JP2006106565A - Image forming apparatus, uneven density image discrimination method, and image forming method - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式により記録紙に画像を形成する画像形成装置、その画像形成手段に利用される濃度ムラ判別装置、及び画像形成方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image on recording paper by an electrophotographic method, a density unevenness determination apparatus that is used for the image forming means, and an image forming method.
従来、電子写真方式における画像形成は、まず、均一に帯電された像担持体を移動させつつ表面をレーザ光で露光して静電潜像を形成し、形成した静電潜像を現像してトナー像を形成し、さらに、トナー像を記録紙に転写して、または、トナー像を中間転写体を介して記録紙に転写して、転写したトナー像を定着手段により定着して行われる。ここで、像担持体の移動方向を副走査方向、副走査方向に直交する方向を主走査方向と呼ぶことにする。 Conventionally, in electrophotographic image formation, first, an electrostatic latent image is formed by moving the uniformly charged image carrier while exposing the surface with laser light, and then developing the formed electrostatic latent image. A toner image is formed, and the toner image is further transferred to a recording sheet, or the toner image is transferred to a recording sheet via an intermediate transfer member, and the transferred toner image is fixed by a fixing unit. Here, the moving direction of the image carrier is referred to as the sub-scanning direction, and the direction orthogonal to the sub-scanning direction is referred to as the main scanning direction.
ところが、装置の欠陥や現像剤などの経時的な変化、或いは、温度や湿度などの環境変化などにより形成される画像に濃度ムラを発生する場合があった。濃度ムラは、画像を劣化させ画像不良となるばかりか、所定のパッチの濃度を測定結果に基づいて濃度調整を行おうとする際に正確に濃度測定ができず濃度調整に支障をきたす場合があった。例えば、濃度ムラを測定し、その測定結果に基づいて濃度調整を行う画像形成装置があるが(例えば、特許文献1参照。)、この画像形成装置では、像担持体としての感光ドラム、現像スリーブなどの円柱形状の部品の回転周期やそれらを駆動するギア等の回転周期で副走査方向に現れる濃度ムラを検出していた。また、感光ドラム、現像スリーブのみならず露光手段及び除電ランプ等の画像形成関与部品の寸法や位置を予め記憶しておき、2次元的に走査する検出手段により濃度ムラや電位ムラを検出することにより、回転周期により副走査方向に発生する濃度ムラばかりでなく、例えば、露光ランプや除電ランプ等により主走査方向に発生する濃度ムラを検出して、濃度ムラを発声している画像形成関与部品を特定して、例えば警告を行う画像形成装置がある(例えば、特許文献2参照。)。 However, there is a case where density unevenness occurs in an image formed due to a time-dependent change such as a device defect or a developer, or an environmental change such as temperature or humidity. Density unevenness not only deteriorates the image and causes an image defect, but also makes it impossible to accurately measure the density of a predetermined patch based on the measurement result, which may hinder density adjustment. It was. For example, there is an image forming apparatus that measures density unevenness and adjusts density based on the measurement result (see, for example, Patent Document 1). In this image forming apparatus, a photosensitive drum and a developing sleeve as an image carrier. The density unevenness appearing in the sub-scanning direction is detected at the rotation cycle of the cylindrical parts such as the gears and the rotation cycle of the gears for driving them. In addition, the size and position of not only the photosensitive drum and the developing sleeve but also the image forming-related parts such as the exposure unit and the discharge lamp are stored in advance, and density unevenness and potential unevenness are detected by a detection unit that scans two-dimensionally. Therefore, not only the density unevenness that occurs in the sub-scanning direction due to the rotation period, but also the image formation-related component that detects the density unevenness that occurs in the main scanning direction by, for example, an exposure lamp or a discharge lamp, and utters the density unevenness. For example, there is an image forming apparatus that issues a warning (see, for example, Patent Document 2).
さらに、濃度ムラには、上記の画像形成装置で検出する副走査及び主走査方向に発生するものの他に、副走査(または主走査方向)に対し斜め方向に発生するものがある。その濃度ムラは、現像器に備えられ、現像スリーブに並設され現像剤を搬送しつつ、現像スリーブに対し現像剤の供給及び回収を行う螺旋状のスクリューにより発生する濃度ムラである。 Further, the density unevenness may occur in an oblique direction with respect to the sub-scanning (or main scanning direction) in addition to the sub-scanning and main scanning direction detected by the image forming apparatus. The density unevenness is density unevenness generated by a spiral screw that is provided in the developing unit and is provided in parallel with the developing sleeve to feed and collect the developer with respect to the developing sleeve.
ここで、そのスクリューによる濃度ムラであるスクリューピッチムラの発生について述べる。並設されるスクリューが螺旋状をしていることから、現像スリーブの外周とスクリューの外周とが最も近づき距離が最小となる位置がスクリューのピッチで軸方向である主走査方向に周期的に存在する。そして、この距離が最小となる位置はスクリューの回転により主走査方向に移動し、また、現像スリーブも回転しているので、この距離が最小となる位置は現像スリーブに対し斜め方向に移動し、現像スリーブ上で螺旋状の軌跡を描く。一方、この距離が最小となった位置での現像性能は、例えば、現像剤の経時的な劣化や環境条件の変化により他に比べ劣化する場合があり、その場合に現像された静電潜像は主走査方向にはスクリューのピッチで、副走査に対し斜め方向にムラを発生することになる。 Here, generation of screw pitch unevenness which is density unevenness due to the screw will be described. Since the screws arranged side by side are spiral, the position where the outer periphery of the developing sleeve and the outer periphery of the screw are closest to each other and the distance is minimum is periodically present in the main scanning direction, which is the axial direction of the screw pitch. To do. Then, the position where this distance is minimum is moved in the main scanning direction by the rotation of the screw, and the developing sleeve is also rotated, so the position where this distance is minimum is moved in an oblique direction with respect to the developing sleeve, Draw a spiral trajectory on the development sleeve. On the other hand, the development performance at the position where the distance is minimized may be deteriorated as compared with others due to, for example, deterioration of the developer over time or environmental conditions, and in this case, the developed electrostatic latent image Causes unevenness in the diagonal direction with respect to the sub-scanning at the pitch of the screw in the main scanning direction.
しかしながら、特許文献1及び2に記載の画像形成装置では、上述のようなスクリューピッチムラについて記載はなく、濃度ムラがスクリューにより発生しているか否か判別することはできない。したがって、スクリューピッチムラを補正することもできない。 However, in the image forming apparatuses described in Patent Documents 1 and 2, there is no description about the screw pitch unevenness as described above, and it cannot be determined whether or not density unevenness is generated by the screw. Therefore, the screw pitch unevenness cannot be corrected.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像に発生する濃度ムラが、スクリューピッチムラか否かを判別が可能で、さらに、スクリューピッチムラの発生を抑止することが可能な画像出力装置、濃度ムラ判別方法、及び、画像形成方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to determine whether or not density unevenness occurring in an image is screw pitch unevenness. An object of the present invention is to provide an image output device, a density unevenness determination method, and an image forming method that can be suppressed.
上記課題を解決するために請求項1記載の発明は、像担持体を副走査方向に移動させつつ前記像担持体上に画像形成信号に基づく静電潜像を形成し、スクリューを回転させて現像剤を搬送しつつ、前記静電潜像を前記現像剤により現像して画像形成を行う画像形成装置であって、前記像担持体主走査方向に前記スクリューのピッチとは異なる間隔で配置され、前記形成される画像の濃度を検出する一対の検出手段と、前記一対の検出手段がそれぞれ検出する濃度変化に基づいて、前記スクリューによる濃度ムラを判別する判別手段とを備えることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to claim 1 is characterized in that an electrostatic latent image based on an image forming signal is formed on the image carrier while moving the image carrier in the sub-scanning direction, and a screw is rotated. An image forming apparatus that forms an image by developing the electrostatic latent image with the developer while transporting the developer, and is disposed at an interval different from a pitch of the screw in the image carrier main scanning direction. And a pair of detection means for detecting the density of the image to be formed, and a discrimination means for discriminating density unevenness due to the screw based on density changes detected by the pair of detection means, respectively. .
また、請求項2記載の発明は、像担持体を副走査方向に移動させつつ前記像担持体上に画像形成信号に基づく静電潜像を形成し、スクリューを回転させて現像剤を搬送しつつ、前記静電潜像を前記現像剤により現像して画像形成を行う画像形成装置であって、前記像担持体主走査方向に前記スクリューのピッチとは異なる間隔で配置され、前記形成される画像の濃度を検出する一対の検出手段と、前記一対の検出手段がそれぞれ検出する濃度変化に基づいて、前記スクリューによる濃度ムラを判別する判別手段と、前記判別手段により前記スクリューによる濃度ムラと判別された場合に、前記現像の条件を変化させる現像条件変更手段とを備え、前記変更された現像の条件で現像し画像形成を行い前記スクリューによる濃度ムラの発生を抑止することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, an electrostatic latent image based on an image forming signal is formed on the image carrier while moving the image carrier in the sub-scanning direction, and the developer is conveyed by rotating a screw. An image forming apparatus that forms an image by developing the electrostatic latent image with the developer, and is formed in the image carrier main scanning direction at an interval different from the pitch of the screw. A pair of detection means for detecting the density of the image, a discrimination means for discriminating density unevenness due to the screw, based on density changes detected by the pair of detection means, and a discrimination means for discriminating density unevenness due to the screw Development condition changing means for changing the development conditions in the case of development, and developing under the changed development conditions to form an image to suppress density unevenness due to the screw It is characterized in Rukoto.
また、請求項3記載の発明は、前記現像条件変更手段は、前記スクリューの回転数を高くすることを特徴としている。 The invention described in claim 3 is characterized in that the development condition changing means increases the rotational speed of the screw.
また、請求項4記載の発明は、前記スクリューの回転数は、1.2倍以上2倍以下に高くすることを特徴としている。 The invention according to claim 4 is characterized in that the rotational speed of the screw is increased to 1.2 times or more and 2 times or less.
また、請求項5記載の発明は、前記判別手段は、前記それぞれの濃度変化に時間差がある場合に前記スクリューによる濃度ムラと判別することを特徴としている。 The invention according to claim 5 is characterized in that the discriminating means discriminates density unevenness due to the screw when there is a time difference between the density changes.
また、請求項6記載の発明は、前記判別手段は、前記それぞれの濃度変化に時間差があり、かつ、前記それぞれの濃度変化が同じ周期で変化する場合に前記スクリューによる濃度ムラと判別することを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, the discriminating means discriminates density unevenness due to the screw when there is a time difference between the respective density changes and the respective density changes change in the same cycle. It is a feature.
また、請求項7記載の発明は、像担持体を副走査方向に移動させつつ前記像担持体上に画像形成信号に基づく静電潜像を形成し、スクリューを回転させて現像剤を搬送しつつ、前記静電潜像を前記現像剤により現像して画像形成を行う画像形成装置における濃度ムラ判別方法であって、前記像担持体主走査方向に前記スクリューのピッチとは異なる間隔で、前記形成される画像の濃度を検出する段階と、前記スクリューのピッチとは異なる間隔で検出されるそれぞれの濃度変化に基づいて、前記スクリューによる濃度ムラを判別する段階とを含むことを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, an electrostatic latent image based on an image forming signal is formed on the image carrier while moving the image carrier in the sub-scanning direction, and the developer is conveyed by rotating a screw. On the other hand, a density unevenness determination method in an image forming apparatus that forms an image by developing the electrostatic latent image with the developer, wherein the image carrier main scanning direction has an interval different from the pitch of the screw. The method includes a step of detecting a density of an image to be formed, and a step of determining density unevenness due to the screw based on respective density changes detected at intervals different from the pitch of the screw.
また、請求項8記載の発明は、像担持体を副走査方向に移動させつつ前記像担持体上に画像形成信号に基づく静電潜像を形成し、スクリューを回転させて現像剤を搬送しつつ、前記静電潜像を前記現像剤により現像して画像形成を行う画像形成方法であって、前記像担持体主走査方向に前記スクリューのピッチとは異なる間隔で、前記形成される画像の濃度を検出する段階と、前記スクリューのピッチとは異なる間隔で検出されるそれぞれの濃度変化に基づいて、前記スクリューによる濃度ムラを判別する段階と、前記スクリューによる濃度ムラと判別された場合に、前記現像の条件を変化させる段階を含み、前記変更された現像の条件で現像し画像形成を行い前記スクリューによる濃度ムラの発生を抑止することを特徴としている。 The invention according to claim 8 forms an electrostatic latent image based on an image forming signal on the image carrier while moving the image carrier in the sub-scanning direction, and rotates the screw to convey the developer. On the other hand, an image forming method for forming an image by developing the electrostatic latent image with the developer, wherein the formed image is formed at an interval different from the screw pitch in the image carrier main scanning direction. A step of detecting density, a step of determining density unevenness due to the screw based on respective density changes detected at intervals different from the pitch of the screw, and a case where density unevenness due to the screw is determined, The method includes the step of changing the development condition, and developing the image under the changed development condition to form an image to suppress density unevenness due to the screw.
請求項1記載の濃度ムラ画像形成装置によれば、現像剤を搬送するスクリューのピッチとは異なる間隔で配置された1対の検出手段が検出する濃度変化に基づいてスクリューピッチムラを判別することができる。 According to the density unevenness image forming apparatus according to claim 1, the screw pitch unevenness is discriminated based on the density change detected by the pair of detection means arranged at intervals different from the pitch of the screw conveying the developer. Can do.
請求項2記載の画像形成装置によれば、現像剤を搬送するスクリューのピッチとは異なる間隔で配置された1対の検出手段が検出する濃度変化に基づいてスクリューピッチムラを判別して、現像の条件を変化させてスクリューピッチムラの発生を抑止することができる。 According to the image forming apparatus of the second aspect, the screw pitch unevenness is discriminated based on the density change detected by the pair of detection means arranged at intervals different from the pitch of the screw that conveys the developer, and the development is performed. The occurrence of screw pitch unevenness can be suppressed by changing the above condition.
請求項3記載の画像形成装置によれば、スクリュー回転数を高くすることによりスクリューピッチムラの発生を抑止することができ、さらに、濃度変化を引き起こすことがない。 According to the image forming apparatus of the third aspect, it is possible to suppress the occurrence of screw pitch unevenness by increasing the screw rotation speed, and further, no density change is caused.
請求項4記載の画像形成装置によれば、スクリューピッチムラの発生を抑止することが可能であり、動作不良を引き起こすことがない。 According to the image forming apparatus of the fourth aspect, it is possible to suppress the occurrence of screw pitch unevenness, and no malfunction occurs.
請求項5記載の濃度ムラ画像形成装置によれば、スクリューピッチムラの副走査方向に対し斜めに発生する濃度ムラを濃度変化の時間差により判別することができる。 According to the density unevenness image forming apparatus of the fifth aspect, density unevenness generated obliquely with respect to the sub-scanning direction of screw pitch unevenness can be determined by the time difference of density change.
請求項6記載の濃度ムラ画像形成装置によれば、周期的ではない偶発的な濃度変化をスクリューピッチムラと誤って識別してしまうことがない。 According to the density unevenness image forming apparatus of the sixth aspect, an accidental density change that is not periodic is not mistakenly identified as screw pitch unevenness.
請求項7記載の濃度ムラ判別方法によれば、現像剤を搬送するスクリューのピッチとは異なる間隔で配置された1対の検出手段が検出する濃度変化に基づいてスクリューピッチムラを判別することができる。
According to the density unevenness determination method according to
請求項8記載の濃度ムラ補正方法によれば、現像剤を搬送するスクリューのピッチとは異なる間隔で配置された1対の検出手段が検出する濃度変化に基づいてスクリューピッチムラを判別して、現像の条件を変化させてスクリューピッチムラの発生を抑止することができる。 According to the density unevenness correction method of claim 8, the screw pitch unevenness is determined based on the density change detected by the pair of detection means arranged at intervals different from the pitch of the screw conveying the developer, It is possible to suppress the occurrence of screw pitch unevenness by changing the development conditions.
以下では、本発明の濃度ムラ判別装置を備えた画像読取装置として複写機を例として図を参照しつつ説明する。 Hereinafter, a copying machine will be described as an example of an image reading apparatus provided with the density unevenness determination apparatus of the present invention with reference to the drawings.
(全体構成)
図1は、本発明に係る画像形成装置としての複写機の一実施の形態を示す断面構成図である。図1に示す複写機は、いわゆるタンデム型フルカラー複写機と称せられるもので、画像読取部SC、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の画像を形成するそれぞれの画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、中間転写体ユニット7と、給紙手段21及び定着手段24とを備えている。
(overall structure)
FIG. 1 is a sectional configuration diagram showing an embodiment of a copying machine as an image forming apparatus according to the present invention. The copying machine shown in FIG. 1 is a so-called tandem type full-color copying machine, and each of
画像読取部SCは、複写機の上部に位置し、自動原稿送り装置201と原稿画像走査露光装置202からなり、自動原稿送り装置201により搬送される原稿dの画像が原稿画像走査露光装置202の光学系により撮像素子であるラインイメージセンサCCDにより読取られ、アナログ信号に光電変換される。
The image reading unit SC is located above the copying machine and includes an
画像形成部10Y、10M、10C、10Kは垂直方向に縦列配置されており、感光体1Y、1M、1C、1Kの図示左側にはローラ71、72、73、74を巻回して回動可能に張架された半導電性エンドレスベルト状の中間転写体70が配置されている。
The
そして、中間転写体70は中間転写体駆動ローラ71により中間転写体駆動ローラ71に接続された図示しない駆動装置により矢印方向に搬送されている。
The intermediate transfer member 70 is conveyed in the direction of the arrow by a driving device (not shown) connected to the intermediate transfer
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、感光体1Yの周囲に配置された帯電手段2Y、露光手段3Y、現像手段4Y、濃度検出手段101aY及び101bY、1次転写ローラ5Y、クリーニング手段6Yを有する。
The
マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、感光体1Mの周囲に配置された帯電手段2M、露光手段3M、現像手段4M、濃度検出手段101aM及び101bM、1次転写ローラ5M、クリーニング手段6Mを有する。
An
シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、感光体1Cの周囲に配置された帯電手段2C、露光手段3C、現像手段4C、濃度検出手段101aC及び101bC、1次転写ローラ5C、クリーニング手段6Cを有する。
The
黒色の画像を形成する画像形成部10Kは、感光体1Kの周囲に配置された帯電手段2K、露光手段3K、現像手段4K、濃度検出手段101aK及び101bK、1次転写ローラ5K、クリーニング手段6Kを有する。
An image forming unit 10K that forms a black image includes a
帯電手段2Y、2M、2C、2Kは、例えばスコロトロン方式の帯電手段で、それぞれ感光体1Y、1M、1C、1Kの表面を所定の極性・電位に一様に帯電させる。また、この帯電は、図示しない除電ランプにより、光を一様に照射して感光体1Y、1M、1C、1Kの表面の電荷を除去した後行われる。
The charging means 2Y, 2M, 2C, and 2K are, for example, scorotron charging means, and uniformly charge the surfaces of the
そして、ラインイメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ信号は、図示しない画像処理部において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段3Y、3M、3C、3Kに各色毎の2値或いは多値の画像データとして送られ、対応するドラム状の感光体1Y、1M、1C、1Kに画像データの静電潜像を形成する。また、図示しない通信可能に接続された外部端末からの画像データを受けて、その画像データを露光手段3Y、3M、3C、3Kに送り、対応するドラム状の感光体1Y、1M、1C、1Kに画像データの静電潜像を形成する。
The analog signal photoelectrically converted by the line image sensor CCD is subjected to analog processing, A / D conversion, shading correction, image compression processing, etc. in an image processing unit (not shown), and then exposure means 3Y, 3M, 3C, The image data is sent to 3K as binary or multivalued image data for each color, and electrostatic latent images of the image data are formed on the corresponding drum-shaped
つまり、露光手段3Y、3M、3C、3Kは画像データの示す階調値に基づいて図示しないレーザダイオードを変調し、対応する感光体1Y、1M、1C、1K上にレーザ光を走査して静電潜像を形成するものである。感光体1Y、1M、1C、1Kは、周速度vpで矢印a方向に回転し、その回転方向に対し直角方向にレーザ光を走査する。このレーザ光の走査方向を主走査方向(像担持体主走査方向)、感光体1Y、1M、1C、1Kの回転方向を副走査方向という。また、階調値とは、例えば白を0、ベタを255として示し、その間は0から1刻みで段階的に、多値の画像データの各画素を示す数値である。
That is, the exposure means 3Y, 3M, 3C, and 3K modulate a laser diode (not shown) based on the gradation value indicated by the image data, and scan the corresponding photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K with a laser beam to statically. It forms an electrostatic latent image. The
現像手段4Y、4M、4C、4Kは、キャリアとそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーとを含む現像剤を収容し、感光体1Y、1M、1C、1K上に各色の静電潜像が形成されるごとに対応する現像器4Y、4M、4C、4Kが駆動され、それぞれのトナー像を形成する。濃度検出手段101aY及びbY、101aM及びbM、101aC及びbC、及び、101aK及びbKは、感光体1Y、1M、1C、1K上に形成されたそれぞれのトナー像の濃度を検出する1対の検出手段であり、その検出結果は、濃度ムラがスクリューピッチムラか否か判別するために用いられる(詳細は後述する。)。
The developing means 4Y, 4M, 4C, and 4K contain a carrier and a developer including yellow, magenta, cyan, and black toners, respectively, and electrostatic latent images of the respective colors are formed on the
ここで、1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kは、画像の種類に応じて選択的に作動するように制御されてそれぞれ対応する感光体1Y、1M、1C、1Kに中間転写体70を押圧し、画像形成部10Y、10M、10C、10Kにより感光体1Y、1M、1C、1Kに形成された各色の画像は、1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kにより、回動する中間転写体70上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
Here, the
クリーニング手段6Y、6M、6C、6Kは、トナーの記録紙への転写後の感光体ドラム21表面上の残留トナーを除去する。
The
一方、給紙カセット20内に収容された記録媒体としての用紙Pは、終始手段21により給紙され、複数の中間ローラ22A、22B、22C、22D、レジストローラ23を経て、2次転写ローラ5Aに搬送され、2次転写ローラ5Aにより中間転写体70上のカラー画像が用紙P上に一括転写される。
On the other hand, the sheet P as a recording medium accommodated in the
ここで、2次転写ローラ5Aは、ここを用紙Pが通過して2次転写が行われるときにのみ、中間転写体70及び用紙Pを介しローラ72に圧接する。
Here, the
画像が転写された用紙Pは、定着手段24により定着処理され、排紙ローラ25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。
The sheet P on which the image has been transferred is fixed by the fixing
一方、2次転写ローラ5Aにより用紙Pにカラー画像を転写した後、用紙Pを曲率分離した中間転写体70は、クリーニング手段6Aにより残留トナーが除去される。
On the other hand, after the color image is transferred onto the paper P by the
また、濃度検出手段101aY及びbY、101aM及びbM、101aC及びbC、及び、101aK及びbKは、感光体1Y、1M、1C、1Kに対向して配置し、トナー像の濃度を検出するようにしたが、中間転写体70に対向して配置してトナー像の濃度を検出してもよく、また、用紙Pのトナー像が転写される面に対向して配置してトナー像(定着、未定着のいずれか)の濃度を検出してもよい。中間転写体70及び用紙Pに対向して配置する場合には、各色の濃度を一対の濃度検出手段により各色の濃度を検出することが可能である。
The density detectors 101aY and bY, 101aM and bM, 101aC and bC, and 101aK and bK are arranged to face the
上述のように本発明に係る複写機では、画像データに基づいて、カラー画像を用紙P上に画像形成する。 As described above, the copier according to the present invention forms a color image on the paper P based on the image data.
(作像メカニズム)
さらに、画像形成部10Y、10M、10C、10Kでのトナー像の作像メカニズムの概略を図2乃至図4を参照して説明する。図2は、画像形成部10Yの概略構成を示す断面図、図3は感光体1Y表面上の電位の状態を説明するための説明図、図4は、搬送スクリュー42aY(42bY)の形状を示す斜視図である。以下、イエロー色を例として説明を行うが、マゼンタ色、シアン色及び黒色については、イエロー色と同様であり、説明文中のイエロー色はマゼンタ色、シアン色または黒色に、符号YはM、CまたはKにそれぞれ置き換えればよく、個々の説明は省略するものとする。
(Image creation mechanism)
Further, the outline of the toner image forming mechanism in the
まず、図2に示すように、周速度vpで矢印a方向に回転する感光体1Yの表面を帯電手段2Yにより負極性の表面電位Vhとなるように帯電処理する。露光手段3Yによって画像に基づいてレーザ光を走査して露光されると、図3に示すように画像部の電位はViまで大きく減衰し、静電潜像が形成される。
First, as shown in FIG. 2, the surface of the
そして、感光体1Y上に形成された静電潜像を、現像手段4Yでトナーを感光体1Yに対向して矢印c方向に周速度vsで回転する回転体の現像剤担持体である現像スリーブ41Yを介し現像し、イエロー色のトナー像を形成する。現像スリーブ41Yには、図示しないバイアス電圧印加手段により直流成分のDCバイアス電圧Vdcに交流成分のACバイアス電圧Vacを重畳した負極性の現像バイアス電圧Vbが印加され現像が行われる。トナーが付着するのは、基本的には、|Vi|≦|Vb|の条件下である。
The electrostatic latent image formed on the
また、現像剤は、図4に示すようなスクリューピッチがpの螺旋状の搬送スクリュー42aYが図2の矢印d方向に回転数N〔rpm〕で回転することにより奥方向に、搬送スクリュー42bYが図2の矢印e方向に回転することにより手前方向に搬送されつつ、現像スリーブ41Yによって現像位置に搬送される。このときトナーは、キャリアと撹拌されて相互摩擦による摩擦帯電により負極性に帯電されており、この帯電されたトナーが低電位Viに減衰した画像部に付着し、トナー像が形成される。
Further, as shown in FIG. 4, the developer is rotated in the direction of the arrow N in FIG. 2 at a rotational speed N [rpm], and the conveying screw 42bY is moved in the back direction. By being rotated in the direction of arrow e in FIG. 2, it is conveyed to the developing position by the developing
(スクリューピッチムラ)
ここで、濃度ムラについて説明する。濃度ムラには、各部の回転周期で副走査に発生する濃度ムラ及び部品不良などで主走査方向に発生する濃度ムラがあるが、その他に、搬送スクリュー42aYによる濃度ムラであるスクリューピッチムラがある。スクリューピッチムラは、各部の回転周期で副走査に発生する濃度ムラ及び部品不良などで主走査方向に発生する濃度ムラとは異なり、低濃度部のピッチが搬送スクリュー42aYのスクリューピッチpで、副走査方向(または主走査方向)に対し斜め方向に発生するものであり、スクリューピッチムラの模式図を図5に示す。
(Screw pitch unevenness)
Here, density unevenness will be described. The density unevenness includes density unevenness that occurs in the sub-scanning in the rotation cycle of each part and density unevenness that occurs in the main scanning direction due to defective parts, etc. In addition, there is screw pitch unevenness that is density unevenness due to the conveying screw 42aY. . The screw pitch unevenness is different from the density unevenness that occurs in the sub-scan in the rotation cycle of each part and the density unevenness that occurs in the main scanning direction due to defective parts, etc., and the pitch of the low-density part is the screw pitch p of the conveying screw 42aY. FIG. 5 shows a schematic diagram of screw pitch unevenness that occurs in an oblique direction with respect to the scanning direction (or main scanning direction).
図6は、スクリューピッチムラの発生メカニズムについて説明するための画像形成部10Yの概略を示す上面図である。図6には搬送スクリュー42aY及び42bYのスクリュー形状をそれぞれについて一部を曲線で示したが、搬送スクリュー42aY及び42bYが上述のように回転すると、それぞれのスクリューは、実線で示す位置から破線で示す位置に移動し、現像剤を矢印で示すように搬送し循環させる。この搬送に伴いトナーとキャリアを撹拌し、トナーが補給口から補給される。この現像剤の搬送速度すなわち搬送スクリュー42aY及び42bYの回転数Nは、低ければトナー不足となり濃度低下を発生し、回転数が高すぎると例えば搬送スクリュー42aY及び42bYの図示しない軸受け部での発熱によりトナーが溶融し後に冷えて固着してしまい動作不良を引き起こすので、例えば所定の印字率の画像を連続して形成できるような現像剤の搬送速度以上となるような回転数に定められている。
FIG. 6 is a top view showing an outline of the
一方、スクリューは螺旋の状をしていることから、現像スリーブ41Yの外周と搬送スクリュー42aYの外周とが最も近づき距離が最小となる位置があり、それは搬送スクリュー42aYの螺旋のピッチで主走査方向に周期的に存在する。そして、この距離が最小となる位置は搬送スクリュー42aYの回転により主走査方向に実線で示す位置から破線で示す位置に移動し、また、現像スリーブ41Yも回転(図2矢印c方向)しているので、この距離が最小となる位置は現像スリーブ41Yに対し斜め方向に移動することになり、現像スリーブ41Y上に図6に示すように螺旋状の軌跡を描く。一方、この距離が最小となった位置での現像性能は、例えば、現像剤の経時的な劣化や環境条件の変化により他に比べ劣化する場合があり、その場合に現像された静電潜像は、主走査方向にピッチpで、図6に示すように感光体1Y上に副走査または主走査方向に対し斜め方向の低濃度部を発生する。そして、中間転写体70に転写され、さらに、用紙P上に転写されて形成された画像に図5に示したようなスクリューピッチムラを発生することになる。(図6では、感光体1Y上の副走査方向に対し斜め方向の低濃度部を2箇所について示したが、実際には、主走査方向の現像スリーブ41Yの外周と搬送スクリュー42aYの外周とが最も近づき距離が最小となる位置の全てについて低濃度部となる。)。
On the other hand, since the screw has a spiral shape, there is a position where the outer periphery of the developing
また、濃度検出手段101aY及び101bYは、主走査方向に搬送スクリュー42aYのスクリューピッチpとは異なる距離、すなわち、p、2p、3p・・・・を除く距離であればよく、例えば、本例ではその距離を1.5pとして配置されている(理由は後述)。 In addition, the density detection units 101aY and 101bY may have a distance different from the screw pitch p of the conveying screw 42aY in the main scanning direction, that is, a distance excluding p, 2p, 3p,... The distance is 1.5p (the reason will be described later).
(制御構成)
次に、本実施の形態における画像形成装置の制御構成を図7に示す機能ブロック図を参照して説明する。
(Control configuration)
Next, a control configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to a functional block diagram shown in FIG.
ハードウェア群100は、上述の図1を用いて説明した各部に加え、各部を駆動するための駆動手段等を含んで構成される。
The
制御手段102は、画像形成装置の各部の制御を行う。そのために、CPU(図示せず)と、各種のプログラム、及び、そのプログラムを実行するときに必要な各種データや現像条件に係るパラメータ値を含む画像形成に係る各種パラメータ値を記憶すると共に、各種のプログラムを実行するときのワークエリアを構成するシステムメモリ(図示せず)と、を含んで構成される。また、画像データに基づいて画像を形成するようにハードウェア群100の各部を制御するが、その際には、システムメモリに記憶されている各種データや各種パラメータ値に従ってハードウェア群100の各部を制御する。ここで、現像条件に係るパラメータ値とは、例えば、感光体1Y、1M、1C、1Kの周速度vp、各現像スリーブ41Y、41M、41C、41Kの周速度vs、各現像スリーブ41Y、41M、41C、41Kに印加される直流成分のDCバイアス電圧Vdcに交流成分のACバイアス電圧Vacを重畳した負極性の現像バイアス電圧Vb、各搬送スクリュー42aY、42aM、42aC、42aKの回転数Nである。
A
濃度検出手段101aY及びbY、101aM及びbM、101aC及びbC、及び、101aK及びbKは、それぞれの感光体上に形成されたそれぞれのトナー像の濃度を検出する。例えば、反射型センサを用い、その出力値と濃度との相関関係から濃度を検出する。 The density detectors 101aY and bY, 101aM and bM, 101aC and bC, and 101aK and bK detect the density of each toner image formed on each photoconductor. For example, a reflection type sensor is used, and the density is detected from the correlation between the output value and the density.
濃度ムラ判別手段104(判別手段)は、それぞれの感光体上に形成されたそれぞれのトナー像の濃度を1対の濃度検出手段101aY及びbY、101aM及びbM、101aC及びbC、及び、101aK及びbKが検出する濃度変化に基づいて、濃度ムラがスクリューピッチムラか否か判別を行う(詳細は後述)。 Density unevenness discrimination means 104 (discrimination means) determines the density of each toner image formed on each photoconductor as a pair of density detection means 101aY and bY, 101aM and bM, 101aC and bC, and 101aK and bK. Whether or not the density unevenness is screw pitch unevenness is determined based on the change in density detected by (see below for details).
現像条件変更手段103は、濃度ムラの判別結果に応じて、制御手段102の現状条件に係るパラメータ値を書き換える(詳細は後述)。
The development
上述のような構成によればまた、現状条件に係るパラメータ値を書き換え、画像データに基づいて書き換えられたパラメータ値に従ってハードウェア群100の各部を制御して画像形成を行うので、濃度ムラの抑止された画像を得ることができる。特に本実施の形態では、詳細は後述するが濃度ムラがスクリューピッチムラか否か判別を行い、スクリューピッチムラの場合には、スクリューピッチムラに応じたパラメータ値を書き換えて画像形成の制御を行うのでスクリューピッチムラの発生を抑止することが可能である。
According to the configuration as described above, the parameter value related to the current condition is rewritten, and image formation is performed by controlling each part of the
(濃度ムラ判別方法及び画像形成方法)
さらに、図8に示すフローチャートを用いて本画像形成装置で行う画像形成方法の手順を説明する。図8は本発明に係る画像形成方法の手順を示すフローチャートである。尚、濃度ムラ判別方法については、画像形成方法の手順を説明する過程で明らかにする。
(Density unevenness discrimination method and image forming method)
Further, the procedure of the image forming method performed by the image forming apparatus will be described with reference to the flowchart shown in FIG. FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the image forming method according to the present invention. The density unevenness determination method will be clarified in the process of explaining the procedure of the image forming method.
まず、制御手段102は、濃度ムラ検出用画像(以下検出用画像と記す)作成の場合に(ステップS101、Y。以下、ステップS101をS101と省略して記載する。また、他のステップも同様に省略して記載する。)、検出用画像を作成するようにハードウェア群100を制御する(S102)。ここで、検出用画像作成の場合とは、例えば、所定の枚数の画像形成を行った場合、所定の時間が経過した場合、電源投入時などでよい。また、検出用画像は、1対の濃度検出手段の双方で検出可能な位置に形成された均一濃度のパッチでよく、A4サイズ程度が適当である。また、濃度はトナーの消費量を抑えるために低濃度でも構わない。
First, in the case of creating a density unevenness detection image (hereinafter referred to as a detection image) (step S101, Y. Hereinafter, step S101 is abbreviated as S101. The other steps are also the same. The
次に、濃度ムラの判別を行う(S103)。イエロー色についての濃度ムラの判別を例に、図9を用いて説明する。図9は、濃度検出手段101aY及び101bYの濃度検出結果の一例を示す図である。 Next, density unevenness is determined (S103). An example of discrimination of density unevenness for the yellow color will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the density detection results of the density detection units 101aY and 101bY.
まず、濃度検出手段101aY及び101bYで検出用画像の濃度を検出する。そして、濃度検出手段101aYまたは101bYの濃度検出結果から、検出用画像内の濃度変化ΔDを検出し、ΔDが所定の濃度値以上であれば、濃度ムラとして検出する。 First, the density of the detection image is detected by the density detectors 101aY and 101bY. Then, the density change ΔD in the detection image is detected from the density detection result of the density detection means 101aY or 101bY. If ΔD is equal to or greater than a predetermined density value, it is detected as density unevenness.
次に、濃度ムラ判別手段104は、その濃度ムラがスクリューピッチムラか否か判別する。前述したようにスクリューピッチムラは、濃度変化が搬送スクリュー42aYのスクリューピッチpで、副走査に対し斜め方向に発生するので、濃度変化が斜めであることを検出することによりスクリューピッチムラと判別できる。ここで、濃度検出手段101aYと濃度検出手段101bYとの距離がスクリューピッチpと同じ距離、p、2p、3p・・・・として図5に示すようなスクリューピッチムラを検出すれば、濃度検出手段101aYと濃度検出手段101bYの出力は同じものとなる。しかし、本実施の形態では、濃度検出手段101aYと濃度検出手段101bYとの距離は、スクリューピッチpとは異なる距離(例えば1.5p)である。したがって、図9に示すように、例えば、検出用画像の濃度検出開始から低濃度部検出までの時間taとtbは異なって検出される。一方、副走査方向に各部の回転周期で現れる濃度ムラの場合には、濃度検出手段101aYと濃度検出手段101bYとの距離がスクリューピッチpとは異なる距離であっても、taとtbは同じとなる。よって、taとtbが異なった場合つまり濃度変化に時間差がある場合に、濃度ムラが斜めであると検出でき、スクリューピッチムラと判別することができる。
Next, the density
また、濃度ムラが斜めであることの検出を、図9に示す濃度検出手段101aYと濃度検出手段101bYが検出する濃度変化の時間の時間差Δtを検出するようにして、濃度ムラ判別手段104は、時間差Δtがあったらスクリューピッチムラと判別するようにしてもよい。またさらに、上記条件に加えて濃度検出手段101aY及び101bYにおいてそれぞれ濃度変化が周期的である場合、つまり例えば周期Tを検出する場合にスクリューピッチムラと識別するようにしてもよく、周期Tを検出することにより、周期的ではない偶発的な濃度変化をスクリューピッチムラと誤って識別してしまうことがない。 Further, the detection of the uneven density unevenness is performed by detecting the time difference Δt of the density change time detected by the density detecting means 101aY and the density detecting means 101bY shown in FIG. If there is a time difference Δt, it may be determined that the screw pitch is uneven. Furthermore, in addition to the above-described conditions, when the density change in the density detection means 101aY and 101bY is periodic, that is, for example, when the period T is detected, it may be identified as screw pitch unevenness, and the period T is detected. By doing so, an accidental density change that is not periodic is not mistakenly identified as screw pitch unevenness.
そして、濃度ムラを検出し(S104、Y)、スクリューピッチムラであると判別した場合(S105Y)には、現像条件変更手段103は、制御手段102のシステムメモリに記憶されているパラメータ値の内のスクリューピッチムラに係る現状条件のパラメータ値のいずれかを現状条件が向上する方向の値に書き換える。例えば、搬送スクリュー42aY及び42bYの回転数であれば速くし、現像バイアス電圧VbであればDCバイアス電圧VdcまたはACバイアス電圧を大きくし、現像スリーブ41Yの周速度vsであれば大きくする。このようにして現像性能を向上させてスクリューピッチムラの発生を抑止する。ただし、現像バイアス電圧Vbや現像スリーブ41Yの周速度vsを変化させると濃度が変化する場合があるが、搬送スクリュー42aY及び42bYの回転数は大きくしても濃度を変化させないので、この場合には、搬送スクリュー42aY及び42bYの回転数を変化させることが望ましい。
When density unevenness is detected (S104, Y) and determined to be screw pitch unevenness (S105Y), the development condition changing means 103 includes parameter values stored in the system memory of the control means 102. One of the parameter values of the current condition relating to the screw pitch unevenness is rewritten to a value in a direction in which the current condition is improved. For example, the rotation speed of the conveying screws 42aY and 42bY is increased, the DC bias voltage Vdc or the AC bias voltage is increased for the developing bias voltage Vb, and is increased for the peripheral speed vs of the developing
一方、濃度ムラを検出し(S104、Y)、スクリューピッチムラではないと判別した場合(S105N)には、現像条件変更手段103は、制御手段102のシステムメモリに記憶されているパラメータ値の内のスクリューピッチムラとは係らない現像条件のパラメータ値を書き換えるが、搬送スクリュー42aY及び42bYの回転数のパラメータは除く。搬送スクリュー42aY及び42bYの回転数はスクリューピッチムラの発生の抑止に効果があるからである。
On the other hand, when the density unevenness is detected (S104, Y) and it is determined that the screw pitch unevenness is not found (S105N), the development
上記説明ではイエロー色について述べたが他の色についても同様に濃度ムラを判別し濃度ムラ補正を行う。 In the above description, the yellow color is described, but the density unevenness is similarly determined for other colors and the density unevenness correction is performed.
ここで、搬送スクリュー42aY及び42bYの回転数は、スクリューピッチムラが発生した場合に、1.2倍以上にするとスクリューピッチムラは無くなる。しかしながら、上述したように速過ぎると動作不良を引き起こす場合があるので、1.2倍以上2倍以下とすることが望ましい。 Here, when the rotational speed of the conveying screws 42aY and 42bY is 1.2 times or more when the screw pitch unevenness occurs, the screw pitch unevenness is eliminated. However, as described above, if it is too fast, it may cause a malfunction.
上述のようにしてスクリューピッチムラが発生した場合には、パラメータ値が書き換えられて、その書き換えられたパラメータ値に基づいて制御手段が画像形成を行うのでスクリューピッチムラの発生を抑止することができる。また、濃度検出結果に基づいて濃度補正を行う場合に、スクリューピッチムラの発生を抑止することにより、より正確に濃度補正を行うことができる。 When screw pitch unevenness occurs as described above, the parameter value is rewritten, and the control unit performs image formation based on the rewritten parameter value, so that the occurrence of screw pitch unevenness can be suppressed. . Further, when density correction is performed based on the density detection result, density correction can be performed more accurately by suppressing the occurrence of screw pitch unevenness.
SC 画像読取部
10Y、M、C、K 画像形成部
1Y、M、C、K 感光体
4Y、M、C、K 現像手段
41Y、M、C、K 現像スリーブ
42aY、M、C、K 搬送スクリュー
100 ハードウェア群
101aY、M、C、K 濃度検出手段
101bY、M、C、K 濃度検出手段
102 制御手段
103 現像条件変更手段
104 濃度ムラ判別手段
SC
Claims (8)
前記像担持体主走査方向に前記スクリューのピッチとは異なる間隔で配置され、前記形成される画像の濃度を検出する一対の検出手段と、
前記一対の検出手段がそれぞれ検出する濃度変化に基づいて、前記スクリューによる濃度ムラを判別する判別手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。 An electrostatic latent image based on an image forming signal is formed on the image carrier while moving the image carrier in the sub-scanning direction, and the developer is transported by rotating a screw while developing the electrostatic latent image. An image forming apparatus that forms an image by developing with an agent,
A pair of detection means arranged in the image carrier main scanning direction at intervals different from the pitch of the screws, and detecting the density of the formed image;
An image forming apparatus comprising: a determination unit configured to determine density unevenness due to the screw based on density changes detected by the pair of detection units.
前記像担持体主走査方向に前記スクリューのピッチとは異なる間隔で配置され、前記形成される画像の濃度を検出する一対の検出手段と、
前記一対の検出手段がそれぞれ検出する濃度変化に基づいて、前記スクリューによる濃度ムラを判別する判別手段と、
前記判別手段により前記スクリューによる濃度ムラと判別された場合に、前記現像の条件を変化させる現像条件変更手段とを備え、
前記変更された現像の条件で現像し画像形成を行い前記スクリューによる濃度ムラの発生を抑止することを特徴とする画像形成装置。 An electrostatic latent image based on an image forming signal is formed on the image carrier while moving the image carrier in the sub-scanning direction, and the developer is transported by rotating a screw while developing the electrostatic latent image. An image forming apparatus that forms an image by developing with an agent,
A pair of detection means arranged in the image carrier main scanning direction at intervals different from the pitch of the screws, and detecting the density of the formed image;
Discrimination means for discriminating density unevenness due to the screw based on density changes detected by the pair of detection means;
Development condition changing means for changing the development condition when the discrimination means determines that the density unevenness is caused by the screw;
An image forming apparatus characterized in that development is performed under the changed development conditions to form an image, and density unevenness due to the screw is suppressed.
前記像担持体主走査方向に前記スクリューのピッチとは異なる間隔で、前記形成される画像の濃度を検出する段階と、
前記スクリューのピッチとは異なる間隔で検出されるそれぞれの濃度変化に基づいて、前記スクリューによる濃度ムラを判別する段階とを含むことを特徴とする濃度ムラ判別方法。 An electrostatic latent image based on an image forming signal is formed on the image carrier while moving the image carrier in the sub-scanning direction, and the developer is transported by rotating a screw while developing the electrostatic latent image. A method for determining density unevenness in an image forming apparatus that forms an image by developing with an agent,
Detecting the density of the formed image at an interval different from the pitch of the screw in the image carrier main scanning direction;
And determining a density unevenness caused by the screw based on respective density changes detected at intervals different from the pitch of the screw.
前記像担持体主走査方向に前記スクリューのピッチとは異なる間隔で、前記形成される画像の濃度を検出する段階と、
前記スクリューのピッチとは異なる間隔で検出されるそれぞれの濃度変化に基づいて、前記スクリューによる濃度ムラを判別する段階と、
前記スクリューによる濃度ムラと判別された場合に、前記現像の条件を変化させる段階を含み、前記変更された現像の条件で現像し画像形成を行い前記スクリューによる濃度ムラの発生を抑止することを特徴とする画像形成方法。
An electrostatic latent image based on an image forming signal is formed on the image carrier while moving the image carrier in the sub-scanning direction, and the developer is transported by rotating a screw while developing the electrostatic latent image. An image forming method for forming an image by developing with an agent,
Detecting the density of the formed image at an interval different from the pitch of the screw in the image carrier main scanning direction;
Determining density unevenness due to the screw based on respective density changes detected at intervals different from the pitch of the screw;
When it is determined that the density unevenness is caused by the screw, the development condition is changed, and development is performed under the changed development condition to form an image to suppress the occurrence of density unevenness due to the screw. An image forming method.
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JP7476680B2 (en) | 2020-06-10 | 2024-05-01 | コニカミノルタ株式会社 | Image forming apparatus and method for detecting defective image density |
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- 2004-10-08 JP JP2004296040A patent/JP2006106565A/en active Pending
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