現像装置4a,b,c,dのうち、イエロートナーが入った現像装置4aが、感光ドラム1に対向するよう回転し、選択された現像装置4aによって可視化される。中間転写ベルト5は感光ドラム1と略同速で矢印方向に回転しており、感光ドラム1上に形成但持されたトナー画像を一次転写ローラ8aに印加される1次転写バイアスによって、中間転写ベルト5の外周面に一次転写する。以上の行程をイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色について行うことによって中間転写ベルト5上には複数色のトナー像が形成される。次に、所定のタイミングで転写材カセット12内からピックアップローラー13によって転写材が給紙される。同時に二次転写ローラ8bに二次転写バイアス印加され中間転写ベルト5から転写材へトナー画像が転写される。
【0003】更に転写材は、搬送ベルト14によって定着装置6まで搬送され溶融固着されることによりカラー画像が得られる。また、中間転写ベルト5上の転写残トナーは中間転写ベルトクリーナー15により清掃される。一方、感光ドラム1上の転写残トナーは公知のブレード手段のクリーニング装置7によって清掃される。
【0004】また、本体内には濃度センサ9が設けられている。一般に、電子写真方式のカラー画像形成装置は、使用する環境の変化、プリント枚数等の諸条件によって画像濃度が変動すると、本来の正しい色調が得られなくなってしまう。そこで、各色のトナーで感光ドラム1上に濃度検知用トナー像(パッチ)を試験的にそれぞれ作成し、それらの濃度を濃度センサ9で検知し、その検知結果から露光量、現像バイアス等にフィードバックをかける画像濃度制御を行うことで安定した画像を得ている。濃度センサ9は図9に示すようにLED等の発光素子91、フォトダイオード等の受光素子92、及びホルダ93からなっており、発光素子91からの赤外光を感光ドラム上のパッチPに照射させ、そこからの反射光を受光素子92で測定することによりパッチの濃度を測定する。パッチPからの反射光には正反射成分と乱反射成分とが含まれてをり、正反射成分はパッチの下地となる感光ドラム表面の状態やセンサとパッチとの距離の変動により、光量が大きく変動するために測定するパッチからの反射光に正反射成分が含まれていると、検知精度が著しく低下してしまう。そこで、この濃度センサ99では、受光素子に92にパッチPからの正反射光が入射しないように、法線Iを基準にすると、パッチPへの照射角度を45°、パッチPからの反射光の受光角度を0°として乱反射光のみを測定するようにしている。
【0005】また、濃度センサ9はLEDの劣化により発光光量が初期状態に比べて減少したり、センサの測定面がトナーなどによって汚れると、初期の性能を維持することは困難になる。従って、濃度センサ9は定期的に校正を行う必要がある。従来の画像形成装置においては感光ドラム1の濃度を基準濃度として、その濃度を測定したときのセンサ出力が所定の値になるように、発光素子91の出力等を調整することによって濃度センサ9の校正を行っていた。このような方法は、従来より公知の技術であり、特開平7−36230などに掲示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の画像形成装置には以下のような不具合が生じていた。
【0007】一般に感光ドラム1は、クリーニングブレード7により表面が積極的に研磨され、表面をリフレッシュすることによって良好な画像を維持しているが、その結果、感光層膜厚1bは通紙と伴に減少する。
【0008】一方で、感光ドラムの中には膜厚の減少とともに、その濃度が変化してしまうものがある。そのような感光ドラムを用い濃度センサ9の校正を行うと場合、感光ドラムの使用が進むにつれ、校正の精度は次第に悪くなってくる。特に前述のような保護層(OCL層)1cを設けた感光体は、OCL層に分散されている酸化スズなどの導電物質が赤外光を多く吸収するために、その膜厚が減少すると、感光ドラムの濃度(赤外光反射率)が大きく変化してしまい、濃度センサ9の校正精度を著しく悪化させていた。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑みて、経時的使用により生じる感光層膜厚の減少、すなわち、感光体濃度の変化を濃度センサ出力の制御により補償し、形成画像の均一化を図るための画像形成装置及び画像形成方法とを提供することにある。
【0010】すわわち、画像形成装置は、感光体の外周部にトナー像を形成するための形成手段と、前記感光体の使用量情報を積算するための積算手段と、前記積算手段により積算された使用量情報に基づき、前記感光体の濃度を算出するための濃度算出手段と、前記感光体に照射光を照射するための照射制御手段と、前記照射制御手段により照射された基準光量に基づき、前記感光体の濃度を測定するための濃度測定手段と、前記濃度算出手段により算出された濃度と、前記濃度測定手段により測定された濃度とを比較する濃度比較手段と、前記濃度比較手段の比較に基づき、前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記照射制御手段を制御して濃度センサを校正する。
【0011】また、前記画像形成装置は、更に前記感光体を含むプロセスカートリッジ内に前記感光体の初期濃度を記憶するための第一の記憶手段を備え,前記初期濃度は前記濃度算出手段の基準値として、読み取り可能である。
【0012】また前記プロセスカートリッジは、更に前記感光体の使用量情報を積算するための第二の記憶手段を備え、前記濃度比較手段は、前記第一の記憶手段に記憶されている初期濃度と、前記第二の記憶手段に記憶されている積算された使用量情報とから算出された濃度と、前記濃度測定手段により測定された濃度とを比較し、前記比較の結果に基づき、前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定手段を校正する第一の校正手段を備える。
【0013】また、前記画像形成装置は、更に前記感光体を流れる電流値を検知するための電流検知手段を備え、前記濃度比較手段は、前記電流検知手段により検知された電流値に基づき算出された濃度と、前記濃度測定手段により測定された濃度とを比較し、前記比較の結果に従い前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定手段を校正する第二の校正手段を備える。
【0014】また、前記算出された濃度は、前記電流検知手段により検知される電流値と、前記濃度測定手段による測定された初期濃度情報と、に基づき算出される。
【0015】また、前記濃度比較手段は、前記第一の記憶手段に記憶されている初期濃度と、前記電流検知手段により検知された前記感光体の電流値とから算出された濃度と、前記濃度測定手段により測定された濃度を比較し、前記比較の結果に基づき前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定手段を校正する。
【0016】また、画像形成方法は、感光体の外周部にトナー像を形成するための形成工程と、前記感光体の使用量情報を積算するための積算工程と、前記積算工程により積算された使用量情報に基づき、前記感光体の濃度を算出するための濃度算出工程と、前記感光体に照射光を照射するための照射制御工程と、前記照射制御工程により照射された基準光量に基づき、前記感光体の濃度を測定するための濃度測定工程と、前記濃度算出工程により算出された濃度と、前記濃度測定工程により測定された濃度とを比較する濃度比較工程と、前記濃度比較工程の比較に基づき、前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記照射制御工程を制御して濃度センサを校正する。
【0017】また、前記画像形成方法は、更に前記感光体を含むプロセスカートリッジ内に前記感光体の初期濃度を記憶するための第一の記憶工程を備え,前記初期濃度は前記濃度算出工程の基準値として、読み取り可能である。
【0018】また、前記プロセスカートリッジは、更に前記感光体の使用量情報を積算するための第二の記憶工程を備え、前記濃度比較工程は、前記第一の記憶工程に記憶されている初期濃度と、前記第二の記憶工程に記憶されている積算された使用量情報とから算出された濃度と、前記濃度測定工程により測定された濃度とを比較し、前記比較の結果に基づき、前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定工程を校正する第一の校正工程を備える。
【0019】また、前記画像形成方法は、更に前記感光体を流れる電流値を検知するための電流検知工程を備え、前記濃度比較工程は、前記電流検知工程により検知された電流値に基づき算出された濃度と、前記濃度測定工程により測定された濃度とを比較し、前記比較の結果に従い前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定工程を校正する第二の校正工程を備える。
【0020】また、前記算出された濃度は、前記電流検知工程により検知される電流値と、前記濃度測定工程による測定された初期濃度情報と、に基づき算出される。
【0021】また、前記濃度比較工程は、前記第一の記憶工程に記憶されている初期濃度と、前記電流検知工程により検知された前記感光体の電流値とから算出された濃度と、前記濃度測定工程により測定された濃度を比較し、前記比較の結果に基づき前記測定された濃度と、前記算出された濃度とを等しくするように前記濃度測定工程を校正する。
【0022】
【発明の実施の形態】(実施形態1)本実施形態では、感光ドラムの濃度を通紙耐久枚数から予測して、濃度センサ9の校正を行う方法について説明する。
【0023】図1は、実施形態1に係わる画像形成装置の断面図を表す。尚、図7に記した従来の画像形成装置と同様の構成、作用の部材等については同じ符号を付して、その説明は適宜省略するものとする。
【0024】装置本体のほぼ中央には、感光ドラム1を納めるプロセスカートリッジAが交換可能に配置されている。感光ドラム1は回転自在に支持され、感光ドラム1の周囲にはその回転方向(矢印方向)に沿って順に、帯電器2、露光装置3、現像装置4a,b,c,d、中間転写ベルト5、濃度センサ9、クリーニング装置7等が配設されている。また、装置本体の左下部には、定着装置6が配置されている。
【0025】装置本体内には感光ドラム1の通紙枚数の累積カウントを記憶する枚数カウンタ16が設けられている。更に、プロセスカートリッジAの交換が行われると不図示の交換検知手段により交換の検知が行われると同時に枚数カウンタ16に記憶されている通紙枚数データN枚を0枚にリセットするようにしてある。本実施形態において感光ドラムの使用量情報に関するデータとしては通紙枚数を用いるが、感光ドラムの累積回転数、帯電電圧印加時間などでも良い。
【0026】本実施形態に用いる濃度センサ9は、CPU20からの指示によって照射光量を8ビットの信号で00hからFFh(hは16進を表す)の256段階に変化させることができるようになっている。照射光量00hは照射光量0、照射光量FFhは最大光量を意味する。
【0027】次に、本発明で使用する感光ドラム1の下地濃度と通紙枚数との関係について説明する。感光ドラム1の濃度は、通紙を行うと感光ドラムの膜厚の減少に伴い濃度が増加する。これは、最上層に設けられた赤外吸収率の高い保護層(OCL層)1cの膜厚が減少する為、感光ドラムが赤外光を多く反射するようになるからである。具体的に、発明者の実験によると、本発明に使用した感光ドラム1の濃度は、フルカラー1000枚あたり9%の上昇が観察された。つまり、N枚通紙後の感光ドラムの下地濃度Vphnは初期濃度をVphとすると以下の式により算出される。
【0028】
Vphn = Vph×1.09(N/1000)…(1)
本発明では、下地濃度Vphnを用い濃度センサ9の校正を行う。
【0029】以下、濃度センサ9の校正方法は、図2に記すフローチャートを用いて説明する。
【0030】本体CPU20に濃度センサ9の校正要求が入ると、濃度センサ9の校正シーケンスがスタート(S201)し、感光ドラムの回転が始まる(S202)。本実施形態で濃度センサ9の校正は、画像濃度制御毎に行うが、電源の前回校正時からの経過時間や通紙枚数、環境変動などにより最適な回数に制御しても良い。
【0031】次に本体CPU20は感光ドラムの通紙枚数Nを枚数カウンタ16より読みだし(S203)、その値より校正値Vphnを算出する(S204)。計算式は式(1)に示した通りである。次に濃度センサ9はセンサ校正用の初期光量であるA0hの光量を照射し(S205),感光ドラム1の濃度Vmesの測定を行う(S206)。
【0032】次に、Vmesと記憶手段(不図示)内の下地データVphnを比較する(S207)。ここで、Vmes=Vphnの場合は、光量A0hを画像制御時の濃度センサ9の照射光量とする(S208a)。一方センサ出力VmesがVphnより小さい場合は、センサ出力がVmesがVphnに達するまで、照射光量をA0hから1hずつ増やしていき、そして、Vmes=Vphnのときの光量を画像制御時の濃度センサ9の照射光量とする(S214)。
【0033】同様に、センサ出力VmesがVphnより大きい場合は、センサ出力がVmesがVphに達するまで、照射光量をA0hから1hずつ減らしていく。そして、Vmes=Vphnのときの光量を画像制御時の濃度センサ9の照射光量とする(S211)。
【0034】また、Vmes=Vphnとなる照射光量が80h〜FFhの範囲内で見つからない場合は、濃度センサ9の著しい汚れや、或いはセンサの故障などが発生していると考えられるので、センサの校正を中止するとともに、以降画像濃度制御を行わないようにする。更に、表示パネルを通じてユーザにセンサの異常を知らせ、センサの清掃や交換などの処置を促す(S216,S213,S210)。
【0035】センサの校正が正常終了(S208b)した後は、引き続き画像濃度制御を開始する(S209)。
【0036】本実施形態において、濃度算出処理部1101(図11)は濃度算出手段として機能し、プログラム1000(図10)の濃度演算モジュールが実行処理する。すなわち、トナー像の初期濃度と感光ドラム1の使用量情報に基づきトナー濃度の算出を行う。
【0037】また濃度比較処理部1102は濃度比較手段として機能し、プログラム1000の濃度比較モジュール1002が実行処理する。先に算出されたトナー濃度と、濃度センサ9から測定された濃度とを比較する。両者の大小関係を判断し(S207,S408,S607)、その結果を照射制御処理部1103に受け渡す。
【0038】さらに、照射制御処理部1103は照射制御手段として機能し、プログラム1000の照射制御モジュール1003が実行処理する。
【0039】照射制御処理部1103は濃度比較処理部1102で判断された結果に基づき照射光量を制御する。すなわち測定濃度が算出濃度より少ない場合は両者が一致するまで照射光量を増加させ、多い場合は逆に照射光量を減少させる。
【0040】また、濃度測定処理部1104は濃度測定手段として機能し、プログラム1000の濃度測定モジュール1005が実行処理する。濃度センサ9の測定結果を処理する。この測定結果は照射制御処理部1105にフィードバックされる。
【0041】以上、本実施形態では、感光ドラム1の通紙枚数カウント値から算出された濃度データに応じて光学濃度センサ9校正を行うことにより、感光ドラムの濃度が通紙耐久により変化する場合の、濃度センサ9の校正精度の向上を可能にした。
(実施形態2)本実施形態では、プロセスカートリッジ内に不揮発性ROM等の記憶手段を設けておき、そこに記憶された、感光ドラムの初期濃度及び通紙枚数データから感光ドラムの濃度を計算して、濃度センサ9の校正を行う方法について説明する。
【0042】図3は、実施形態2に係わる画像形成装置の断面図を表す。尚、図7に記した従来の画像形成装置と同様の構成、作用の部材等については同じ符号を付して、その説明は適宜省略するものとする。
【0043】装置本体のほぼ中央には、感光ドラム1を納めるプロセスカートリッジAが交換可能に配置されている。感光ドラム1は回転自在に支持され、感光ドラム1の周囲にはその回転方向(矢印方向)に沿って順に、帯電器2、露光装置3、現像装置4a,b,c,d、中間転写ベルト5、濃度センサ9、クリーニング装置7等が配設されている。また、装置本体の左下部には、定着装置6が配置されている。
【0044】プロセスカートリッジA内には感光ドラムの初期濃度を記憶しておく為の第一の記憶手段17−a及びプロセスカートリッジの使用枚数カウントを記憶しておく為の第二の記憶手段17−bが設けられている。第一の記憶手段17−aとしては、電気的な記憶手段、磁気記録媒或いは、検知コマなどの機械的手段などが好ましい。また、第二の記憶手段17−bとしては、書き換え可能なROM等の電気的な記憶手段、磁気記録媒体や磁気バブルメモリ、光磁気メモリ等の磁気的記憶手段等が好ましい。本実施形態においては、第一の記憶手段17−aと第二の記憶手段17−bを一体に記憶手段17とし、NV(Non Volatile)RAMを使用した。
【0045】記憶手段17−a内には、感光ドラムの生産時に感光ドラムの濃度(赤外光反射率)に関する情報が記憶されている。そうすることにより、感光ドラムの初期濃度が何らかの原因(例えば、感光体の膜厚のバラツキなど)で異なる値になってしまった場合でも、濃度センサ9の校正精度が安定する。感光ドラム濃度データは、感光ドラムの生産時にあらかじめ基準校正された基準濃度センサ9を用い、本体装着時と同条件で測定した測定データVphを記憶手段17−a内に記憶させる。更にそのデータは本体内のCPU20での読み取りが可能になっている。
【0046】一方、記憶手段17−b内に記憶される通紙枚数データNは、CRG出荷時に0になっている。そして、通紙枚数データNは、本体より書き換え可能にしてある。カートリッジの通紙枚数データをカートリッジ内に記憶することによって、カートリッジの交換が頻繁に行われるような場合でもカウント数を誤る心配がなくなり、更に、本体内よりカートリッジの交換検出手段を省くことができるので、装置の小型化及びコストダウンを図れる。本実施形態において感光ドラムの耐久状況に関するデータとしては通紙枚数を用いるが、感光ドラムの累積回転数、累積印字ドット数などでも良い。
【0047】以下、濃度センサ9の校正方法について、図4に記すフローチャートを用いて説明する。
【0048】本体CPU20に濃度センサ9の校正要求が入ると、濃度センサ9の校正シーケンスがスタートし(S401)、感光ドラムの回転が始まる(S402)。本実施形態で濃度センサ9の校正は、画像濃度制御毎に行うが、電源の前回校正時からの経過時間や通紙枚数、環境変動などにより最適な回数に制御しても良い。
【0049】次に本体CPU20は感光ドラムの通紙枚数Nと初期濃度Vphを記憶手段17より読みだし(S403)、その値より校正値Vphnを算出する(S405)。計算式は実施形態1の式(1)に示した通りである。
【0050】次に濃度センサ99はセンサ校正用の初期光量であるA0hの光量を照射し(S406),感光ドラム1の濃度Vmesの測定を行う(S407)。
【0051】次に、Vmesと記憶手段(不図示)内の下地データVphnを比較する(S408)。ここで、Vmes=Vphnの場合は、光量A0hを画像制御時の濃度センサ9の照射光量とする(S409)。一方センサ出力VmesがVphより小さい場合は、センサ出力がVmesがVphnに達するまで、照射光量をA0hから1hずつ増やしていき、Vmes=Vphnのときの光量を画像制御時の濃度センサ9の照射光量とする(S416)。同様に、センサ出力VmesがVphnより大きい場合は、センサ出力がVmesがVphに達するまで、照射光量をA0hから1hずつ減らしていき、Vmes=Vphnのときの光量を画像制御時の濃度センサ9の照射光量とする(S413)。
【0052】また、Vmes=Vphnとなる照射光量が80h〜FFhの範囲内で見つからない場合は、濃度センサ9の著しい汚れや、或いはセンサの故障などが発生していると考えられるので、センサの校正を中止するとともに、以降画像濃度制御を行わないようにする。更に、表示パネルを通じてユーザにセンサの異常を知らせ、センサの清掃や交換などの処置を促す(S418,S415,S412)。
【0053】センサの校正が正常終了(S410)した後は、引き続き画像濃度制御を開始する(S411)。
【0054】本実施形態において、感光ドラム1の通紙枚数情報に基づいて行う濃度の校正は、校正処理部1105が第一の校正手段として機能することで実行される。プログラム1000の校正モジュール1005が使用量情報(ここでは通紙枚数)に従い実行処理する。校正の結果は濃度測定処理部1104にフィードバックされる。
【0055】濃度算出処理部1101、濃度比較処理部1102、照射制御処理部1103、濃度測定処理部1104については実施形態1と同様である。
【0056】以上、本実施形態では、プロセスカートリッジ内に搭載された不揮発性メモりに予め記憶しておいた感光ドラム初期濃度データと、カートリッジの通紙枚数カウント値から算出された濃度データに応じて光学濃度センサ9校正を行うことにより、感光ドラムの濃度の初期値が感光ドラムごとに異なり更に通紙耐久により変化する場合の、濃度センサ9の校正精度の向上を可能にした。
【0057】(実施形態3)本実施形態においては、感光ドラムの濃度が通紙耐久により変化する場合に感光ドラムの膜厚を直接計測し、その膜厚より感光ドラムの濃度を予測して、濃度センサ9の校正を行う方法について説明する。
【0058】図5は、実施形態3に係わる画像形成装置の断面図を表す。本実施形態に用いる画像形成装置の主な構成は、実施形態1で説明した画像形成装置と同様であり詳細な説明は省く。
【0059】装置本体のほぼ中央には、感光ドラム1を納めるプロセスカートリッジAが交換可能に配置されている。感光ドラム1は回転自在に支持され、感光ドラム1の周囲にはその回転方向(矢印方向)に沿って順に、帯電器2、露光装置3、現像装置4a,b,c,d、中間転写ベルト5、濃度センサ99、クリーニング装置7等が配設されている。また、装置本体の左下部には、定着装置6が配置されている。
【0060】更に、本体内には感光ドラムの膜厚検出回路18が配設されている。この検出回路は感光体を帯電した状態から電荷を除去したとき(或は電荷を除去した状態から帯電したとき)に、感光体を流れる電流より感光体の膜厚を検出する方式になっている。
【0061】この電流検知法に関しては特願平04−056914に詳しく述べられている。簡単に原理を説明すると、感光体表面電位を0→Vd(V)に上昇、或はVd→0(V)に下降させるとき感光体に流れるDC電流IDCは、感光体の膜厚をd、比誘電率をε、真空中の誘電率をε0、1次ローラ帯電器8aの有効帯電幅をL、プロセススピードをvpとすると、以下の関係式(2)で表される。
【0062】
ABS(IDC)=ε・ε0・L・vp・Vd/d …(2)
ここで、ε、ε0、L、vp、Vdは定数とみなすことができるのでDC電流IDCは感光体の膜厚dに反比例することがわかる。従って、DC電流IDCを測定することにより感光体の膜厚を検知できる。また、類似した方法が特開平5−53488等にも開示されている。
【0063】感光ドラム1の濃度が、通紙による膜厚の減少に伴い増加することは、実施形態1で説明したが、発明者の実験によると、本発明に使用した感光ドラム1の下地濃度Vphnと感光ドラムの膜厚の関係は、初期濃度をVph、感光体の削れ量を△d[μm]とすると以下の通りであった。
【0064】
Vphn=Vph×EXP(0.17×△d) …(3)
本発明では、Vphnを用い濃度センサ9の校正を行う。
【0065】以下、濃度センサ9の校正方法について、図6に記すフローチャートを用いて説明する。
【0066】本体CPU20に濃度センサ9の校正要求が入ると、濃度センサ9の校正シーケンスがスタートし(S601)、感光ドラムの回転が始まる(S602)。本実施形態で濃度センサ9の校正は、画像濃度制御毎に行うが、電源の前回校正時からの経過時間や通紙枚数、環境変動などにより最適な回数に制御しても良い。
【0067】まず最初に膜厚検出回路18が感光体の膜厚減少分(削れ量)△dの計測を行う(S603)。
【0068】次に本体CPU20は感光体の削れ量△dより校正値Vphnを算出する(S604)。計算式は式(3)に示した通りである。次に濃度センサ99はセンサ校正用の初期光量であるA0hの光量を照射し(S605),感光ドラム1の濃度Vmesの測定を行う(S606)。
【0069】次に、測定されたVmesと記憶手段(不図示)内の下地データVphnを比較する(S607)。ここで、Vmes=Vphnの場合は、光量A0hを画像制御時の濃度センサ9の照射光量とする(S608)。
【0070】一方センサ出力VmesがVphnより小さい場合は、センサ出力がVmesがVphnに達するまで、照射光量をA0hから1hずつ増やしていき、Vmes=Vphnのときの光量を画像制御時の濃度センサ9の照射光量とする(S615)。
【0071】同様に、センサ出力VmesがVphnより大さい場合は、センサ出力がVmesがVphnに達するまで、照射光量をA0hから1hずつ減らしていき、Vmes=Vphnのときの光量を画像制御時の濃度センサ9の照射光量とする(S612)。
【0072】また、Vmes=Vphnとなる照射光量が80h〜FFhの範囲内で見つからない場合は、濃度センサ9の著しい汚れや、或いはセンサの故障などが発生していると考えられるので、センサの校正を中止するとともに、以降画像濃度制御を行わないようにする。更に、表示パネルを通じてユーザにセンサの異常を知らせ、センサの清掃や交換などの処置を促す(S617,S611)。
【0073】濃度センサ9の校正が正常終了(S609)した後は、引き続き画像濃度制御を開始する(S610)。
【0074】本実施形態において、電流検知処理部1106(図11)は電流検知手段として機能し、プログラム1000の電流検知モジュール1006が実行処理する。
【0075】感光ドラム1の電流値に基づいて行う濃度の校正は、校正処理部1105が第二の校正手段として機能することで実行される。プログラム1000の校正モジュール1005が使用量情報(ここでは電流値)に従い実行処理する。校正の結果は濃度測定モジュール1104にフィードバックされる。
【0076】濃度算出処理部1101、濃度比較処理部1102、照射制御処理部1103、濃度測定処理部1104については実施形態1と同様である。
【0077】以上、本実施形態では、感光ドラムの濃度が通紙耐久により変化する場合に感光ドラムの膜厚を直接計測し、その膜厚より感光ドラムの濃度を計算して、濃度センサ9の校正を行うことにより、感光ドラムの濃度が通紙耐久により変化する場合の、濃度センサ9の校正精度の向上を可能にした。
【0078】
【他の実施形態】なお、本発明は、複数の機器(例えばホストコンピュータ,インタフェイス機器,リーダ,プリンタなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置(例えば、複写機,ファクシミリ装置など)に適用してもよい。
【0079】また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【0080】この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【0081】プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク,ハードディスク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−ROM,CD−R,磁気テープ,不揮発性のメモリカード,ROMなどを用いることができる。
【0082】また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0083】さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【0084】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードを格納することになるが、簡単に説明すると、図10のメモリマップ例に示す各モジュールを記憶媒体に格納することになる。すなわち、少なくとも「濃度算出モジュール1001」、「濃度比較モジュール1002」および「照射制御モジュール1003」、「濃度測定モジュール1004」、「校正モジュール1005」、「電流検知モジュール1006」の各モジュールのプログラムコードを記憶媒体に格納すればよい。
【0085】
【発明の効果】本発明では、通紙枚数のカウント値から算出された濃度データに基づき光学濃度センサ9の校正を行う。このことにより、感光ドラム上のトナー濃度が通紙耐久により変化する場合であっても通紙枚数から濃度センサ9の校正をすることができ、検出精度の向上を図ることができた。
【0086】さらに、プロセスカートリッジ内に搭載された不揮発性メモりに予め記憶しておいた感光ドラムの初期濃度データと、カートリッジの通紙枚数カウント値から算出された濃度データとに基づき光学濃度センサ9の校正を行うことにより、プロセスカートリッジの交換が頻繁に生じた場合であっても、濃度算出に必要となる情報を継続して参照することが可能となった。
【0087】さらに、感光ドラム電流値を通紙枚数カウント値以外の使用量情報として、通紙耐久により変化する感光ドラムの膜厚を直接計測し、その膜厚より感光ドラムの濃度を計算することで、濃度センサ9の校正を可能とした。このことにより、感光ドラムのトナー濃度が通紙耐久により変化する場合、感光ドラムの電流値から濃度センサ9の校正をすることができ、検出精度の向上を図ることができた。
【0088】




 

 


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