JP2007057617A - Developing device and image forming apparatus using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form an excellent image by adjusting developing bias according to the change of toner concentration, especially, out of the change of developer. <P>SOLUTION: The developing device is equipped with: a developing housing 2 in which two-component developer (developer) containing toner and magnetic carrier is stored; a developer carrier 3 carrying and conveying the developer; a developing bias applying means 4 provided between an image carrier 1 and the developer carrier 3, and applying the developing bias obtained by superposing an AC component on a DC component for developing an electrostatic latent image on the image carrier 1; a toner concentration detection means 5 detecting the toner concentration of the developer in the developing housing 2; and a developing bias adjusting means 6 setting the AC component of the developing bias to a reference value when the toner concentration detected by the toner concentration detection means 5 is within a predetermined range, while correcting the AC component of the developing bias so that an image quality evaluation parameter may be within tolerance when the toner concentration exceeds the predetermined range. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機やプリンタ等で使用される現像装置に係り、特に現像時の現像バイアスを工夫することで、より高画質画像が得られるようにした現像装置並びにこの現像装置を用いた画像形成装置の改良に関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device used in a copying machine, a printer, or the like, and in particular, a developing device capable of obtaining a higher quality image by devising a developing bias at the time of development, and an image using this developing device. The present invention relates to an improvement of a forming apparatus.

従来、例えば電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置において、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用して、現像剤の磁気ブラシによって直接感光体を現像するようにした現像方式が知られている。このような現像方式では、現像を継続すると現像剤中のトナー濃度等が変化し、出力画像の画質が変化するようになる。
これに対し、単にトナー濃度の変化を検知してそれに合わせたトナーを補給するようにしても、現像剤自体の流動性や帯電性の経時的な変化等により適正な画質を得ることが困難となる。
Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or printer, a two-component developer containing toner and a carrier is used, and the photosensitive member is directly developed by a developer magnetic brush. The method is known. In such a development method, when development is continued, the toner density in the developer changes, and the image quality of the output image changes.
On the other hand, even if a change in toner density is simply detected and toner is replenished accordingly, it is difficult to obtain an appropriate image quality due to changes in the flowability and chargeability of the developer itself over time. Become.

また、一般に、高画質を得るためには、現像バイアスとして直流成分に交流成分を重畳させることが知られている。このように現像バイアスに交流成分を重畳することで、ソリッド部(ベタ部)の画像濃度、背景(非画像部)のかぶり、細線再現性、粒状性等が向上する利点がある。そのため、現像装置の使用履歴情報等に合わせて現像バイアスの交流成分の振幅や周波数を変化させることで、画質の維持を図ろうとする方式が提示されている(例えば特許文献1,2参照)。   In general, in order to obtain high image quality, it is known to superimpose an AC component on a DC component as a developing bias. Thus, by superimposing the AC component on the developing bias, there is an advantage that the image density of the solid portion (solid portion), the fogging of the background (non-image portion), the fine line reproducibility, the graininess, and the like are improved. For this reason, there has been proposed a method for maintaining the image quality by changing the amplitude and frequency of the AC component of the developing bias in accordance with the usage history information of the developing device (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献1では、入力画像情報、出力画像情報あるいは現像装置の使用環境情報に基づいて現像バイアスの交流成分の周波数を変化させるようにした方式が提示され、この周波数と出力画像の階調性(出力画像の濃度レベル)との関係を予め求めることで、帯電特性変化に応じた周波数変化を行うようにすれば、出力画像の階調性が十分確保された画像を得ることができるとしている。そして、現像装置の使用環境情報としては現像回数、トナーの帯電特性の変化等の使用履歴情報を含むものとしている。
また、特許文献2では、現像回数、現像時間、感光体の帯電特性変化等から現像剤の使用履歴を推定したり、トナーの帯電特性やキャリアの抵抗変化から現像剤の使用履歴を検出して、現像バイアスの交流成分の振幅を変化させることで、現像剤の流動性の経時変化に対する補正が行われる結果、トナーの転写性能を維持することができるとした提案がなされている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 presents a method in which the frequency of the AC component of the developing bias is changed based on the input image information, the output image information, or the usage environment information of the developing device. By obtaining the relationship with the density level of the output image in advance so as to change the frequency in accordance with the change in charging characteristics, it is possible to obtain an image in which the gradation of the output image is sufficiently ensured. The usage environment information of the developing device includes usage history information such as the number of developments and changes in toner charging characteristics.
In Patent Document 2, the usage history of the developer is estimated from the number of developments, the development time, the charging characteristics of the photoconductor, and the like, or the usage history of the developer is detected from the charging characteristics of the toner and the resistance change of the carrier. A proposal has been made that the toner transfer performance can be maintained as a result of correcting the change in developer fluidity over time by changing the amplitude of the AC component of the developing bias.

特開平7−325468号公報(実施例、図3)JP-A-7-325468 (Example, FIG. 3) 特開平10−142908号公報(発明の実施の形態、図2)JP 10-142908 A (Embodiment of the Invention, FIG. 2)

確かに、上述の方式では、現像バイアスの交流成分を一定に保ったままにする方式に比べ、長期的に階調性や転写性能を維持できるかも知れないが、現像剤のトナー濃度が変化した場合の現像量(トナー濃度が異なることで実質的な現像量に差異がでる)やバンディング(画像のハーフトーン部に出現する帯状の濃度むら)等と現像バイアスとの関係については何ら考慮されておらず、また、特許文献2に示されるように、現像バイアスの電流変化を検出したとしても、現像剤と感光体との相互に関連する影響を検出するために現像剤の変化を直接検出するものでもないことから、トナー濃度の変化に対しては適正画質の維持に対して不十分となる懸念がある。   Certainly, the above method may maintain the gradation and transfer performance in the long term as compared to the method in which the AC component of the developing bias is kept constant, but the toner density of the developer has changed. The relationship between the development amount (the difference in toner density and the actual development amount varies), banding (band-like density unevenness appearing in the halftone portion of the image), and the development bias is taken into consideration In addition, as shown in Patent Document 2, even if a change in the current of the developing bias is detected, the change in the developer is directly detected in order to detect the mutual effects between the developer and the photosensitive member. Therefore, there is a concern that a change in toner density is insufficient for maintaining an appropriate image quality.

本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、現像剤の変化のうち、特にトナー濃度の変化に合わせて現像バイアスを調整することで、良好な画像を形成することが可能な現像装置並びにこの現像装置を用いた画像形成装置を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above technical problem, and forms a good image by adjusting the developing bias according to the change in the toner density, among the changes in the developer. An image forming apparatus using the developing device and an image forming apparatus using the developing device.

通常、例えば感光体上の画像濃度(トナー濃度)が一定になるように現像剤へのトナー補給を行う場合、現像剤の粒状性等の影響により、現像剤のトナー濃度は変化することが知られている。そこで、本件発明者は、現像剤のトナー濃度の変化が及ぼす画質への影響に着目し、更に、総合的に良好な画質を得るための条件を検討する中で、本件発明を見出すに至った。   Usually, for example, when toner is supplied to the developer so that the image density (toner density) on the photoreceptor is constant, the toner density of the developer changes due to the influence of the granularity of the developer. It has been. Accordingly, the inventors of the present invention have focused on the influence on the image quality caused by the change in the toner density of the developer, and have found the present invention while examining the conditions for obtaining a comprehensively good image quality. .

すなわち、本発明は、図1に示すように、静電潜像が担持される像担持体1に対向して配設され且つトナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤(現像剤)が収容される現像ハウジング2と、現像ハウジング2内にて前記像担持体1とは離間配置されて設けられ且つ像担持体1の静電潜像を現像する現像剤を担持搬送する現像剤担持体3と、像担持体1と現像剤担持体3との間に設けられ且つ像担持体1上の静電潜像を現像する直流成分に交流成分が重畳された現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段4と、現像ハウジング2内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段5と、トナー濃度検出手段5によって検出されたトナー濃度が所定の範囲にあるときには前記現像バイアスの交流成分を基準の値に設定する一方、所定の範囲を超えたときには画質評価パラメータが許容範囲に収まるように前記現像バイアスの交流成分を補正する現像バイアス調整手段6とを備えることを特徴とするものである。   That is, as shown in FIG. 1, the present invention accommodates a two-component developer (developer) that is disposed opposite to an image carrier 1 on which an electrostatic latent image is carried and includes toner and a magnetic carrier. A developing housing 2 provided in the developing housing 2 so as to be spaced apart from the image carrier 1, and a developer carrier 3 for carrying and carrying a developer for developing the electrostatic latent image on the image carrier 1. The developing bias applying means 4 is provided between the image carrier 1 and the developer carrier 3 and applies a developing bias in which an AC component is superimposed on a DC component that develops the electrostatic latent image on the image carrier 1. And a toner density detecting means 5 for detecting the toner density of the developer in the developing housing 2, and when the toner density detected by the toner density detecting means 5 is within a predetermined range, the AC component of the developing bias is used as a reference value. While set to When it exceeds circumference is characterized in further comprising a developing bias adjustment means 6 for correcting the AC component of the developing bias so that the image quality evaluation parameter within an allowable range.

このような技術的手段において、本願に係る現像方式は二成分現像剤(現像剤)を用いるタイプのものであるため、トナーとしては種々の色成分を有するものが使用可能であり、単色の現像装置を用いた例えばモノクロ用の画像形成装置で用いられる現像方式に適用可能であることは勿論のこと、複数の現像装置を用いた例えばフルカラーの画像形成装置で用いられる現像方式に適用することも可能である。
また、現像剤担持体3は像担持体1と離間配置されていれば、その移動方向は、Against方向(互いの対向部位で相反する方向に移動する)、With方向(互いの対向部位で同一方向に移動する)のいずれであっても差し支えない。
更に、像担持体1としては、静電潜像を担持できるものであればよく、その形状はロール状、ベルト状いずれであっても差し支えない。
更にまた、現像剤担持体3は現像剤を担持搬送できるものであればよく、代表的態様としては回転可能な非磁性スリーブとその内部に固定配置される磁石体とで構成される。
In such technical means, the developing system according to the present application is of a type using a two-component developer (developer), and therefore, toners having various color components can be used. Of course, the present invention can be applied to a developing method used in, for example, a monochrome image forming apparatus using an apparatus, and can also be applied to a developing method used in, for example, a full-color image forming apparatus using a plurality of developing devices. Is possible.
Further, if the developer carrier 3 is spaced from the image carrier 1, the movement direction thereof is the Against direction (moving in a direction opposite to each other), the With direction (same at each other) Move in the direction).
Further, the image carrier 1 may be any one that can carry an electrostatic latent image, and the shape thereof may be either a roll shape or a belt shape.
Furthermore, the developer carrier 3 may be any material as long as it can carry and transport the developer. As a typical embodiment, the developer carrier 3 includes a rotatable non-magnetic sleeve and a magnet body fixedly disposed therein.

また、トナー濃度検出手段5としては、現像ハウジング2内の現像剤中のトナー濃度を検出できれば現像ハウジング2内のいずれに設置されてもよく、検出方式も磁気的、光学的、電気的方式は問わないが、二成分現像剤中のトナー濃度を効果的に検出する観点から、現像剤担持体3より上流側部位にて透磁率を使用した磁気的方式によって検出することが好ましい。
ここで、トナー濃度の「所定の範囲」とは、トナー濃度によって、かぶりやキャリアかぶり(BCO:Bead Carrier Over)等の画像欠陥が発生する領域に至らない範囲を意味する。通常、トナー濃度が高くなりすぎると、かぶり、粒状性、バンディング等によって画像劣化が発生し易く、一方、トナー濃度が低くなりすぎると、キャリアかぶり、粒状性等による画像劣化が発生し易くなる。
The toner concentration detecting means 5 may be installed in the developing housing 2 as long as the toner concentration in the developer in the developing housing 2 can be detected, and the detection method is magnetic, optical, or electrical. However, from the viewpoint of effectively detecting the toner concentration in the two-component developer, it is preferable to detect by a magnetic method using magnetic permeability at a site upstream from the developer carrier 3.
Here, the “predetermined range” of toner density means a range that does not reach a region where image defects such as fogging or carrier fogging (BCO: Bead Carrier Over) occur due to toner density. Normally, if the toner concentration is too high, image deterioration is likely to occur due to fogging, graininess, banding, etc., whereas if the toner concentration is too low, image deterioration due to carrier fogging, graininess, etc. is likely to occur.

また、「画像評価パラメータ」とは、上述のかぶり、キャリアかぶり、粒状性、バンディング、画像濃度、エッジ強調性等を意味し、これらの評価項目は、その内の少なくとも1項目であってもよいが、高画質化を一層図る観点によれば複数の画像評価パラメータを同時に評価することが好ましい。更に、全ての画像評価パラメータにて現像バイアスの交流成分を補正するようにすることが好ましい。   The “image evaluation parameter” means the above-described fog, carrier fog, graininess, banding, image density, edge enhancement, etc., and these evaluation items may be at least one of them. However, from the viewpoint of further improving the image quality, it is preferable to evaluate a plurality of image evaluation parameters simultaneously. Further, it is preferable to correct the AC component of the developing bias with all image evaluation parameters.

そして、現像バイアス調整手段6は、現像バイアスの交流成分を補正できるものであればよい。また、より良好な画像を得る観点からは、現像バイアス調整手段6は、事前に求められた補正条件に基づいて現像バイアスの交流成分を補正するようにすることが好ましく、例えば補正テーブルに基づいて現像バイアスを調整する態様や演算式に基づいて調整する態様等が挙げられる。尚、事前に求められた補正条件は、同型装置によって求められた現像バイアスの交流成分と画質評価パラメータとの相関関係から、良好な画像を得るために求められた補正条件を意味する。
更に、現像バイアス調整手段6は、現像バイアス交流成分の振幅及び周波数の少なくともいずれか一方を補正することが好ましい。一方のみを補正するようにすれば、現像バイアスの制御も簡略化され、装置自体の簡略化にも有効となる。
The developing bias adjusting unit 6 only needs to be capable of correcting the AC component of the developing bias. Further, from the viewpoint of obtaining a better image, the development bias adjusting unit 6 preferably corrects the AC component of the development bias based on a correction condition obtained in advance, for example, based on a correction table. Examples include an aspect of adjusting the developing bias and an aspect of adjusting based on an arithmetic expression. The correction condition obtained in advance means the correction condition obtained in order to obtain a good image from the correlation between the AC component of the developing bias obtained by the same type apparatus and the image quality evaluation parameter.
Furthermore, it is preferable that the developing bias adjusting unit 6 corrects at least one of the amplitude and frequency of the developing bias AC component. If only one of them is corrected, the control of the developing bias is simplified, which is effective for simplifying the apparatus itself.

更にまた、本発明は、現像剤中のトナーにて可視像化された画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、この画像濃度検出手段からの情報に基づいて現像バイアスの交流成分以外の現像条件を調整する制御手段とを備えることが好ましい。このとき、制御手段による現像条件の調整と、前記現像バイアス調整手段6による現像バイアスの補正との行われるタイミングは特に限定されず、いずれのタイミングで行われても差し支えないが、トナー濃度検出手段5によって検出されるトナー濃度に沿って現像バイアスの交流成分を有効に補正する、更には所望の画像濃度を維持するという観点からは、現像バイアス調整手段6による調整が行われた後、制御手段による現像条件の調整が行われる方が好ましい。   Furthermore, the present invention provides an image density detecting means for detecting an image density of an image visualized with toner in the developer, and an AC component other than a developing bias based on information from the image density detecting means. And a control means for adjusting the developing conditions. At this time, the timing for adjusting the developing conditions by the control unit and the correction of the developing bias by the developing bias adjusting unit 6 is not particularly limited, and may be performed at any timing. From the standpoint of effectively correcting the AC component of the developing bias along the toner density detected by 5 and further maintaining the desired image density, after the adjustment by the developing bias adjusting means 6, the control means It is preferable that the development conditions are adjusted by the above.

そして、画像濃度検出手段としては、現像によって可視像化された画像の濃度を検出するものであればよく、検出される画像としては、例えば像担持体1上の画像、像担持体1上から記録媒体(中間転写体を含む)上に転写された画像のいずれであってもよい。
また、ここでいう現像条件とは、現像バイアスの交流成分以外であればよく、現像バイアスの直流成分や像担持体1の各種電位条件、更には現像剤補給手段7を備える態様(後述するように)にあっては、この現像剤補給手段7を制御するようにしてもよい。また、画像濃度検出手段からの情報と例えば事前に求めたパラメータテーブルとに基づいてより具体的に現像条件を調整するようにしてもよい。
更に、制御手段は、現像条件一般を調整できるものであればよく、この制御手段に現像バイアス調整手段6を含めるように構成しても差し支えない。
The image density detecting means may be any means that detects the density of an image visualized by development. Examples of detected images include an image on the image carrier 1 and an image carrier 1. To any of the images transferred onto the recording medium (including the intermediate transfer member).
Further, the development conditions here may be anything other than the AC component of the development bias, and include an aspect including a DC component of the development bias, various potential conditions of the image carrier 1, and further a developer supply means 7 (described later). (Ii), the developer replenishing means 7 may be controlled. Further, the development conditions may be more specifically adjusted based on information from the image density detection unit and, for example, a parameter table obtained in advance.
Further, the control means may be any means that can adjust the general development conditions, and the control means may include the development bias adjustment means 6.

また、本発明は、出力される画像によるトナーの消費を補填するために、現像ハウジング2内に新たな現像剤を補給する現像剤補給手段7を備え、出力された画像の累積情報に基づいて現像剤補給手段7の新たな稼働時間を設定するようにすることが好ましく、この場合、現像剤補給手段7からの現像剤の補給が一層適正化され、出力画像の安定化を図ることができるようになる。
このとき、現像剤補給手段7としては、現像ハウジング2内に新たな現像剤を補給できるように構成されればよく、代表的態様としては、内部に搬送部材を有し、この搬送部材を稼働させることで所定量の現像剤補給を行う態様が挙げられる。そして、この新たに補給される現像剤としては、二成分現像剤の態様とトナーのみの態様とがある。
更に、出力された画像の累積情報は、使用されたトナーの累積が分かるような方式で算出されたものであればよく、例えば出力画像の画像面積率の累積や、トナー濃度の変化分の累積、出力された画像濃度の累積等による方式が挙げられる。
The present invention further includes a developer replenishing means 7 for replenishing a new developer in the developing housing 2 in order to compensate for toner consumption by the output image, and based on the accumulated information of the output image. It is preferable to set a new operating time of the developer replenishing means 7. In this case, the developer replenishment from the developer replenishing means 7 is further optimized, and the output image can be stabilized. It becomes like this.
At this time, the developer replenishing means 7 may be configured so that a new developer can be replenished in the developing housing 2. As a typical aspect, the developer replenishing means 7 has a conveying member inside and operates the conveying member. A mode in which a predetermined amount of developer is replenished by the above is mentioned. The newly replenished developer includes a two-component developer mode and a toner-only mode.
Further, the accumulated information of the output image only needs to be calculated by a method in which the accumulation of used toner is known. For example, the accumulation of the image area ratio of the output image and the accumulation of the change in the toner density. And a method based on accumulation of output image density.

また、本発明は現像装置に限られるものでなく、この現像装置を用いた画像形成装置をも対象とするものであり、この場合、静電潜像を担持する像担持体1と、この像担持体1上の静電潜像を現像する現像装置として、上述の現像装置を用いるようにすればよい。   Further, the present invention is not limited to the developing device, and is also intended for an image forming apparatus using the developing device. In this case, the image carrier 1 that carries an electrostatic latent image, and the image The developing device described above may be used as a developing device for developing the electrostatic latent image on the carrier 1.

本発明によれば、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を使用し、直流成分に交流成分が重畳された現像バイアスを用いる現像方式において、トナー濃度検出手段によって検出されたトナー濃度が所定の範囲にあるときには現像バイアスの交流成分を基準の値に設定する一方、所定の範囲を超えたときには画質評価パラメータが許容範囲に収まるように現像バイアスの交流成分を補正するようにしたので、長期に亘って良好な画質が維持できる現像装置を提供することが可能になる。
また、この現像装置を用いることで、画質の安定した画像形成装置を提供することが可能になる。
According to the present invention, in a developing method using a two-component developer composed of toner and carrier and using a developing bias in which an AC component is superimposed on a DC component, the toner concentration detected by the toner concentration detecting means is within a predetermined range. In this case, the AC component of the developing bias is set to the reference value, while the AC component of the developing bias is corrected so that the image quality evaluation parameter falls within the allowable range when the predetermined range is exceeded. Therefore, it is possible to provide a developing device that can maintain good image quality.
Also, by using this developing device, it is possible to provide an image forming apparatus with stable image quality.

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図2は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示す。
同図において、本実施の形態における画像形成装置は、所謂タンデム型のカラー画像形成装置であり、装置本体10内に例えば電子写真方式にて各色成分(例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K))トナー像が形成担持される感光体ドラム11(11a〜11d)を中間転写ベルト20上に並列配置したものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 2 shows an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
In the figure, the image forming apparatus in the present embodiment is a so-called tandem type color image forming apparatus, and each color component (for example, yellow (Y), magenta (M), The photosensitive drums 11 (11a to 11d) on which the cyan (C) and black (K) toner images are formed and supported are arranged on the intermediate transfer belt 20 in parallel.

感光体ドラム11の周囲には、感光体ドラム11を帯電する帯電ロール等の帯電装置13、帯電された感光体ドラム11に静電潜像を形成するLEDアレイ等からなる露光装置14、感光体ドラム11上に形成された潜像をトナーにて可視像化する現像装置12(12a〜12d)、感光体ドラム11と中間転写ベルト20を挟んで対向する位置に設けられて感光体ドラム11上のトナー像を中間転写ベルト20上に転写する転写ロール等の一次転写装置15が配設されている。尚、符号16は、感光体ドラム11上の残留トナーを清掃するクリーニングブラシ等からなるクリーニング装置であり、符号18は、感光体ドラム11上に形成されたトナー像の画像濃度を測定する、例えば光学的センサからなる濃度センサ、符号19は、感光体ドラム11上の感光体電位(帯電電位、露光部電位)を測定する電位センサである。   Around the photosensitive drum 11, a charging device 13 such as a charging roll for charging the photosensitive drum 11, an exposure device 14 including an LED array for forming an electrostatic latent image on the charged photosensitive drum 11, a photosensitive member, and the like. A developing device 12 (12a to 12d) that visualizes the latent image formed on the drum 11 with toner, and is provided at a position facing the photoconductor drum 11 and the intermediate transfer belt 20, with the photoconductor drum 11 therebetween. A primary transfer device 15 such as a transfer roll for transferring the upper toner image onto the intermediate transfer belt 20 is provided. Reference numeral 16 denotes a cleaning device such as a cleaning brush for cleaning residual toner on the photosensitive drum 11, and reference numeral 18 measures the image density of the toner image formed on the photosensitive drum 11. A density sensor 19 comprising an optical sensor is a potential sensor that measures the photosensitive member potential (charging potential, exposed portion potential) on the photosensitive drum 11.

また、中間転写ベルト20は、3個の張架ロール21〜23に掛け渡され、例えば張架ロール22を駆動ロールとして図の矢印方向に循環移動するようになっている。また、この中間転写ベルト20の感光体ドラム11aの上流側に位置する張架ロール21と対向する位置には、中間転写ベルト20上の残留トナーを清掃するベルトクリーナ24が中間転写ベルト20に対し接離自在に設けられている。   Further, the intermediate transfer belt 20 is stretched around three tension rolls 21 to 23, and circulates and moves in the direction of the arrow in the figure using the tension roll 22 as a drive roll, for example. In addition, a belt cleaner 24 for cleaning residual toner on the intermediate transfer belt 20 is located on the intermediate transfer belt 20 at a position facing the stretching roll 21 positioned on the upstream side of the photosensitive drum 11 a of the intermediate transfer belt 20. It is provided so that it can be touched and separated.

更に、装置本体10内には、各現像装置12(12a〜12d)へ各色トナーを補給するトナー補給ボトル17(17a〜17d)が設けられ、図示外の連通路を経由して夫々の現像装置12へトナーを供給できるようになっている。尚、例えば現像装置12が装置自体から余剰現像剤を回収排出するような機構を備えるような態様にあっては、トナー補給ボトル17内のトナーの代わりに適宜キャリアを含む現像剤とするようにしてもよい。
更にまた、本実施の形態では、装置本体10内に本件の特徴点である現像バイアスの制御等を行うための制御装置50が設けられている。
Further, in the apparatus main body 10, toner replenishing bottles 17 (17a to 17d) for replenishing the respective color toners to the developing devices 12 (12a to 12d) are provided, and the respective developing devices are connected via communication paths not shown. 12 can supply toner. For example, in the case where the developing device 12 is provided with a mechanism for collecting and discharging excess developer from the device itself, a developer that appropriately includes a carrier instead of the toner in the toner supply bottle 17 is used. May be.
Furthermore, in the present embodiment, a control device 50 is provided in the apparatus main body 10 for controlling the developing bias, which is a feature of the present case.

そして、本実施の形態では、装置本体10の下部には、記録材としての用紙Sを供給可能にする給紙カセット25が装置本体10に対し引き出し可能に設けられている。また、この給紙カセット25の近傍には、給紙カセット25から用紙Sをピックアップするピックアップロール26、このピックアップロール26の下流側に対向配置されるフィードロール27とリタードロール28とが設けられ、ピックアップされた用紙Sを捌いて一番上の1枚だけが所定の用紙搬送経路に搬送されるようになっている。
また、それらの下流側には、捌かれて搬送された用紙Sの位置決め規制を行うレジストロール29が配設され、更にその下流側には、中間転写ベルト20上に一次転写されたトナー像を用紙S上に一括転写する二次転写ロール等の二次転写装置30が、張架ロール23をバックアップロールとして配設されている。
In the present embodiment, a paper feed cassette 25 that can supply paper S as a recording material is provided below the apparatus main body 10 so as to be able to be drawn out from the apparatus main body 10. Further, in the vicinity of the paper feed cassette 25, there are provided a pickup roll 26 for picking up the paper S from the paper feed cassette 25, a feed roll 27 and a retard roll 28 which are arranged opposite to the downstream side of the pickup roll 26, Only the uppermost sheet S is picked up by the picked up paper S and is conveyed to a predetermined paper conveyance path.
In addition, on the downstream side thereof, a registration roll 29 is provided that regulates the positioning of the sheet S that has been rolled and conveyed, and on the further downstream side, the toner image that has been primarily transferred onto the intermediate transfer belt 20 is disposed. A secondary transfer device 30 such as a secondary transfer roll that performs batch transfer onto the paper S is provided with the stretching roll 23 as a backup roll.

更に、この二次転写装置30の下流側には、用紙S上に転写されたトナー像を定着する定着装置32が設けられ、例えば加熱ロール32aと加圧ロール32bとで構成されるようになっている。そして、この定着装置32の下流側で装置本体10の一端には、定着を終えた用紙Sを装置本体10の筐体表面に設けられた排出トレイ10aへ排出する排出ロール31が設けられている。   Further, on the downstream side of the secondary transfer device 30, a fixing device 32 for fixing the toner image transferred onto the paper S is provided, and is constituted by a heating roll 32a and a pressure roll 32b, for example. ing. A discharge roll 31 is provided at one end of the apparatus main body 10 on the downstream side of the fixing device 32 to discharge the fixed sheet S to a discharge tray 10a provided on the casing surface of the apparatus main body 10. .

本実施の形態における現像装置12は、図3に示すように、現像ハウジング41内にトナー及び磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を収容し、現像ハウジング41の開口部には感光体ドラム11に対向して現像剤を担持する現像ロール42を備えている。
本実施の形態の現像ロール42は、回転可能な非磁性の現像スリーブ42aと、この現像スリーブ42aの内部に固定的に配置され、複数の磁極を有する磁石体42bとを備え、現像スリーブ42aは感光体ドラム11とAgainst方向に回転するようになっている。また、磁石体42bは、その外周部に複数の磁極(S2,N3,S1,N1,N2)を備えており、感光体ドラム11と対向する位置に磁極S1を設ける一方、磁極S2に対向する位置には現像スリーブ42a上の現像剤量を規制するトリマ43が設けられている。
このように、本実施の形態では、磁石体42bの磁極N2がピックアップ磁極、磁極S2がトリミング磁極、磁極N3が搬送磁極、磁極S1が現像磁極、磁極N1と磁極N2とで反発磁極(ピックオフ磁極)を形成するようになっている。尚、本実施の形態において、夫々の磁極の配置や数は本形態に限定されるものではなく、適宜選定して差し支えない。
As shown in FIG. 3, the developing device 12 in the present embodiment stores a two-component developer containing toner and a magnetic carrier in a developing housing 41, and the photosensitive drum 11 is opened in an opening of the developing housing 41. A developing roll 42 is provided so as to face the developer.
The developing roll 42 of the present embodiment includes a rotatable non-magnetic developing sleeve 42a and a magnet body 42b that is fixedly disposed inside the developing sleeve 42a and has a plurality of magnetic poles. The photosensitive drum 11 rotates in the Against direction. Further, the magnet body 42b has a plurality of magnetic poles (S2, N3, S1, N1, N2) on the outer peripheral portion thereof, and provides the magnetic pole S1 at a position facing the photosensitive drum 11, while facing the magnetic pole S2. A trimmer 43 for regulating the amount of developer on the developing sleeve 42a is provided at the position.
Thus, in this embodiment, the magnetic pole N2 of the magnet body 42b is the pickup magnetic pole, the magnetic pole S2 is the trimming magnetic pole, the magnetic pole N3 is the transport magnetic pole, the magnetic pole S1 is the developing magnetic pole, and the magnetic pole N1 and the magnetic pole N2 are repulsive magnetic poles (pick-off magnetic poles). ). In the present embodiment, the arrangement and number of magnetic poles are not limited to this embodiment, and may be appropriately selected.

更に、本実施の形態では、現像ロール42の後方にて現像剤を撹拌搬送並びに帯電すると共に現像ロール42への現像剤供給を行う一対のオーガー45(45a,45b)が、例えばオーガー45aをサプライオーガー、オーガー45bをアドミクスオーガーとして設けられている。
そして、アドミクスオーガー45bの斜め下方の現像ハウジング41部位には、現像ハウジング41内の現像剤のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ(TCセンサ)46が取り付けられ、本実施の形態では透磁率型センサが用いられている。
Further, in the present embodiment, a pair of augers 45 (45a, 45b) that stirs, conveys and charges the developer behind the developing roll 42 and supplies the developer to the developing roll 42, for example, supplies the auger 45a. The auger and auger 45b are provided as an admix auger.
Further, a toner concentration sensor (TC sensor) 46 for detecting the toner concentration of the developer in the developing housing 41 is attached to the developing housing 41 portion obliquely below the admix auger 45b. A magnetic sensor is used.

ここで一対のオーガー45を図3の上方から見た断面は、図4のようになる。
サプライオーガー45a及びアドミクスオーガー45bには、図4に示すような羽根が設けられ、サプライオーガー45aには現像剤搬送方向Aに向かってスパイラル状の羽根451が略全長に亘って設けられ、一端部には方向の異なる羽根452が設けられ、この一端部には、連通口48を介して後述するトナー補給装置70から所定量のトナーが補給されるようになっている。
また、アドミクスオーガー45bには現像剤搬送方向Bに向かってスパイラル状の羽根453が略全長に亘って設けられ、一端部には方向の異なる間隔が狭い羽根454が設けられている。
そのため、連通口48から補給されたトナーは、サプライオーガー45a側の現像剤と混合され、直ちにサプライオーガー45aの羽根451によって堰き止められてアドミクスオーガー45b側へ導かれる。そして、アドミクスオーガー45bの回転によって現像剤の混合が促進されながらB方向に搬送される。
そして、十分均一に混合された現像剤は、アドミクスオーガー45bの羽根454によって堰き止められてサプライオーガー45a側に搬送されるようになる。
Here, the cross section of the pair of augers 45 as seen from above in FIG. 3 is as shown in FIG.
The supply auger 45a and the admixed auger 45b are provided with blades as shown in FIG. 4, and the supply auger 45a is provided with spiral blades 451 in the developer transport direction A over substantially the entire length. The blades 452 having different directions are provided in the portion, and a predetermined amount of toner is supplied to one end portion thereof from a toner supply device 70 described later via the communication port 48.
The admix auger 45b is provided with a spiral blade 453 extending substantially in the entire length in the developer conveyance direction B, and a blade 454 having a narrow interval in one direction is provided at one end.
Therefore, the toner replenished from the communication port 48 is mixed with the developer on the supply auger 45a side, immediately blocked by the blades 451 of the supply auger 45a, and guided to the admixing auger 45b side. Then, the mixing of the developer is promoted by the rotation of the admix auger 45b, and the developer is conveyed in the B direction.
The sufficiently mixed developer is blocked by the blades 454 of the admix auger 45b and conveyed to the supply auger 45a side.

また、アドミクスオーガー45b側に設けられたTCセンサ46は、現像剤がアドミクスオーガー45bからサプライオーガー45a側に搬送される位置の上流側近傍に配置されているため、十分混合された現像剤のトナー濃度を検出することができるようになっている。   The TC sensor 46 provided on the admix auger 45b side is disposed in the vicinity of the upstream side of the position where the developer is transported from the admix auger 45b to the supply auger 45a side. The toner density can be detected.

本実施の形態では、連通口48(図4参照)へトナーを供給するトナー補給装置70は、図5に示すようになっている。
同図において、リザーブタンク71内には、2本のスパイラル状のコイルオーガー72,73を夫々備え、トナーは、これらのコイルオーガー72,73によって図の矢印E方向に循環搬送されるようになっている。そして、コイルオーガー72の上流側には、トナー補給ボトル17(図2参照)からリザーブタンク71内へトナーが投入されるトナー投入口74を設けると共に、下流端側のもう一つのコイルオーガー73側との境界には、リザーブタンク71から現像ハウジング41(図3参照)へトナーを供給するための排出部75が設けられている。この排出部75には、スパイラル状の羽根を持ったオーガー76が設けられ、この排出部75へ供給されたトナーを現像ハウジング41へと搬送するようになっている。尚、オーガー76によって搬送された現像剤は、排出部75の一端77からトナー搬送経路80を経由して、現像ハウジング41(具体的には図4で示す連通口48に相当)へ至るようになる。
In the present embodiment, a toner replenishing device 70 that supplies toner to the communication port 48 (see FIG. 4) is configured as shown in FIG.
In the figure, a reserve tank 71 is provided with two spiral coil augers 72 and 73, respectively, and the toner is circulated and conveyed in the direction of arrow E in the figure by these coil augers 72 and 73. ing. Further, on the upstream side of the coil auger 72, a toner insertion port 74 through which toner is introduced from the toner supply bottle 17 (see FIG. 2) into the reserve tank 71 is provided, and another coil auger 73 side on the downstream end side is provided. Is provided with a discharge portion 75 for supplying toner from the reserve tank 71 to the developing housing 41 (see FIG. 3). The discharge unit 75 is provided with an auger 76 having spiral blades, and the toner supplied to the discharge unit 75 is conveyed to the developing housing 41. Note that the developer conveyed by the auger 76 reaches the developing housing 41 (specifically, corresponding to the communication port 48 shown in FIG. 4) from one end 77 of the discharge portion 75 via the toner conveying path 80. Become.

更に、トナー補給装置70では、2本のコイルオーガー72,73及びオーガー76を駆動するための、例えばモータ及び変速ギア等で構成される駆動装置81がリザーブタンク71の外側に設けられ、この駆動装置81をON/OFFすることで、所望のトナーがリザーブタンク71から現像ハウジング41側へ供給されるようになっている。   Further, in the toner replenishing device 70, a driving device 81 configured by, for example, a motor and a transmission gear for driving the two coil augers 72 and 73 and the auger 76 is provided outside the reserve tank 71. By turning ON / OFF the device 81, desired toner is supplied from the reserve tank 71 to the developing housing 41 side.

また、図3に示すように、本実施の形態における現像装置12では、現像スリーブ42aに現像バイアス印加手段としてバイアス電源47が接続され、一端がアース接続された感光体ドラム11と現像スリーブ42aとの間に現像バイアスが印加されるようになっている。
更に、本実施の形態における現像バイアスとしては、直流成分に交流成分が重畳されたもので、交流成分としては正弦波形状が使用されているが、交流波形としては特にこれに限定されず、三角波、矩形波等の各種形状が使用できる。そして、本実施の形態では、このバイアス電源47は、上述した制御装置50(図2参照)によって制御されるようになっている。
As shown in FIG. 3, in the developing device 12 in the present embodiment, a bias power source 47 is connected as a developing bias applying means to the developing sleeve 42a, and one end of the photosensitive drum 11 and the developing sleeve 42a are connected to the ground. A developing bias is applied between the two.
Further, as the developing bias in the present embodiment, an alternating current component is superimposed on a direct current component, and a sine wave shape is used as the alternating current component. However, the alternating current waveform is not particularly limited to this, and a triangular wave is used. Various shapes such as rectangular waves can be used. In this embodiment, the bias power supply 47 is controlled by the control device 50 (see FIG. 2) described above.

本実施の形態における現像装置12並びに制御装置50の周りの回路ブロックを示すと、図6のように表される。尚、ここでは簡略化のため、1色の現像装置12のみを示している。同図において、制御装置50には、TCセンサ46からの現像装置12内のトナー濃度の情報、濃度センサ18からの感光体ドラム11上に形成されたパッチパターンの濃度の情報、電位センサ19からの感光体ドラム11上の電位情報(帯電電位VH、露光部電位VL)が入力される。
一方、制御装置50からは、現像バイアスを供給するバイアス電源47の交流成分を補正する補正制御と、現像装置12内へトナーを補給するトナー補給装置70の駆動装置81(図5参照)をドライブするモータ駆動回路61の制御、感光体ドラム11の帯電電位VHを供給する帯電装置13に高圧電位を付与する高圧発生回路62、感光体ドラム11上に潜像を供給する露光装置14をドライブする露光装置駆動回路63に画像信号(画像形成のための信号)や画像濃度をチェックするためのパッチパターン信号の供給制御を行うようになっている。
FIG. 6 shows circuit blocks around the developing device 12 and the control device 50 in the present embodiment. For simplicity, only one color developing device 12 is shown here. In the figure, the control device 50 includes information on the toner density in the developing device 12 from the TC sensor 46, information on the density of the patch pattern formed on the photosensitive drum 11 from the density sensor 18, and information from the potential sensor 19. Potential information on the photosensitive drum 11 (charging potential VH, exposure portion potential VL) is input.
On the other hand, the control device 50 drives the correction control for correcting the AC component of the bias power supply 47 that supplies the developing bias, and the driving device 81 (see FIG. 5) of the toner replenishing device 70 that replenishes toner into the developing device 12. A motor driving circuit 61 for controlling, a high voltage generating circuit 62 for applying a high voltage potential to the charging device 13 for supplying the charging potential VH of the photosensitive drum 11, and an exposure device 14 for supplying a latent image on the photosensitive drum 11. Supply control of an image signal (signal for image formation) and a patch pattern signal for checking the image density is performed on the exposure device drive circuit 63.

一方、上述した回路ブロックについて、更に詳細に制御装置50を中心にした制御ブロックで示すと、図7に示すようになる。
同図において、本実施の形態における制御装置50は、内部に事前に同型装置によって適正画質を維持するためのトナー濃度と現像バイアスの交流成分との関係から求めたテーブル値が格納された補正テーブル51、感光体ドラム11上の適正画質を維持するための現像条件(現像バイアスの交流成分を除く)が格納されたパラメータテーブル52、トナー補給装置70の稼働時間や入力される画像密度等を計数するカウンタ53等の記憶部を有し、入力情報と記憶部の情報とに基づいて、例えばCPUにて演算処理が行われるようになっている。
制御装置50の入力情報としては、TCセンサ46からのトナー濃度54、感光体ドラム11側の濃度センサ18からの画像濃度55、電位センサ19からの感光体電位56、トナー補給装置70の稼働時間(ディスペンス時間)57、入力画像密度等の画像入力情報58等が挙げられる。
これらの情報を基に制御装置50内で演算処理を行い、現像バイアス、感光体電位、ディスペンス時間の設定等が行われるようになっている。
ここで、現像バイアスには、直流成分VDCと交流成分(振幅、周波数含む)とがあり、いずれも制御装置50にて制御されるようになっている。また、感光体電位には帯電電位VHと露光部電位VLとがあり、これらの値から適正な現像バイアスの直流成分VDCが算出される。
On the other hand, the circuit block described above is shown in more detail in the control block centered on the control device 50 as shown in FIG.
In the figure, the control device 50 according to the present embodiment includes a correction table in which a table value obtained from the relationship between the toner density and the AC component of the developing bias for maintaining an appropriate image quality is stored in advance. 51, a parameter table 52 storing development conditions (excluding AC components of development bias) for maintaining proper image quality on the photosensitive drum 11, the operating time of the toner supply device 70, the input image density, and the like are counted. A storage unit such as a counter 53 is provided, and arithmetic processing is performed by a CPU, for example, based on input information and information in the storage unit.
As input information of the control device 50, the toner density 54 from the TC sensor 46, the image density 55 from the density sensor 18 on the photosensitive drum 11 side, the photoreceptor potential 56 from the potential sensor 19, and the operation time of the toner replenishing device 70 are included. (Dispensing time) 57, image input information 58 such as input image density, and the like.
Based on these pieces of information, arithmetic processing is performed in the control device 50 to set a developing bias, a photosensitive member potential, a dispensing time, and the like.
Here, the developing bias includes a direct current component VDC and an alternating current component (including amplitude and frequency), both of which are controlled by the control device 50. The photosensitive member potential includes a charging potential VH and an exposed portion potential VL, and a DC component VDC of an appropriate developing bias is calculated from these values.

また、本実施の形態では、画像入力情報58から適正なトナー補給量を求め、所要のディスペンス時間を算出して制御するトナー補給制御(ICDC:Image Coverage Dispense Control)を行うようになっており、ディスペンス時間57や画像入力情報58からの入力データをカウンタ53にて計数することで、次のディスペンス時間の設定を行うようにしている。   In the present embodiment, an appropriate toner replenishment amount is obtained from the image input information 58, and toner replenishment control (ICDC: Image Coverage Dispense Control) for calculating and controlling a required dispense time is performed. The counter 53 is used to count input data from the dispense time 57 and the image input information 58 so that the next dispense time is set.

次に、本実施の形態における現像装置12の一般的な作動について説明する。
アドミクスオーガー45bとサプライオーガー45aによって帯電された現像剤は、サプライオーガー45aから現像ロール42の磁石体42bのピックアップ磁極N2によって現像ロール42上に供給される。現像ロール42上に供給された現像剤は、現像ロール42の現像スリーブ42aに吸着されて搬送され、トリマ43を通過した現像剤は所定の量に調整され、感光体ドラム11と対向する現像域に達する。現像域では、現像磁極S1によって十分有効に穂立ちがなされると共に、バイアス電源47による現像バイアスによって、現像剤中のトナーが感光体ドラム11上の潜像(画像部)に付着してトナー像として可視像化(現像)する。
現像域を通過した現像剤は、そのまま現像スリーブ42aの回転に沿って担持搬送され、ピックオフ磁極N1,N2の反発磁界によって現像スリーブ42aから回収され、サプライオーガー45a側に戻るようになる。
Next, a general operation of the developing device 12 in the present embodiment will be described.
The developer charged by the admix auger 45b and the supply auger 45a is supplied from the supply auger 45a onto the developing roll 42 by the pickup magnetic pole N2 of the magnet body 42b of the developing roll 42. The developer supplied onto the developing roll 42 is adsorbed and conveyed by the developing sleeve 42 a of the developing roll 42, and the developer that has passed through the trimmer 43 is adjusted to a predetermined amount, and a developing area that faces the photosensitive drum 11. To reach. In the development area, the development magnetic pole S1 makes the head rise sufficiently effectively, and the toner in the developer adheres to the latent image (image portion) on the photosensitive drum 11 by the development bias by the bias power source 47, and the toner image. As a visible image (development).
The developer that has passed through the developing zone is carried and conveyed along the rotation of the developing sleeve 42a as it is, and is collected from the developing sleeve 42a by the repulsive magnetic field of the pick-off magnetic poles N1 and N2, and returns to the supply auger 45a side.

このような現像装置12の作動にあって、本実施の形態における制御フローについて図8に基づいて詳細に説明する。
今、現像バイアスの交流成分の振幅のみを可変する場合の事例を説明すると、以下のようになる。尚、ここで、Vppは交流成分の振幅、Vpp’は交流成分の実際の出力値、TCはトナー濃度、Dtは出力1枚当たりのディスペンス時間、Xeroパラメータは各種作像条件のうち現像バイアスの交流成分を除いたパラメータとなっている。
装置の電源が投入されると、Vpp’、Xeroパラメータ、Dtのセットアップが開始される(例えばステップS1)。そして、TC(トナー濃度)の検出がなされると、この得られたTCが下限値TCminと上限値TCmaxの範囲内にあるかどうかの判定がなされる。このとき、TCの上限値及び下限値は、出力される画質とTCとの関係から算出されたもので、現像バイアスをそのままにしていると、上限値を超えると画像評価パラ−メータの内、特にかぶり、粒状性、バンディングが悪くなり、一方、下限値を下回るとキャリアかぶり、粒状性が悪く、現像剤の劣化も生じるようになる(例えばステップS2〜S4)。
In the operation of the developing device 12, the control flow in the present embodiment will be described in detail based on FIG.
Now, a case where only the amplitude of the AC component of the developing bias is varied will be described as follows. Here, Vpp is the amplitude of the AC component, Vpp ′ is the actual output value of the AC component, TC is the toner density, Dt is the dispense time per output sheet, and the Xero parameter is the development bias of various image forming conditions. It is a parameter excluding the AC component.
When the apparatus is turned on, setup of Vpp ′, Xero parameters, and Dt is started (for example, step S1). When TC (toner density) is detected, it is determined whether or not the obtained TC is within the range between the lower limit value TCmin and the upper limit value TCmax. At this time, the upper limit value and the lower limit value of the TC are calculated from the relationship between the output image quality and the TC. If the development bias is left as it is, if the upper limit value is exceeded, In particular, fogging, graininess, and banding are deteriorated. On the other hand, if the lower limit is not reached, carrier fogging, graininess is poor, and the developer is deteriorated (for example, steps S2 to S4).

そして、判定された結果、TCが範囲内であれば、Vpp’を標準のVppに設定(事前に標準になっていればそのままを継続する)し、仮に所定の範囲を超えた場合にはTCに応じたVppの補正テーブルに基づいて補正係数rが算出される(例えばステップS5〜S8)。   If the result of the determination is that TC is within the range, Vpp ′ is set to the standard Vpp (continues as it is if it is standard in advance), and if it exceeds the predetermined range, TC is set. The correction coefficient r is calculated based on the Vpp correction table corresponding to (for example, steps S5 to S8).

次に、感光体ドラム上に濃度測定用の濃度測定パッチを出力して、濃度センサによるパッチ濃度の測定を行った後、この測定結果に基づいてXeroパラメータ算出テーブル(パラメータテーブル)から適正な感光体電位(VH,VL)や現像バイアスの直流成分VDCを算出する(例えばステップS9〜S12)。   Next, after outputting a density measurement patch for density measurement on the photosensitive drum and measuring the patch density by the density sensor, an appropriate photosensitivity is obtained from the Xero parameter calculation table (parameter table) based on the measurement result. The body potential (VH, VL) and the DC component VDC of the developing bias are calculated (for example, steps S9 to S12).

その後、カウンタによって行われる入力面積率カウンタ積算値Cに基づいてトナーのディスペンス時間Dtを算出する(例えばステップS13,S14)。このとき、C値としては、前回のセットアップ終了後のプリントにおいて、入力された画像の画像面積率の積算値(画像サイズと平均面積率とプリント枚数との積に比例する)となっている。
そして、入力面積率カウンタ積算値Cの初期化を行い、セットアップを終了する(例えばステップS15,S16)。
Thereafter, the toner dispensing time Dt is calculated based on the input area ratio counter integrated value C performed by the counter (for example, steps S13 and S14). At this time, the C value is the integrated value of the image area ratio of the input image (proportional to the product of the image size, the average area ratio, and the number of prints) in the print after the end of the previous setup.
Then, the input area ratio counter integrated value C is initialized, and the setup is completed (for example, steps S15 and S16).

本実施の形態では、以上のようなフローを電源投入時、あるいは前回のセットアップ終了からの累積プリントが規定の値に達した場合に実施することで、トナー濃度が既定値を超えても現像バイアスの交流成分が補正されるようになり、画質の維持を図ることが可能になる。また、このようなフローを各色について行うことで、カラー画質の向上がなされるようになる。
更に、本実施の形態では、現像バイアスの交流成分の振幅を変化させるようにしたが、交流成分の周波数を変化させるようにしても同様の効果が得られるようになるし、また、振幅と周波数を同時に変更するようにしてもよい。
更にまた、本実施の形態では、入力面積率カウンタ積算値Cによるトナーディスペンス時間Dtの算出(図8のステップS13,S14参照)をセットアップサイクルの最後に行う例を示したが、この順番は特にいずれであっても差し支えない。
In this embodiment, the above-described flow is performed when the power is turned on or when the cumulative print from the end of the previous setup reaches a specified value, so that the developing bias can be applied even if the toner density exceeds a predetermined value. Thus, the AC component is corrected, and the image quality can be maintained. Further, by performing such a flow for each color, color image quality can be improved.
Further, in the present embodiment, the amplitude of the AC component of the developing bias is changed, but the same effect can be obtained even if the frequency of the AC component is changed, and the amplitude and frequency are also changed. May be changed simultaneously.
Furthermore, in the present embodiment, an example is shown in which the toner dispensing time Dt is calculated by the input area ratio counter integrated value C (see steps S13 and S14 in FIG. 8) at the end of the setup cycle. Either can be used.

本実施例は、上述した実施の形態の画像形成装置にてモノクロ画像による評価を行い、プリントを繰り返したときの適正画像が得られる振幅(現像バイアスの交流成分の振幅)とトナー濃度との関係を確認したものである。その後、求めた関係をテーブルにして、トナー濃度に対する振幅調整を行うようにした装置にて、効果の確認を行った。尚、具体的条件は次によった。   In this example, the monochrome image is evaluated by the image forming apparatus of the above-described embodiment, and the relationship between the amplitude (amplitude of the AC component of the developing bias) and the toner density when a proper image is obtained when printing is repeated. Is confirmed. After that, the obtained relationship was made into a table, and the effect was confirmed with an apparatus for adjusting the amplitude with respect to the toner density. The specific conditions were as follows.

〔1〕使用した現像剤
平均粒子径(d50)6μmの重合トナーとフッ素系樹脂がコーティング処理されたフェライト粒子のキャリアとの混合粉を使用した。また、初期のトナー濃度は7重量%となるように調整した。
〔2〕調整方法
上述の現像剤を使用し、入力画像の画像面積率を変えた絵柄を使った20kPV(20kプリント)のランニングを行い、Vppの補正テーブルを求めた。
スタート時、現像バイアスの交流成分の振幅Vppを600V、周波数を9kHzとした。また、非画像部電位(背景部の感光体電位)と現像バイアスの直流成分VDCとのコントラストを120V、ソリッド画像部電位(ベタ部の感光体電位)と現像バイアスの直流成分とのコントラストを300Vに設定した。
[1] Developer used A mixed powder of a polymerized toner having an average particle diameter (d50) of 6 μm and a carrier of ferrite particles coated with a fluororesin was used. The initial toner concentration was adjusted to 7% by weight.
[2] Adjustment Method Using the developer described above, a 20 kPV (20 k print) running using a pattern in which the image area ratio of the input image was changed was performed to obtain a Vpp correction table.
At the start, the amplitude Vpp of the AC component of the developing bias was 600 V and the frequency was 9 kHz. Further, the contrast between the non-image portion potential (background portion photoreceptor potential) and the DC component VDC of the developing bias is 120 V, and the contrast between the solid image portion potential (solid portion photoreceptor portion potential) and the developing bias DC component is 300 V. Set to.

このとき、出力される画像について、現像バイアスの交流成分の振幅を変化させて、主観評価にて適正画質が維持される条件を求めた。尚、適正画質を選定する画像評価パラメータとしては、次の項目とした。
(a)粒状性:中間調部分での粒状性による影響度合いを評価した。粒状性が悪くなると、特に中間調で粗い画質が目立つようになる。
(b)画像濃度:ベタ部分の画像濃度を評価した。
(c)かぶり:背景部分へのトナーかぶりの程度を評価した。
(d)BCO:背景部分、高濃度部分へのキャリアの転写による影響度合いを評価した。キャリアの転写が顕著になると、画質が大きく劣化するようになる。
(e)エッジ強調性:面積率50%の中間調画像(3×3cm)の中央に、面積率100%のベタ画像(1×1cm)を形成したときの画像濃度を評価した。エッジの強調性が高くなり過ぎると、ベタ部分周辺の中間調の濃度低下が顕著になり画質が劣化する。
(f)バンディング:中間調に現れる現像ロールの周期的な濃度変動の影響を評価した。
At this time, for the output image, the amplitude of the AC component of the developing bias was changed, and the condition for maintaining the appropriate image quality was obtained by subjective evaluation. The image evaluation parameters for selecting an appropriate image quality are as follows.
(A) Graininess: The degree of influence due to graininess in the halftone portion was evaluated. When the graininess is deteriorated, a coarse image quality particularly in a halftone becomes conspicuous.
(B) Image density: The image density of the solid portion was evaluated.
(C) Fog: The degree of toner fog on the background portion was evaluated.
(D) BCO: The degree of influence by transfer of the carrier to the background portion and the high density portion was evaluated. When the transfer of the carrier becomes remarkable, the image quality is greatly deteriorated.
(E) Edge enhancement: The image density when a solid image (1 × 1 cm) with an area ratio of 100% was formed at the center of a halftone image (3 × 3 cm) with an area ratio of 50% was evaluated. If the edge emphasis becomes too high, the density of the halftone around the solid portion becomes noticeable and the image quality deteriorates.
(F) Banding: The influence of periodic density fluctuation of the developing roll appearing in a halftone was evaluated.

以上のような条件にて、20kPVの出力を行い、Vppの補正テーブルを求めたところ、TCmaxをΔTCだけ超えた場合やΔTCだけ下回った場合には、次のような補正係数rを用いて、Vpp’として、Vpp’=r×Vppを使用するようにすればよいことが分かった。
TCmaxを超えたときには、rとして、r=1+k1×ΔTCによる値を使用するようにすればよく、一方、TCminを下回ったときには、rとして、r=1−k2×ΔTCによる値を使用するようにすればよい。ここで、k1,k2は比例定数である。
また、トナー濃度の上下限値は、TCmaxを8重量%、TCminを6重量%とすればよいことが判明した。
Under the above conditions, output of 20 kPV was performed and a Vpp correction table was obtained. When TCmax was exceeded by ΔTC or below ΔTC, the following correction coefficient r was used, It has been found that Vpp ′ = r × Vpp should be used as Vpp ′.
When TCmax is exceeded, the value r = 1 + k1 × ΔTC may be used as r. On the other hand, when the value falls below TCmin, the value r = 1−k2 × ΔTC is used as r. do it. Here, k1 and k2 are proportional constants.
Further, it has been found that the upper and lower limits of the toner concentration may be 8 wt% for TCmax and 6 wt% for TCmin.

次に、求めた補正計数の有効性を確認するために、上述した比例定数のうち、k1を0.25、k2を0.2として、現像剤のTCとVppとの関係を記した補正テーブルを作成し、3台の装置の制御装置(例えば図2の制御装置50に相当)に格納し、上述の条件と同様の評価を行った。このとき、現像バイアスの交流成分の調整は、装置の制御装置側から自動的に行うようにした。また、このとき、セットアップサイクルや、1枚当たりのディスペンス時間は次のようにした。
(A)セットアップサイクル:電源投入時、前回のセットアップ終了からの累積プリント数が30枚を超えた後のジョブ開始時に実施した。尚、濃度セットアップはインターイメージの間に行い、電位セットアップは定着装置OFFのときに行った。
(B)1枚当たりのディスペンス時間Dt:基準面積率のチャートでのトナー消費量から、実際の画像の面積率と画像サイズを考慮して得られる値(具体的には、上述のトナー消費量と面積率の比と画像サイズの比とをかけ算した値)に、トナー濃度センサの出力値に応じた補正を加えた値で、実トナー消費量に相当するトナーを補給するのに必要なディスペンス時間。
Next, in order to confirm the effectiveness of the obtained correction count, among the above-described proportional constants, k1 is 0.25, k2 is 0.2, and a correction table that describes the relationship between TC and Vpp of the developer. Was stored in a control device of three devices (e.g., corresponding to the control device 50 of FIG. 2), and evaluation similar to the above-described conditions was performed. At this time, the AC component of the developing bias is automatically adjusted from the control device side of the apparatus. At this time, the setup cycle and the dispensing time per sheet were as follows.
(A) Setup cycle: This was performed at the start of a job after the power was turned on and the cumulative number of prints since the end of the previous setup exceeded 30 sheets. The density setup was performed during the inter-image, and the potential setup was performed when the fixing device was OFF.
(B) Dispensing time per sheet Dt: a value obtained by taking into consideration the area ratio and image size of the actual image from the toner consumption on the chart of the reference area ratio (specifically, the above-mentioned toner consumption Dispensing required to replenish the toner corresponding to the actual toner consumption by adding the correction corresponding to the output value of the toner density sensor to the value obtained by multiplying the ratio of the area ratio and the image size) time.

3台の装置の出力画像を適宜確認したところ、画像濃度や色味が変わらずに、粒状性の悪化もなく、また、かぶりやキャリアかぶりのない良好な画質が維持できることが確認された。
また、比較のために、Vppを一定に保って同様の確認を行ったところ、画像濃度や色味は大きく変化しなかったが、初期から1000枚(1kPV)までと10kPVを超えたところで粒状性の悪化が見受けられた。更に、初期から500枚まではかぶりを生じることが確認された。尚、これらはスタート時から数10枚程度は問題がなかったが、その後発生するようになった。
When the output images of the three devices were appropriately checked, it was confirmed that the image density and color did not change, the graininess was not deteriorated, and good image quality without fogging or carrier fogging could be maintained.
For comparison, when Vpp was kept constant and the same confirmation was performed, the image density and color did not change greatly, but granularity was observed at the initial 1000 sheets (1 kPV) and beyond 10 kPV. Deterioration was observed. Further, it was confirmed that fogging occurred from the initial stage up to 500 sheets. In addition, although these had no problem about several tens of sheets from the start, they started to occur after that.

このことは、スタート時から例えば数枚程度の出力がなされると、セットアップサイクルにてトナー補給量が見直され、トナー濃度の急激な増加が生じる。このとき、実施例では、トナー濃度に合わせて、現像バイアスの交流成分の振幅を調整するようにして良好な画質が維持できるようになっているが、比較例では、トナー濃度の急激な上昇に対してセットアップがなされると、追随できず、そのまま画質に影響するようになることによるものと推定される。
また、出力枚数を重ねた後は、現像剤のトナー濃度は徐々に変化し、所定の範囲を超えるようになることから、比較例の場合には、良好な画質を維持することが困難となる。
This is because, for example, when several sheets are output from the start, the toner replenishment amount is reviewed in the setup cycle, and the toner density rapidly increases. At this time, in the embodiment, it is possible to maintain a good image quality by adjusting the amplitude of the AC component of the developing bias in accordance with the toner concentration, but in the comparative example, the toner concentration rapidly increases. On the other hand, if the setup is made, it cannot be followed and it is presumed that the image quality is affected as it is.
Further, after overlapping the number of output sheets, the toner density of the developer gradually changes and exceeds a predetermined range, so that it is difficult to maintain good image quality in the case of the comparative example. .

更に、高温高湿環境下にて、上述と同様の評価を行ったところ、実施例の条件では問題の発生は確認されなかったが、比較例では、15kPVを超えるとキャリアかぶりの発生も確認された。   Furthermore, when the same evaluation as described above was performed in a high temperature and high humidity environment, no problem was found under the conditions of the example. However, in the comparative example, the occurrence of carrier fog was confirmed when the pressure exceeded 15 kPV. It was.

更にまた、現像バイアスの交流成分の周波数による調整についても検討したところ、Vpp’として、Vpp/rを使用するようにすれば、振幅のときと同様の効果が得られることが確認された。
以上のことから、本件の有効性が理解される。そして、現像バイアスの交流成分の振幅及び周波数を同時に調整するようにしても差し支えない。
本実施例では、画質評価を詳細に行うために、モノクロ画像について評価確認したが、カラー画像についても夫々の現像バイアスを上述のように制御することで、良好な画質が維持されることは云うまでもない。
Further, when the adjustment of the developing bias depending on the frequency of the AC component was also examined, it was confirmed that the same effect as that of the amplitude can be obtained if Vpp / r is used as Vpp ′.
From the above, the effectiveness of this case is understood. The amplitude and frequency of the AC component of the developing bias may be adjusted at the same time.
In this embodiment, the monochrome image is evaluated and confirmed in order to perform the image quality evaluation in detail. However, it can be said that a good image quality can be maintained for the color image by controlling each developing bias as described above. Not too long.

本発明に係る現像装置の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of the image development apparatus concerning this invention. 本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示す説明図である。1 is an explanatory diagram showing an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied. 実施の形態の現像装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the developing device of embodiment. 実施の形態における現像ハウジング内のオーガーを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the auger in the image development housing in embodiment. 実施の形態のトナー補給装置を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a toner supply device according to an embodiment. 実施の形態の回路ブロックを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the circuit block of embodiment. 実施の形態の制御ブロックを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the control block of embodiment. 実施の形態の制御フローを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the control flow of embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…像担持体,2…現像ハウジング,3…現像剤担持体,4…現像バイアス印加手段,5…トナー濃度検出手段,6…現像バイアス調整手段,7…現像剤補給手段   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image carrier, 2 ... Development housing, 3 ... Developer carrier, 4 ... Development bias application means, 5 ... Toner density detection means, 6 ... Development bias adjustment means, 7 ... Developer supply means

Claims (6)

静電潜像が担持される像担持体に対向して配設され且つトナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤が収容される現像ハウジングと、
現像ハウジング内にて前記像担持体とは離間配置されて設けられ且つ像担持体の静電潜像を現像する現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、
像担持体と現像剤担持体との間に設けられ且つ像担持体上の静電潜像を現像する直流成分に交流成分が重畳された現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段と、
現像ハウジング内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
トナー濃度検出手段によって検出されたトナー濃度が所定の範囲にあるときには前記現像バイアスの交流成分を基準の値に設定する一方、所定の範囲を超えたときには画質評価パラメータが許容範囲に収まるように前記現像バイアスの交流成分を補正する現像バイアス調整手段とを備えることを特徴とする現像装置。
A developing housing disposed opposite to an image carrier on which an electrostatic latent image is carried and containing a two-component developer containing toner and a magnetic carrier;
A developer carrier that is provided in the development housing so as to be separated from the image carrier and carries a developer for developing an electrostatic latent image on the image carrier;
A developing bias applying means that is provided between the image carrier and the developer carrier and applies a developing bias in which an AC component is superimposed on a DC component that develops the electrostatic latent image on the image carrier;
Toner concentration detecting means for detecting the toner concentration of the developer in the developing housing;
When the toner density detected by the toner density detecting means is within a predetermined range, the AC component of the developing bias is set to a reference value, and when the toner density exceeds the predetermined range, the image quality evaluation parameter is set within an allowable range. A developing device comprising: a developing bias adjusting unit that corrects an alternating current component of the developing bias.
請求項1記載の現像装置において、
現像バイアス調整手段は、事前に求められた補正条件に基づいて現像バイアスの交流成分を補正することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
The developing bias adjusting means corrects an alternating current component of the developing bias based on a correction condition obtained in advance.
請求項1記載の現像装置において、
更に、現像剤中のトナーにて可視像化された画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、
この画像濃度検出手段からの情報に基づいて現像バイアスの交流成分以外の現像条件を調整する制御手段とを備えることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
Furthermore, image density detection means for detecting the image density of an image visualized with toner in the developer,
And a control unit that adjusts development conditions other than the AC component of the development bias based on information from the image density detection unit.
請求項1記載の現像装置において、
現像ハウジング内に新たな現像剤を補給する現像剤補給手段を備え、
出力された画像の累積情報に基づいて現像剤補給手段の新たな稼働時間を設定することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
A developer replenishing means for replenishing a new developer in the developing housing;
A developing device characterized in that a new operating time of the developer replenishing means is set based on the accumulated information of the output image.
請求項1記載の現像装置において、
現像バイアス調整手段は、現像バイアス交流成分の振幅及び周波数の少なくともいずれか一方を補正することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
The developing bias adjusting unit corrects at least one of the amplitude and frequency of the developing bias alternating current component.
静電潜像を担持する像担持体と、
この像担持体上の静電潜像を可視像化する請求項1乃至5のいずれかに記載の現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier for carrying an electrostatic latent image;
An image forming apparatus comprising: the developing device according to claim 1, wherein the electrostatic latent image on the image carrier is visualized.
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