JP2010079290A - Image forming apparatus - Google Patents

Image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2010079290A
JP2010079290A JP2009194629A JP2009194629A JP2010079290A JP 2010079290 A JP2010079290 A JP 2010079290A JP 2009194629 A JP2009194629 A JP 2009194629A JP 2009194629 A JP2009194629 A JP 2009194629A JP 2010079290 A JP2010079290 A JP 2010079290A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
time
image
image forming
adhesion amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009194629A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Muto
哲也 武藤
Hitoshi Ishibashi
均 石橋
Makoto Hasegawa
真 長谷川
Kota Fujimori
仰太 藤森
Yoshiaki Miyashita
義明 宮下
Yuji Hirayama
裕士 平山
Nobutaka Takeuchi
信貴 竹内
Kayoko Tanaka
加余子 田中
Akira Yoshida
晃 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2009194629A priority Critical patent/JP2010079290A/en
Publication of JP2010079290A publication Critical patent/JP2010079290A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus equipped with a controller which precisely and easily detects a continuous grayscale pattern even when a temporal sensor output varies significantly owing to a surface property, etc., of an object of detection. <P>SOLUTION: A continuous grayscale toner pattern which is continuous in the rotating direction of a photoreceptor and formed under condition that the sticking amount of a head portion is maximum is used and outputs detected in a time T1-T0 from a point T0 of time after the lapse of a predetermined time after a detection threshold Vth of a sticking amount detecting means is detected to a point T1 of time right before the time that the toner patter passes from the detection threshold Vth. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に適用される電子写真方式の画像形成装置に関する。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus applied to a copying machine, a facsimile, a printer, and the like.

従来、感光体表面を帯電手段により所定電位に一様に帯電し、露光手段により静電潜像を形成し、静電潜像を少なくともトナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いた現像手段により現像してトナー像を形成する電子写真方式の画像形成装置では、現像剤のトナー濃度やトナー帯電量や、感光体光キャリアの移動度の温湿度依存性などによって画像濃度が変動する。そのため、感光体上に形成した所定のトナーパターンを、感光体上、中間転写ベルト上あるいは二次転写ローラ上にて光学センサで検出を行い、検出した結果によって、作像条件やトナー補給などの制御を行っている。これにより、現像能力が変動した場合でも制御パラメータを最適化することで画像濃度変動を抑止している。以上のような制御を画像濃度制御と呼ぶこととする。
画像濃度制御は、所定のトナーパターンを作像する必要があるため実行可能な期間が限られる。つまり、コピー中には画像濃度制御は実行出来ず、画像形成以外の時間しか実行出来ない。そのため、印刷ジョブ終了時に実行したり、ジョブ出力中に一旦出力を停止し割り込ませて実行したり、待機状態時に実行する必要がある。出力中の紙と紙の間(いわゆる紙間)にトナーパターンを作像して簡易的なプロセス制御を行うことも出来るが、紙間にバイアス条件を変化させる時間的な猶予がないことなどからバイアス条件は変更せずに、トナー補給量を変更している場合が多い。また、画像濃度制御中に出力命令がきた場合、制御終了まで出力開始出来ないため、待機時間が発生してしまう。ユーザーの立場で見ると、画像濃度制御は動作時間を極力減らし、かつ、動作頻度も少ないものが好ましい。
Conventionally, a photosensitive member surface is uniformly charged to a predetermined potential by a charging unit, an electrostatic latent image is formed by an exposure unit, and the electrostatic latent image is developed by a developing unit using a two-component developer composed of at least a toner and a carrier. In an electrophotographic image forming apparatus that develops and forms a toner image, the image density varies depending on the toner density of the developer, the toner charge amount, and the temperature and humidity dependence of the mobility of the photoconductor photocarrier. Therefore, a predetermined toner pattern formed on the photoconductor is detected by an optical sensor on the photoconductor, on the intermediate transfer belt or on the secondary transfer roller, and depending on the detection result, image forming conditions, toner supply, etc. Control is in progress. As a result, even when the developing ability fluctuates, image density fluctuations are suppressed by optimizing the control parameters. Such control is referred to as image density control.
Since the image density control needs to form a predetermined toner pattern, the executable period is limited. In other words, image density control cannot be executed during copying, and can only be executed during times other than image formation. For this reason, it is necessary to execute it at the end of a print job, to stop and interrupt the output during job output, or to execute it in a standby state. Although it is possible to perform simple process control by forming a toner pattern between papers that are being output (so-called paper spacing), there is no time to change the bias condition between papers. In many cases, the toner supply amount is changed without changing the bias condition. Further, when an output command is received during image density control, the output cannot be started until the end of the control, so that a waiting time occurs. From the user's standpoint, it is preferable that the image density control has an operation time reduced as much as possible and an operation frequency is low.

画像濃度制御では、その時の現像能力を測定するのに、現像バイアスと露光後電位の差である現像ポテンシャルとトナー付着量の情報が複数必要である。その為に、現像ポテンシャルを変化させてトナーパッチを複数パターン作像し、この複数のトナーパッチパターンを光学センサで読取る方法がある。この場合、待機時間やトナーイールドの観点からパターン数は減らす方が好ましいが、精度や信頼性、ロバスト性の観点からはパターンは複数で多いほうが好ましい。したがって、信頼性を保ちつつ、パッチパターン数を減らす試みがなされている。
このようなパッチパターン数を減らすために、トナー付着量を連続的に変更させた連続階調パターンを1パターンのみ作像して、一つ連続階調パターンから複数の情報を得る方法が知られている。この場合、待機時間やトナーイールドは複数のパッチパターンに比べて削減でき、サンプリング時間を小さくすれば数十パターン分の情報が得られる。このような連続階調パターンで複数の情報を得る場合、付着量検出手段である光学センサの出力取込み方法が課題となる。複数のパッチパターンでは、一つのパッチパターンは同一条件で出力されているため、パターンに機械的なバラツキがあった場合であっても検出回数や検出タイミングを最適化することで精度のある出力を得ることが出来る。
In the image density control, in order to measure the developing ability at that time, a plurality of pieces of information on the development potential and the toner adhesion amount, which is the difference between the development bias and the post-exposure potential, are necessary. For this purpose, there is a method in which a development potential is changed to form a plurality of patterns of toner patches, and the plurality of toner patch patterns are read by an optical sensor. In this case, it is preferable to reduce the number of patterns from the standpoint of standby time and toner yield, but from the standpoint of accuracy, reliability, and robustness, it is preferable to have a plurality of patterns. Accordingly, attempts have been made to reduce the number of patch patterns while maintaining reliability.
In order to reduce the number of patch patterns, a method is known in which only one continuous tone pattern in which the toner adhesion amount is continuously changed is imaged to obtain a plurality of information from one continuous tone pattern. ing. In this case, the waiting time and toner yield can be reduced as compared with a plurality of patch patterns, and information for several tens of patterns can be obtained by reducing the sampling time. When a plurality of pieces of information are obtained with such a continuous tone pattern, a method for capturing the output of an optical sensor that is an adhesion amount detection means becomes a problem. With multiple patch patterns, one patch pattern is output under the same conditions, so even if there are mechanical variations in the pattern, the number of detections and the detection timing can be optimized to ensure accurate output. Can be obtained.

しかし、連続階調パターンでは同一条件で一つの出力しか得られないので、条件一つ一つの精度が落ちてしまうことは避けられない。検出出力が大きく変動した場合や、前後の出力に比較して線形になっていない場合などで検出出力を取捨選択する処理を行ってもよいが、どの値を真値として扱えばよいかなどの判断や取捨選択の処理方法が煩雑となる。制御の複雑化によってCPU(演算素子)の負荷が高まり処理の遅延を招いてしまうといった懸念がある。したがって、簡便な検出方法で、精度よく検出出力を取捨選択する方法が望まれている。
このような要望を満たすため、特許文献1に記載されているように、感光体の移動方向で帯電装置の下流側にイレーズランプを配設して、連続階調パターンの検出に際して、帯電装置で感光体表面の帯電を開始すると同時にイレーズランプを点灯し、露光が開始されるまでの間イレーズランプの点灯を継続し、露光が開始されるまでの間の不安定な検出出力の検出を回避することが提案されている。
また、特許文献2には、連続階調パターンにおいて光学センサの出力が閾値Vthを1度目に交差する時点から2度目に交差する時点までの時間をパラメータとして作像条件にフィードバックする方法が開示されている。
However, since the continuous tone pattern can obtain only one output under the same condition, it is inevitable that the accuracy of each condition is lowered. You may perform processing to select the detection output when the detection output fluctuates greatly or when it is not linear compared to the output before and after, but what value should be treated as a true value, etc. Judgment and selection processing methods become complicated. There is a concern that the load on the CPU (arithmetic element) increases due to the complicated control and causes a delay in processing. Therefore, there is a demand for a method of selecting detection outputs with high accuracy by a simple detection method.
In order to satisfy such a demand, as described in Patent Document 1, an erase lamp is disposed on the downstream side of the charging device in the moving direction of the photosensitive member, and the continuous charging pattern is detected by the charging device. The erase lamp is turned on at the same time as charging of the surface of the photoconductor is started, and the erase lamp is continuously turned on until exposure is started, thereby avoiding detection of unstable detection output until exposure is started. It has been proposed.
Further, Patent Document 2 discloses a method of feeding back to an image forming condition using, as a parameter, the time from when the output of the optical sensor crosses the threshold value Vth for the first time to the second time for the continuous tone pattern. ing.

特許文献1記載のものでは、感光体の移動方向で帯電装置の下流側に配設されるイレーズランプによって連続階調パターンの検出開始時点を設定するようにしているため、イレーズランプを必要とし、コストアップとなるだけでなく、イレーズランプを配設するスペースを必要とする。このイレーズランプの配設は電装置と現像装置との間に形成される露光の入射光路を考慮して行う必要があり、その配設が複雑となる問題がある。
また、特許文献2記載のものでは、時間をパラメータとするので検出方法が簡便である。しかしながら、環境変動により連続階調パターンの付着量が減少した場合、出力閾値Vthまでセンサ出力が到達しないことがあった。出力閾値Vthを低付着量領域の出力値とすることで解消できるが、今度は2度目に交差する時点にバラツキが生じてしまうことが明らかになった。これは、光学センサ検出出力が安定していないために生じており、検出精度が悪化していた。このような現象は、検出対象面の微小な傷や表面性が悪化することで顕在化する。
また、検出対象が中間転写ベルトや紙搬送ベルトといったベルト上の場合、駆動によるベルトのばたつきが大きく影響することが明らかとなった。つまり、トナー像のトナー付着量を検出する光学センサと検出対象との距離や角度、検出対象の表面性が局所的に大きく変動することで、センサ出力が大きく変動し本来の意図に反してVthの交差時点が早まってしまうことで検出精度を悪化させていた。
本発明は、以上のことを鑑み、検出対象の表面性などによる一時的なセンサ出力が大きく変動した場合であっても、連続階調パターンを精度よく、且つ、簡便に検出する制御装置を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
In the one described in Patent Document 1, since the detection start point of the continuous tone pattern is set by the erase lamp disposed on the downstream side of the charging device in the moving direction of the photosensitive member, the erase lamp is necessary, Not only is the cost increased, but a space for erasing the lamp is required. The arrangement of the erase lamp needs to be performed in consideration of the incident optical path of exposure formed between the electric device and the developing device, and there is a problem that the arrangement becomes complicated.
Moreover, in the thing of patent document 2, since time is used as a parameter, the detection method is simple. However, when the adhesion amount of the continuous tone pattern decreases due to environmental fluctuations, the sensor output may not reach the output threshold Vth. Although it can be solved by setting the output threshold value Vth as the output value of the low adhesion amount region, it has now been clarified that variations occur at the time of the second intersection. This occurs because the optical sensor detection output is not stable, and the detection accuracy has deteriorated. Such a phenomenon becomes apparent when the fine scratches or surface properties of the detection target surface deteriorate.
In addition, when the detection target is on a belt such as an intermediate transfer belt or a paper conveyance belt, it has been clarified that the fluctuation of the belt due to the driving greatly affects. In other words, the distance and angle between the optical sensor for detecting the toner adhesion amount of the toner image and the detection target, and the surface property of the detection target greatly vary locally, so that the sensor output varies greatly and Vth contrary to the original intention. The detection accuracy was deteriorated by the earlier crossing point of.
In view of the above, the present invention includes a control device that detects a continuous tone pattern accurately and easily even when a temporary sensor output due to the surface property of a detection target greatly fluctuates. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus.

上記課題を解決するために、請求項1の発明は、像担持体と、当該像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、当該帯電手段によって帯電された像担持体に画像データに基づく露光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、当該露光手段によって形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、当該トナー像のトナー付着量を検出する付着量検出手段と、前記帯電手段、露光手段及び現像手段によって前記像担持体に形成された所定のトナーパターンのトナー付着量を前記付着量検出手段によって検出し、当該検出結果に応じて前記トナー像の作像条件を制御する制御装置と、を備えた画像形成装置において、前記トナーパターンは、トナー付着量を前記像担持体の移動方向で先頭部から漸次連続的に減少させた連続階調トナーパターンであり、前記制御装置は、前記付着量検出手段が前記トナーパターンのトナー付着量を検出する際に、当該付着量検出手段の検出閾値Vthを検出してから前記トナーパターンの先頭部を検出するまでの所定時間経過時点T0から前記トナーパターンの最終部を検出する時点T1までに検出したトナー付着量の出力データに基づいて前記作像条件を制御することを特徴とする。
また、請求項2の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記制御装置は、前記時点T0から当該時点T0と前記時点T1までの間で予め設定された時点T2までに検出されたトナー付着量の出力データと前記時点T0から時点T1までに検出されたトナー付着量の出力データとを比較し、当該比較結果に基づいてどちらか一方の出力データを使用して前記作像条件を制御することを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1 is directed to image data on an image carrier, a charging unit that uniformly charges the surface of the image carrier, and an image carrier charged by the charging unit. An exposure unit that forms an electrostatic latent image by irradiating an exposure based on the image, a developing unit that supplies toner to the electrostatic latent image formed by the exposure unit to form a toner image, and a toner adhesion amount of the toner image An adhesion amount detection means for detecting a toner adhesion amount of a predetermined toner pattern formed on the image carrier by the charging means, an exposure means and a development means by the adhesion amount detection means, and depending on the detection result And a control device for controlling the image forming conditions of the toner image, wherein the toner pattern has the toner adhesion amount gradually decreased from the head in the moving direction of the image carrier. When the adhesion amount detection unit detects the toner adhesion amount of the toner pattern, the control device detects the detection threshold value Vth of the adhesion amount detection unit and then detects the toner pattern of the toner pattern. The image forming condition is controlled based on output data of a toner adhesion amount detected from a time T0 when a predetermined time elapses until the head portion is detected to a time T1 when the final portion of the toner pattern is detected.
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the control device is detected from the time point T0 to a time point T2 preset between the time point T0 and the time point T1. The output data of the toner adhesion amount is compared with the output data of the toner adhesion amount detected from the time T0 to the time T1, and based on the comparison result, either one of the output data is used to determine the image forming condition. It is characterized by controlling.

また、請求項3の発明は、請求項1又は2記載の画像形成装置において、前記像担持体上の露光位置と現像位置の間の表面電位を検出する電位センサを備え、前記制御装置は、前記像担持体に前記トナーパターンを形成したときに、前記電位センサの検出閾値Vth’を検出してから前記トナーパターンの先頭部を検出するまでの所定時間経過時点T0’から前記トナーパターンの最終部を検出する時点T1’までに検出した像担持体の表面電位の出力データと、前記時点T0’から当該時点T0’と前記時点T1’までの間で予め設定された時点T2’までに検出した像担持体の表面電位の出力データとを比較し、当該比較結果に基づいて選択されたどちらか一方の出力データ及び使用された前記トナー付着量の出力データに基づいて前記作像条件を制御することを特徴とする。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項記載の画像形成装置において、前記トナーパターンは、前記露光手段の光量を連続的に変化させることによって形成されることを特徴とする。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項記載の画像形成装置において、前記トナーパターンは、前回の画像濃度制御で設定された前記現像手段の現像バイアスと前記帯電手段における帯電条件に基づいて形成されることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the image forming apparatus further includes a potential sensor that detects a surface potential between an exposure position and a development position on the image carrier, and the control device includes: When the toner pattern is formed on the image carrier, a final time of the toner pattern from the time T0 ′ after a predetermined time elapses from when the detection threshold value Vth ′ of the potential sensor is detected until the leading portion of the toner pattern is detected. Output data of the surface potential of the image carrier detected up to the time T1 ′ to detect the part and the time T2 ′ detected from the time T0 ′ to the time T0 ′ to the time T1 ′ The output data of the surface potential of the image carrier is compared, and the image forming condition is determined based on either one of the output data selected based on the comparison result and the output data of the used toner adhesion amount. It is characterized by controlling.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, the toner pattern is formed by continuously changing a light amount of the exposure unit. And
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the toner pattern includes a developing bias of the developing unit set by the previous image density control and the charging unit. It is formed based on the charging conditions in

本発明によれば、トナーパターンは、トナー付着量を像担持体の移動方向で先頭部から漸次連続的に減少させた連続階調トナーパターンであり、制御装置は、付着量検出手段が前記トナーパターンのトナー付着量を検出する際に、当該付着量検出手段の検出閾値Vthを検出してから前記トナーパターンの先頭部を検出するまでの所定時間経過時点T0から前記トナーパターンの最終部を検出する時点T1までに検出したトナー付着量の出力データに基づいて作像条件を制御することによって、検出対象の表面性などによる一時的なセンサ出力が大きく変動した場合であっても、連続階調パターンを精度よく、且つ、簡便に検出する制御装置を備えた画像形成装置を提供することができる。   According to the present invention, the toner pattern is a continuous tone toner pattern in which the toner adhesion amount is gradually and continuously decreased from the top in the moving direction of the image carrier. When detecting the toner adhesion amount of the pattern, the final portion of the toner pattern is detected from the time T0 when a predetermined time elapses from when the detection threshold value Vth of the adhesion amount detection means is detected until the leading portion of the toner pattern is detected. By controlling the image forming conditions based on the output data of the toner adhesion amount detected up to the time point T1, the continuous tone level can be obtained even when the temporary sensor output greatly varies due to the surface property of the detection target. It is possible to provide an image forming apparatus including a control device that detects a pattern accurately and easily.

本発明による一実施形態に係る画像形成装置としての複写機の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a copying machine as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1のブラックの画像形成部の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a black image forming unit in FIG. 1. 本発明による一実施形態に係る画像形成装置において使用される連続階調トナーパターンの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a continuous tone toner pattern used in the image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明による一実施形態に係る画像形成装置において使用される制御装置を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the control apparatus used in the image forming apparatus which concerns on one Embodiment by this invention. 本発明による一実施形態に係る画像形成装置において使用される光センサの断面図である。It is sectional drawing of the photosensor used in the image forming apparatus which concerns on one Embodiment by this invention. 本発明による一実施形態に係る画像形成装置において使用されるセンサによるKトナーの連続階調トナーパターンの検出出力変化を示すグラフ図で、(A)は、感光体表面電位の変化を示すグラフ図、(B)は、正反射光受光素子で検出した出力の時間経過に伴う変化を示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph showing a change in detection output of a continuous tone toner pattern of K toner by a sensor used in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. , (B) are graphs showing changes with time of the output detected by the regular reflection light receiving element. 本発明による一実施形態に係る画像形成装置において使用されるセンサによるCトナーの連続階調トナーパターンの検出出力変化を示すグラフ図で、(A)は、感光体表面電位の変化を示すグラフ図、(B)は、拡散射光受光素子で検出した出力の時間経過に伴う変化を示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph showing a change in detection output of a continuous tone toner pattern of C toner by a sensor used in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. (B) is a graph which shows the change accompanying the time passage of the output detected by the diffused light receiving element. 本発明による一実施形態に係る画像形成装置において使用されるセンサによるKトナーの連続階調トナーパターンの他の検出出力変化を示すグラフ図で、(A)は、感光体表面電位の変化を示すグラフ図、(B)は、正反射光受光素子で検出した出力の時間経過に伴う変化を示すグラフ図である。FIG. 7A is a graph showing another detected output change of a continuous tone toner pattern of K toner by a sensor used in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. Graph (B) is a graph showing changes with time of the output detected by the regular reflection light receiving element. 本発明による一実施形態に係る画像形成装置において使用されるセンサによるCトナーの連続階調トナーパターンの他の検出出力変化を示すグラフ図で、(A)は、感光体表面電位の変化を示すグラフ図、(B)は、拡散射光受光素子で検出した出力の時間経過に伴う変化を示すグラフ図である。FIG. 6A is a graph showing another detected output change of a C toner continuous tone toner pattern by a sensor used in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. Graph (B) is a graph showing a change with time of the output detected by the diffused light receiving element.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は、本発明による一実施形態に係る画像形成装置としての複写機の概略構成図である。図1において、符号100は複写機本体であり、符号200はそれを載せる給紙テーブルであり、符号300は複写機本体100上に取り付けるスキャナであり、符号400はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)である。この複写機は、タンデム型で中間転写(間接転写)方式を採用する電子写真複写機である。
複写機本体100には、その中央に、無端状ベルトからなる中間転写ベルト10が設けられている。この中間転写ベルト10は、3つの支持回転体としての支持ローラ14、15、16に掛け渡されており、図中時計回り方向に回転移動する。
これらの3つの支持ローラのうちの第2支持ローラ15の図中左側には、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置17が設けられている。また、3つの支持ローラのうちの第1支持ローラ14と第2支持ローラ15との間に張り渡したベルト部分には、図1に示すように、そのベルト移動方向に沿って、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成部18Y、18M、18C、18Kが並べて配置された画像形成手段であるタンデム画像形成部20が対向配置されている。
本実施形態においては、第3支持ローラ16を駆動ローラとしている。また、タンデム画像形成部20の上方には、露光手段としての露光装置21が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a copying machine as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a copying machine main body, reference numeral 200 denotes a paper feed table on which the copying machine is placed, reference numeral 300 denotes a scanner mounted on the copying machine main body 100, and reference numeral 400 further denotes an automatic document transport mounted thereon. Device (ADF). This copier is a tandem type electrophotographic copier that employs an intermediate transfer (indirect transfer) system.
The copying machine main body 100 is provided with an intermediate transfer belt 10 formed of an endless belt at the center thereof. The intermediate transfer belt 10 is stretched around support rollers 14, 15, 16 as three support rotating bodies, and rotates in the clockwise direction in the drawing.
An intermediate transfer belt cleaning device 17 for removing residual toner remaining on the intermediate transfer belt 10 after image transfer is provided on the left side of the second support roller 15 in the drawing among these three support rollers. Further, the belt portion stretched between the first support roller 14 and the second support roller 15 among the three support rollers has yellow (Y) along the belt moving direction as shown in FIG. ), Magenta (M), cyan (C), and black (K) four image forming units 18Y, 18M, 18C, and 18K that are arranged side by side are tandem image forming units 20 that are arranged to face each other. .
In the present embodiment, the third support roller 16 is a drive roller. Further, an exposure device 21 as an exposure unit is provided above the tandem image forming unit 20.

また、中間転写ベルト10を挟んでタンデム画像形成部20の反対側には、第2の転写手段としての2次転写装置22が設けられている。この2次転写装置22においては、2つのローラ231、232間に転写シート搬送部材としての無端状ベルトである2次転写ベルト24が掛け渡されている。この2次転写ベルト24は、中間転写ベルト10を介して第3支持ローラ16に押し当てられるように設けられている。この2次転写装置22により、中間転写ベルト10上のトナー像を転写材である転写シートSに転写する。
また、この2次転写装置22の図中左方には、転写シートS上に転写されたトナー像を定着する定着装置25が設けられている。この定着装置25は、加熱される無端状ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27が押し当てられた構成となっている。
上述した2次転写装置22には、トナー像を中間転写ベルト10から転写シートSに転写後の転写シートSをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備わっている。もちろん、2次転写装置22としては、転写ローラや非接触の転写チャージャを使用してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて持たせることが難しくなる。また、本実施形態では、このような2次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成部20と平行に、転写シートSの両面に画像を記録すべく転写シートSを反転するシート反転装置28も設けられている。
A secondary transfer device 22 as a second transfer unit is provided on the opposite side of the tandem image forming unit 20 with the intermediate transfer belt 10 interposed therebetween. In the secondary transfer device 22, a secondary transfer belt 24, which is an endless belt as a transfer sheet conveying member, is stretched between two rollers 231 and 232. The secondary transfer belt 24 is provided so as to be pressed against the third support roller 16 via the intermediate transfer belt 10. The secondary transfer device 22 transfers the toner image on the intermediate transfer belt 10 to a transfer sheet S that is a transfer material.
A fixing device 25 for fixing the toner image transferred onto the transfer sheet S is provided on the left side of the secondary transfer device 22 in the drawing. The fixing device 25 has a configuration in which a pressure roller 27 is pressed against a fixing belt 26 that is a heated endless belt.
The secondary transfer device 22 described above also has a sheet conveyance function for conveying the transfer sheet S after transferring the toner image from the intermediate transfer belt 10 to the transfer sheet S to the fixing device 25. Of course, as the secondary transfer device 22, a transfer roller or a non-contact transfer charger may be used. In such a case, it is difficult to provide this sheet conveying function together. In the present embodiment, the transfer sheet S is inverted under such a secondary transfer device 22 and the fixing device 25 so as to record images on both sides of the transfer sheet S in parallel with the tandem image forming unit 20 described above. A sheet reversing device 28 is also provided.

上記複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じてそれで押さえる。その後、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動する。
他方、コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動する。次いで、第1走行体33および第2走行体34を走行させる。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、原稿内容を読取る。
この原稿読取りに並行して、図示しない駆動源である駆動モータで駆動ローラ16を回転駆動させる。これにより、中間転写ベルト10が図中時計回り方向に移動するとともに、この移動に伴って残り2つの支持ローラ(従動ローラ)14、15が連れ回り回転する。
When making a copy using the copying machine, a document is set on the document table 30 of the automatic document feeder 400. Alternatively, the automatic document feeder 400 is opened, a document is set on the contact glass 32 of the scanner 300, and the automatic document feeder 400 is closed and pressed by it. Thereafter, when a start switch (not shown) is pressed, when the document is set on the automatic document feeder 400, the document is conveyed and moved onto the contact glass 32.
On the other hand, when an original is set on the contact glass 32, the scanner 300 is immediately driven. Next, the first traveling body 33 and the second traveling body 34 are caused to travel. Then, the first traveling body 33 emits light from the light source and further reflects the reflected light from the document surface toward the second traveling body 34, and is reflected by the mirror of the second traveling body 34 and passes through the imaging lens 35. The document is placed in the reading sensor 36 and the original content is read.
In parallel with this document reading, the drive roller 16 is rotated by a drive motor which is a drive source (not shown). As a result, the intermediate transfer belt 10 moves in the clockwise direction in the figure, and the remaining two support rollers (driven rollers) 14 and 15 rotate along with the movement.

また、これと同時に、個々の画像形成部18において像担持体としてのドラム状の感光体40Y、40M、40C、40Kを回転させ、各感光体40Y、40M、40C、40K上に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の色別情報を用いてそれぞれ露光現像し、単色のトナー像(顕像)を形成する。
そして、各感光体40Y、40M、40C、40K上のトナー画像を中間転写ベルト10上に互いに重なり合うように順次転写して、中間転写ベルト10上に合成カラートナー像を形成する。
このような画像形成に並行して、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つから転写シートSを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体100内の給紙路に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上の転写シートSを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
At the same time, the drum-shaped photoconductors 40Y, 40M, 40C, and 40K as image carriers are rotated in the individual image forming units 18, and yellow, magenta, and the like are respectively formed on the photoconductors 40Y, 40M, 40C, and 40K. Then, each of the color information of cyan, black is exposed and developed to form a single color toner image (developed image).
Then, the toner images on the photoconductors 40Y, 40M, 40C, and 40K are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 10 so as to overlap each other, thereby forming a composite color toner image on the intermediate transfer belt 10.
In parallel with such image formation, one of the paper feed rollers 42 of the paper feed table 200 is selectively rotated, the transfer sheet S is fed out from one of the paper feed cassettes 44 provided in the paper bank 43 in multiple stages, and the separation roller The sheet is separated one by one at 45 and put into the sheet feeding path 46, conveyed by the conveying roller 47, led to the sheet feeding path in the copying machine main body 100, and abutted against the registration roller 49 and stopped. Alternatively, the sheet feeding roller 50 is rotated to feed the transfer sheet S on the manual feed tray 51, separated one by one by the separation roller 52, put into the manual sheet feed path 53, and abutted against the registration roller 49 and stopped.

そして、中間転写ベルト10上の合成カラートナー像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写ベルト10と2次転写装置22との間に転写シートSを送り込み、2次転写装置22で転写して転写シートS上にカラートナー像を転写する。
トナー像転写後の転写シートSは、2次転写ベルト24で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で定着ベルト26と加圧ローラ27とによって熱と圧力とを加えて転写トナー像を定着した後、切換爪55で切り替えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪55で切り替えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
なお、トナー像転写後の中間転写ベルト10は、中間転写ベルトクリーニング装置17で、トナー像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部20による再度の画像形成に備える。ここで、レジストローラ49は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
Then, the registration roller 49 is rotated in synchronization with the composite color toner image on the intermediate transfer belt 10, and the transfer sheet S is sent between the intermediate transfer belt 10 and the secondary transfer device 22. The color toner image is transferred onto the transfer sheet S by transfer.
After transfer of the toner image, the transfer sheet S is conveyed by the secondary transfer belt 24 and sent to the fixing device 25. The fixing device 25 applies heat and pressure to the transfer toner image by the fixing belt 26 and the pressure roller 27. Is fixed by the switching claw 55, discharged by the discharge roller 56, and stacked on the discharge tray 57. Alternatively, it is switched by the switching claw 55 and put into the sheet reversing device 28, where it is reversed and guided again to the transfer position, and an image is recorded also on the back surface, and then discharged onto the discharge tray 57 by the discharge roller 56.
The intermediate transfer belt 10 after the toner image transfer is removed by an intermediate transfer belt cleaning device 17 to remove residual toner remaining on the intermediate transfer belt 10 after the toner image is transferred, and the tandem image forming unit 20 forms an image again. Prepare. Here, the registration roller 49 is generally used while being grounded, but it is also possible to apply a bias for removing paper dust from the sheet.

次に、上述したタンデム型画像形成部20の画像形成部18について図2に基づいて説明する。なお、ここでは、K色の画像形成部18Kについて説明するが、Y、M、Cの画像形成手段も同様の構成をしている。
画像形成部18Kは、例えば、図2に示すように、ドラム状の感光体40Kの周りに、帯電装置60K、電位センサ70K、現像装置61K、感光体クリーニング装置63K、図示しない除電装置などを備えている。
画像形成時には、感光体40Kは、図示しない駆動モータによって矢印A方向に回転駆動される。そして、感光体40Kは、その表面を帯電装置60Kによって一様帯電せしめられた後、露光装置21からの前述の原稿等の画像データを書込露光Lによって露光されて静電潜像が形成される。スキャナ300からの画像データに基づくカラー画像信号は、図示しない画像処理部で色変換処理などの画像処理が施され、K、Y、M、Cの各色の画像信号として露光装置21へ出力される。露光装置21は、画像処理部からのKの画像信号を光信号に変換し、この光信号に基づいて一様に帯電された感光体40Kの表面を走査して露光することで静電潜像を形成する。
Next, the image forming unit 18 of the tandem type image forming unit 20 will be described with reference to FIG. Although the K color image forming unit 18K will be described here, the Y, M, and C image forming units have the same configuration.
For example, as shown in FIG. 2, the image forming unit 18K includes a charging device 60K, a potential sensor 70K, a developing device 61K, a photoconductor cleaning device 63K, a static elimination device (not shown), and the like around a drum-shaped photoconductor 40K. ing.
At the time of image formation, the photoreceptor 40K is rotationally driven in the direction of arrow A by a drive motor (not shown). The surface of the photoreceptor 40K is uniformly charged by the charging device 60K, and then the image data of the above-described original document from the exposure device 21 is exposed by the writing exposure L to form an electrostatic latent image. The The color image signal based on the image data from the scanner 300 is subjected to image processing such as color conversion processing by an image processing unit (not shown), and is output to the exposure device 21 as an image signal of each color of K, Y, M, and C. . The exposure device 21 converts the K image signal from the image processing unit into an optical signal, and scans and exposes the surface of the uniformly charged photoreceptor 40K based on the optical signal, thereby exposing the electrostatic latent image. Form.

現像装置61Kの現像部材たる現像ローラ61aには現像バイアスが印加されており、感光体40K上の静電潜像と、現像ローラ61aとの間に電位差である現像ポテンシャルが形成されている。この現像ポテンシャルにより現像ローラ61a上のトナーが現像ローラ61aから感光体40Kの静電潜像に転移することで、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
感光体40K上に形成されたKトナー像は、1次転写装置62Kによって中間転写ベルト10上に一次転写される。感光体40Kは、トナー像転写後に感光体クリーニング装置63Kによって残留トナーがクリーニングされ、図示しない除電装置により除電されて次の画像形成に備えられる。同様にして、画像形成部18Y、18M、18Cは、ドラム状の感光体40Y、40M、40Cの周りに、帯電装置、電位センサ、現像装置、感光体クリーニング装置、除電装置などを備えている。そして、感光体40Y、40M、40CにY、M、Cのトナー像を形成し、これらは中間転写ベルト10上に重ね合わせて1次転写される。
A developing bias is applied to the developing roller 61a which is a developing member of the developing device 61K, and a developing potential which is a potential difference is formed between the electrostatic latent image on the photoreceptor 40K and the developing roller 61a. The toner on the developing roller 61a is transferred from the developing roller 61a to the electrostatic latent image on the photoreceptor 40K by this developing potential, whereby the electrostatic latent image is developed and a toner image is formed.
The K toner image formed on the photoreceptor 40K is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 10 by the primary transfer device 62K. After the toner image is transferred to the photoreceptor 40K, the residual toner is cleaned by the photoreceptor cleaning device 63K, and the charge is removed by a charge removal device (not shown) to prepare for the next image formation. Similarly, the image forming units 18Y, 18M, and 18C include a charging device, a potential sensor, a developing device, a photoconductor cleaning device, a static elimination device, and the like around the drum-shaped photoconductors 40Y, 40M, and 40C. Then, Y, M, and C toner images are formed on the photoreceptors 40Y, 40M, and 40C, and these are primarily transferred onto the intermediate transfer belt 10 while being superimposed.

本実施形態の画像形成装置には、形成する画像の色がフルカラーのときには全ての感光体40Y、40M、40C、40Kを中間転写体10表面に接触させておくフルカラーモードと、黒単色のときには黒以外の感光体40Y、40M、40Cを中間転写体10表面から離間させるモノクロモードとを備えている。また、本実施形態の画像形成装置には、スキャナで読取った原稿画像がモノクロ画像かカラー画像かを検知して、自動的にモノクロモードとフルカラーモードとに切替るオートカラーチェンジモードも備えている。
モノクロモードには、K色の感光体以外の感光体を中間転写ベルトから相対的に離間させて画像形成を行う第1モノクロモード、K色以外の現像装置の動作を停止させる第2モノクロモードの2種類ある。この第2のモノクロモードは、オートカラーチェンジモードが選択されているときに実行されるモードである。モノクロモード、フルカラーモード、オートカラーチェンジモードの切替は、ユーザーの意思で決定して入力できるよう、手動操作手段たる図示しない操作パネルに入力部を設けている。
The image forming apparatus according to the present embodiment includes a full color mode in which all the photoreceptors 40Y, 40M, 40C, and 40K are in contact with the surface of the intermediate transfer body 10 when the color of an image to be formed is full color, and black when the color is black. And a monochrome mode in which the other photoreceptors 40Y, 40M, and 40C are separated from the surface of the intermediate transfer member 10. The image forming apparatus of the present embodiment also includes an auto color change mode that detects whether a document image read by a scanner is a monochrome image or a color image and automatically switches between the monochrome mode and the full color mode. .
In the monochrome mode, a first monochrome mode in which an image is formed with a photosensitive member other than the K color photosensitive member relatively spaced from the intermediate transfer belt, and a second monochrome mode in which the operation of the developing device other than the K color is stopped. There are two types. The second monochrome mode is a mode that is executed when the auto color change mode is selected. To switch between the monochrome mode, the full color mode, and the auto color change mode, an input unit is provided on an operation panel (not shown) serving as a manual operation means so that the user can determine and input the mode.

ユーザーによって、モードを選択可能としているので、次のような利点がある。例えば、原稿画像は、カラー画像であるが、ユーザーがモノクロ画像にしたい場合は、ユーザーが操作パネルを操作して、モノクロモードを選択すれば、ユーザーの所望どおりのモノクロ画像を得ることができる。また、ユーザーがモノクロモードを選択したときは、常にY、M、Cの感光体が中間転写ベルト10から離間しているので、Y、M、Cの感光体の劣化を抑制することができる。また、ユーザーによってカラーモードが選択されると、オートカラーチェンジモードのようにモノクロ画像の場合は、モノクロモードに切替ることがない。
よって、カラー原稿とモノクロ原稿が混在した複数の原稿を連続して印刷するときの印刷スピードは、オートカラーチェンジモードよりも速い。その結果、ユーザーが、カラーモードを選択することで、ユーザーは、カラーとモノクロが混在した複数の原稿の印刷画像を早く手に入れることができる。
なお、本実施形態においては、像担持体として、ドラム状の感光体を使用しているが、ドラム状の感光体以外にも無端ベルト状の感光体であっても適当に使用することができる。
また、本実施形態の画像形成装置においては、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御を実行する。この画像濃度制御では、トナーパッチを、各感光体40Y、40M、40C、40K上にそれぞれ形成する。各感光体40Y、40M、40C、40K上にそれぞれ形成されるトナーパッチとしては、図3に示すように、パターン進行方向(矢印B方向)、即ち、感光体40Y、40M、40C、40Kの回転(移動)方向に対して先頭部P1から最終部P2に向かってトナー付着量が漸次連続的に減少させた連続階調トナーパターンPが作像されている。
Since the mode can be selected by the user, there are the following advantages. For example, the original image is a color image, but when the user wants to make a monochrome image, the user can operate the operation panel to select the monochrome mode, and a monochrome image as desired by the user can be obtained. In addition, when the user selects the monochrome mode, the Y, M, and C photoconductors are always separated from the intermediate transfer belt 10, so that the deterioration of the Y, M, and C photoconductors can be suppressed. When the color mode is selected by the user, the monochrome mode is not switched in the case of a monochrome image as in the auto color change mode.
Therefore, the printing speed when continuously printing a plurality of originals in which color originals and monochrome originals are mixed is faster than in the automatic color change mode. As a result, when the user selects the color mode, the user can quickly obtain print images of a plurality of originals in which color and monochrome are mixed.
In this embodiment, a drum-shaped photoconductor is used as the image carrier. However, in addition to the drum-shaped photoconductor, an endless belt-shaped photoconductor can also be used appropriately. .
In the image forming apparatus of this embodiment, image density control for optimizing the image density of each color is executed when the power is turned on or every time a predetermined number of prints are performed. In this image density control, toner patches are formed on the photoreceptors 40Y, 40M, 40C, and 40K, respectively. As shown in FIG. 3, the toner patches formed on the respective photoconductors 40Y, 40M, 40C, and 40K are rotated in the pattern traveling direction (arrow B direction), that is, the photoconductors 40Y, 40M, 40C, and 40K. A continuous tone toner pattern P is formed in which the toner adhesion amount gradually decreases from the leading portion P1 toward the final portion P2 with respect to the (moving) direction.

本実施形態においては、この連続階調トナーパターンは、帯電装置60に印加される帯電バイアス及び現像ローラ61aに印加される現像バイアスを固定として一様に帯電された感光体40の表面に照射される露光装置21からの露光LであるLD(レーザーダイオード)光量を連続的に変化させることで形成されている。ここでの「連続的」とはLD光量を変化させるステップが十分に小さく、隣り合った部分における光量の平均値の差が、各部分の光量の標準偏差よりも小さいことを言う。
尚、本実施形態においては、帯電バイアス、現像バイアスを固定として連続階調トナーパターンを作像しているが、本発明においては、要は、連続階調トナーパターンが作像できればよく、各バイアス条件を連続的に変化させることで作像してもよい。また、面積階調を連続的に変化させてもよい。しかし、感光体や中間転写ベルトが回転する線速がバイアスの応答速度よりも早い場合には、より応答速度の速いLD光量や面積階調を変化させることが好ましい。
このようにして形成された連続階調トナーパターンを使用して画像濃度の制御方法について説明する。前述のようにして形成された各色の感光体40Y、40M、40C、40K上の連続階調トナーパターンを、中間転写ベルト10上に転写して、図1に示すように、中間転写ベルト10と対向する位置に設けられた光学的トナー付着量検出手段である光センサ310で検出する。
In this embodiment, the continuous tone toner pattern is irradiated onto the surface of the uniformly charged photoreceptor 40 with the charging bias applied to the charging device 60 and the developing bias applied to the developing roller 61a fixed. It is formed by continuously changing the LD (laser diode) light quantity that is the exposure L from the exposure device 21. Here, “continuous” means that the step of changing the LD light quantity is sufficiently small, and the difference in the average value of the light quantity in the adjacent parts is smaller than the standard deviation of the light quantity in each part.
In this embodiment, a continuous tone toner pattern is formed with the charging bias and the development bias fixed, but in the present invention, it is only necessary that a continuous tone toner pattern can be formed. The image may be formed by continuously changing the conditions. Further, the area gradation may be continuously changed. However, when the linear speed at which the photosensitive member or the intermediate transfer belt rotates is faster than the response speed of the bias, it is preferable to change the LD light amount and the area gradation with a faster response speed.
A method for controlling the image density using the continuous tone toner pattern thus formed will be described. The continuous tone toner patterns on the photoconductors 40Y, 40M, 40C, and 40K of the respective colors formed as described above are transferred onto the intermediate transfer belt 10, and as shown in FIG. Detection is performed by an optical sensor 310 which is an optical toner adhesion amount detection means provided at an opposing position.

次に、時間経過に伴う光センサ310の検出値の変化とトナー付着量算出アルゴリズムを用いて、トナーパターンPの時間経過に伴うトナー付着量の変化を算出する。他方、帯電装置60と現像装置61の間で、且つ、露光装置21が感光体を露光する箇所よりも、感光体の回転方向下流側に備え付けられている電位センサ70によってトナーパターンP作成時の時間経過に伴う感光体表面電位を検出し、現像バイアスと露光後の感光体表面電位の関係から時間経過に伴う現像ポテンシャルを算出する。このとき、トナー付着量と現像ポテンシャルはどちらも、時間に対する一次関数として算出する。つまり、Y=aX+bのように算出する(Y:トナー付着量or現像ポテンシャル、X:時間t、aとb:比例定数)。
そして、トナー付着量と時間の関係式、現像ポテンシャルと時間の関係式を用いて、時間の項を消去して、トナー付着量と現像ポテンシャルの関係を求める。この傾きを現像能力(現像ポテンシャルを横軸、トナー付着量を縦軸としたときの傾き)とし、切片を現像開始電圧Vk(現像ポテンシャルを横軸、トナー付着量を縦軸としたときの切片)とする。求めた現像能力に基づいて、適正なトナー付着量となる現像ポテンシャルになるように、露光パワー(書込み強度)、帯電バイアス、現像バイアスなどの作像条件を調整、制御する。
このような調整・制御は、例えば、図4に示すような制御装置73を使用することによって、適切に行うことが可能である。即ち、光センサ310で検出された検出値と、電位センサ70によって検出された感光体の露光後の表面電位と、現像バイアス値71と、帯電バイアス値72とを制御装置73に入力して、上述のようにして制御装置73で現像能力を求め、この現像能力に基づいて現像装置61、帯電装置60及び露光装置21の現像バイアス、帯電バイアス、露光パワーを調節して適切な画像濃度となるように、調整、制御している。
このように、本発明においては、トナーパターンとして連続階調トナーパターンを使用しているため、より高精度で現像能力を求めることが可能となり、より適切な画像濃度の制御が可能となる。
Next, the change in the toner adhesion amount with the lapse of time of the toner pattern P is calculated using the change in the detection value of the optical sensor 310 with the passage of time and the toner adhesion amount calculation algorithm. On the other hand, a potential sensor 70 provided between the charging device 60 and the developing device 61 and on the downstream side in the rotation direction of the photoconductor from the position where the exposure device 21 exposes the photoconductor is used when the toner pattern P is created. The photosensitive member surface potential with the passage of time is detected, and the developing potential with the passage of time is calculated from the relationship between the developing bias and the photosensitive member surface potential after exposure. At this time, both the toner adhesion amount and the development potential are calculated as linear functions with respect to time. That is, Y = aX + b is calculated (Y: toner adhesion amount or development potential, X: time t, a and b: proportional constant).
Then, using the relational expression between the toner adhesion amount and time and the relational expression between the development potential and time, the term of time is deleted to obtain the relation between the toner adhesion amount and the development potential. This slope is the developing ability (the slope when the development potential is the horizontal axis and the toner adhesion amount is the vertical axis), and the intercept is the development start voltage Vk (the intercept when the development potential is the horizontal axis and the toner adhesion amount is the vertical axis). ). Based on the obtained developing ability, image forming conditions such as exposure power (writing intensity), charging bias, and developing bias are adjusted and controlled so as to obtain a developing potential with an appropriate toner adhesion amount.
Such adjustment / control can be appropriately performed by using, for example, a control device 73 as shown in FIG. That is, the detection value detected by the optical sensor 310, the surface potential after exposure of the photosensitive member detected by the potential sensor 70, the developing bias value 71, and the charging bias value 72 are input to the control device 73, and As described above, the developing capability is obtained by the control device 73, and the developing bias, the charging bias, and the exposure power of the developing device 61, the charging device 60, and the exposure device 21 are adjusted based on this developing capability to obtain an appropriate image density. So as to adjust and control.
As described above, in the present invention, since the continuous tone toner pattern is used as the toner pattern, it is possible to obtain the developing capability with higher accuracy and to control the image density more appropriately.

次に、本実施形態における光センサ310の構成について説明する。図5は、本実施形態における光センサ310の概略構成を示す断面図である。本実施形態における光センサ310は、主に、発光手段としての発光素子311と、正反射光を受光するための第1の受光手段としての正反射受光素子312と、拡散反射光を受光するための第2の受光手段としての拡散反射受光素子313とからなる構成されている。各素子の諸元は以下の通り。
発光側素子:GaAs赤外発光ダイオード(ピーク発光波長:λp=950nm)、トップビュータイプ、直径3mm、スポット径:直径1.0mm
受光側素子:Siフォト・トランジスタ(ピーク分光感度波長:λp=850nm)、トップビュータイプ、直径3mm、受光径:正反射光受光側:直径1.0mm、拡散反射光受光側:主走査方向:3√2、副走査方向:3mm、検出距離:5mm(センサ上部〜検出対象面までの距離)
本実施形態においては、トナー付着量検出は、Kトナーについては正反射出力を用いており、カラートナーについては拡散反射出力を用いている。それぞれの方式によって、検出可能な付着量範囲は異なっている。
Next, the configuration of the optical sensor 310 in the present embodiment will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the optical sensor 310 in the present embodiment. The optical sensor 310 in the present embodiment mainly receives a light emitting element 311 as a light emitting means, a regular reflection light receiving element 312 as a first light receiving means for receiving specular reflected light, and a diffuse reflected light. And a diffuse reflection light receiving element 313 as the second light receiving means. The specifications of each element are as follows.
Light emitting side element: GaAs infrared light emitting diode (peak emission wavelength: λp = 950 nm), top view type, diameter 3 mm, spot diameter: 1.0 mm diameter
Light receiving side element: Si phototransistor (peak spectral sensitivity wavelength: λp = 850 nm), top view type, diameter 3 mm, light receiving diameter: specular reflection light receiving side: diameter 1.0 mm, diffuse reflection light receiving side: main scanning direction: 3√2, sub-scanning direction: 3 mm, detection distance: 5 mm (distance from sensor top to detection target surface)
In this embodiment, the toner adhesion amount detection uses a regular reflection output for the K toner, and a diffuse reflection output for the color toner. Depending on each method, the detectable adhesion amount range is different.

次に、本実施形態における連続階調トナーパターンを使用した濃度制御を行う方法について説明する。
まず、第一の例として、環境変動などにより前回の画像濃度制御から現像能力が高くなった場合の本実施例の検出結果を図6、図7に示す。
現像能力が高くなると、所定のパターンを作像した時のトナー付着量が多くなる。光センサ310は高トナー付着量のときには、光センサ出力がサチュレーションしてしまうので、検出誤差が大きくなる。連続階調パターンの場合でも、検出誤差が小さい範囲のパターン部分で現像能力を算出する必要がある。
図6(A)は、Kトナーの連続階調トナーパターンを感光体表面に形成した際の、時間経過に伴う感光体表面電位の変化を示すグラフ図で、図6(B)は、Kトナーの連続階調トナーパターンを光センサ310で検出した出力のうち、正反射光受光素子で検出した出力の時間経過に伴う変化を示すグラフ図である。
また、図7(A)は、Cトナーの連続階調トナーパターンを感光体表面に形成した際の、時間経過に伴う感光体表面電位の変化を示すグラフ図で、図7(B)は、Cトナーの連続階調トナーパターンを光センサ310で検出した出力のうち拡散射光受光素子で検出した出力の時間経過に伴う変化を示すグラフ図である。
なお、図6、図7のグラフ図においては、電位センサとトナー付着量検出センサが検出を開始する時点を0秒としている。
Next, a method for performing density control using a continuous tone toner pattern in the present embodiment will be described.
First, as a first example, FIGS. 6 and 7 show the detection results of the present embodiment when the developing ability has increased from the previous image density control due to environmental fluctuations or the like.
When the developing ability is increased, the toner adhesion amount when a predetermined pattern is formed increases. When the optical sensor 310 has a high toner adhesion amount, the optical sensor output is saturated, and the detection error becomes large. Even in the case of a continuous tone pattern, it is necessary to calculate the developing ability in a pattern portion having a small detection error.
FIG. 6A is a graph showing changes in the photoreceptor surface potential over time when a continuous tone toner pattern of K toner is formed on the photoreceptor surface, and FIG. 6B shows the K toner. FIG. 6 is a graph showing a change with time of output detected by a regular reflection light receiving element among outputs detected by the optical sensor 310 of the continuous tone toner pattern of FIG.
FIG. 7A is a graph showing changes in the photoreceptor surface potential with time when a continuous tone toner pattern of C toner is formed on the photoreceptor surface. FIG. FIG. 6 is a graph showing a change with time of an output detected by a diffuse light receiving element among outputs detected by a photosensor 310 for a continuous tone toner pattern of C toner.
In the graphs of FIGS. 6 and 7, the time when the potential sensor and the toner adhesion amount detection sensor start detection is set to 0 second.

本実施形態においては、Kトナーは、図6(B)に示すように、光センサの出力が所定の閾値Vth以下となった後、時点T0から時点T1まで検出を行う。時点T0と時点T1は共に、光センサの出力が閾値Vth以下となった時点から予め決められた所定の時間が経過した時点であり、時点T0はトナー付着量検出センサ(光センサ)の検出出力がほぼ最低となる時間に定める。時点T1は、VthからトナーパターンPが通過し終える直前の最終部P2に達する時間に定める。これらの値は、トナーパターンPの長さ、感光体の回転速度などによって決定され、画像形成装置毎に固有の値となる。
さらに、時点T0と時点T1の間で予め決められた所定の時点T2を規定し、T1−T0間とT1−T2間の時間で検出した出力群を図4に示す制御装置73の記憶装置へ格納する。横軸に時間、縦軸に検出出力を取った時の傾きを算出し、T1−T0間とT1−T2間の二つの出力群区分で傾きを比較する。
この傾きを比較した結果、T1−T0間とT1−T2間の二つの出力群区分の傾きの差が0.5(V/s)以下の場合にはT1−T0間の出力値を画像濃度制御用データとして採用し、それ以上の場合には、T1−T2間での出力値を採用する。このようにして、T1−T0間とT1−T2間の二つの出力群区分の傾きの差を算出して、その差が所定値を越える場合には、T0−T2間の間ではセンサ出力がサチュレーションを起こしていると判断する。
そして、その場合には、T1−T2間の出力群区分のデータを画像濃度制御用として採用して、制御装置73で調整制御して画像濃度の制御を行うようにしている。
このようにして、センサ出力がサチュレーションしてしまった場合でも、その変更に対応した出力データに基づいて濃度制御が可能となり、より高精度で濃度制御が可能となる。
また、図6(B)における、T2からT1の間の急激に出力が変動している部分はノイズ成分である。中間転写ベルト表面の傷やベルト自体のばたつきによって生じる現象である。先にあげた特許文献のように、Vthから測定開始し、再びVthまで出力が上昇するまで測定を続けるような測定方法の場合には、このような大きな出力変動で十分なデータが得られる前に測定終了となってしまうことがある。本実施例では、所定の時間だけ測定を実施するので検知対象の傷などの急激な出力変動要因からは強い測定方法となっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6B, the K toner is detected from time T0 to time T1 after the output of the optical sensor becomes equal to or less than a predetermined threshold value Vth. Both time point T0 and time point T1 are the time points when a predetermined time has elapsed from the time point when the output of the optical sensor becomes equal to or less than the threshold value Vth, and time point T0 is the detection output of the toner adhesion amount detection sensor (optical sensor). Is set to the time at which The time point T1 is determined as the time from the Vth to the final part P2 just before the toner pattern P finishes passing. These values are determined by the length of the toner pattern P, the rotational speed of the photosensitive member, and the like, and are unique values for each image forming apparatus.
Further, a predetermined time T2 determined in advance between time T0 and time T1 is defined, and the output group detected in the time between T1-T0 and T1-T2 is sent to the storage device of the control device 73 shown in FIG. Store. The slope when time is taken on the horizontal axis and the detection output is taken on the vertical axis is calculated, and the slopes are compared between two output group sections between T1 and T0 and between T1 and T2.
As a result of comparing the slopes, if the difference in slope between the two output groups between T1 and T0 and T1 and T2 is 0.5 (V / s) or less, the output value between T1 and T0 is converted to the image density. Adopted as control data, and in the case of more than that, the output value between T1 and T2 is adopted. In this way, the difference between the slopes of the two output group sections between T1 and T0 and between T1 and T2 is calculated. If the difference exceeds a predetermined value, the sensor output is between T0 and T2. Judge that saturation is occurring.
In that case, the data of the output group section between T1 and T2 is adopted for image density control, and the image density is controlled by the control device 73 and adjusted.
In this way, even when the sensor output is saturated, the density control can be performed based on the output data corresponding to the change, and the density control can be performed with higher accuracy.
In addition, in FIG. 6B, the portion where the output suddenly fluctuates between T2 and T1 is a noise component. This phenomenon is caused by scratches on the surface of the intermediate transfer belt or flapping of the belt itself. In the case of a measurement method in which measurement is started from Vth and measurement is continued until the output rises to Vth again as in the above-mentioned patent document, before sufficient data can be obtained with such a large output fluctuation. Sometimes, the measurement ends. In this embodiment, since the measurement is performed for a predetermined time, it is a strong measurement method from a sudden output fluctuation factor such as a flaw to be detected.

また、電位センサ出力においても感光体の特性変動や帯電装置の帯電バイアス変動によって感光体露光後の表面電位が変動し、画像濃度制御には適さない連続階調パターンを作像してしまう場合がある。つまりは、露光量が強くなりすぎてしまい、露光量の強さを変化させても感光体電位の変化が小さい領域が発生してしまう。本実施形態においては、上記の場合にも対応可能としている。
即ち、図6(A)に示すように、電位センサ70の出力が所定の閾値Vth’以下となってから所定時間が経過した後、電位センサの検出出力がほぼ最低となるトナーパターンPの先頭部P1に達する時点T0’から、画像濃度制御に用いる検出値として検出を開始し、トナーパターンPが通過し終える直前の最終部P2に達する時点T1’まで検出を行っている。ここで、トナーパターンPが通過する時点がセンサ毎に異なるので、図6(B)のT1と図6(A)のT1’は異なる時点であるが、所定の閾値Vth(Vth’)からの時間は同一である。つまり、センサによって検出する時点は異なるが、検出する時間は同一となる。
さらに、時点T0’と時点T1’の間で予め決められた所定の時点T2’を規定し、T1’−T0’間とT1’−T2’間の時間で検出した出力群を図示しない制御装置73の記憶装置へ格納する。そして、横軸に時間、縦軸に検出出力を取った時の傾きを算出し、T1’−T0’間とT1’−T2’間の二つの出力群区分で傾きを比較する。
この傾きを比較した結果、T1’−T0’間とT1’−T2’間の二つ出力群区分の傾きの差が100(V/s)以下の場合にはT1−T0間の出力値を画像濃度制御用データとして採用し、それ以上の場合にはT1−T2間での出力値を採用する。
このようにして、前記トナー付着量の検出の場合と同様にして、T1’−T0’間とT1’−T2’間の二つの出力群区分の傾きの差を算出して、その差が所定値以内である場合には、T1’−T0’間の出力群を使用してよいと判断する。
以上のように、光センサと電位センサにおいて、どちらの出力群区分のデータを画像濃度制御用として使用するか決定する。光センサと電位センサで採用する出力群区分が異なる場合には、どちらもT1−T2間の出力群区分を採用する。本実施例においては、高トナー付着量による光センサ出力のサチュレーション、および、経時や環境変動による感光体の特性変動による感光体電位の変化が小さくなるといったノイズを除去するようセンサの検出を行うので、より高精度で濃度制御が可能となる。
Also in the potential sensor output, the surface potential after exposure of the photoconductor may fluctuate due to fluctuations in the characteristics of the photoconductor or the charging bias of the charging device, and a continuous tone pattern that is not suitable for image density control may be formed. is there. In other words, the exposure amount becomes too strong, and even if the intensity of the exposure amount is changed, a region where the change in the photoreceptor potential is small occurs. In the present embodiment, the above case can be handled.
That is, as shown in FIG. 6A, the head of the toner pattern P at which the detection output of the potential sensor becomes almost the lowest after a lapse of a predetermined time after the output of the potential sensor 70 becomes equal to or less than the predetermined threshold value Vth ′. Detection is started as a detection value used for image density control from time T0 ′ reaching the part P1, and detection is performed until time T1 ′ reaching the final part P2 just before the toner pattern P finishes passing. Here, since the time at which the toner pattern P passes differs for each sensor, T1 in FIG. 6B and T1 ′ in FIG. 6A are different time points, but from a predetermined threshold Vth (Vth ′). The time is the same. That is, the detection time is different, but the detection time is the same.
Further, a control device (not shown) that defines a predetermined time T2 ′ determined in advance between the time T0 ′ and the time T1 ′ and detects the output group detected during the time between T1 ′ and T0 ′ and between T1 ′ and T2 ′. 73 is stored in the storage device. Then, the slope when time is taken on the horizontal axis and the detection output is taken on the vertical axis is calculated, and the slopes are compared between the two output group sections between T1'-T0 'and T1'-T2'.
As a result of comparing the slopes, when the difference between the slopes of the two output group sections between T1'-T0 'and T1'-T2' is 100 (V / s) or less, the output value between T1-T0 is Employed as data for image density control, and output values between T1 and T2 are employed for more data.
In this way, as in the case of detecting the toner adhesion amount, the difference between the slopes of the two output group sections between T1′-T0 ′ and T1′-T2 ′ is calculated, and the difference is determined as predetermined. If it is within the value, it is determined that the output group between T1 ′ and T0 ′ may be used.
As described above, in the optical sensor and the potential sensor, which output group section data is used for image density control is determined. When the output group sections adopted by the optical sensor and the potential sensor are different, both employ the output group section between T1 and T2. In this embodiment, the sensor detects so as to eliminate noise such as saturation of the optical sensor output due to a high toner adhesion amount and a change in the photoreceptor potential due to fluctuations in characteristics of the photoreceptor due to aging and environmental fluctuations. Therefore, the concentration can be controlled with higher accuracy.

次にカラートナーの一例としてCトナーの場合について、図7に基づいて説明する。Cトナーのトナー付着量の検出は、図7(B)で示すように拡散反射出力の検出によって行う。
演算処理はKトナーの場合と同様であるが、Cトナーは拡散反射出力を検出しており出力特性が異なるので、閾値Vthと傾きは異なっている。拡散出力の場合、付着量検出センサ出力(光センサ出力)が所定の閾値Vth以上となってから所定の時間経過し、トナー付着量検出センサ(光センサ)の検出出力がほぼ最高となるトナーパターンPの先頭部P1に達した時点T0より、画像濃度制御として用いる検出値として検出を開始する。そして、トナーパターンが通過し終える直前の最終部P2に達する時点T1まで検出を行う。
さらに、時点T0と時点T1との間で予め決められた所定の時点T2を規定し、T1−T0間とT1−T2間の時間で検出した出力群を図示しない記憶装置へ格納する。横軸に時間、縦軸に検出出力を取った時の傾きを算出し、二つの出力群区分で傾きを比較する。画像濃度制御に採用する値は、二つの傾きの差が0.4(V/s)以下の場合にはT1−T0間で出力値を採用し、それ以上の場合にはT1−T2間での出力値を採用する。
Next, the case of C toner as an example of color toner will be described with reference to FIG. The toner adhesion amount of C toner is detected by detecting the diffuse reflection output as shown in FIG.
The calculation process is the same as in the case of K toner, but C toner detects diffuse reflection output and has different output characteristics, so that the slope is different from the threshold value Vth. In the case of diffusion output, a toner pattern in which the detection output of the toner adhesion amount detection sensor (optical sensor) is almost the maximum after a predetermined time has elapsed since the adhesion amount detection sensor output (optical sensor output) exceeds the predetermined threshold Vth. Detection starts as a detection value used for image density control from time T0 when the head portion P1 of P is reached. The detection is performed until time T1 when the toner reaches the final part P2 just before the toner pattern has passed.
Further, a predetermined time point T2 determined in advance between the time point T0 and the time point T1 is defined, and the output group detected in the time between T1 and T0 and between T1 and T2 is stored in a storage device (not shown). The slope when taking the time on the horizontal axis and the detection output on the vertical axis is calculated, and the slopes are compared between the two output group sections. The value used for image density control is the output value between T1 and T0 when the difference between the two slopes is 0.4 (V / s) or less, and between T1 and T2 when the difference is more than that. The output value is adopted.

また、電位センサ70の検出出力である感光体上電位も、図7(A)に示すように、図6(A)と同様に付着量検出センサで採用した区分の時間を採用して画像濃度制御に用いる。本実施形態においては、図6及び図7で示す結果においては、どちらも、時間区分T1−T2を採用して画像濃度制御を行う場合を示している。
本実施例における各出力に対する傾き閾値は、正反射光出力は0.5(V/s)、拡散反射光出力は0.4(V/s)、電位センサ出力は100(V/s)としている。しかしながら、これらの閾値は、トナーパターンの長さ、感光体回転速度、センサ特性(応答速度、出力特性など)、トナーパターン付着量などによって変動するものであるので、個々の画像形成装置に応じて傾き閾値は最適化する必要がある。
また、T1−T0間とT1−T2間のどちらを採用するかの判断は、横軸を付着量とし、縦軸を現像ポテンシャルとした傾きから判断してもよいし、横軸検出出力で縦軸現像ポテンシャルとしてもよいし、他の判断基準を用いてよい。
Further, as shown in FIG. 7A, the on-photoreceptor potential, which is the detection output of the potential sensor 70, is also applied to the image density by using the time of the classification adopted in the adhesion amount detection sensor as in FIG. Used for control. In the present embodiment, the results shown in FIG. 6 and FIG. 7 both show the case where image density control is performed using time segments T1-T2.
In this embodiment, the inclination threshold for each output is 0.5 (V / s) for regular reflected light output, 0.4 (V / s) for diffuse reflected light output, and 100 (V / s) for potential sensor output. Yes. However, these threshold values vary depending on the length of the toner pattern, the photosensitive member rotation speed, the sensor characteristics (response speed, output characteristics, etc.), the toner pattern adhesion amount, and the like. The slope threshold needs to be optimized.
In addition, the determination between T1 and T0 or between T1 and T2 may be made based on an inclination in which the horizontal axis is the adhesion amount and the vertical axis is the development potential, or the vertical axis is detected by the horizontal axis detection output. An axial development potential may be used, or other criteria may be used.

次に、図8及び図9に前回画像濃度制御から現像能力の変動が小さい場合の結果を示している。図8(A)は、Kトナーの連続階調トナーパターンを感光体表面に形成した際の時間経過に伴う感光体表面電位の変化を示すグラフ図で、図8(B)は、Kトナーの連続階調トナーパターンを光センサ310で検出した出力のうち正反射光受光素子で検出した出力の時間経過に伴う変化を示すグラフ図である。
また、図9(A)は、Cトナーの連続階調トナーパターンを感光体表面に形成した際の時間経過に伴う感光体表面電位の変化を示すグラフ図で、図9(B)は、Cトナーの連続階調トナーパターンを光センサ310で検出した出力のうち拡散射光受光素子で検出した出力の時間経過に伴う変化を示すグラフ図である。
図8、図9のグラフ図において、電位センサとトナー付着量検出センサ(光センサ)が検出を開始する時点を0秒としている。
図6及び図7の検出方法と同様に、光センサ310の出力が所定の閾値Vth以下となってから所定時間経過した時点T0より画像濃度制御として用いる検出値として検出を開始し、Vthからトナーパターンが通過し終える直前の時点T1まで検出を行う。
さらに、時点T0と時点T1の間で予め決められた所定の時点T2を規定し、T1−T0間とT1−T2間の時間で検出した出力群を図示しない記憶装置へ格納する。横軸に時間、縦軸に検出出力を取った時の傾きを算出し、各二つの出力群区分で傾きを比較する。画像濃度制御に採用する値は、二つの傾きの差が0.5(V/ms)以下の場合にはT1−T0間での出力値を採用し、それ以上の場合にはT1−T2間での出力値を採用する。電位センサ70の検出出力である感光体上電位も、同様に二つの出力群区分での傾きから、画像濃度制御に採用する値を決定する。光センサと電位センサで採用する出力群区分が異なる場合には、どちらもT1−T2間の出力群区分を採用する。
Next, FIG. 8 and FIG. 9 show the results when the variation in the developing ability is small from the previous image density control. FIG. 8A is a graph showing a change in the surface potential of the photoconductor over time when a continuous tone toner pattern of K toner is formed on the surface of the photoconductor. FIG. FIG. 6 is a graph showing a change with time of an output detected by a regular reflection light receiving element among outputs detected by a photosensor 310 for a continuous tone toner pattern.
FIG. 9A is a graph showing changes in the surface potential of the photoconductor over time when a continuous tone toner pattern of C toner is formed on the surface of the photoconductor. FIG. FIG. 6 is a graph showing a change with time of an output detected by a diffused light receiving element among outputs detected by a photosensor 310 of a continuous tone toner pattern of toner.
In the graphs of FIGS. 8 and 9, the time when the potential sensor and the toner adhesion amount detection sensor (optical sensor) start detection is set to 0 second.
Similar to the detection method of FIGS. 6 and 7, detection is started as a detection value used for image density control from a time T0 when a predetermined time has elapsed after the output of the optical sensor 310 becomes equal to or less than a predetermined threshold value Vth, and toner from Vth Detection is performed until time T1 immediately before the pattern has passed.
Further, a predetermined time point T2 determined in advance between the time point T0 and the time point T1 is defined, and an output group detected in the time between T1 and T0 and between T1 and T2 is stored in a storage device (not shown). The slope when taking the time on the horizontal axis and the detection output on the vertical axis is calculated, and the slopes are compared for each of the two output group sections. The value used for image density control is the output value between T1 and T0 when the difference between the two slopes is 0.5 (V / ms) or less, and between T1 and T2 when the difference is more than that. The output value at is adopted. Similarly, the on-photoreceptor potential that is the detection output of the potential sensor 70 also determines the value to be used for image density control from the slopes of the two output group sections. When the output group sections adopted by the optical sensor and the potential sensor are different, both employ the output group section between T1 and T2.

図8、図9共に、T1−T0間、T1−T2間のどちらの区分でも傾きに変動がないので、T1−T0間の時間区分を採用して画像濃度制御を行っている。当然、画像濃度制御に採用する時間は長い方がより精度が上がる。連続階調パターン全域で付着量検出可能範囲である場合、つまりは、横軸時間で縦軸検出出力とした場合の傾きが各時間区分で変化が小さい場合には、より時間が長い区分を採用する。
本実施形態においては、連続階調パターンを作像する各バイアス条件は前回画像濃度制御で決定した値を用いている。毎回同じバイアス条件で作像する場合には、現像能力によってパターンの付着量が大きく変動する。つまり、現像能力が高いときには、毎回短い区分しか採用できなくなる。対して、前回決定条件で作像する場合には、前回での現像能力のときに最適な付着量を作像できるよう調整されているので、現像能力の変化が小さければ全区間を採用できる可能性が高くなっている。したがって、より精度の高い検出が可能となっている。
以上のように、本実施形態においては、感光体の回転方向に連続的で先頭部の付着量が最大となる条件で作像された連続階調トナーパターンを使用し、付着量検出手段の検出閾値Vthを検出してから所定時間後の時点T0と、検出閾値Vthから前記トナーパターンが通過し終える直前の時点T1までの時間T1−T0に検出した出力を用いて作像条件を制御するようにしているので、イレーズランプ等の部品を必要とせず、検出対象表面に局所的な傷などによってセンサ出力に一時的な変動を及ぼす場合であっても、所定の時間検出することでサンプリング数を多く設定できる。その結果、出力データのバラツキを最小化することが出来るので、連続階調パターンを精度よく簡便に検出すること出来る。
In both FIG. 8 and FIG. 9, since there is no change in the slope in either the section between T1 and T0 or between T1 and T2, the image density control is performed using the time section between T1 and T0. Of course, the longer the time used for image density control, the higher the accuracy. If the amount of adhesion can be detected in the entire continuous tone pattern, that is, if the change in the vertical axis detection output in the horizontal axis time is small in each time segment, the longer time segment is adopted. To do.
In the present embodiment, the values determined by the previous image density control are used as the bias conditions for forming the continuous tone pattern. When an image is formed every time under the same bias condition, the pattern adhesion amount varies greatly depending on the developing ability. That is, when the developing ability is high, only a short section can be adopted each time. On the other hand, when image formation is performed under the previous determination conditions, adjustment is made so that the optimum amount of adhesion can be formed when the development performance is the previous development capability. The nature is getting higher. Therefore, detection with higher accuracy is possible.
As described above, in this embodiment, a continuous tone toner pattern that is continuous in the rotation direction of the photoconductor and is imaged under the condition that the amount of adhesion at the head portion is maximum is used, and the detection of the amount of adhesion detection means is performed. Image forming conditions are controlled using outputs detected at a time T0 after a predetermined time from the detection of the threshold Vth and a time T1-T0 from the detection threshold Vth to a time T1 immediately before the toner pattern finishes passing. Therefore, even if there is no need for parts such as an erase lamp and there is a temporary fluctuation in the sensor output due to local flaws on the surface to be detected, the number of samples can be reduced by detecting for a predetermined time. Many can be set. As a result, variation in output data can be minimized, so that a continuous tone pattern can be detected accurately and easily.

また、本実施形態においては、前記T1−T0に検出した出力と、時点T0から時点T1までの間であらかじめ決められた時点T2から時点T1までの時間T1−T2に検出した出力とを比較して、どちらか一方の出力を用いて作像条件を制御するようにしているので、センサの検出出力が高付着量領域で非線形となった場合でも、作像条件にフィードバックする出力を取捨選択することで精度よく検出出来るので、連続階調パターンを簡便に精度よく検出することができる。
また、本実施形態においては、感光体上の電位センサ出力を付着量検出出力と同様に検出することで、感光体の光疲労や環境変動による露光後電位の変動を実測することが出来、より精度よく現像能力の測定を出来る。
また、本実施形態においては、連続階調トナーパターンを作像する条件として露光手段の光量を連続的に変化させることによって行うので、プロセス線速が速い場合であっても時間的な律速なく連続的にトナー付着量を変更することが可能となり、連続階調トナーパターンを素早く作像することできる。
また、本実施形態においては、連続階調トナーパターンを作像する条件としての現像バイアスと帯電手段の帯電条件を前回の画像濃度制御で決定した条件とするので、トナー付着量検出手段による検出出力が検出可能範囲外となることを抑止することが可能となり、連続階調パターンを精度よく簡便に検出することが出来る。
In this embodiment, the output detected at T1-T0 is compared with the output detected at time T1-T2 from time T2 to time T1, which is predetermined between time T0 and time T1. Since either one of the outputs is used to control the imaging conditions, the output to be fed back to the imaging conditions is selected even if the sensor detection output becomes nonlinear in the high adhesion amount region. Therefore, it is possible to detect a continuous tone pattern easily and accurately.
Further, in the present embodiment, by detecting the potential sensor output on the photoconductor in the same manner as the adhesion amount detection output, it is possible to measure fluctuations in the post-exposure potential due to light fatigue and environmental fluctuations of the photoconductor. The development ability can be accurately measured.
In this embodiment, since the light quantity of the exposure unit is continuously changed as a condition for forming a continuous tone toner pattern, even if the process linear velocity is high, it is continuous without time limitation. Therefore, it is possible to change the toner adhesion amount, and it is possible to quickly form a continuous tone toner pattern.
In the present embodiment, the development bias as the condition for forming the continuous tone toner pattern and the charging condition of the charging unit are the conditions determined by the previous image density control. Can be prevented from being outside the detectable range, and a continuous tone pattern can be detected accurately and simply.

10 中間転写ベルト、18Y、18M、18C、18K 画像形成部、21 露光装置、22 2次転写装置、25 定着装置、40Y、40M、40C、40K 感光体、60 帯電装置、61 現像装置、61a 現像ローラ、62 1次転写装置、63 クリーニング装置、70 電位センサ、71 現像バイアス、72 帯電バイアス、73 制御装置、310 光センサ、311 LED、312 正反射受光素子、313 拡散反射受光素子   10 intermediate transfer belt, 18Y, 18M, 18C, 18K image forming unit, 21 exposure device, 22 secondary transfer device, 25 fixing device, 40Y, 40M, 40C, 40K photoconductor, 60 charging device, 61 developing device, 61a development Roller, 62 Primary transfer device, 63 Cleaning device, 70 Potential sensor, 71 Development bias, 72 Charging bias, 73 Control device, 310 Photo sensor, 311 LED, 312 Regular reflection light receiving element, 313 Diffuse reflection light receiving element

特許第3254235号Japanese Patent No. 3254235 特許第3386231号Japanese Patent No. 3386231

Claims (5)

像担持体と、当該像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、当該帯電手段によって帯電された像担持体に画像データに基づく露光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、当該露光手段によって形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、当該トナー像のトナー付着量を検出する付着量検出手段と、前記帯電手段、露光手段及び現像手段によって前記像担持体に形成された所定のトナーパターンのトナー付着量を前記付着量検出手段によって検出し、当該検出結果に応じて前記トナー像の作像条件を制御する制御装置と、を備えた画像形成装置において、
前記トナーパターンは、トナー付着量を前記像担持体の移動方向で先頭部から漸次連続的に減少させた連続階調トナーパターンであり、
前記制御装置は、前記付着量検出手段が前記トナーパターンのトナー付着量を検出する際に、当該付着量検出手段の検出閾値Vthを検出してから前記トナーパターンの先頭部を検出するまでの所定時間経過時点T0から前記トナーパターンの最終部を検出する時点T1までに検出したトナー付着量の出力データに基づいて前記作像条件を制御することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier, a charging unit that uniformly charges the surface of the image carrier, and an exposure unit that irradiates the image carrier charged by the charging unit with exposure based on image data to form an electrostatic latent image. A developing unit that supplies toner to the electrostatic latent image formed by the exposure unit to form a toner image, an adhesion amount detection unit that detects a toner adhesion amount of the toner image, the charging unit, and an exposure unit And a controller for detecting a toner adhesion amount of a predetermined toner pattern formed on the image carrier by the developing means by the adhesion amount detection means, and controlling an image forming condition of the toner image according to the detection result; In an image forming apparatus comprising:
The toner pattern is a continuous tone toner pattern in which the toner adhesion amount is gradually and continuously reduced from the top in the moving direction of the image carrier,
When the adhesion amount detection unit detects the toner adhesion amount of the toner pattern, the control device performs a predetermined period from detection of the detection threshold value Vth of the adhesion amount detection unit to detection of the leading portion of the toner pattern. An image forming apparatus, wherein the image forming condition is controlled based on output data of a toner adhesion amount detected from time T0 to time T1 when the final part of the toner pattern is detected.
請求項1記載の画像形成装置において、
前記制御装置は、前記時点T0から当該時点T0と前記時点T1までの間で予め設定された時点T2までに検出されたトナー付着量の出力データと前記時点T0から時点T1までに検出されたトナー付着量の出力データとを比較し、当該比較結果に基づいてどちらか一方の出力データを使用して前記作像条件を制御することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1.
The control device outputs the toner adhesion amount output data detected from the time T0 to the time T2 preset between the time T0 and the time T1, and the toner detected from the time T0 to the time T1. An image forming apparatus that compares output data of an adhesion amount and controls the image forming condition using one of the output data based on the comparison result.
請求項1又は2記載の画像形成装置において、
前記像担持体上の露光位置と現像位置の間の表面電位を検出する電位センサを備え、
前記制御装置は、前記像担持体に前記トナーパターンを形成したときに、前記電位センサの検出閾値Vth’を検出してから前記トナーパターンの先頭部を検出するまでの所定時間経過時点T0’から前記トナーパターンの最終部を検出する時点T1’までに検出した像担持体の表面電位の出力データと、前記時点T0’から当該時点T0’と前記時点T1’までの間で予め設定された時点T2’までに検出した像担持体の表面電位の出力データとを比較し、当該比較結果に基づいて選択されたどちらか一方の出力データ及び使用された前記トナー付着量の出力データに基づいて前記作像条件を制御することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
A potential sensor that detects a surface potential between an exposure position and a development position on the image carrier;
When the toner pattern is formed on the image carrier, the control device starts from a time T0 ′ at which a predetermined time elapses from when the detection threshold Vth ′ of the potential sensor is detected until the leading portion of the toner pattern is detected. The output data of the surface potential of the image carrier detected by the time T1 ′ at which the final portion of the toner pattern is detected, and the time set in advance between the time T0 ′ and the time T0 ′ and the time T1 ′. The output data of the surface potential of the image carrier detected up to T2 ′ is compared, and either one of the output data selected based on the comparison result and the output data of the toner adhesion amount used are used. An image forming apparatus that controls image forming conditions.
請求項1乃至3のいずれか1項記載の画像形成装置において、
前記トナーパターンは、前記露光手段の光量を連続的に変化させることによって形成されることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The image forming apparatus, wherein the toner pattern is formed by continuously changing a light amount of the exposure unit.
請求項1乃至4のいずれか1項記載の画像形成装置において、
前記トナーパターンは、前回の画像濃度制御で設定された前記現像手段の現像バイアスと前記帯電手段における帯電条件に基づいて形成されることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner pattern is formed based on a developing bias of the developing unit set in a previous image density control and a charging condition in the charging unit.
JP2009194629A 2008-08-26 2009-08-25 Image forming apparatus Pending JP2010079290A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009194629A JP2010079290A (en) 2008-08-26 2009-08-25 Image forming apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008216522 2008-08-26
JP2009194629A JP2010079290A (en) 2008-08-26 2009-08-25 Image forming apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010079290A true JP2010079290A (en) 2010-04-08

Family

ID=42209719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009194629A Pending JP2010079290A (en) 2008-08-26 2009-08-25 Image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010079290A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016080724A (en) * 2014-10-09 2016-05-16 株式会社リコー Image forming apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016080724A (en) * 2014-10-09 2016-05-16 株式会社リコー Image forming apparatus
US9513585B2 (en) 2014-10-09 2016-12-06 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus which sets image forming condition based on calculated exposed area potential

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4815322B2 (en) Image forming apparatus
US8155543B2 (en) Image forming apparatus capable of reducing a lengthy duration of an adjustment control
US7551864B2 (en) Image forming apparatus and method of controlling an image quality
US8731419B2 (en) Image forming apparatus and image density control method
JP2014119713A (en) Image forming apparatus
US20100214568A1 (en) Image forming apparatus for forming image on record medium
US8041238B2 (en) Image forming apparatus, image forming method, and computer program product
US7865095B2 (en) Image forming apparatus including distance detection unit
JP2001215857A (en) Image forming apparatus, transfer material transport control method, transfer device and belt device
JP6682363B2 (en) Image forming device
JP4116475B2 (en) Belt device, photoconductor device, and image forming apparatus
JP2016167007A (en) Image forming apparatus and control method of image forming apparatus
JP3728152B2 (en) Image forming apparatus
JP2010079290A (en) Image forming apparatus
US9207590B2 (en) Fixing apparatus and image-forming apparatus
JP4672275B2 (en) Image forming apparatus
JP2018092101A (en) Image forming apparatus and incident angle adjustment method
JP2009276686A (en) Image forming apparatus
JP2005148302A (en) Image forming apparatus
JP3699815B2 (en) Image forming apparatus
JP2009251304A (en) Image forming apparatus
JP2010271364A (en) Image forming apparatus
JP2016177139A (en) Image formation device
JP2004109167A (en) Recording material detecting device and means, and image forming apparatus
JP2022177412A (en) Image forming apparatus and transfer condition setting method