JP2011095651A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二成分現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置に関し、さらに詳しくは、トナーの濃度制御に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus using a two-component developer, and more particularly to toner density control.
トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置は、現像器内に貯留されたトナーとキャリアとの比率が適正となるようにトナー濃度の調整を行うトナー濃度調整手段を備えている。 An electrophotographic image forming apparatus using a two-component developer composed of a toner and a carrier has a toner density adjusting means for adjusting the toner density so that the ratio of the toner and the carrier stored in the developing device is appropriate. I have.
このトナー濃度調整手段は、回転可能な感光体の表面に、トナー濃度を検知させるための基準トナーパターン用の静電潜像を形成し、回転可能な現像剤担持体によって基準トナーパターン用の静電潜像を現像し、その現像された基準トナーパターンと感光体上のトナー非付着部との反射光を光反射型フォトセンサで検知し、基準トナーパターンにおける光反射型フォトセンサの出力値Vspを、トナー非付着部における光反射型フォトセンサの出力値Vsgで除した(Vsp/Vsg)値が、予め設定された所定値を維持するように構成されている。 The toner density adjusting means forms an electrostatic latent image for a reference toner pattern for detecting the toner density on the surface of a rotatable photoconductor, and the static toner for the reference toner pattern is formed by a rotatable developer carrier. The electrostatic latent image is developed, the reflected light from the developed reference toner pattern and the toner non-adhered portion on the photosensitive member is detected by the light reflection type photosensor, and the output value Vsp of the light reflection type photosensor in the reference toner pattern. (Vsp / Vsg) divided by the output value Vsg of the light reflection type photosensor in the toner non-adhering portion is configured to maintain a predetermined value set in advance.
具体的には、基準トナーパターンのトナー付着量が少なくなるとVsp/Vsgが所定値より上昇し、現像器内の現像剤のトナー濃度が低いと判断されて、トナー補給装置から現像器へのトナー補給が実行される。その逆に、Vsp/Vsgが所定値より低い場合には、現像器内の現像剤のトナー濃度が高いと判断されて、トナー補給装置から現像器へのトナー補給が実行されない。 Specifically, when the toner adhesion amount of the reference toner pattern decreases, Vsp / Vsg rises above a predetermined value, and it is determined that the toner concentration of the developer in the developer is low, and the toner from the toner replenishing device to the developer Replenishment is executed. On the contrary, when Vsp / Vsg is lower than the predetermined value, it is determined that the toner concentration of the developer in the developing device is high, and toner replenishment from the toner replenishing device to the developing device is not executed.
ところで、画像形成装置の必要電力の大半は、トナー像をシート状の記録材に溶融定着する際に定着装置の熱源へ供給する電力であり、省エネルギー化を達成するためには、定着下限温度を下げる必要があり、その要望に応えるように、昨今、定着下限温度を下げたトナーが開発されてきている。例えば、定着下限温度が150〜170[℃]程度であったものが、定着下限温度を150[℃]以下で可能になってきている。 By the way, most of the required power of the image forming apparatus is power supplied to the heat source of the fixing device when the toner image is melted and fixed on the sheet-like recording material. To achieve energy saving, the lower limit fixing temperature is set. In order to meet this demand, toners having a lower fixing minimum temperature have been developed recently. For example, a fixing lower limit temperature of about 150 to 170 [° C.] has become possible with a fixing lower limit temperature of 150 [° C.] or less.
しかしながら、そのトナーは、付着力が強い傾向があり、現像剤担持体としての現像スリーブに、しだいにこびりつき、正常な現像が行えずに画像品質を下げてしまう場合がある(以下、この、こびりつき現象をスリーブ固着と呼ぶ)。なお、このスリーブ固着は、従来のトナーにおいても発生していたが、定着下限温度を低くしたトナーは、付着力が強い傾向があることからスリーブ固着が発生しやすい。 However, the toner tends to have a strong adhesive force, and gradually adheres to the developing sleeve as the developer carrying member, which may cause the image quality to deteriorate without performing normal development (hereinafter referred to as “sticking”). This phenomenon is called sleeve sticking). Although this sleeve sticking has occurred in the conventional toner, the toner having a lower fixing minimum temperature tends to have a strong adhesive force, so that the sleeve sticking easily occurs.
このスリーブ固着は、同一の原稿を連続でプリントした場合に、感光体の非画像部に対応した位置に発生しやすい。これは、感光体の非画像部に対応した位置のトナーが、現像スリーブ自らが引き付ける電界によって、現像スリーブに押し付けられ、何度もキャリアによって摺擦されることで、最終的には融着まで進行すると考えられる。 This sleeve sticking is likely to occur at a position corresponding to the non-image portion of the photoreceptor when the same document is continuously printed. This is because the toner at the position corresponding to the non-image portion of the photosensitive member is pressed against the developing sleeve by the electric field attracted by the developing sleeve itself, and is rubbed by the carrier many times until finally the fusion. It is thought to progress.
このスリーブ固着を防止する技術として、従来、例えば、現像剤規制部材を接地し、現像スリーブとの間の電界を形成することによって、現像スリーブに弱く付着したトナーを、この電界によって現像剤規制部材に移行させることで、スリーブ固着を防いだものがある(例えば特許文献1参照)。
また、感光体と現像スリーブのギャップをある程度広く設定し、電界効果によってトナーが現像スリーブ表面に付着したり押し付けられたりすることを防止する(例えば特許文献2参照)。
As a technique for preventing the sleeve from sticking, conventionally, for example, the developer regulating member is grounded and an electric field is formed between the developing sleeve, and thus the toner that weakly adheres to the developing sleeve is caused by this electric field. In some cases, the sleeve is prevented from sticking by shifting to (see, for example, Patent Document 1).
In addition, the gap between the photosensitive member and the developing sleeve is set to a certain extent to prevent the toner from adhering or being pressed against the surface of the developing sleeve due to the electric field effect (see, for example, Patent Document 2).
上述した特許文献1及び2に記載されたものは、従来のトナーに対するスリーブ固着を防止する技術として好適なものではあるものの、昨今の付着力の強いトナーは、スリーブ固着が生じる可能性がないとは言えない。
仮に、スリーブ固着が発生し、しかもその発生箇所が、上述した基準トナーパターンの形成位置の場合、以下の不具合が生じてしまう。
Although those described in
If the sleeve sticks and the occurrence location is the above-described reference toner pattern formation position, the following problems occur.
すなわち、基準のトナーパターンの形成位置でスリーブ固着が生じると、トナーパターンを作像する際、実際の電圧よりもトナーが固着した分、スリーブに固着したトナーが帯電し、実効的な現像電圧が高くなり、感光体上のトナーパターンの付着量が多くなるため、上述したVsp/Vsgが低くなってしまう。この状態になるとトナー補給量が必要量に対して少なくなる傾向になる。 That is, when the sleeve is fixed at the position where the reference toner pattern is formed, when the toner pattern is formed, the toner fixed to the sleeve is charged as much as the toner is fixed rather than the actual voltage. This increases and the amount of toner pattern adhering to the photoreceptor increases, so that the above-mentioned Vsp / Vsg becomes low. In this state, the toner replenishment amount tends to be smaller than the required amount.
スリーブ固着が進行すると、この傾向が顕著になり濃度調整に不具合が起こり、濃度が薄くなるなどの問題を引き起こす。また、このスリーブ固着によってトナー付着量が多くなる現象は、作像開始からスリーブ1回転分作像されるまでが顕著であり、画像の先端からスリーブ1周分が濃くなる現象が見られる。
このようにスリーブ固着が進行すると、トナーの濃度制御に影響を及ぼし、画像の濃度が薄くなるなど画像品質を劣化させてしまう。
As the sticking of the sleeve progresses, this tendency becomes conspicuous, causing a problem in density adjustment and causing problems such as a decrease in density. Further, the phenomenon that the toner adhesion amount increases due to the fixing of the sleeve is remarkable from the start of image formation until the image is formed for one rotation of the sleeve, and a phenomenon in which the circumference of the sleeve is darkened from the leading edge of the image is observed.
When the sleeve fixing progresses in this way, the toner density control is affected, and the image quality deteriorates, for example, the image density becomes thin.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、基準のトナーパターンの形成位置でのスリーブ固着を抑制してトナーの濃度制御に影響を及ぼさない画像形成装置を提供することを課題とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus that suppresses the fixation of a sleeve at a reference toner pattern formation position and does not affect toner density control. And
上記課題を解決するために、本発明にかかる画像形成装置は、下記の技術的手段を講じた。
請求項1にかかる発明は、回転可能な感光体の表面に、トナー濃度を検知させるための基準トナーパターン用の静電潜像を形成し、回転可能な現像剤担持体によって前記静電潜像を現像し、その現像された基準トナーパターンの反射光を検知し、その反射光に応じた出力値を用いてトナー濃度調整を行う濃度調整手段を備えた画像形成装置において、前記濃度調整手段は、前記基準トナーパターンの、その回転移動方向の長さが、前記現像剤担持体の周長をL、前記現像剤担持体の線速をvs、前記感光体の線速をvpとした場合に、L×(vp/vs)より長い第1の基準トナーパターンを形成可能に構成されている画像形成装置を特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1において、前記濃度調整手段は、前記基準トナーパターンの、その回転移動方向の長さが、前記反射光を検知可能な必要最低限の長さの第2の基準トナーパターンをも形成可能に構成され、前記第1の基準トナーパターンと前記第2の基準トナーパターンとの何れかを適宜選択してトナー濃度調整を実行させることを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項2において、前記濃度調整手段は、前記第2の基準トナーパターンを用いたトナー濃度調整を基本として、適宜、前記第1の基準トナーパターンを用いたトナー濃度調整を実行させることを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項1乃至3の何れか1項において、前記濃度調整手段は、前記第1の基準トナーパターンの反射光の検知位置として、前記第1の基準トナーパターンの長さのうち、回転移動方向先端側を基準として前記L×(vp/vs)の長さを超えた位置であることを特徴とする。
請求項5にかかる発明は、請求項1乃至3の何れか1項において、前記濃度調整手段は、前記第1の基準トナーパターンの反射光の検知位置として、前記第1の基準トナーパターンの長さのうち、回転移動方向先端側を基準として前記L×(vp/vs)の長さ内である第1の検知位置と、前記L×(vp/vs)の長さを超えた第2の検知位置とを備え、前記第1の検知位置における反射光に応じた出力値と前記第2の検知位置における反射光に応じた出力値との差分によって、前記第1の基準トナーパターンを用いたトナー濃度調整の実行間隔を可変させることを特徴とする。
請求項6にかかる発明は、請求項2または3において、前記濃度調整手段は、前記第1の基準トナーパターンの反射光の検知位置として、前記第1の基準トナーパターンの長さのうち、回転移動方向先端側を基準として前記L×(vp/vs)の長さ内である第1の検知位置と、前記L×(vp/vs)の長さを超えた第2の検知位置とを備え、前記第1の検知位置における反射光に応じた出力値と前記第2の検知位置における反射光に応じた出力値との差分が閾値未満の場合、次回のトナー濃度調整は、前記第2の基準トナーパターンを用いることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the image forming apparatus according to the present invention has the following technical means.
According to the first aspect of the present invention, an electrostatic latent image for a reference toner pattern for detecting a toner density is formed on the surface of a rotatable photosensitive member, and the electrostatic latent image is formed by a rotatable developer carrier. In the image forming apparatus, the density adjusting unit includes a density adjusting unit that detects the reflected light of the developed reference toner pattern and adjusts the toner density using an output value corresponding to the reflected light. When the length of the reference toner pattern in the rotational movement direction is L, the circumferential length of the developer carrier is L, the linear velocity of the developer carrier is vs, and the linear velocity of the photoconductor is vp. , And an image forming apparatus configured to be able to form a first reference toner pattern longer than L × (vp / vs).
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the density adjusting unit is configured such that the length of the reference toner pattern in the rotational movement direction is a minimum necessary length that can detect the reflected light. The reference toner pattern can also be formed, and the toner density adjustment is executed by appropriately selecting either the first reference toner pattern or the second reference toner pattern.
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the density adjustment unit is configured to appropriately adjust the toner density using the first reference toner pattern based on toner density adjustment using the second reference toner pattern. The adjustment is executed.
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the density adjusting unit may detect the length of the first reference toner pattern as a detection position of the reflected light of the first reference toner pattern. Among these, it is a position that exceeds the length of L × (vp / vs) with respect to the front end side in the rotational movement direction.
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the density adjusting unit can detect the length of the first reference toner pattern as a detection position of the reflected light of the first reference toner pattern. Among them, a first detection position that is within the length of L × (vp / vs) with respect to the tip end side in the rotational movement direction, and a second detection position that exceeds the length of L × (vp / vs) The first reference toner pattern is used according to a difference between an output value corresponding to reflected light at the first detection position and an output value corresponding to reflected light at the second detection position. The toner density adjustment execution interval is variable.
According to a sixth aspect of the present invention, in the second or third aspect, the density adjusting unit rotates the length of the first reference toner pattern as the detection position of the reflected light of the first reference toner pattern. A first detection position that is within the length of L × (vp / vs) with respect to the leading end side in the moving direction, and a second detection position that exceeds the length of L × (vp / vs). When the difference between the output value according to the reflected light at the first detection position and the output value according to the reflected light at the second detection position is less than a threshold value, the next toner density adjustment is performed by the second toner density adjustment. A reference toner pattern is used.
本発明によれば、基準のトナーパターンの形成位置でのスリーブ固着を抑制してトナーの濃度制御に影響を及ぼさない画像形成装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus that suppresses the sticking of the sleeve at the formation position of the reference toner pattern and does not affect the toner density control.
本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を説明する。
本実施の形態にかかる画像形成装置は、外部から送信された画像情報を受信し、その画像情報に基づいて用紙に画像を形成するフルカラー出力対応のレーザープリンタを例示しており、先ず、この画像形成装置の概略を、図1及び図2を参照しながら説明する。
An embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described.
The image forming apparatus according to the present embodiment exemplifies a full-color output compatible laser printer that receives image information transmitted from the outside and forms an image on a sheet based on the image information. An outline of the forming apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
本実施形態にかかる画像形成装置は、図1に示すように、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック(以下、Y、C、M、Kと記す)用の4つのプロセスカートリッジ1を備えている。この4つのプロセスカートリッジ1は、使用するトナーの色が夫々違うが、それ以外は同じ構成になっている。Yトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ1を例にすると、図2に示すように、感光体ユニットと現像ユニットとを有している。これら感光体ユニットと現像ユニットは一体的に画像形成装置本体に対して着脱可能となっている。
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus according to the present embodiment includes four
図2にプロセスカートリッジ1の断面概略図を示す。
感光体ユニットは、感光体としての感光ドラム2、感光ドラム2に付着した転写残トナー等を除去し回収するドラムクリーニング装置3、感光ドラム2の表面摩擦係数を所定の値にするための滑剤塗布ブラシ4および滑剤5(ステアリン酸亜鉛)、滑剤5を感光ドラム2上に均一に塗布するための滑剤塗布ブレード6、感光ドラム2を均一に帯電するための帯電ローラ7、赤外発光LED等の発光素子と受光素子とを備え、感光ドラム2上に現像された基準トナーパターンと感光ドラム2上のトナー非付着部との夫々の反射光を検知する光反射型フォトセンサ10などを有している。なお、本発明の要部である、この光反射型フォトセンサ10を備えたトナーの濃度調整手段の詳細は後述する。
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the
The photosensitive unit includes a
帯電ローラ7は、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動する感光ドラム2の表面を、図示しない帯電バイアス印加手段からAC電圧にDC電圧を重畳した帯電バイアスを印加して一様に帯電させる。つづいて、画像信号に対応した露光ユニット18(図1)から発せられるレーザ光によって露光走査されて静電潜像を形成する。
The charging roller 7 uniformly applies a charging bias obtained by superimposing a DC voltage on an AC voltage from a charging bias applying unit (not shown) to the surface of the
現像ユニットは、第1搬送スクリュー11が配設された第1現像剤収容部8と、現像剤搬送スクリューとしての第2搬送スクリュー12が配設された第2現像剤収容部9を有している。
The developing unit includes a first
第1搬送スクリュー11は、図示しない駆動手段によって回転駆動され、第1現像剤収容部8内の、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を、図2において奥側から手前側に搬送され、第1現像剤収容部8と第2現像剤収容部9との間に立設された仕切り壁13に設けられた図示しない連通口を経て、第2現像剤収容部9内に進入するようになっている。
The first conveying screw 11 is rotationally driven by a driving means (not shown), and the two-component developer composed of toner and carrier in the first
第2現像剤収容部9内の第2搬送スクリュー12は、図示しない駆動手段によって回転駆動されることで、二成分現像剤を図2において、手前側から奥側に搬送される。第2搬送スクリュー12の上方には、現像剤担持体としての現像スリーブ14が第2搬送スクリュー12と平行な姿勢で配設されており、その現像スリーブ14は、図中反時計回り方向に回転駆動されるようになっている。
The second conveying
この現像スリーブ14は、二成分現像剤の搬送能力を高めるために、表面をサンドブラストで粗面化処理された非磁性材料(アルミ)で円筒軸状に形成され、図示しない駆動手段で、図2中、反時計回りに回転するようになっている。この現像スリーブ14の内部には、周方向に交互に磁極15を形成したマグネットローラ16が内挿されており、第2搬送スクリュー12によって搬送された二成分現像剤の一部が、このマグネットローラ16の発する磁力によって、現像スリーブ14表面に汲み上げられ、穂立ちするようになっている。
なお、この現像スリーブ14は、二成分現像剤の搬送能力を高めるために、サンドブラストによる粗面のほかに、等間隔の細かい溝(軸方向の溝やアヤメ状、格子状など)を設けたものが挙げられる。
The developing
In addition to the rough surface by sandblasting, this developing
また、現像スリーブ14の表面に汲み上げられて付着した二成分現像剤のうち、余分な二成分現像剤を掻き取り可能に、現像剤量規制部材としてのドクターブレード17が現像スリーブ14と所定の間隙を保持するように設けられている。このドクターブレード17によって、現像剤の層厚が規制された後、感光ドラム2と対向する現像領域まで搬送され、図示しない現像バイアス印加手段から現像スリーブ14に印加される現像バイアスによって、感光ドラム2上に形成された静電潜像にトナーを付着させ、トナー像に現像する。この現像によってトナーを消費した現像剤は、現像スリーブ14の回転に伴って第2搬送スクリュー12上に戻される。そして、図中奥端まで搬送されると、図示しない連通口を経て第1収容部内に戻る。
Further, among the two-component developers that are pumped up and adhered to the surface of the developing
プロセスカートリッジ1の下方には、静電潜像書き込み手段としての露光ユニット18が配設されている。この露光ユニット18は、画像情報に基づいてレーザ光を各プロセスカートリッジ1の感光ドラム2表面に照射する。これによって、感光ドラム2上に静電潜像を形成する。なお、露光ユニット18は、光源たるレーザーダイオードから発したレーザ光をモータによって回転駆動されるポリゴンミラーによって走査され、複数の光学レンズやミラーを介して感光ドラム2に照射するものである。かかる構成に代えて、LEDアレイによる露光ユニット18を採用することもできる。
Below the
露光ユニット18の下方には、第1給紙カセット19、第2給紙カセット20が配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ、シート状の記録材が収容されており、複数のローラ等で構成された給紙手段21により、記録材が給紙路22に排出されるようになっている。
Below the
給紙路22には、レジストローラ対23が配設されている。このレジストローラ対23は、記録材を挟持して待機し、後述する中間転写ベルト24上に形成されたトナー画像が二次転写ニップに到達するタイミングに合わせて駆動し、記録材を二次転写ニップに向けて送り出すようになっている。
A
各プロセスカートリッジ1の上方には、中間転写ベルト24を備え、その中間転写ベルト24を図中反時計回りに回動する転写ユニットが配設されている。この転写ユニットの上方には、Y、C、M、Kの各色のトナーを夫々収容する4つのトナーボトル25が配設されている。トナーボトル25に収容された各色のトナーは、各色のプロセスカートリッジ1の現像ユニットに適宜供給される。これらトナーボトル25は、ボトル内のトナー残量がなくなったら交換できるように画像形成装置本体から着脱可能となっている。
Above each
上述した転写ユニットは、上述の中間転写ベルト24の他、ベルトクリーニングユニット26、各色の感光ドラム2の対向する位置に配設された一次転写ローラ27、外部からの駆動を受け、中間転写ベルト24を駆動せしめる駆動ローラ28、駆動ローラ28から所要の間隔をおいて設けられた従動ローラ29等で構成されている。なお、駆動ローラ28は、二次転写ローラ30の対向ローラを兼ねている。
In addition to the above-described
一次転写ローラ27は、中間転写ベルト24の下側のベルトを挟んで感光ドラム2に当接し、一次転写ニップを形成している。一次転写ローラ27に感光ドラム2上に形成されたトナー画像のトナーとは逆極性の転写バイアスを印加することで、感光ドラム2上のトナー画像を中間転写ベルト24上に転写する。各色の作像ユニットで形成された各色のトナー画像は、重畳するように中間転写ベルト24上に順次一次転写され、中間転写ベルト24上にカラートナー画像が形成される。
The
駆動ローラ28である二次転写対向ローラとベルトを挟んで対向する位置に、二次転写ローラ30が配設され、バネ荷重によって、駆動ローラ28に所定の荷重で当接し、二次転写ニップが形成される。
中間転写ベルト24上に形成されたカラートナー画像は、中間転写ベルト24の回転駆動によって二次転写ニップに移動され、同時に、レジストローラ対23からトナー画像の二次転写ニップ進入と同期して記録材が二次転写ニップに進入される。
A secondary transfer roller 30 is disposed at a position facing the secondary transfer counter roller, which is the drive roller 28, across the belt. The secondary transfer nip is brought into contact with the drive roller 28 with a predetermined load by a spring load. It is formed.
The color toner image formed on the
カラートナー像は、二次転写ローラ30と二次転写対向ローラとの間に形成される二次転写電界とニップ圧によって、記録材に二次転写される。二次転写の電界は、二次転写対向ローラにトナーと同極性の転写バイアスを印加し、二次転写ローラ30を接地することで形成している。 The color toner image is secondarily transferred to the recording material by a secondary transfer electric field and a nip pressure formed between the secondary transfer roller 30 and the secondary transfer counter roller. The electric field for secondary transfer is formed by applying a transfer bias having the same polarity as the toner to the secondary transfer counter roller and grounding the secondary transfer roller 30.
二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト24上には、記録材に転写されなかったトナーが僅かに残って付着している。これは、ベルトクリーニングユニット26によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット26は、クリーニングブレードを中間転写ベルト24の表面に当接させており、これによって、ベルト上の転写残トナーを掻きとって除去する。
中間転写ベルト24上から除去された転写残トナーは、廃トナーボトル31に収容され、廃棄される。
A small amount of toner that has not been transferred to the recording material remains on the
The transfer residual toner removed from the
二次転写ニップの上方には、定着ユニットが配設されている。この定着ユニットは、電磁誘導発熱層を内包する定着ローラ32、定着ローラ32と所定圧力で当接され、所定のニップ幅を形成する加圧ローラ33、図示しない温度センサ等で構成されている。定着ローラ32の図中左側に、定着ローラ32内の電磁誘導発熱層を発熱させるための電磁誘導手段であるIHコイルユニット34を有する。定着ローラ32は、IHコイルによる電磁誘導で加熱される。各ローラは図示しない駆動源によって加圧ローラ33が時計方向に、定着ローラ32は反時計方向に回転する。
A fixing unit is disposed above the secondary transfer nip. The fixing unit includes a fixing
二次転写ニップを通過した記録材は、中間転写ベルト24から分離した後、定着ユニット内に送られる。そして、定着ユニットの定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ローラ32によって加熱され、同時に定着ニップで加圧されてトナー画像が記録材上に定着せしめられる。
このようにして定着処理が施された記録材は、排紙ローラ対を経由して機外に排出され、画像形成装置本体の上面にスタックされる。
The recording material that has passed through the secondary transfer nip is separated from the
The recording material subjected to the fixing process in this manner is discharged out of the apparatus via a pair of paper discharge rollers and stacked on the upper surface of the image forming apparatus main body.
次に、本発明の要部である濃度調整手段を詳述する。
先ず、濃度調整手段の基本的な動作を説明すると、濃度調整手段は、プロセスカートリッジ1や露光ユニット18等を用いて、感光ドラム2の表面に、トナー濃度を検知させるための基準トナーパターン用の静電潜像を形成し、現像スリーブ14によって基準トナーパターン用の静電潜像を現像し、その現像された基準トナーパターンと感光ドラム2表面のトナー非付着部との反射光を光反射型フォトセンサ10で検知し、基準トナーパターンにおける光反射型フォトセンサ10の出力値Vspを、トナー非付着部における光反射型フォトセンサ10の出力値Vsgで除した(Vsp/Vsg)値を算出し、その算出した値と予め設定された所定値とを比較し、算出した値が予め設定された所定値に達するようにトナー補給制御がされるようになっている。
Next, the density adjusting means that is the main part of the present invention will be described in detail.
First, the basic operation of the density adjusting means will be described. The density adjusting means uses a
トナー補給制御は、基準トナーパターンのトナー付着量が少なくなると、Vsp/Vsgが所定値より上昇して、現像ユニット中の二成分現像剤のトナー濃度が低いと判断して、現像ユニット中の第一現像剤収容部8(図1)の図中奥側に接続された図示しないトナー補給装置から、比較結果に応じたトナー補給を実行する。その逆に、Vsp/Vsgが所定値より低い場合には、現像ユニット中の二成分現像剤のトナー濃度が高い、または適正と判断して、トナー補給装置から第一現像剤収容部8へのトナー補給を実行しないようになっている。つまり、基準トナーパターンにおける光反射型フォトセンサ10の出力値Vspとトナー濃度との関係として、制御上、図3のような関係であることを基に判断している。
この濃度調整手段によるトナー補給制御は、所定の画像形成枚数毎や、画像形成装置のメインスイッチオン時や作像動作終了時の空走中に、各プロセスカートリッジ1別に実施される。
In the toner replenishment control, when the toner adhesion amount of the reference toner pattern decreases, Vsp / Vsg increases from a predetermined value, and it is determined that the toner concentration of the two-component developer in the developing unit is low. Toner supply according to the comparison result is executed from a toner supply device (not shown) connected to the rear side in the drawing of one developer containing portion 8 (FIG. 1). On the contrary, when Vsp / Vsg is lower than the predetermined value, it is determined that the toner concentration of the two-component developer in the developing unit is high or appropriate, and the toner supply device supplies the first
The toner replenishment control by the density adjusting unit is performed for each
このようにして濃度調整手段によるトナー濃度の調整が行われるが、スリーブ固着が基準トナーパターンの形成位置で発生している場合、現像スリーブに固着したトナーが帯電し、実効的な電圧が高くなり、感光ドラム2上の基準トナーパターン(静電潜像)への付着量が多くなるため、基準トナーパターンにおける光反射型フォトセンサ10の出力値Vspが低くなってしまう。したがって、現像ユニット中の二成分現像剤のトナー濃度は適正と誤判定されることにより、トナー補給が不足し、所望の画像を印刷する際、画像濃度が薄くなる問題が発生する。
In this way, the toner density is adjusted by the density adjusting means. However, when the fixing of the sleeve occurs at the position where the reference toner pattern is formed, the toner fixed on the developing sleeve is charged and the effective voltage is increased. Since the amount of adhesion to the reference toner pattern (electrostatic latent image) on the
このスリーブ固着は、非画像部や、副走査方向のトナー領域が少ない画像に発生しやすい。例えば、図4に示すように、主走査方向の幅を同じにし、感光ドラムの回転移動方向(副走査方向)の長さを異ならせた図形aと図形bとを記載した原稿Pを用いて画像形成を数回行うと、現像スリーブ14の、図形bに対応した位置にスリーブ固着が発生しやすい。
This sleeve sticking is likely to occur in a non-image portion or an image with a small toner area in the sub-scanning direction. For example, as shown in FIG. 4, a document P having a figure a and a figure b with the same width in the main scanning direction and different lengths in the rotational movement direction (sub-scanning direction) of the photosensitive drum is used. When image formation is performed several times, the sleeve is likely to stick to the position of the developing
図5は、原稿Pの通紙枚数(画像形成枚数)と、現像スリーブ14上の、図形a、bに対応した位置のトナー濃度(スリーブ濃度)との関係を示す。スリーブ濃度の測定は、反射濃度計(RD918:マクベス社製)で測定している。この図5から明らかなように、感光ドラムの回転移動方向(副走査方向)の長さが図形aより短い図形bのほうが、スリーブ濃度が高く、現像スリーブにこびりつきやすく、スリーブ固着が発生しやすいことがわかる。その逆に、図形aは、スリーブ濃度が低く(適正範囲)、スリーブ固着が発生しづらいことがわかる。
そこで本実施の形態にかかる濃度調整手段は、感光ドラム2の表面に形成させる基準トナーパターンの長さ等に着目している。
FIG. 5 shows the relationship between the number of documents P (the number of images formed) and the toner density (sleeve density) at positions corresponding to the figures a and b on the developing
Therefore, the density adjusting unit according to the present embodiment pays attention to the length of the reference toner pattern formed on the surface of the
(実施の形態1)
実施の形態1にかかる濃度調整手段は、基準トナーパターンの、その回転移動方向(副走査方向)の長さが、現像スリーブ14の周長をL、現像スリーブ14の線速をvs、感光ドラム2の線速をvpとした場合に、L×(vp/vs)より長い第1の基準トナーパターンA(図6)と、回転移動方向(副走査方向)の長さが、光反射型フォトセンサ10による反射光が検知可能な必要最低限の長さの第2の基準トナーパターンB(図7)とを形成可能に構成され、さらに、第2の基準トナーパターンBを用いたトナー濃度調整を基本として、適宜、第1の基準トナーパターンAを用いたトナー濃度調整を実行させるようになっている。
(Embodiment 1)
In the density adjusting unit according to the first embodiment, the length of the reference toner pattern in the rotational movement direction (sub-scanning direction) is L, the circumferential length of the developing
具体例を挙げると、例えば、現像スリーブ14の周長Lを62.8mmとし、線速比(Vp/Vs)を0.42とした場合、第1の基準トナーパターンAの回転移動方向(副走査方向)の長さは、L×(vp/vs)=約26mmより長い長さ、例えば、60mmとする。このように、現像スリーブ14の1回転に対応した感光体の回転移動距離を算出し、第1の基準トナーパターンAの長さを、現像スリーブ14の1回転以上の長さにする。一方、第2の基準トナーパターンBの回転移動方向(副走査方向)の長さは、光反射型フォトセンサ10による反射光が検知可能な必要最低限の長さとして20mmとしている。なお、第1の基準トナーパターンAと第2の基準トナーパターンBの双方の主走査方向の長さは、共に20mmとしている。
As a specific example, for example, when the circumferential length L of the developing
このように、実施の形態1によれば、現像スリーブ14の1回転分以上のトナーが、第1の基準トナーパターンAの現像に供して、現像スリーブ14の全周に亘って定期的にトナーを引き剥がすように作用するから、本来のトナー濃度制御の他に、スリーブ固着を抑制して、トナーの濃度制御に影響を及ぼさない画像形成装置を提供できる
しかも、第2の基準トナーパターンBを用いたトナー濃度調整を基本として、適宜、第1の基準トナーパターンAを用いたトナー濃度調整を実行させるようにすることで、トナーを極力消費しないようにすることができる。
なお、実施の形態1では、省エネルギーの観点から第2の基準トナーパターンBをも用いたものを例示したが、第1の基準トナーパターンAのみ用いてトナー濃度調整を実行させるようにしても良い。
As described above, according to the first embodiment, the toner of one or more rotations of the developing
In the first exemplary embodiment, the second reference toner pattern B is also used from the viewpoint of energy saving. However, the toner density adjustment may be executed using only the first reference toner pattern A. .
(実施の形態2)
実施の形態2にかかる濃度調整手段は、第1の基準トナーパターンの反射光の検知位置、すなわち、光反射型フォトセンサ10の検知タイミングを最適化したものである。
(Embodiment 2)
The density adjusting unit according to the second embodiment optimizes the detection position of the reflected light of the first reference toner pattern, that is, the detection timing of the light
先ず、第2の基準トナーパターンBにおける光反射型フォトセンサ10の出力電圧Vspについて説明する。縦軸を出力電圧Vsp、横軸を時間にとると、光反射型フォトセンサ10のLED−ONからOFFに至る線図は図8のようになる。仮にスリーブ固着が発生した場合は、実効的な電圧が高くなっている(固着したトナーの帯電がプラス)ので、破線で示したように出力電圧Vspが低くなり、正常な濃度調整を妨げてしまう。なお、地肌部とは、第2の基準トナーパターンBが形成されていない感光ドラム2表面部分である。
First, the output voltage Vsp of the light
これに対し、第1の基準トナーパターンAにおける光反射型フォトセンサ10の出力電圧は、図9のようになる。すなわち、現像スリーブ14の1回転分では、仮にスリーブ固着が発生(剥離可能な状態である)した場合、上述したように、出力電圧Vsp(以降Vsp1)が低下するが、現像スリーブ14の1回転以降の出力電圧Vsp(以降Vsp2)は、現像スリーブ14の全周に亘ってトナーを引き剥がされた後となるため、スリーブ固着の影響をうけない検知が可能である。
On the other hand, the output voltage of the light
したがって、実施の形態2にかかる濃度調整手段は、第1の基準トナーパターンAの反射光の検知位置として、第1の基準トナーパターンAの長さのうち、回転移動方向先端側を基準としてL×(vp/vs)の長さを超えた位置としている。実施の形態1で例示した具体的な寸法を用いれば、回転移動方向先端側を基準として26mm以上60mm未満の位置を検知する(検知タイミングとする)。 Therefore, the density adjusting unit according to the second embodiment uses the first reference toner pattern A as the reference position for the detection position of the reflected light of the first reference toner pattern A, with the leading end side in the rotational movement direction as the reference. The position exceeds the length of x (vp / vs). If the specific dimensions exemplified in the first embodiment are used, a position of 26 mm or more and less than 60 mm is detected with reference to the tip side in the rotational movement direction (detection timing).
なお、この実施の形態2も実施の形態1と同様に、第2の基準トナーパターンBを用いたトナー濃度調整を基本として、適宜、第1の基準トナーパターンAを用いたトナー濃度調整を実行させることが好ましい。
この実施の形態2によれば、スリーブ固着の影響をうけずに正常な濃度制御を行うことができる。
In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the toner density adjustment using the first reference toner pattern A is appropriately performed based on the toner density adjustment using the second reference toner pattern B. It is preferable to make it.
According to the second embodiment, normal density control can be performed without being affected by the sleeve fixing.
(実施の形態3)
実施の形態1において、第2の基準トナーパターンBを用いたトナー濃度調整を基本として、適宜、第1の基準トナーパターンAを用いたトナー濃度調整を実行させたが、実施の形態3にかかる濃度調整手段は、その第1の基準トナーパターンAの作成間隔(濃度調整の実行間隔)を最適化したものである。
(Embodiment 3)
In the first embodiment, the toner density adjustment using the first reference toner pattern A is appropriately performed on the basis of the toner density adjustment using the second reference toner pattern B. The density adjusting means optimizes the first reference toner pattern A creation interval (density adjustment execution interval).
実施の形態2において説明した図9中の出力電圧Vsp1とVsp2との差分ΔVsp(=(Vsp2)−(Vsp1))を縦軸に、スリーブ濃度を横軸にすると、図10のような線図になる。この関係により、スリーブ固着が予測できる。第1の基準トナーパターンAを作成するごとに、ΔVspを算出し、その値を、表1示した、第1の基準トナーパターンAの作成間隔条件のテーブルを参照し、第1の基準トナーパターンAの作成間隔をその都度決定する。 When the difference ΔVsp (= (Vsp2) − (Vsp1)) between the output voltages Vsp1 and Vsp2 in FIG. 9 described in the second embodiment is plotted on the vertical axis and the sleeve density is plotted on the horizontal axis, a diagram as shown in FIG. become. Based on this relationship, sleeve fixation can be predicted. Each time the first reference toner pattern A is created, ΔVsp is calculated, and the value is referred to the creation interval condition table of the first reference toner pattern A shown in Table 1, and the first reference toner pattern The creation interval of A is determined each time.
ΔVspが高いほど、スリーブ固着が進行していると考えられ、第1の基準トナーパターンAの作成間隔を短く、つまりスリーブ上のトナーを引き剥がす間隔を短くすることによってスリーブ固着の進行またはスリーブ固着を防ぐことが可能となる。
例えば、ΔVspが0.03以上の場合、第1の基準トナーパターンAの作成間隔を画像形成枚数25枚目に行うようにし、ΔVspが0.02以上0.03未満の場合、第1の基準トナーパターンAの作成間隔を画像形成枚数50枚目に行うようにし、ΔVspが0.02未満の場合、第1の基準トナーパターンAの作成間隔を画像形成枚数100枚目に行うようにする。このように、ΔVspによって第1の基準トナーパターンAを用いたトナー濃度調整の実行間隔を可変させる。
The higher the ΔVsp is, the more likely the sleeve fixing proceeds, and the shorter the interval for creating the first reference toner pattern A, that is, the shorter the interval at which the toner on the sleeve is peeled off, the sleeve fixing progress or the sleeve fixing. Can be prevented.
For example, when ΔVsp is 0.03 or more, the creation interval of the first reference toner pattern A is set to the 25th image formation number, and when ΔVsp is 0.02 or more and less than 0.03, the first reference toner pattern A is created. The creation interval of the toner pattern A is set to the 50th image formation number, and when ΔVsp is less than 0.02, the creation interval of the first reference toner pattern A is set to the 100th image formation number. As described above, the execution interval of the toner density adjustment using the first reference toner pattern A is varied by ΔVsp.
一方、画像形成装置のメインスイッチオン時や作像動作終了時に実行されるトナー濃度調整は、第1の基準トナーパターンAに固定、または、第2の基準トナーパターンBに固定、または、前回のΔVspが0.02未満の場合は第2の基準トナーパターンBにし、前回のΔVspが0.02以上の場合は第1の基準トナーパターンAにするなど、特に限定されない。 On the other hand, the toner density adjustment executed when the main switch of the image forming apparatus is turned on or at the end of the image forming operation is fixed to the first reference toner pattern A, fixed to the second reference toner pattern B, or When ΔVsp is less than 0.02, the second reference toner pattern B is used. When the previous ΔVsp is 0.02 or more, the first reference toner pattern A is used.
また、画像形成間数毎に実行されるトナー濃度調整の、本来の実行間隔は同じで、第2の基準トナーパターンBが用いられる。例えば、ΔVspが0.02以上0.03未満の場合、第1の基準トナーパターンAの作成間隔を画像形成枚数50枚目に行うが、その前に、本来の実行間隔に達した場合、トナー濃度調整が実行される場合があり、そのときは、第2の基準トナーパターンBが用いられる。
この実施の形態3によれば、ΔVspの値に応じて第1の基準トナーパターンAを作成する間隔を変化させることにより、スリーブ固着を効果的に抑制させることができる。
The original execution interval of toner density adjustment executed every number of image formations is the same, and the second reference toner pattern B is used. For example, when ΔVsp is not less than 0.02 and less than 0.03, the first reference toner pattern A is created at the 50th image formation interval. In some cases, density adjustment is performed, and in this case, the second reference toner pattern B is used.
According to the third embodiment, it is possible to effectively suppress the sticking of the sleeve by changing the interval for creating the first reference toner pattern A according to the value of ΔVsp.
(実施の形態4)
実施の形態3は、ΔVspの値に応じて第1の基準トナーパターンAを作成する間隔を変化させたものを例示したが、実施の形態4にかかる濃度調整手段は、ΔVspの値に応じて、次回のトナー濃度制御に用いられる基準トナーパターンを、第1の基準トナーパターンAか第2の基準トナーパターンBか何れかに選択決定するものである。
(Embodiment 4)
The third embodiment exemplifies the case where the interval for creating the first reference toner pattern A is changed according to the value of ΔVsp. However, the density adjusting unit according to the fourth embodiment uses the value of ΔVsp. The reference toner pattern used for the next toner density control is selected and determined as either the first reference toner pattern A or the second reference toner pattern B.
すなわち、ΔVspの値が0.02未満(閾値未満)、つまりスリーブ固着が発生していない、または、スリーブ固着の発生初期の場合は、次回のトナー濃度調整は、第2の基準トナーパターンBを用いる。ΔVspの値が0.02以上は、次回のトナー濃度調整は、第1の基準トナーパターンAを用いる。
この実施の形態4によれば、ΔVspの値に応じて、次回のトナー濃度制御に用いられる基準トナーパターンを、第1の基準トナーパターンAか第2の基準トナーパターンBか何れかに選択決定することで、スリーブ固着を抑制しつつ、トナー濃度調整におけるトナーの消費量を抑えることができる。
That is, when the value of ΔVsp is less than 0.02 (less than the threshold value), that is, when the sleeve fixing does not occur, or when the sleeve fixing occurs in the initial stage, the next toner density adjustment is performed using the second reference toner pattern B. Use. When the value of ΔVsp is 0.02 or more, the first reference toner pattern A is used for the next toner density adjustment.
According to the fourth embodiment, the reference toner pattern used for the next toner density control is selected and determined as the first reference toner pattern A or the second reference toner pattern B according to the value of ΔVsp. By doing so, it is possible to suppress the toner consumption in the toner density adjustment while suppressing the sticking of the sleeve.
以上、本実施の形態にかかる画像形成装置を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。 The image forming apparatus according to the present embodiment has been described above. However, the above-described embodiment shows an example of a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto. Various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
1‥プロセスカートリッジ 2‥感光ドラム 10‥光反射型フォトセンサ 14‥現像スリーブ 18‥露光ユニット
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記濃度調整手段は、前記基準トナーパターンの、その回転移動方向の長さが、前記現像剤担持体の周長をL、前記現像剤担持体の線速をvs、前記感光体の線速をvpとした場合に、L×(vp/vs)より長い第1の基準トナーパターンを形成可能に構成されていることを特徴とする画像形成装置。 An electrostatic latent image for a reference toner pattern for detecting the toner density is formed on the surface of the rotatable photosensitive member, and the electrostatic latent image is developed by the rotatable developer carrier, and the developed image is developed. In an image forming apparatus including a density adjusting unit that detects reflected light of a reference toner pattern and adjusts toner density using an output value corresponding to the reflected light.
The density adjusting means is configured such that the length of the reference toner pattern in the rotational movement direction is L, the circumferential length of the developer carrier is vs, the linear velocity of the developer carrier is vs, and the linear velocity of the photoreceptor is An image forming apparatus configured to be capable of forming a first reference toner pattern longer than L × (vp / vs) when vp is set.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014186277A (en) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming apparatus and program |
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