JP2005148281A - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複数の像担持体を有する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus having a plurality of image carriers.
カラーレーザプリンタ、カラーデジタル画像形成装置、カラーデジタルファックス或いはこれらの複合機等の画像形成装置において、高生産性の要求に伴い転写ベルトに対向して複数の像担持体を並列配置し、該像担持体に形成したトナー像を記録媒体あるいは転写ベルトに重ね転写するタンデムタイプの装置が主流を占めるようになってきた。 In an image forming apparatus such as a color laser printer, a color digital image forming apparatus, a color digital fax machine, or a combination of these, a plurality of image carriers are arranged in parallel facing a transfer belt in response to a demand for high productivity. Tandem-type devices that superimpose and transfer a toner image formed on a carrier onto a recording medium or a transfer belt have come to dominate.
また、この種の画像形成装置において像担持体や中間転写体に基準トナーパッチを形成し、光学的なトナー濃度センサを用いてトナー濃度を検知し、その検知結果に基づいて画像濃度を制御する技術が提案されており、その一例が特開2000−206761号公報に記載されている。 Further, in this type of image forming apparatus, a reference toner patch is formed on the image carrier or intermediate transfer member, the toner density is detected using an optical toner density sensor, and the image density is controlled based on the detection result. Techniques have been proposed, and an example thereof is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-206761.
しかしながら、基準トナーパッチは通常のトナー像にように記録媒体に転写されないため、検知後はすべてクリーニングによって像担持体あるいは中間転写体から除去しなければならない。このため、上記した画像形成装置には次に列挙するような問題が生ずる。 However, since the reference toner patch is not transferred to the recording medium like a normal toner image, all of the reference toner patches must be removed from the image carrier or intermediate transfer member by cleaning after detection. For this reason, the above-described image forming apparatus has the following problems.
各感光体に配置するトナー濃度センサの位置を感光体の幅方向に対してすべて同じ位置にして、それらのトナー濃度センサが検知可能なように各感光体の幅方向での同位置に1または複数の基準トナーパッチを各色並行して作像すると、これら各色の基準トナーパッチが中間転写ベルト上で重なり、中間転写ベルトクリーニング、2次転写クリーニング部に入力するトナーが一箇所に集中し、該部でのクリーニング不良、トナー飛散が発生して画像品質を劣化させる。 The positions of the toner density sensors arranged on the respective photoconductors are all set to the same position with respect to the width direction of the photoconductors, and 1 or When a plurality of reference toner patches are formed in parallel for each color, the reference toner patches for the respective colors are overlapped on the intermediate transfer belt, and toner input to the intermediate transfer belt cleaning and secondary transfer cleaning unit is concentrated in one place. The image quality is degraded due to poor cleaning and toner scattering at the part.
また、このような画像形成装置において、基準トナーパッチが中間転写ベルト上で重ならないように、まず、ある1色の1または複数の基準トナーパッチの作像を終了してから、次の色の基準トナーパッチを作像する方法があるが、この方法では空回し時間が必要となり、4色を使用する場合には4色の基準トナーパッチを並行して作像する方式と比較して4倍近くの時間を要してしまい、ユーザーの待ち時間増加、生産性の低下につながる。 In such an image forming apparatus, in order to prevent the reference toner patches from overlapping on the intermediate transfer belt, first, the image formation of one or a plurality of reference toner patches of a certain color is finished, and then the next color of the next color is finished. There is a method of forming a reference toner patch. However, this method requires an idle rotation time, and in the case of using four colors, it is four times as compared with a method of forming four color reference toner patches in parallel. It takes a long time, leading to an increase in waiting time for users and a decrease in productivity.
さらにまた、中間転写ベルトの幅方向に対して、各色に対応したトナー濃度センサの設置位置及び基準トナーパッチの作像位置をずらして、基準トナーパッチのトナー濃度の検知を行うものも知られているが、中間転写ベルトは記録媒体と擦れるため傷が付きやすく、これにより、該転写ベルトの表面状態は不均一となり、中間転写ベルトの幅方向に対して異なる位置にある色毎のトナー濃度センサ間の検知にばらつきが大きくなり、検知が安定しない。 Furthermore, it is also known to detect the toner density of the reference toner patch by shifting the installation position of the toner density sensor corresponding to each color and the image formation position of the reference toner patch with respect to the width direction of the intermediate transfer belt. However, since the intermediate transfer belt is rubbed with the recording medium and easily damaged, the surface state of the transfer belt becomes non-uniform, and the toner density sensor for each color at a different position with respect to the width direction of the intermediate transfer belt. Variations in detection during the period become large, and detection is not stable.
さらにまた、中間転写ベルト上でのトナー濃度を検知する画像形成装置においては、トナー濃度が変化したときに、その原因が現像装置内のトナー濃度なのか、感光体の電位なのか、中間転写ベルトへの転写率なのか等が不明確であり、例えば原因が中間転写ベルトへの転写率の異常で中間転写ベルト上のトナー濃度が低い場合、現像装置内へトナー補給を行ってトナー濃度を上げようとすれば、トナー飛散を生じてしまう場合がある。 Further, in the image forming apparatus that detects the toner density on the intermediate transfer belt, when the toner density changes, whether the cause is the toner density in the developing device or the potential of the photosensitive member, the intermediate transfer belt. For example, when the transfer rate to the intermediate transfer belt is abnormal and the toner concentration on the intermediate transfer belt is low, the toner is replenished into the developing device to increase the toner concentration. If this is done, toner scattering may occur.
このように、中間転写ベルト上でのトナー濃度の検知においても色々問題が生じてしまう。 As described above, various problems also occur in the detection of the toner density on the intermediate transfer belt.
本発明は、上記した従来の不具合を解消し、クリーニング不良を発生させず、安定したトナー濃度検知が可能な画像形成装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of solving the above-described conventional problems and capable of stably detecting toner density without causing a cleaning failure.
上記目的を達成するため、本発明は、複数の像担持体に形成したトナー像を中間転写体に接触して転写する1次転写手段と、該中間転写体に転写されたトナー像を次の転写材に接触して転写する2次転写手段とを有する画像形成装置であって、前記複数の像担持体上に形成した基準トナーパッチの濃度をトナー付着量検出手段により光学的に検出し、該トナー付着量検出手段の検出結果に基づいて画像濃度制御を行う画像形成装置において、前記トナー付着量検出手段が像担持体毎に像担持体の移動方向と直交する方向にずらして配置するとともに、前記1次転写手段が前記基準トナーパッチと前記トナー像とで転写条件が異なることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a primary transfer means for transferring a toner image formed on a plurality of image carriers in contact with an intermediate transfer member, and a toner image transferred on the intermediate transfer member as follows. An image forming apparatus having secondary transfer means for transferring in contact with a transfer material, wherein the density of reference toner patches formed on the plurality of image carriers is optically detected by a toner adhesion amount detection means; In the image forming apparatus that controls the image density based on the detection result of the toner adhesion amount detection unit, the toner adhesion amount detection unit is arranged to be shifted for each image carrier in a direction orthogonal to the moving direction of the image carrier. The primary transfer means is characterized in that transfer conditions differ between the reference toner patch and the toner image.
なお、本発明は、前記2次転写手段は前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に接触して転写し、前記中間転写体に転写された前記基準トナーパッチを転写部材に接触して転写するとともに、前記基準トナーパッチと前記トナー像とで転写条件が異なると、効果的である。 According to the present invention, the secondary transfer unit transfers the toner image transferred to the intermediate transfer member in contact with a recording medium, and contacts the reference toner patch transferred to the intermediate transfer member to a transfer member. If the transfer conditions are different between the reference toner patch and the toner image, it is effective.
さらに、本発明は、前記複数の像担持体と前記中間転写体と前記転写部材に、それぞれ転写後に残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置を備えており、各クリーニング装置のクリーニング性能は前記転写部材より前記中間転写体、前記中間転写体より前記像担持体が高いとともに、前記基準トナーパッチはクリーニング性能が高いクリーニング装置の順に多くのトナーを除去するように前記1次転写及び2次転写の転写条件を設定すると、効果的である。 Furthermore, the present invention includes a cleaning device that cleans toner remaining after transfer on each of the plurality of image bearing members, the intermediate transfer member, and the transfer member, and the cleaning performance of each cleaning device is greater than that of the transfer member. The transfer conditions of the primary transfer and the secondary transfer are such that the intermediate transfer member, the image carrier is higher than the intermediate transfer member, and the reference toner patch removes more toner in the order of the cleaning device having a higher cleaning performance. Setting is effective.
さらにまた、本発明は、前記2次転写手段は前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に接触して転写し、前記中間転写体に転写された前記基準トナーパッチは前記中間転写体から転写部材を離間させて転写しないと、効果的である。 Furthermore, in the present invention, the secondary transfer means transfers the toner image transferred to the intermediate transfer member in contact with a recording medium, and the reference toner patch transferred to the intermediate transfer member is the intermediate transfer member. It is effective if the transfer member is not separated from the transfer member.
また、上記目的を達成するため、本発明は、複数の像担持体に形成したトナー像を記録媒体に接触して順次重ね転写する転写手段を有する画像形成装置であって、前記複数の像担持体上に形成した基準トナーパッチの濃度をトナー付着量検出手段により光学的に検出し、該トナー付着量検出手段の検出結果に基づいて画像濃度制御を行う画像形成装置において、前記トナー付着量検出手段が像担持体毎に像担持体の移動方向と直交する方向にずらして配置するとともに、前記転写手段が前記記録媒体を搬送する転写搬送部材に接触して前記基準トナーパッチを転写するとともに、該基準トナーパッチと前記トナー像とで転写条件が異なることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides an image forming apparatus having transfer means for sequentially transferring toner images formed on a plurality of image carriers in contact with a recording medium. In the image forming apparatus in which the density of the reference toner patch formed on the body is optically detected by the toner adhesion amount detection means and image density control is performed based on the detection result of the toner adhesion amount detection means, the toner adhesion amount detection The means is arranged to be shifted in the direction orthogonal to the moving direction of the image carrier for each image carrier, and the transfer means contacts the transfer conveyance member that conveys the recording medium and transfers the reference toner patch, The transfer condition is different between the reference toner patch and the toner image.
なお、本発明は、前記転写手段は前記トナー像の転写率より前記基準トナーパッチの転写率を低くすると、効果的である。 According to the present invention, it is effective that the transfer unit lowers the transfer rate of the reference toner patch than the transfer rate of the toner image.
請求項1の構成によれば、トナー付着量検出手段が像担持体毎に像担持体の移動方向と直交する方向にずらして配置するとともに、1次転写手段が基準トナーパッチとトナー像とで転写条件が異なるので、中間転写体や次の転写体のクリーニング不良等を防止することができる。 According to the configuration of the first aspect, the toner adhesion amount detecting means is arranged so as to be shifted in the direction orthogonal to the moving direction of the image carrier for each image carrier, and the primary transfer means includes the reference toner patch and the toner image. Since the transfer conditions are different, it is possible to prevent the intermediate transfer member or the next transfer member from being poorly cleaned.
請求項2の構成によれば、2次転写手段は中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に接触して転写し、中間転写体に転写された基準トナーパッチを転写部材に接触して転写するとともに、基準トナーパッチとトナー像とで転写条件が異なるので、中間転写体や2次転写体のクリーニング不良等を防止することができる。 According to the configuration of the second aspect, the secondary transfer unit transfers the toner image transferred to the intermediate transfer member in contact with the recording medium, and contacts the reference toner patch transferred to the intermediate transfer member to the transfer member. In addition to the transfer, since the transfer conditions differ between the reference toner patch and the toner image, it is possible to prevent defective cleaning of the intermediate transfer member and the secondary transfer member.
請求項3の構成によれば、複数の像担持体と中間転写体と転写部材に、それぞれ転写後に残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置を備えており、各クリーニング装置のクリーニング性能は転写部材より中間転写体、中間転写体より像担持体が高いとともに、基準トナーパッチはクリーニング性能が高いクリーニング装置の順に多くのトナーを除去するように前記1次転写及び2次転写の転写条件を設定するので、記録媒体に転写しない基準トナーパッチを効率よくクリーニングすることができる。 According to the configuration of the third aspect, the plurality of image carriers, the intermediate transfer member, and the transfer member are each provided with a cleaning device that cleans the toner remaining after the transfer, and the cleaning performance of each cleaning device is intermediate to that of the transfer member. Since the image carrier is higher than the transfer body and the intermediate transfer body, and the reference toner patch sets the transfer conditions of the primary transfer and the secondary transfer so as to remove a large amount of toner in the order of the cleaning device having the high cleaning performance. The reference toner patch that is not transferred to the recording medium can be efficiently cleaned.
請求項4の構成によれば、2次転写手段は中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に接触して転写し、中間転写体に転写された基準トナーパッチは中間転写体から転写部材を離間させて転写しないので、転写部材のクリーニング装置の負担なくすことができ、また、クリーニング装置のない転写部材を用いることもできる。 According to the configuration of the fourth aspect, the secondary transfer unit transfers the toner image transferred to the intermediate transfer member in contact with the recording medium, and the reference toner patch transferred to the intermediate transfer member is transferred from the intermediate transfer member to the transfer member. Therefore, the transfer member cleaning device can be eliminated, and a transfer member without a cleaning device can also be used.
請求項5の構成によれば、トナー付着量検出手段が像担持体毎に像担持体の移動方向と直交する方向にずらして配置するとともに、転写手段が記録媒体を搬送する転写搬送部材に接触して基準トナーパッチを転写するとともに、該基準トナーパッチとトナー像とで転写条件が異なるので、像担持体に形成したトナー像を直接記録媒体に重ね転写する装置において基準トナーパッチ形成時の転写搬送部材のクリーニング装置の負担を軽減することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the toner adhesion amount detecting means is arranged to be shifted for each image carrier in the direction orthogonal to the moving direction of the image carrier, and the transfer means contacts the transfer conveyance member that conveys the recording medium. Since the transfer condition differs between the reference toner patch and the toner image, the transfer at the time of forming the reference toner patch in the apparatus for directly transferring the toner image formed on the image carrier onto the recording medium is performed. The burden on the conveying member cleaning device can be reduced.
請求項6の構成によれば、転写手段は前記トナー像の転写率より基準トナーパッチの転写率を低くので、基準トナーパッチ形成時の転写搬送部材のクリーニング装置の負担を軽減し、クリーニング不良を防止することができる。 According to the configuration of the sixth aspect, since the transfer means has a transfer rate of the reference toner patch lower than the transfer rate of the toner image, the burden on the cleaning device for the transfer conveying member at the time of forming the reference toner patch is reduced, and the cleaning failure is reduced. Can be prevented.
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示すタンデム型のカラー画像形成装置の全体概略図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an overall schematic view of a tandem type color image forming apparatus showing an embodiment of the present invention.
図1に示した画像形成装置は、画像形成を行う画像形成装置本体100と、該100の下部に配置され、100に対して記録媒体としての転写紙5の供給を行う給紙装置200と、100上に取り付けられ原稿画像を読み取るスキャナ300と、このスキャナ300の上部に設けられた自動原稿給紙装置(ADF)400とを備えている。100には、転写紙5を手差し給紙する手差しトレイ6、及び100から排出された記録済みの転写紙5を受ける排紙トレイ7が設けられている。
The image forming apparatus illustrated in FIG. 1 includes an image forming apparatus
図2は、100部分の構成を示す拡大図である。100には、無端ベルト状の像担持体としての中間転写体である中間転写ベルト10が設けられている。この中間転写ベルト10は、図4に示すように、ベース層11、弾性層12及びコート層13の3層構造となっている。ベース層11は、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や、伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成される。また、弾性層12は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどで構成され、ベース層11の上に形成される。また、コート層13は、弾性層12の表面に、例えばフッ素系樹脂がコーティングされることで形成される。そして、この中間転写ベルト10は、3つの支持ローラ14,15,16に張架された状態で、図3中時計回り方向に回転駆動される。
FIG. 2 is an enlarged view showing the configuration of 100 parts. 100 is provided with an
支持ローラのうちの第1支持ローラ14と第2支持ローラ15との間のベルト張架部分には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成ユニット18Y,18C,18M,18Kが並んで配置されている。これらの画像形成ユニット18Y,18C,18M,18Kの上方には、図2に示すように、露光装置21が設けられている。この露光装置21は、スキャナ300で読み取った原稿の画像情報に基づいて、各画像形成ユニットに設けられる潜像担持体としての感光体ドラム20Y,20C,20M,20K上に静電潜像を形成するためのものである。また、支持ローラのうちの第3支持ローラ16に対向する位置には、2次転写ローラ24が設けられている。そして、中間転写ベルト10上のトナー像を転写紙上に2次転写する際には、2次転写ローラ24を第3支持ローラ16に巻回された中間転写ベルト10部分に押し当てて2次転写を行う。なお、符号91は2次転写ローラに付着したトナーを除去する2次転写ローラクリーニング装置である。2次転写装置としては2次転写ローラ24を用いた構成でなくても、例えば転写ベルトや非接触の転写チャージャを用いた構成としてもよい。また、2次転写装置の2次転写ローラ24による転写紙搬送方向下流側には、2つのローラ23a,23b間に無端ベルト状の搬送ベルト24が張架した構成を有する。またこのさらに搬送方向下流側には、転写紙上に転写されたトナー像を定着させるための定着装置25が設けられている。この定着装置25は、加熱ローラ26に加圧ローラ27を押し当てた構成となっている。また、中間転写ベルト10の支持ローラのうちの第2支持ローラ15に対向する位置には、ベルトクリーニング装置17が設けられている。このベルトクリーニング装置17は、記録材としての転写紙に中間転写ベルト10上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去するためのものである。
Among the supporting rollers, four
次に、画像形成ユニット18Y,18C,18M,18Kの構成について説明する。以下の説明では、黒色のトナー像を形成する画像形成ユニット18Kを例に挙げて説明するが、他の画像形成ユニット18Y,18C,18Mも同様の構成を有する。
Next, the configuration of the
図5は、隣り合う2つの画像形成ユニット18M,18Kの構成を示す拡大図である。なお、図中の符号では、色の区別を示す「M」及び「K」の記号を省略しており、以下の説明でも記号は適宜省略する。
FIG. 5 is an enlarged view showing the configuration of two adjacent
画像形成ユニット18には、感光体ドラム20の周囲に、帯電装置60、現像装置61及び感光体クリーニング装置63が設けられている。また、感光体ドラム20に対して中間転写ベルト10を介して対向する位置には、1次転写装置62が設けられている。
The
上記帯電装置60は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体ドラム20に接触して電圧を印加することにより感光体ドラム20の表面を一様に帯電する。この帯電装置60には、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。
The charging
また、上記現像装置61は、一成分現像剤を使用してもよいが、本実施形態では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤を使用している。この現像装置61は、攪拌部66と現像部67に大別できる。攪拌部66では、二成分現像剤(以下、単に「現像剤」という。)が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ65上に供給される。この攪拌部66は、平行な2本のスクリュ68が設けられており、2本のスクリュ68の間には、両端部で互いが連通するように仕切るための仕切り板が設けられている。また、現像ケース70には現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサ71が取り付けられている。一方、現像部67では、現像スリーブ65に付着した現像剤のうちのトナーが感光体ドラム20に転移される。この現像部67には、現像ケース70の開口を通して感光体ドラム20と対向する現像スリーブ65が設けられており、その現像スリーブ65内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ65に先端が接近するようにドクタブレード73が設けられている。本実施形態では、このドクタブレード73と現像スリーブ65との間の最接近部における間隔が0.9mmとなるように設定されている。
The developing
この現像装置61では、現像剤を2本のスクリュ68で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ65に供給する。現像スリーブ65に供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げて保持される。現像スリーブ65に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ65の回転に伴って搬送され、ドクタブレード73により適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部66に戻される。このようにして感光体ドラム20と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットにより穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ65に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体ドラム20上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体ドラム20上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム20上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ65から離れ、攪拌部66に戻される。
In the developing
このような動作の繰り返しにより、攪拌部66内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ71が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部66にトナーが補給される。
When the toner concentration in the stirring
また、上記1次転写装置62は、1次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト10を挟んで感光体ドラム20に押し当てるようにして設置されている。1次転写装置62は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。
The
また、上記感光体クリーニング装置63は、先端を感光体ドラム20に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード75を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体ドラム20に接触する導電性のファーブラシ76を併用している。このファーブラシ76には、金属製の電界ローラ77からバイアスが印加されており、その電界ローラ77にはスクレーパ78の先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード75やファーブラシ76により感光体ドラム20から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置63の内部に収容される。その後、回収スクリュ79により感光体クリーニング装置63の片側に寄せられ、後述するトナーリサイクル装置80を通じて現像装置61へと戻され、再利用する。
The
また、除電装置64は、除電ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム20の表面電位を初期化する。
本実施形態の具体的な設定について、感光体ドラム20の直径は60mmであり、感光体ドラム20を282mm/sの線速で駆動している。また、現像スリーブ65の直径は25mmであり、現像スリーブ65を564mm/sの線速で駆動している。また、現像領域に供給される現像剤中のトナーの帯電量は、およそ−(マイナス)10〜−30μC/gの範囲となるのが好適である。また、感光体ドラム20と現像スリーブ65との間隙である現像ギャップは、0.5〜0.3mmの範囲で設定でき、値を小さくすることで現像効率の向上を図ることが可能である。また、感光体ドラム20の感光層の厚みは30μmであり、露光装置21の光学系のビームスポット径は50×60μmであり、その光量は約0.47mWである。一例として帯電装置60により、感光体ドラム20の表面は−700Vに一様帯電され、露光装置21によりレーザが照射された静電潜像部分の電位は、−120Vとなる。これに対して、現像バイアスの電圧を−470Vとし、350Vの現像ポテンシャルを確保する。このようなプロセス条件は後述するプロセス制御の結果によって適時変更される。
Further, the
Regarding a specific setting of the present embodiment, the diameter of the
以上の構成をもつ画像形成ユニット18では、感光体ドラム20の回転とともに、まず帯電装置60で感光体ドラム20の表面を一様に帯電する。次いでスキャナ300により読み取った画像情報に基づいて露光装置21からレーザやLED等による書込光Lを照射し、感光体ドラム20上に静電潜像を形成する。その後、現像装置61により静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。このトナー像は、1次転写装置62により中間転写ベルト10上に1次転写される。1次転写後に感光体ドラム20の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置63により除去され、その後、感光体ドラム20の表面は、除電装置64により除電されて、次の画像形成に供される。
In the
次に、感光体クリーニング装置63により回収された転写残トナーを現像装置61で再利用するためのトナーリサイクル装置80の構成及び動作について説明する。
Next, the configuration and operation of the
図5は、トナーリサイクル装置80の概略構成を示す説明図である。図6は、感光体クリーニング装置63の回収スクリュ79の一端部分の拡大図である。
図6に示すように、トナーリサイクル装置80は、感光体クリーニング装置63の回収スクリュ79の一端に設けられるローラ部82を備えている。このローラ部82にはピン81が設けられている。このローラ部82は、回転軸86のローラ部87とともにベルト状の回収トナー搬送部材83を張架している。このとき、ローラ部82のピン81は、回収トナー搬送部材83に設けられる長孔84に入り込んだ状態になる。回収トナー搬送部材83の外周面には一定間隔おきに羽根85が設けられている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 6, the
回収トナー搬送部材83は、図5に示すように、回転軸86とともに搬送路ケース88内に収容されている。この搬送路ケース88は、画像形成ユニット18の構成部品の少なくとも一部を一体に収納するカートリッジケース89と一体成型されている。この搬送路ケース88の内部には、2本のスクリュ68のうちの1本が現像装置61内部から突出している。
As shown in FIG. 5, the collected
このような構成において、外部から駆動力を伝達して回収スクリュ79を回転するとともに、回収トナー搬送部材83を回転駆動する。これにより、感光体クリーニング装置63で回収したトナーは、搬送路ケース88内を通して現像装置61に向かって搬送され、スクリュ68により現像装置61の内部に収容される。その後、回収したトナーは、上述したように、2本のスクリュ68で現像装置61内の現像剤と一緒に攪拌されて循環し、再度現像に寄与することになる。
In such a configuration, the driving force is transmitted from the outside to rotate the collecting
次に、本実施形態における画像形成装置の動作について説明する。上記構成をもつ画像形成装置を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、自動原稿給紙装置400の原稿台30に原稿をセットする。または、自動原稿給紙装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、自動原稿給紙装置400を閉じてそれで押さえる。その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、自動原稿給紙装置400に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス32上に搬送される。そして、スキャナ300が駆動して第1走行体33および第2走行体34が走行を開始する。これにより、第1走行体33からの光がコンタクトガラス32上の原稿で反射し、その反射光が第2走行体34のミラーで反射されて、結像レンズ35を通じて読取センサ36に案内される。このようにして原稿の画像情報を読み取る。
Next, the operation of the image forming apparatus in this embodiment will be described. When making a copy of a document using the image forming apparatus having the above configuration, first, the document is set on the document table 30 of the
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、支持ローラ14,15,16のうちの1つが回転駆動して中間転写ベルト10が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニット18Y,18C,18M,18Kの感光体ドラム20Y,20C,20M,20Kも回転駆動する。その後、スキャナ300の読取センサ36で読み取った画像情報に基づいて、露光装置21から、各画像形成ユニット18Y,18C,18M,18Kの感光体ドラム20Y,20C,20M,20K上に書込光Lがそれぞれ照射される。これにより、各感光体ドラム20Y,20C,20M,20Kには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置61Y,61C,61M,61Kにより可視像化される。そして、各感光体ドラム20Y,20C,20M,20K上には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。このようにして形成された各色トナー像は、各1次転写装置62Y,62C,62M,62Kにより、順次中間転写ベルト10上に重なり合うようにそれぞれ1次転写される。これにより、中間転写ベルト10上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、2次転写後の中間転写ベルト10上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置17により除去される。
When the start switch is pressed by the user, a drive motor (not shown) is driven, and one of the
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した転写紙5に応じた給紙テーブル200の給紙ローラ42が回転し、給紙カセット44の1つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ45で1枚に分離して給紙路46に入り込み、搬送ローラ47により画像形成装置本体100内の給紙路48まで搬送される。このようにして搬送された転写紙は、レジストローラ49に突き当たったところで止められる。なお、給紙カセット44にセットされていない転写紙を使用する場合、手差しトレイ51にセットされた転写紙を給紙ローラ50により送り出し、分離ローラ52で1枚に分離した後、手差し給紙路53を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ49に突き当たったところで止められる。
When the user presses the start switch, the
レジストローラ49は、上述のようにして中間転写ベルト10上に形成された合成トナー画像が2次転写装置22の2次転写ローラ24に対向する2次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。ここで、レジストローラ49は、一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。レジストローラ49により送り出された転写紙は、中間転写ベルト10と2次転写ローラ24との間に送り込まれ、2次転写装置により、中間転写ベルト10上の合成トナー像が転写紙上に2次転写される。その後、転写紙は、2次転写ローラ24に吸着した状態で定着装置25まで搬送され、定着装置25で熱と圧力が加えられてトナー像の定着処理が行われる。定着装置25を通過した転写紙は、排出ローラ56により排紙トレイ57に排出されスタックされる。なお、トナー像が定着された面の裏面にも画像形成を行う場合には、定着装置25を通過した転写紙の搬送経路を切換爪55により切り換える。そして、その転写紙は、2次転写装置の下方に位置するシート反転装置28に送り込まれ、そこで反転し、再び2次転写部に案内される。
The registration roller 49 rotates in accordance with the timing at which the composite toner image formed on the
次に、CPUなどで構成されたメイン制御部(図示せず)による電位制御について図7ないし図11により説明する。図7はメイン制御部における電位制御ルーチンを示すフローチャート、図8は感光体ドラム上に形成するパッチパタンを説明する図、図9は電位制御時の電位データとトナー付着量データとの各潜像パタンにおける関係を示すグラフ、図10は電位制御時のトナー付着量データに対する電位データと制御電位データとの直線近似を示すグラフ、図11は電位制御時の電位制御テーブルである。なお、前記CPUは図示しないROMに格納されたプログラムに従ってRAMをワークエリアとして使用して処理を実行する。ROMにはCPUが実行するためのプログラムとCPUが使用するスタティックな情報が格納され、RAMは前述のようにCPUのワークエリアとして機能するとともにCPUが前記処理を実行するために使用されるダイナミックな情報が格納される。 Next, potential control by a main control unit (not shown) composed of a CPU or the like will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart showing a potential control routine in the main control unit, FIG. 8 is a diagram for explaining a patch pattern formed on the photosensitive drum, and FIG. 9 is each latent image of potential data and toner adhesion amount data during potential control. FIG. 10 is a graph showing a linear approximation of potential data and control potential data with respect to toner adhesion amount data during potential control, and FIG. 11 is a potential control table during potential control. The CPU executes processing using the RAM as a work area according to a program stored in a ROM (not shown). The ROM stores a program to be executed by the CPU and static information to be used by the CPU, and the RAM functions as a work area of the CPU as described above and is a dynamic that is used by the CPU to execute the processing. Information is stored.
図7に示す電位制御のルーチンでは、基本的に装置起動時、予め定められたコピー枚数の複写毎、一定時間毎等必要に応じて行うようになっている。ここでは早期起動時の実行動作について説明する。まず電源オン時の状態をジャム等の異常処理時と区別するために、ステップ701で電位制御の実行条件として定着装置25の定着温度を検知する。定着温度センサからの入力信号を基に、定着装置25の定着温度が100℃を越えているか否かを判断し、定着装置25の定着温度が100℃を越えている場合には異常と判定して電位制御は行わない。 In the potential control routine shown in FIG. 7, basically, when the apparatus is activated, it is performed as needed, for example, every time a predetermined number of copies are made or every certain time. Here, the execution operation at the time of early startup will be described. First, in order to distinguish a power-on state from an abnormal process such as a jam, the fixing temperature of the fixing device 25 is detected as a potential control execution condition in step 701. Based on an input signal from the fixing temperature sensor, it is determined whether or not the fixing temperature of the fixing device 25 exceeds 100 ° C., and if the fixing temperature of the fixing device 25 exceeds 100 ° C., it is determined as abnormal. Therefore, potential control is not performed.
定着装置25の定着温度が100℃を越えていない場合には、ステップ702に進み、表面電位センサ320による所定条件で一様に帯電された表面電位のチェックを行い、所定範囲に無い場合表面電位異常をシステムに通知する。次に、ステップ703においてVsg調整を行う。このVsg調整では、赤外光反射型センサで構成された反射濃度センサ310から感光体ドラム20の地肌部に対する出力値を取り込んで反射濃度センサ310から感光体ドラム20の地肌部へ照射された光の反射光が一定値になるように反射濃度センサ310の発光量を調整する。ここでステップ702〜ステップ703は各色の作像ユニットで並列処理を行う。
If the fixing temperature of the fixing device 25 does not exceed 100 ° C., the process proceeds to step 702, where the surface potential is uniformly charged by the surface
ステップ704ではステップ702〜703で異常が無いかどうかチェックする。異常がある場合はステップ717へ進む。
ステップ705では、電位制御方式が自動に設定されているか、固定に設定されているかを判断する。
In step 704, it is checked in steps 702 to 703 whether there is any abnormality. If there is an abnormality, the process proceeds to step 717.
In step 705, it is determined whether the potential control method is set to automatic or fixed.
なお先のステップ703〜704では、電位制御方式に関わらず、他のトナー補給制御等で使用するためにステップ706に先立って動作を行ったものである。ステップ705で電位制御方式が固定であった場合は、ステップ717でエラーコードを設定してセルフチェックを終了し、電位制御方式が自動であった場合は、ステップ706〜707の動作を各色の作像ユニットで並行して行う。 In steps 703 to 704, the operation is performed prior to step 706 for use in other toner replenishment control, regardless of the potential control method. If the potential control method is fixed in step 705, an error code is set in step 717 and the self-check is terminated. If the potential control method is automatic, the operations in steps 706 to 707 are performed for each color. In parallel with the image unit.
ステップ706では、感光体ドラム20上に潜像パタンであるパッチパタンを形成する。潜像パタンは、図12に示すように、感光体ドラム20の幅方向に対して色毎に4箇所ずらして作像し、例えば図9に示す用にN個の階調濃度を持つ静電潜像(N個の静電潜像パタン)301、302、303・・・を感光体ドラム20の回転方向に沿って所定の間隔で形成する。この実施形態においては、16個の相異なる階調濃度を持つ各辺が15×20mmである矩形の潜像パタン301、302、303・・・を感光体ドラム20の回転方向に対して、10mmの間隔をおいて、感光体ドラムの幅方向に対して5mmの間隔をおいて形成している。
In step 706, a patch pattern, which is a latent image pattern, is formed on the
このように配置することによって、中間転写ベルト10にパッチパタンが転写された際に図13に示すように中間転写ベルト上で各色のパタンが重なることなく形成されるため、ベルトクリーニング17、及び2次転写ローラクリーニング91に対するにかかる負荷が軽くなるため、図13のような連続パタンを作成してもクリーニング不良を発生させることが無く、セルフチェックに引き続いて通常の画像形成が可能となる(図14にはパタン部の拡大図を示す)。
By arranging in this way, when the patch pattern is transferred to the
ここで、仮にパッチパタンを感光体20の方向に対して同位置に各色のパッチパタンを作成すると、ベルト上では各色のパッチパタンが重なり、中間転写ベルトクリーニング17、2次転写ローラクリーニング91に対する入力トナー量が増えて、クリーニング不良、トナー飛散が発生し、引き続いて行われる画像形成時の画像品質が低下したり、またそれを避けるために空回し時間が必要となり、画像形成装置を使用できない無駄な待ち時間が発生してしまうことになる。
Here, if a patch pattern of each color is created at the same position with respect to the direction of the
パッチパタンに対する電位センサ320とトナー濃度センサ310の位置関係は図12に示す通りである。
次のステップ707では、これらの静電潜像301、302、303・・・の電位に対する表面電位センサ320の出力値を読み込んでメイン制御部に接続されたRAM(図示せず)に格納する。そして16個の潜像パタン301、302、303・・・を黒、シアン、マゼンタ、イエローの4色分、感光体ドラム20上に並列に所定の間隔をおいて顕像化する。
The positional relationship between the
In the next step 707, the output value of the surface
次いで、上記メイン制御部は、ステップ707においてのパタンセンサ検知(以下、Pセンサ検知と称する)を行う。このPセンサ検知では、感光体ドラム20上の4色分の潜像パタン301、302、303・・・を並列に、黒現像装置20K、シアン現像装置20C、マゼンタ現像装置20M、イエロー現像装置20Yに現像させて顕像化させることにより各色のトナー像とし、この各色のトナー像に対する反射濃度センサ310の出力値を各色毎にVpi(i=1〜N)として上記RAMに格納する。
Next, the main control unit performs pattern sensor detection (hereinafter referred to as P sensor detection) in step 707. In this P sensor detection, the
次に、メイン制御部は、ステップ709においてトナーの付着量を算出する。すなわち、上記RAMに格納した反射濃度センサ310の出力値をメイン制御部に接続されたROM(図示しない)に予め格納されているテーブルを参照し、単位面積当りのトナー付着量に換算してRAMに再び格納する。そして、ステップ710〜712を実行する。
Next, in step 709, the main control unit calculates the toner adhesion amount. That is, the output value of the
以下、これらのステップについて詳細に説明する。
図9は、ステップ707で得られた電位データとステップ708で得られたトナー付着量データとの各潜像パタンにおける関係をX−Y平面上にプロットしたものである。X軸は電位ポテンシャル(現像バイアス電位VBと感光体ドラム20の表面電位との差)(単位V)を示し、Y軸は単位面積当りのトナー付着量(mg/cm2)を示している。この実施形態においては赤外光反射型センサのような光学方式のセンサで反射濃度センサ310を構成しており、赤外光反射型センサは、一般的に、図9に示すように、トナー付着量が多い多付着部において飽和特性を示し、得られた検出値が実際のトナー付着量に対応しなくなる。このため、多付着部において得られた反射濃度センサ310の検出値をそのまま用いてトナー付着量を算出してしまうと、実際の付着量とは異なった付着量を得ることになり、このトナー付着量を基に行うトナー補給制御を正確に行うことができなくなってしまう。そこで、この実施形態におけるメイン制御部は、各色の潜像パタンに、表面電位センサ320と反射濃度センサ310から得られた潜像パタンの電位と、その顕像化後のトナー付着量のデータとを後述のように電位データXn(n=1〜10)とトナー付着量データYnとの関係(現像装置の現像γ特性)の直線区間だけ選択し、この区間のデータに対して最小自乗法を適用することにより各現像装置の現像特性の直線近似を後述するような方法によって行い、現像特性の近似直線方程式(E)を各色毎に得、この近似直線方程式(E)により各色毎に制御電位を計算するようにしている。
Hereinafter, these steps will be described in detail.
FIG. 9 is a plot of the relationship between the potential data obtained in step 707 and the toner adhesion amount data obtained in step 708 in each latent image pattern on the XY plane. The X-axis indicates the potential (difference between the developing bias potential VB and the surface potential of the photosensitive drum 20) (unit V), and the Y-axis indicates the toner adhesion amount (mg / cm 2 ) per unit area. In this embodiment, the
最小自乗法の計算は次の式を用いる。
Xave=ΣXn/k・・・(1)
Yave=ΣYn/k・・・(2)
Sx=Σ(Xn−Xave)×(Xn−Xave)・・・(3)
Sy=Σ(Yn−Yave)×(Yn−Yave)・・・(4)
Sxy=Σ(Xn−Xave)×(Yn−Yave)・・・(5)
The following formula is used for the calculation of the least square method.
Xave = ΣXn / k (1)
Yave = ΣYn / k (2)
Sx = Σ (Xn−Xave) × (Xn−Xave) (3)
Sy = Σ (Yn−Yave) × (Yn−Yave) (4)
Sxy = Σ (Xn−Xave) × (Yn−Yave) (5)
表面電位センサ320と反射濃度センサ310から得られた潜像パタンの電位、顕像化後のトナー付着量のデータから求まる近似直線方程式(E)をY=A1*X+B1としたとき、係数A1、B1は上記変数を用いて
A1=Sxy/Sx・・・(6)
B1=Yave−A1×Xave・・・(7)
と表せる。
When the approximate linear equation (E) obtained from the latent image pattern potential obtained from the surface
B1 = Yave−A1 × Xave (7)
It can be expressed.
また、近似直線方程式(E)の相関係数Rは、
R×R=(Sxy×Sxy)/(Sx×Sy)・・・(8)
と表わせる。本実施形態では、上記メイン制御部は、ステップ709において、各色毎に表面電位センサ320と反射濃度センサ310とから得られた潜像パタンの電位データXn、顕像化後のトナー付着量のデータYnの数値が若い方から5個のデータの組
(X1〜X5、Y1〜Y5)
(X2〜X6、Y2〜Y6)
(X3〜X7、Y3〜Y7)
(X4〜X8、Y4〜Y8)
(X5〜X9、Y5〜Y9)
(X6〜X10、Y6〜Y10)
を取り出し、上述した式(1)〜(8)に従って直線近似計算を行うとともに、相関係数Rを算出して下記のような6組の近似直線方程式および相関係数(9)〜(14)を得る。
Y11=A11× X+B11;R11・・・(9)
Y12=A12× X+B12;R12・・・(10)
Y13=A13× X+B13;R13・・・(11)
Y14=A14× X+B14;R14・・・(12)
Y15=A15× X+B15;R15・・・(13)
Y16=A16× X+B16;R16・・・(14)
The correlation coefficient R of the approximate linear equation (E) is
R × R = (Sxy × Sxy) / (Sx × Sy) (8)
It can be expressed as In this embodiment, the main control unit, in step 709, the latent image pattern potential data Xn obtained from the surface
(X2-X6, Y2-Y6)
(X3-X7, Y3-Y7)
(X4 to X8, Y4 to Y8)
(X5 to X9, Y5 to Y9)
(X6-X10, Y6-Y10)
And the linear approximation calculation is performed according to the above-described equations (1) to (8), and the correlation coefficient R is calculated to calculate the following six sets of approximate linear equations and correlation coefficients (9) to (14). Get.
Y11 = A11 × X + B11; R11 (9)
Y12 = A12 × X + B12; R12 (10)
Y13 = A13 × X + B13; R13 (11)
Y14 = A14 × X + B14; R14 (12)
Y15 = A15 × X + B15; R15 (13)
Y16 = A16 × X + B16; R16 (14)
メイン制御部は、得られた6組の近似直線方程式のうちから相関係数R11〜R16内の最大値のものに対応する1組の近似直線方程式を近似直線方程式(E)として選択する。 The main control unit selects, as an approximate linear equation (E), one set of approximate linear equations corresponding to the maximum value in the correlation coefficients R11 to R16 from the obtained six sets of approximate linear equations.
次に、メイン制御部は、ステップ710で、各色毎に上述の選択した近似直線方程式(E)において、図10に示すようにYの値が必要最大トナー付着量Mmaxとなる時のXの値、すなわち現像ポテンシャルの値Vmaxを算出する。黒現像装置20K、シアン現像装置20C、マゼンタ現像装置20M、イエロー現像装置20Yの各現像バイアス電位VBと感光体ドラム20上の各色の画像露光による表面電位(露光電位)VLとは上述の式から次の式(15)、(16)で与えられる。
Vmax=(Mmax−B1)/A1・・・(15)
VB−VL=Vmax=(Mmax−B1)/A1・・・(16)
VBとVLとの関係は近似直線方式(E)の係数を用いて表わすことができる。したがって(16)式は、
Mmax=A1×Vmax+B1・・・(17)
となる。
Next, in
Vmax = (Mmax−B1) / A1 (15)
VB-VL = Vmax = (Mmax-B1) / A1 (16)
The relationship between VB and VL can be expressed using the coefficient of the approximate linear method (E). Therefore, equation (16) is
Mmax = A1 × Vmax + B1 (17)
It becomes.
ここで、感光体ドラム20の露光前の帯電電位VDと現像バイアス電位VBとの関係は、図10に示すような直線方程式、すなわち、
Y=A2*X+B2・・・(18)
とX軸との交点のX座標VK(現像装置の現像開始電圧)と、実験的に求めた地汚れ余裕電圧Vαとから、
VD−VB=VK+Vα・・・(19)
で与えられる。
Here, the relationship between the charging potential VD before exposure of the
Y = A2 * X + B2 (18)
From the X coordinate VK (development start voltage of the developing device) of the intersection of the X axis and the scumming margin voltage Vα obtained experimentally,
VD−VB = VK + Vα (19)
Given in.
したがって、Vmax、VD、VB、VLの関係は、(16)、(19)式により決まる。この例ではVmaxを参照値として、これと各制御電圧VD、VB、VLの関係をあらかじめ実験等によって求め、図11に示すようにテーブル化して上記ROMに格納しておく。そして、メイン制御部はステップ711で、各色毎に上記算出したVmaxに最も近いVmaxを有するテーブルを選択し、その選択したテーブルに対応した各制御電圧VB、VD、VLを目標電位とする。 Therefore, the relationship among Vmax, VD, VB, and VL is determined by the equations (16) and (19). In this example, using Vmax as a reference value, the relationship between this and each of the control voltages VD, VB, and VL is obtained in advance through experiments or the like, tabulated as shown in FIG. 11, and stored in the ROM. In step 711, the main control unit selects a table having Vmax closest to the calculated Vmax for each color, and sets each control voltage VB, VD, VL corresponding to the selected table as a target potential.
次に、メイン制御部は、ステップ711で、露光装置21のレーザ発光駆動制御部を介して半導体レーザ(図示せず)のレーザ発光パワーを最大光量となるように制御し、表面電位センサ320の出力値を取り込むことにより感光体ドラム20の残留電位を検出する。そして、ステップ713で、その残留電位が0でない時には上記のテーブルにより決定した目標電位VB、VD、VLに対してその残留電位分の補正を行って目標電位とする。
Next, in step 711, the main control unit controls the laser emission power of the semiconductor laser (not shown) to the maximum light amount via the laser emission drive control unit of the
ステップ713では、以上のステップ705〜712においてエラーが無いかどうか判断する。ここで1色でもエラーがあった場合は他の色だけ制御を行っても画像濃度変動が大きくなり、またこの後行うステップ714の動作が無駄になるために、エラーコードをセットして終了する。この場合、作像条件は更新せず、次回セルフチェックが成功するまで前回と同じ作像条件で作像する。
In
ステップ713において、エラー無しの場合は、引き続きステップ715で、各色並行して感光体ドラム20の帯電ローラ60による帯電電位が上記目標電位VDになるように電源回路を調整し、レーザ光学系制御部を介してレーザ光学系におけるレーザ発光パワーを感光体ドラム20の露光電位が上記目標電位VLになるように調整し、かつ、黒現像装置20K、シアン現像装置20C、マゼンタ現像装置20M、イエロー現像装置20Yの各現像バイアス電圧がそれぞれ上記目標電位VBになるように電源回路を調整する。
If there is no error in
なお、ここでVL調整時においては、感光体20にトナーパタンが形成されているため、VL調整時におけるLDの発光タイミングは中間転写ベルト上で各色のトナーパタンが重なることが無いように制御することで、中間転写ベルトクリーニング、2次転写ローラクリーニング91におけるクリーニング不良を防止することが可能となる。
Here, since the toner pattern is formed on the
以上のような電位制御は画像品質を一定に維持するために特にカラー画像形成装置においては重要な制御である。
この実施形態においては、このような特殊ジョブの実行を以下のaないしcの条件に当てはまった時に実行され、その内容は上述のセルフチェックと同様である。
The potential control as described above is an important control particularly in a color image forming apparatus in order to maintain a constant image quality.
In this embodiment, the execution of such a special job is executed when the following conditions a to c are satisfied, and the content is the same as the above self-check.
a.電源投入時定着温度が所定温度以下であった場合
b.前回のセルフチェック(電位制御)から所定枚数作像された場合
c.前回のセルフチェック(電位制御)から所定時間経過した場合
a. When the fixing temperature at power-on is below a predetermined temperature b. When a predetermined number of images have been created since the previous self-check (potential control) c. When a predetermined time has elapsed since the previous self-check (potential control)
なお、トナー濃度センサをタンデムシステムの像担持体上に配置するために、本実施例においてはトナー濃度センサの小型化を図った。この小型化に重要なのは受発光素子の構成部分をいかに小さくできるかがポイントとなる。一般的に受発光素子が小型化するにつれて、発光強度、並びに受光感度(S/N)は低下する。そこで本実施例においては、像担持体の光沢度をGS(20)>80とした。 In order to arrange the toner density sensor on the image carrier of the tandem system, the toner density sensor is reduced in size in this embodiment. What is important for downsizing is how small the components of the light emitting / receiving element can be. In general, as the light receiving / emitting element is downsized, the light emission intensity and the light receiving sensitivity (S / N) decrease. Therefore, in this embodiment, the glossiness of the image carrier is set to GS (20)> 80.
また、本実施例においてはトナー濃度センサ310を入れるスペースを確保するために現像スリーブ65を像担持体20の中心軸の水平線に対して約10°上方に配置している。
In this embodiment, the developing
そしてまた、本実施例においては4色に対して電位センサ320、トナー濃度センサ310の出力を並列に処理するために、各チャンネルで独立したサンプリング周期4msecのA/Dを採用している。
In this embodiment, in order to process the outputs of the
そしてまた、本実施例においては、検知位置における変動差を最少にするために、パタン同士を近接させて、かつ画像中心に集めた配置とし、具体的にはA6幅以内に収まるようにした。通常出力される画像はA6幅以上であるため、これによって各色のパタン位置における変動が少なく、検知位置による色毎の検出誤差が少なくなり、高速で精度の高い画像形成装置を提供することができる。 Further, in this embodiment, in order to minimize the variation difference at the detection position, the patterns are arranged close to each other and collected at the center of the image, and specifically, within the A6 width. Since an image that is normally output has an A6 width or more, the variation in the pattern position of each color is thereby reduced, the detection error for each color due to the detection position is reduced, and a high-speed and highly accurate image forming apparatus can be provided. .
ところで、基準パタン形成時は、通常画像と異なり転写紙5に転写しないため、通常画像と同様の条件では感光体上に乗ったトナーの90%以上のトナーが2次転写ローラ24上に転写されてしまう。しかも、この2次転写ローラ24は多種多様の凹凸のある転写紙5に対して密着した転写状態を作るために弾性体であるゴムローラで形成しており、表面粗さが粗く、クリーニングに余裕がない。このため、基準パタンの90%以上のトナーが2次転写ローラ24上に転写されてしまうと、クリーニング装置91の処理能力を越えたトナー入力となり、クリーニング不良となってトナー飛散、画質劣化、裏汚れ等の問題を発生させる。
By the way, when the reference pattern is formed, it is not transferred onto the
また、感光体クリーニングに対する入力トナー量とクリーニング性の評価結果を図17、中間転写クリーニングに対するそれを図18、2次転写クリーニングに対するそれ図19に示す。図17〜図129は10枚に1回、画像間の非画像部に基準パタンを作成し、それぞれのクリーニングに対する単位面積辺りの入力トナー量を変化させて評価したもので、ランクは異常なしが5、うっすらとした画像スジ、裏汚れが4、以下数字が低くなるほど画像品質が低下することを示している。 Also, FIG. 17 shows the evaluation results of the input toner amount and cleaning performance for the photoconductor cleaning, FIG. 18 shows the result for the intermediate transfer cleaning, and FIG. 19 shows the result for the secondary transfer cleaning. FIGS. 17 to 129 are obtained by creating a reference pattern in a non-image portion between images once every 10 sheets and changing the amount of input toner per unit area for each cleaning, and the rank is not abnormal. 5. It shows that the image quality decreases as the image streak, the back stain is 4, and the numerical value is lower.
図17〜図19から明らかなように、感光体クリーニングが最もクリーニング能力が高く、次に中間転写クリーニング、最も低いのが2次転写クリーニングである。しかし、上記したように基準パタンのトナーは最もクリーニング能力が低いのが2次転写クリーニングにその殆どのトナーが入力されてしまう。 As apparent from FIGS. 17 to 19, the photosensitive member cleaning has the highest cleaning capability, the intermediate transfer cleaning, and the lowest the secondary transfer cleaning. However, as described above, the toner of the reference pattern has the lowest cleaning ability, but most of the toner is input to the secondary transfer cleaning.
そこで、本実施形態では基準パタンのトナーのクリーニングを、感光体クリーニング、中間転写クリーニング及び2次転写クリーニングで分担して行うように構成するため、基準パタン形成時と通常画像とで転写率を変えている。 Therefore, in this embodiment, since the cleaning of the toner of the reference pattern is performed by the photosensitive member cleaning, the intermediate transfer cleaning, and the secondary transfer cleaning, the transfer rate is changed between the reference pattern formation and the normal image. ing.
通常画像の場合、1次転写及び2次転写とも転写率が高いほど良好な画像を得るために好ましいが、基準パタンの場合は1次転写で転写率を落して感光体20に残量するトナー量が増大させる。さらに、2次転写においても転写率を落して中間転写ベルト10に残量するトナー量が増大させることで2次転写クリーニングの負担が軽くなりクリーニング不良を抑えることができる。さらに、図17〜図19に示すように、感光体クリーニング、中間転写クリーニング及び2次転写クリーニングはクリーニング性能が異なるので、最もクリーニング能力が高い感光体クリーニングの負担を多くし、次に中間転写クリーニングで、2次転写クリーニングには殆どクリーニングさせないようにすればより好都合である。
In the case of a normal image, the higher the transfer rate for both the primary transfer and the secondary transfer, the better. Increase the amount. Further, also in the secondary transfer, the transfer rate is lowered and the amount of toner remaining on the
具体的には、上記実施形態では1次転写は定電流制御、2次転写は低電流の斥力バイアス制御となり、通常画像形成時におけるそれぞれの最適転写電流は図15及び図16に示すようになり、
画像部1次転写バイアス電流値:25μA
画像部2次転写バイアス電流値:50μA
とすると、
基準パタン部の転写バイアス条件は以下のように設定する。
基準パタン部1次転写バイアス電流値:9μA
基準パタン部2次転写バイアス電流値:0μA
Specifically, in the above embodiment, the primary transfer is constant current control and the secondary transfer is low-current repulsive bias control, and the optimum transfer currents during normal image formation are as shown in FIGS. ,
Image portion primary transfer bias current value: 25 μA
Image portion secondary transfer bias current value: 50 μA
Then,
The transfer bias condition for the reference pattern portion is set as follows.
Reference pattern portion primary transfer bias current value: 9 μA
Reference pattern portion secondary transfer bias current value: 0 μA
このように、通常画像時と基準パタン時とで転写率を異ならせることで2次転写クリーニングのクリーニング不良の発生を抑えられる。なお、基準パタン時において、2次転写ローラ24へのトナー入力は出きれば零にしたいが、2次転写ローラ24が中間転写ベルト10に接している以上零にできない。そこで、2次転写ローラ24を中間転写ベルト10に対して接離可能に構成し、基準パタン時は転写ローラ24を中間転写ベルト10から離してトナー入力を零にするようにしてもよい。このとき、2次転写装置をクリーニングレスに構成することも可能である。
Thus, the occurrence of cleaning failure in the secondary transfer cleaning can be suppressed by making the transfer rate different between the normal image and the reference pattern. It should be noted that if the toner input to the
ところで、クリーニング性能は摩擦係数に大きく左右されることが知られており、摩擦係数が高い程クリーニング能力が低下する。そこで、上記実施形態において、感光体20、中間転写ベルト10、2次転写ローラ24の摩擦係数は感光体20を0.15、中間転写ベルト10を0.20、2次転写ローラ24を0.50に設定している。なお、本摩擦係数は、新東科学株式会社製HEIDONトライボギヤ ミューズ TYPE94i200により測定を行った結果である。また、ここでいうところの摩擦係数は、ステアリン酸亜鉛等の潤滑材を含むものであり、本例では感光体20、中間転写ベルト10にステアリン酸亜鉛を微量塗布し、上記の摩擦係数を維持している。
By the way, it is known that the cleaning performance greatly depends on the friction coefficient, and the higher the friction coefficient, the lower the cleaning ability. Therefore, in the above embodiment, the friction coefficients of the
このように構成すると、摩擦係数が感光体20<中間転写ベルト10としても通常画像と基準パッチがともに中間転写ベルト10に転写されるため、摩擦係数が転写率を異ならせることはない。しかし、摩擦係数が中間転写ベルト10<2次転写ローラ24とすることで、通常画像は中間転写ベルト10から転写紙5に転写されるのに対し、基準パッチは中間転写ベルト10から2次転写ローラ24に転写されるので、摩擦係数の差によって2次転写ローラ24へのトナー入力量を少なくすることができる。
With this configuration, both the normal image and the reference patch are transferred to the
図20は、本発明の他の実施形態を示す画像形成装置の全体概略図である。本実施形態の画像形成装置は各感光体20に形成したトナー像を転写搬送ベルト10Aによって搬送される記録媒体としての転写紙5に転写手段としての転写ローラ11Aによって重ね転写するものである。
FIG. 20 is an overall schematic diagram of an image forming apparatus showing another embodiment of the present invention. The image forming apparatus according to the present embodiment is configured to transfer the toner image formed on each photoconductor 20 onto a
かかる構成の画像形成装置においても、基準パッチを感光体20の幅方向と直交する方向にずらして形成するとともに、通常画像と基準パッチとで転写ローラ11Aの転写率を変えることで、転写搬送ベルト10Aに設けたクリーニング装置(図示せず)の負担を軽減することができる。すなわち、基準パッチ形成時の転写率を通常画像形成時の転写率よりも悪化させることで、基準パッチのトナーを感光体クリーニングと転写ベルトクリーニングとで分担して行い、転写ベルトクリーニングの負担を軽減することができる。
Also in the image forming apparatus having such a configuration, the reference patch is formed while being shifted in the direction orthogonal to the width direction of the
10 中間転写ベルト
10A 転写搬送ベルト
11,11A 転写ローラ
17 中間転写ベルトクリーニング
18 画像形成ユニット
20 感光体ドラム
24 2次転写ローラ
91 2次転写ローラクリーニング
100 画像形成装置本体
200 給紙テーブル
300 スキャナ
301,302,303 パッチパタン(基準トナーパッチ)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記トナー付着量検出手段が像担持体毎に像担持体の移動方向と直交する方向にずらして配置するとともに、前記1次転写手段が前記基準トナーパッチと前記トナー像とで転写条件が異なることを特徴とする画像形成装置。 Primary transfer means for transferring toner images formed on a plurality of image carriers in contact with an intermediate transfer member, and secondary transfer for transferring toner images transferred to the intermediate transfer member in contact with a next transfer material An image forming apparatus comprising: a toner adhesion amount detection unit that optically detects a density of a reference toner patch formed on the plurality of image carriers; and a detection result of the toner adhesion amount detection unit. In an image forming apparatus that performs image density control,
The toner adhesion amount detection means is arranged to be shifted in the direction orthogonal to the moving direction of the image carrier for each image carrier, and the primary transfer means has different transfer conditions for the reference toner patch and the toner image. An image forming apparatus.
前記トナー付着量検出手段が像担持体毎に像担持体の移動方向と直交する方向にずらして配置するとともに、前記転写手段が前記記録媒体を搬送する転写搬送部材に接触して前記基準トナーパッチを転写するとともに、該基準トナーパッチと前記トナー像とで転写条件が異なることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus having transfer means for sequentially transferring toner images formed on a plurality of image carriers in contact with a recording medium, wherein the density of reference toner patches formed on the plurality of image carriers is attached to the toner. In an image forming apparatus that optically detects by an amount detection unit and performs image density control based on a detection result of the toner adhesion amount detection unit,
The toner adhesion amount detecting means is arranged to be shifted for each image carrier in a direction orthogonal to the moving direction of the image carrier, and the transfer means comes into contact with a transfer conveyance member for conveying the recording medium and the reference toner patch And a transfer condition for the reference toner patch and the toner image are different.
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