JP2005165004A - Image forming apparatus - Google Patents
Image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005165004A JP2005165004A JP2003404410A JP2003404410A JP2005165004A JP 2005165004 A JP2005165004 A JP 2005165004A JP 2003404410 A JP2003404410 A JP 2003404410A JP 2003404410 A JP2003404410 A JP 2003404410A JP 2005165004 A JP2005165004 A JP 2005165004A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- image
- image forming
- forming apparatus
- per unit
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine or a printer.
図8に従来の電子写真方式の画像形成装置の一例を示す。 FIG. 8 shows an example of a conventional electrophotographic image forming apparatus.
画像の形成は次のようにして行われる。 The image is formed as follows.
1次帯電器121によって帯電された感光ドラム128表面をレーザー122によって露光することで、感光ドラム128上に静電潜像が形成される。この潜像を、現像器101によって現像しトナー像を得る。このトナー像は、転写帯電器123によって転写紙127の表面に静電的に転写される。トナー像を転写した転写紙127は、定着器125に搬送され、定着器125による加熱を受け、トナー像は転写紙127に定着し、永久画像を得る。又、転写後に感光ドラム128上に残った残トナーは、クリーナー126により除去される。
By exposing the surface of the
現像器101は、ポリエステル、スチレンアクリル等の樹脂に着色料、荷電制御剤等を分散した数μm〜10数μm程度の粉体であるトナーを収容し、所定の帯電量に帯電させて現像スリーブ103表面に保持させ、感光ドラム128へ供給する役割を持つ。
The developing
トナーへの帯電は、例えば1成分方式と呼ばれる方式であれば、現像スリーブ103やそれに対向する規制部材との摩擦帯電によって行われる。又、2成分方式と呼ばれる方式であれば、現像器101内のトナーとキャリアとの摩擦帯電によって行われる。
For example, in the case of a so-called one-component system, the toner is charged by frictional charging between the developing
トナーの持つ電荷量は、一般に重量当たりの電荷量(mC/kg)で表され、以下ではこの量を「トリボ」と呼ぶことにする。 The charge amount of the toner is generally expressed by the charge amount per weight (mC / kg), and this amount will be referred to as “tribo” hereinafter.
トナーのトリボは一般に周囲の雰囲気中の水分量等に依存し、一般に高湿環境では低い値を示し、逆に低湿環境では高い値を示す。トリボが変わると、静電潜像に対するトナーの付着量や、それを転写紙に転写する際の最適条件が変わるため、これらの画像形成条件を変更することで常に良好な画像が得られるように工夫される。 The toner tribo generally depends on the amount of water in the surrounding atmosphere, and generally shows a low value in a high humidity environment, and conversely shows a high value in a low humidity environment. If the tribo changes, the amount of toner attached to the electrostatic latent image and the optimum conditions for transferring it to the transfer paper will change, so changing these image formation conditions will always give a good image. Devised.
上記従来例のような画像形成装置においては、トナーのトリボを検知する手段として画像形成装置内に温湿度センサ129を備え、装置周辺の温湿度を測定することで画像形成条件を変更している(例えば、特許文献1)。 In the conventional image forming apparatus, a temperature / humidity sensor 129 is provided in the image forming apparatus as means for detecting toner tribo, and the image forming conditions are changed by measuring the temperature / humidity around the apparatus. (For example, patent document 1).
しかし、トナーのトリボは、必ずしも温湿度センサ129の結果に一致するものではなかった。その理由としては、現像器101やキャリアの耐久によるトリボ低下や、トナー自体の吸湿特性が挙げられる。特に、後者に関して説明すると、現像器101はトナーという粉体を扱うため或る程度気密性が保たれており、外気が進入しにくい構成になっていることがある。もう1つは、トナー自身が温湿度による帯電特性の変化が少ないように設計されるため、一般に水分を吸着しにくい材料で構成されるということがある。このため、例えば現像器101を所定の温湿度の雰囲気内に放置しても、その環境のトリボに完全に達するまでの時間は経験的に数時間から十数時間を要する。
However, the toner tribo does not always match the result of the temperature / humidity sensor 129. The reason for this is the decrease in tribo due to the durability of the developing
このため、画像形成装置周辺の温湿度が急激に変化した場合、トナーの実際のトリボと温湿度から算出したトナーのトリボに差が生じ、結果として画像形成条件とのミスマッチを生じ、出力画像の安定性を欠く場合があった。 For this reason, when the temperature and humidity around the image forming apparatus change suddenly, a difference occurs between the actual toner tribo and the toner tribo calculated from the temperature and humidity, resulting in a mismatch with the image forming conditions, and the output image In some cases, it lacked stability.
又、もう1つの課題として、感光ドラム128上に形成される静電潜像の電位や、そのプロファイルによって、現像されるトナーのトリボが現像器101内のトナーの平均的なトリボと異なる場合がある。これは中低域濃度付近のトナー像を形成した場合に生じ易く、特にデジタル的な露光方式によって面積当たりの潜像エッジが増加したような場合に特に起こり易い。その理由は、一般的な傾向としてトリボの高いトナーは電気力が強く作用するため、現像スリーブ103から感光ドラム128への移動が早く、先に静電潜像の電位を埋めてしまってトリボの低いトナーが移動しにくくなってしまうことが原因と考えられる。この現象を「選択現像」と呼ぶ。
Another problem is that the toner tribo to be developed differs from the average tribo of toner in the developing
この結果、中低域濃度を多く含むような画像が出力され続けると、現像器101内のトナーのうちトリボの高いものが優先的に消費される。トリボの高いトナーは即ち粒径の小さいトナーであるから、粒径の大きいトナーは現像器101内に残留し易い。これを繰り返すと、現像器101内のトナー粒径が徐々に大きくなり(粗粉化し)、現像特性の劣化を生じる。
As a result, if an image containing a large amount of medium-low frequency density is continuously output, the toner in the developing
このような選択現像性を抑制するため、本実施の形態では現像スリーブ103に印加する現像バイアスの交流成分として、パルス部とブランク部を交互に繰り返すようなブランクパルスバイアスを用いる方法があり、本出願人によるカラー複写機等に搭載されている。
In order to suppress such selective developability, in this embodiment, there is a method of using a blank pulse bias that alternately repeats a pulse portion and a blank portion as an alternating current component of the developing bias applied to the developing
しかし、様々な環境下や現像剤の耐久劣化等を考慮すると、選択現像性がなくなるような条件はそれぞれ若干異なっており、従来の画像形成装置ではその最も平均的な条件による設定を行っているのが現状である。このため、一定の使用条件で達成できていた現像剤寿命が、実際の使用条件では達成できないという課題があった。 However, in consideration of various environments and developer durability deterioration, the conditions under which selective developability is lost are slightly different from each other, and conventional image forming apparatuses are set according to the average conditions. is the current situation. For this reason, there has been a problem that the life of the developer that could be achieved under a certain use condition cannot be achieved under the actual use condition.
そこで、本発明の第1の目的は、現像器やキャリアの耐久によるトリボ低下や、周囲の温湿度の急激な変化による画像形成条件とのミスマッチを防止し、実際のトナートリボに応じた画像形成条件で画像形成装置を動作させることで、安定した品質の出力画像を得られるような画像形成装置を提供することである。 Accordingly, a first object of the present invention is to prevent a drop in tribo due to durability of a developing device and a carrier and a mismatch with an image formation condition due to a sudden change in ambient temperature and humidity, and an image formation condition according to an actual toner tribo. It is to provide an image forming apparatus that can obtain an output image with stable quality by operating the image forming apparatus.
又、本発明の第2の目的は、画像形成装置の実際の使用条件に合わせて最適な現像バイアス条件を設定することで、選択現像による現像器内のトナー粒径分布の変動抑制効果を高め、より安定した品質の出力画像を得られるような画像形成装置を提供することである。 The second object of the present invention is to increase the effect of suppressing fluctuations in the toner particle size distribution in the developing device by selective development by setting the optimum developing bias condition according to the actual use condition of the image forming apparatus. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of obtaining an output image with more stable quality.
上記の目的を達成するため、請求項1記載の発明は、静電潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の静電潜像に応じてトナーを付着させてトナー像を形成するための現像手段とを備え、前記潜像担持体表面又は前記潜像担持体表面に形成されたトナー像の表面電位を測定するための電位測定手段と、前記潜像担持体表面に形成されたトナー像の単位面積当たりのトナー付着量を測定するためのトナー付着量測定手段とを備えた画像形成装置において、前記電位測定手段によって測定された前記潜像担持体の表面電位測定結果と、前記トナー像の表面電位測定結果とから、前記トナー像の単位面積当たりの電荷量を算出する手段と、前記トナー像の単位面積当たりの電荷量及び前記トナー像の単位面積当たりのトナー付着量から、前記トナー像として付着しているトナーの単位重量当たりの電荷量を算出するトナー電荷量算出手段を備え、前記トナー電荷量算出手段の結果に基づいて画像形成条件及び/又は画像形成装置の動作を制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a latent image carrier that carries an electrostatic latent image, and a toner image that adheres toner according to the electrostatic latent image on the latent image carrier. A developing means for forming the surface of the latent image carrier, a potential measuring means for measuring a surface potential of the surface of the latent image carrier or the toner image formed on the surface of the latent image carrier, and a surface of the latent image carrier. A surface potential measurement result of the latent image carrier measured by the potential measuring unit in an image forming apparatus including a toner adhesion amount measuring unit for measuring a toner adhesion amount per unit area of the formed toner image And means for calculating the charge amount per unit area of the toner image from the surface potential measurement result of the toner image, the charge amount per unit area of the toner image, and the toner adhesion per unit area of the toner image From the amount, said A toner charge amount calculating means for calculating a charge amount per unit weight of toner adhering as a toner image, and controlling an image forming condition and / or an operation of the image forming apparatus based on a result of the toner charge amount calculating means; It is characterized by doing.
又、請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記現像手段に直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスを印加するための、現像バイアス印加手段を備え、第1のトナー像形成条件によって形成された第1の基準トナー像から算出されたトナーの単位重量当たりの電荷量の結果と、第1のトナー像形成条件とは異なる第2のトナー像形成条件によって形成された第2の基準トナー像から算出されたトナーの単位重量当たりの電荷量の結果とに基づいて画像形成条件及び/又は画像形成装置の動作を制御することを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, there is provided the first toner image according to the first aspect of the invention, further comprising a developing bias applying means for applying a developing bias in which an alternating voltage is superimposed on a direct current voltage to the developing means. The result of the charge amount per unit weight of the toner calculated from the first reference toner image formed according to the formation condition and the second toner image formation condition that is different from the first toner image formation condition. The image forming conditions and / or the operation of the image forming apparatus are controlled based on the result of the charge amount per unit weight of the toner calculated from the two reference toner images.
本発明によれば、画像形成条件とのミスマッチを防止し、実際のトナートリボに応じた画像形成条件で画像形成装置を動作させることで、安定した品質の出力画像を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a stable quality output image by preventing a mismatch with the image forming conditions and operating the image forming apparatus under the image forming conditions according to the actual toner tribo.
又、画像形成装置の実際の使用条件に合わせて最適な現像バイアス条件を設定することで、選択現像による現像器内のトナー粒径分布の変動抑制効果を高め、より安定した品質の出力画像を得ることができる。 In addition, by setting the optimal development bias conditions according to the actual usage conditions of the image forming apparatus, the effect of suppressing fluctuations in the toner particle size distribution in the developing device due to selective development is enhanced, and an output image with more stable quality can be obtained. Can be obtained.
<実施の形態1>
以下において、本発明による画像形成方法及びそれを用いた画像形成装置の実施の形態1を添付図面によって説明する。
<
先ず、図1において画像形成装置全体の動作について説明すると、1次帯電器21によって帯電された感光ドラム28表面をレーザー22によって露光することで、感光ドラム28上に静電潜像が形成される。この潜像を、現像器1によって現像しトナー像を得る。このトナー像は、転写帯電器23によって転写紙27の表面に静電的に転写される。トナー像を転写した転写紙27は、定着器25による加熱を受け、トナー像は転写紙27に定着し、永久画像を得る。又、転写後に感光ドラム28上に残った残トナーは、クリーナー26により除去される。
First, the operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG. 1. An electrostatic latent image is formed on the
次に、現像器1について詳しく説明する。
Next, the developing
本実施の形態に係る画像形成装置は、現像方式として2成分現像方式を用いている。本実施の形態に係る現像器1は、現像剤担持体として、固定配置されたマグネット5を内包した非磁性の現像スリーブ3を用いる。
The image forming apparatus according to the present embodiment uses a two-component development system as a development system. The developing
現像剤としては、非磁性トナーと磁性キャリアを混合した2成分現像剤が用いられる。トナーはポリエステルを主体とした樹脂に着色料、荷電制御剤等を分散し、粉砕分級することで体積平均粒径8μm程度の粉体としたものである。キャリアは、45μm程度の体積平均粒径を持つフェライトコアをシリコーン樹脂で被覆したものを用いる。 As the developer, a two-component developer in which a nonmagnetic toner and a magnetic carrier are mixed is used. The toner is a powder having a volume average particle diameter of about 8 μm by dispersing a colorant, a charge control agent and the like in a resin mainly composed of polyester and pulverizing and classifying the toner. As the carrier, a ferrite core having a volume average particle diameter of about 45 μm coated with a silicone resin is used.
現像スリーブ3は、感光ドラム28に対し非接触に設けられるが、現像スリーブ3に担持された2成分現像剤は磁気ブラシの状態で感光ドラム28に接触している。
The developing
又、本実施の形態では、現像スリーブ3に印加する現像バイアスの交流成分として、図2に示すような、パルス部とブランク部を交互に繰り返すようなブランクパルスバイアスを用いている。パルス部の周波数は5kHz、ピークトゥピーク電圧(Vpp)は1.6kVである。又、ブランク部はパルス2周期分、即ち0.4msecである。このようなバイアス波形を用いることのメリットとしては、微小ドット潜像への現像性が向上し、ハイライト部の画質が向上することの他、トナー粒径、帯電量に対する選択現像性を抑止し、2成分現像剤中のトナー粒度分布の偏りから生ずる現像剤の劣化抑制等が挙げられる。
In this embodiment, a blank pulse bias that alternately repeats a pulse portion and a blank portion as shown in FIG. 2 is used as an alternating current component of the developing bias applied to the developing
次に、本実施の形態の特徴部分について説明する。 Next, the characteristic part of this Embodiment is demonstrated.
図1に示したように、本実施の形態に係る画像形成装置には、感光ドラム28表面に対向し、感光ドラム28の回転方向で現像器1の下流側、且つ、転写帯電器23の上流側に、電位センサ31及び光学センサ32を備えている。
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus according to the present embodiment faces the surface of the
電位センサ31は、現像器1による現像を行わなければ感光ドラム28上の静電潜像電位Vdrumを検知する。又、現像器1による現像を行えば、現像されたトナー像の表面電位Vtonerを検知する。
The
例えば、本実施の形態の画像形成装置において、白地部から最大濃度部までを17段階に階段状に形成した「階調濃度パターン」の静電潜像電位Vdrumと、それを現像したトナー像の表面電位Vtonerを電位センサ31を用いて測定する。この結果を示したのが図3である。横軸はレーザー22による露光量を表す数値で、白地部から最大濃度部までを8bit、即ち0〜255までの階調に分割し露光量を制御する際のレーザー制御値をもってレーザー22による露光量を表現する。尚、本実施の形態では、感光ドラム28をマイナス帯電し、マイナスの電荷を持つトナーによって現像する「反転現像方式」を用いているため、図3の横軸のレーザー露光量が大きくなるに連れて現像されるトナー量も増加し、又、出力画像の濃度も大きくなる。
For example, in the image forming apparatus of the present embodiment, an electrostatic latent image potential Vdrum of a “gradation density pattern” formed in 17 steps from a white background portion to a maximum density portion and a toner image obtained by developing it. The surface potential Vtoner is measured using the
このとき、1次帯電器21によって感光ドラム28に与えられた暗部電位は−450V、又、現像バイアスの直流成分Vdev は−365Vである。
At this time, the dark portion potential applied to the
現像スリーブ3を回転させず、且つ、現像バイアスの交流成分を印加しないことで、感光ドラム28上の静電潜像電位は現像剤の接触によって乱されることなく測定可能である。この条件における「階調濃度パターン」の静電潜像電位Vdrumは、図3の「潜像電位」に示したような曲線となった。
By not rotating the developing
一方、その静電潜像を所定の環境条件下で現像し、そのトナー像の電位を測定したものが、図3の「条件1」の曲線である。現像されたトナーの電荷によって、トナー層表面電位がほぼ現像バイアスの直流成分Vdev と同等の−365V付近に達していることが分かる。
On the other hand, a curve of “
又、図3の「潜像電位」と「条件1」の曲線の差分が、トナーの電荷によって形成された電位差ΔVtoner(V)ということになる。
Further, the difference between the curves of “latent image potential” and “
又、光学センサ32は、その内部に発光素子(不図示)と受光素子(不図示)を備え、対象物(感光ドラム28表面又はトナー像表面)に発光素子からの光(波長970nm)を照射し、反射された光量を受光素子で検出する。本実施の形態では、受光素子は対象物からの正反射光を検出するため、感光ドラム28表面の反射光量に対し、トナー表面からの反射光量は、そのトナー付着量に応じて減じていき、それに応じて受光素子の出力電圧も下がっていく。この感光ドラム28上のトナー量に対する光学センサ32の検知信号電圧Vsns(V)の特性曲線は図4のようになっている。このVsns(V)を図4の特性曲線の逆関数で計算することで、感光ドラム28上の(単位面積当たりの)トナー量M/S(mg/cm2)を算出することができる。
The
本実施の形態では、上記の差ΔVtoner(V)及びVsns(V)から、感光ドラム28に実際に現像されたトナーのトリボ(Q/M)を算出する。以下にその計算の過程を説明する。
In this embodiment, the toner tribo (Q / M) of the toner actually developed on the
先ず、感光ドラム28と現像スリーブ3との間で、両者の対向する所定面積Sの領域で形成されるコンデンサを考える。このコンデンサの容量をC(F)、感光ドラム28上の所定面積Sの領域に付着したトナーの電荷量をQとすると、
Q=C×ΔVtoner … (1)
つまり、両辺をSで割ると、
Q/S=C×ΔVtoner/S … (2)
である。
First, consider a capacitor formed between the
Q = C × ΔVtoner (1)
In other words, if you divide both sides by S,
Q / S = C × ΔVtoner / S (2)
It is.
ここで、
Q/M=(Q/S)/(M/S) … (3)
であるので、
Q/M=(C×ΔVtoner/S)/(M/S) … (4)
となる。
here,
Q / M = (Q / S) / (M / S) (3)
So
Q / M = (C × ΔVtoner / S) / (M / S) (4)
It becomes.
ここで、C,Sは材料、物理的構成によって決まる定数と見なすことができるので、(4)式のC/Sの値を予め測定しておくことで、ΔVtoner及びM/S(Vsnsから一意に求められる)からQ/Mを求めることができる。 Here, C and S can be regarded as constants determined by the material and physical configuration. Therefore, by previously measuring the value of C / S in Equation (4), ΔVtoner and M / S (unique from Vsns) Q / M can be obtained from the above.
C/Sの値は、ΔVtoner及びM/Sの値、更に実際に測定されたQ/Mの値を用いて以下の(5)式のように算出することができる。 The value of C / S can be calculated by the following equation (5) using the values of ΔVtoner and M / S, and the actually measured Q / M value.
C/S=(Q/M)×(M/S)/ΔVtoner … (5)
感光ドラム28上に付着しているトナーのトリボは、以下のような方法で測定することができる。
C / S = (Q / M) × (M / S) / ΔVtoner (5)
The toner tribo attached to the
図5に示したファラデー・ゲージ(Faraday−Cage)は、軸径の異なる金属筒を同軸になるように配置した2重筒と、内筒内に更にトナーを取り入れるためのフィルターを備えている。内筒と外筒は絶縁されていて、この内筒の中に電荷量qの帯電体を入れたとすると、静電誘導によりあたかも電気量qの金属円筒が存在するのと同様になる。この誘起された電荷量をKEITHLEY 616 DIGITAL ELECTROMETERで測定し、内筒中のトナー重量Mで、電荷量Qを割ったものをQ/M(トリボ)とする。トナーは、感光ドラム28表面より直接、air吸引によりフィルター中に取り入れる。
The Faraday-Cage shown in FIG. 5 includes a double cylinder in which metal cylinders having different shaft diameters are arranged coaxially, and a filter for further taking in toner into the inner cylinder. If the inner cylinder and the outer cylinder are insulated, and a charged body with a charge amount q is put in the inner cylinder, it is as if a metal cylinder with an amount of electricity q exists due to electrostatic induction. This induced charge amount is measured by KEITHLEY 616 DIGITAL ELECTROMETER, and the toner weight M in the inner cylinder divided by the charge amount Q is defined as Q / M (tribo). The toner is taken into the filter by air suction directly from the surface of the
又、この際、感光ドラム28表面から吸引されてなくなったトナーの面積を測定し、その値で、フィルター中のトナーの重量を割ったものをM/S(mg/cm2)が求められる。先述の図4の特性曲線は、このようにして測定されたM/SとVsnsの値の相関を取ったものである。
At this time, the area of the toner that has been removed from the surface of the
図6は本実施の形態の画像形成装置において、4つの条件下で感光ドラム28上に最大濃度部の潜像を現像することで形成されたトナー像のΔVtoner、トナー像のトリボQ/M、トナー付着量M/S及びその際のVsnsを測定したものである。
FIG. 6 shows a toner image ΔVtoner formed by developing a latent image of the maximum density portion on the
4つの条件とは以下の通りである。 The four conditions are as follows.
条件1:本実施例の現像器1を温度23℃、相対湿度50%の環境下で放置し、本実施例の画像形成装置にて現像動作を行ったもの
条件2:本実施例の現像器1を温度30℃、相対湿度80%の環境下で放置し、本実施例の画像形成装置にて現像動作を行ったもの
条件3:本実施例の現像器1を温度23℃、相対湿度5%の環境下で放置し、本実施例の画像形成装置にて現像動作を行ったもの
条件4:本実施例の現像器1を温度23℃、相対湿度50%の環境下で放置し、本実施例の画像形成装置において、現像バイアス交流成分として周波数2kHz、ピークトゥピーク電圧1.6kVの矩形波を用い、現像動作を行ったもの
この条件4は、現像に用いられるトナー量が少なく、仮想のコンデンサCを充電し切らないような条件の例として挙げた。
Condition 1: The developing
この結果からC/Sを計算し、平均的な値として
C/S=0.0492(×10−5C/V・m2 )
を得た。この値を用いてQ/Mを再度計算し直したものが、図6の最下段の計算値である。
C / S is calculated from this result, and C / S = 0.0492 (× 10 −5 C / V · m 2) as an average value
Got. The calculated value at the bottom of FIG. 6 is obtained by recalculating Q / M using this value.
このように、予め幾つかの条件下においてC/Sの値を求めておき、その値とΔΔVtoner、Vsnsの値を用いて、実際に感光ドラム28上に現像されたトナーのトリボを求めることができる。
As described above, the C / S value is obtained in advance under some conditions, and the tribo of the toner actually developed on the
次に、本実施の形態に係る画像形成装置が実際に感光ドラム28上のトナートリボを算出する過程を説明する。
Next, a process in which the image forming apparatus according to the present embodiment actually calculates the toner tribo on the
先ず、感光ドラム28上を1次帯電器21によって所定の電位に帯電し、画像信号として最大濃度部に相当する露光量をレーザー22によって露光する。こうして形成された最大濃度部相当の静電潜像を、先ず、現像器1によるトナー付着を行わずに電位センサ31による電位測定を行う。現像器1によるトナー付着を行わないために、現像スリーブ3は回転させず、又、現像バイアスも直流成分のみを印加し、交流成分は印加しない。電位センサ31からの出力信号は不図示のA/Dコンバーターによって10bitのデジタル信号に変換され、最大濃度部の電位データとして不図示の制御手段によって変数Vdrumに格納される。
First, the
次に、同じ静電潜像を再度感光ドラム28上に形成した後、今度は実際の画像形成時と同様に、現像スリーブ3を回転させ、現像バイアスを直流、交流成分ともに印加して静電潜像の現像を行い、トナー像を形成する。このトナー像の表層電位を同様に制御手段によって変数Vtonerに格納する。
Next, after the same electrostatic latent image is formed on the
更に、このトナー像の反射光量を、電位センサ31の下流にある光学センサ32によって検出する。反射光量の検出結果は不図示のA/Dコンバーターによって10bitのデジタル信号に変換され、不図示の制御手段によって変数Vsnsに格納される。
Further, the amount of reflected light of the toner image is detected by an
制御手段は図4の特性曲線の逆関数を変換テーブルとして備えており、Vsnsをこの変換テーブルによって変換した値を変数MassTに格納する。その後、以下の(6)式によってトナーのトリボの値を算出し、変数Triboに格納する。 The control means includes an inverse function of the characteristic curve of FIG. 4 as a conversion table, and stores a value obtained by converting Vsns by this conversion table in a variable MassT. Thereafter, the toner tribo value is calculated by the following equation (6) and stored in the variable Tribo.
Tribo
=0.0492×(Vtoner−Vdrum)/(MassT) … (6)
本実施の形態に係る画像形成装置では、この変数Triboに基づいて、ポスト帯電器33によってトナー像を再帯電することで、転写帯電器23による転写紙27へのトナー像の転写特性を安定させ、高品位の出力画像を得ることを可能にしている。
Tribo
= 0.0492 × (Vtoner−Vdrum) / (MassT) (6)
In the image forming apparatus according to the present embodiment, the toner image is recharged by the
ポスト帯電器33は帯電ワイヤ34に不図示の定電流電源によって所定の電流を与えることでトナー像にコロナ放電による帯電を与えるものであり、帯電ワイヤ34には、不図示の制御手段の計算及び制御によって以下のような電流Ip(μA)が印加される。
The
Tribo>−30 のとき Ip=0(μA)
−30≦Tribo≦−20 のとき Ip=−8×Tribo−240(μA)
Tribo<−20 のとき Ip=−80(μA)
尚、電流の流れる方向は、感光ドラム28からポスト帯電器へと向かう向きを+とする。
When Tribo> -30, Ip = 0 (μA)
When −30 ≦ Tribo ≦ −20 Ip = −8 × Tribo-240 (μA)
When Tribo <−20 Ip = −80 (μA)
Note that the direction of current flow is positive in the direction from the
この設定によって、帯電ワイヤ34に与えられる電流のうち約25%の電流が感光ドラム28方向へと向かい、例えば条件2で帯電ワイヤ34に−64μAが印加されると感光ドラム28側に約−16μAの電流が流れる。本実施の形態では、感光ドラム28方向に流れた電流の絶対値1μAにつき、トナー像のトリボの絶対値がおよそ0.6mC/kg上昇する。これによってトナー像のトリボの絶対値が約10上昇し、現像直後に−22mC/kgだったトリボが−32mC/kgとなる。これは条件3のような低湿環境でのトリボとほぼ同等であり、転写帯電器23による転写工程での条件変動を減じることができ、転写特性を安定させ、高品位の出力画像を得ることができる。しかも、従来のように、温湿度センサの出力から予想された擬似的なトリボ値に基づくのではなく、実際に現像されたトナーのトリボに基づいて制御するため、周囲の環境が急激に変わった場合でも制御のミスマッチを発生することなく、安定した画像特性を保つことができる。
With this setting, about 25% of the current applied to the
尚、上記実施の形態で数値、構成等は、必ずしもこれにとらわれるものではなく、本発明の意図する範囲内において様々な形態を採ることができる。例えば、算出されたトリボ値を用いて制御する画像形成条件としては、帯電条件、露光条件、現像条件、転写条件等、様々に応用することが可能である。 It should be noted that numerical values, configurations, and the like in the above-described embodiment are not necessarily limited thereto, and can take various forms within the scope of the present invention. For example, the image forming conditions controlled using the calculated tribo values can be applied in various ways such as charging conditions, exposure conditions, development conditions, transfer conditions, and the like.
<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
<
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
本実施の形態に係る画像形成装置の構成の概要は、実施の形態1で説明したものとほぼ同様である。 The outline of the configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment is substantially the same as that described in the first embodiment.
本実施の形態では、実施の形態1で示したようなトナー像のトリボ算出動作を、最大濃度部に加えて中間濃度部に対しても行う。そして、この結果を基にして、現像バイアスの交流成分のうち、ブランク部の長さを変更する。 In this embodiment, the tribo calculation operation of the toner image as shown in the first embodiment is performed on the intermediate density portion in addition to the maximum density portion. Based on this result, the length of the blank portion of the AC component of the developing bias is changed.
ここで、選択現像性とブランク部の長さの関連について説明する。 Here, the relationship between the selective developability and the length of the blank portion will be described.
2成分現像方式において、現像バイアスとして直流成分のみから成るバイアスを印加して現像した場合、比較的高い帯電量をもったトナーは、感光ドラム28と現像スリーブ3の間の電界(現像電界)で移動する以前に、キャリアとの電気力によってキャリア表面に拘束されてしまうため、感光ドラム28上には比較的低い帯電量のトナーのみが現像される。
In the two-component development system, when development is performed by applying a bias composed only of a DC component as a development bias, toner having a relatively high charge amount is generated by an electric field (development electric field) between the
逆に、交流成分を含むバイアスを印加すると、キャリアに付着していたトナーがキャリアから飛翔し始め、対向部でトナーミストを形成する。トナーミストは現像バイアスの交流成分によって感光ドラム28と現像スリーブ3の間を往復する。このトナーミスト中には、直流成分のみのバイアス印加では現像に利用されなかった高い帯電量のトナーも含まれる。
Conversely, when a bias including an AC component is applied, the toner attached to the carrier starts to fly from the carrier and forms a toner mist at the opposing portion. The toner mist reciprocates between the
しかし、矩形バイアスを印加した場合、高い帯電量のトナーは一度キャリア表面から離れてしまうと、現像電界の影響を受け易く移動速度が速いため、感光ドラム28と現像スリーブ3の間を往復する間に低い帯電量のトナーはその移動速度に追従できず、感光ドラム28表面に到達しにくくなる。又、帯電量の高いトナーはその分だけ感光ドラム28と現像スリーブ3間の電位差を速やかに埋めてしまい、後から到達する低い帯電量のトナーが感光ドラム28に到達するのを更に妨げる。つまり、感光ドラム28には高い帯電量のトナーが現像され易くなる。
However, when a rectangular bias is applied, once the toner with a high charge amount moves away from the carrier surface, the toner is easily affected by the developing electric field, and the moving speed is fast. Therefore, while the
このような選択現像性は、高濃度部よりも中間濃度部、特に画像信号に応じてレーザー22の発光を変調し階調を表現するようなデジタル露光を行った場合に顕著になる。
Such selective developability becomes conspicuous when digital exposure is performed in which the light emission of the
そこで、矩形部分を数回(本実施の形態では1周期分)繰り返した後に現像バイアスを直流成分のみにするというブランクパルスバイアスを印加すると、高い帯電量を持つトナーの往復が適宜停止する形になり、往復に追従できていなかった低い帯電量のトナーの移動を待つ形になる。この効果によって感光ドラム28に現像されたトナーの平均帯電量を、現像スリーブ3上の現像剤中のトナーの平均帯電量に近づけることができる。
Therefore, when a blank pulse bias is applied in which the development bias is only a DC component after repeating the rectangular portion several times (one period in this embodiment), the reciprocation of the toner having a high charge amount is stopped appropriately. Thus, it waits for the movement of the toner having a low charge amount that could not follow the reciprocation. By this effect, the average charge amount of the toner developed on the
このブランクの長さを短くすると、現像特性は矩形のみの特性に近づくため、選択現像性はトリボの高いトナーが感光ドラム28に付着し易い方向になる。又逆に、ブランクを長くすると、現像特性は直流のみの特性に近づくため、選択現像性はトリボの低いトナーが感光ドラム28に付着し易い方向になる。
When the length of the blank is shortened, the development characteristic approaches that of a rectangle only, and the selective developability tends to adhere to the
ブランク部の長さは、パルス部の周期を単位として表現される変数blankとして制御手段に格納されている。変数blankは1〜8の整数であり、初期値は2である。 The length of the blank part is stored in the control means as a variable blank expressed in units of the period of the pulse part. The variable blank is an integer of 1 to 8, and the initial value is 2.
実際の動作について説明すると、先ず、実施の形態1と同様にして最大濃度部のトナー像のトリボ値を算出し、変数Tribo(255)に格納する(ステップS1)。続いて、ステップS1で255としていたレーザー制御値を64(中間濃度部)として同様にトナー像のトリボ値を算出し、変数Tribo(64)に格納する(ステップS2)。 The actual operation will be described. First, the tribo value of the toner image of the maximum density portion is calculated in the same manner as in the first embodiment, and stored in the variable Tribo (255) (step S1). Subsequently, the tribo value of the toner image is similarly calculated by setting the laser control value set to 255 in step S1 to 64 (intermediate density portion), and stored in the variable Tribo (64) (step S2).
次に、変数TriboRatioに、Tribo(64)/Tribo(255)の値を格納する(ステップS3)。次に、この値が1.2以下であるかどうかを判断し(ステップS4)、Yの場合はステップ6に進む。ステップS4でNであった場合は更にこの値が0.8以上であるかどうかを判断し(ステップS5)、Yの場合はステップ9に、Nの場合は一連の動作を終了する(ステップS12)。
Next, the value of Tribo (64) / Tribo (255) is stored in the variable TriboRatio (step S3). Next, it is determined whether or not this value is 1.2 or less (step S4). If it is N in step S4, it is further determined whether or not this value is 0.8 or more (step S5). If it is Y, the process ends in
ステップS4でYであった場合、Blankの値が8であるかどうかを判断し(ステップS6)、ステップS6でYの場合は変数制御手段はBlank=8として(ステップS7)動作を終了する(ステップS12)。又、ステップS6でNの場合はBlankの元の値に1を加算し、(ステップS8)動作を終了する(ステップS12)。 If Y in step S4, it is determined whether the value of Blank is 8 (step S6). If Y in step S6, the variable control means sets Blank = 8 (step S7) and ends the operation (step S7). Step S12). If N in step S6, 1 is added to the original value of Blank (step S8), and the operation is terminated (step S12).
又、ステップS5でYであった場合、Blankの値が1であるかどうかを判断し(ステップS9)、ステップS9でYの場合は変数制御手段はBlank=1として(ステップS10)動作を終了する(ステップS12)。又、ステップS6でNの場合はBlankの元の値に−1を加算し、(ステップS11)動作を終了する(ステップS12)。 If Y is determined in step S5, it is determined whether the value of Blank is 1 (step S9). If Y is determined in step S9, the variable control means sets Blank = 1 (step S10) and ends the operation. (Step S12). If the answer is N in Step S6, -1 is added to the original value of Blank (Step S11), and the operation is terminated (Step S12).
この動作を簡単にまとめると、最大濃度部に対する中間調濃度部のトリボが高い場合は現像バイアス交流成分のブランク部を伸ばし、逆の場合はブランク部を縮める動作となる。この動作によって現像バイアス交流成分を、中間調部のトリボが高くなるような矩形バイアスのような特性と、中間調部のトリボが低くなるような直流バイアスのような特性の間で調整することが可能となる。 To summarize this operation, when the tribo of the halftone density portion with respect to the maximum density portion is high, the blank portion of the developing bias AC component is extended, and in the opposite case, the blank portion is reduced. By this operation, the development bias AC component can be adjusted between a characteristic such as a rectangular bias in which the halftone tribo is high and a DC bias characteristic in which the halftone tribo is low. It becomes possible.
以上のような構成を採ることで、画像形成装置の実際の使用条件に合わせて最適な現像バイアス条件を設定することで、選択現像による現像器内のトナー粒径分布の変動抑制効果を高め、より安定した品質の出力画像を得られるような画像形成装置を提供するという、本発明の第2の目的が達成される。 By adopting the configuration as described above, by setting the optimum developing bias condition according to the actual use condition of the image forming apparatus, the effect of suppressing the fluctuation in the toner particle size distribution in the developing device by selective development is enhanced, The second object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of obtaining an output image with more stable quality is achieved.
本発明は、電子写真方式を用いた複写機やプリンタ等の任意の画像形成装置に対して適用可能である。 The present invention can be applied to an arbitrary image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system.
1 現像器
2 現像容器
3 現像スリーブ
21 1次帯電器
22 レーザー
23 転写帯電器
25 定着器
26 クリーナー
27 転写紙
28 感光ドラム
31 電位センサ
32 光学センサ
33 ポスト帯電器
34 帯電ワイヤ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記電位測定手段によって測定された前記潜像担持体の表面電位測定結果と、前記トナー像の表面電位測定結果とから、前記トナー像の単位面積当たりの電荷量を算出する手段と、前記トナー像の単位面積当たりの電荷量及び前記トナー像の単位面積当たりのトナー付着量から、前記トナー像として付着しているトナーの単位重量当たりの電荷量を算出するトナー電荷量算出手段を備え、前記トナー電荷量算出手段の結果に基づいて画像形成条件及び/又は画像形成装置の動作を制御することを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier for carrying an electrostatic latent image; and a developing means for forming a toner image by attaching toner according to the electrostatic latent image on the latent image carrier; A potential measuring means for measuring a surface potential of a toner image formed on the surface or the surface of the latent image carrier; and a toner adhesion amount per unit area of the toner image formed on the surface of the latent image carrier. In an image forming apparatus provided with a toner adhesion amount measuring means for
Means for calculating a charge amount per unit area of the toner image from the surface potential measurement result of the latent image carrier measured by the potential measurement means and the surface potential measurement result of the toner image; and the toner image A toner charge amount calculating means for calculating a charge amount per unit weight of toner adhering as the toner image from a charge amount per unit area of the toner and a toner adhesion amount per unit area of the toner image; An image forming apparatus that controls an image forming condition and / or an operation of the image forming apparatus based on a result of a charge amount calculating unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003404410A JP2005165004A (en) | 2003-12-03 | 2003-12-03 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003404410A JP2005165004A (en) | 2003-12-03 | 2003-12-03 | Image forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005165004A true JP2005165004A (en) | 2005-06-23 |
Family
ID=34727409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003404410A Withdrawn JP2005165004A (en) | 2003-12-03 | 2003-12-03 | Image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005165004A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008145745A (en) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Canon Inc | Image forming apparatus |
US7471909B2 (en) * | 2005-09-21 | 2008-12-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
JP2013125100A (en) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Canon Inc | Image forming apparatus |
US8709941B2 (en) | 2007-12-21 | 2014-04-29 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method for forming contact in an integrated circuit |
JP2018004696A (en) * | 2016-06-27 | 2018-01-11 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image forming apparatus and image forming method |
-
2003
- 2003-12-03 JP JP2003404410A patent/JP2005165004A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7471909B2 (en) * | 2005-09-21 | 2008-12-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
JP2008145745A (en) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Canon Inc | Image forming apparatus |
US8709941B2 (en) | 2007-12-21 | 2014-04-29 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method for forming contact in an integrated circuit |
JP2013125100A (en) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Canon Inc | Image forming apparatus |
JP2018004696A (en) * | 2016-06-27 | 2018-01-11 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image forming apparatus and image forming method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2009125856A1 (en) | Image formation device | |
JP2010020281A (en) | Image forming apparatus | |
JP2007121940A (en) | Electrophotographic image forming apparatus | |
JP4937573B2 (en) | Electrophotographic image forming apparatus | |
JP2009008834A (en) | Image forming method | |
JP5558784B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
EP2151720B1 (en) | Image forming apparatus | |
JP2005165004A (en) | Image forming apparatus | |
JPH11133752A (en) | Image forming device | |
JP5590956B2 (en) | Image forming apparatus and power supply apparatus | |
JP2010128352A (en) | Development method and device in image forming apparatus | |
JP2005208657A (en) | Power source for image forming system of hybrid scavengeless development system | |
JP5224887B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5136625B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP2010197464A (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP2008009178A (en) | Image forming apparatus | |
JP3450764B2 (en) | Image forming device | |
JP2009294546A (en) | Image forming apparatus | |
JP2002116626A (en) | Developing device and cartridge | |
JP2004021201A (en) | Developing device | |
JP4734358B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP2001117332A (en) | Image forming device | |
JPH05119592A (en) | Developing device | |
JP2008209517A (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
JP2008058605A (en) | Developing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060201 |
|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070206 |