JP2009288308A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファックスなどの電子写真方式の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a fax machine.
従来、カラー画像を形成するカラー画像形成装置として、搬送ベルトに沿ってイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の複数の異なる色の画像形成手段(プロセスステーション)を複数備え直列に配置したインライン方式がしられている。インライン方式では次のような転写方法がある。被転写材を搬送する搬送ベルトによって(搬送手段)被転写材を順次搬送して各色の像を順次転写する方法。または中間転写ベルト(中間転写手段)上に順次各色のトナー像を重ね合うように転写して最後に一括して転写材にトナー像を転写する方法である。転写後、定着装置によりトナー像を溶融固着させカラー画像を得る。インライン方式は、高速化の観点で優れた方式であり、現在のカラー画像形成装置の主流となっている。 Conventionally, as a color image forming apparatus for forming a color image, image forming means (process station) of a plurality of different colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) along a conveying belt An in-line method in which a plurality of devices are arranged in series is used. In the in-line method, there are the following transfer methods. A method of sequentially transferring images of respective colors by sequentially transporting the transfer material by a transport belt for transporting the transfer material (transport means). Alternatively, the toner images of the respective colors are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt (intermediate transfer means), and finally, the toner images are collectively transferred onto the transfer material. After the transfer, the toner image is melted and fixed by a fixing device to obtain a color image. The in-line method is an excellent method from the viewpoint of speeding up, and has become the mainstream of current color image forming apparatuses.
電子写真方式を利用した画像形成装置は、一般的に以下を備える。像担持体である感光体。感光体表面を帯電する帯電装置(コロナ帯電器、帯電ローラなど)。感光体上に静電潜像を形成する為の像露光装置。静電潜像を現像するための現像装置。トナー像を転写材に転写するための転写装置。感光体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置。感光体上の静電潜像を消去するための除電露光装置。更に転写材上のトナー像を定着するための定着装置。 An image forming apparatus using an electrophotographic method generally includes the following. A photoconductor as an image carrier. A charging device (corona charger, charging roller, etc.) for charging the surface of the photoreceptor. An image exposure apparatus for forming an electrostatic latent image on a photoreceptor. A developing device for developing an electrostatic latent image. A transfer device for transferring a toner image to a transfer material. A cleaning device for cleaning residual toner on the photoreceptor. A static elimination exposure apparatus for erasing an electrostatic latent image on a photoreceptor. And a fixing device for fixing the toner image on the transfer material.
従来、電子写真を利用した画像形成装置では、一般に静電潜像上にトナー保持する感光体は、電荷発生層及び電荷輸送層で構成された感光層を有する。 Conventionally, in an image forming apparatus using electrophotography, a photoreceptor that holds toner on an electrostatic latent image generally has a photosensitive layer composed of a charge generation layer and a charge transport layer.
そして、プリント開始の信号により、感光体は一定方向に駆動されることで移動するようになっている。 The photosensitive member is moved by being driven in a certain direction in response to a print start signal.
そして、感光体を帯電装置によりバイアス印加をすることにより、感光体表面を一定の電位まで帯電を行う(以下、帯電工程と呼ぶ)。 Then, the surface of the photoconductor is charged to a certain potential by applying a bias to the photoconductor with a charging device (hereinafter referred to as a charging step).
このときの表面電位をVD電位と呼ぶ。さらに、コントローラからの信号に基づいて、オン/オフ制御されたレーザー光或いはLED光を感光体表面に照射する(以下、露光工程と呼ぶ)。感光体の光照射された位置は電位が低下することで、感光体表面には静電潜像が形成される。この光照射された部分の電位をVLと呼ぶ。 The surface potential at this time is called a VD potential. Further, the surface of the photosensitive member is irradiated with on-off controlled laser light or LED light based on a signal from the controller (hereinafter referred to as an exposure process). An electrostatic latent image is formed on the surface of the photoconductor as the potential of the photoirradiated position of the photoconductor decreases. The potential of the irradiated portion is called VL.
そして、感光体に対向配置した、トナーが充填された現像装置に現像バイアスを印加し、所定の電荷を付与されたトナーを感光ドラム等の感光体である感光体上の静電潜像に移すことにより、静電潜像をトナー像とする(以下、現像工程と呼ぶ)。なお、現像バイアスをVdevと呼ぶ。 Then, a developing bias is applied to a developing device filled with toner that is disposed opposite to the photosensitive member, and the toner provided with a predetermined charge is transferred to an electrostatic latent image on the photosensitive member such as a photosensitive drum. Thus, the electrostatic latent image is used as a toner image (hereinafter referred to as a developing step). The developing bias is referred to as Vdev.
そして、感光体に隣接して配置され、感光体と略同速度で順方向に移動する転写ローラ等の転写部材に、感光体上のトナーと逆極性のバイアスを印加する。その状態で感光体と転写部材との間に転写材を通過させることにより、感光上に担持されたトナーを転写材上に転写する(以下、転写工程と呼ぶ)。 A bias having a polarity opposite to that of the toner on the photoconductor is applied to a transfer member such as a transfer roller that is disposed adjacent to the photoconductor and moves in the forward direction at substantially the same speed as the photoconductor. In this state, the transfer material is passed between the photosensitive member and the transfer member to transfer the toner carried on the photosensitive material onto the transfer material (hereinafter referred to as a transfer process).
ところで、露光工程によって感光体中に残留電荷が発生し、画像形成中にVLが変動することがある。また、感光体は接触している帯電部材、露光部材、クリーニング部材等との摩擦や定着器等からの放熱による移動中の昇温により、VLが変動する場合もある。すなわち、画像形成に伴う感光体の露光工程や移動により、VdevとVLの差である現像コントラストが変動してしまうことになる。これは、感光体上のトナー乗り量の変化につながり、転写材上の画像濃度変動を招く。なお、現像コントラストはVcontと呼ぶ。 By the way, residual charges may be generated in the photoconductor by the exposure process, and VL may fluctuate during image formation. In addition, the VL may fluctuate due to temperature rise during movement due to friction with the charging member, exposure member, cleaning member, or the like in contact with the photosensitive member or heat radiation from the fixing device. That is, the development contrast, which is the difference between Vdev and VL, fluctuates due to the exposure process and movement of the photosensitive member accompanying image formation. This leads to a change in the amount of toner loaded on the photoreceptor, and causes an image density fluctuation on the transfer material. The development contrast is called Vcont.
これまで、画像濃度を安定させるために、感光体のVLをセンサにより検知して、その結果に応じて画像形成条件制御を行う画像形成装置がある(特許文献1参照)。しかしながら、センサの設置およびセンサを設置するスペースなどにより、コストアップや装置の大型化を招く問題があった。 Until now, in order to stabilize the image density, there is an image forming apparatus that detects the VL of the photosensitive member with a sensor and controls the image forming condition according to the result (see Patent Document 1). However, there is a problem in that the installation of the sensor and the space for installing the sensor increase the cost and increase the size of the apparatus.
また、静電潜像形成前に行う、除電及び帯電を伴った感光体の回転の回数を、感光体近傍の温度及び湿度に応じて適宜選択することにより、同一画像を多数枚形成した際の画像濃度変動を抑える画像形成装置があった(特許文献2参照)。しかし、作像前の感光体の回転数を増加させることは、印刷スピードを落とし、画像形成装置の生産性を低下させる問題であった。 In addition, by appropriately selecting the number of rotations of the photoconductor with charge removal and charging before forming the electrostatic latent image according to the temperature and humidity in the vicinity of the photoconductor, a large number of the same images are formed. There has been an image forming apparatus that suppresses fluctuations in image density (see Patent Document 2). However, increasing the number of rotations of the photoconductor before image formation is a problem that decreases the printing speed and decreases the productivity of the image forming apparatus.
上記のような問題を解決する方法として、感光体周辺の温度と感光体回転時間と感光体停止時間から感光体のVLを予測し、それに応じてプロセス制御を行う画像形成装置が提案されている(特許文献3参照)。
しかしながら、本発明者による検討によると、画像形成に伴うVLの変動は雰囲気の絶対湿度依存性を有すること、およびVLの変動はVLの絶対値の上昇だけではなくVLの絶対値が減少する挙動も確認された。したがって、特許文献3で提案されている従来技術では、感光体周辺の雰囲気の絶対湿度を考慮していないことや、感光体回転時間とともにVLの上昇とVLの低下が両方起こりうることを想定していないために、VLの変動を精度よく予測することができなかった。そのため、適切な画像形成制御を行えず、安定した濃度の画像が得られない、という問題があった。以下、感光体回転時間とともにVLの絶対値を上昇させる方向に作用する現象を“VLアップ”と称し、感光体回転時間とともにVLの絶対値を低下させる方向に作用する現象を“VLダウン”と称する。
However, according to the study by the present inventor, the fluctuation of VL due to image formation has an absolute humidity dependence of the atmosphere, and the fluctuation of VL not only increases the absolute value of VL but also decreases the absolute value of VL. Was also confirmed. Therefore, in the prior art proposed in
図2に感光体の表面電位の概念図を示す。図2に示すようにVdevとVLの差である“Vdev−VL”がVcontとなる。このVcontが大きいほど、感光体上に現像されるトナー量が多くなるため画像濃度が高くなる。VLアップは、図2の矢印Aの方向(絶対値が高くなる方向)にVLが変動するため、Vcontが小さくなり画像濃度が低下してしまう現象である。一方、VLダウンは、図2の矢印Bの方向(絶対値が低くなる方向)にVLが変動するため、Vcontが大きくなり画像濃度が上昇してしまう現象である。 FIG. 2 shows a conceptual diagram of the surface potential of the photoreceptor. As shown in FIG. 2, “Vdev−VL”, which is the difference between Vdev and VL, becomes Vcont. As this Vcont increases, the amount of toner developed on the photoconductor increases, so the image density increases. VL up is a phenomenon in which Vcont decreases and image density decreases because VL fluctuates in the direction of arrow A in FIG. 2 (in which the absolute value increases). On the other hand, VL down is a phenomenon in which Vcont increases and image density increases because VL fluctuates in the direction of arrow B (the direction in which the absolute value decreases) in FIG.
以下、VLアップとVLダウンについて詳細に説明する。 Hereinafter, VL up and VL down will be described in detail.
まず、VLアップで起こる現象についての説明を行う。L/L環境(低温低湿環境)、例えば15℃/10%RHの環境においては、数枚の連続画像形成であっても、図3(a)に示すような画像形成に伴うVLアップが起こる。また、本発明者による検討では、VLアップ現象において、絶対湿度が低い環境であるほど単位時間あたりのVLの上昇率が大きいことが確認されている。 First, the phenomenon that occurs with VL-up will be described. In an L / L environment (low-temperature and low-humidity environment), for example, an environment of 15 ° C./10% RH, even when several continuous images are formed, a VL increase accompanying image formation as shown in FIG. . Further, in the VL increase phenomenon, it has been confirmed by the inventor that the increase rate of VL per unit time is larger in an environment where the absolute humidity is lower.
更に、VLアップは画像形成が行われる前に感光体が停止していた時間による影響を受け、この感光体停止時間が長いほど上昇量は大きくなる。例えば、感光体停止時間が長い場合には図3(a)に示すようにVLはV1まで上昇するが、感光体停止時間が短い場合には図3(b)に示すようにVLはV1より少ないV2までしか上昇しない。 Further, the VL up is affected by the time that the photosensitive member has been stopped before image formation is performed, and the amount of increase increases as the photosensitive member stop time increases. For example, when the photosensitive member stop time is long, VL rises to V1 as shown in FIG. 3A, but when the photosensitive member stop time is short, VL is lower than V1 as shown in FIG. 3B. It only rises to a small V2.
本発明者は、VLアップの現象は画像形成の際の感光体に対する露光により感光層内の残留電荷数が増加したことが主原因であると考えている。つまり、絶対湿度が低い環境においては、感光層中のいずれかの層の抵抗が高くなることで、電荷の移動や注入がスムーズに行われにくくなったことがVLアップの原因と考えた。このように絶対湿度が低い環境においては、画像形成を行うとともに抵抗が高い層に残留電荷の蓄積が生じるために、VLアップが起こる。画像形成の時間を感光体回転時間により推定することでもVLアップの量を予測することができる。 The inventor believes that the VL increase phenomenon is mainly caused by an increase in the number of residual charges in the photosensitive layer due to exposure of the photoreceptor during image formation. That is, in an environment where the absolute humidity is low, the resistance of any layer in the photosensitive layer is increased, and it is considered that the charge transfer and injection are difficult to be performed smoothly, which is the cause of the VL increase. In such an environment where the absolute humidity is low, residual charge is accumulated in a layer having high resistance while performing image formation, so that VL increases. The amount of VL increase can also be predicted by estimating the image formation time from the photosensitive member rotation time.
画像形成により発生した残留電荷は、画像形成が終わり画像形成を停止することによりだんだんと感光層からアースへと抜けていく。さらに画像形成停止時間が長いほど、前の画像形成時に発生した残留電荷が少なくなり、次に画像形成を行った時に残留電荷が溜まりやすい状態となる。よって、画像形成停止時間が長いほど、次の画像形成を行った時に、VLアップの影響が顕著にでて、VLの上昇量が大きくなる。 Residual charges generated by image formation gradually escape from the photosensitive layer to ground when the image formation is completed and the image formation is stopped. Further, as the image formation stop time is longer, the residual charge generated during the previous image formation is reduced, and the residual charge is likely to be accumulated when the next image formation is performed. Therefore, as the image formation stop time is longer, the effect of VL increase becomes more significant when the next image formation is performed, and the amount of increase in VL increases.
次に、VLダウンの現象についての説明を行う。連続画像形成がなされた場合に、図3(c)に示すように感光体回転時間とともにVLの低下が起こる。 Next, the phenomenon of VL down will be described. When continuous image formation is performed, VL decreases with the photosensitive member rotation time as shown in FIG.
VLダウンによって低下したVLは、画像形成後に画像形成をしない時間、すなわち感光体停止時間が長いほど元のVLへと回復する傾向を示した。例えば、図3(c)において、直前の画像形成によるVLダウンによって直前の画像形成時のVLがV4まで低下した場合、次の画像形成時の初期のVLは、図3(d)に示すように感光体停止時間が長いほど元のVLであるV3に近い値を示した。 The VL lowered by the VL down showed a tendency to recover to the original VL as the time during which the image is not formed after the image formation, that is, the photoreceptor stop time is longer. For example, in FIG. 3C, when the VL at the previous image formation is reduced to V4 due to the VL down by the previous image formation, the initial VL at the next image formation is as shown in FIG. The longer the photosensitive member stop time, the closer to the original VL, V3.
本発明者はVLダウンについて、感光層内の残留電荷数が減少したことが主原因であると考えた。つまり、画像形成を行うと感光体の昇温が起き、感光層の抵抗が低下するため、感光層中にトラップされていた残留電荷が感光体の外に移動することが、VLダウンの原因と考えた。このように、感光体回転時間とともに感光体の昇温が起きて感光層の抵抗が低下し、トラップされていた残留電荷が減少するために、VLダウンが起きる。なお、感光体回転時間とともに感光体が昇温する原因としては、感光体との接触部材である現像部材、帯電部材、クリーニング部材等との摩擦や定着器等からの放熱であると考えられる。 The present inventor considered that the main cause of VL down was a decrease in the number of residual charges in the photosensitive layer. That is, when an image is formed, the temperature of the photosensitive member rises, and the resistance of the photosensitive layer decreases. Therefore, the residual charge trapped in the photosensitive layer moves to the outside of the photosensitive member. Thought. As described above, the temperature of the photosensitive member increases with the rotation time of the photosensitive member, the resistance of the photosensitive layer decreases, and the residual charge trapped decreases, so that VL down occurs. The reason why the temperature of the photosensitive member increases with the rotation time of the photosensitive member is considered to be friction with a developing member, a charging member, a cleaning member, and the like, which are members in contact with the photosensitive member, and heat radiation from a fixing device.
VLアップとVLダウンは、画像形成装置の置かれている雰囲気環境の温湿度に応じて、どちらか一方のみが起こることもあるし、同時に起こることもある。図3(e)に示すようにVLが一旦上昇してから、その後低下していく現象が起きることがある。また別の、ある環境においては、図3(f)に示すように、VLが一旦減少してから、その後上昇していく現象が起きることもある。 Depending on the temperature and humidity of the atmosphere environment where the image forming apparatus is placed, only one of the VL up and the VL down may occur or may occur simultaneously. As shown in FIG. 3E, a phenomenon may occur in which VL once rises and then decreases. In another environment, as shown in FIG. 3F, a phenomenon may occur in which VL once decreases and then increases.
以上で述べたように、VLの変動は、画像形成装置の設置されている環境の温度、または画像形成装置内の温度、または感光体周辺や感光体そのものの温度といった、温度による要因以外に、絶対湿度による要因もある。そのため、特許文献3で提案されているような従来技術では、絶対湿度に依存して起こるVLの変動を予測していないため、適切な画像形成制御を行うことができず、安定した濃度の画像を得られないという問題があった。
As described above, the fluctuation of VL is caused by a temperature factor such as the temperature of the environment in which the image forming apparatus is installed, the temperature in the image forming apparatus, or the temperature of the periphery of the photoconductor or the photoconductor itself. There is also a factor due to absolute humidity. For this reason, the conventional technology proposed in
また、特許文献3で提案されているような従来技術では、VLアップかVLダウンのどちらか一方が起こることを予測して画像形成制御を行う。そのため、VLアップとVLダウンが同時に起きる場合には適切な画像形成制御を行うことができず、安定した濃度の画像を得られないという問題があった。
In the prior art proposed in
更に、本発明者の検討によると、上記インライン方式のカラー画像形成装置では、プロセスステーション毎のVL電位の変動量が異なる現象が確認された。具体的には、各プロセスステーションの感光体の膜厚や処方といった構成が同じにも関わらず、プロセスステーションが上流側になるにつれ、感光体の回転時間に伴い発生するVLダウン量が大きくなる現象が発生した。 Further, according to the study of the present inventor, it has been confirmed that the in-line color image forming apparatus has a phenomenon in which the amount of fluctuation of the VL potential differs for each process station. Specifically, the phenomenon that the amount of VL down generated with the rotation time of the photoconductor increases as the process station becomes the upstream side even though the configuration of the photoconductor thickness and prescription of each process station is the same. There has occurred.
本発明者は、本現象に関して、定着装置から発生された熱が搬送ベルト或いは中間転写ベルト上にまず伝わり、そのベルトに伝わった熱がプロセスステーションに配置された感光ドラムへ伝わるものと推定した。このとき、搬送ベルト(中間転写ベルト)の移動方向上流側のプロセスステーションに配置された感光ドラムの方が熱が伝わりやすく、上流側ステーションでドラム昇温が発生しやすい状況になったと推定した。 With respect to this phenomenon, the inventor estimated that heat generated from the fixing device is first transmitted onto the conveyance belt or the intermediate transfer belt, and the heat transmitted to the belt is transmitted to the photosensitive drum disposed in the process station. At this time, it was estimated that the photosensitive drum disposed in the process station upstream in the moving direction of the transport belt (intermediate transfer belt) was more likely to transmit heat, and the drum temperature was likely to increase in the upstream station.
下流側のステーションになるにつれてVLダウン量が小さくなる理由は、上記ベルト上の熱が上流側の感光ドラムから順次奪われていく。そのため、下流側のステーションではベルト上の熱はほとんどなくなっているためドラム昇温の影響が小さいためと推定した。 The reason why the VL down amount becomes smaller as the station on the downstream side becomes smaller is that the heat on the belt is sequentially taken away from the photosensitive drum on the upstream side. Therefore, it was estimated that the heat on the belt almost disappeared at the downstream station, so that the influence of the drum temperature rise was small.
特許文献3で提案されているような従来技術では、このようなインラインカラー画像形成装置における、プロセスステーションが上流側になるにつれVLダウン量が大きくなることが考慮されていない。そのため、感光ドラムの回転時間に伴い、プロセスステーションによっては、安定した濃度の画像を得られないという問題があった。
In the conventional technique proposed in
本発明は上記説明した従来技術の問題点を解決することを出発点としてなされたものである。その目的は、インラインカラー画像形成装置のプロセスステーションを考慮した画像形成制御を行うことにより、画像濃度が変動しない良好な画像をユーザーに提供することである。 The present invention has been made starting from solving the above-mentioned problems of the prior art. The object is to provide a user with a good image whose image density does not fluctuate by performing image formation control in consideration of the process station of the inline color image forming apparatus.
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、以下の構成を有するものである。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention has the following configuration.
表面が回転可能な感光体と、前記感光体に画像を形成する画像形成手段を備える画像形成ステーションを複数備え、
前記感光体上に形成された現像剤像を中間転写手段又は搬送手段に搬送された被転写材に転写を行なう画像形成装置において、
前記感光体が停止状態から移動を開始して経過した時間である感光体回転時間に関する情報と、前記感光体が移動状態から停止して経過した時間である感光体停止時間に関する情報とを計測する時間計測手段と、
画像形成装置の温湿度を検知する温湿度検知手段と、
前記感光体回転時間に関する情報と、前記感光体停止時間に関する情報と、前記温湿度に関する情報と、制御値と、に応じて、前記画像形成手段による画像形成条件を制御する制御手段とを備え、
前記制御値は、各画像形成ステーションごとに異なることを特徴とする画像形成装置。
A plurality of image forming stations including a photoconductor having a rotatable surface and an image forming unit for forming an image on the photoconductor,
In the image forming apparatus for transferring the developer image formed on the photosensitive member to the transfer material conveyed to the intermediate transfer unit or the conveyance unit,
Information on the photosensitive member rotation time, which is the time elapsed since the photosensitive member started moving from the stopped state, and information on the photosensitive member stop time, which is the time elapsed after the photosensitive member stopped from the moving state, are measured. Time measuring means;
Temperature and humidity detection means for detecting the temperature and humidity of the image forming apparatus;
Control means for controlling image forming conditions by the image forming means according to information on the photosensitive member rotation time, information on the photosensitive member stop time, information on the temperature and humidity, and a control value,
The image forming apparatus, wherein the control value is different for each image forming station.
本発明によれば、インラインカラー画像形成装置のプロセスステーションを考慮した画像形成制御を行うことにより、画像濃度が変動しない良好な画像をユーザーに提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a user with a good image whose image density does not fluctuate by performing image formation control in consideration of the process station of the inline color image forming apparatus.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施例1)
図5は、本実施の形態の画像形成装置の概略構成を示す。本実施の形態において、画像形成装置100は、電子写真画像形成プロセスによって記録媒体(転写材)、例えば、記録用紙、OHPシート或いは布などに画像形成するレーザービームプリンタとされる。
Example 1
FIG. 5 shows a schematic configuration of the image forming apparatus of the present embodiment. In the present embodiment, the
本実施の形態の画像形成装置100は、像担持体である円筒状の感光ドラム1を有し、その軸を中心に図5の矢印Aの方向に回転可能に支持している。画像形成動作が開始すると、回転する感光ドラム1Yの表面は、ローラ状の帯電手段(帯電ローラ)2Yによって一様に負に帯電される。その後、露光手段である露光装置3Yが、画像情報に応じた光により感光ドラム1Yの表面を走査露光し、感光ドラム1Yの表面に静電潜像を形成する。感光ドラム1Y上に形成した潜像は、現像装置5YがYトナーを供給することで現像される。
The
現像装置5Yでは、現像スリーブ6Yに現像バイアスを印加することで前記感光ドラム1Y上に書き込まれた潜像をYトナー層として形成する。Yトナー層は、転写ローラ7Yに転写バイアスを印加することで、給紙カセット11より給紙ローラ12を介して給紙される転写ベルト9上の転写材Pの表面に転写される。転写材Pに転写されずに感光ドラム1Yの表面上に残ったトナーは、クリーニングブレード16Yによって除去された後、廃トナー収容部8Yによって収容される。
The developing device 5Y forms a latent image written on the photosensitive drum 1Y as a Y toner layer by applying a developing bias to the developing sleeve 6Y. The Y toner layer is transferred to the surface of the transfer material P on the transfer belt 9 fed from the paper feed cassette 11 via the
転写ベルト9aは4本のローラ10a、10b、10c、10dに掛け渡されており、図5の矢印Bの方向に回転し、表面に担持した転写材Pを画像形成ステーションSY〜SBkに順次搬送する。なお、本実施例では、転写材を担持搬送する搬送ベルトを例に説明するが、中間転写ベルト(中間転写手段)のようなものでも本願発明は適用されうる。
The transfer belt 9a is stretched around four
上記の処理を他の色のステーションSC、SM、SBkでも行うことにより、転写材P上には各色のトナー層が重ね合わされてできるトナー像(現像剤像)が形成される。その後、転写ベルト9の下流側に配置されたローラ10bのさらに下流側に位置する定着装置14によって、転写材Pの表面に転写されたトナー像は溶融固着され、カラー画像形成装置100の外部に配置されたトレイ15に排出される。
By performing the above processing also at other color stations SC, SM, and SBk, a toner image (developer image) formed by superimposing the toner layers of the respective colors on the transfer material P is formed. Thereafter, the toner image transferred onto the surface of the transfer material P is melted and fixed by the fixing
画像形成装置100には温湿度検知手段として温湿度センサ18が設けられており、画像形成装置100が使用されている雰囲気環境を検出する。検出した温度と湿度は、CPU22に出力される。CPU22は温湿度センサ18より入力された温度と湿度から雰囲気環境の絶対湿度を算出し、雰囲気環境の温度と絶対湿度の情報をそれぞれ0.1℃と0.1g/m3の単位で記憶手段20に保存する。なお、絶対湿度とは、雰囲気環境の単位体積あたりに含まれる水蒸気量(g)を表すものであり、単位はg/m3である。温湿度センサ18が設けられる場所はこれに限定されるものではなく、感光ドラム1の周辺に設けてもよいし、それ以外の場所であっても構わない。感光ドラム1の周辺に温湿度センサ18を配置した場合においても、感光ドラム1の実際の温度と、温湿度センサ18が検出する温度にはズレが発生する。そのため、感光ドラム1の周辺に置かれた温湿度センサ18の温湿度情報のみで現像バイアスを切り替えることは、感光ドラムの回転時間に対して画像濃度は安定しない。そのため、本実施の形態で記載されているような温湿度センサ18の検出結果に加え、感光ドラム1の回転時間、停止時間を考慮して予測した制御の方が好ましい。
The
また、本実施の形態においては、雰囲気環境の温度と絶対湿度の情報をそれぞれ0.1℃と0.1g/m3の単位で記憶手段20に保存するとしたが、特に限定されるものではなく、これら以外の単位であってもよい。なお、本実施例では、温度と相対湿度から絶対湿度を計算しているが、直接絶対湿度を測定することが可能であればそれでも問題ない。
In the present embodiment, the temperature and absolute humidity information of the atmospheric environment is stored in the storage means 20 in units of 0.1 ° C. and 0.1 g /
なお、本実施の形態では、一成分現像方式を用いているが、これに限らず二成分現像方式を用いたものであってもよい。また、本発明における現像手段は磁性現像剤及び非磁性現像剤のいずれを用いるものであってもよく、これらは特に限定されるものではない。また、本発明に用いられる現像剤も、電子写真法に用いられる公知のものを用いることができ、現像手段に合わせて適宜最適なものが選択される。なお、本実施の形態においては、現像剤として非磁性現像剤を用いている。 In this embodiment, the one-component development method is used. However, the present invention is not limited to this, and a two-component development method may be used. Further, the developing means in the present invention may use either a magnetic developer or a non-magnetic developer, and these are not particularly limited. As the developer used in the present invention, a known one used in electrophotography can be used, and an optimum one is appropriately selected according to the developing means. In the present embodiment, a nonmagnetic developer is used as the developer.
次に、画像形成装置100の感光ドラム1について説明する。感光ドラム1の感光層は、電荷発生物質を含有する電荷発生層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層に機能分離された積層型である。さらに、この積層型の感光層上に保護層として表面層を形成している。
Next, the
図5を用いて、感光ドラム1の感光層の層構成について説明する。
The layer structure of the photosensitive layer of the
感光体の支持体ととなる導電性を有するAl基体1aの上に、バリアー機能と接着機能をもつ下引き層1bを設けている。更に下引き層1bの上には、アルミ基体1aから注入された正電荷が感光ドラム1の表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たす、中抵抗の正電荷注入防止層1cを設けている。
An undercoat layer 1b having a barrier function and an adhesive function is provided on an Al substrate 1a having conductivity that serves as a support for the photoreceptor. Further, on the undercoat layer 1b, a medium-resistance positive charge injection preventing layer 1c that serves to prevent the positive charge injected from the aluminum substrate 1a from canceling the negative charge charged on the surface of the
その上に電荷発生物質を含有する電荷発生層1dを設けており、電荷発生層1dは、電荷発生物質を結着樹脂および溶剤と共に分散して得られる電荷発生層用塗布液を塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。 A charge generation layer 1d containing a charge generation material is provided thereon, and the charge generation layer 1d is applied with a charge generation layer coating solution obtained by dispersing the charge generation material together with a binder resin and a solvent. Can be formed by drying.
電荷発生層1dの上には、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層1eを設けている。電荷輸送層は、電荷輸送物質と結着樹脂を溶剤に溶解して得られる電荷輸送層用塗布液を塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。 A charge transport layer 1e containing a charge transport material is provided on the charge generation layer 1d. The charge transport layer can be formed by applying a charge transport layer coating solution obtained by dissolving a charge transport material and a binder resin in a solvent and drying it.
電荷輸送層1eの上には表面層として表面保護層1fを設けている。表面保護層1fは、硬化性フェノール樹脂を溶剤等で溶解又は希釈して得た塗工液を感光層上に塗工して成形し、これによって塗工後に重合反応が起きて硬化層が形成される。 A surface protective layer 1f is provided as a surface layer on the charge transport layer 1e. The surface protective layer 1f is formed by applying a coating solution obtained by dissolving or diluting a curable phenol resin with a solvent or the like onto the photosensitive layer, thereby forming a cured layer by causing a polymerization reaction after coating. Is done.
次に、本実施の形態における、画像形成装置100の画像濃度制御方法について述べる。
Next, an image density control method of the
画像濃度制御の一部は、各色の最大濃度を一定に保つ事(以下Dmax制御と称す)と、ハーフトーンの階調特性を画像信号に対してリニアに保つこと(以下Dhalf制御と称す)によって行っている。 Part of image density control is to keep the maximum density of each color constant (hereinafter referred to as Dmax control) and to keep the halftone gradation characteristics linear with respect to the image signal (hereinafter referred to as Dhalf control). Is going.
Dmax制御は、各色の最大濃度が感光ドラム1の膜厚や雰囲気環境に影響されるため、所望の最大濃度が得られるように環境検知の結果及びCRGタグ情報から帯電バイアスや現像バイアスなどの画像形成条件を設定する。
In the Dmax control, since the maximum density of each color is affected by the film thickness of the
一方、Dhalf制御は、電子写真特有の非線形的な入出力特性(γ特性)によって、入力画像信号に対して出力濃度がずれて自然な画像が形成できない事を防止するため、γ特性を打ち消して入出力特性をリニアに保つような画像処理を行う。入力画像信号が異なる複数のトナーパッチを光学センサで検知して、入力画像信号と濃度の関係を得る。その関係から入力画像信号に対して所望の濃度が出るよう、画像形成装置に入力する画像信号を変換する。このDhalf制御はDmax制御により帯電バイアスや現像バイアスなどの画像形成条件を決定した後に行う。 On the other hand, Dhalf control cancels the γ characteristic in order to prevent the output density from deviating from the input image signal due to the nonlinear input / output characteristic (γ characteristic) peculiar to electrophotography. Image processing is performed to keep the input / output characteristics linear. A plurality of toner patches having different input image signals are detected by an optical sensor to obtain a relationship between the input image signal and density. From this relationship, the image signal input to the image forming apparatus is converted so that a desired density is obtained with respect to the input image signal. This Dhalf control is performed after image forming conditions such as a charging bias and a developing bias are determined by Dmax control.
VLの変動によって出力画像の濃度が感光体回転時間とともに変化する場合、Dmax制御とDhalf制御を頻繁に、例えば5枚の印刷枚数ごとに行うことで、色味変動を抑制することは可能である。しかし、Dmax制御とDhalf制御を頻繁に行うことは印刷スピードを大幅に落とし、画像形成装置の生産性を著しく低下させるため現実的ではない。そのため、本実施の形態では、Dmax制御とDhalf制御は1000枚の印刷枚数につき1度しか行っていない。なお、本実施の形態におけるDmax制御とDhalf制御は1000枚の印刷枚数につき1度のタイミングとしたが、これに限定されるものではなく、別のタイミングであっても構わないし、Dhalf制御を全く行わない構成であってもよい。また、印刷枚数ではなくトナー消費量などを基準としてDmax制御とDhalf制御を行うタイミングを決めてもよい。 When the density of the output image changes with the photosensitive member rotation time due to the fluctuation of VL, it is possible to suppress the color fluctuation by frequently performing Dmax control and Dhalf control, for example, every five prints. . However, frequently performing the Dmax control and the Dhalf control is not realistic because the printing speed is greatly reduced and the productivity of the image forming apparatus is significantly reduced. Therefore, in the present embodiment, Dmax control and Dhalf control are performed only once for every 1000 printed sheets. The Dmax control and the Dhalf control in the present embodiment are set to the timing of once per 1000 printed sheets. However, the timing is not limited to this, and other timings may be used. The structure which does not perform may be sufficient. In addition, the timing for performing Dmax control and Dhalf control may be determined based on toner consumption and the like instead of the number of printed sheets.
本実施の形態では、Dmax制御とDhalf制御は1000枚の印刷枚数につき1度しか行っていないため、その間にVLが大幅に変動してしまう。そのため、画像濃度制御をDmax制御とDhalf制御のみで行うと、安定した画像濃度が得られない。そこで、本実施の形態では、Dmax制御やDhalf制御以外の画像濃度制御を行なっている。即ち、感光体回転時間や感光体停止時間、温湿度から、VLの変動を予測することでDmax制御によって決められた帯電バイアス若しくは現像バイアス(Vdev)を現像コントラスト(Vcont)が一定になるように逐次補正する画像形成制御を行う。 In the present embodiment, since the Dmax control and the Dhalf control are performed only once per 1000 printed sheets, the VL fluctuates greatly during that time. Therefore, when image density control is performed only with Dmax control and Dhalf control, a stable image density cannot be obtained. Therefore, in the present embodiment, image density control other than Dmax control and Dhalf control is performed. That is, the development contrast (Vcont) is made constant by charging or developing bias (Vdev) determined by the Dmax control by predicting the fluctuation of VL from the photoreceptor rotation time, photoreceptor stop time, temperature and humidity. Perform image formation control for successive corrections.
図1は、本実施の形態における画像形成制御のシステムブロック図である。なお、記憶手段20、CPU22、読み取り手段21、書き込み手段26は、図4に示すように画像形成装置100のエンジン制御部17に設けられている。なお、記憶手段20は、周知の電子的なメモリを好適に用いることができるが、これに限定されるものではない。本実施の形態では、記憶手段20として不揮発性のEEPROMを使用した。
FIG. 1 is a system block diagram of image formation control in the present embodiment. The
CPU22は以下を備えている。VLの変動を予測する計算手段25。計算手段25によってVLの変動を予測した結果に基づいて画像形成条件の制御を行う制御手段23。感光体回転時間や感光体停止時間の計測が可能な時間計測手段であるタイマー24。
The CPU 22 includes the following. Calculation means 25 for predicting fluctuations in VL. A
タイマー24は、感光ドラム1が駆動している間は感光体回転時間のカウントを1秒単位で行い、感光ドラム1の駆動が停止している間は感光体停止時間のカウントを1秒単位で行う。なお、本実施の形態においてはタイマー24のカウントを1秒単位としたが、特に限定されるものではなく、1秒以外の単位であってもよい。タイマー24によって計測した感光体回転時間と感光体停止時間は書き込み手段26を介して記憶手段20に記憶される。なお、本実施の形態においては、感光体回転時間と感光体停止時間の計測をどちらもタイマー24によって行ったが、感光体回転時間と感光体停止時間の計測を2つのタイマーがそれぞれ独立して行う構成であってもよい。
The timer 24 counts the photosensitive member rotation time in units of one second while the
画像形成装置100には、記憶手段20に記憶された情報を読み取るための読み取り手段21が設けられている。読み取り手段21は、記憶手段20から読み取った情報をCPU22へ送る。CPU22内にある計算手段25はこれらの情報に基づいて、後述する方法でVLの変動を予測する。制御手段23は、計算手段25で予測した結果に基づき、画像形成プロセスを制御するための情報を画像形成手段に送る。
The
次に本実施の形態の画像形成装置100における画像形成制御について説明する。VLアップやVLダウンが生じる場合において画像濃度を安定させるためには、感光体回転時間に対する感光ドラム1のVLの変動を補正するような画像形成制御を行うことが必要である。このような画像形成制御のためには、前述したように現像バイアスの制御、帯電バイアスの制御を行うことが挙げられる。例えばVLダウンが生じる場合には、そのVLダウン分の帯電バイアスの絶対値を増加させるように作用する補正量(第1の補正量)を計算手段で計算する。VLアップが生じる場合には、そのVLアップ分の帯電バイアスの絶対値を減少させるように作用する補正量(第2の補正量)を計算手段で計算する。また、例えばVLダウンが生じる場合には、そのVLダウン分の現像バイアスの絶対値を減少させるように作用する補正量(第3の補正量)を計算手段で計算する。VLアップが生じる場合には、そのVLアップ分の現像バイアスの絶対値を増加させるように作用する補正量(第4の補正量)を計算手段で計算する。本実施の形態では現像装置5の現像バイアス制御を例として説明する。
Next, image formation control in the
図6は本実施の形態における、画像形成制御の概念図である。本実施の形態においては、計算手段25は、VLアップによる変動量であるΔUをt1、t2、W、Tcの4つのパラメータより計算し、VLダウンによる変動量であるΔDをt1、t2、W、Tcの4つのパラメータより計算している。なお、ΔUは0若しくは負の値であり、ΔDは0若しくは正の値である。
t1は、感光ドラムの回転時間である。t2は、感光ドラムの停止時間である。環境温度Tc、絶対湿度Wは、画像形成装置の電源がONとなったときの温湿度センサ18が読み取った値を記憶手段20へ保存した値である。
FIG. 6 is a conceptual diagram of image formation control in the present embodiment. In the present embodiment, the calculation means 25 calculates ΔU, which is a fluctuation amount due to VL up, from four parameters t1, t2, W and Tc, and ΔD which is a fluctuation amount due to VL down is t1, t2, W. , Tc. Note that ΔU is 0 or a negative value, and ΔD is 0 or a positive value.
t1 is the rotation time of the photosensitive drum. t2 is the photosensitive drum stop time. The environmental temperature Tc and the absolute humidity W are values stored in the
本実施例では、1つの画像形成(画像形成ジョブの一単位)の開始時にt1=0として情報をリセットしている。したがって、感光体回転時間t1は、画像形成開始から制御装置による画像形成条件の制御実行までの感光体回転時間に該当する。即ち、t1は、感光体が停止状態から移動を開始して経過した時間である感光体回転時間に関する情報である。また、1つの画像形成(画像形成ジョブの一単位)の終了時にt2=0として情報をリセットしている。したがって、感光体停止時間t2は、前の画像形成終了の時から次の画像形成開始までの感光体回転停止時間に該当する。即ち、t2は、感光体が移動状態から停止して経過した時間である感光体停止時間に関する情報である。 In this embodiment, information is reset at t1 = 0 at the start of one image formation (one unit of image formation job). Therefore, the photosensitive member rotation time t1 corresponds to the photosensitive member rotation time from the start of image formation to the execution of control of image forming conditions by the control device. That is, t1 is information relating to the photosensitive member rotation time, which is the time elapsed since the photosensitive member started moving from the stopped state. Information is reset at t2 = 0 at the end of one image formation (one unit of image formation job). Therefore, the photosensitive member stop time t2 corresponds to the photosensitive member rotation stop time from the end of the previous image formation to the start of the next image formation. That is, t2 is information relating to the photosensitive member stop time, which is the time elapsed since the photosensitive member stopped from the moving state.
詳細は後述するが、本実施例では、ΔUを計算する際は、t1とt2から求められる実質的な感光ドラム回転時間t1upと、Wと、TcとからΔUを計算する。同様に、ΔDを計算する際は、t1とt2から求められる実質的な感光ドラム回転時間t1dwと、Wと、TcとからΔUを計算する。 Although details will be described later, in this embodiment, when calculating ΔU, ΔU is calculated from the substantial photosensitive drum rotation time t1up obtained from t1 and t2, W, and Tc. Similarly, when calculating ΔD, ΔU is calculated from the substantial photosensitive drum rotation time t1dw obtained from t1 and t2, W and Tc.
実質的な感光体回転時間は、VLアップカウント用(以下t1upと称する)とVLダウンカウント用(以下t1dwと称する)でそれぞれ独立のパラメータとして設ける構成とした。以下、t1up、t1dwとある場合は、実質的な感光体回転時間を示すものとする。 The substantial photosensitive member rotation time is provided as an independent parameter for VL upcounting (hereinafter referred to as t1up) and for VL downcounting (hereinafter referred to as t1dw). Hereinafter, in the case of t1up and t1dw, the substantial photosensitive member rotation time is indicated.
計算手段25はVLの変動を予測し、制御手段はこの予測結果に基づいて、Vcontが一定になるように現像装置5に印加する現像バイアスを制御する。 The calculation means 25 predicts the fluctuation of VL, and the control means controls the developing bias applied to the developing device 5 so that Vcont becomes constant based on the prediction result.
VLの変動を予測するためには、VLアップによる変動とVLダウンによる変動を両方予測する必要がある。計算手段25は、VLアップによる変動量とVLダウンによる変動量をそれぞれ計算することによりVLの変動を予測する。また、計算手段25は、VLアップによる変動量であるΔUをt1、t2、W、Tcの4つのパラメータより計算し、VLダウンによる変動量であるΔDをt1、t2、W、Tcの4つのパラメータより計算する。 In order to predict VL fluctuation, it is necessary to predict both fluctuation due to VL up and fluctuation due to VL down. The calculation means 25 predicts the fluctuation of VL by calculating the fluctuation amount due to VL up and the fluctuation amount due to VL down, respectively. Further, the calculation means 25 calculates ΔU, which is a variation amount due to VL up, from four parameters t1, t2, W, and Tc, and ΔD, which is a variation amount due to VL down, is calculated according to four parameters t1, t2, W, and Tc. Calculate from parameters.
次に、計算手段25がVLの変動を計算する方法について詳しく説明する。VLの変動に関する特性は記憶手段20の中に保存されているテーブル(制御値)に与えられており、計算手段25はこのテーブルを参照することによってVLの変動を計算する。 Next, a method for calculating the VL variation by the calculating means 25 will be described in detail. The characteristics relating to the fluctuation of VL are given to a table (control value) stored in the storage means 20, and the calculation means 25 calculates the fluctuation of VL by referring to this table.
以下、VLアップによる変動とVLダウンによる変動の計算方法についてそれぞれ述べる。 Hereinafter, calculation methods of fluctuation due to VL up and fluctuation due to VL down will be described respectively.
まず、VLアップによる変動の計算方法について述べる。VLアップによる変動は、図1に示すように、記憶手段20の中に保存されている各プロセスステーションに対応したVLアップテーブル(制御値)を参照することで行われる。例えば、最上流ステーションである第1ステーションの場合はVLアップテーブル27aを参照し、最下流ステーションである第4ステーションの場合は、VLアップテーブル27dを参照する。
First, a calculation method of fluctuation due to VL up will be described. As shown in FIG. 1, the fluctuation due to the VL up is performed by referring to the VL up table (control value) corresponding to each process station stored in the
以下、VLアップの計算方法の説明を最上流ステーションである第1ステーションの場合を例にとり、説明を行う。その他の第2〜第4ステーションに関しては、参照するテーブルが27b〜27dと異なるだけであり、VLアップ量の計算方法は第1ステーションと同様である。 Hereinafter, the VL up calculation method will be described by taking the case of the first station, which is the most upstream station, as an example. For the other second to fourth stations, the table to be referenced is only different from 27b to 27d, and the calculation method of the VL up amount is the same as that of the first station.
VLアップテーブルは図7に示すように、テーブルAとテーブルB、テーブルCから成り、これらのテーブルに基づいて感光体回転時間に対するVLアップによる変動量の計算を行う。テーブルAは、感光体の実質回転時間(以下t1up称する)に対するVLの変動量を示したものである。テーブルBは、雰囲気環境の温度Tcと絶対湿度Wに基づいて選択される係数が、4×4のマトリクスとして示されている。t1upの詳細は後述する。 As shown in FIG. 7, the VL up table includes a table A, a table B, and a table C. Based on these tables, the fluctuation amount due to the VL up with respect to the photosensitive member rotation time is calculated. Table A shows the amount of fluctuation of VL with respect to the substantial rotation time (hereinafter referred to as t1up) of the photosensitive member. In Table B, coefficients selected based on the ambient temperature Tc and the absolute humidity W are shown as a 4 × 4 matrix. Details of t1up will be described later.
また、テーブルCは感光体停止時間t2に基づいて選択される係数を示している。例えばt2=200(S)であれば、λ=0となる。これは感光体停止時間が増加するほど、感光ドラムの残留電荷の影響が元に戻ることを意味している。感光体回転時間に対するVLアップによる変動量の計算は、テーブルAに、テーブルBから選択された係数を乗じることによって行われる。なお、図8で示したテーブルAはテーブルの形にはなっていないが、実際には、このグラフがテーブルの形としてテーブルAには記載されている。 Table C shows coefficients selected based on the photoreceptor stop time t2. For example, if t2 = 200 (S), λ = 0. This means that the influence of the residual charge on the photosensitive drum is restored as the photosensitive member stop time increases. The calculation of the fluctuation amount due to the VL-up with respect to the photosensitive member rotation time is performed by multiplying the table A by the coefficient selected from the table B. The table A shown in FIG. 8 is not in the form of a table, but actually, this graph is described in the table A as the form of the table.
前述したように、VLアップによる変動量ΔUは、t1up(t1、t2から求められる)、W、Tcの3つのパラメータから計算される。この理由について説明をする。 As described above, the fluctuation amount ΔU due to VL-up is calculated from the three parameters t1up (obtained from t1 and t2), W, and Tc. The reason will be described.
テーブルAから解かるように、感光体回転時間t1が大きくなると、変動量ΔUも大きくなる。例えば、テーブルAでは、感光体回転時間t1が30(s)より大きくなると、変動量ΔUは10.5(V)でほぼ飽和することになる。しかしながら、t1のカウントを開始する時点において、すでに感光体が10(s)回転しておりΔUが6になってる状態であるならば、感光体回転時間t1が20(s)を経過した時点で、変動量ΔUは10.5Vに飽和することになる。このように、単純に感光体回転時間t1に基づいて計算を行なってもΔUを適当に求めることができない。そこで、t1をカウントし始める時の感光体の状態を加味した、実質的な感光体回転時間t1upを用いてΔUを計算する。 As can be seen from Table A, when the photosensitive member rotation time t1 increases, the fluctuation amount ΔU also increases. For example, in Table A, when the photosensitive member rotation time t1 becomes longer than 30 (s), the fluctuation amount ΔU is almost saturated at 10.5 (V). However, if the photoconductor has already rotated 10 (s) and ΔU is 6 at the start of counting t1, the photoconductor rotation time t1 has passed 20 (s). The fluctuation amount ΔU is saturated to 10.5V. As described above, ΔU cannot be obtained appropriately even if the calculation is simply performed based on the photosensitive member rotation time t1. Therefore, ΔU is calculated using a substantial photosensitive member rotation time t1up that takes into consideration the state of the photosensitive member when t1 starts to be counted.
本実施例では、画像形成ジョブの一単位の開始時にt1=0として情報をリセットしてカウントをし始める。そこで、t1をカウントし始めた時の、感光体の状態を加味することにしている。具体的には、Vupendとλから、感光体のVLアップの変動量の状態(VLup)を求める。Vupendは、今回の画像形成ジョブの一つ前の画像形成ジョブ終了時のΔUの値である。λは、一つ前の画像形成ジョブが終了してから今回の画像形成ジョブが始まるまでの感光体停止時間t2から求められる補正係数である。 In this embodiment, at the start of one unit of the image forming job, t1 = 0 is set and information is reset and counting is started. Therefore, the state of the photoconductor when t1 starts to be counted is taken into account. Specifically, the state (VLup) of the fluctuation amount of the VL up of the photosensitive member is obtained from Vupend and λ. Vupend is the value of ΔU at the end of the image forming job immediately before the current image forming job. λ is a correction coefficient obtained from the photosensitive member stop time t2 from the end of the previous image forming job to the start of the current image forming job.
VLupは次式で示される。
VLup = λ × Vupend
このVLupの値を、テーブルAを用いて感光体回転時間t1に換算したものを、t1up_lkとする。t1up_lkは、t1のカウントを開始し始めた時に、既にどの程度感光体が回転しているのと同じ状態なのかを表している。ΔUを求める際には、t1up_lkとt1とを加算して実質的な感光体回転時間とすることで、適当なΔUを求めることができる。
VLup is expressed by the following equation.
VLup = λ × Vupend
The value obtained by converting the value of VLup into the photosensitive member rotation time t1 using Table A is defined as t1up_lk. t1up_lk represents how much the photosensitive member is already rotating when t1 starts to be counted. When obtaining ΔU, an appropriate ΔU can be obtained by adding t1up_lk and t1 to obtain a substantial photosensitive member rotation time.
感光ドラム1が駆動中におけるVLアップの計算方法を説明する。画像形成時のVLアップによる変動量ΔUは、感光体回転時間t1upとテーブルAから算出される。ここで、先に説明したように、実質的な感光ドラム1の回転時間であるt1upに関しては、数式1で示すような関係がある。つまり、今回の画像形成ジョブで感光ドラム1が回転開始してからの経過時間t1と、今回の画像形成ジョブが開始された時の感光体の状態を表すt1up_lkの合計値となっている。
t1up = t1 + t1up_lk ・・・ 数式1
t1・・・今回の画像形成ジョブで感光ドラム1が回転開始してからの経過時間
t1up_lk・・・今回の画像形成ジョブが開始された時の感光体のVLアップ量をテーブルAにより時間に逆換算した値
A method for calculating VL-up while the
t1up = t1 +
t1... Elapsed time from the start of rotation of the
テーブルAから算出されたVLアップ量に、図7(b)で示すテーブルBにて、雰囲気環境の温度Tcと絶対湿度Wに基づいて選択される係数を掛ける事によって、制御手段23で制御するVLアップ量ΔUを決定する。 Control is performed by the control means 23 by multiplying the VL-up amount calculated from the table A by a coefficient selected based on the ambient environment temperature Tc and the absolute humidity W in the table B shown in FIG. The VL up amount ΔU is determined.
また、画像形成ジョブが終了し感光ドラム1が停止した時に、計算手段25は感光ドラム1停止時のVLアップ量であるVupendを記憶手段に保存し、タイマー24にて感光体停止時間t2のカウントを開始する。そして、今回の画像形成ジョブから次の画像形成ジョブまでの感光体停止時間t2の値に応じて、図7(c)で示すテーブルCによりVupendに掛ける係数λが選択される。次の画像形成ジョブが開始される時には、これらVupendとλから数式2によりVLupを求める。
VLup = λ × Vupend ・・・ 数式2
Further, when the image forming job is completed and the
VLup = λ ×
今回の画像形成ジョブが開始された時の感光体のVLアップ量であるVLupは数式2で示される。数式1にて説明したt1up_lkはこのVLup量をテーブルAにより時間に逆換算したものである。
VLup, which is the VL up amount of the photosensitive member when the current image forming job is started, is expressed by
なお、本実施の形態では、VLアップ量はプロセスステーションにより差が見られなかったため、VLアップテーブルは全て同一の値とした。しかし、プロセスステーションによりVLアップ量が異なる場合は、テーブルの値を異なる値としても良い。 In the present embodiment, the VL up amount does not differ depending on the process station, so all the VL up tables have the same value. However, when the VL-up amount varies depending on the process station, the table value may be different.
次に、VLダウンによる変動の計算方法について述べる。VLダウンによる変動は、図1に示すように、記憶手段20の中に保存されている各プロセスステーションに対応したVLダウンテーブルを参照することで行われる。VLアップテーブルの場合と同様に、最上流ステーションである第1ステーションの場合はVLダウンテーブル28aを参照し、最下流ステーションである第4ステーションの場合は、VLダウンテーブル28dを参照する。
Next, a calculation method of fluctuation due to VL down will be described. As shown in FIG. 1, the fluctuation due to the VL down is performed by referring to the VL down table corresponding to each process station stored in the
以下、VLダウンの計算方法の説明を、VLアップの計算方法と同様に、最上流ステーションである第1ステーションの場合を例にとり、説明を行う。 Hereinafter, the VL down calculation method will be described using the case of the first station, which is the most upstream station, as in the VL up calculation method.
VLダウンテーブルは図8に示すように、テーブルDとテーブルE、テーブルFから成り、これらのテーブルに基づいて感光体回転時間に対するVLダウンによる変動量の計算を行う。テーブルDは、感光体の実質回転時間(以下t1dw称する)に対するVLの変動量を示したものである。テーブルEは、雰囲気環境の温度Tcと絶対湿度Wに基づいて選択される係数が、4×4のマトリクスとして示されている。t1dwの詳細は後述する。 As shown in FIG. 8, the VL down table includes a table D, a table E, and a table F. Based on these tables, the fluctuation amount due to the VL down with respect to the photosensitive member rotation time is calculated. Table D shows the amount of fluctuation of VL with respect to the substantial rotation time (hereinafter referred to as t1dw) of the photoconductor. In the table E, coefficients selected based on the ambient temperature Tc and the absolute humidity W are shown as a 4 × 4 matrix. Details of t1dw will be described later.
また、テーブルFは感光体停止時間t2に基づいて選択される係数を示している。これは感光体停止時間が増加するほど、感光ドラムの昇温具合が元に戻る(すなわち、雰囲気温度に近づく)ことを意味している。感光体回転時間に対するVLダウンによる変動量の計算は、テーブルDに、テーブルEから選択された係数を乗じることによって行われる。なお、図8はテーブルの形にはなっていないが、実際には、このグラフがテーブルの形としてテーブルDには記載されている。 Table F shows coefficients selected based on the photoreceptor stop time t2. This means that as the photosensitive member stop time increases, the temperature rise of the photosensitive drum is restored (that is, approaches the ambient temperature). The calculation of the fluctuation amount due to the VL down with respect to the photosensitive member rotation time is performed by multiplying the table D by a coefficient selected from the table E. Although FIG. 8 is not in the form of a table, actually, this graph is described in the table D as a table form.
前述したように、VLダウンによる変動量ΔDは、t1、t2、W、Tcの4つのパラメータから計算される。まず、感光ドラム1が駆動中におけるVLダウンの計算方法を説明する。
As described above, the fluctuation amount ΔD due to VL down is calculated from the four parameters t1, t2, W, and Tc. First, a method for calculating VL down while the
画像形成時のVLダウンによる変動量ΔDは、感光体回転時間t1dwとテーブルAから算出される。ここで、実質的な感光ドラム1の回転時間であるt1dwに関しては、数式3で示すような関係がある。つまり、今回の画像形成ジョブで感光ドラム1が回転開始してからの経過時間t1と、今回の画像形成ジョブが開始された時の感光体の状態を表すt1up_lkの合計値となっている。
t1dw = t1 + t1dw_lk ・・・ 数式3
t1・・・今回の画像形成ジョブで感光ドラム1が回転開始してからの経過時間t1dw_lk・・・今回の画像形成ジョブが開始された時の感光体のVLダウン量をプリントモードに対応したテーブルDにより時間に逆換算した値
The fluctuation amount ΔD due to the VL down at the time of image formation is calculated from the photosensitive member rotation time t1dw and the table A. Here, t1dw, which is the substantial rotation time of the
t1dw = t1 +
t1... Elapsed time t1dw_lk from the start of rotation of the
テーブルDから算出されたVLダウン量に、図8(b)で示すテーブルEにて、雰囲気環境の温度Tcと絶対湿度Wに基づいて選択される係数を掛ける事によって、制御手段23で制御するVLダウン量ΔDを決定する。 Control is performed by the control means 23 by multiplying the VL down amount calculated from the table D by a coefficient selected based on the ambient environment temperature Tc and the absolute humidity W in the table E shown in FIG. The VL down amount ΔD is determined.
また、画像形成ジョブが終了し感光ドラム1が停止した時に、計算手段25は感光ドラム1停止時のVLダウン量であるVdwendを記憶手段に保存し、タイマー24にて感光体停止時間t2のカウントを開始する。そして、今回の画像形成ジョブから次の画像形成ジョブまでの感光体停止時間t2の値に応じて、図7(c)で示すテーブルFによりVdwendに掛ける係数bが選択される。次の画像形成ジョブが開始される時には、これらVdwendとλから数式4によりVLdwを求める。
VLdw = b × Vdwend ・・・ 数式4
When the image forming job is completed and the
VLdw = b × Vdwend Equation 4
感光ドラム1が回転直後のVLダウン量であるVLdwは数式4で示され、数式3にて説明したt1dw_lkはこのVLdw量をプリントモードに対応したテーブルDにより時間に逆換算したものである。
VLdw, which is the VL down amount immediately after the
以上の方法により、計算手段25は、VLアップテーブルを用いてVLアップ27aによる変動量を計算し、VLダウンテーブル28aを用いてVLダウンによる変動量を計算する。制御手段23は、これらの計算結果の情報に基づき現像装置5に現像バイアス制御のための情報を画像形成手段に送る。本実施の形態においては、現像コントラスト(Vcont)が一定になるように現像バイアスを制御している。 By the above method, the calculation means 25 calculates the fluctuation amount due to the VL up 27a using the VL up table, and calculates the fluctuation amount due to the VL down using the VL down table 28a. The control means 23 sends information for developing bias control to the developing device 5 to the image forming means based on the information of these calculation results. In the present embodiment, the development bias is controlled so that the development contrast (Vcont) is constant.
次に、図9のフローチャートを参照して、本実施の形態の画像形成制御の流れを説明する。 Next, the flow of image formation control of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
画像形成開始が指示されると、ステップ1で感光体回転時間t1が0として記憶手段20に保存され、ステップ2にて、タイマー24は1秒単位で時間をカウントし始める。その後ステップ3では、読み取り手段21によって記憶手段20より、環境温度Tc、絶対湿度W、画像形成開始時VLアップ量VLup、画像形成開始時VLダウン量VLdwが読み取られる。なお、このとき、読み取られる環境温度Tc、絶対湿度Wは、画像形成装置の電源がONとなったときの温湿度センサ18が読み取った値を記憶装置20へ保存した値である。
When the start of image formation is instructed, the photosensitive member rotation time t1 is set to 0 in
ステップ4では、計算手段25は、各プロセスステーション毎に、前述した方法により、環境温度Tc、環境絶対湿度W、画像形成開始時VLアップ量VLup、感光体回転時間t1からVLアップによる変動量ΔUを計算する。 In step 4, the calculation means 25, for each process station, uses the method described above, the environmental temperature Tc, the environmental absolute humidity W, the image formation start VL up amount VLup, and the fluctuation amount ΔU due to the VL up from the photosensitive member rotation time t1. Calculate
ステップ5では、計算手段25は、各プロセスステーション毎に、前述した方法により、環境温度Tc、環境絶対湿度W、画像形成開始時VLダウン量VLdw、感光体回転時間t1からVLダウンによる変動量ΔDを計算する。 In step 5, the calculation means 25, for each process station, performs the environmental temperature Tc, the environmental absolute humidity W, the VL down amount VLdw at the start of image formation, and the fluctuation amount ΔD due to the VL down from the photosensitive member rotation time t1 by the method described above. Calculate
ステップ6では、計算手段25は、ステップ5とステップ6で計算したVLアップによる変動量ΔUとVLダウンによる変動量ΔDから、VLの変動量を”ΔU+ΔD”として計算する。制御手段23はこの計算結果を元に、Vcontが一定になるように現像装置5に印加する現像バイアスを制御する。
In step 6, the calculation means 25 calculates the VL fluctuation amount as “ΔU + ΔD” from the fluctuation amount ΔU due to VL up and the fluctuation amount ΔD due to VL down calculated in step 5 and step 6. Based on the calculation result, the
ステップ7では、CPU22は画像形成が終了するか否かを判断する。画像形成が続行される場合(ステップ7、No)は、ステップ8にてタイマー24は感光体回転時間t1のカウントを1秒増やし、ステップ3からステップ6の動作を画像形成が終了されるまで繰り返す。ステップ7で画像形成が終了される場合(ステップ7、YES)は、画像形成停止時の計算へと移行する。
In
ステップ9では、CPU22は画像形成終了時のVLup量であるVupend、及びVLdw量であるVdwendを記憶手段20に保存する。
In step 9, the CPU 22 saves Vupend, which is the VLup amount at the end of image formation, and Vdwend, which is the VLdw amount, in the
ステップ10では、感光体停止時間t2が0として記憶手段20に保存され、ステップ11にて、タイマー24は1秒単位で時間をカウントし始める。
In
ステップ12では、CPU22は画像形成が開始されるか否かを判断する。画像形成が停止のままである場合は(ステップ12、No)、ステップ13にて感光体停止時間t2のカウントを1秒増やし、画像形成が開始されるまでステップ12からステップ13を繰り返す。画像形成が開始される場合(ステップ12、Yes)は、ステップ14にて感光体停止時間t2に応じて、感光ドラム1停止時のVLアップ量、VLダウン量を前述した数式2及び数式4に基づき算出する。そして、記憶手段20に保存を行い、その後ステップ1からの画像形成時の計算へと移行する。
In
次に本実施の形態によって得られる効果について、本実施の形態のプロセス制御を行った場合と、行わなかった場合(比較例)を比較して説明する。ここで、比較例については、本実施の形態のプロセス制御を全く行わない、すなわち現像バイアスは固定値であるものとした。なお、従来例の画像形成装置は、上述の画像形成制御を行わない以外は、本実施の形態の画像形成装置100と同一構成であった。
Next, the effects obtained by the present embodiment will be described by comparing the case where the process control of the present embodiment is performed and the case where the process control is not performed (comparative example). Here, in the comparative example, the process control of the present embodiment is not performed at all, that is, the developing bias is a fixed value. The image forming apparatus of the conventional example has the same configuration as the
図10には、L/L(15℃10%RH、絶対湿度1.06g/m3)の環境下における、現像バイアスVdevの推移を示す。比較例、本実施の形態ともに、Dmax制御とDhalf制御を行った後、500枚まで連続で画像形成を行った場合のる第1ステーションと第4ステーションのものである。また、このときの画像形成開始前の感光体停止時間t2は12000秒であった。 FIG. 10 shows the transition of the developing bias Vdev under the environment of L / L (15 ° C., 10% RH, absolute humidity 1.06 g / m 3 ). Both the comparative example and the present embodiment are those of the first station and the fourth station when the image is continuously formed up to 500 sheets after the Dmax control and the Dhalf control are performed. At this time, the photosensitive member stop time t2 before the start of image formation was 12000 seconds.
最上流ステーションである第1ステーションでは、プリント開始から25〜50枚付近は3〜4V程度VLアップする。その後VLダウンが発生し、500枚プリント時にはプリント開始時に対して22VのVLダウンが発生する。 In the first station, which is the most upstream station, the voltage increases by about 3 to 4 V in the vicinity of 25 to 50 sheets from the start of printing. Thereafter, a VL down occurs, and when printing 500 sheets, a VL down of 22V occurs at the start of printing.
その一方、最下流ステーションである第4ステーションでは、プリント開始から25〜50枚付近は第1ステーションと同様に3〜4V程度のVLアップが発生する。その後は、VLダウンの影響は第1ステーションと比較して小さいため、500枚プリント時にはプリント開始時に対して11V程度のVLダウンとなっている。 On the other hand, in the fourth station, which is the most downstream station, a VL increase of about 3 to 4 V occurs in the vicinity of 25 to 50 sheets from the start of printing as in the first station. After that, since the influence of the VL down is smaller than that of the first station, the VL down is about 11V with respect to the start of printing when printing 500 sheets.
本実施の形態において、第1ステーション及び第4ステーションの感光ドラムに印加される現像バイアスは、上述したようなそれぞれのVLの変動に対して適切な現像バイアスを選択している。その結果、Vcontは一定に保たれているため、500枚プリントを実行した場合における画像濃度変動は小さくなっている。 In the present embodiment, as the developing bias applied to the photosensitive drums of the first station and the fourth station, an appropriate developing bias is selected for each VL variation as described above. As a result, Vcont is kept constant, so that the image density fluctuation when printing 500 sheets is small.
一方、比較例のように現像バイアスを可変としない場合は第1ステーションでは最大で22V、第4ステーションでは最大で11VのVcontの変動が発生した。その結果、画像濃度の変動は、第1ステーション、第4ステーション共に発生したが、第1ステーションの方が、第4ステーションと比較してより画像濃度が濃くなるという画像濃度変動が発生した。 On the other hand, when the developing bias was not variable as in the comparative example, the maximum Vcont variation of 22 V occurred at the first station and 11 V maximum at the fourth station. As a result, the image density fluctuation occurred in both the first station and the fourth station, but the image density fluctuation occurred such that the first station had a higher image density than the fourth station.
本実施の形態においては、感光ドラム1の表面電位としてVLの変動を予測した結果に基づいて現像バイアスの制御を行ったが、ハーフトーン画像部の電位変動を予測した結果に基づいて現像バイアスの制御を行ってもよい。
In this embodiment, the development bias is controlled based on the result of predicting the fluctuation of VL as the surface potential of the
本実施の形態においては、1秒単位で現像バイアスの制御を行ったが、別の単位で現像バイアスの制御を行ってもよい。例えば、0.5秒単位で現像バイアスの制御を行ってもよいし、1ページ単位で現像バイアスの制御を行ってもよい。 In this embodiment, the development bias is controlled in units of one second, but the development bias may be controlled in other units. For example, the development bias may be controlled in units of 0.5 seconds, or the development bias may be controlled in units of one page.
本実施の形態では、VLの変動を予測した結果に基づいて、Vcontを一定にするための画像形成制御として現像バイアスの制御を行ったが、帯電バイアスの制御を行ってもよい。つまり、現像バイアスを一定にしたまま、VLの変動を予測した結果に基づいて帯電バイアスを逐次変更することによってVcontを一定にする。そのためには、帯電バイアスと予測されたVLの関係を示したテーブルを記憶手段20に保存しておき、VLが常に一定になるように帯電バイアスを制御すればよい。例えば、ΔUとΔDの影響から、VLがアップするような場合は、帯電バイアスを低くし、VLがダウンするような場合は帯電バイアスを高く設定する。以上の方法によって、画像形成制御として帯電バイアスの制御を行った場合においても、常に安定した濃度の画像を得ることができる。また、VLの変動を予測した結果に基づいて、帯電バイアスと現像バイアスの両方の制御を行う構成であってもよい。
In the present embodiment, development bias control is performed as image formation control for making Vcont constant based on a result of predicting variation in VL. However, charging bias control may be performed. That is, Vcont is made constant by sequentially changing the charging bias based on the result of predicting the fluctuation of VL while keeping the developing bias constant. For this purpose, a table showing the relationship between the charging bias and the predicted VL may be stored in the
100 画像形成装置
1Y、1M、1C、1K 感光ドラム
2Y、2M、2C、2K 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K 露光装置
5Y、5M、5C、5K 現像装置
6Y、6M、6C、6K 現像スリーブ
7Y、7M、7C、7K 転写ローラ
8Y、8M、8C、8K 廃トナー収容部
9 転写ベルト
11 給紙カセット
13 レジローラ
14 定着装置
16 クリーニングブレード
17 エンジン制御部
18 温湿度センサ
20 記憶手段
21 読み取り手段
22 CPU
23 制御手段
24 タイマー
25 計算手段
26 書き込み手段
27a〜d 第1〜第4ステーションに対応したVLアップテーブル
28a〜d 第1〜第4ステーションに対応したVLダウンテーブル
100 Image forming apparatus 1Y, 1M, 1C, 1K Photosensitive drum 2Y, 2M, 2C,
23 control means 24
Claims (14)
前記感光体の上に形成された現像剤像を中間転写手段又は搬送手段に搬送された転写材に転写を行なう画像形成装置において、
前記感光体が停止状態から移動を開始して経過した時間である感光体回転時間に関する情報と、前記感光体が移動状態から停止して経過した時間である感光体停止時間に関する情報とを計測する時間計測手段と、
画像形成装置の温湿度を検知する温湿度検知手段と、
前記感光体回転時間に関する情報と、前記感光体停止時間に関する情報と、前記温湿度に関する情報と、制御値と、に応じて、前記画像形成手段による画像形成条件を制御する制御手段とを備え、
前記制御値は、各画像形成ステーションごとに異なることを特徴とする画像形成装置。 A plurality of image forming stations each including a photoconductor having a rotatable surface and image forming means for forming an image on the photoconductor;
In the image forming apparatus for transferring the developer image formed on the photosensitive member to the transfer material conveyed to the intermediate transfer unit or the conveyance unit,
Information on the photosensitive member rotation time, which is the time elapsed since the photosensitive member started moving from the stopped state, and information on the photosensitive member stop time, which is the time elapsed after the photosensitive member stopped from the moving state, are measured. Time measuring means;
Temperature and humidity detection means for detecting the temperature and humidity of the image forming apparatus;
Control means for controlling image forming conditions by the image forming means according to information on the photosensitive member rotation time, information on the photosensitive member stop time, information on the temperature and humidity, and a control value,
The image forming apparatus, wherein the control value is different for each image forming station.
前記感光体の表面を帯電する帯電装置、
前記感光体に露光することにより静電潜像を形成する露光装置、
前記静電潜像に現像剤を供給して現像剤像とする現像装置を備えることを特徴とする、請求項1の画像形成装置。 The image forming unit includes:
A charging device for charging the surface of the photoreceptor;
An exposure device that forms an electrostatic latent image by exposing the photosensitive member;
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a developing device that supplies a developer to the electrostatic latent image to form a developer image.
前記制御手段は、温度と、絶対湿度と、前記感光体回転時間と前記感光体停止時間に応じて前記画像形成条件を変更することを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の画像形成装置。 The control means calculates absolute humidity from temperature and relative humidity,
3. The image according to claim 1, wherein the control unit changes the image forming condition in accordance with temperature, absolute humidity, the photosensitive member rotation time, and the photosensitive member stop time. 4. Forming equipment.
前記第1の補正量と、前記第2の補正量と、に応じて帯電バイアスを制御することを特徴とする、請求項4記載の画像形成装置。 The control means calculates a first correction amount that acts to increase the absolute value of the charging bias and a second correction amount that acts to decrease the absolute value of the charging bias. With means,
The image forming apparatus according to claim 4, wherein a charging bias is controlled according to the first correction amount and the second correction amount.
前記第3の補正量と、前記第4の補正量と、に応じて、現像バイアスを制御することを特徴とする、請求項4記載の画像形成装置。 The control means calculates a second correction amount that acts to decrease the absolute value of the developing bias and a fourth correction amount that acts to increase the absolute value of the developing bias. With means,
The image forming apparatus according to claim 4, wherein the developing bias is controlled according to the third correction amount and the fourth correction amount.
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