JP2004078030A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ,複写機,ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、プリンタ,複写機等の画像形成装置において、テストプリントを出力して、画像の良否をユーザ又はサービスマンが確認するモードが提案されている。あらかじめ画像形成装置に画像信号又は画像作成用プログラムを動作させてテストプリント画像として必要な画像を出力し、出力結果をフィードバックして適切な状態又は好みの状態とすることを目的としたものである。
【0003】
また、画像形成装置における定着手段より下流側に専用の画像読み取り手段を設けて、テストプリント画像を読み取り、画像形成装置の現状を把握するものも存在している。なお、画像読み取り手段としては、定着手段の下流側に専用のものを配設するのではなく、原稿の画像を読み取るのに使用するリーダスキャナを利用するようにしてもよい。出力されたテストプリント画像を手動又は自動的にリーダスキャナ側へ搬送して、リーダスキャナでテストプリントの画像を読み取るのである。さらに、定着手段の上流側の未定着画像を読み取ったり、像担持体上のトナー像を読み取ったりする場合もある。
【0004】
一方、画像の異常にユーザ又はサービスマンが気づいた場合、通常の出力画像又は前述のテストプリント画像から最適な条件となるように、画像形成装置の各種パラメータを操作することは日常行われていることである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デジタル画像信号や画像形成装置のハードウェアの画像形成条件などを変更して最適な画像となるように操作する場合、例えば画像濃度を最適にしようとするのであれば、操作すべき条件が比較的単純であり、目視で確認しやすいため、ユーザ又はサービスマンが容易に条件変更を行うことができる。
【0006】
しかし、転写材(例えば、紙、透明フィルム)の通紙方向(搬送方向)に対して文字やラインの下流側に発生するトナーの異常飛翔現象は、複数の原因が存在し複数の現象が見られるものであり、かつ肉眼での判別確認が難しいにもかかわらず、画像全体として劣化印象を与えるため、操作が極めて難しい条件変更が必要とされる。
【0007】
ここでいう異常飛翔現象とは、現像手段で発生する通称「現像尾引き」や通称「現像飛び散り」であり、転写分離手段で発生する通称「転写飛び散り」であり、定着手段で発生する通称「定着飛び散り」である。
【0008】
「現像尾引き」は、現像手段のトナーの穂立ちなどがそのまま画像上、そして転写材上に移行したものと考えられ、罫線画像などの品位を極端に低下させる。「現像飛び散り」や「転写飛び散り」は、画像周辺にトナーが単体又はクラスタ単位で飛翔したものであり、画像をあいまいなものとして文字品位などを極端に低下させる。「定着飛び散り」は、定着手段に転写材が突入した際に、風圧・電気的な反発力・転写材内の水蒸気の圧力などにより発生し、画像下流部にトナーが吹き飛ぶ現象であり、画像品位を極端に低下させる。
【0009】
なお「転写飛び散り」は転写手段で発生するものの、転写手段上流の本体条件である潜像条件や現像条件によっても現象が変化するものである。同様に「定着飛び散り」は定着手段で発生するものの、定着手段上流の本体条件である潜像条件や現像条件や転写分離条件によっても現象が変化するものである。
【0010】
このように文字やラインの下流側に発生するトナーの異常飛翔現象は、多様な原因と複雑な現象が絡み合うためユーザやサービスマンの調整が非常に複雑で困難であった。
【0011】
そこで、本発明は、トナーの異常飛翔現象を検知し、画像形成装置自体によって異常飛翔現象を抑制することにより、ユーザやサービスマンの調整を不要とした画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、一様に帯電された像担持体表面をデジタル露光手段によって露光して静電潜像を形成し、現像手段によって前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像し、転写分離手段によって前記トナー像を転写材に転写し、定着手段によって前記転写材上にトナー像を定着する画像形成装置において、定着前の転写材上のトナーの載り量を変化させるトナー載り量変更手段と、前記トナー載り量変更手段を制御する制御手段と、定着後の前記トナー像の出力パターンを前記デジタル露光手段の副走査方向の解像度と同等以上の解像度で読み取る画像読み取り手段と、を備え、前記制御手段により前記トナー載り量変更手段を制御してトナーの載り量の異なるテストパターン画像を1枚又は複数枚の転写材上に定着し、このとき複数のテストパターン画像における転写材通紙方向下流側に発生するトナーの異常飛翔現象の違いを前記画像読み取り手段によって検知し、検知結果に基づいて前記制御手段によりトナー載り量についての最適条件を決定する、ことを特徴とする。
【0013】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記トナー載り量変更手段は、前記像担持体の表面電位を変更する手段、現像時に前記現像手段に印加する現像バイアスを変更する手段、前記現像手段の現像スリーブの周速度を変更する手段のうちの少なくとも1つである、ことを特徴とする。
【0014】
請求項3に係る発明は、一様に帯電された像担持体表面をデジタル露光手段によって露光して静電潜像を形成し、現像手段によって前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像し、転写分離手段によって前記トナー像を転写材に転写し、定着手段によって前記転写材上にトナー像を定着する画像形成装置において、定着前の転写材上のトナーの帯電量を変化させるトナー帯電量変更手段と、前記トナー帯電量変更手段を制御する制御手段と、定着後の前記トナー像の出力パターンを前記デジタル露光手段の副走査方向の解像度と同等以上の解像度で読み取る画像読み取り手段と、を備え、前記制御手段により前記トナー帯電量変更手段を制御してトナーの帯電量の異なるテストパターン画像を1枚又は複数枚の転写材上に定着し、このとき複数のテストパターン画像における転写材通紙方向下流側に発生するトナーの異常飛翔現象の違いを前記画像読み取り手段によって検知し、検知結果に基づいて前記制御手段によりトナー帯電量についての最適条件を決定する、ことを特徴とする。
【0015】
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の画像形成装置において、前記トナー帯電量変更手段は、転写分離手段であり、前記転写分離手段は、放電電流を変化させる、ことを特徴とする。
【0016】
請求項5に係る発明は、一様に帯電された像担持体表面をデジタル露光手段によって露光して静電潜像を形成し、現像手段によって前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像し、転写分離手段によって前記トナー像を転写材に転写し、定着手段によって前記転写材上にトナー像を定着する画像形成装置において、前記定着手段によるトナー像の定着時に、前記転写材に対する前記定着手段の伝熱形態を変更する伝熱形態変更手段と、前記伝熱形態変更手段を制御する制御手段と、定着後の前記トナー像の出力パターンを前記デジタル露光手段の副走査方向の解像度と同等以上の解像度で読み取る画像読み取り手段と、を備え、前記制御手段により前記伝熱形態変更手段を制御して伝熱形態の異なるテストパターン画像を1枚又は複数枚の転写材上に定着し、このとき複数のテストパターン画像における転写材通紙方向下流側に発生するトナーの異常飛翔現象の違いを前記画像読み取り手段によって検知し、検知結果に基づいて前記制御手段により伝熱形態についての最適条件を決定する、ことを特徴とする。
【0017】
請求項6に係る発明は、請求項5に記載の画像形成装置において、前記伝熱形態変更手段は、前記定着手段の定着温度を設定する手段、定着ニップ部のニップ幅を変更する手段、前記手段の前記定着ニップ部に前記転写材を導く定着入口ガイドの位置を変更する手段のうちの、少なくとも1つである、ことを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の概略を説明する。定着後のトナー像の出力パターンをデジタル露光手段の副走査方向の解像度と同等以上の解像度で読み取る画像読み取り手段を持ち、テストパターン画像を形成する際の画像形成装置の設定条件を変化させながら(振りながら)複数のテストパターン画像を形成する。このときのテストパターン中の文字やラインの、転写材通紙方向下流側に発生するトナーの異常飛翔現象を画像読み取り手段で検知する。これにより、異常飛翔現象を最小にする最適条件を自動的に見つけ出すことが可能となる。
【0019】
トナーの異常飛翔現象を変化させる条件として、以下のようなものがある。
【0020】
第1に、転写材上のトナーの載り量の違いによって異常飛翔現象が変化する。トナーの載り量を変更する手段としては、像担持体の表面電位を変更する手段、又は現像バイアスを変更する手段、又は現像スリーブの周速度を変更する手段等がある。これらのうちの少なくとも1つを変化させることで、異常飛翔現象を抑制することが可能となる。これについては、実施の形態1で詳述する。
【0021】
第2に、転写材上のトナーの帯電量の違いによっても異常飛翔現象は変化する。トナーの帯電量を変化させる手段としては、転写分離手段がある。転写分離手段における放電電流を変化させるのである。これについては実施の形態2で詳述する。
【0022】
第3に、定着手段の転写材に与える伝熱形態の違いによっても異常飛翔現象は変化する。伝熱形態を変更する手段としては、定着手段の定温度を調節する手段、定着ニップ部のニップ幅を調節する手段、定着手段へ転写材を導く定着入口ガイドの位置を変更する手段等がある。これらのうちの少なくとも1つを変更することで異常飛翔現象を抑制することが可能となる。これについては実施の形態3で詳述する。
【0023】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【0024】
<実施の形態1>
図1に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態1に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式・デジタル方式のプリンタであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。
【0025】
同図に示すプリンタ(以下「画像形成装置」という。)は、リーダスキャナ部1とプリンタ部20とによって構成されている。このうちリーダスキャナ部1は、原稿台ガラス2上に載置した原稿を圧板3によって押圧し、この原稿を蛍光灯4及び反射ミラー5によって走査する。このときの原稿からの反射光を反射ミラー6,7,8で反射させてレンズ9を通過させ、CCD10によりデジタル画像信号に変換するものである。
【0026】
一方、CCD10により変換されたデジタル画像信号は、画像処理部(不図示)により、フィルタ処理・濃度変換・γ変換などの画像処理が行われた後、プリンタ部20内の半導体レーザ21を駆動するための画像信号に変換される。半導体レーザ21から発生されたレーザビームは、ポリゴンモータ22によって回転されるポリゴンミラー23によって反射され、さらにレンズ24、反射ミラー25を経て像担持体としてのドラム型の感光体(以下「感光ドラム」という。)26に照射される。本画像形成装置では、副走査方向の解像度は600dpi(ドット/インチ)、主走査方向の基本解像度も600dpiである。主走査方向は、点灯周期さえ変更すれば解像度の変更は可能であるが、1画素のトナー像という意味では主走査方向と副走査方向とで同一としている。上述の半導体レーザ21から反射ミラー25によって露光装置(デジタル露光手段)42を構成している。
【0027】
上述のレーザビームの照射(露光)に先立ち、感光ドラム26は一次帯電器27により所定の極性・電位に均一(一様)に帯電される。帯電後の感光ドラム26表面は、レーザビームの照射によって照射部分の電荷が除去されて、画像情報に応じた静電潜像が形成される。静電潜像の電位は、電位センサ28により検知される。この静電潜像の電位は、一次帯電器27での放電電流値とレーザビームの強度を調整することで変更が可能である。
【0028】
感光ドラム26上の潜像電位は、現像器(現像手段)29の現像スリーブ29aによりトナーが付着されてトナー像として現像(顕像化)される。このトナー像は、感光ドラム26上でポスト帯電器30からのコロナ放電を受けて帯電量が調整された後、転写帯電器31及び分離帯電器32により、給紙デッキ33から供給された転写材Pに転写される。
【0029】
トナー像転写後の転写材Pは、搬送ベルト35によって定着器(定着手段)36に搬送され、ここで加熱・加圧されて表面のトナー像が定着される。
【0030】
定着器36の下流側には、搬送ローラ対37,38が配設されていて、トナー像定着後の転写材Pは、これら搬送ローラ対37,38によって排紙トレイ34上に排出される。また、搬送ローラ対37,38間には、画像読み取り手段としてのコンタクトイメージセンサ(Contact Image Sensor:以下「CIS装置」という。)50が配置されていて、転写材Pに定着された画像(トナー像)を確認できるようになっている。
【0031】
なお、トナー像転写後の感光ドラム26は、転写帯電器位置で転写材P上に転写されずに表面に残ったトナー(残留トナー)が、クリーニング装置39によって感光ドラム26表面から掻き取られ、されに、除電器40によって感光ドラム26表面に残った残留電荷が除去されて(前流電位が均されて)次の画像形成に供される。
【0032】
図2は、画像形成装置内部の制御基板41及び外付けの入出力装置について電気的構成を説明する図である。図において、制御基板41内には制御プログラムの記述されたROM41fと、プログラム上の必要データの一時記憶素子であると同時に、画像信号を展開するRAM41gが処理の中心素子であるCPU41aに接続されている。またインターフェイスであるI/O41bと、データの変換素子41cであるA/D変換器41d及びD/A変換器41eが外部の入出力装置と接続され、制御基板41と入出力装置間で情報が入出力される。
【0033】
そして、制御基板41には、本実施の形態における入力元として、リーダスキャナ部1からの画像信号と、CIS装置50からの画像信号が入力される。また出力先として、画像を書き込む半導体レーザ21と、現像を行うために現像器29の現像スリーブ29aに現像バイアスを印加する高圧電源ユニット70(図5参照)と、トナーの帯電量を変えるためのポスト電流をポスト帯電器30に流す高圧電源ユニット80(図10参照:後述の実施の形態2で説明)と、転写材上へトナーを転写するための転写電流を転写帯電器31に流す高圧電源ユニット90(図10参照:後述の実施の形態2で説明)と、トナーを固着(定着)するために定着温度が調整されるヒータ100と、定着入口ガイド105(図12参照:後述の実施の形態3で説明)の位置を変更する位置変更手段106とが接続されている。すなわち、リーダスキャナ部1,CIS装置50からの画像信号に基づいて、半導体レーザ、現像バイアス、転写電流、ポスト電流、定着温調温度、定着入口ガイド位置の変更が可能となっている。
【0034】
図3は、CIS装置50について説明する断面図である。搬送ローラ対37,38間、すなわち転写材Pの通紙方向(同図中の矢印K方向)に沿っての搬送ローラ対37の下流側でかつ搬送ローラ対38の上流側に、CIS装置50が配設されている。CIS装置5の下方には、これに対向するようにして、対向板51が配設されている。CIS装置50と対向板51との間には、ギャップGが構成されている。このギャップGを定着ローラから排出された転写材が通過する際に、転写材上のトナー像をCIS装置50が検知するようになっている。
【0035】
CIS装置50内部には、転写材上のトナー像を照らすLEDアレイ60と、転写材Pの摺擦や紙紛などから内部を保護するコンタクトガラス61と、転写材Pからの投影光束を導くセルフォックガラス62と、投影画像として読み取るフォトダイオード63が組み込まれている。本実施の形態におけるCIS装置50は、長手方向(通紙幅方向)約300mm、長手方向解像度2400dpiの高精細センサであり、サンプリング周波数を向上させ、本画像形成装置内部での通紙方向解像度は4800dpiとなっている。レーザビームの副走査方向解像度が600dpiであるため、副走査方向と同じ通紙方向解像度が4800dpiということは、転写材上の画像を読み取るには十分な高解像度を示している。またCIS装置50は8ビット256階調の輝度信号情報として得られるため階調性についても緻密な判定が可能である。
【0036】
図4は、CIS装置50を上方から見た図である。搬送ローラ対37,38に囲まれた領域に、CIS装置50が対向板51上に配置されていることを示している。
【0037】
図5は、図1に示す画像形成装置内部の、露光装置42及び現像器29の構成を説明する図である。半導体レーザ21から発生されたレーザビームは、ポリゴンモータ22によるポリゴンミラー23の回転により、レンズ24及び反射ミラー25を経て感光ドラム26表面に照射される。感光ドラム26はあらかじめ一次帯電器27により均一な電位を帯びているので、レーザビーム照射部分の電荷が除去されて画像情報に応じた潜像電位が形成される。
【0038】
潜像電位の加減は、電位センサ28により検知される。この潜像電位の加減は、一次帯電器27での放電電流値とレーザビームの強度を調整することで変更が可能である。感光ドラム26上の静電潜像は、現像器29の現像スリーブ29aに高圧電源ユニット70から現像バイアスが印加されることにより、トナーが付着されてトナー像として現像(顕像化)される。高圧電源ユニット70の発生波形は、周波数2kHz、振幅1.3kV、デューティー(Duty)40%の交流波形に、直流成分を重畳させて作製される。なお、直流成分は0〜500Vまで変更することが可能となっている。また現像器29の現像スリーブ29aは、その表面の移動方向(矢印R29方向)が感光ドラム26表面の移動方向(矢印R26方向)に対して順方向となるように回転される。さらに、現像スリーブ29aは、変速機構(不図示)により、感光ドラム26の周速度に対して、130%と180%の2段階の周速比に切り替えることができるようになっている。
【0039】
図6は、画像形成装置から出力されたベタ黒画像のトナーの載り量と、8ライン16スペースの横万線画像を出力した場合における横ラインの通紙方向下流側に発生するトナーの異常飛翔現象とを、後述の数値化手法によりグラフ化したものである。トナーの載り量は、電子天秤などにより直接重量として、あるいは透過濃度計などにより間接的に測定することができる。8ライン16スペースの横万線画像は、副走査方向600dpiの解像度では、適度な線幅とスペースにより異常飛翔現象が生じやすい画像である。
【0040】
トナーの異常飛翔現象として、トナーの載り量が影響する現象は複数存在する。例えば現像スリーブ29a上のトナーの穂立ちが影響して横ラインの下流側に氷柱状に発生する通称「現像尾引き」や、ライン上のトナーが白字部に飛散する通称「現像飛び散り」や、転写位置で適正な転写をされずに白字部に飛散する通称「転写飛び散り」や、定着器36に突入する際に風圧・電気的な反発力・転写材内の水蒸気の圧力などにより発生する通称「定着飛び散り」などである。これらの現象は、いずれも転写材上のトナーの載り量に対しての関連性が高く、図6に示すようにトナーの載り量が増加すると異常飛翔現象は急激に増加する。
【0041】
図18は、転写材上のトナーの載り量を変更するための露光装置42及び現像器29の変更表である。8種類の設定条件Sを持ち、図5で説明した潜像条件を変更して感光ドラム26上の明部電位VLを変更したり、現像バイアスの直流成分を変更したり、感光ドラム26の周速に対する現像スリーブ29aの周速比を切り替えるようにしたりしている。この結果、設定条件S=1の場合のトナーの載り量を100とすると、最も載り量の少ない設定条件S=8のトナーの載り量は50程度と半減するように変更させることが可能となっている。本実施の形態では、トナー載り量変更手段として、露光装置42や現像装置29を利用したり、また現像スリーブ29aの周速比を変更する手段を利用したりしている。なお同図では、感光ドラム26の暗部電位VDについては400Vで固定しているが、この暗部電位VD変更してもよいのはいうまでもない。この場合には、一次帯電器27もトナー載り量変更手段となる。
【0042】
図7は、本実施の形態で実施しているシーケンス、すなわち異常飛翔現象を最小限に押さえ込むシーケンスを説明するフローチャートである。まず設定条件Sを0として初期化を行う(S1)。次に設定条件Sをインクリメントすると同時に、図18の設定条件を出力可能なようにセットする(S2)。次にテストパターン画像を形成するテストプリントのサブルーチンを実行し(S3:図8を参照して後述する。)、異常飛翔現象を検知するサブルーチンを呼び出し(S4:図9を参照して後述する。)、各設定条件での異常飛翔を数値として捉える。設定条件がこれ以上ないかを確かめ(S5)、タイマーを実行して(S6)、テストプリントを繰り返す。設定条件が本実施の形態の場合のようにS=8を実行した場合には、合計8回の異常飛翔データから最良の設定条件を割り出し(S7)、同時に画像形成装置の操作パネルに表示し(S8)、最良の設定条件でテストプリントを行う。ユーザかサービスマンが上述の操作パネルの表示や最良と判定したテストプリントを見て、新たなユーザ指定による入力の余地も与えるシーケンスを実行し(S10)、本シーケンスを終了する。なお本シーケンスの実行は基本的にユーザ又はサービスマンが実行するものであるが、画像形成枚数の所定枚数終了後や画像形成装置の立ち上げ時に実行することも可能である。
【0043】
図8は、図7で説明したシーケンス内で実行するテストプリントのためのサブルーチンのフローチャートである。まず画像信号を作成し、転写材サイズの全画面の8ライン16スペースの横万線画像をRAM上に展開する(S11)。この画像信号に従い半導体レーザ21を駆動することでテストプリントを実行する(S12)。なお転写材サイズは、現在、給紙デッキ33(図1参照)に搭載されている転写材Pのものであるが、複数の給紙デッキ内に転写材Pが存在する場合は、任意の給紙デッキから給紙デッキを選択させるようにしてもよい。
【0044】
図9は、図7で説明したシーケンス内で実行する異常飛翔現象を検知するためのサブルーチンのフローチャートである。まず、CIS装置50からの画像信号をRAM41g(図2参照)上に保存する(S21)。ただし本実施の形態では、通紙方向に4800dpi、CIS装置50の長手方向に2400dpi、最大転写材サイズはA4幅の約290mmの範囲を8ビット信号で読み取るため、非常に膨大なRAM領域を必要としてしまうため、実際にRAM上へ保存するサイズは、縦横5mm程度の範囲を9箇所読み取るようにしている。9箇所のそれぞれを実行するための初期化として箇所Aを0とし(S22)、箇所Aをインクリメントすると1箇所目から処理をスタートすることになる(S23)。
【0045】
まず箇所Aの画像を動的な閾値を使って2値化処理を実行する(S24)。また箇所Aにおけるラインすべてについて実行するための初期化としてラインBを0とし(S25)、ラインBをインクリメントすると1ライン目から処理をスタートすることになる(S26)。これにより現在、着目している箇所AかつラインBの線幅プロファイルからプロファイルの標準偏差σ0を求める(S27)。
【0046】
さらに現在、着目している箇所AかつラインB周辺に飛び散っているトナーを飛散指数T0として求める。この飛散指数T0は飛び散ったトナーの大きさ、飛び散ったトナーの数、及びラインからの距離の関数で算出される(S28)。
【0047】
その後、箇所Aにおけるすべてのラインを計算したかを確認し(S29)、これを繰り返す。そして箇所Aにおける平均の標準偏差σA及び平均の飛散指数TAを求め(S30)、すべての箇所を計算したかを確認し(S31)、これを繰り返す。
【0048】
すべての箇所が終了した場合、最も値の大きな標準偏差σ及び最も値の大きな指数Tを求める(S32)。この標準偏差σは、「現像尾引き」などが発生した場合、線幅の振れが大きくなり、σの値が増大することで、数値化された適切な判定基準となる。一方、飛散係数Tは、「現像飛び散り」「転写飛び散り」「定着飛び散り」などの飛び散り現象が発生した場合、Tの値が増大することで、数値化された適切な判定基準となる。
【0049】
最後に、上述の標準偏差σと飛散係数Tとの和をとって異常飛翔係数Cとし、この係数を異常飛翔係数と定義する(S33)。
【0050】
上述のように尾引き現象も飛び散り現象も異常飛翔係数Cを増大させるため、2つの和である異常飛翔係数Cは、画質を数値化した適切な判定基準として有効である。なお本実施の形態では1対1の和としているが、重みを設けたり、積で算出してもよく、実際の目視でのVTF(Visual Transfer Function)特性なども考慮すべき計算式である。ここで、VTF特性とは、視覚伝達関数についての特性である。人間の視覚特性を表わすのに用いられるのが視覚伝達関数であり,明度軸については、4cycle/deg.程度にピークを有する特性が主に用いられている。つまり空間周波数に対する目の視覚特性を、光学系などのMTFと同様に関数として表したもので、上のピークを持つところがもっとも感度が高く、細かすぎても、また粗すぎても人間にはわかりにくいことを示すものである。なお、本実施の形態においては、VTFについては詳述しないが、一般に目に不快な現象は厳密には目の特性を無視できないので、VTFを考慮に入れるようにしてもよい。実際、トナーの飛び散り現象よりも尾引き現象の方が見た目に目立ちやすいなどが経験として知られている。
【0051】
以上のシーケンスをユーザ又はサービスマンの指定で、又は自動的に実行することで、潜像及び現像要因による異常飛翔係数Cの最も低い、換言すれば異常飛翔現象の発生の少ない画像を選択することができ、最適条件をわずかな時間で求めることが可能となる。
【0052】
なお、本実施の形態ではテストプリント1枚毎に設定条件を変更するシーケンスとしているが、1枚のプリント内で複数の設定条件を変更してもよい。
【0053】
<実施の形態2>
図10は、図1に示す画像形成装置内部の転写分離手段(転写帯電器31及び分離帯電器32)についての説明図である。感光ドラム26上の静電潜像は、現像器29によりトナーが付着されトナー像として現像(顕像化)される。感光ドラム26上のトナー像は、その後、感光ドラム26上で、高圧電源ユニット80によって電圧が印加されたポスト帯電器30によるコロナ放電を受けて帯電量が調整される。高圧電源ユニット80の発生波形は、周波数1kHz、振幅11kV、デューティー(Duty)50%の交流波形に、直流成分を重畳させて作製される。なお、直流成分を変動させることで0〜+300μAまでの定電流制御が可能となっている。
【0054】
こうして帯電量が調整された感光ドラム26上のトナー像は、転写帯電器31及び分離帯電器32により、給紙デッキ33から供給される転写材Sに転写される。転写帯電器31についても高圧電源ユニット90により、−5〜−9kV程度の電圧が印加されて、0〜−600μAまでの定電流制御が可能となっている。また分離帯電器32は、高圧電源ユニット(不図示)が接続されていて、この高圧電源ユニットにより交流波形に直流成分が重畳された電圧が印加されることにより、感光ドラム26に密着されている転写材Pを分離するようにしている。
【0055】
本実施の形態では、ポスト帯電器30と転写帯電器31とをトナー帯電量変更手段として利用している。
【0056】
図11は、画像形成装置から出力されたベタ黒画像のトナーの帯電量と、8ライン16スペースの横万線画像を出力した場合の横ラインの通紙方向下流側に発生するトナーの異常飛翔現象とをグラフ化したものである。実際のトナーの帯電量は、Qメータなどにより測定される。8ライン16スペースの横万線画像は、副走査方向600dpiの解像度では、適度な線幅とスペースにより異常飛翔現象が生じやすい画像である。
【0057】
トナーの異常飛翔現象として、トナーの帯電量が影響する現象は複数存在する。例えば転写位置で適正な転写をされずに白字部に飛散する通称「転写飛び散り」や、定着器36に突入する際に風圧・電気的な反発力・転写材内の水蒸気の圧力などにより発生する通称「定着飛び散り」などである。これらの現象は、いずれも転写材上のトナーの帯電量に対しての関連性が高く、図に示したようにトナーの帯電量が減少すると異常飛翔現象は急激に増加する。
【0058】
図19は、転写材上のトナーの帯電量を変更するための転写分離手段の変更表である。4種類の設定条件Sを持ち、図10で説明した転写分離条件を変更して、転写電流(放電電流)とポスト電流(放電電流)を変更している。この結果、設定条件S=1の場合のトナーの帯電量を100とすると、最も帯電量の少ない設定条件S=4のトナーの帯電量は230程度と倍増するように変調させることが可能となっている。
【0059】
以上の転写分離条件を変更しながら、図7のフローチャートに従ったシーケンスをユーザ又はサービスマンの指定で、又は自動的に実行することで、転写分離要因による異常飛翔係数Cの最も低い、換言すれば異常飛翔現象の発生の少ない画像を選択することができ、最適条件をわずかな時間で求めることが可能となる。
【0060】
<実施の形態3>
図12は、図1に示す画像形成装置内部の定着器36についての説明図である。1200Wのヒータ100を内蔵した定着ローラ101はアルミニウムの芯金に、300μmのゴム層と10μmのPTFE層を被覆して構成される。本実施の形態では、伝熱形態変更手段の1つとして、ヒータ100(定着手段の定着温度を設定する手段)を利用している。一方、加圧ローラ102は、鉄の芯金に5mmのゴム層と100μmのPFA層を被覆して構成される。上述の定着ローラ101に対して下方から加圧ローラ102を当接させて、両者間に定着ニップ部Nを構成している。そして、定着ローラ101、加圧ローラ102がそれぞれ矢印方向に回転することにより、転写材Pは、定着ニップ部Nによって挟持搬送される。これにより、転写材Pは、加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。
【0061】
また定着ローラ101には転写材Pの巻き付き防止を目的として分離爪103が当接され、これによりトナー像定着後の転写材Pが搬送ローラ対37へスムーズに搬送されるようになっている。さらに定着ローラ101表面を所定温度にするため、サーミスタ104が常に定着ローラ表面温度をモニターし、ヒータ100への供給電力が調整されるようになっている。
【0062】
転写材Pの通紙方向(矢印K方向)に沿っての定着ローラ101の上流側には、定着入口ガイド105が配置されている。定着入口ガイド105は、上下方向移動可能に支持されるとともに、位置変更手段106(例えば、カムやソレノイド)によって、適宜な高さに位置調整される。これにより、定着ローラ101と加圧ローラ102との間の定着ニップ部Nに対して任意の高さで転写材Pを挿入することが可能となっている。
【0063】
図13は、図12に示す定着器36で示した定着器36による定着の伝熱形態と、8ライン16スペースの横万線画像を出力した場合の横ラインの通紙方向下流側に発生するトナーの異常飛翔現象とを、後述の数値化手法によりグラフ化したものである。
【0064】
伝熱形態は、転写材上のトナーに対して熱量的な伝達状態についての特性であり、この場合は定着温度が低く、転写材Pへの加熱がゆっくりの場合と、定着温度が高く、転写材Pへの加熱が瞬時(短時間)の場合とに振り分けている。定着温度は、図12に示すサーミスタ104でモニターした定着ローラ101の表面温度に基づいて、ヒータ100に供給する電力を調整することによって変更可能である。転写材Pへの加熱速度については、図12に示す定着入口ガイドの高さが左右することが、経験的に知られている。定着入口ガイドが高い場合、転写材Pは、定着ニップ部Nに突入する前に定着ローラ101と接触又は近傍で加熱され、定着ニップ部Nに突入する際に風圧・電気的な反発力・転写材内の水蒸気の圧力などにより発生する通称「定着飛び散り」を低減することができると考えられている。この現象は、定着器36における伝熱形態に対しての関連性が高く、次に説明する図20に示すように伝熱形態が変化すると異常飛翔現象は急激に変動する。
【0065】
図20は、定着器36の伝熱形態を変更するための変更表である。8種類の設定条件Sを持ち、図12で説明した定着条件を変更して、定着温調温度と定着入口ガイド105の高さを変更している。この結果、設定条件S=1の場合は、伝熱形態が温度高めで加熱が瞬時に行われ、設定条件S=8の場合は、伝熱形態が温度低めで加熱がゆっくり行われるように変更させることが可能となっている。
【0066】
以上の定着条件を変更しながら、図7のフローチャートに従ったシーケンスをユーザ又はサービスマンの指定で、又は自動的に実行することで、定着要因による異常飛翔係数Cの最も低い、換言すれば異常飛翔現象の発生の少ない画像を選択することができ、最適条件をわずかな時間で求めることが可能となる。
【0067】
なお、本実施の形態では、定着温度について変更するため、図7で示したタイマーについては、数十秒程度の時間に設定する必要がある。
【0068】
図14は、本実施の形態で用いている異常飛翔現象を検知するためのサブルーチンのフローチャートである。本実施の形態では、上述の実施の形態1,2におけるCIS装置50は用いず、図1で示した画像形成装置に付属するリーダスキャナ部1によりこれを検知する方法を採用している。
【0069】
まず、ユーザ又はサービスマンが出力されたテストプリントをリーダスキャナ部1(図1参照)の原稿台ガラス2上に載置することで、画像を通常のコピー画像のためにリーダスキャナ部を使用して原稿画像を読み込む方法と同一解像度でテストプリントされた転写材Pを読み取り、二次元の輝度情報を得る(S41)。ここでの大きさは101.6mm四方で、600dpiのリーダスキャナでは2400画素に相当する。
【0070】
次にリーダスキャナ部1でのテストプリント画像の載置状態による斜め配置を回転処理により変換し、読み取りによる直角性を補正する(S42)。そして横ライン方向に平均化を行い、縦方向の一次元輝度情報に変換する(S43)。さらに縦方向の一次元輝度情報を24画素毎に平均化を行い、ラインのプロファイルを得る(S44)。一次元輝度情報は8ライン16スペースの画像のため24画素毎に濃淡を繰り返すためである。このラインのプロファイルのうち、ライン濃度の中央部から6画素位置での輝度情報を本実施の形態では異常飛翔係数Dと定義する(S45)。6画素は8ラインの中央部から4画素分とさらに2画素分ずれた位置で、本来、白字部であるが、画像後端に発生する異常飛翔により白字部の示す輝度信号でなく、ハーフトーンの輝度信号を示すことになる。
【0071】
図15は、リーダスキャナ部1で読み取った101.6mm、2400画素四方の画像を説明する図であり、これを図16に示すように、横ライン方法に平均化を行い、縦方向の一次元輝度情報に変換する。同図では輝度情報の一部掲載している。そして図17に示すように、24画素毎で平均化を行い、ラインプロファイルを得る。ラインプロファイルは、画像形成装置の異常飛翔により輝度信号の抑揚に明確な差を生じ、異常飛翔の程度が良い場合はラインプロファイルが矩形形状に近づくが、異常飛翔の程度が悪い場合はラインプロファイルがなだらかになる。このため、ライン中央部から6画素分はなれた画素の輝度情報は白字でない輝度信号が得られ、異常飛翔現象は忠実に数値変換されて適切な判定基準となる。
【0072】
なお、定着器36の伝熱形態であれば、定着ローラ101と加圧ローラ102の定着ニップ部Nのニップ幅を変更させた場合でも、本実施の形態の効果を奏することが可能である。この場合には、加圧ローラ102を定着ローラ101に押圧する付勢部材(例えば、圧縮ばね)が伝熱形態変更手段となる。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、定着後のトナー像の出力パターンをデジタル露光手段の副走査方向の解像度と同等以上の解像度で読み取る画像読み取り手段を持ち、テストパターン画像を形成する際の画像形成装置の設定条件を変化させながら(振りながら)複数のテストパターン画像を形成し、このときのテストパターン中の文字やラインの、転写材通紙方向下流側に発生するトナーの異常飛翔現象を画像読み取り手段で検知して、異常飛翔現象を最小にする最適条件を自動的に見つけ出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図2】画像形成装置本体内に配設された制御基板、及び外付けの入出力装置の電気的構成を説明する図である。
【図3】コンタクトイメージセンサ(CIS装置)の構成を示す縦断面図である。
【図4】コンタクトイメージセンサ(CIS装置)の構成を示す上面図である。
【図5】露光装置(デジタル露光手段)及び現像器(現像手段)の構成を示す縦断面図である。
【図6】転写材上のトナーの載り量と異常飛翔現象との関連性を示す図である。
【図7】異常飛翔現象を最小限に抑制するためのシーケンスを説明するフローチャートである。
【図8】テストプリントのためのサブルーチンのフローチャートである。
【図9】異常飛翔現象の検知のためのサブルーチンのフローチャートである。
【図10】実施の形態2におけるポスト帯電器、転写分離帯電器の構成を示す縦断面図である。
【図11】転写材上のトナーの帯電量と異常飛翔現象との関連性を示す図である。
【図12】実施の形態3における定着器及び入口ガイドの構成を示す縦断面図である。
【図13】定着の伝熱形態と異常飛翔現象との関連性を示す図である。
【図14】実施の形態3における異常飛翔現象の検知のためのサブルーチンのフローチャートである。
【図15】実施の形態3において、リーダスキャナ部で読み取った101.6mm、2400画素四方の画像を説明する図である。
【図16】実施の形態3における縦方向の一次元輝度情報を説明する図である。
【図17】実施の形態3におけるラインプロファイルを説明する図である。
【図18】感光ドラム上の明部電位、現像器の現像バイアスの直流成分、現像スリーブの周速比を変化させたときの、トナーの載り量の変化を示す図である。
【図19】転写帯電器の転写電流、ポスト帯電器のポスト電流を変化させたときのトナーの帯電量の変化を示す図である。
【図20】定着器の定着温調温度、定着入口ガイドの高さを変化させたときの定着の伝熱形態の変化を示す図である。
【符号の説明】
1 画像読み取り手段(リーダスキャナ部)
26 像担持体(感光ドラム)
29 現像手段(トナー載り量変更手段、現像器)
29a 現像スリーブ
30 ポスト帯電器(トナー帯電量変更手段)
31 転写分離手段(トナー帯電量変更手段、転写帯電器)
32 転写分離手段(分離帯電器)
32 転写分離手段
36 定着手段(定着器)
41a 制御手段(CPU)
42 デジタル露光手段(トナー載り量変更手段、露光装置)
50 画像読み取り手段(CIS装置)
100 伝熱形態変更手段(ヒータ)
105 定着入口ガイド
106 伝熱形態変更手段(位置変更手段)
K 副走査方向(通紙方向)
P 転写材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a printer or a copying machine, a mode has been proposed in which a test print is output and a user or a service person checks the quality of an image. An image signal or an image creation program is operated in advance in an image forming apparatus to output a necessary image as a test print image, and an output result is fed back to an appropriate state or a desired state. .
[0003]
Further, there is an image forming apparatus in which a dedicated image reading unit is provided downstream of a fixing unit to read a test print image to grasp the current state of the image forming apparatus. Note that, as the image reading unit, a reader scanner used to read an image of a document may be used instead of providing a dedicated unit downstream of the fixing unit. The output test print image is manually or automatically conveyed to the reader scanner side, and the image of the test print is read by the reader scanner. Further, an unfixed image on the upstream side of the fixing unit may be read, or a toner image on the image carrier may be read.
[0004]
On the other hand, when the user or the service person notices that the image is abnormal, it is common practice to operate various parameters of the image forming apparatus so as to obtain the optimum condition from the normal output image or the test print image. That is.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the digital image signal and the image forming conditions of the hardware of the image forming apparatus are changed to operate so as to obtain an optimal image, for example, if the image density is to be optimized, the conditions to be operated are as follows. Since it is relatively simple and easy to visually confirm, the user or service person can easily change the conditions.
[0006]
However, the abnormal flying phenomenon of the toner that occurs downstream of characters and lines with respect to the paper passing direction (conveying direction) of the transfer material (for example, paper or transparent film) has a plurality of causes, and a plurality of phenomena are observed. In spite of the fact that it is difficult to confirm the determination with the naked eye, it is necessary to change a condition that is extremely difficult to operate because it gives an impression of deterioration as a whole image.
[0007]
The abnormal flying phenomenon referred to here is a so-called "development tail" or a so-called "development splatter" generated in the developing unit, a so-called "transfer splatter" generated in the transfer separation unit, and a so-called "transfer splatter" generated in the fixing unit. "Fixation splashes".
[0008]
In the “development tailing”, it is considered that the spikes of the toner of the developing means are transferred as they are onto the image and onto the transfer material, and the quality of a ruled line image or the like is extremely reduced. “Development scattering” and “transfer scattering” are those in which toner flies around the image in a single unit or in cluster units, and makes the image ambiguous and extremely degrades character quality and the like. "Fixing scattering" is a phenomenon that occurs when the transfer material enters the fixing means due to wind pressure, electric repulsion, water vapor pressure in the transfer material, etc., and toner is blown to the downstream portion of the image. Extremely lower.
[0009]
Although “transfer scattering” occurs in the transfer unit, the phenomenon varies depending on the latent image condition and the development condition which are the main body conditions upstream of the transfer unit. Similarly, although "fixing scattering" occurs in the fixing unit, the phenomenon varies depending on the latent image condition, the developing condition, and the transfer separation condition which are the main body conditions upstream of the fixing unit.
[0010]
As described above, since the abnormal flying phenomenon of the toner generated on the downstream side of the character or the line is complicated with various causes, it is very complicated and difficult to adjust the user and the service person.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus which detects an abnormal flying phenomenon of toner and suppresses the abnormal flying phenomenon by the image forming apparatus itself, thereby eliminating the need for adjustment of a user or a service person. Things.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, a uniformly charged image carrier surface is exposed by digital exposure means to form an electrostatic latent image, and toner is adhered to the electrostatic latent image by developing means to form a toner image. In an image forming apparatus in which development is performed, the toner image is transferred to a transfer material by a transfer separation unit, and the toner image is fixed on the transfer material by a fixing unit, the amount of toner applied on the transfer material before fixing is changed. Toner applied amount changing means, control means for controlling the applied toner amount changing means, and image reading means for reading an output pattern of the fixed toner image at a resolution equal to or higher than the resolution in the sub-scanning direction of the digital exposure means Wherein the control means controls the applied toner amount changing means to fix test pattern images having different applied toner amounts on one or a plurality of transfer materials, At this time, the difference in the abnormal flying phenomenon of the toner occurring on the downstream side in the transfer material passing direction in the plurality of test pattern images is detected by the image reading means, and based on the detection result, the control means determines the optimum condition for the amount of applied toner. Is determined.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the applied toner amount changing unit includes a unit configured to change a surface potential of the image carrier, and a developing bias applied to the developing unit during development. And at least one of means for changing the peripheral speed of the developing sleeve of the developing means.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, a uniformly charged surface of the image carrier is exposed by a digital exposure unit to form an electrostatic latent image, and toner is adhered to the electrostatic latent image by a developing unit. In an image forming apparatus in which development is performed, the toner image is transferred to a transfer material by a transfer separation unit, and the toner image is fixed on the transfer material by a fixing unit, the charge amount of the toner on the transfer material before fixing is changed. Toner charge amount changing means, control means for controlling the toner charge amount change means, and image reading means for reading an output pattern of the toner image after fixing at a resolution equal to or higher than the resolution in the sub-scanning direction of the digital exposure means And controlling the toner charge amount changing means by the control means to fix test pattern images having different toner charge amounts on one or a plurality of transfer materials, At this time, the image reading means detects a difference in the abnormal flying phenomenon of the toner occurring on the downstream side in the transfer material passing direction in the plurality of test pattern images, and based on the detection result, the control means determines the optimal condition for the toner charge amount. Is determined.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third aspect, the toner charge amount changing unit is a transfer separation unit, and the transfer separation unit changes a discharge current. .
[0016]
The invention according to
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth aspect, the heat transfer mode changing unit sets a fixing temperature of the fixing unit, a unit that changes a nip width of a fixing nip portion, At least one of means for changing a position of a fixing entrance guide for guiding the transfer material to the fixing nip portion of the means.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, the outline of the present invention will be described. It has image reading means for reading the output pattern of the toner image after fixing at a resolution equal to or higher than the resolution in the sub-scanning direction of the digital exposure means, while changing the setting conditions of the image forming apparatus when forming a test pattern image ( Form multiple test pattern images (while shaking). At this time, the image reading means detects the abnormal flying phenomenon of the toner which occurs on the downstream side of the characters or lines in the test pattern in the transfer material passing direction. This makes it possible to automatically find the optimum conditions for minimizing the abnormal flying phenomenon.
[0019]
Conditions for changing the abnormal flying phenomenon of the toner include the following.
[0020]
First, the abnormal flying phenomenon changes depending on the difference in the amount of applied toner on the transfer material. Means for changing the amount of applied toner include means for changing the surface potential of the image carrier, means for changing the developing bias, and means for changing the peripheral speed of the developing sleeve. By changing at least one of these, the abnormal flying phenomenon can be suppressed. This will be described in detail in
[0021]
Second, the abnormal flying phenomenon also changes depending on the difference in the charge amount of the toner on the transfer material. As a means for changing the charge amount of the toner, there is a transfer separation means. That is, the discharge current in the transfer separation means is changed. This will be described in detail in
[0022]
Third, the abnormal flying phenomenon also changes depending on the difference in the heat transfer mode applied to the transfer material of the fixing unit. As means for changing the heat transfer mode, there are means for adjusting the constant temperature of the fixing means, means for adjusting the nip width of the fixing nip portion, means for changing the position of the fixing entrance guide for guiding the transfer material to the fixing means, and the like. . By changing at least one of these, the abnormal flying phenomenon can be suppressed. This will be described in detail in
[0023]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the components denoted by the same reference numerals have the same configuration or operation, and a repeated description thereof will be omitted as appropriate.
[0024]
<
FIG. 1 shows an image forming apparatus according to
[0025]
The printer shown in FIG. 1 (hereinafter referred to as “image forming apparatus”) includes a reader /
[0026]
On the other hand, the digital image signal converted by the
[0027]
Prior to the above-described laser beam irradiation (exposure), the
[0028]
The latent image potential on the
[0029]
The transfer material P after the transfer of the toner image is conveyed to a fixing device (fixing means) 36 by a conveyance belt 35, where it is heated and pressed to fix the toner image on the surface.
[0030]
A pair of
[0031]
The toner remaining on the surface of the
[0032]
FIG. 2 is a diagram illustrating an electrical configuration of the
[0033]
Then, an image signal from the
[0034]
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the
[0035]
Inside the
[0036]
FIG. 4 is a diagram of the
[0037]
FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the
[0038]
The adjustment of the latent image potential is detected by the
[0039]
FIG. 6 shows the amount of applied toner of the solid black image output from the image forming apparatus and the abnormal flying of toner generated downstream of the horizontal line in the paper passing direction when a horizontal line image of 8 lines and 16 spaces is output. The phenomenon is graphed by a numerical method described later. The amount of applied toner can be directly measured as a weight using an electronic balance or the like, or indirectly measured using a transmission densitometer or the like. The horizontal line image having 8 lines and 16 spaces is an image in which an abnormal flying phenomenon easily occurs due to an appropriate line width and space at a resolution of 600 dpi in the sub-scanning direction.
[0040]
As an abnormal toner flying phenomenon, there are a plurality of phenomena affected by the amount of applied toner. For example, the so-called “development tailing” that is generated in the form of an icicle on the downstream side of the horizontal line under the influence of the spikes of the toner on the developing
[0041]
FIG. 18 is a change table of the
[0042]
FIG. 7 is a flowchart illustrating a sequence performed in the present embodiment, that is, a sequence for minimizing an abnormal flying phenomenon. First, initialization is performed with the setting condition S set to 0 (S1). Next, at the same time as the setting condition S is incremented, the setting condition in FIG. 18 is set so as to be output (S2). Next, a test print subroutine for forming a test pattern image is executed (S3: described later with reference to FIG. 8), and a subroutine for detecting an abnormal flying phenomenon is called (S4: described later with reference to FIG. 9). ), The abnormal flight under each setting condition is grasped as a numerical value. It is checked whether there are any more setting conditions (S5), a timer is executed (S6), and the test print is repeated. When the setting condition is S = 8 as in the case of the present embodiment, the best setting condition is determined from a total of eight abnormal flight data (S7), and simultaneously displayed on the operation panel of the image forming apparatus. (S8) Test printing is performed under the best setting conditions. The user or the service person sees the display on the operation panel and the test print determined to be the best, executes a sequence that provides room for input by a new user designation (S10), and terminates this sequence. The execution of this sequence is basically performed by a user or a serviceman, but may be performed after a predetermined number of image formations is completed or when the image forming apparatus is started up.
[0043]
FIG. 8 is a flowchart of a subroutine for test print executed in the sequence described in FIG. First, an image signal is created, and an 8-line 16-space horizontal line image of the entire screen of the transfer material size is developed on the RAM (S11). The test print is executed by driving the
[0044]
FIG. 9 is a flowchart of a subroutine for detecting an abnormal flying phenomenon executed in the sequence described in FIG. First, the image signal from the
[0045]
First, binarization processing is performed on the image of the location A using a dynamic threshold (S24). Further, the line B is set to 0 as initialization for executing all the lines at the point A (S25), and the processing is started from the first line when the line B is incremented (S26). Thereby, the standard deviation σ0 of the profile is obtained from the line width profile of the point A and the line B of interest at present (S27).
[0046]
Further, the toner scattered around the current point A and around the line B is obtained as a scattering index T0. This scattering index T0 is calculated as a function of the size of the scattered toner, the number of scattered toner, and the distance from the line (S28).
[0047]
Thereafter, it is confirmed whether all the lines at the point A have been calculated (S29), and this is repeated. Then, the average standard deviation σA and the average scattering index TA at the point A are obtained (S30), and it is confirmed whether all the points have been calculated (S31), and this is repeated.
[0048]
When all parts have been completed, the standard deviation σ having the largest value and the index T having the largest value are obtained (S32). The standard deviation σ becomes an appropriate numerical criterion when the “development tailing” or the like occurs, because the fluctuation of the line width increases and the value of σ increases. On the other hand, when a scattering phenomenon such as “developing scattering”, “transfer scattering”, or “fixing scattering” occurs, the scattering coefficient T is an appropriate determination criterion quantified by increasing the value of T.
[0049]
Finally, the abnormal flight coefficient C is obtained by summing the above-mentioned standard deviation σ and the scattering coefficient T, and this coefficient is defined as the abnormal flying coefficient (S33).
[0050]
As described above, since both the tailing phenomenon and the scattering phenomenon increase the abnormal flight coefficient C, the abnormal flight coefficient C, which is the sum of the two, is effective as an appropriate determination criterion that quantifies image quality. In the present embodiment, a one-to-one sum is used. However, a weight may be provided or a product may be calculated, and this is a calculation formula that also needs to consider the actual visual transfer function (VTF) characteristics and the like. Here, the VTF characteristic is a characteristic of the visual transfer function. The visual transfer function is used to represent human visual characteristics, and the lightness axis is 4 cycles / deg. A characteristic having a peak to a large extent is mainly used. In other words, the visual characteristics of the eye with respect to the spatial frequency are expressed as a function similar to the MTF of an optical system or the like. The place with the upper peak is the most sensitive, and humans can understand whether it is too fine or too coarse. It shows that it is difficult. In this embodiment, the VTF will not be described in detail. However, since a phenomenon that is unpleasant for the eyes cannot generally ignore the characteristics of the eyes, the VTF may be taken into consideration. In fact, it has been known as an experience that the tailing phenomenon is more conspicuous in appearance than the toner scattering phenomenon.
[0051]
By executing the above sequence by the designation of a user or a serviceman or automatically, it is possible to select an image having the lowest abnormal flight coefficient C due to a latent image and a development factor, in other words, an image having less abnormal flight phenomenon. And the optimum conditions can be obtained in a short time.
[0052]
In the present embodiment, the sequence is such that the setting conditions are changed for each test print, but a plurality of setting conditions may be changed within one print.
[0053]
<
FIG. 10 is an explanatory diagram of the transfer / separation unit (the
[0054]
The toner image on the
[0055]
In this embodiment, the
[0056]
FIG. 11 shows the charge amount of the toner of the solid black image output from the image forming apparatus and the abnormal flying of the toner generated on the downstream side in the sheet passing direction of the horizontal line when the horizontal line image of 8 lines and 16 spaces is output. This is a graph of the phenomenon. The actual charge amount of the toner is measured by a Q meter or the like. The horizontal line image having 8 lines and 16 spaces is an image in which an abnormal flying phenomenon easily occurs due to an appropriate line width and space at a resolution of 600 dpi in the sub-scanning direction.
[0057]
As the abnormal flying phenomenon of the toner, there are a plurality of phenomena affected by the charge amount of the toner. For example, a so-called “transfer scattering” which is scattered in a white portion without being properly transferred at a transfer position, or is generated due to wind pressure, electric repulsive force, pressure of water vapor in a transfer material, etc. when entering the fixing
[0058]
FIG. 19 is a change table of the transfer separation unit for changing the charge amount of the toner on the transfer material. The transfer current (discharge current) and the post current (discharge current) are changed by changing the transfer separation condition described in FIG. 10 with four types of setting conditions S. As a result, assuming that the charge amount of the toner in the case of the setting condition S = 1 is 100, the charge amount of the toner in the setting condition S = 4 having the smallest charge amount can be modulated so as to double to about 230. ing.
[0059]
The sequence according to the flowchart of FIG. 7 is changed by the user or serviceman or automatically executed while changing the above-described transfer separation condition, so that the abnormal flight coefficient C due to the transfer separation factor is the lowest. For example, it is possible to select an image with less occurrence of the abnormal flying phenomenon, and it is possible to obtain the optimum condition in a short time.
[0060]
<
FIG. 12 is an explanatory diagram of the fixing
[0061]
Further, a
[0062]
A fixing
[0063]
FIG. 13 shows a heat transfer form of the fixing by the fixing
[0064]
The heat transfer form is a characteristic of a calorific state of transmission to the toner on the transfer material. In this case, the fixing temperature is low, and the heating to the transfer material P is slow. The heating is applied to the material P instantaneously (for a short time). The fixing temperature can be changed by adjusting the power supplied to the
[0065]
FIG. 20 is a change table for changing the heat transfer mode of the fixing
[0066]
By changing the above fixing condition and executing the sequence according to the flowchart of FIG. 7 by the designation of the user or the service person or automatically, the abnormal flight coefficient C due to the fixing factor is the lowest, in other words, the abnormal It is possible to select an image with less occurrence of a flying phenomenon, and it is possible to obtain the optimum condition in a short time.
[0067]
In the present embodiment, since the fixing temperature is changed, it is necessary to set the timer shown in FIG. 7 to a time of about several tens of seconds.
[0068]
FIG. 14 is a flowchart of a subroutine for detecting an abnormal flying phenomenon used in the present embodiment. In the present embodiment, the method of detecting this by the
[0069]
First, the user or service person places the output test print on the
[0070]
Next, the oblique arrangement according to the mounting state of the test print image in the
[0071]
FIG. 15 is a view for explaining an image of 101.6 mm, 2400 pixels square read by the reader /
[0072]
In addition, if the heat transfer mode of the fixing
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an image reading unit that reads an output pattern of a toner image after fixing at a resolution equal to or higher than the resolution in the sub-scanning direction of a digital exposure unit is provided. A plurality of test pattern images are formed while changing (shaking) the setting conditions of the image forming apparatus, and an abnormal flying phenomenon of toner occurring at the downstream side of the characters or lines in the test pattern in the transfer material passing direction. Is detected by the image reading means, and the optimum condition for minimizing the abnormal flying phenomenon can be automatically found.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an electrical configuration of a control board provided in an image forming apparatus main body and an external input / output device.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view illustrating a configuration of a contact image sensor (CIS device).
FIG. 4 is a top view illustrating a configuration of a contact image sensor (CIS device).
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the configuration of an exposure apparatus (digital exposure means) and a developing device (developing means).
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the amount of applied toner on a transfer material and an abnormal flying phenomenon.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a sequence for minimizing an abnormal flying phenomenon.
FIG. 8 is a flowchart of a subroutine for test printing.
FIG. 9 is a flowchart of a subroutine for detecting an abnormal flying phenomenon.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a post charger and a transfer separation charger in the second embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a charge amount of toner on a transfer material and an abnormal flying phenomenon.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view illustrating a configuration of a fixing device and an entrance guide according to a third embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship between a heat transfer form of fixing and an abnormal flying phenomenon.
FIG. 14 is a flowchart of a subroutine for detecting an abnormal flying phenomenon in the third embodiment.
FIG. 15 is a view for explaining an image of 101.6 mm and 2400 pixels square read by the reader scanner unit in the third embodiment.
16 is a diagram illustrating one-dimensional luminance information in a vertical direction according to
FIG. 17 is a diagram illustrating a line profile according to the third embodiment.
FIG. 18 is a diagram illustrating a change in the amount of applied toner when the bright portion potential on the photosensitive drum, the DC component of the developing bias of the developing device, and the peripheral speed ratio of the developing sleeve are changed.
FIG. 19 is a diagram illustrating a change in the charge amount of the toner when the transfer current of the transfer charger and the post current of the post charger are changed.
FIG. 20 is a diagram illustrating a change in the heat transfer form of fixing when the fixing temperature of the fixing unit and the height of the fixing entrance guide are changed.
[Explanation of symbols]
1 Image reading means (reader scanner unit)
26 Image carrier (photosensitive drum)
29 Developing means (toner applied amount changing means, developing device)
29a Developing sleeve
30 Post charger (toner charge amount changing means)
31 Transfer separation unit (toner charge amount changing unit, transfer charger)
32 Transfer separation means (separation charger)
32 Transfer separation means
36 Fixing means (fixer)
41a control means (CPU)
42 Digital exposure means (toner application amount changing means, exposure apparatus)
50 Image reading means (CIS device)
100 Heat transfer mode changing means (heater)
105 Fixing entrance guide
106 heat transfer mode changing means (position changing means)
K Sub-scanning direction (paper passing direction)
P transfer material
Claims (6)
定着前の転写材上のトナーの載り量を変化させるトナー載り量変更手段と、
前記トナー載り量変更手段を制御する制御手段と、
定着後の前記トナー像の出力パターンを前記デジタル露光手段の副走査方向の解像度と同等以上の解像度で読み取る画像読み取り手段と、を備え、
前記制御手段により前記トナー載り量変更手段を制御してトナーの載り量の異なるテストパターン画像を1枚又は複数枚の転写材上に定着し、このとき複数のテストパターン画像における転写材通紙方向下流側に発生するトナーの異常飛翔現象の違いを前記画像読み取り手段によって検知し、検知結果に基づいて前記制御手段によりトナー載り量についての最適条件を決定する、
ことを特徴とする画像形成装置。The uniformly charged surface of the image carrier is exposed by digital exposure means to form an electrostatic latent image, and toner is adhered to the electrostatic latent image by developing means to be developed as a toner image, and transferred and separated by transfer and separation means. An image forming apparatus that transfers the toner image to a transfer material and fixes the toner image on the transfer material by a fixing unit.
A toner applied amount changing unit for changing an applied amount of toner on the transfer material before fixing,
Control means for controlling the applied toner amount changing means;
Image reading means for reading the output pattern of the toner image after fixing at a resolution equal to or higher than the resolution in the sub-scanning direction of the digital exposure means,
The control means controls the applied toner amount changing means to fix test pattern images having different applied toner amounts on one or a plurality of transfer materials. At this time, the transfer material passing direction in the plurality of test pattern images is used. A difference in the abnormal flying phenomenon of the toner occurring on the downstream side is detected by the image reading unit, and an optimal condition for the amount of applied toner is determined by the control unit based on the detection result;
An image forming apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。The toner application amount changing unit includes a unit that changes a surface potential of the image carrier, a unit that changes a developing bias applied to the developing unit during development, and a unit that changes a peripheral speed of a developing sleeve of the developing unit. At least one of
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
定着前の転写材上のトナーの帯電量を変化させるトナー帯電量変更手段と、
前記トナー帯電量変更手段を制御する制御手段と、
定着後の前記トナー像の出力パターンを前記デジタル露光手段の副走査方向の解像度と同等以上の解像度で読み取る画像読み取り手段と、を備え、
前記制御手段により前記トナー帯電量変更手段を制御してトナーの帯電量の異なるテストパターン画像を1枚又は複数枚の転写材上に定着し、このとき複数のテストパターン画像における転写材通紙方向下流側に発生するトナーの異常飛翔現象の違いを前記画像読み取り手段によって検知し、検知結果に基づいて前記制御手段によりトナー帯電量についての最適条件を決定する、
ことを特徴とする画像形成装置。The uniformly charged surface of the image carrier is exposed by digital exposure means to form an electrostatic latent image, and toner is adhered to the electrostatic latent image by developing means to be developed as a toner image, and transferred and separated by transfer and separation means. An image forming apparatus that transfers the toner image to a transfer material and fixes the toner image on the transfer material by a fixing unit.
Toner charge amount changing means for changing the charge amount of the toner on the transfer material before fixing,
Control means for controlling the toner charge amount changing means,
Image reading means for reading the output pattern of the toner image after fixing at a resolution equal to or higher than the resolution in the sub-scanning direction of the digital exposure means,
The control means controls the toner charge amount changing means to fix test pattern images having different toner charge amounts on one or a plurality of transfer materials, and at this time, the transfer material passing direction in the plurality of test pattern images A difference in the abnormal flying phenomenon of the toner occurring on the downstream side is detected by the image reading unit, and an optimal condition for the toner charge amount is determined by the control unit based on the detection result.
An image forming apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。The toner charge amount changing unit is a transfer separation unit, and the transfer separation unit changes a discharge current;
The image forming apparatus according to claim 3, wherein:
前記伝熱形態変更手段を制御する制御手段と、
定着後の前記トナー像の出力パターンを前記デジタル露光手段の副走査方向の解像度と同等以上の解像度で読み取る画像読み取り手段と、を備え、
前記制御手段により前記伝熱形態変更手段を制御して伝熱形態の異なるテストパターン画像を1枚又は複数枚の転写材上に定着し、このとき複数のテストパターン画像における転写材通紙方向下流側に発生するトナーの異常飛翔現象の違いを前記画像読み取り手段によって検知し、検知結果に基づいて前記制御手段により伝熱形態についての最適条件を決定する、
ことを特徴とする画像形成装置。The uniformly charged surface of the image carrier is exposed by digital exposure means to form an electrostatic latent image, and toner is adhered to the electrostatic latent image by developing means to be developed as a toner image, and transferred and separated by transfer and separation means. In an image forming apparatus that transfers the toner image to a transfer material and fixes the toner image on the transfer material by a fixing unit, when the toner image is fixed by the fixing unit, a heat transfer form of the fixing unit to the transfer material is changed. Heat transfer mode changing means for changing;
Control means for controlling the heat transfer mode changing means,
Image reading means for reading the output pattern of the toner image after fixing at a resolution equal to or higher than the resolution in the sub-scanning direction of the digital exposure means,
The control means controls the heat transfer form changing means to fix test pattern images having different heat transfer forms on one or a plurality of transfer materials. At this time, in the plurality of test pattern images, downstream of the transfer material passing direction. A difference in the abnormal flying phenomenon of the toner occurring on the side is detected by the image reading unit, and an optimal condition for the heat transfer mode is determined by the control unit based on the detection result.
An image forming apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。The heat transfer mode changing unit includes a unit that sets a fixing temperature of the fixing unit, a unit that changes a nip width of a fixing nip, and a position of a fixing entrance guide that guides the transfer material to the fixing nip of the unit. At least one of the means for
The image forming apparatus according to claim 5, wherein:
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