JP2009053397A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置における画像の安定化技術に関するものである。 The present invention relates to an image stabilization technique in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer.
従来、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、帯電器で一様に帯電した感光体表面に、レーザ等の露光器によってレーザを感光体表面に照射することにより、静電潜像を形成し、該静電潜像を現像器によりトナー像として現像した後、そのトナー像を転写部材で用紙に転写し、定着器で用紙上のトナー像を該用紙上に定着して出力している。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer, a surface of a photosensitive member uniformly charged by a charging device is irradiated with a laser by an exposure device such as a laser, thereby electrostatically charging the surface. After forming a latent image and developing the electrostatic latent image as a toner image by a developing unit, the toner image is transferred onto a sheet by a transfer member, and the toner image on the sheet is fixed on the sheet by a fixing unit. Output.
そして、1成分現像方式の現像器として、現像ローラ上に規制部材を配し、規制部材を通過時にトナーを帯電させると同時に薄層に形成し、現像ローラを感光体に近接させた状態で、現像ローラにAC成分とDC成分からなる現像バイアス電圧を印加して、感光体上の静電潜像と現像ローラの電位差によって、現像を行う方法が用いられており、一般に現像特性は現像バイアス電圧によって変化する。 Then, as a one-component developing type developer, a regulating member is arranged on the developing roller, and when passing through the regulating member, the toner is charged and simultaneously formed into a thin layer, and the developing roller is brought close to the photosensitive member, A developing bias voltage composed of an AC component and a DC component is applied to the developing roller, and development is performed based on a potential difference between the electrostatic latent image on the photosensitive member and the developing roller. It depends on.
現像特性は、装置の使用環境や使用枚数によって大きく変動する。これは、主に使用環境や使用枚数によってトナーが劣化したり、特性が変化したりするためである。トナーが劣化してくると、トナーの帯電能力が変化し、現像ローラ上のトナーの電荷が変化する場合がある。現像ローラを回転させ続け、トナーに電荷を与え続けることにより、トナーの電荷は均一になり安定するが、長時間放置後の画像形成では、現像ローラ上のトナーの電荷が安定していない状態で画像形成が行われるため、画像上に不具合を生じる。具体的には、長時間放置後の画像形成では、印字開始直後のトナーの電荷が不均一になり、逆極性に帯電したトナーや帯電が不十分なトナーによるカブリ現象が発生したり、トナーの帯電が低くなり、現像能力が低下するために画像濃度の低下が発生する。 The development characteristics vary greatly depending on the use environment of the apparatus and the number of sheets used. This is mainly because the toner deteriorates or the characteristics change depending on the use environment and the number of sheets used. When the toner deteriorates, the charging ability of the toner changes, and the charge of the toner on the developing roller may change. By continuing to rotate the developing roller and applying a charge to the toner, the toner charge becomes uniform and stable. However, in image formation after standing for a long time, the toner charge on the developing roller is not stable. Since image formation is performed, a problem occurs on the image. Specifically, in image formation after standing for a long time, the toner charge immediately after the start of printing becomes non-uniform, causing fogging due to toner charged to a reverse polarity or insufficiently charged, The charging is lowered and the developing ability is lowered, so that the image density is lowered.
そこで、特許文献1では、帯電された感光体を露光して静電潜像を形成する露光器と、感光体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器とを備える画像形成装置において、前回から次回の画像形成までの停止時間や湿度環境を検出し、停止時間や湿度の検出結果に応じて、現像バイアス電圧の交流電圧の周波数及び/又は振幅を設定するとともに、停止時間や湿度の検出結果に応じて、最適な階調補正データを選択している。そして、露光器が該階調補正データに基づいて露光量を制御して感光体に静電潜像を形成するが、現像前に現像ローラに該現像バイアス電圧を印加して予備回転させて、トナーの帯電を十分に安定させる。トナーの帯電が安定すると、現像器が感光体上に形成された静電潜像を現像して、画像の安定化を図っていた。
Therefore, in
しかしながら、近年、1成分現像方式の画像形成装置においては、操作レスポンスの高速化やプリントスピードの高速化への対応に伴って、画像形成開始の操作指示からファーストプリントまでの時間を短くする要求があり、上述した従来技術では、ファーストプリントまでの時間を短くすると、現像前に現像ローラに該現像バイアス電圧を印加して予備回転させる時間を十分に確保することが難しくなり、トナーの帯電量が低下した状態から現像を始めなくてはならないという問題があった。このようにファーストプリントまでの時間を短くすると、画像の濃度低下や濃度ムラ等の不具合が発生し、十分に画像を安定化することが難しいという課題があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ファーストプリントまでの時間を短くしても、画像形成開始直後から画像の濃度低下や濃度ムラ等の不具合を抑制して、常に安定した画像を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Even if the time until the first print is shortened, problems such as a decrease in image density and density unevenness are suppressed immediately after the start of image formation. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of always obtaining a stable image.
上記目的を達成するために本発明は、感光体と、該感光体を所定の電位に帯電させる帯電器と、帯電された前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光器と、トナーを収容し前記感光体上に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像器と、前記現像器に交流電圧に直流電圧を重畳したバイアス電圧を印加する電源と、前回の画像形成から次回の画像形成までの停止時間を検出する停止時間検出部と、画像形成における印刷枚数を数える枚数計数部とを備える画像形成装置において、前記停止時間検出部が所定値以上の画像形成の停止時間を検出すると、前記枚数計数部の計数結果に応じて、前記電源のバイアス電圧を補正するバイアス補正部を備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a photoconductor, a charger that charges the photoconductor to a predetermined potential, an exposure device that exposes the charged photoconductor to form an electrostatic latent image, and A developing unit that contains toner and forms a toner image by developing the electrostatic latent image formed on the photoreceptor with toner; and a power source that applies a bias voltage in which a DC voltage is superimposed on an AC voltage to the developing unit. The image forming apparatus includes a stop time detecting unit that detects a stop time from the previous image formation to the next image formation, and a number counting unit that counts the number of printed sheets in the image formation. When a stop time of image formation is detected, a bias correction unit that corrects the bias voltage of the power source according to the counting result of the number counting unit is provided.
この構成によれば、画像形成の停止時間及び画像形成の開始時からの印刷枚数に応じて、キャリブレーション処理等に基づく現像バイアス電圧の基準値を補正すると、トナーの帯電が不十分であっても、トナーの感光体への飛翔性能が画像形成の開始時からの印刷枚数に係わらず略同一になる。また、現像前にトナーの帯電を十分に安定させる現像ローラの予備回転を採用しなくてもよい。 According to this configuration, if the reference value of the developing bias voltage based on the calibration process or the like is corrected according to the stop time of image formation and the number of printed sheets from the start of image formation, the toner is not sufficiently charged. However, the flying performance of the toner onto the photoconductor is substantially the same regardless of the number of printed sheets from the start of image formation. Further, it is not necessary to employ a preliminary rotation of the developing roller that sufficiently stabilizes the charging of the toner before development.
また、本発明は、上記の構成の画像形成装置において、前記バイアス補正部は、交流電圧の振幅を補正することを特徴としている。この構成によれば、画像形成の開始時からの印刷枚数に係わらず、トナーの感光体への飛翔性能が向上して、ベタ画像の濃度低下を抑制するとともに、ハーフトーン画像の画像ムラを抑制する。 According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the bias correction unit corrects the amplitude of the AC voltage. According to this configuration, regardless of the number of printed sheets from the start of image formation, the flying performance of the toner to the photosensitive member is improved, and the density reduction of the solid image is suppressed and the unevenness of the halftone image is also suppressed. To do.
また、本発明は、上記の構成の画像形成装置において、前記バイアス補正部は、交流電圧の振幅と直流電圧値を補正することを特徴としている。この構成によれば、画像形成の開始時からの印刷枚数に係わらず、濃度低下や濃度ムラ等の画像の不具合を抑制する。 According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the bias correction unit corrects the amplitude of the AC voltage and the DC voltage value. According to this configuration, image defects such as density reduction and density unevenness are suppressed regardless of the number of printed sheets from the start of image formation.
請求項1に記載の発明によれば、画像形成の停止時間及び画像形成の開始時からの印刷枚数に応じて、キャリブレーション処理等に基づく現像バイアス電圧の基準値を補正すると、トナーの帯電が不十分であっても、トナーの感光体への飛翔性能が画像形成の開始時からの印刷枚数に係わらず略同一になるために、ファーストプリントから濃度低下や濃度ムラ等の画像の不具合を抑制して、常に安定した画像を得ることができる。またトナーの帯電を十分に安定させる現像ローラの予備回転を採用しなくてもよいので、ファーストプリントまでの時間を短くすることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the reference value of the developing bias voltage based on the calibration process or the like is corrected according to the stop time of image formation and the number of printed sheets from the start of image formation, the toner is charged. Even if it is insufficient, the flying performance of the toner to the photoconductor is almost the same regardless of the number of printed sheets from the start of image formation, so image defects such as density drop and density unevenness are suppressed from the first print. Thus, a stable image can always be obtained. In addition, since it is not necessary to use the pre-rotation of the developing roller that sufficiently stabilizes the charging of the toner, the time until the first printing can be shortened.
また、請求項2に記載の発明によれば、画像形成の開始時からの印刷枚数に係わらず、トナーの感光体への飛翔性能が向上して、ベタ画像の濃度低下を抑制するとともに、ハーフトーン画像の画像ムラを抑制することができる。 According to the second aspect of the invention, regardless of the number of printed sheets from the start of image formation, the flying performance of the toner to the photoconductor is improved, and the reduction in the density of the solid image is suppressed, and the half image is reduced. Image unevenness of the tone image can be suppressed.
また、請求項3に記載の発明によれば、画像形成の開始時からの印刷枚数に係わらず、濃度低下や濃度ムラ等の画像の不具合を抑制することができる。 According to the third aspect of the present invention, image defects such as density reduction and density unevenness can be suppressed regardless of the number of printed sheets from the start of image formation.
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments. The embodiment of the present invention shows the most preferable form of the invention, and the use of the invention and the terms shown here are not limited thereto.
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を説明するための模式断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
画像形成装置1は、画像形成部10、トナー補給装置20、中間転写部24、給紙部30、用紙搬送部35、2次転写部45及び定着装置47等から構成される。
The
図1に示すように、画像形成部10は、ロータリー式現像ユニット2、感光体11、帯電器12、ドラムクリーニング装置13及び露光器14等を備える。
As shown in FIG. 1, the
感光体11は、像担持体として表面に静電潜像が形成されるものであり、画像形成装置1のほぼ中央で回転駆動される(回転方向を矢印で図示)。その回転軸(不図示)は、図1の紙面に対して垂直に延びて設けられる。又、感光体11は、アモルファスシリコンやOPC感光体等の感光層を有するように形成される。
The
帯電器12は、ローラで形成され、感光体11の表面を一様に帯電させるため、感光体11と接しており、回転可能に支持される。帯電器12の上部には、帯電器12に付着している付着物をクリーニングするクリーナー12aが設けられる。
The
ドラムクリーニング装置13は、図1における感光体11の右側方に設けられていて、感光体11の表面に残留したトナーや付着物を清掃するためのものである。
The
ロータリー式現像ユニット2は、感光体11に形成された静電潜像を各色のトナーによって現像するためのものであり、図1における感光体11の左側方に隣接して設けられる。又、ロータリー式現像ユニット2は、ロータリーラック15と、ロータリーラック15に支持された4つの現像器16B(ブラック)、16Y(イエロー)、16C(シアン)、16M(マゼンタ)とを有し、軸15aを中心として回転自在な円筒形状である。軸15aは、ロータリーラック15の中心を通り、その軸線方向は、感光体11の回転軸の軸線方向と平行である。
The rotary developing
ロータリーラック15は、軸15aの中心から放射状に延びる仕切り枠15bによって円周方向に4等分された4つの区画を有している。各区画には、ブラック、イエロー、シアン及びマゼンタの4つのトナー色に対応した現像器16B、16Y、16C、16Mが配置され、各現像器16B、16Y、16C、16Mは、それぞれ同様の構成である。そして、ロータリー式現像ユニット2が回転すると、各現像器16B、16Y、16C、16Mの現像ローラ53が、感光体11に所定の隙間を有しつつ対向する。尚、各現像器16B、16Y、16C、16Mの詳細な構成については、後述する。
The
露光器14は、外部のコンピュータ等からの画像情報に基づいて、感光体11を走査露光するためのものであり、ロータリー式現像ユニット2の上方に設けられる。露光器14にレーザ光14Lを出力させるためのデータは、画像情報を受け付けるデータ処理部17により作成される。そして、露光器14からはレーザ光14Lが、発射される。レーザ光14Lは、レーザ光14Lの光路上に設けられた反射ミラー18により感光体11の表面に照射される(2点鎖線にてレーザ光14Lを図示)。尚、露光器14は、その内部の構成として、レーザ光源、ポリゴンミラー及びポリゴンミラー駆動用モータ等を有している(不図示)。
The
トナー補給装置20は、トナー収納容器21及びトナー補給部材22等から構成される。トナー収納容器21は、感光体11及び中間転写ベルト25の上方に設けられ、各色のトナーに対応して、図1の紙面垂直方向に並べて4つ配置されている。各トナー収納容器21はロータリー式現像ユニット2の各現像器16B、16Y、16C、16Mに対して補給するトナーを収納する部分である。即ち、各トナー収納容器21は、それぞれ、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのいずれかの色のトナーを収容する。尚、トナー収納容器21は、図1では、1つのトナー収納容器21以外は不可視となっている。
The
トナー補給部材22は、感光体11の上方において、露光器14とトナー収納容器21との間のスペースに配置されていて、上下動可能に構成され、各色に対応して4本設けられる。各トナー補給部材22は、対応するトナー収納容器21とパイプやホース等で接続され、トナー収納容器21に収容された各色のトナーを対応する各現像器16B、16Y、16C、16Mに供給する。
The
中間転写部24は、感光体11に形成された各色のトナー像が順次転写される中間転写ベルト25と、中間転写ベルト25を張架し回転駆動させるための駆動ローラ26と、テンションローラ27と、感光体11と中間転写ベルト25を介して対向する1次転写ローラ28と、1次転写ローラ28の近傍であって駆動ローラ26と1次転写ローラ28との間に設けられた従動ローラ28aと、中間転写ベルト25を清掃するためのベルトクリーニング装置29等から構成されている。各ローラに張架された中間転写ベルト25は、回転して感光体11と1次転写ローラ28のニップを通過し、各色のトナー像が順次1次転写され、各色のトナー像が後に2次転写部45で用紙Pに転写される。
The
濃度センサ71は、中間転写ベルト25に対面し、テンションローラ27と駆動ローラ26との間に配置され、中間転写ベルト25上に形成された各色のトナー像からなるパッチパターンの濃度を測定するものである。測定された濃度の信号が後述する画像形成制御手段に出力され、画像形成制御手段がその測定結果に基づくキャリブレーション処理により画像濃度の補正を行う。
The
給紙部30は、給紙カセット31、手差しトレイ32等から構成される。画像形成装置1の底部には、用紙Pが載置される載置板31aを有する給紙カセット31が設けられる。又、給紙部30は、載置板31a上の用紙Pを1枚ずつ用紙搬送路に送り出すために給紙カセット31の右上部にピックアップローラ33と、ピックアップローラ33の右方に重送防止ローラ対34を有する。更に、装置右側面には、別途給紙できるように手差しトレイ32が設けられる。そして、手差しトレイ32にも用紙Pを1枚ずつ用紙搬送路に送り出すためのピックアップローラ33が設けられる。
The
用紙搬送部35は、画像形成装置1内で用紙Pを搬送するためのものである。用紙搬送部35は、給紙部30から2次転写ローラ46に至る第1搬送路36と、2次転写ローラ46から定着装置47を経て画像形成済みの用紙Pを排出するための用紙排出口42に至る第2搬送路37と、定着装置47よりもシート搬送方向下流側における第2搬送路37の途中から第1搬送路36の途中をつなぐように設けられる反転搬送路38等から構成される。第2搬送路37の最後端には、排出された用紙Pを受け止めるための排出トレイ43が設けられる。尚、用紙搬送方向は、矢印で図示している。
The
湾曲部39が、給紙カセット31から送り出された用紙Pの搬送方向を逆にするため第1搬送路36に設けられる。又、湾曲部39上部では、手差しトレイ32からの搬送路が合流する。2次転写ローラ46の手前には、用紙Pの搬送タイミングを制御するためのレジストローラ対40が配置される。これら要素が設けられる搬送路には、搬送ローラ対41が複数設けられ、又、用紙Pを案内するガイド板(不図示)も適宜設けられる。
A
2次転写部45は、2次転写ローラ46及び駆動ローラ26から構成される。2次転写ローラ46は、中間転写ベルト25に転写されたトナー像を、2次転写ローラ46と中間転写ベルト25の間に挟まれるように搬送される用紙Pに転写するためのものである。そのため、2次転写ローラ46は、駆動ローラ26と中間転写ベルト25を介してニップを形成するように、回転可能かつ中間転写ベルト25と接離自在に支持される。又、この2次転写ローラ46には、電圧印加手段(不図示)によって、所定のタイミングで用紙Pにトナーが転写されるようにするための電圧が印加される。
The
定着装置47は、用紙Pに転写されたトナーを溶融定着させるためのものであり、第2搬送路37の途中であって、ロータリー式現像ユニット2の下方に設けられる。この定着装置47は、ヒータを内蔵する加熱ローラ48とこれに圧接する加圧ローラ49とを有し、両ローラ間に用紙Pを挟持して搬送する。トナーは加熱・加圧され用紙Pに定着する。
The fixing
次に、画像形成動作について説明する。この画像形成装置1は、入力された画像データに基づき、以下のように画像形成動作を実行する。
Next, an image forming operation will be described. The
まず、帯電器12により感光体11が帯電される。この感光体11に対して、画像データが入力されたデータ処理部17からのデータに従い、露光器14が感光体11の表面の走査露光を行い、感光体11には静電潜像が形成される。次に、ロータリー式現像ユニット2が図1中の反時計方向に回転され、対応する色の現像器16のいずれかが感光体11に対向する。この状態で、感光体11の静電潜像が対応する色のトナー供給によって現像される。現像されたトナー像は、中間転写ベルト25に転写される。感光体11上に転写後に残留したトナー等は、ドラムクリーニング装置13により清掃される。以上の動作を各色順次繰り返し、中間転写ベルト25上にはフルカラーのトナー像が形成される。
First, the
一方で、給紙部30において、給紙カセット31又は手差しトレイ32から1枚の用紙Pがピックアップローラ33により取り出され、レジストローラ対40まで搬送される。その後、用紙Pは、レジストローラ対40から中間転写ベルト25上のトナー像にタイミングを合わせて搬送され、2次転写部45に案内される。2次転写ローラ46は、中間転写ベルト25に当接しつつ所定の電圧が印加され、中間転写ベルト25上のトナー像が用紙Pに転写される。この用紙Pは第2搬送路37により定着装置47に案内され、この定着装置47により用紙Pにトナー像が定着する。定着された用紙Pが分岐爪44を経て、用紙排出口42から排出トレイ43に排出される。
On the other hand, in the
次に、ロータリー式現像ユニット2に支持される各現像器16B、16Y、16C、16Mについて、図2を参照しつつ説明する。ここで、各現像器16B、16Y、16C、16Mの有する構成は同様であるから、以下の説明及び図面の符号については、特に示さない限り、B、Y、C、Mの符号を省略し現像器16と統一して説明する。従って以下の説明は、特に説明がない限り現像器16B、16Y、16C、16Mに共通して適用される。
Next, the developing
図2は、本発明の実施形態に係る現像器16の概略構成を示す断面図である。現像器16は、枠体51、仕切り部材52、現像ローラ53、供給ローラ54、規制部材55、撹拌部材56等により構成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the developing
枠体51は、現像器16の底部である、図2に示す下側の内壁部分51aと、図2に示す上側の内壁部分51b等で現像器16の外殻を構成するものである。この内部に各部材が備え付けられ、トナーを収容している。
The
仕切り部材52は、第1仕切り部材61と第2仕切り部材62から構成される。仕切り部材52がトナー供給部58とトナー収容部59に隔てられる。トナー供給部58は、感光体11にトナーを供給する部分であり、現像ローラ53、供給ローラ54、規制部材55等が配され、トナー収容部59には、撹拌部材56が配される。第1仕切り部材61と第2仕切り部材62との間の部分は、トナーがトナー収容部59からトナー供給部58に移動するための通路部64となっている。
The
現像ローラ53は、一部が枠体51から露出し、感光体11(図2において一部を破線で図示)に一定の隙間を有しつつ、対向配置され軸心53bを中心に回転可能に支持され、電源90が接続される。電源90は現像ローラ53に交流電圧に直流電圧を重畳したバイアス電圧を印加する。そして、後述する規制部材55により帯電したトナー薄層が形成された現像ローラ53が、感光体11に対向させられ、現像ローラ53と感光体11との電位差により、感光体11に対しトナーを供給する。尚、現像ローラ53と枠体51の間には、トナーの漏れ出し防止のためシール部材53aが設けられる。
A part of the developing
規制部材55は、軸線53b方向に延在するフィルム状、又はブレード状に形成され、一端部が枠体51の支持部材66に固定保持され、他端部が現像ローラ53に当接して、現像ローラ53が回転すると、現像ローラ53上にトナーの薄層を形成するためのものであり、更に、摩擦によりトナーを帯電させる機能も有する。
The regulating
供給ローラ54は、発泡成形されたポリウレタン等で形成され、その表面でトナーを担持し、現像ローラ53にトナーを供給・搬送する。そのため、供給ローラ54は、回転可能かつ供給ローラ54の軸線54bと現像ローラ53の軸線53bは平行になるように支持され、ギア、モータ等から構成される駆動機構(不図示)により、現像ローラ53と同方向に回転される(図2の時計方向)。そして、供給ローラ54は、現像ローラ53と供給ローラ54の接触部分において、図2の上方の接触部分(規制部材55の近傍)では、現像ローラ53にトナーを供給し、図2の下方の接触部分(内壁部分51aの近傍)では、現像に使用されなかったトナーを掻き取るという機能を果たす。
The
撹拌部材56は、トナー収容部59内のトナーを撹拌するためのものであり、供給ローラ54、現像ローラ53と軸線が平行かつ並列して設けられ、軸部56a及び撹拌羽根56b等により構成される。軸部56aはトナー収容部59内を架け渡されるようにして設けられ回転可能に支持される。
The agitating
現像動作について説明する。撹拌部材56が回転すると、トナーが撹拌されながら、撹拌羽根56bによりトナー収容部59内で跳ね上げられる。跳ね上げられたトナーは、通路部64に入り込み、トナー供給部58に搬送される。供給ローラ54が回転すると、トナーは現像ローラ53に搬送され、現像ローラ53が規制部材55に当接しながら回転すると、帯電したトナー薄層が現像ローラ53上に形成される。さらに現像ローラ53に電源90によりバイアス電圧が印加されると、現像ローラ53上のトナーは感光体11に供給され、感光体11上の静電潜像がトナー像として形成される。現像に用いられず現像ローラ53上に残ったトナーは、現像ローラ53がさらに回転して供給ローラ54に掻きとられて、トナー供給部58内に戻され、現像が完了する。
The developing operation will be described. When the agitating
次に、キャリブレーション処理と現像バイアス電圧の制御について、図3〜図5に基づいて説明する。図3は、本発明の実施形態である画像形成装置の現像バイアス電圧を制御する画像形成制御手段と電源手段を示すブロック図であり、図4は、現像バイアス電圧を補正する補正テーブルを示す図であり、図5は、現像バイアス電圧を制御するフローチャートである。 Next, calibration processing and development bias voltage control will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a block diagram showing image forming control means and power supply means for controlling the developing bias voltage of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a correction table for correcting the developing bias voltage. FIG. 5 is a flowchart for controlling the developing bias voltage.
図3に示すように、画像形成制御手段80は、バイアス制御部81、停止時間検出部82、枚数計数部83を備える。
As shown in FIG. 3, the image
バイアス制御部81は、パッチパターンの濃度を測定した濃度センサ71から各色の濃度の信号が入力されると、メモリに記憶された各色のトナーの基準濃度と入力された各色のトナーの測定濃度を比較して、各色トナーの基準濃度に対する各色トナーの測定濃度のズレ量を求めるキャリブレーション処理を行う。そして、次回の印刷時から、中間転写ベルト25上に形成されるトナー像の濃度のズレ量が無くなるように、現像ローラ53に印加するバイアス電圧が切り換えられる。切り換えられたバイアス電圧は、交流バイアス電圧の振幅Vp−p及びデューティ値は各現像器16の現像性に基づいて設定され、直流バイアス電圧の電圧値Vdcは、例えば60Vに設定されて、新たな基準値としてメモリに記憶され、そしてバイアス設定部84に送信される。このキャリブレーション処理は、画像形成装置1の電源投入後の立ち上げ時や所定の枚数の印刷完了後に実施される。
When a density signal of each color is input from the
停止時間検出部82は、前回の画像形成から次回の画像形成時までの停止時間を検出するものである。停止時間検出部82では、タイマにより現像器16の最後の現像が終了してから次回の現像器16の作動が開始されるまでの時間がカウントされて、その検出した停止時間をバイアス変換部85に送信する。
The
枚数計数部83は、次回の画像形成時において次に印刷する印刷枚数を算出するものである。枚数計数部83では、停止していた現像器16の作動が開始された時からの印刷済みの枚数をカウントして、そのカウント値に基づいて次に印刷する印刷枚数を割り出し、その印刷枚数のデータをバイアス変換部85に送信する。
The sheet
バイアス変換部85は、バイアス設定部84から送信されるバイアス電圧の基準値と、停止時間検出部82から送信される停止時間と、枚数計数部83から送信される印刷枚数値に基づいて、現像器16に印加するバイアス電圧を決定する。
The
つまり、バイアス変換部85は、画像形成の停止時間と印刷枚数値に応じて基準バイアス電圧を補正する補正テーブルをメモリから読み出す。そして、バイアス変換部85は、その補正テーブルに基づいて、停止時間検出部82及び枚数計数部83から送信される各信号に応じてバイアス設定部84から送信された基準値を補正して、バイアス電圧を決定する。そのバイアス電圧値が電源90に送信される。
That is, the
図4に補正テーブルを示す。図4は、停止時間と印刷枚数に応じて、補正されるバイアス電圧を示し、その縦欄が現像器16の停止時間(単位は秒)を示し、その横欄は印刷枚数を示す。また、「Vp−p補正」は振幅Vp−pの基準値からの補正量を示し、「Vdc補正」は直流電圧値Vdcの基準値からの補正量を示し、「無し」は、バイアス電圧がバイアス変換部85から送信される基準値で設定されることを示す。
FIG. 4 shows a correction table. FIG. 4 shows the bias voltage to be corrected according to the stop time and the number of printed sheets, the vertical column indicates the stop time (unit: second) of the developing
図4に示すように、画像形成の停止時間が60秒未満である場合には、先回の画像形成からの停止時間が短いために、トナー層の電位が極端に低下することがないので、キュリブレーション処理に基づく現像バイアス電圧の基準値が補正されることなく、現像が行われても、画像の濃度低下や濃度ムラが発生しない。 As shown in FIG. 4, when the stop time of image formation is less than 60 seconds, the stop time from the previous image formation is short, so the potential of the toner layer does not extremely decrease. Even if the development is performed without correcting the reference value of the development bias voltage based on the calibration process, the image density does not decrease and density unevenness does not occur.
また、図4に示すように、画像形成の停止時間が60秒以上360秒未満である場合には、先回の画像形成からの停止時間が比較的に長いために、停止時間が60秒未満である場合に比べると、トナー層の電位が非常に低下しているので、印刷枚数が1枚目である現像では、交流バイアス電圧の振幅Vp−p及び直流電圧値Vdcを基準値に対して上昇させるように補正すると、画像の濃度低下や濃度ムラが発生しない。2枚目以降の印刷では、1枚目の印刷時に現像バイアス電圧を上昇させる補正をおこなっているために、トナー電位が上がっているので、現像バイアス電圧を基準値に設定しても、画像の濃度低下や濃度ムラが発生しない。 As shown in FIG. 4, when the image formation stop time is 60 seconds or more and less than 360 seconds, the stop time from the previous image formation is relatively long, so the stop time is less than 60 seconds. Since the potential of the toner layer is much lower than in the case where the number of printed sheets is 1, the AC bias voltage amplitude Vp-p and the DC voltage value Vdc are set to the reference value. When the correction is performed so as to increase, density reduction and density unevenness of the image do not occur. In the second and subsequent prints, the toner potential is increased because correction is performed to increase the development bias voltage when printing the first sheet. Therefore, even if the development bias voltage is set to the reference value, the image Density reduction and density unevenness do not occur.
また、図4に示すように、画像形成の停止時間が360秒以上である場合には、先回の画像形成からの停止時間が長くなっているために、停止時間が60秒以上360秒未満である場合に比べると、トナー層の電位がさらに低下しているので、印刷枚数が1枚目及び2枚目である現像では、交流バイアス電圧の振幅Vp−p及び直流電圧値Vdcを基準値に対して上昇させるように補正するが、2枚目の印刷では、1枚目の印刷時より直流電圧値Vdcを低く補正しても、1枚目の印刷とともに画像の濃度低下や濃度ムラが発生しすることがない。3枚目以降の印刷では、1枚目、2枚目の印刷時に現像バイアス電圧を上昇させる補正をおこなっているために、トナー電位が上がっているので、現像バイアス電圧を基準値に設定しても、画像の濃度低下や濃度ムラが発生しない。 Also, as shown in FIG. 4, when the stop time of image formation is 360 seconds or more, the stop time from the previous image formation is longer, so the stop time is 60 seconds or more and less than 360 seconds. Since the potential of the toner layer is further reduced as compared with the case of the above, in the development in which the number of printed sheets is the first and second sheets, the AC bias voltage amplitude Vp-p and the DC voltage value Vdc are set as the reference values. However, in the second printing, even if the DC voltage value Vdc is corrected to be lower than that in the first printing, image density reduction and density unevenness occur with the first printing. It does not occur. In the printing of the third and subsequent sheets, the correction is made to increase the development bias voltage at the time of printing the first and second sheets, so the toner potential is increased, so the development bias voltage is set to a reference value. However, neither density reduction nor density unevenness of the image occurs.
次に、本発明の画像形成装置における現像バイアス電圧の制御について、図2〜図4を参照しながら、図5のステップに従い説明する。 Next, control of the developing bias voltage in the image forming apparatus of the present invention will be described according to the steps in FIG. 5 with reference to FIGS.
画像形成動作スタート後、ステップS1で、前回の画像形成からの経過時間を検知し、経過時間が60秒未満であるなら、ステップS2で、キュリブレーション処理に基づく基準値の交流バイアス電圧の振幅Vp−p、直流電圧値Vdcを設定して、ステップS3で、その基準値の現像バイアス電圧が電源90に印加され、現像が行われる。
After the start of the image forming operation, the elapsed time from the previous image formation is detected in step S1, and if the elapsed time is less than 60 seconds, the amplitude of the reference AC bias voltage based on the calibration process is determined in step S2. Vp-p and DC voltage value Vdc are set, and in step S3, the development bias voltage of the reference value is applied to the
ステップS1で前回の画像形成からの経過時間が60秒以上であり、360秒未満であるなら(ステップS4のYES)であるなら、ステップS5で現在の印刷枚数を判定する。印刷枚数が1枚目であるなら(ステップS5でYES)、トナー電位が低下しているので、スッテップS6で、基準値の交流バイアス電圧の振幅Vp−pに100Vを追加し、基準値の直流電圧値Vdcに15Vを追加する補正を行い、ステップS3で、補正した現像バイアス電圧が電源90に印加され、現像が行われる。
If the elapsed time from the previous image formation in step S1 is 60 seconds or more and less than 360 seconds (YES in step S4), the current print number is determined in step S5. If the number of printed sheets is the first (YES in step S5), the toner potential is lowered. Therefore, in step S6, 100V is added to the reference value AC bias voltage amplitude Vp-p, and the reference value DC is set. Correction is performed by adding 15 V to the voltage value Vdc. In step S3, the corrected development bias voltage is applied to the
ステップS5で現在の印刷枚数が2枚目以降であるなら(ステップS5でNO)、1枚目の印刷時における現像バイアス電圧の補正によりトナー電位が上がっているので、スッテップS7で、基準値の交流バイアス電圧の振幅Vp−p、直流電圧値Vdcを設定して、ステップS3で、その基準値の現像バイアス電圧が電源90に印加され、現像が行われる。
If the current number of printed sheets is the second and subsequent sheets in step S5 (NO in step S5), the toner potential has increased due to the correction of the developing bias voltage during the printing of the first sheet. Therefore, in step S7, the reference value is set. The amplitude Vp-p of the AC bias voltage and the DC voltage value Vdc are set, and in step S3, the development bias voltage of the reference value is applied to the
ステップS4で、前回の画像形成からの経過時間が360秒以上であるなら(ステップS4のNO)であるなら、ステップS8で現在の印刷枚数を判定する。印刷枚数が1枚目であるなら(ステップS8でYES)、画像形成からの経過時間が長くなっているためにトナー電位が一層低下しているので、ステップS9で、基準値の交流電圧の振幅Vp−pに100Vを追加し、基準値の直流電圧値Vdcに30Vを追加する補正を行い、ステップS3で、補正した現像バイアス電圧が電源90に印加され、現像が行われる。
If it is determined in step S4 that the elapsed time from the previous image formation is 360 seconds or more (NO in step S4), the current number of prints is determined in step S8. If the number of printed sheets is the first sheet (YES in step S8), the toner potential is further lowered because the elapsed time from the image formation is longer, so in step S9, the amplitude of the reference AC voltage is determined. Correction is performed by adding 100 V to Vp-p and adding 30 V to the direct-current DC voltage value Vdc. In step S3, the corrected developing bias voltage is applied to the
ステップS8で現在の印刷枚数が1枚目でなく(ステップS8でYES)、ステップS10で2枚目であるなら(ステップS10でYES)、経過時間が長くなっているが1枚目の現像バイアス電圧の補正によりトナー電位が上がっているので、スッテップS11で、交流電圧の振幅Vp−pの補正量を1枚目の印刷と同様に100Vにして、直流電圧値Vdcの補正量を1枚目の印刷から下げて15Vにして、ステップS3で、補正した現像バイアス電圧が電源90に印加され、現像が行われる。
If the current number of printed sheets is not the first sheet at step S8 (YES at step S8) and the second sheet at step S10 (YES at step S10), the elapsed time is longer, but the first developing bias. Since the toner potential is increased due to the voltage correction, in step S11, the correction amount of the amplitude Vp-p of the AC voltage is set to 100 V as in the first printing, and the correction amount of the DC voltage value Vdc is set to the first sheet. In step S3, the corrected developing bias voltage is applied to the
ステップS10で現在の印刷枚数が3枚目以降であるなら(ステップS10でNO)、1枚目及び2枚目の印刷時における現像バイアス電圧の補正によりトナー電位が上がっているので、スッテップS12で、基準値の交流バイアス電圧の振幅Vp−p及び直流電圧値Vdcを設定して、ステップS3で、その基準値の現像バイアス電圧が電源90に印加され、現像が行われる。
If the current number of prints is the third or later in step S10 (NO in step S10), the toner potential has increased due to the correction of the developing bias voltage at the time of printing the first and second sheets, so in step S12 The reference value AC bias voltage amplitude Vp-p and the DC voltage value Vdc are set, and the development bias voltage of the reference value is applied to the
以上のように画像形成の停止時間が長い場合に、現像バイアス電圧を補正して現像すると、図6、図7に示す結果の画像が得られた。図6は、ベタ画像において印刷枚数に対する画像濃度の変化を示す図であり、図7は、ハーフトーン画像(50%のハーフトーン)において印刷枚数に対する画像濃度の変化を示す図である。各図は、横軸に印刷枚数(印字枚数)、縦軸に透過濃度TDを示し、1分間(1min放置)、6分間(6min放置)及び10分間(10min放置)の停止時間をパラメータにしたものである。 As described above, when the image formation stop time is long and the development bias voltage is corrected and development is performed, the resulting images shown in FIGS. 6 and 7 are obtained. FIG. 6 is a diagram illustrating a change in image density with respect to the number of printed sheets in a solid image, and FIG. 7 is a diagram illustrating a change in image density with respect to the number of printed sheets in a halftone image (50% halftone). Each figure shows the number of printed sheets (number of printed sheets) on the horizontal axis and the transmission density TD on the vertical axis, with the stop time of 1 minute (1 minute left), 6 minutes (6 minutes left) and 10 minutes (10 minutes left) as parameters. Is.
図6に示すように、ベタ画像では1枚目から3枚目までの印刷において、上述の現像バイアス電圧の補正を行うことにより、目標とする透過濃度TD1.1〜1.2内にあり、画像濃度が高くなっている。尚、参考に現像バイアス電圧の補正を行わない場合の画像濃度を図8に示す。図8に示すように、停止時間10分間(10min放置)の1枚目の印刷は、目標の画像濃度を大きくずれている。また、1枚目の印刷において、停止時間10分間(10min放置)と停止時間1分間(1min放置)の各印刷では、透過濃度TDの差が0.08程度あるが、図6に示すように、1枚目の印刷で現像バイアス電圧の補正を行うと、透過濃度TDの差が0.03程度に改善している。 As shown in FIG. 6, in the solid image, by performing the above-described correction of the development bias voltage in the printing from the first sheet to the third sheet, it is within the target transmission density TD1.1 to 1.2, The image density is high. For reference, FIG. 8 shows the image density when the development bias voltage is not corrected. As shown in FIG. 8, the first printing with a stop time of 10 minutes (leaving for 10 minutes) greatly deviates from the target image density. Further, in the printing of the first sheet, the difference in transmission density TD is about 0.08 in each printing with a stop time of 10 minutes (leaving for 10 minutes) and a stop time of 1 minute (leaving for 1 minute), as shown in FIG. When the development bias voltage is corrected in the first printing, the difference in transmission density TD is improved to about 0.03.
一般にハーフトーン画像では、画像形成の開始時の印刷ではトナー層電位が低下しているために、画像にスジ、ピッチムラが発生するおそれがある。この画像改善のために、交流電圧のデューティまたは直流電圧値のみを上げても、トナーが感光体11に十分に飛翔することがなく、濃度ムラが残存するが、本実施形態のように交流電圧の振幅Vp−pを補正することにより、トナーの感光体11への飛翔性能が向上して、1枚目〜3枚目の印刷におけるハーフトーン画像の画像ムラを抑制することができ、また画像濃度が安定している。
In general, in a halftone image, streaks and pitch unevenness may occur in the image because the toner layer potential is reduced in printing at the start of image formation. In order to improve the image, even if only the duty or the DC voltage value of the AC voltage is increased, the toner does not fly sufficiently to the
上記実施形態によれば、画像形成装置1は、感光体11と、該感光体11を所定の電位に帯電させる帯電器12と、帯電された感光体11を露光して静電潜像を形成する露光器14と、トナーを収容し感光体11上に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像器16と、現像器16に交流電圧に直流電圧を重畳したバイアス電圧を印加する電源90と、前回の画像形成から次回の画像形成までの停止時間を検出する停止時間検出部82と、画像形成における印刷枚数を数える枚数計数部83とを備える。この停止時間検出部82が所定値以上の停止時間を検出すると、枚数計数部83の計数結果を応じて、現像器16に印加するバイアス電圧を補正するバイアス補正部85を備える。
According to the above embodiment, the
このことによって、画像形成の停止時間及び画像形成の開始時からの印刷枚数に応じて、キャリブレーション処理に基づく現像バイアス電圧の基準値を補正すると、トナーの感光体11への飛翔性能を画像形成開始時の1枚目の印刷から印刷枚数に係わらず、略同一にすることができるために、画像形成開始時の1枚目の印刷から濃度低下や濃度ムラ等の画像の不具合を抑制して、常に安定した画像を得ることができる。またトナーの帯電を十分に安定させる現像ローラ53の予備回転を採用しなくてもよいので、ファーストプリントまでの時間を短くすることができる。
Thus, when the reference value of the developing bias voltage based on the calibration process is corrected according to the stop time of image formation and the number of printed sheets from the start of image formation, the flying performance of toner on the
また、バイアス補正部85は、交流電圧の振幅Vp−pを補正することによって、画像形成開始時の1枚目の印刷から、トナーの感光体11への飛翔性能が向上して、ベタ画像の濃度低下を抑制するとともに、ハーフトーン画像の画像ムラを抑制することができる。
Further, the
また、バイアス補正部85は、交流電圧の振幅Vp−pと直流電圧値Vdcを補正することによって、画像形成開始時の1枚目の印刷から、濃度低下や濃度ムラ等の画像の不具合を抑制することができる。
The
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に利用することができる。 The present invention can be used for an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile.
1 画像形成装置
2 ロータリー式現像ユニット
11 感光体
12 帯電器
14 露光器
15 ロータリーラック
16、16B、16Y、16C、16M 現像器
53 現像ローラ
54 供給ローラ
55 規制部材
56 撹拌部材
71 濃度センサ
80 画像形成制御手段
81 バイアス制御部
82 停止時間検出部
83 枚数計数部
84 バイアス設定部
85 バイアス補正部
90 電源
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記停止時間検出部が所定値以上の画像形成の停止時間を検出すると、前記枚数計数部の計数結果に応じて、前記電源のバイアス電圧を補正するバイアス補正部を備えることを特徴とする画像形成装置。 A photoconductor, a charger that charges the photoconductor to a predetermined potential, an exposure device that exposes the charged photoconductor to form an electrostatic latent image, and a toner that is formed on the photoconductor. A developing unit that develops the electrostatic latent image with toner to form a toner image, a power source that applies a bias voltage in which a DC voltage is superimposed on an AC voltage to the developing unit, and from the previous image formation to the next image formation In an image forming apparatus comprising a stop time detecting unit for detecting a stop time of the image forming unit, and a sheet number counting unit for counting the number of printed sheets in image formation,
An image forming system comprising: a bias correcting unit that corrects a bias voltage of the power source according to a counting result of the number counting unit when the stop time detecting unit detects an image forming stop time that is equal to or greater than a predetermined value. apparatus.
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