JP2005017627A - Image forming apparatus - Google Patents

Image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2005017627A
JP2005017627A JP2003181451A JP2003181451A JP2005017627A JP 2005017627 A JP2005017627 A JP 2005017627A JP 2003181451 A JP2003181451 A JP 2003181451A JP 2003181451 A JP2003181451 A JP 2003181451A JP 2005017627 A JP2005017627 A JP 2005017627A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
density
toner
image forming
image
intermediate transfer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003181451A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Kanai
真 金井
Takushi Matsumoto
卓士 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2003181451A priority Critical patent/JP2005017627A/en
Publication of JP2005017627A publication Critical patent/JP2005017627A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Color Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively provide an image forming apparatus capable of stably outputting a high-quality toner image while maintaining productivity without being influenced by the characteristic (whether it is a high-density image or a low-density image or the like) of the outputted image. <P>SOLUTION: The image forming apparatus has an image forming means including a developing means and forming the toner image on a carrier, a density measuring means measuring the density of the toner image, a density control means performing density control operation that toner amount supplied to the developing means is controlled so that the density of a patch may meet a specified target value in specified timing by allowing the image forming means to form the patch as the toner image for measuring density and allowing the density measuring means to measure the density of the patch, and a target correction means correcting the target value based on image forming operation other than the density control operation. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式(静電転写方式)を用いた画像形成装置に関し、より詳しくは、画像形成装置の濃度制御技術の改良に係る。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】特開2002−365944号公報
【0003】
従来から、電子写真方式(静電転写方式)を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置が広く知られている。そして、従来の二成分現像を用いた画像形成装置のトナー濃度制御は、出力される画像密度を計測し、それに応じた必要トナー量を現像装置に供給する、いわゆるピクセル・カウント方式を基本とする。しかし、このピクセル・カウント方式は誤差が大きいので、所定の間隔でトナー濃度測定用のパッチを形成し、そのパッチ濃度に応じて供給するトナー量を調整する方式を併用するのが一般的である(特許文献1参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記方法では出力する画像の画像密度により制御しようとするトナー濃度にバラツキが生じてしまうというおそれがあることが明らかとなった。すなわち、画像密度の低い画像を連続して出力すると、制御されるトナー電荷量が上昇しトナー濃度が上昇し、反対に高画像密度の画像を連続して出力すると、トナー電荷量が低下しトナー濃度が低下してしまうということである。
【0005】
これは近年の装置の小型化により、現像器も小型化したことに起因している。現像器が小型化すると現像器内の現像剤量が減るだけでなく、内部機構も簡略化されるためトナーの帯電が十分に行われないまま消費されやすくなる。低い画像密度の画像が連続してプリントされると、消費されるトナーは少ないため現像器内のトナーは現像剤との撹拌時間が長く電荷量が上昇する。そのためトナー濃度調整(制御)を行うとトナー電荷量を下げようとしてトナー濃度を上げる。
【0006】
一方、高い画像密度の画像を連続してプリントすると、トナー消費量が多いため現像器に供給されたトナーが十分に帯電されないまま消費されてしまい、現像器内のトナー電荷量は低下する。そのためトナー濃度調整(制御)を行うとトナー電荷量を上げようとしてトナー濃度を下げる。ただし、現像ロール上には一部現像されないトナーが選択的に残り、このトナーがトリマ部を何回も通過することにより高帯電となるため、現像ロール上のトナー電荷量が高いように見える。
【0007】
その結果、低密度画像を連続して出力するとトナー濃度の上昇によりトナー・クラウドが発生しやすくなり、カブリや機内汚れの原因になり得る。また高密度画像を連続して出力すると、トナー電荷量の低下による転写性の悪化が引き起こす画質の低下、トナー濃度低下によるキャリアの感光体付着や、トナー供給不足による画像抜けが発生し得る。
【0008】
本発明は、このような技術的な課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力される画像の特性(高密度画像か低密度画像かの別など)に影響されることなく安定的に高品質のトナー像を生産性を維持しつつ出力することが出来る画像形成装置を安価に提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、現像手段を含み担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、当該トナー像の濃度を計測する濃度計測手段と、当該画像形成手段に濃度計測用トナー像としてのパッチを形成させ、当該濃度計測手段に当該パッチの濃度を計測させ、当該濃度が所定の目標値となるように現像手段に供給するトナー量を制御する濃度制御動作を所定タイミングで行なう濃度制御手段と、濃度制御動作以外の画像形成動作に基づいて当該目標値を補正する目標補正手段とを有する画像形成装置である。
【0010】
ここで、前記目標補正手段は、(一の濃度制御動作と次の濃度制御動作との間の)画像形成動作中の画像密度に基づいて前記目標値を補正するように構成することができる。具体的には、前記目標補正手段は、(一の濃度制御動作と次の濃度制御動作との間の)画像形成動作中の画像密度が基準値よりも高い場合には、トナー濃度が高くなるように前記目標値を補正し、(一の濃度制御動作と次の濃度制御動作との間の)画像形成動作中の画像密度が基準値よりも低い場合には、トナー濃度が低くなるように前記目標値を補正することができる。
【0011】
また、前記目標補正手段は、(一の濃度制御動作と次の濃度制御動作との間の)画像形成動作中のトナーの帯電量に基づいて前記目標値を補正するように構成することができる。具体的には、前記目標補正手段は、(一の濃度制御動作と次の濃度制御動作との間の)画像形成動作中のトナーの帯電量が基準値よりも高い場合には、トナー濃度が高くなるように前記目標値を補正し、(一の濃度制御動作と次の濃度制御動作との間の)画像形成動作中のトナーの帯電量が基準値よりも低い場合には、トナー濃度が低くなるように前記目標値を補正することができる。
【0012】
なお、前記画像形成手段として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に対応する4つの感光体と、これら4つの感光体のうち2つと接触する第一の一次中間転写体と、残りの2つの感光体と接触する第二の一次中間転写体と、これら第一及び第二の一次中間転写体と接触する一の二次中間転写体と、当該二次中間転写体と接触する最終転写体とを備えるよう構成することができる。
【0013】
【発明の実施による形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0014】
実施の形態 図1は、この発明の実施の形態に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタ100を示すものである。また図2は図1に示すフルカラープリンタ100の画像形成要部をより詳細に示すものである。尚、図2中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。以下、画像形成装置の基本的な構成及びその画像形成モードの動作を説明する。
【0015】
このフルカラープリンタ100は、図1に示すように、大きく分けてプリンタ本体101と給紙トレイ部102とにより構成される。プリンタ本体(画像形成手段)101は、画像形成ユニット1、露光装置ユニット12、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックK用の各トナーカートリッジ14Y〜K、各トナーカートリッジ14Y〜Kから図示しない各色に対応する現像装置に延びる各トナー供給フレキシブルパイプ15Y〜K、コントロールユニット6、電源ユニット5、定着ユニット4を備えている。
【0016】
また、給紙トレイ102からプリンタ本体101の排紙トレイ103にかけて、フィードロール対41、第一搬送ロール対42、レジストロール対43、(定着ユニット4内の)第二搬送ロール対45、第三搬送ロール対46、排出ロール対47を備えている。
【0017】
さらにプリンタ本体101の画像形成ユニット1は、図2に示すように、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの各色に対応する感光体ドラム(像担持体)10Y〜Kと、これら感光体ドラム10Y〜Kに接触する一次帯電用の帯電ロール11Y〜Kと、各色に対応する現像装置(二成分現像手段)13Y〜Kと、上記4つの感光体ドラム10Y〜Kのうちの2つの感光体ドラム10Y、Mに接触する第1の一次中間転写ドラム21a及び他の2つの感光体ドラム10C、Kに接触する第2の一次中間転写ドラム21bと、上記第1、第2の一次中間転写ドラム21a, 21bに接触する二次中間転写ドラム22と、この二次中間転写ドラム22に接触する最終転写ロール(最終転写体)30とで、その主要部が構成されている。なお、この最終転写ロール30は、プリンタ本体101に対して取り外し自在に構成されている。
【0018】
感光体ドラム10Y〜Kは、共通の接平面M を有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第1の一次中間転写ドラム21a及び第2の一次中間転写ドラム21bは、各回転軸が該感光体ドラム10Y〜K軸に対し平行かつ所定の対象面を境界とした面対象の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム22は、各感光体ドラム10Y〜Kと回転軸が平行であるように配置されている。
【0019】
各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされて露光装置ユニット12に入力される。この露光装置ユニット12では、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの各色に対応するレーザ光12Y〜Kが変調され、対応する色の感光体ドラム10Y〜Kに照射される。
【0020】
上記各感光体ドラム10Y〜Kの周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム10Y〜Kとしては、例えば、直径20mmのOPC感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム10Y〜Kは、例えば、95mm/secの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム10Y〜Kの表面は、図2に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール11Y〜Kに、−840V程度のDC電圧を印加することによって、例えば約−300V程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般的に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム10Y〜Kの表面を帯電させるために、この実施の形態では、DCのみ印加の帯電方式をとっているが、AC+DC印加の帯電方式を用いても良い。
【0021】
その後、感光体ドラム10Y〜Kの表面には、図示しない露光装置としてのレーザ光学ユニットによってイエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの各色に対応したレーザ光12Y〜Kが照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム10Y〜Kは、レーザ光学ユニットで静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は−60V以下程度にまで除電されることになる。
【0022】
また、上記感光体ドラム10Y〜Kの表面に形成されたイエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置13Y〜Kによって現像され、感光体ドラム10Y〜K上に各色のトナー像として可視化される。
【0023】
現像装置13Y〜Kには、それぞれ色の異なったイエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの各色のトナーと、キャリアからなる二成分現像剤が充填されている。使用されるトナーの種類としては、粉砕トナーや球形トナーが考えられるが、本実施態様では球形トナーを使用している。なお、粉砕トナーのような不定形状のトナーは、付着面に対して接触面が大きいため、付着力が大きく、転写先の表面に転写しにくい。一方、球形トナーは、付着面に対して接触面が小さいため、付着力が小さく転写効率が高い。また、球形トナーの作製方法としては、乳化重合法、懸濁重合法、溶解懸濁法や混練粉砕法で作製したトナーに熱処理をかける方法等が知られている。なお、球形トナーとは、形状係数M1を下式で表した場合、M1≦125、好ましくはM1≦120のものをいう。M1=(π・dmax2 /4A)×100(dmax:トナーの最大径、A:トナーの断面積)
【0024】
これらの現像装置13Y〜Kは、図1に示す各トナーカートリッジ14Y〜Kから各トナー供給フレキシブルパイプ15Y〜Kを介して各色のトナーが補給される。補給されたトナーは、オーガー133で充分にキャリアと攪拌されてマイナス極性に摩擦帯電される。現像ロール130の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール(不図示)が固定した状態で配置されている。この現像ロール130に現像剤を搬送するパドル132によって、当該現像ロール130 の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材131によって現像部に搬送される量が規制される。なお、この実施の形態では、現像ロール130上の上記現像剤の量は、30〜50g/m であり、また、このとき現像ロール130上に存在するトナーの帯電量は、概ね20〜35μC/g 程度である。
【0025】
上記現像ロール130上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状になっており、この磁気ブラシが感光体ドラム10Y〜Kと接触している。この現像ロール130にAC+DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール130 上のトナーを感光体ドラム10Y〜K上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、この現像バイアス電圧はAC成分が4 kHz、1.5kVppで、DC成分が−200V程度である。
【0026】
次に、上記各感光体ドラム10Y〜K上に形成されたイエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの各色のトナー像は、第1の一次中間転写ドラム21a及び第2の一次中間転写ドラム21b上に、静電的に一次転写される。すなわち感光体ドラム10Y、M上に形成されたイエローYおよびマゼンタM色のトナー像は、第1の一次中間転写ドラム21a上に、感光体ドラム10C、K上に形成されたシアンC、ブラックK色のトナー像は、第2の一次中間転写ドラム21b上に、それぞれ一次転写される。従って、第1の一次中間転写ドラム21a上には、感光体ドラム10Yまたは10Mのどちらから転写された単色像と、感光体ドラム10Y及び10Mの両方から転写された2色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第2の一次中間転写ドラム21b上にも、感光体ドラム10C,10K から同様な単色像と二重色像が形成される。
【0027】
上記第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b 上に感光体ドラム10Y〜K からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500V程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が20〜35μC/g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b の表面電位は、+400V程度が望ましい。
【0028】
この実施の形態で用いる第1、第2の一次中間転写ドラム21a, 21bは、例えば、外径が42mmに形成され、電気抵抗値Rは10 Ω程度に設定される。第1、第2の一次中間転写ドラム21a, 21bは、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはFeやAl等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層(R=10 〜10 Ω)が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、第1、第2の一次中間転写ドラム21a, 21bの最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μmの高離型層(R=10 〜10 Ω)として形成し、シランカップリング剤系の接着剤(プライマ)で接着されている。
【0029】
ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がR=10 〜10 Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。なお、第一、第二の一次中間転写ドラム21a、bにはそれぞれ第一、第二の一次クリーニングロール23a、bが従動回転可能に取り付けられている。これら一次クリーニングロール23a、bはそれぞれ金属製のロール本体に対して、導電性ブラシの植毛テープが被覆されて構成され、所定のクリーニングバイアスが印加される。
【0030】
このように第1、第2の一次中間転写ドラム21a, 21b上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム22上に静電的に二次転写される。従って、二次中間転写ドラム22上には、単色像からイエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックK色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【0031】
この二次中間転写ドラム22上へ第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200V程度である。この表面電位は、感光体ドラム10Y〜Kから第1の一次中間転写ドラム21a及び第2の一次中間転写ドラム21bへ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b と二次中間転写ドラム22との間の電位差であるので、第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が20 〜35μC/g の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b の表面電位が+400V程度の場合には、二次中間転写ドラム22の表面電位は、+800V程度、つまり第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b と二次中間転写ドラム22との間の電位差は、+400V程度に設定することが望ましい。
【0032】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム22は、例えば、外径が第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b と同じ42mmに形成され、抵抗値は1011Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム22も第1、第2の一次中間転写ドラム21a, 21bと同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはFeやAl等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層(R=10 〜10 Ω)が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム22の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μmの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤(プライマ)で接着されている。
【0033】
ここで重要なのは、第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b と同様に、抵抗値と表面の離型性である。ただし、二次中間転写ドラム22の抵抗値は、第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム22が第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b を帯電してしまい、第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。なお、二次中間転写ドラム22には二次クリーニングロール24が従動回転可能に取り付けられている。この二次クリーニングロール24は金属製のロール本体に対して、導電性ブラシの植毛テープが被覆されて構成され、所定の二次クリーニングバイアスが印加される。
【0034】
次に、上記二次中間転写ドラム22上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール30によって、用紙搬送路P を通る用紙Sに3次転写される。この用紙は、紙送り工程を経てレジストロール対43を通過し、二次中間転写ドラム22と最終転写ロール30のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着ユニット4内の定着ロール対44によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【0035】
最終転写ロール30は、例えば、外径が20mmに形成され、抵抗値Rは10 Ω程度に設定される。この最終転写ロール30は、図3に示すように、金属シャフト31の上にウレタンゴム等からなる被覆層32を設け、その上に必要に応じてコーティングを施して構成されている。最終転写ロール30に印加される電圧は、雰囲気温度、湿度、用紙の種類(抵抗値等)等によって最適値が異なり、概ね+1200 〜5000V程度である。この実施の形態では、定電流方式を採用しており、基準環境下で約+10μAの電流を通電して、ほぼ適正な転写電圧(+1600〜2000V) を得ている。
【0036】
これら一連の転写工程においては、各転写工程の転写部位をトナー像が通過するとき、パッシェン放電や電荷注入により、(−)帯電している像中の正極性トナーの一部が逆極性の(+)帯電トナーとなることがある。この(+)帯電トナーは、次工程へ転写されずに、上流側に逆流することになるので、最もマイナス電位が高い帯電装置11Y〜Kに付着、堆積する。これら帯電装置11Y〜Kのトナーが付着した部分は、放電が活発となり、感光体ドラム10Y〜Kの表面電位が高くなる傾向になるため、トナーの付着が多い部分、トナーの付着が少ない部分、トナーの付着がない部分で感光体ドラム10Y〜Kの表面電位にムラが生じることになる。感光体ドラム10Y〜Kの表面電位にムラが生じると、静電潜像を形成させるために当該感光体ドラム10Y〜Kの表面に画像を一様に露光しても、潜像電位にムラが生じてしまい、現像量に違いが出てきてしまうので、特に中間調画像を現像しようとすると、濃度ムラが目立つことになる。
【0037】
そこで、このような帯電装置11Y〜Kに付着したトナーによる濃度ムラの発生を防ぐために、この実施の形態では、印字動作前、印字動作後、連続印字時の所定枚数毎など、ある所定のタイミングで以下のようなクリーニング動作を行なうようになっている。
【0038】
帯電装置11Y〜K、感光体ドラム10Y〜K、第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b 、二次中間転写ドラム22、最終転写ロール30の各回転体に、最終転写ロール30が最もマイナス電位が大きくなるように、順々に電位勾配をつけた電圧を印加することによって、帯電装置11Y〜Kに印字動作中に付着、堆積した逆極性の(+)帯電トナーを、クリーニング動作において最終転写ロール30まで順々に転写して移動し、最終転写ロール30に接触して設けたブレードなどの最終クリーニング部材32を含んだクリーニング装置31によって回収する。このクリーニング装置31は、図4に示すように、ブレード状の最終クリーニング部材32と、トナー回収ボックス33と、支持フレーム34、支持フレーム34に設けられた除電器35、バイアスプレート36をそれぞれ有している。
【0039】
この実施の形態では、帯電装置11Y〜Kの表面電位を0V、感光体ドラム10Y〜Kの表面電位を−300V、第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b の表面電位を−800V、二次中間転写ドラム22の表面電位を−1300V、最終転写ロール30の表面電位を−2000Vに設定している。この電位勾配は、各部材の金属部(シャフト、パイプ)に電圧を給電する方式によって得ているが、例えば、第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b 又は二次中間転写ドラム22などを電気的に浮かせて、これら部材の抵抗値の関係によって所望の表面電位が得られる場合には、そのような方法をとっても良い。このようなマイナス印加クリーニングモード、つまり逆極性の(+)帯電トナー回収モードによって帯電装置11Y〜Kに付着したトナーによる濃度ムラの発生を防ぐことができる。
【0040】
このクリーニング装置31の周辺には光学濃度センサ(濃度計測手段)7が、最終転写ロール30の軸方向の中央部に、当該最終転写ロール30の外周において、半径方向の延長線上に位置するように配置されている。この光学濃度センサ7は、センサ本体70と、そのセンサ本体70を固定するホルダ71とから構成されている。この光学濃度センサ7は、図5(a)に示すように、鏡面反射光を検知する鏡面反射型のセンサとなっており、最終転写ロール30表面の検知位置に対して、所定の入射角度φだけ傾斜して配置されたLED等からなる発光素子70aと、この発光素子70aから最終転写ロール30表面の検知位置に照射され、当該検知位置から正反射される鏡面反射光を検知するため、最終転写ロール30表面の検知位置に対して、前記所定の入射角度と等しい反射角度だけ傾斜して配置されたフォトトランジスタ等からなる受光素子70bとから構成されている。
【0041】
なお、上記光学濃度センサ7としては、図5(b)に示すように、拡散光を検知する拡散反射型のセンサを用いてよい。また、鏡面反射型のセンサと拡散反射型のセンサの双方を用いても良い。この場合には、鏡面反射成分と散乱光成分の両方の値に基づいてトナー濃度を検知することにより、トナー濃度の検知精度を一層向上させることが可能となる。
【0042】
ところで、本実施態様に係るフルカラープリンタ100では、この光学濃度センサ7を濃度制御時のトナーパッチの濃度計測に使用している。ゼログラフィ方式等では、静電気を利用しているため、環境変動や経時によって画像濃度が変動しやすい。このため、環境変動や経時変化等に対して、画像形成モード(画像形成動作)とは別に、プロセスコントロールモード(濃度制御動作)を設けてトナーパッチの濃度を計測しつつ電子写真プロセスを制御することが好ましい。
【0043】
このプロセスコントロールモードとしては、各現像装置13Y〜K内のトナー濃度(現像剤内のトナーとキャリアとの比率)を制御するTCプロセスコントロールモード(トナー濃度制御モード)と、最終的に用紙上に転写されるトナー像のトナー濃度を制御する電位プロセスコントロールモード(画像濃度制御モード)とが存在する。これらのプロセスコントロールモードのいずれの場合も、感光体や中間転写体、あるいは用紙への転写ロール、転写ベルト等の画像濃度検知媒体(像担持体)の表面に、テスト用のトナーパッチを形成し、その濃度を光学濃度センサで検知し、様々な画像形成プロセス(画像形成条件)を制御するが、それぞれのプロセスコントロールの特性により、好ましい画像濃度検知媒体が異なる。
【0044】
すなわち、TCプロセスコントロールモードにおいては、各現像装置13Y〜K内のトナーとキャリアの比率をより正確に検知することができるように、各現像装置13Y〜Kに近接する画像濃度検知媒体、例えば各感光体ドラム10Y〜K表面のトナーパッチを検知することが好ましい。一方、電位プロセスコントロールモードにおいては、用紙上のトナー濃度をより正確に検知できるように、用紙に近接する画像濃度検知媒体、例えば二次中間転写ドラム22や最終転写ロール30表面のトナーパッチを検知することが好ましい。
【0045】
しかし、感光体ドラム10Y〜K上でトナーパッチを検知するには、各感光体ドラム10Y〜Kに対して、つまり4つの光学濃度検知手段が必要となってしまう。第1及び第2の一次中間転写ドラム21a,21b 上であれば、2つの光学濃度検知手段で良い。二次中間転写ドラム22上あるいは最終転写ロール30上であれば、1つの光学濃度検知手段で良い。
【0046】
そこで、本実施態様では、装置の構成の簡易性を重視して単一の光学濃度センサ7を用い、両プロセスコントロールモードのいずれの場合も最終転写ロール30上のトナーパッチを検知することとした。その一方で、TCプロセスコントロールモードにおいて、各現像装置13Y〜K内のトナーとキャリアの比率を(複数回の転写を経る最終転写ロール30上においても)できるだけ正確に検知することができるように、TCプロセスコントロールモードでの転写率は、特に高くなるように、例えば感光体ドラム10Y〜K上に形成されるテストパッチトナー像のトナー量が、最終転写ロール30上に、90% 以上、あるいは95% 以上転写されるように、画像形成条件を制御することとした。
【0047】
図6は、本実施の形態に係るフルカラープリンタ100の画像形成条件制御系を説明するブロック図である。
【0048】
同図に示すように、この制御系は、画像形成条件制御部60を中心として構成されており、この画像形成条件制御部60へ信号を入力する入力部としては、最終転写ロール30上のトナー濃度を計測する光学濃度センサ7、フルカラーカラープリンタ100内の温度及び湿度を計測する環境センサ8のほか、フルカラープリンタ100のモード、印字速度、多色又は単色の別の各情報を入力する主制御部61が挙げられる。なお、これら画像形成条件制御部60、主制御部61はいずれもプリンタ本体101のコントロールユニット6内に機能的に実現されている。
【0049】
一方、画像形成条件制御部60から信号が出力される出力部としては、各帯電ロール11Y〜Kに対して帯電電圧を印加する帯電用電源部110Y〜K、各色に対応するレーザ光12Y〜Kを照射する露光装置ユニット12、各現像ロール130Y〜Kに対して現像バイアス電圧を印加する現像用電源部131Y〜K、各トナー供給フレキシブルパイプ15Y〜K(の駆動部)、第一、第二の一次中間転写ドラム21a、bに一次転写電圧を印加する一次転写用電源部210a、b、二次中間転写ドラム22に二次転写電圧を印加する二次転写電源部220、最終転写ロール30に最終転写電流を印加する最終転写電源部300、第一、第二の一次クリーニングロール23a、bにそれぞれ一次クリーニング電圧を印加する一次クリーニング電源部230a、b、二次クリーニングロール24に二次クリーニング電圧を印加する二次クリーニング電源部240が挙げられる。
【0050】
画像形成条件制御部60には、主制御部61からフルカラープリンタ100のモード(画像形成モード、電位プロセスコントロールモード、TCコントロールモードの別)、印字速度(8PPM又は16PPMの別)、印字色(多色又は単色の別)をそれぞれ示す信号が、光学濃度センサ7からトナーパッチPのトナー濃度を示す信号が、環境センサ8からフルカラープリンタ100内の温度及び湿度をそれぞれ示す信号が入力される。そして、これらの入力される信号と、画像形成条件制御部60が予め備えている画像形成条件に基づいて用紙S上に画像Iとしてのトナー画像を形成する。また、これらの入力される信号と、画像形成条件制御部60が予め備えている画像形成条件及びトナーパッチ作成条件とに基づいて、最終転写ロール30上にトナーパッチP1としてのトナー画像を形成する。さらに、これらの入力される信号と、画像形成条件制御部60が備えている画像形成条件及びトナーパッチ作成条件とに基づいて、最終転写ロール30上にトナーパッチP2としてのトナー画像を形成する。
【0051】
ここで、主制御部61が電位プロセスコントロールモードが必要であると判断する条件としては、例えば、フルカラープリンタ100へ電源が投入された直後である場合、前回の電位プロセスコントロールモードから所定枚数の画像形成を(画像形成モードにおいて)行っている場合、ユーザからの明示の指示がある場合などが挙げられる。同様に、主制御部61がTCプロセスコントロールモードが必要であると判断する条件としては、例えば、フルカラープリンタ100へ電源が投入された直後である場合、前回のTCプロセスコントロールモードから所定枚数の画像形成を(画像形成モードにおいて)行っている場合、ユーザからの明示の指示がある場合などが挙げられる。以下、各コントロールモードの動作について詳細に説明する。
【0052】
○電位プロセスコントロールモード
まず、主制御部61からフルカラープリンタ100のモード(画像形成モード、電位プロセスコントロールモード、TCコントロールモードの別)が、環境センサ8からフルカラープリンタ100内の温度及び湿度が、主制御部61から印字速度及び印字色を示す信号がそれぞれ入力されると、画像形成条件制御部60は、予め記憶している画像形成条件及びトナーパッチ作成条件の中から、状況に応じた適切なものを選択する。
【0053】
例えば、主制御部61からモードが電位プロセスコントロールモード、印字速度が16PPM、印字色が多色(カラー)、環境センサ8から温湿度が基準環境であるとの信号が入力される場合には、画像形成条件制御部60は、画像形成条件について、一次中間転写ドラム21a、bへ印加する一次転写電位として画像形成モードと同一の400〔V〕を、二次中間転写ドラム22へ印加する二次転写電位として900〔V〕を、最終転写ロール30へ印加する最終転写電流として6〔μA〕を、一次クリーニングロール23a、bへ印加する一次クリーニング電圧として190〔V〕を、二次クリーニング電圧として210〔V〕を、感光体ドラム10の(目標)帯電電位として−300〔V〕を、現像バイアス電圧の直流成分として−200〔V〕をそれぞれ選択する。また、画像形成条件制御部60は、トナーパッチ作成条件としてカバレッジインプット33.3%を選択する。
【0054】
このように選択された画像形成条件及びトナーパッチ作成条件に基づいて、フルカラープリンタ100は最終転写ロール30上にトナーパッチとしてのトナー像P1を形成し、電位プロセスコントロールを行う。
【0055】
図7は、電位プロセスコントロールVCの動作を説明するフローチャートである。以下、このフローチャートに基づいて、電位プロセスコントロールVCの動作をより詳細に説明する。
【0056】
まず、トナーパッチP1が転写されていない状態で、最終転写ロール30の表面を光学濃度センサ7 で検知し、このときの光学濃度センサ7 の出力Vcln を記憶しておく(ステップST101)。次に、先に説明した画像形成条件及びトナーパッチ作成条件に基づいてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色につき、トナーパッチP1(Y)〜(K)を、図8(a)に示すように、最終転写ロール30上に形成する(ステップST102)。
【0057】
図8(a)は、最終転写ロール30の軸方向中央部に形成されるトナーパッチP1を説明するものである。このトナーパッチP1は、最終転写ロール30の回転方向において、イエローP(Y)、シアンP(C)、マゼンタP(M)、ブラックP(K)の順に形成され、各トナーパッチP1のサイズは副走査方向Xに11〔mm〕、主走査方向Yに12〔mm〕であり、各トナーパッチP1の間隔Dは3〔mm〕となるように構成される。なお、本実施態様では、各トナーパッチP1は最終転写ロール30の軸方向中央部に形成されるが、図8(b)に示すように、最終転写ロール30の軸方向端部に形成させるものでもよい。その際には、光学濃度センサ7の設置位置を変更することが必要である。
【0058】
その後、上記最終転写ロール30上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーパッチP1(Y)〜(K)領域内を、図9(a)に示すように、光学濃度センサ7 で0.5 mmのピッチで16点検知して平均値Vpatch を求める(ステップST103)。なお、ここでは、図9(a)に示すように、鏡面反射型の光学濃度センサ7 を用いているが図9(b)に示すように拡散光を検知する拡散反射型のセンサを用いてよいし、両方のセンサを用いてもよい。
【0059】
そして、各色の平均値を最終転写ロール30の素面(トナーパッチP1が転写されていない状態)の値で割った比Vpatch /Vcln を、濃度の代用値とする(ステップST104)。ここで、最終転写ロール30の素面の値との比をとるのは、当該最終転写ロール30素面の反射率の変動やLED発光量変動を補正するためである。
【0060】
この結果、各色に対してVpatch /Vcln を所定値と比較し(ステップST105)、求めたトナーパッチP1の濃度が所定の濃度より低い場合は、画像形成条件制御部60はその差に応じて現像バイアス電圧の直流成分Vdcの絶対値をより大きくし、同時に(帯電ロール11への印加電圧の絶対値を上げてその結果として)感光体ドラム10の帯電電位Vの絶対値をより大きくする(ステップST106)。こうすることにより、図10(b)に示すように、現像ロール130と感光体ドラム10上の画像部分との間に形成される現像方向の電界が大きくなり、現像されるトナー量が増加し、画像濃度が上昇する。
【0061】
反対に、求めたトナーパッチP1の濃度が所定の濃度より高い場合は、画像形成条件制御部60はその差に応じて現像バイアス電圧の直流成分Vdcの絶対値をより小さくし、同時に(帯電ロール11への印加電圧の絶対値を下げその結果として)感光体ドラム10の帯電電位Vの絶対値をより小さく(ステップST106)。こうすることにより、図10(c)に示すように、現像ロール130と感光体ドラム10上の画像部分との間に形成される現像方向の電界が小さくなり、現像されるトナー量が減少し、画像濃度が下降する。
【0062】
○TCプロセスコントロールモード
トナー補給は、プリント画像信号から画像密度を計測して、その結果に応じて使用されるトナー量に相当するトナーを補給するように補給時間を制御している。しかし、この方法では、現像量が変動すると使用されるトナー量が変動してしまい、補給されるトナー量とのバランスがずれて、現像装置13中のトナー濃度が変動してしまう。このため、トナーパッチP2を作成して濃度を検出し、その結果に応じてトナー補給量に補正をかける。
【0063】
まず、主制御部61からフルカラープリンタ100のモード(画像形成モード、電位プロセスコントロールモード、TCコントロールモードの別)が、環境センサ8からフルカラープリンタ100内の温度及び湿度が、主制御部61から印字速度及び印字色を示す信号がそれぞれ入力されると、画像形成条件制御部60は、予め記憶している画像形成条件及びトナーパッチ作成条件の中から、状況に応じた適切なものを選択する。
【0064】
例えば、主制御部61からモードが電位プロセスコントロールモード、印字速度が16PPM、印字色が多色(カラー)、環境センサ8から温湿度が基準環境であるとの信号が入力される場合には、画像形成条件制御部60は、画像形成条件について、一次中間転写ドラム21a、bへ印加する一次転写電位として360〔V〕を、二次中間転写ドラム22へ印加する二次転写電位として810〔V〕を、最終転写ロール30へ印加する最終転写電流として6〔μA〕を、一次クリーニングロール23a、bへ印加する一次クリーニング電圧として190〔V〕を、二次クリーニング電圧として210〔V〕を、感光体ドラム10の(目標)帯電電位として−289〔V〕を、現像バイアス電圧の直流成分として−200〔V〕をそれぞれ選択する。また、画像形成条件制御部60は、トナーパッチ作成条件としてカバレッジインプット100%を選択する。
【0065】
このように選択された画像形成条件及びトナーパッチ作成条件に基づいて、フルカラープリンタ100は最終転写ロール30上にトナーパッチとしてのトナー像P2を形成し、TCプロセスコントロールを行う。
【0066】
図11は、TCプロセスコントロールの動作を説明するフローチャートである。以下、このフローチャートに基づいて、TCプロセスコントロールの動作をより詳細に説明する。
【0067】
まず、画像形成条件制御部60は、トナーパッチP2が転写されていない状態で、最終転写ロール30の表面を光学濃度センサ7 で検知し、このときの光学濃度センサ7 の出力Vcln を記憶しておく(ステップST201)。次に、先に説明した画像形成条件及びトナーパッチ作成条件に基づいて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色につき、トナーパッチP2(Y)〜(K)を、図8(a)に示すように、最終転写ロール30上に形成する(ステップST202)。ここで、画像形成モードや電位プロセスコントロールモードとは異なり、このTCプロセスコントロールモードにおいては現像バイアス電圧は直流成分のみで現像され、交流成分は重畳されていない。
【0068】
その後、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーパッチP2(Y)〜(K)領域内を、図9(a)に示すように、光学濃度センサ7 で0.5 mmのピッチで16点検知して平均値Vpatch を求める(ステップST203)。なお、ここでは、図9(a)に示すように、鏡面反射型の光学濃度センサ7 を用いているが図9(b)に示すように拡散光を検知する拡散反射型のセンサを用いてよいし、両方のセンサを用いてもよい。
【0069】
そして、各色の平均値を最終転写ロール30の素面(トナーパッチP2が転写されていない状態)の値で割った比Vpatch /Vcln を、濃度の代用値とする(ステップST204)。
【0070】
この結果、求めたトナーパッチ濃度が所定濃度T:Target(目標値)より低い場合は、画像形成条件制御部60は、トナー濃度が低いので、その差に応じて、予めプリント画像信号から画像密度を計測して(ステップST210)決定されるトナー供給量(ステップST220)よりもトナー補給量を増加させるように補正する(ステップST206)。反対にテストパッチが所定濃度より高い場合は、画像形成条件制御部60は、トナー濃度が高いので、その差に応じて、予めプリント画像信号から画像密度を計測して(ステップST210)決定されるトナー供給量(ステップST220)よりもトナー補給量を減少させるように補正する(ステップST208)。
【0071】
ここでは例えば、トナーパッチP2の濃度が所定濃度Tより低かった場合には、各トナー供給フレキシブルパイプ15Y〜Kの駆動部の駆動時間が規定時間よりも長くなるように画像形成条件制御部60は、各パイプ15Y〜Kの駆動部を制御する(図6参照)。
【0072】
○所定濃度Tの補正
本発明者らの更なる研究の結果、上記TCプロセスコントロールモードではトナー濃度にバラツキが生じてしまうおそれがあることが明らかとなった。すなわち、画像密度の低い画像を連続して出力すると、制御されるトナー電荷量が低下しトナー濃度が上昇し、反対に高画像密度の画像を連続して出力すると、トナー電荷量が上昇しトナー濃度が低下してしまうということである。そのため、本実施形態では、次のような所定濃度Tの補正を行っている。
【0073】
図12は、この所定濃度Tの補正動作を説明するフローチャートである。すなわち、このフルカラープリンタ100では、画像形成条件制御部60は、前回のTCプロセスコントロールモード(i)から次回のTCプロセスコントロールモード(i+1)までの間に出力される画像の平均画像密度Mを各色毎に計算している(ST301)。そして、次回のTCプロセスコントロールモード(i+1)にこの得られた平均画像密度Mを、予めNVRAMに記録された設定値m1、m2と比較する(S302)。
【0074】
ここで、平均画像密度Mが設定値m1以下、設定値m2以上の場合(m2≦M≦m1)は、所定濃度Tはそのまま(T=T)である(ST304)。一方、平均画像密度Mが設定値m1より高い場合(m1<M)は、所定濃度Tは予めNVRAMに記録された設定値t1を引いた値(T=T−t1:t1>0)に更新される(ST303)。他方、平均画像密度Mが設定値m2より低い場合(M<m2)は、所定濃度Tは予めNVRAMに記録された設定値t2を足した値(T=T+t2:t2>0)に更新される(ST305)。なお、このとき所定濃度Tは数値が低くなるほどトナー濃度が高くなり、高くなるほどトナー濃度が低くなる値である。
【0075】
本実施形態では設定値m1を約20%、設定値t1を約2%となるような数値に設定した。設定値m1の20%はPatch〜Patch間の平均画像密度を表しています。設定値t1の2%はトナー濃度TCの変動を表しています。つまり、Patch〜Patch間の平均画像密度が20%を越えたときには、トナー濃度TCを従来より2%上昇させるように目標トナー濃度ターゲットを変更するということです。
本実施例ではm2及びt2は設定されていません。またはm2若しくはt2のいずれかが0%に設定されているともいえます。
【0076】
実験
本実施形態に係るフルカラープリンタ100において、所定濃度Tを補正する効果を確認するために、次のような実験を行なった。まず、本実施形態に係るフルカラープリンタ100にて各色とも平均画像密度が1%となるような画像(画像密度「低」)を1000枚、その後各色の平均画像密度がY:40%,M:18%,C:41%,K:4%となるような画像(画像密度「高」)を1000枚走行した。高画像密度画像走行は本発明を実施した場合(所定濃度Tを補正する場合)と、実施しない場合(所定濃度Tを補正しない場合)について行った。
【0077】
【表1】

Figure 2005017627
表1は、この実験結果を示すものである。画像密度が高くないK色は画像密度「低」「高」ともほとんど同じトナー濃度となった。また、画像密度が比較的高いが設定値「m」には達しないM色の場合、画像密度「高」は画像密度「低」よりトナー濃度TCが低下するが、本発明の適用の有無では差は見られなかった。一方、画像密度が設定値「m」を大きく上回るY色・C色の場合、画像密度「高」は画像密度「低」よりトナー濃度TCが大きく低下するが、本発明を適用した場合は、適用しない場合に比べてトナー濃度TCが約2%上昇していることが判る。
【0078】
そして、本発明を適用してプリントした画像は画像密度「低」「高」の場合とも良好な結果が得られたが、本発明を適用せずプリントした画像は画像密度「高」のとき特にC色でトナー濃度TCの低下による画像乱れが見られた。
【0079】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、出力される画像の特性(高密度画像か低密度画像かの別など)に影響されることなく安定的に高品質のトナー像を生産性を維持しつつ出力することが出来る画像形成装置を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施態様に係るフルカラープリンタの断面概略図である。
【図2】図2は、図1に示すフルカラープリンタの画像形成部をより詳細に説明するものである。
【図3】図3は、最終転写ロールの断面を説明するものである。
【図4】図4は、最終転写ロールの周辺構成を詳細に説明するものである。
【図5】図5は、光学濃度センサ本体の構成及び動作を説明するものである。
【図6】図6は、図1に示すフルカラープリンタの画像形成条件制御系説明する機能ブロック図である。
【図7】図7は、電位プロセスコントロールモードの動作を説明するフローチャートである。
【図8】図8は、最終転写ロール上に形成されるトナーパッチを説明するものである。
【図9】図9は、光学濃度センサ本体の構成及び動作を説明するものである。
【図10】図10は、帯電電位及び現像バイアス電位の調整を説明するものである。
【図11】図11は、TCプロセスコントロールモードの動作を説明するフローチャートである。
【図12】図12は、TCプロセスコントロールモードの所定濃度Tの補正手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
100…フルカラープリンタ(画像形成装置)、1…画像形成ユニット(画像形成手段)、6…コントロールユニット、60…画像形成条件制御部(濃度制御手段、目標補正手段)、61…主制御部(検知手段、濃度制御手段)、12…露光装置ユニット(画像形成手段)、14…トナーカートリッジ(画像形成手段)、15…トナー供給フレキシブルパイプ(画像形成手段)、10…感光体ドラム(像担持体)、11…帯電ロール、13…現像装置(画像形成手段)、130…現像ロール、21…一次中間転写ドラム(一次中間転写体)、22…二次中間転写ドラム(二次中間転写体)、30…最終転写ロール(最終転写体)、7…光学濃度センサ(検知手段)、70a…発光素子、70b…受光素子、8…環境センサ、9…表示パネル(表示手段)、P…トナーパッチ(画像濃度制御用検知パッチ又はトナー濃度制御用検知パッチ)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system (electrostatic transfer system) such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multifunction machine of these, and more particularly to an improvement in density control technology of the image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2002-365944
[0003]
2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses such as copying machines and printers using an electrophotographic system (electrostatic transfer system) are widely known. The toner density control of the conventional image forming apparatus using the two-component development is based on a so-called pixel count method in which the output image density is measured and a necessary toner amount corresponding to the density is supplied to the developing apparatus. . However, since this pixel count method has a large error, it is common to use a method for forming a toner density measurement patch at a predetermined interval and adjusting the amount of toner to be supplied according to the patch density. (See Patent Document 1).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, it has been clarified that the above method may cause variations in the toner density to be controlled depending on the image density of the output image. That is, if images with low image density are output continuously, the toner charge amount to be controlled increases and the toner density increases. Conversely, if images with high image density are output continuously, the toner charge amount decreases and the toner That is, the concentration will decrease.
[0005]
This is due to the fact that the developing device has also been downsized due to the recent downsizing of the apparatus. When the developing unit is downsized, not only the amount of developer in the developing unit is reduced, but also the internal mechanism is simplified, so that the toner is easily consumed without being sufficiently charged. When images having a low image density are continuously printed, less toner is consumed, so that the toner in the developing device has a longer stirring time with the developer and the amount of charge increases. Therefore, when toner density adjustment (control) is performed, the toner density is increased in an attempt to reduce the toner charge amount.
[0006]
On the other hand, when images with a high image density are continuously printed, the amount of toner consumed is large, so that the toner supplied to the developing device is consumed without being sufficiently charged, and the toner charge amount in the developing device decreases. Therefore, when toner density adjustment (control) is performed, the toner density is lowered to increase the toner charge amount. However, toner that is not partly developed remains selectively on the developing roll, and this toner passes through the trimmer section many times, resulting in high charge, so that the toner charge amount on the developing roll appears to be high.
[0007]
As a result, when low-density images are continuously output, toner cloud is likely to occur due to an increase in toner density, which may cause fogging and in-machine contamination. Further, when high-density images are continuously output, image quality may be deteriorated due to deterioration in transferability due to a decrease in toner charge amount, carrier photoconductor adhesion due to toner concentration decrease, and image omission due to insufficient toner supply may occur.
[0008]
The present invention has been made in view of such technical problems, and the object thereof is stable without being affected by the characteristics of an output image (such as whether it is a high-density image or a low-density image). In particular, an image forming apparatus capable of outputting a high-quality toner image while maintaining productivity is provided at low cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention includes an image forming unit that includes a developing unit and forms a toner image on a carrier, a density measuring unit that measures the density of the toner image, and a patch as a toner image for density measurement on the image forming unit. A density control unit that performs a density control operation at a predetermined timing to form and control the amount of toner supplied to the developing unit so that the density measurement unit measures the density of the patch, and the density reaches a predetermined target value; The image forming apparatus includes a target correcting unit that corrects the target value based on an image forming operation other than the density control operation.
[0010]
Here, the target correction means can be configured to correct the target value based on the image density during the image forming operation (between one density control operation and the next density control operation). Specifically, the target correction unit increases the toner density when the image density during the image forming operation (between one density control operation and the next density control operation) is higher than a reference value. If the image density during the image forming operation (between one density control operation and the next density control operation) is lower than the reference value, the toner density is reduced. The target value can be corrected.
[0011]
Further, the target correction means can be configured to correct the target value based on the toner charge amount during the image forming operation (between one density control operation and the next density control operation). . Specifically, the target correction means determines that the toner density is higher when the charge amount of the toner during the image forming operation (between one density control operation and the next density control operation) is higher than a reference value. When the target value is corrected so as to be high, and the toner charge amount during the image forming operation (between one density control operation and the next density control operation) is lower than the reference value, the toner density is The target value can be corrected so as to be lower.
[0012]
The image forming means includes four photoconductors corresponding to yellow, cyan, magenta, and black, a first primary intermediate transfer member in contact with two of the four photoconductors, and the remaining two. A second primary intermediate transfer member in contact with the photoconductor, one secondary intermediate transfer member in contact with the first and second primary intermediate transfer members, and a final transfer member in contact with the secondary intermediate transfer member; It can comprise.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0014]
Embodiment FIG. 1 shows a full-color printer 100 as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows in more detail the main part of image formation of the full-color printer 100 shown in FIG. In addition, the arrow in FIG. 2 has shown the rotation direction of each rotation member. The basic configuration of the image forming apparatus and the operation of the image forming mode will be described below.
[0015]
As shown in FIG. 1, the full-color printer 100 is roughly composed of a printer main body 101 and a paper feed tray unit 102. The printer main body (image forming means) 101 includes image forming unit 1, exposure device unit 12, toner cartridges 14Y to K for yellow Y, magenta M, cyan C, and black K, and toner cartridges 14Y to 14K. The toner supply flexible pipes 15Y to 15K, the control unit 6, the power supply unit 5, and the fixing unit 4 are provided.
[0016]
Also, from the paper feed tray 102 to the paper discharge tray 103 of the printer main body 101, a feed roll pair 41, a first transport roll pair 42, a registration roll pair 43, a second transport roll pair 45 (in the fixing unit 4), a third A conveyance roll pair 46 and a discharge roll pair 47 are provided.
[0017]
Further, as shown in FIG. 2, the image forming unit 1 of the printer main body 101 includes photosensitive drums (image carriers) 10Y to 10K corresponding to the respective colors of yellow Y, magenta M, cyan C, and black K, and these photosensitive members. Charging rolls 11Y-K for primary charging that come into contact with the drums 10Y-K, developing devices (two-component developing means) 13Y-K corresponding to the respective colors, and two of the four photosensitive drums 10Y-K. The first primary intermediate transfer drum 21a in contact with the body drums 10Y and 10M, the second primary intermediate transfer drum 21b in contact with the other two photosensitive drums 10C and K, and the first and second primary intermediate transfer drums. The main part is composed of a secondary intermediate transfer drum 22 that contacts the drums 21 a and 21 b and a final transfer roll (final transfer body) 30 that contacts the secondary intermediate transfer drum 22. The final transfer roll 30 is configured to be detachable from the printer main body 101.
[0018]
The photosensitive drums 10Y to 10K are arranged at a constant interval so as to have a common tangential plane M 1. Further, the first primary intermediate transfer drum 21a and the second primary intermediate transfer drum 21b have a surface target relationship in which each rotation axis is parallel to the photosensitive drums 10Y to 10K and a predetermined target surface is a boundary. It is arranged to be. Further, the secondary intermediate transfer drum 22 is arranged so that the rotational axes thereof are parallel to the photosensitive drums 10Y to 10K.
[0019]
A signal corresponding to the image information for each color is rasterized by an image processing unit (not shown) and input to the exposure apparatus unit 12. In this exposure apparatus unit 12, laser beams 12Y to 12K corresponding to the respective colors of yellow Y, magenta M, cyan C, and black K are modulated and irradiated to the corresponding photosensitive drums 10Y to 10K.
[0020]
Around each of the photosensitive drums 10Y to 10K, an image forming process for each color is performed by a known electrophotographic method. First, as the photoconductor drums 10Y to 10K, for example, photoconductor drums using an OPC photoconductor having a diameter of 20 mm are used, and these photoconductor drums 10Y to 10K rotate at a rotation speed of 95 mm / sec, for example. Driven. As shown in FIG. 2, the surface of the photosensitive drums 10 </ b> Y to 10 </ b> K is charged to about −300 V, for example, by applying a DC voltage of about −840 V to charging rolls 11 </ b> Y to K as contact type charging devices. Is done. The contact-type charging device includes a roll type, a film type, a brush type, and the like, but any type may be used. In this embodiment, a charging roll generally used in an electrophotographic apparatus in recent years is employed. Further, in order to charge the surfaces of the photoconductor drums 10Y to 10K, in this embodiment, a charging method in which only DC is applied is used, but a charging method in which AC + DC is applied may be used.
[0021]
Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 10Y to 10K are irradiated with laser beams 12Y to 12K corresponding to the respective colors of yellow Y, magenta M, cyan C, and black K by a laser optical unit (not shown) as an exposure device. An electrostatic latent image corresponding to the input image information is formed. When the electrostatic latent image is written by the laser optical unit, the surface potential of the image exposure portion of the photosensitive drums 10Y to 10K is neutralized to about −60V or less.
[0022]
The electrostatic latent images corresponding to the colors of yellow Y, magenta M, cyan C, and black K formed on the surfaces of the photosensitive drums 10Y to 10K are developed by the corresponding color developing devices 13Y to 13K. The toner images are visualized as toner images of the respective colors on the photosensitive drums 10Y to 10K.
[0023]
The developing devices 13Y to 13K are filled with two-component developers including toners of different colors, yellow Y, magenta M, cyan C, and black K, and a carrier. As the type of toner used, pulverized toner and spherical toner are conceivable, but in this embodiment, spherical toner is used. Note that an irregularly shaped toner such as pulverized toner has a large contact surface with respect to the adhesion surface, and therefore has a large adhesion force and is difficult to transfer to the transfer destination surface. On the other hand, since spherical toner has a small contact surface with respect to the adhesion surface, the adhesion force is small and the transfer efficiency is high. As a method for producing a spherical toner, a method of subjecting a toner produced by an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, a dissolution suspension method or a kneading pulverization method to a heat treatment is known. The spherical toner refers to toner having M1 ≦ 125, preferably M1 ≦ 120, when the shape factor M1 is expressed by the following equation. M1 = (π · dmax2 / 4A) × 100 (dmax: maximum toner diameter, A: cross-sectional area of toner)
[0024]
These developing devices 13Y to 13K are replenished with toner of each color from the toner cartridges 14Y to 14K shown in FIG. The replenished toner is sufficiently agitated with the carrier by the auger 133 and frictionally charged to a negative polarity. Inside the developing roll 130, a magnet roll (not shown) having a plurality of magnetic poles arranged at a predetermined angle is arranged in a fixed state. By the paddle 132 that conveys the developer to the developing roll 130, the amount of the developer conveyed to the vicinity of the surface of the developing roll 130 is regulated by the developer amount regulating member 131. In this embodiment, the amount of the developer on the developing roll 130 is 30 to 50 g / m. 2 At this time, the charge amount of the toner existing on the developing roll 130 is about 20 to 35 μC / g.
[0025]
The toner supplied onto the developing roll 130 is in the form of a magnetic brush composed of a carrier and toner by the magnetic force of the magnet roll, and this magnetic brush is in contact with the photosensitive drums 10Y to 10K. A developing bias voltage of AC + DC is applied to the developing roll 130 to develop the toner on the developing roll 130 into an electrostatic latent image formed on the photosensitive drums 10Y to 10K, thereby forming a toner image. In this embodiment, the development bias voltage has an AC component of 4 kHz and 1.5 kVpp, and a DC component of about −200V.
[0026]
Next, the toner images of the respective colors of yellow Y, magenta M, cyan C, and black K formed on the photosensitive drums 10Y to 10K are converted into the first primary intermediate transfer drum 21a and the second primary intermediate transfer drum. The primary transfer is electrostatically performed on 21b. That is, the yellow Y and magenta M toner images formed on the photosensitive drums 10Y and 10M are cyan C and black K formed on the photosensitive drums 10C and K on the first primary intermediate transfer drum 21a. The color toner images are primarily transferred onto the second primary intermediate transfer drum 21b. Accordingly, on the first primary intermediate transfer drum 21a, the single color image transferred from either the photosensitive drum 10Y or 10M and the two color toner images transferred from both the photosensitive drums 10Y and 10M are superimposed. A double color image is formed. In addition, similar single color images and double color images are formed on the second primary intermediate transfer drum 21b from the photosensitive drums 10C and 10K.
[0027]
The surface potential necessary for electrostatically transferring the toner images from the photosensitive drums 10Y to 10K onto the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b is about +250 to 500V. This surface potential is set to an optimum value depending on the charged state of the toner, the ambient temperature, and the humidity. The ambient temperature and humidity can be easily known by detecting the resistance value of a member having a characteristic that the resistance value varies depending on the ambient temperature and humidity. As described above, when the charge amount of the toner is in the range of 20 to 35 μC / g and is in a normal temperature and humidity environment, the surface potentials of the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b are: About + 400V is desirable.
[0028]
The first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b used in this embodiment are, for example, formed with an outer diameter of 42 mm and an electric resistance value R of 10. 8 It is set to about Ω. The first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b are single-layered or multiple-layered cylindrical rotating bodies whose surfaces are flexible or elastic, and are generally made of Fe, Al, or the like. A low resistance elastic rubber layer (R = 10) typified by conductive silicone rubber or the like on a metal pipe as a metal core. 2 -10 3 Ω) is provided in a thickness of about 0.1 to 10 mm. Furthermore, the outermost surfaces of the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b are typically high release layers (R = 10) having a thickness of 3 to 100 μm of fluororubber in which fluororesin fine particles are dispersed. 5 -10 9 Ω) and bonded with a silane coupling agent-based adhesive (primer).
[0029]
What is important here is the resistance value and the releasability of the surface, and the resistance value of the high release layer is R = 10. 5 -10 9 The material is not particularly limited as long as it is about Ω and has a high releasability. The first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b are respectively attached with first and second primary cleaning rollers 23a and 23b so as to be driven to rotate. Each of these primary cleaning rolls 23a and 23b is configured by covering a metal roll body with a flocking tape of a conductive brush, and a predetermined cleaning bias is applied thereto.
[0030]
The single-color or double-color toner images formed on the first and second primary intermediate transfer drums 21 a and 21 b in this way are electrostatically secondary-transferred onto the secondary intermediate transfer drum 22. Accordingly, a final toner image from a single color image to a quadruple color image of yellow Y, magenta M, cyan C, and black K is formed on the secondary intermediate transfer drum 22.
[0031]
The surface potential necessary for electrostatically transferring the toner images from the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b onto the secondary intermediate transfer drum 22 is about +600 to 1200V. This surface potential becomes an optimum value depending on the charged state of the toner, the ambient temperature, and the humidity, as in the case of transferring from the photosensitive drums 10Y to 10K to the first primary intermediate transfer drum 21a and the second primary intermediate transfer drum 21b. Will be set. Further, since what is necessary for the transfer is a potential difference between the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b and the secondary intermediate transfer drum 22, the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b have different potentials. It is necessary to set the value according to the surface potential. As described above, the charge amount of the toner is in the range of 20 to 35 μC / g, is in a normal temperature and humidity environment, and the surface potential of the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b is about + 400V. In this case, the surface potential of the secondary intermediate transfer drum 22 is set to about + 800V, that is, the potential difference between the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b and the secondary intermediate transfer drum 22 is set to about + 400V. It is desirable to do.
[0032]
For example, the secondary intermediate transfer drum 22 used in this embodiment has an outer diameter of 42 mm, which is the same as the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b, and has a resistance value of 10 mm. 11 It is set to about Ω. Similarly to the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b, the secondary intermediate transfer drum 22 is a single-layered or cylindrical rotating body having a plurality of layers of flexible or elastic surfaces. In general, a low resistance elastic rubber layer (R = 10) represented by conductive silicone rubber or the like on a metal pipe as a metal core made of Fe, Al or the like. 2 -10 3 Ω) is provided in a thickness of about 0.1 to 10 mm. Further, the outermost surface of the secondary intermediate transfer drum 22 is typically formed by forming fluororubber in which fluororesin fine particles are dispersed as a high release layer having a thickness of 3 to 100 μm, and a silane coupling agent-based adhesive. (Primer).
[0033]
What is important here is the resistance value and the releasability of the surface as in the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b. However, the resistance value of the secondary intermediate transfer drum 22 needs to be set higher than that of the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b. Otherwise, the secondary intermediate transfer drum 22 will charge the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b, making it difficult to control the surface potential of the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b. Become. The material is not particularly limited as long as the material satisfies such conditions. A secondary cleaning roll 24 is attached to the secondary intermediate transfer drum 22 so as to be driven to rotate. The secondary cleaning roll 24 is configured by covering a metallic roll body with a flocking tape of a conductive brush, and a predetermined secondary cleaning bias is applied.
[0034]
Next, the final toner image from the single-color image to the quadruple-color image formed on the secondary intermediate transfer drum 22 is tertiary-transferred onto the paper S passing through the paper transport path P 2 by the final transfer roll 30. The The paper passes through the resist roll pair 43 through a paper feeding process, and is fed into the nip portion between the secondary intermediate transfer drum 22 and the final transfer roll 30. After this final transfer step, the final toner image formed on the paper is fixed by the fixing roll pair 44 in the fixing unit 4, and a series of image forming processes is completed.
[0035]
The final transfer roll 30 has an outer diameter of 20 mm, for example, and a resistance value R of 10 8 It is set to about Ω. As shown in FIG. 3, the final transfer roll 30 is configured by providing a coating layer 32 made of urethane rubber or the like on a metal shaft 31 and applying a coating on the coating layer 32 as necessary. The optimum voltage of the voltage applied to the final transfer roll 30 varies depending on the ambient temperature, humidity, paper type (resistance value, etc.), and is approximately +1200 to 5000V. In this embodiment, a constant current method is employed, and a current of about +10 μA is applied in a reference environment to obtain a substantially appropriate transfer voltage (+1600 to 2000 V).
[0036]
In these series of transfer processes, when the toner image passes through the transfer site of each transfer process, due to Paschen discharge or charge injection, a part of the positive toner in the (−) charged image has a reverse polarity ( +) May become charged toner. Since the (+) charged toner is not transferred to the next process but flows backward upstream, it adheres and accumulates on the charging devices 11Y to 11K having the highest negative potential. The portions of the charging devices 11Y to 11K to which the toner is attached are actively discharged, and the surface potential of the photosensitive drums 10Y to 10K tends to increase. Unevenness occurs in the surface potential of the photoconductive drums 10Y to 10K at a portion where no toner adheres. If unevenness occurs in the surface potential of the photoconductive drums 10Y to 10K, the latent image potential is uneven even if the image is uniformly exposed on the surface of the photoconductive drums 10Y to 10K in order to form an electrostatic latent image. As a result, a difference in development amount occurs, and density unevenness is particularly noticeable when a halftone image is to be developed.
[0037]
Therefore, in order to prevent the occurrence of density unevenness due to the toner adhering to the charging devices 11Y to 11K, in this embodiment, a predetermined timing such as before a printing operation, after a printing operation, or every predetermined number of sheets during continuous printing. The following cleaning operation is performed.
[0038]
The final transfer roll 30 is the most rotating member of the charging devices 11Y to K, the photosensitive drums 10Y to 10K, the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b, the secondary intermediate transfer drum 22, and the final transfer roll 30. By applying a voltage with a potential gradient in order so that the negative potential is increased, the (+) charged toner having the opposite polarity attached to and deposited on the charging devices 11Y to 11K during the printing operation is removed in the cleaning operation. The toner is transferred and moved sequentially to the final transfer roll 30 and collected by a cleaning device 31 including a final cleaning member 32 such as a blade provided in contact with the final transfer roll 30. As shown in FIG. 4, the cleaning device 31 includes a blade-like final cleaning member 32, a toner recovery box 33, a support frame 34, a static eliminator 35 provided on the support frame 34, and a bias plate 36. ing.
[0039]
In this embodiment, the surface potentials of the charging devices 11Y to 11K are 0V, the surface potentials of the photosensitive drums 10Y to 10K are −300V, the surface potentials of the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b are −800V, The surface potential of the secondary intermediate transfer drum 22 is set to -1300V, and the surface potential of the final transfer roll 30 is set to -2000V. This potential gradient is obtained by supplying a voltage to the metal parts (shafts and pipes) of each member. For example, the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b or the secondary intermediate transfer drum 22 are used. When a desired surface potential is obtained by the relationship of the resistance values of these members, the above method may be used. In such a negative application cleaning mode, that is, a (+) charged toner recovery mode having a reverse polarity, it is possible to prevent the occurrence of density unevenness due to the toner adhering to the charging devices 11Y to 11K.
[0040]
Around the cleaning device 31, an optical density sensor (density measuring means) 7 is positioned at an axially central portion of the final transfer roll 30 on the radial extension line on the outer periphery of the final transfer roll 30. Has been placed. The optical density sensor 7 includes a sensor main body 70 and a holder 71 for fixing the sensor main body 70. As shown in FIG. 5A, the optical density sensor 7 is a specular reflection type sensor that detects specular reflection light, and has a predetermined incident angle φ with respect to the detection position on the surface of the final transfer roll 30. In order to detect the specularly reflected light that is irradiated from the light emitting element 70a to the detection position on the surface of the final transfer roll 30 and is regularly reflected from the detection position, It is composed of a light receiving element 70b made of a phototransistor or the like disposed so as to be inclined with respect to a detection position on the surface of the transfer roll 30 by a reflection angle equal to the predetermined incident angle.
[0041]
As the optical density sensor 7, as shown in FIG. 5B, a diffuse reflection type sensor that detects diffused light may be used. Further, both a specular reflection type sensor and a diffuse reflection type sensor may be used. In this case, the toner density detection accuracy can be further improved by detecting the toner density based on both the specular reflection component and the scattered light component.
[0042]
By the way, in the full-color printer 100 according to this embodiment, the optical density sensor 7 is used for density measurement of the toner patch during density control. Since the xerographic method uses static electricity, the image density tends to fluctuate due to environmental changes and aging. For this reason, a process control mode (density control operation) is provided separately from the image formation mode (image formation operation) to control environmental changes, changes with time, etc., and control the electrophotographic process while measuring the toner patch density. It is preferable.
[0043]
The process control mode includes a TC process control mode (toner density control mode) for controlling the toner density (ratio of toner and carrier in the developer) in each of the developing devices 13Y to 13K, and finally on the paper. There is a potential process control mode (image density control mode) for controlling the toner density of the transferred toner image. In any of these process control modes, a test toner patch is formed on the surface of an image density detection medium (image carrier) such as a photosensitive member, an intermediate transfer member, a transfer roll to paper, or a transfer belt. The image density is detected by an optical density sensor and various image forming processes (image forming conditions) are controlled. However, a preferable image density detecting medium differs depending on the characteristics of each process control.
[0044]
In other words, in the TC process control mode, an image density detection medium close to each developing device 13Y-K, for example, each of the developing devices 13Y-K, for example, each so as to be able to detect the toner / carrier ratio in each developing device 13Y-K more accurately. It is preferable to detect toner patches on the surfaces of the photosensitive drums 10Y to 10K. On the other hand, in the potential process control mode, an image density detection medium close to the paper, for example, a toner patch on the surface of the secondary intermediate transfer drum 22 or the final transfer roll 30 is detected so that the toner density on the paper can be detected more accurately. It is preferable to do.
[0045]
However, in order to detect the toner patches on the photosensitive drums 10Y to 10K, it is necessary to provide four optical density detecting units for each of the photosensitive drums 10Y to 10K. Two optical density detectors may be used on the first and second primary intermediate transfer drums 21a and 21b. If it is on the secondary intermediate transfer drum 22 or the final transfer roll 30, one optical density detecting means may be used.
[0046]
Therefore, in this embodiment, the single optical density sensor 7 is used with emphasis on the simplicity of the configuration of the apparatus, and the toner patch on the final transfer roll 30 is detected in both the process control modes. . On the other hand, in the TC process control mode, the ratio of the toner and the carrier in each of the developing devices 13Y to 13K can be detected as accurately as possible (even on the final transfer roll 30 that has undergone a plurality of transfers). For example, the toner amount of the test patch toner image formed on the photosensitive drums 10Y to 10K is 90% or more on the final transfer roll 30 or 95 so that the transfer rate in the TC process control mode is particularly high. It was decided to control the image forming conditions so that the transfer was at least%.
[0047]
FIG. 6 is a block diagram illustrating an image forming condition control system of the full color printer 100 according to the present embodiment.
[0048]
As shown in the figure, this control system is configured with an image forming condition control unit 60 as a center, and an input unit for inputting a signal to the image forming condition control unit 60 is a toner on the final transfer roll 30. In addition to the optical density sensor 7 for measuring the density and the environmental sensor 8 for measuring the temperature and humidity in the full-color printer 100, the main control for inputting the mode, print speed, and other information of the multicolor or single color of the full-color printer 100. Part 61 may be mentioned. The image forming condition control unit 60 and the main control unit 61 are both functionally realized in the control unit 6 of the printer main body 101.
[0049]
On the other hand, the output unit from which the signal is output from the image forming condition control unit 60 includes charging power supply units 110Y to 110K for applying a charging voltage to the charging rolls 11Y to 11K, and laser beams 12Y to 12K corresponding to the respective colors. , The developing power supply units 131Y to 131K for applying a developing bias voltage to the developing rolls 130Y to 130K, the toner supply flexible pipes 15Y to 15K (driving units thereof), the first and the second. Primary transfer power supply units 210a and 210b for applying a primary transfer voltage to the primary intermediate transfer drums 21a and 21b, a secondary transfer power supply unit 220 for applying a secondary transfer voltage to the secondary intermediate transfer drum 22 and a final transfer roll 30. Primary cleaning for applying a primary cleaning voltage to the final transfer power supply unit 300 for applying the final transfer current and the first and second primary cleaning rolls 23a and 23b, respectively. Source unit 230a, b, include secondary cleaning power unit 240 that applies a secondary cleaning voltage to the secondary cleaning roller 24.
[0050]
From the main control unit 61 to the image forming condition control unit 60, the mode of the full-color printer 100 (separate image forming mode, potential process control mode, and TC control mode), printing speed (separate 8PPM or 16PPM), printing color (multiple A signal indicating the color or single color), a signal indicating the toner density of the toner patch P from the optical density sensor 7, and a signal indicating the temperature and humidity in the full-color printer 100 are input from the environment sensor 8. Then, a toner image as an image I is formed on the paper S based on these input signals and the image forming conditions provided in advance in the image forming condition control unit 60. Further, a toner image as the toner patch P1 is formed on the final transfer roll 30 based on these input signals and the image forming condition and toner patch creating condition provided in advance in the image forming condition control unit 60. . Further, a toner image as the toner patch P <b> 2 is formed on the final transfer roll 30 based on these input signals and the image forming condition and toner patch creating condition provided in the image forming condition control unit 60.
[0051]
Here, the condition for determining that the potential process control mode is required by the main control unit 61 is, for example, immediately after the full-color printer 100 is powered on, and a predetermined number of images from the previous potential process control mode. When forming (in the image forming mode), there is a case where there is an explicit instruction from the user. Similarly, a condition for determining that the TC process control mode is necessary for the main control unit 61 is, for example, immediately after the full color printer 100 is turned on, and a predetermined number of images from the previous TC process control mode. When forming (in the image forming mode), there is a case where there is an explicit instruction from the user. Hereinafter, the operation of each control mode will be described in detail.
[0052]
○ Potential process control mode
First, the main control unit 61 prints the full color printer 100 mode (image forming mode, potential process control mode, and TC control mode), and the environment sensor 8 prints the temperature and humidity in the full color printer 100 from the main control unit 61. When signals indicating the speed and the print color are input, the image forming condition control unit 60 selects an appropriate one according to the situation from the image forming conditions and toner patch forming conditions stored in advance.
[0053]
For example, when a signal indicating that the mode is the potential process control mode, the printing speed is 16 PPM, the printing color is multicolor (color), and the temperature and humidity is the reference environment from the environment sensor 8 is input from the main control unit 61. The image forming condition control unit 60 applies the same 400 [V] as the image forming mode to the secondary intermediate transfer drum 22 as the primary transfer potential to be applied to the primary intermediate transfer drums 21a and 21b. The transfer potential is 900 [V], the final transfer current applied to the final transfer roll 30 is 6 [μA], the primary cleaning voltage applied to the primary cleaning rolls 23a and b is 190 [V] as the secondary cleaning voltage. 210 [V] is −300 [V] as the (target) charging potential of the photosensitive drum 10, and −2 as the DC component of the developing bias voltage 0 [V] is selected, respectively. Further, the image forming condition control unit 60 selects coverage input 33.3% as the toner patch creation condition.
[0054]
Based on the image forming conditions and toner patch creation conditions selected in this way, the full-color printer 100 forms a toner image P1 as a toner patch on the final transfer roll 30 and performs potential process control.
[0055]
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the potential process control VC. Hereinafter, the operation of the potential process control VC will be described in more detail based on this flowchart.
[0056]
First, in a state where the toner patch P1 is not transferred, the surface of the final transfer roll 30 is detected by the optical density sensor 7, and the output Vcln of the optical density sensor 7 at this time is stored (step ST101). Next, toner patches P1 (Y) to (K) for each color of yellow, magenta, cyan, and black based on the image forming conditions and toner patch creating conditions described above are shown in FIG. Then, it is formed on the final transfer roll 30 (step ST102).
[0057]
FIG. 8A illustrates the toner patch P <b> 1 that is formed at the central portion in the axial direction of the final transfer roll 30. This toner patch P1 is formed in the order of yellow P (Y), cyan P (C), magenta P (M), and black P (K) in the rotational direction of the final transfer roll 30, and the size of each toner patch P1 is 11 [mm] in the sub-scanning direction X and 12 [mm] in the main scanning direction Y, and the interval D between the toner patches P1 is 3 [mm]. In this embodiment, each toner patch P1 is formed at the central portion of the final transfer roll 30 in the axial direction. However, as shown in FIG. But you can. In that case, it is necessary to change the installation position of the optical density sensor 7.
[0058]
Thereafter, the yellow, magenta, cyan, and black toner patches P1 (Y) to (K) formed on the final transfer roll 30 are filled with 0 by the optical density sensor 7 as shown in FIG. 16 points are detected at a pitch of 5 mm to obtain an average value Vpatch (step ST103). Here, a specular reflection type optical density sensor 7 is used as shown in FIG. 9A, but a diffuse reflection type sensor that detects diffused light is used as shown in FIG. 9B. Alternatively, both sensors may be used.
[0059]
A ratio Vpatch / Vcln obtained by dividing the average value of each color by the value of the surface of the final transfer roll 30 (the state where the toner patch P1 is not transferred) is used as a substitute value of density (step ST104). Here, the reason for taking the ratio with the value of the bare transfer surface of the final transfer roll 30 is to correct the change in the reflectance of the bare transfer surface of the final transfer roll 30 and the variation in the amount of emitted LED light.
[0060]
As a result, Vpatch / Vcln is compared with a predetermined value for each color (step ST105), and when the obtained density of the toner patch P1 is lower than the predetermined density, the image forming condition control unit 60 develops according to the difference. DC component of bias voltage V dc At the same time (as a result of increasing the absolute value of the voltage applied to the charging roll 11) and the charging potential V of the photosensitive drum 10 h Is made larger (step ST106). As a result, as shown in FIG. 10B, the electric field in the developing direction formed between the developing roll 130 and the image portion on the photosensitive drum 10 is increased, and the amount of toner to be developed is increased. The image density increases.
[0061]
On the contrary, if the obtained density of the toner patch P1 is higher than the predetermined density, the image forming condition control unit 60 determines the DC component V of the developing bias voltage according to the difference. dc At the same time (as a result of lowering the absolute value of the voltage applied to the charging roll 11) and the charging potential V of the photosensitive drum 10 at the same time. h Is made smaller (step ST106). As a result, as shown in FIG. 10C, the electric field in the developing direction formed between the developing roll 130 and the image portion on the photosensitive drum 10 is reduced, and the amount of toner to be developed is reduced. The image density decreases.
[0062]
○ TC process control mode
In the toner replenishment, the image density is measured from the print image signal, and the replenishment time is controlled so as to replenish the toner corresponding to the amount of toner used according to the result. However, in this method, when the development amount varies, the amount of toner used varies, and the balance with the replenished toner amount deviates, and the toner density in the developing device 13 varies. Therefore, the toner patch P2 is created to detect the density, and the toner replenishment amount is corrected according to the result.
[0063]
First, the main control unit 61 prints the full color printer 100 mode (image forming mode, potential process control mode, and TC control mode), and the environment sensor 8 prints the temperature and humidity in the full color printer 100 from the main control unit 61. When signals indicating the speed and the print color are input, the image forming condition control unit 60 selects an appropriate one according to the situation from the image forming conditions and toner patch forming conditions stored in advance.
[0064]
For example, when a signal indicating that the mode is the potential process control mode, the printing speed is 16 PPM, the printing color is multicolor (color), and the temperature and humidity is the reference environment from the environment sensor 8 is input from the main control unit 61. The image forming condition control unit 60 sets 360 [V] as the primary transfer potential to be applied to the primary intermediate transfer drums 21a and 21b and 810 [V] as the secondary transfer potential to be applied to the secondary intermediate transfer drum 22 for the image forming conditions. ] As a final transfer current applied to the final transfer roll 30, 190 [V] as a primary cleaning voltage applied to the primary cleaning rolls 23 a and b, 210 [V] as a secondary cleaning voltage, Select -289 [V] as the (target) charging potential of the photosensitive drum 10 and -200 [V] as the DC component of the developing bias voltage. To. Further, the image forming condition control unit 60 selects coverage input 100% as the toner patch creation condition.
[0065]
Based on the image forming conditions and toner patch creation conditions selected in this way, the full-color printer 100 forms a toner image P2 as a toner patch on the final transfer roll 30 and performs TC process control.
[0066]
FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the TC process control. Hereinafter, the operation of the TC process control will be described in more detail based on this flowchart.
[0067]
First, the image forming condition control unit 60 detects the surface of the final transfer roll 30 with the optical density sensor 7 in a state where the toner patch P2 is not transferred, and stores the output Vcln of the optical density sensor 7 at this time. (Step ST201). Next, toner patches P2 (Y) to (K) are shown in FIG. 8A for each color of yellow, magenta, cyan, and black based on the image forming conditions and toner patch creating conditions described above. Then, it is formed on the final transfer roll 30 (step ST202). Here, unlike the image forming mode and the potential process control mode, in this TC process control mode, the development bias voltage is developed with only the DC component, and the AC component is not superimposed.
[0068]
Thereafter, 16 points are detected in the yellow, magenta, cyan, and black toner patches P2 (Y) to (K) by the optical density sensor 7 at a pitch of 0.5 mm, as shown in FIG. 9A. The average value Vpatch is obtained (step ST203). Here, a specular reflection type optical density sensor 7 is used as shown in FIG. 9A, but a diffuse reflection type sensor that detects diffused light is used as shown in FIG. 9B. Alternatively, both sensors may be used.
[0069]
Then, the ratio Vpatch / Vcln obtained by dividing the average value of each color by the value of the surface of the final transfer roll 30 (the state where the toner patch P2 is not transferred) is used as a substitute value of density (step ST204).
[0070]
As a result, when the obtained toner patch density is lower than the predetermined density T: Target (target value), the image forming condition control unit 60 has a low toner density. Is measured (step ST210), and the toner supply amount is corrected to be larger than the determined toner supply amount (step ST220) (step ST206). On the other hand, if the test patch is higher than the predetermined density, the image forming condition control unit 60 has a high toner density. Therefore, the image density is determined from the print image signal in advance according to the difference (step ST210). Correction is made so that the toner replenishment amount is decreased below the toner supply amount (step ST220) (step ST208).
[0071]
Here, for example, when the density of the toner patch P2 is lower than the predetermined density T, the image forming condition control unit 60 sets the drive time of the drive unit of each of the toner supply flexible pipes 15Y to 15K to be longer than a specified time. The drive unit of each pipe 15Y-K is controlled (see FIG. 6).
[0072]
○ Correction of predetermined density T
As a result of further studies by the present inventors, it has been found that there is a possibility that the toner density varies in the TC process control mode. That is, when images with low image density are output continuously, the controlled toner charge amount decreases and the toner density increases, and conversely when images with high image density are output continuously, the toner charge amount increases and the toner is increased. That is, the concentration will decrease. Therefore, in the present embodiment, the following correction of the predetermined density T is performed.
[0073]
FIG. 12 is a flowchart for explaining the correction operation of the predetermined density T. That is, in this full-color printer 100, the image forming condition control unit 60 calculates the average image density M of the image output from the previous TC process control mode (i) to the next TC process control mode (i + 1) for each color. It is calculated every time (ST301). Then, in the next TC process control mode (i + 1), the obtained average image density M is compared with set values m1 and m2 recorded in advance in NVRAM (S302).
[0074]
Here, when the average image density M is not more than the set value m1 and not less than the set value m2 (m2 ≦ M ≦ m1), the predetermined density T remains as it is (T = T) (ST304). On the other hand, when the average image density M is higher than the set value m1 (m1 <M), the predetermined density T is updated to a value (T = T−t1: t1> 0) obtained by subtracting the set value t1 recorded in advance in NVRAM. (ST303). On the other hand, when the average image density M is lower than the set value m2 (M <m2), the predetermined density T is updated to a value (T = T + t2: t2> 0) obtained by adding the set value t2 previously recorded in NVRAM. (ST305). At this time, the predetermined density T is such that the lower the value, the higher the toner density, and the higher the value, the lower the toner density.
[0075]
In this embodiment, the setting value m1 is set to a numerical value that is about 20% and the setting value t1 is about 2%. 20% of the setting value m1 represents the average image density between Patch and Patch. 2% of the set value t1 represents the fluctuation of the toner density TC. In other words, when the average image density between Patch and Patch exceeds 20%, the target toner density target is changed so that the toner density TC is increased by 2% from the conventional level.
In this example, m2 and t2 are not set. It can also be said that either m2 or t2 is set to 0%.
[0076]
Experiment
In the full-color printer 100 according to the present embodiment, the following experiment was performed in order to confirm the effect of correcting the predetermined density T. First, in the full color printer 100 according to the present embodiment, 1000 images (image density “low”) having an average image density of 1% for each color, and then the average image density of each color is Y: 40%, M: 1000 images (image density “high”) such that 18%, C: 41%, and K: 4% were run. The high image density image running was performed when the present invention was implemented (when the predetermined density T was corrected) and when it was not implemented (when the predetermined density T was not corrected).
[0077]
[Table 1]
Figure 2005017627
Table 1 shows the results of this experiment. The color of K, which is not high in image density, has almost the same toner density for both “low” and “high” image densities. In the case of M color, which has a relatively high image density but does not reach the set value “m”, the image density “high” has a lower toner density TC than the image density “low”. There was no difference. On the other hand, in the case of Y color / C color where the image density is much higher than the set value “m”, the toner density TC is much lower than the image density “low” in the image density “high”, but when the present invention is applied, It can be seen that the toner concentration TC is increased by about 2% as compared with the case where it is not applied.
[0078]
The image printed by applying the present invention gave good results even when the image density was “low” and “high”, but the image printed without applying the present invention was particularly high when the image density was “high”. In C color, image disturbance due to a decrease in toner density TC was observed.
[0079]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a high-quality toner image can be stably produced without being affected by the characteristics of an output image (such as whether it is a high-density image or a low-density image). Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus that can output while maintaining the above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a full-color printer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the image forming unit of the full-color printer shown in FIG. 1 in more detail.
FIG. 3 illustrates a cross section of a final transfer roll.
FIG. 4 is a diagram illustrating in detail the peripheral configuration of the final transfer roll.
FIG. 5 illustrates the configuration and operation of an optical density sensor main body.
6 is a functional block diagram for explaining an image forming condition control system of the full-color printer shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 7 is a flowchart for explaining an operation in a potential process control mode;
FIG. 8 illustrates a toner patch formed on a final transfer roll.
FIG. 9 illustrates the configuration and operation of an optical density sensor main body.
FIG. 10 illustrates adjustment of a charging potential and a developing bias potential.
FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation in a TC process control mode.
FIG. 12 is a flowchart illustrating a procedure for correcting a predetermined density T in a TC process control mode.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Full color printer (image forming apparatus), 1 ... Image forming unit (image forming means), 6 ... Control unit, 60 ... Image forming condition control part (density control means, target correction means), 61 ... Main control part (detection) , Exposure control unit (image forming means), 14 ... toner cartridge (image forming means), 15 ... toner supply flexible pipe (image forming means), 10 ... photosensitive drum (image carrier). DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Charging roll, 13 ... Developing apparatus (image forming means), 130 ... Developing roll, 21 ... Primary intermediate transfer drum (primary intermediate transfer member), 22 ... Secondary intermediate transfer drum (secondary intermediate transfer member), 30 ... last transfer roll (final transfer body), 7 ... optical density sensor (detection means), 70a ... light emitting element, 70b ... light receiving element, 8 ... environmental sensor, 9 ... display panel ( Display means), P ... toner patch (the image density control detection patch or toner concentration control detection patch)

Claims (10)

現像手段を含み担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
当該トナー像の濃度を計測する濃度計測手段と、
当該画像形成手段に濃度計測用トナー像としてのパッチを形成させ、当該濃度計測手段に当該パッチの濃度を計測させ、当該濃度が所定の目標値となるように現像手段に供給するトナー量を制御する濃度制御動作を所定タイミングで行なう濃度制御手段と、
濃度制御動作以外の画像形成動作に基づいて当該目標値を補正する目標補正手段と
を有する画像形成装置。
Image forming means for forming a toner image on the carrier including developing means;
Density measuring means for measuring the density of the toner image;
The image forming unit forms a patch as a toner image for density measurement, the density measuring unit measures the density of the patch, and controls the amount of toner supplied to the developing unit so that the density becomes a predetermined target value. Concentration control means for performing the concentration control operation at a predetermined timing;
An image forming apparatus comprising: a target correcting unit that corrects the target value based on an image forming operation other than the density control operation.
前記目標補正手段は、画像形成動作中の画像密度に基づいて前記目標値を補正する請求項1に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the target correcting unit corrects the target value based on an image density during an image forming operation. 前記目標補正手段は、一の濃度制御動作と次の濃度制御動作との間の画像形成動作中の画像密度に基づいて前記目標値を補正する請求項1に記載の画像形成装置。
請求項4が抜けてるので、以下の請求項を繰り上げてください。
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the target correction unit corrects the target value based on an image density during an image forming operation between one density control operation and a next density control operation.
Since claim 4 is missing, please raise the following claim.
前記目標補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも高い場合には、トナー濃度が高くなるように前記目標値を補正する請求項2に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 2, wherein the target correction unit corrects the target value so that the toner density becomes high when the image density during the image forming operation is higher than a reference value. 前記目標補正手段は、画像形成動作中の画像密度が基準値よりも低い場合には、トナー濃度が低くなるように前記目標値を補正する請求項2に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 2, wherein the target correction unit corrects the target value so that the toner density is low when the image density during the image forming operation is lower than a reference value. 前記目標補正手段は、画像形成動作中のトナーの帯電量に基づいて前記目標値を補正する請求項1に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the target correcting unit corrects the target value based on a charge amount of toner during an image forming operation. 前記目標補正手段は、一の濃度制御動作と次の濃度制御動作との間の画像形成動作中のトナーの帯電量に基づいて前記目標値を補正する請求項1に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the target correcting unit corrects the target value based on a charge amount of toner during an image forming operation between one density control operation and a next density control operation. 前記目標補正手段は、画像形成動作中のトナーの帯電量が基準値よりも高い場合には、トナー濃度が高くなるように前記目標値を補正する請求項6に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 6, wherein the target correction unit corrects the target value so that the toner density becomes high when the charge amount of the toner during the image forming operation is higher than a reference value. 前記目標補正手段は、画像形成動作中のトナーの帯電量が基準値よりも低い場合には、トナー濃度が低くなるように前記目標値を補正する請求項6に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 6, wherein the target correction unit corrects the target value so that the toner density becomes low when the charge amount of the toner during the image forming operation is lower than a reference value. 前記画像形成手段として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に対応する4つの感光体と、これら4つの感光体のうち2つと接触する第一の一次中間転写体と、残りの2つの感光体と接触する第二の一次中間転写体と、これら第一及び第二の一次中間転写体と接触する一の二次中間転写体と、当該二次中間転写体と接触する最終転写体とを備える請求項1に記載の画像形成装置。As the image forming means, four photoconductors corresponding to each color of yellow, cyan, magenta, and black, a first primary intermediate transfer member in contact with two of the four photoconductors, and the remaining two photoconductors A second primary intermediate transfer member in contact with the first intermediate transfer member, a first secondary intermediate transfer member in contact with the first and second primary intermediate transfer members, and a final transfer member in contact with the secondary intermediate transfer member. The image forming apparatus according to claim 1.
JP2003181451A 2003-06-25 2003-06-25 Image forming apparatus Pending JP2005017627A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003181451A JP2005017627A (en) 2003-06-25 2003-06-25 Image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003181451A JP2005017627A (en) 2003-06-25 2003-06-25 Image forming apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005017627A true JP2005017627A (en) 2005-01-20

Family

ID=34182162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003181451A Pending JP2005017627A (en) 2003-06-25 2003-06-25 Image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005017627A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008107743A (en) * 2006-10-27 2008-05-08 Fuji Xerox Co Ltd Image forming apparatus
JP2014081553A (en) * 2012-10-18 2014-05-08 Konica Minolta Inc Image forming apparatus
JP2015018118A (en) * 2013-07-11 2015-01-29 キヤノン株式会社 Image forming apparatus
JP2020154135A (en) * 2019-03-20 2020-09-24 富士ゼロックス株式会社 Image formation apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008107743A (en) * 2006-10-27 2008-05-08 Fuji Xerox Co Ltd Image forming apparatus
JP2014081553A (en) * 2012-10-18 2014-05-08 Konica Minolta Inc Image forming apparatus
JP2015018118A (en) * 2013-07-11 2015-01-29 キヤノン株式会社 Image forming apparatus
JP2020154135A (en) * 2019-03-20 2020-09-24 富士ゼロックス株式会社 Image formation apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7340189B2 (en) Image forming apparatus and image adjusting method
JP4027287B2 (en) Image forming apparatus
JP6137615B2 (en) Image forming apparatus and image density control method
US20100080576A1 (en) Image forming apparatus
US6253038B1 (en) Image apparatus having an improved intermediate transfer system
JP2002162801A (en) Image forming device
JP2010091804A (en) Development method and device for image forming apparatus
JP4608968B2 (en) Image forming apparatus
JP4432377B2 (en) Image forming apparatus
JP2002365861A (en) Image forming device
JP2004240369A (en) Image forming apparatus
JP4478446B2 (en) Image forming apparatus
JP2002244369A (en) Image forming device
JP3466968B2 (en) Image forming device
JP2005017627A (en) Image forming apparatus
JP3787484B2 (en) Image forming apparatus
JP2005266686A (en) Image forming apparatus
JP5361982B2 (en) Image forming apparatus
JP2002162795A (en) Image forming device
JP4631325B2 (en) Image density adjusting apparatus and image forming apparatus using the same
JP2003241544A (en) Image forming apparatus
JP2003005490A (en) Image forming device
JP2006030490A (en) Image forming apparatus
JP2007010915A (en) Method and apparatus for adjusting toner density for image forming apparatus
JP4140211B2 (en) Image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20041224

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060522

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090518

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090526

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090722

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20091124