JP2015232655A - Image forming apparatus - Google Patents

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Keita Goto
桂太 後藤
赤津 慎一
Shinichi Akatsu
慎一 赤津
友英 竹中
Tomohide Takenaka
友英 竹中
藤森 仰太
Kota Fujimori
仰太 藤森
吉田 晃
Akira Yoshida
晃 吉田
木村 和史
Kazufumi Kimura
和史 木村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the accuracy of image density control with a single patch by predicting a development start voltage and an image forming part on a photoreceptor drum on the basis of temperature information, the state of deterioration of a developer and a photoreceptor, or the like.SOLUTION: An image forming apparatus forms a single toner patch 110 on an intermediate transfer belt 1 in a predetermined charging condition, developing condition, and exposure condition of a photoreceptor drum 2, detects the density of the toner patch with a toner image detection sensor 30, and adjusts at least one of the charging condition, the developing condition, the exposure condition, and a toner supply condition during the subsequent printing to perform image density control. The image forming apparatus predicts developing performance on the basis of at least one of a developing bias and a detected value of the amount of adhesion of the toner patch during the formation of the toner patch, information on the use of a developing device, information on the use of the photoreceptor, and information on temperature and humidity, and determines an image density control condition on the basis of the predicted developing performance.

Description

本発明は、画像濃度制御を行うことができ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 capable of performing image density control.

電子写真方式の画像形成装置では、感光体を一様に帯電し、画像形成部に露光して感光体に潜像を作成する。そして、感光体の潜像部にトナーを付着する現像を行うことにより、感光体に画像を形成する。従来、画像のトナー付着量を検知可能な光学式濃度センサーを用い検出したトナー付着量に基づいて、トナー付着量と目標付着量との関係性よりトナー濃度制御や電位制御を行うものが知られている   In an electrophotographic image forming apparatus, a photosensitive member is uniformly charged and exposed to an image forming unit to form a latent image on the photosensitive member. Then, an image is formed on the photosensitive member by developing the toner on the latent image portion of the photosensitive member. 2. Description of the Related Art Conventionally, a toner density control or a potential control is performed based on the relationship between the toner adhesion amount and the target adhesion amount based on the toner adhesion amount detected using an optical density sensor capable of detecting the toner adhesion amount of an image. ing

特許文献1には、感光体上に所定の作像条件において形成したトナーパターンの付着量が所定の閾値を上回る場合には、トナー補給を停止し、所定の閾値を下回る場合には、トナー補給を行う技術が記載されている。   In Patent Document 1, toner replenishment is stopped when the adhesion amount of a toner pattern formed on a photoconductor under a predetermined image forming condition exceeds a predetermined threshold value, and toner replenishment is performed when the adhesion amount falls below a predetermined threshold value. Techniques for performing are described.

上述した従来の技術は、作像条件を変えながら複数のトナーパッチを作成し、それを光学式濃度センサーにより読み取ることで、現像能力(現像γ)を算出している。しかしながら、複数パッチを形成することは、いわゆる「おまたせ時間」の発生やトナーイールドが悪いという問題がある。そこで、トナーパッチを1つだけ作成し、その1つのトナーパッチから現像γを算出して、電位制御やトナー濃度制御といった画像濃度制御を行うという技術が知られている。   The conventional technology described above calculates a developing ability (development γ) by creating a plurality of toner patches while changing image forming conditions and reading them with an optical density sensor. However, the formation of a plurality of patches has a problem in that a so-called “catch time” occurs and toner yield is poor. Therefore, a technique is known in which only one toner patch is created, development γ is calculated from the one toner patch, and image density control such as potential control and toner density control is performed.

しかしながら、1つのトナーパッチで現像能力を予測したとしても、現像剤の劣化状況や、感光体の環境や劣化状況により、現像開始電圧や画像形成部電位が変動するために、正確な現像能力が算出できない。このため、トナー濃度補正が適切に行えないことに起因する「かぶり」や地汚れ、機内のトナー汚染が発生することや、電位制御が適切に行えないことによる画像濃度誤差が発生する。   However, even if the development capability is predicted with one toner patch, the development start voltage and the potential of the image forming portion vary depending on the developer deterioration state and the photoreceptor environment and deterioration state. Cannot be calculated. For this reason, “fogging”, background stains, toner contamination inside the apparatus due to inadequate toner density correction, and image density error due to inadequate potential control occur.

また、特許文献1に記載の技術では、現像剤や感光体、温度条件により、現像能力が変化するため、一義にトナー補給量を決定してしまうと適切な画像濃度に調整することができない。   Further, in the technique described in Patent Document 1, since the developing ability changes depending on the developer, the photoconductor, and the temperature condition, if the toner replenishment amount is uniquely determined, it cannot be adjusted to an appropriate image density.

本発明は、現像剤や感光体の劣化状況、温度情報などに基づき、現像開始電圧や、感光体ドラム上の画像形成部を予測することにより、1パッチでの画像濃度制御の精度を高めることを目的とする。   The present invention increases the accuracy of image density control with one patch by predicting the development start voltage and the image forming portion on the photosensitive drum based on the deterioration state of the developer and the photosensitive member, temperature information, and the like. With the goal.

本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体を露光することで潜像を形成する露光手段と、トナーおよびキャリアから成る2成分現像剤を収納するとともに、前記像担持体に形成された潜像部を前記トナーよりに現像してトナー像を形成する現像手段と、前記像担持体上の前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナーが収納されたトナー収納装置と、前記トナー収納装置から現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像の濃度を検出する光学的トナー像濃度センサーと、を備え、温湿度を取得する温湿度検出手段、前記現像装置の使用情報を記録する現像装置使用情報記録手段、および前記感光体の状態情報を記録する感光体状態情報記録手段のうち少なくとも一つを有し、前記感光体に所定の帯電条件、現像条件、露光条件において一つのトナーパッチを形成し、前記トナーパッチの濃度を前記光学的トナー像濃度センサーにより検出し、次回の画像形成時において帯電条件、現像条件、露光条件、前記トナーの補給条件の少なくとも一つを調整することで画像濃度制御を行う画像形成装置において、前記トナーパッチの形成時における現像バイアスおよび前記トナーパッチの濃度と、現像装置の使用情報、前記感光体の使用情報、温湿度の少なくとも一つと、に基づいて現像能力を予測し、予測された現像能力に基づいて画像濃度を行う濃度制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置である。   An image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier, a charging unit that charges the image carrier, an exposure unit that forms a latent image by exposing the charged image carrier, and a toner and a carrier. And developing means for developing a latent image portion formed on the image carrier with the toner to form a toner image, and recording the toner image on the image carrier with a recording medium. Transfer means for transferring to the toner, a toner storage device for storing the toner, a toner supply device for supplying toner from the toner storage device to the developing device, and a toner concentration detecting means for detecting the toner concentration in the developing device; An optical toner image density sensor for detecting the density of the toner image formed on the image carrier, a temperature / humidity detection means for obtaining temperature / humidity, and a developing device for recording usage information of the developing device. At least one of usage information recording means and photosensitive member state information recording means for recording state information of the photosensitive member, and one toner patch is applied to the photosensitive member under predetermined charging conditions, developing conditions, and exposure conditions. Forming, detecting the density of the toner patch by the optical toner image density sensor, and adjusting at least one of a charging condition, a developing condition, an exposure condition, and a toner replenishment condition at the next image formation. In the image forming apparatus performing density control, development is performed based on the development bias and the density of the toner patch at the time of forming the toner patch, and at least one of the usage information of the developing apparatus, the usage information of the photoconductor, and the temperature and humidity An image forming apparatus comprising: a density control unit that predicts the capability and performs image density based on the predicted development capability. That.

本発明によれば、現像剤や感光体の劣化状況、温度情報などに基づき、現像開始電圧や、感光体ドラム上の画像形成部を予測することにより、1つのトナーパッチを作成するだけで画像濃度制御の精度を高めることができる。   According to the present invention, an image can be obtained by creating only one toner patch by predicting the development start voltage and the image forming portion on the photosensitive drum based on the deterioration state of the developer and the photosensitive member, temperature information, and the like. The accuracy of density control can be increased.

本発明の実施形態が適用される画像形成装置を示す概略図1 is a schematic diagram illustrating an image forming apparatus to which an embodiment of the present invention is applied. トナー像検知センサーの設置状況の一例を示す部分斜視図The partial perspective view which shows an example of the installation condition of a toner image detection sensor 画像形成装置の制御系の要部を示すブロック図The block diagram which shows the principal part of the control system of the image forming apparatus 中間転写ベルトに形成した濃度調整パターンおよび光学センサーを示す模式図Schematic diagram showing density adjustment pattern and optical sensor formed on the intermediate transfer belt 初期状態の現像剤によって作成したトナーパッチで現像γ算出する例を示すグラフGraph showing an example of calculating development γ using a toner patch created with a developer in an initial state 劣化した現像剤によって作成したトナーパッチで現像γ算出する例を示すグラフGraph showing an example of calculating development γ with a toner patch created by a deteriorated developer 画像調整動作を示すフローチャートFlow chart showing image adjustment operation 総現像走行時間と画像面積率累積平均との関係を示すテーブルTable showing the relationship between total development travel time and cumulative average image area ratio 実験的にトナー濃度を変化させたときのトナー濃度と現像γとの関係を示すグラフGraph showing the relationship between toner density and development γ when the toner density is experimentally changed 目標付着量となるときの現像γにするために必要なトナー濃度の変化量を示すグラフA graph showing the amount of change in toner density necessary for developing γ when the target adhesion amount is reached 実施形態1における補正による効果を示すグラフThe graph which shows the effect by the correction in Embodiment 1 画像部電位が変化した場合における実際の現像ポテンシャルの状態を示すグラフA graph showing the actual development potential when the image area potential changes 実施形態2における画像調整動作を示すフローチャート10 is a flowchart illustrating an image adjustment operation in the second embodiment. 挿通紙枚数と温度とで決まる画像部電位のシフト量を示すテーブルTable showing image part potential shift amount determined by the number of inserted sheets and temperature 実施形態2における補正による効果を示すグラフThe graph which shows the effect by the correction in Embodiment 2 実施形態3における画像調整動作を示すフローチャート10 is a flowchart illustrating an image adjustment operation according to the third embodiment. 実施形態3における中間転写ベルトに形成した濃度調整パターンおよび光学センサーを示す模式図FIG. 6 is a schematic diagram showing a density adjustment pattern and an optical sensor formed on an intermediate transfer belt in Embodiment 3. 地汚れ付着量で定まる現像開始電圧を示すテーブルTable showing the development start voltage determined by the amount of dirt attached

本発明は、1つのトナーパッチを検知して画像濃度を制御するものであり、現像剤や感光体、温湿度情報に基づいて作像条件を最適に補正するものである。   In the present invention, one toner patch is detected to control the image density, and the image forming conditions are optimally corrected based on the developer, the photoreceptor, and the temperature and humidity information.

以下、本発明を実施するための形態に係る画像形成装置について説明する。まず、本発明の実施形態が適用される画像形成装置について説明する。図1は本発明の実施形態が適用される画像形成装置を示す概略図である。画像形成装置100は、4連タンデム型の中間転写方式フルカラー画像形成装置である。なお、電子写真式の画像形成装置であれば、4連タンデム型直接転写方式や、1ドラム型中間転写方式等のフルカラー画像形成装置、または1ドラム型直接転写方式等のモノクロ画像形成装置であっても本発明が適用される。   Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment for carrying out the present invention will be described. First, an image forming apparatus to which an embodiment of the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a schematic view showing an image forming apparatus to which an embodiment of the present invention is applied. The image forming apparatus 100 is a quadruple tandem type intermediate transfer type full color image forming apparatus. An electrophotographic image forming apparatus may be a full-color image forming apparatus such as a 4-drum tandem direct transfer system or a 1-drum intermediate transfer system, or a monochrome image forming apparatus such as a 1-drum direct transfer system. However, the present invention is applied.

画像形成装置100には、像担持体であり、中間転写体である中間転写ベルト1の展張面に沿って、作像ステーション40Y、40M、40C、40Kが配置される。各作像ステーション40Y、40M、40C、40Kには、像担持体である感光体ドラム2Y、2M、2C、2Kが並設されている。なお、符号に付記したYはイエロー、Mはマゼンタ、Cはシアン、Kはブラックの色をそれぞれ示している。作像ステーション40Y、40M、40C、40Kは同一の構造を備えるので、以下イエローの作像ステーション40Yについて説明する。作像ステーション40Yにおいて、感光体ドラム2Yの回りにはその回転方向順に、帯電手段としての帯電チャージャ3、書込ユニット4Y、現像装置である現像ユニット5Y、一次転写手段としての一次転写ローラ6Y、感光体クリーニングユニット7Y、クエンチングランプ8Yが配置されている。他の色の作像ステーションにおいても同様である。現像ユニット5で、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤を収納する。現像ユニット内の現像材のトナーは、補充用トナーが収納されたトナー収納装置(図示していない)から補充される。現像ユニット内のトナー濃度がトナー濃度検出手段で検出され、この検出結果に基づいて、補充用のトナーがトナー補給装置でトナー補充装置(図示していない)から現像ユニットに補給される。   In the image forming apparatus 100, image forming stations 40Y, 40M, 40C, and 40K are disposed along the extended surface of the intermediate transfer belt 1 that is an image carrier and is an intermediate transfer member. In each of the image forming stations 40Y, 40M, 40C, and 40K, photosensitive drums 2Y, 2M, 2C, and 2K that are image carriers are arranged in parallel. Note that Y added to the reference numeral indicates yellow, M indicates magenta, C indicates cyan, and K indicates black. Since the image forming stations 40Y, 40M, 40C, and 40K have the same structure, the yellow image forming station 40Y will be described below. In the image forming station 40Y, a charging charger 3 as a charging unit, a writing unit 4Y, a developing unit 5Y as a developing device, and a primary transfer roller 6Y as a primary transfer unit are arranged around the photosensitive drum 2Y in the order of rotation. A photoreceptor cleaning unit 7Y and a quenching lamp 8Y are arranged. The same applies to imaging stations of other colors. The developing unit 5 stores a two-component developer composed of toner and carrier. The toner of the developer in the developing unit is replenished from a toner storage device (not shown) in which replenishment toner is stored. The toner density in the developing unit is detected by the toner density detecting means, and based on the detection result, the replenishing toner is replenished from the toner replenishing device (not shown) to the developing unit by the toner replenishing device.

書込ユニット4の上方には、スキャナ部9、ADF(Auto Documents Feeder)10等が設けられている。中間転写ベルト1は、複数のローラ11、12、13で回転可能に支持されており、ローラ12に対向する部位にはクリーニング手段としての中間転写ベルトクリーニングユニット15が設けられている。ローラ13に対向する部位には、転写手段としての二次転写ローラ16が設けられている。画像形成装置100本体の下部には、複数の給紙トレイ17が設けられている。これらの給紙トレイ17に収容された記録媒体としての記録紙20は、ピックアップローラ21、給紙ローラ22で給紙され、搬送ローラ対23で搬送され、レジストローラ対24により所定のタイミングで二次転写部位へ送られる。   Above the writing unit 4, a scanner unit 9, an ADF (Auto Documents Feeder) 10, and the like are provided. The intermediate transfer belt 1 is rotatably supported by a plurality of rollers 11, 12, and 13, and an intermediate transfer belt cleaning unit 15 as a cleaning unit is provided at a portion facing the rollers 12. A secondary transfer roller 16 as a transfer unit is provided at a portion facing the roller 13. A plurality of paper feed trays 17 are provided at the lower part of the main body of the image forming apparatus 100. The recording paper 20 as a recording medium accommodated in these paper feeding trays 17 is fed by a pickup roller 21 and a paper feeding roller 22, conveyed by a conveying roller pair 23, and is transferred by a registration roller pair 24 at a predetermined timing. It is sent to the next transcription site.

二次転写部位の用紙搬送方向下流側には定着手段としての定着ユニット25が設けられている。なお、図1において、符号26は排紙トレイを、27はスイッチバックローラ対を示している。   A fixing unit 25 as a fixing unit is provided downstream of the secondary transfer portion in the sheet conveyance direction. In FIG. 1, reference numeral 26 denotes a paper discharge tray, and 27 denotes a switchback roller pair.

次にこの画像形成装置100の画像形成動作を説明する。プリント開始命令が入力されると、感光体ドラム周辺・中間転写ベルト周辺・給紙搬送経路等にある各ローラが既定のタイミングで回転し始め、下部の給紙トレイから記録紙の給紙が開始される。一方、各感光体ドラム2は帯電チャージャ3によってその表面を一様な電位に帯電され、書込ユニット4から照射される書込み光によってその表面を画像データに従って露光される。露光された後の電位パターンを静電潜像(潜像部)と呼ぶが、この静電潜像をその表面に担持した感光体ドラム2は、現像ユニット5からトナーを供給されることにより、担持している静電潜像を特定色に現像される。   Next, an image forming operation of the image forming apparatus 100 will be described. When a print start command is input, the rollers around the photosensitive drum, the intermediate transfer belt, and the paper feed path start to rotate at a predetermined timing, and the recording paper feed starts from the lower paper feed tray. Is done. On the other hand, the surface of each photosensitive drum 2 is charged to a uniform potential by the charging charger 3, and the surface is exposed according to the image data by the writing light emitted from the writing unit 4. The potential pattern after exposure is called an electrostatic latent image (latent image portion). The photosensitive drum 2 carrying the electrostatic latent image on the surface thereof is supplied with toner from the developing unit 5, The carried electrostatic latent image is developed to a specific color.

この画像形成装置100では、感光体ドラム2が四色分あるので、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(色順はシステムによって異なる)のトナー像が各感光体ドラム上に現像されることになる。各感光体ドラム2上に現像されたトナー像は、中間転写ベルト1との接点において、感光体ドラムに対向して設置された一次転写ローラ6に印加される一次転写バイアス、及び押圧力によって中間転写ベルト1上に転写される。この一次転写動作のタイミングを合わせながら四色分繰り返すことにより、中間転写ベルト1上にフルカラートナー像が形成される。中間転写ベルト1上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ローラ部において、レジストローラ対24によってタイミングを合わせて搬送されてくる記録紙20に転写される。   In this image forming apparatus 100, since the photosensitive drums 2 have four colors, toner images of yellow, magenta, cyan, and black (color order varies depending on the system) are developed on each photosensitive drum. . The toner image developed on each photosensitive drum 2 is intermediated by a primary transfer bias and a pressing force applied to a primary transfer roller 6 disposed opposite to the photosensitive drum at a contact point with the intermediate transfer belt 1. Transferred onto the transfer belt 1. A full color toner image is formed on the intermediate transfer belt 1 by repeating the four colors while matching the timing of the primary transfer operation. The full-color toner image formed on the intermediate transfer belt 1 is transferred to the recording paper 20 conveyed at the timing by the registration roller pair 24 in the secondary transfer roller portion.

この時、二次転写ローラ16に印加される二次転写バイアス、及び押圧力によって二次転写が行われる。フルカラートナー像を転写された記録紙20は、定着ユニット25を通過することにより、表面に担持しているトナー像を加熱定着される。片面プリントならばそのまま直線搬送されて排紙トレイ26へ、両面プリントならば搬送方向を下向きに変えられ、用紙反転部へ搬送されていく。用紙反転部へ到達した記録紙20は、ここでスイッチバックローラ対27により搬送方向を逆転されて紙の後端から用紙反転部を出て行く。
これをスイッチバック動作と呼び、この動作によって記録紙の表裏を反転させることができる。
At this time, the secondary transfer is performed by the secondary transfer bias applied to the secondary transfer roller 16 and the pressing force. The recording paper 20 to which the full-color toner image has been transferred passes through the fixing unit 25, whereby the toner image carried on the surface is heated and fixed. If it is single-sided printing, it is conveyed straight as it is to the paper discharge tray 26, and if it is double-sided printing, the conveyance direction is changed downward and conveyed to the paper reversing unit. The recording paper 20 that has reached the paper reversing section is reversed in the conveying direction by the switchback roller pair 27 and exits the paper reversing section from the rear end of the paper.
This is called a switchback operation, and the front and back of the recording paper can be reversed by this operation.

表裏反転された記録紙は定着ユニット方向には戻らず、再給紙搬送経路を通過して本来の給紙経路に合流する。この後は表面プリントの時と同じ様にトナー像を転写されて、定着ユニット25を通過して排紙される。これにより、両面プリント動作が完了する。   The recording paper that has been turned upside down does not return to the fixing unit, but passes through the refeed conveyance path and joins the original paper feed path. Thereafter, the toner image is transferred in the same manner as the front surface printing, and is discharged through the fixing unit 25. Thereby, the double-sided printing operation is completed.

また各部のその後の動作を説明する。一次転写部を通過した感光体ドラム2はその表面に一次転写残トナーを担持しており、これをブレード及びブラシ等で構成された感光体クリーニングユニット7により除去される。その後、クエンチングランプ8によってその表面を一様に除電されて次の画像のための帯電に備える。また、二次転写部を通過した中間転写ベルト1に関しても、その表面に二次転写残トナーを担持しているが、こちらもブレード及びブラシ等で構成された中間転写ベルトクリーニングユニット15によってこれを除去され、次のトナー像の転写に備える。このような動作の繰り返しで、片面プリント若しくは両面プリントが行われる。   The subsequent operation of each unit will be described. The photosensitive drum 2 that has passed through the primary transfer portion carries the primary transfer residual toner on the surface thereof, and this is removed by the photosensitive member cleaning unit 7 constituted by a blade and a brush. Thereafter, the surface is uniformly discharged by the quenching lamp 8 to prepare for charging for the next image. The intermediate transfer belt 1 that has passed through the secondary transfer portion also carries secondary transfer residual toner on its surface, which is also removed by an intermediate transfer belt cleaning unit 15 composed of blades and brushes. Removed and ready for transfer of next toner image. By repeating such an operation, single-sided printing or double-sided printing is performed.

この画像形成装置100は、中間転写ベルト1の外周面に形成されたトナー像の濃度を検知する濃度検知手段として、光学センサーなどで構成された光学的トナー像濃度検出手段としてトナー像検知センサー30を備えている。このトナー像検知センサー30により、画像ムラの補正制御に用いるように中間転写ベルト1の表面に形成された画像パターンのトナー像の濃度を検知することができる。この例では、中間転写ベルト1のローラ11に巻きついている部分に対向する位置(二次転写前の位置)P1に、トナー像検知センサー30が配置されている。トナー像検知センサー30は、二次転写部の下流側に配置する場合には、中間転写ベルト1の内方に振れ止めのためのローラ14が設けられ、このローラ14に対向するようにトナー像検知センサー30が設けられている。   The image forming apparatus 100 includes a toner image detection sensor 30 as an optical toner image density detection unit configured by an optical sensor as a density detection unit that detects the density of a toner image formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 1. It has. The toner image detection sensor 30 can detect the density of the toner image of the image pattern formed on the surface of the intermediate transfer belt 1 so as to be used for correction control of image unevenness. In this example, a toner image detection sensor 30 is arranged at a position P1 (position before secondary transfer) facing the portion of the intermediate transfer belt 1 that is wound around the roller 11. When the toner image detection sensor 30 is disposed on the downstream side of the secondary transfer portion, a roller 14 for preventing shaking is provided inside the intermediate transfer belt 1, and the toner image is opposed to the roller 14. A detection sensor 30 is provided.

なお、画像形成装置100では、制御用トナーパターン画像は感光体ドラム2上で形成されて下流側のベルト(中間転写ベルト1又は転写搬送ベルト28a、29a)への転写位置に至る。   In the image forming apparatus 100, the control toner pattern image is formed on the photosensitive drum 2 and reaches the transfer position to the downstream belt (the intermediate transfer belt 1 or the transfer conveyance belts 28a and 29a).

図2はトナー像検知センサーの設置状況の一例を示す部分斜視図である。このトナー像検知センサー30は、画像形成装置100における二次転写前の位置P1にトナー像検知センサー(光学センサユニット)30を設置したものである。トナー像検知センサー30は、センサー基板32に3つの濃度検知手段としてのセンサヘッド(光学センサー)31a、31b、31c、31dを搭載した4ヘッドタイプ(ヘッド4個品のトナー像検知センサー30)である。すなわち、記録紙の搬送方向と直交する主走査対応方向(感光体ドラム2の軸方向)にセンサヘッド(光学センサ)を4個設置したトナー像検知センサー30における4箇所のトナー付着量を同時に測定できる。   FIG. 2 is a partial perspective view showing an example of the installation state of the toner image detection sensor. The toner image detection sensor 30 is obtained by installing a toner image detection sensor (optical sensor unit) 30 at a position P1 before secondary transfer in the image forming apparatus 100. The toner image detection sensor 30 is a four-head type (four-head toner image detection sensor 30) in which sensor heads (optical sensors) 31a, 31b, 31c, and 31d as three density detection means are mounted on a sensor substrate 32. is there. That is, the toner adhesion amounts at four locations on the toner image detection sensor 30 in which four sensor heads (optical sensors) are installed in the main scanning corresponding direction (axial direction of the photosensitive drum 2) orthogonal to the recording paper conveyance direction are measured simultaneously. it can.

なお、トナー像検知センサー30におけるセンサヘッドの数は上記4個に限定されるものではない。例えば、1個又は2個のセンサヘッドを備えた構成であってもよいし、各色専用にセンサヘッドを備えたヘッド4個ないし7個を備えた構成であってもよい。   The number of sensor heads in the toner image detection sensor 30 is not limited to the above four. For example, a configuration including one or two sensor heads or a configuration including four to seven heads including sensor heads dedicated to each color may be used.

次に画像形成装置100の制御について説明する。図3は画像形成装置の制御系の要部を示すブロック図である。制御手段としての制御部200は、例えばマイクロコンピュータで構成され、演算処理手段としてのCPU(Central Processing Unit)201、記憶手段としての不揮発性メモリのRAM(Random Access Memory)202及びROM(Read Only Memory)203等を有している。この制御部200には、作像ステーション40Y、40M、40C、40K、書込ユニット4、トナー像検知センサー30などが電気的に接続されている。   Next, control of the image forming apparatus 100 will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the main part of the control system of the image forming apparatus. The control unit 200 as a control unit is configured by, for example, a microcomputer, and includes a CPU (Central Processing Unit) 201 as an arithmetic processing unit, a RAM (Random Access Memory) 202 as a storage unit, and a ROM (Read Only Memory). ) 203 or the like. The control unit 200 is electrically connected to the image forming stations 40Y, 40M, 40C, and 40K, the writing unit 4, the toner image detection sensor 30, and the like.

そして、制御部200は、RAM202内に記憶している制御プログラムに基づいて、これらの各種の機器を制御するようになっている。不揮発性メモリであるRAM202には、トナー像検知センサー30の各光学センサーの検出値からトナー濃度(トナー付着量)を算出するときに用いる出力換算情報としての後述の出力換算データ(変換テーブル)や出力換算式(アルゴリズム)を記憶している。   And the control part 200 controls these various apparatuses based on the control program memorize | stored in RAM202. The RAM 202, which is a non-volatile memory, stores output conversion data (conversion table), which will be described later, as output conversion information used when calculating the toner density (toner adhesion amount) from the detection value of each optical sensor of the toner image detection sensor 30. The output conversion formula (algorithm) is stored.

<実施形態1>
以上のような構成を備える画像形成装置100において、画像濃度調整用パターン(トナーパッチ)を1つ(1パッチ)だけ作像し、かつ、検知用センサーを1つのヘッドとしたときについて説明する。図4は中間転写ベルト1に形成した濃度調整パターンおよび光学センサーを示す模式図である。トナーパッチ110を中間転写ベルト1の画像領域幅において画像中心に配置し、トナー像検知センサー120で検出する。これは、主走査方向の作像幅内での濃度偏差に対して中央部が最も影響を受けにくいからである。これら画像濃度調整用パターンは、所定の帯電バイアス、現像バイアス、LDパワーにより作成を行う。
<Embodiment 1>
In the image forming apparatus 100 having the above-described configuration, a case where only one image density adjustment pattern (toner patch) (one patch) is formed and the detection sensor is one head will be described. FIG. 4 is a schematic diagram showing a density adjustment pattern and an optical sensor formed on the intermediate transfer belt 1. The toner patch 110 is disposed at the center of the image in the image area width of the intermediate transfer belt 1 and is detected by the toner image detection sensor 120. This is because the central portion is least affected by the density deviation within the image forming width in the main scanning direction. These image density adjustment patterns are created with a predetermined charging bias, developing bias, and LD power.

しかしながら、このように1パッチにより現像能力(以降、現像γと記載する)を算出したとすると、現像剤の劣化状況により1パッチのみでは最適な画像形成条件に決定することができない。これは現像剤劣化により未帯電トナーが増加し、そのため現像開始電圧Vkが低くなるためである。   However, if the developing ability (hereinafter referred to as “development γ”) is calculated with one patch in this way, the optimum image forming condition cannot be determined with only one patch due to the deterioration state of the developer. This is because uncharged toner increases due to the deterioration of the developer, and therefore the development start voltage Vk decreases.

その一例を以下に説明する。図5は初期状態の現像剤によって作成したトナーパッチで現像γ算出する例を示すグラフである。この場合では、現像開始電圧Vkは、ほぼゼロのであるため、ゼロ点と1パッチ部の現像ポテンシャルと付着量の2点をつなぐ直線の傾きから現像γを算出することができる。   One example will be described below. FIG. 5 is a graph showing an example in which development γ is calculated with a toner patch created with a developer in an initial state. In this case, since the development start voltage Vk is substantially zero, the development γ can be calculated from the slope of the straight line connecting the zero point, the development potential of one patch portion, and the adhesion amount.

図6は劣化した現像剤によって作成したトナーパッチで現像γ算出する例を示すグラフである。この場合では、現像開始電圧Vkがゼロからシフトしており、ゼロ点と1パッチ部の現像ポテンシャルと付着量の2点をつなぐ直線の傾きから現像能力を算出した場合、現像能力が低く見られてしまう。そのため、その誤って低くみられた現像能力に基づいて帯電、現像、露光条件や、トナー濃度の目標値の補正を行った場合には、補正量が不足して、目標付着量に設定することができない。   FIG. 6 is a graph showing an example of calculating development γ using a toner patch created with a deteriorated developer. In this case, the development start voltage Vk is shifted from zero, and when the development ability is calculated from the slope of the straight line connecting the zero point, the development potential of one patch portion, and the adhesion amount, the development ability is seen to be low. End up. For this reason, when charging, development, exposure conditions, and toner density target values are corrected based on the erroneously observed developing ability, the correction amount is insufficient and the target adhesion amount is set. I can't.

現像開始電圧Vkのシフトは、現像剤劣化により発生することが知られている。そこで、実施形態1に係る画像形成装置では、制御部200を濃度制御手段として動作させ、現像開始電圧Vkのシフト量を現像剤の劣化情報より予測し、現像能力を補正して、最適な画像形成条件を設定する。このため、画像形成装置100には、現像ユニット5の使用情報を記録する現像装置使用情報記録装置、および感光体ドラム2の状態情報を記録する感光体状態情報記録装置を備える。   It is known that the shift of the development start voltage Vk occurs due to developer deterioration. Therefore, in the image forming apparatus according to the first embodiment, the control unit 200 is operated as a density control unit, the shift amount of the development start voltage Vk is predicted based on the deterioration information of the developer, the development capability is corrected, and the optimum image is obtained. Set the formation conditions. Therefore, the image forming apparatus 100 includes a developing device usage information recording device that records usage information of the developing unit 5 and a photoreceptor state information recording device that records state information of the photosensitive drum 2.

以下、実施形態1に係る画像形成装置100の画質調整動作について説明する。図7は画像調整動作を示すフローチャートである。画像調整動作は以下の手順で行う。   Hereinafter, the image quality adjustment operation of the image forming apparatus 100 according to the first embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the image adjustment operation. The image adjustment operation is performed according to the following procedure.

[S101]画質調整動作の実行判定
まず、画質調整動作の実行判定を行う。画質調整動作の実行判定は枚数により行い、前回の画質調整動作から所定の枚数(本実施例では100枚とする)を達したとき、画質調整動作実行フラグが立ち、印刷終了時に画質調整動作が実行される。また、連続通紙枚数が所定の枚数(本実施例では100枚とする)に達した場合に印刷中に画質調整動作を挟むことで連続通紙時の画像濃度変動を抑制してもよい。
[S101] Execution Determination of Image Quality Adjustment Operation First, execution determination of the image quality adjustment operation is performed. The execution determination of the image quality adjustment operation is performed based on the number of images. When the predetermined number of images (100 in this embodiment) is reached from the previous image quality adjustment operation, the image quality adjustment operation execution flag is set, and the image quality adjustment operation is performed at the end of printing. Executed. Further, when the number of continuous paper passes reaches a predetermined number (100 in this embodiment), the image density fluctuation during continuous paper passing may be suppressed by inserting an image quality adjustment operation during printing.

[S102]パターンの作成
[S101]にて画質調整動作実行フラグが立っている場合、印刷終了時に画質調整動作が実行される。本画質調整動作では、図4に示すようなトナーパッチの作成を行う。印刷終了時に所定の帯電条件である帯電バイアス、現像条件である現像バイアス、露光光量に設定し、その条件にてパターン作成を行う。パターンは故意的に現像ポテンシャル(現像バイアスと露光部電位の差分)を狭めることにより薄めのアナログハーフトーンにより作成を行う。なお、本実施形態ではモノクロ機を想定しているため、トナー像検知センサー30の正反射光出力で付着量検出可能なアナログ中間調としている。しかし、カラー機においては光学式トナー濃度センサーで拡散反射光出力より高付着量でも付着量検出可能であるため中間調である必要はなく、ベタ付着量でも良い。
[S102] Pattern Creation When the image quality adjustment operation execution flag is set in [S101], the image quality adjustment operation is executed when printing is completed. In the image quality adjustment operation, a toner patch as shown in FIG. 4 is created. At the end of printing, a charging bias as a predetermined charging condition, a developing bias as a developing condition, and an exposure light amount are set, and a pattern is created under the conditions. The pattern is created with a thin analog halftone by intentionally narrowing the development potential (difference between the development bias and the exposure portion potential). In this embodiment, since a monochrome machine is assumed, an analog halftone is used in which the adhesion amount can be detected with the regular reflection light output of the toner image detection sensor 30. However, in a color machine, the amount of adhesion can be detected with an optical toner density sensor even if the amount of adhesion is higher than the diffuse reflected light output, so it is not necessary to be halftone and the amount of solid adhesion may be used.

[S103]パターンの検知
[S102]にて作成されたトナーパッチの検知を光学式トナー濃度センサーにより行う。
[S103] Pattern Detection The toner patch created in [S102] is detected by an optical toner density sensor.

[S104]付着量の算出
[S103]のパターン検知結果より、トナー付着量を算出する。これは、トナー像検知センサー120にてトナーパッチ110を検知して得られた出力値をトナー付着量に変換処理し算出する(特開2006−139180号公報参照)。
[S104] Calculation of Adhesion Amount The toner adhesion amount is calculated from the pattern detection result in [S103]. This is calculated by converting the output value obtained by detecting the toner patch 110 with the toner image detection sensor 120 into a toner adhesion amount (see JP-A-2006-139180).

[S105]現像開始電圧Vkの算出
現像剤使用情報より、現像開始電圧Vkを算出する。現像開始電圧Vkのシフトは現像剤劣化によるトナー添加剤の剥離や、微粉量増加により帯電特性の変化したトナーが発生することにより引き起こされる。それら帯電特性の変化は総現像走行時間(総駆動時間)と、画像面積率の累積平均(累積平均画像面積率)より予測することが可能である。そこで、現像開始電圧Vkのシフト量を総現像走行時間と画像面積率累積平均のテーブルより算出する(図8参照)画像面積率累積平均は、所定枚数区間での総画素数と通紙枚数より算出する。本実施例では300枚とする。
[S105] Calculation of development start voltage Vk The development start voltage Vk is calculated from the developer usage information. The shift of the development start voltage Vk is caused by the toner being peeled off due to the deterioration of the developer or the toner having the changed charging characteristics due to the increase in the amount of fine powder. Changes in these charging characteristics can be predicted from the total development running time (total driving time) and the cumulative average of image area ratios (cumulative average image area ratio). Therefore, the shift amount of the development start voltage Vk is calculated from the total development running time and the image area ratio cumulative average table (see FIG. 8). The image area ratio cumulative average is calculated based on the total number of pixels and the number of sheets passed in a predetermined number of sheets. calculate. In this embodiment, the number is 300.

[S106]現像γの算出
[S102]のパターン作成時の現像ポテンシャルPot、[S104]の付着量検出結果、[S105]の現像開始電圧Vkの算出結果より、現像γの算出を行う。[S102]のパターン作成時の現像ポテンシャルPotは、パターン作成時の現像バイアスVb、画像部電位Vlより、以下の式で算出することが可能である。
[S106] Calculation of Development γ Development γ is calculated based on the development potential Pot at the time of pattern creation in [S102], the adhesion amount detection result in [S104], and the development start voltage Vk in [S105]. The development potential Pot at the time of pattern creation in [S102] can be calculated from the development bias Vb at the time of pattern creation and the image portion potential Vl by the following formula.

ここで、画像部電位Vlは50[−V]固定とする。この画像部電位は感光体の状態により変動する(なお、実施形態2では、その変動を考慮し現像γを算出する)。以上より、現像γは以下の式で算出することができる。   Here, the image portion potential Vl is fixed to 50 [−V]. This image portion potential varies depending on the state of the photoreceptor (in the second embodiment, development γ is calculated in consideration of the variation). From the above, the development γ can be calculated by the following equation.

[S107]電位制御条件の補正値の算出
[S106]にて算出された現像γより、帯電バイアス、現像バイアス、露光光量の補正を行う。補正前の帯電バイアスVc、現像バイアスVb、露光光量LDPと、現像γ、プロコン時取得付着量M/A、目標付着量M/A’(ここでは0.55[mg/cm2]とする)より、補正後の帯電バイアスVc’、現像バイアスVb’、露光光量LDP’を算出する。算出式を以下に示す。
[S107] Calculation of Correction Value of Potential Control Condition The charging bias, development bias, and exposure light amount are corrected from the development γ calculated in [S106]. From correction bias Vc, development bias Vb, exposure light quantity LDP, development γ, acquisition amount M / A at the time of process control, and target adhesion amount M / A ′ (here, 0.55 [mg / cm 2]) Then, the corrected charging bias Vc ′, developing bias Vb ′, and exposure light quantity LDP ′ are calculated. The calculation formula is shown below.

ここでε、ηは係数であり、本実施形態ではVl=50[−V]とする。 Here, ε and η are coefficients, and in this embodiment, Vl = 50 [−V].

[S108]目標トナー濃度の補正値の算出
[S106]にて算出された現像γより、目標トナー濃度TCrefの補正を行う。まず、現像γより作像時の付着量M/A(作像時)を算出する。算出式を以下に示す。
[S108] Calculation of correction value of target toner density The target toner density TCref is corrected based on the development γ calculated in [S106]. First, an adhesion amount M / A at the time of image formation (at the time of image formation) is calculated from development γ. The calculation formula is shown below.

続いて、トナー補給条件を調整して現像γを誘導する際に使用する現像γの目標値である現像γ’と現像γとの差分Δγを以下の式により算出する。   Subsequently, a difference Δγ between the development γ ′ and the development γ, which is a target value of the development γ used when the toner replenishment condition is adjusted to derive the development γ, is calculated by the following equation.

上記Δγを誘導するのに必要なTC補正量を以下の式より算出する。   The TC correction amount necessary for inducing the Δγ is calculated from the following equation.

ここでの「a」は実験的に求められたTC−現像ガンマの相関の傾きである。図9は実験的にトナー濃度を変化させたときのトナー濃度と現像γとの関係を示すグラフ、図10は目標付着量となるときの現像γにするために必要なトナー濃度の変化量を示すグラフである。図9は、実験的にTCを段階的に変化させたときの現像γの相関を示し、この傾きより、TC変化量に対する現像γ変化量がわかる。このため、図10に示すように目標付着量となるときの現像γにするために必要なTC変化量を算出することができる。   Here, “a” is an experimentally obtained slope of the TC-development gamma correlation. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the toner density and the development γ when the toner density is experimentally changed, and FIG. 10 shows the amount of change in the toner density necessary to obtain the development γ when the target adhesion amount is reached. It is a graph to show. FIG. 9 shows the correlation of the development γ when the TC is experimentally changed stepwise. From this slope, the development γ change amount with respect to the TC change amount can be found. For this reason, as shown in FIG. 10, it is possible to calculate the amount of TC change necessary for developing γ when the target adhesion amount is reached.

[S109]電位制御条件、目標トナー濃度の補正値の重み付け
[S107]、[S108]にて算出された電位制御条件(帯電バイアスVc’、現像バイアスVb’、露光光量LDP’)と、目標トナー濃度TCrefの補正値を適用する。このとき、電位制御条件と目標トナー濃度の補正を同時に行ってしまうことで、過補正となってしまう。そこで、以下の式により過補正とならないように、電位制御条件の補正量と、目標トナー濃度の補正量に対し、重み付けを行う。以下に、再補正された帯電バイアスVc”、現像バイアスVb”、露光光量LDP”、目標トナー濃度TCref”を算出する。
[S109] Potential Control Condition, Weighting of Target Toner Density Correction Value Potential Control Conditions (Charging Bias Vc ′, Development Bias Vb ′, Exposure Light Amount LDP ′) Calculated in [S107] and [S108] and Target Toner The correction value of the density TCref is applied. At this time, the correction of the potential control condition and the target toner density is performed at the same time, resulting in overcorrection. Therefore, weighting is performed on the correction amount of the potential control condition and the correction amount of the target toner density so as not to overcorrect by the following expression. In the following, recorrected charging bias Vc ″, developing bias Vb ″, exposure light quantity LDP ″, and target toner density TCref ″ are calculated.

電位制御は画質調整動作直後に画像濃度に影響を与え、トナー濃度制御は画質調整動作直後から徐々に画像濃度に影響を与える。本実施例ではα=0.5、β=0.5とすることで、電位制御とトナー濃度制御による画質調整を半分ずつ行う。また、画質調整動作からの通紙枚数に応じて徐々にαとβを変えていくことで電位制御とトナー濃度制御を両立することをしても良い。   The potential control affects the image density immediately after the image quality adjustment operation, and the toner density control gradually affects the image density immediately after the image quality adjustment operation. In this embodiment, by setting α = 0.5 and β = 0.5, image quality adjustment by potential control and toner density control is performed in half. Further, both potential control and toner density control may be achieved by gradually changing α and β according to the number of sheets passed through the image quality adjustment operation.

[S110] 電位制御条件、目標とするTCの再補正量の適用
[S109]にて算出した作像条件補正量を適用する。
以上で濃度調整は終了する。次回の画像形成時において、この調整に基づいて画像形成を行う。
[S110] Application of potential control condition and target TC re-correction amount The imaging condition correction amount calculated in [S109] is applied.
This is the end of the density adjustment. At the next image formation, image formation is performed based on this adjustment.

実施形態1に係る画像形成装置100は以下の効果を有する。図11は実施形態1における補正による効果を示すグラフである。実施形態1に係る画像形成装置100では、図11に示すように、現像開始電圧Vkのシフトに伴う現像γ算出誤差による画像濃度制御の誤差を低減することができる。   The image forming apparatus 100 according to the first embodiment has the following effects. FIG. 11 is a graph showing the effect of correction in the first embodiment. In the image forming apparatus 100 according to the first embodiment, as shown in FIG. 11, an error in image density control due to a development γ calculation error accompanying a shift in the development start voltage Vk can be reduced.

<実施形態2>
実施例1では現像剤の使用状態に基いて補正を行った。しかし、現像γの算出は現像開始電圧Vkのみではなく、画像形成装置の状態が初期である場合、同じトナー付着量でも画像部電位Vlにより変動する。例えば画像部電位V1が50[−V]上昇した場合、実際は現像ポテンシャルが50[−V]減少する。図12は画像部電位が変化した場合における実際の現像ポテンシャルの状態を示すグラフである。そこで、実施形態2では、画像部電位Vlを感光体の使用状態より予測することにより、現像ポテンシャル算出誤差を抑制し、より正確に現像γを算出する。このため、感光体使用履歴を記録しておく。
<Embodiment 2>
In Example 1, correction was performed based on the usage state of the developer. However, the calculation of the development γ varies not only with the development start voltage Vk but also with the image portion potential Vl even if the toner adhesion amount is the same when the state of the image forming apparatus is the initial state. For example, when the image portion potential V1 increases by 50 [−V], the development potential actually decreases by 50 [−V]. FIG. 12 is a graph showing the actual development potential state when the image portion potential changes. Therefore, in the second embodiment, by predicting the image portion potential Vl from the usage state of the photoconductor, the development potential calculation error is suppressed, and the development γ is calculated more accurately. For this reason, a photoconductor usage history is recorded.

以下実施形態2に係る画像形成装置100の画像調整動作について説明する。図13は実施形態2における画像調整動作を示すフローチャートである。   Hereinafter, an image adjustment operation of the image forming apparatus 100 according to the second embodiment will be described. FIG. 13 is a flowchart showing an image adjustment operation in the second embodiment.

[S201]〜[S205]
[S201]〜[S205]は実施形態1の[S101]〜[S105]の処理と同一である。
[S201] to [S205]
[S201] to [S205] are the same as the processes of [S101] to [S105] in the first embodiment.

[S206]
感光体使用情報より、画像部電位Vlを算出する。現像開始時の画像部電位Vlのシフトは感光体の膜厚変化や温度による感光体上電荷特性の変化により引き起こされる。そのため、電荷特性の変化は総通紙枚数と、温度の相関より予測することが可能である。そこで、画像部電位Vlのシフト量を総通紙枚数と温度のテーブルより算出することとする。このため、画像形成装置100には、温湿度を取得する温湿度検出手段(図示していない)が配置される。図14は挿通紙枚数と温度とで決まる画像部電位のシフト量を示すテーブルである。
[S206]
The image portion potential Vl is calculated from the photoreceptor usage information. The shift of the image portion potential Vl at the start of development is caused by a change in the charge characteristic on the photosensitive member due to a change in the thickness of the photosensitive member or a temperature. Therefore, the change in charge characteristics can be predicted from the correlation between the total number of sheets passing and the temperature. Therefore, the shift amount of the image portion potential Vl is calculated from a table of the total number of sheets passed and the temperature. For this reason, the image forming apparatus 100 is provided with temperature / humidity detection means (not shown) for acquiring temperature / humidity. FIG. 14 is a table showing the shift amount of the image portion potential determined by the number of inserted sheets and the temperature.

[S207]〜[S211]
[S207]〜[S211]は実施形態1の[S101]〜[S105]の処理と同一である。
[S207] to [S211]
[S207] to [S211] are the same as the processes of [S101] to [S105] in the first embodiment.

実施形態2に係る画像形成装置は以下の効果を有する。図15は実施形態2における補正による効果を示すグラフである。図15に示すように実施形態2に係る画像形成装置100は、感光体上の画像部電位Vlのシフトに伴う現像γ算出誤差による画像濃度制御の誤差を低減することができる。   The image forming apparatus according to the second embodiment has the following effects. FIG. 15 is a graph showing the effect of correction in the second embodiment. As shown in FIG. 15, the image forming apparatus 100 according to the second embodiment can reduce an error in image density control due to a development γ calculation error due to a shift of the image portion potential Vl on the photoconductor.

<実施形態3>
次に実施形態3に係る画像形成装置について説明する。実施形態1では現像剤の使用状態に基づいて補正を行ったが、実施形態3に係る画像形成装置100では、現像開始電圧Vkとして、実際の現像開始電圧Vkを使用する。
<Embodiment 3>
Next, an image forming apparatus according to Embodiment 3 will be described. In the first embodiment, the correction is performed based on the usage state of the developer. However, in the image forming apparatus 100 according to the third embodiment, the actual development start voltage Vk is used as the development start voltage Vk.

以下実施形態3に係る画像形成装置100の画像調整動作について説明する。図16は実施形態3における画像調整動作を示すフローチャートである。   Hereinafter, an image adjustment operation of the image forming apparatus 100 according to the third embodiment will be described. FIG. 16 is a flowchart illustrating an image adjustment operation according to the third embodiment.

[S302]パッチパターン・地汚れパターンの作成
図17は実施形態3における中間転写ベルトに形成した濃度調整パターンおよび光学センサーを示す模式図である。
[S102]のパッチパターン作成に加え、故意的に帯電バイアスと現像バイアスの間を狭め、感光体ドラム2上に地汚れトナーを付着させる。パターン作成例として図17に示すものを採用することができる。中間転写ベルト1にトナーパッチ110の他、地汚れトナー130が付着している。このとき、所定の帯電条件、現像条件において像担持体上に露光をしないトナー付着領域にも地汚れが形成される。
[S302] Creation of Patch Pattern / Budget Pattern FIG. 17 is a schematic diagram showing a density adjustment pattern and an optical sensor formed on the intermediate transfer belt in the third embodiment.
In addition to the patch pattern creation in [S <b> 102], the gap between the charging bias and the developing bias is intentionally narrowed, and the scumming toner is deposited on the photosensitive drum 2. The pattern creation example shown in FIG. 17 can be employed. In addition to the toner patch 110, a ground toner 130 is attached to the intermediate transfer belt 1. At this time, scumming is also formed in a toner adhesion region where the image carrier is not exposed under predetermined charging and developing conditions.

[S303]パッチパターン・地汚れパターン検知
[S103]と同様にパッチパターン検知に加え、地汚れパターンの検知を行う。
[S303] Patch Pattern / Border Pattern Detection In addition to patch pattern detection, a ground pattern is detected in the same manner as [S103].

[S304]付着量の算出
[S104]と同様にパッチパターンの付着量と、加えて地汚れパターンの付着量を算出する。
[S304] Calculation of Adhesion Amount As in [S104], the adhesion amount of the patch pattern and the adhesion amount of the background pattern are calculated.

[S305]現像開始電圧Vkの算出
[S304]にて取得した地汚れトナー付着量より、現像開始電圧Vkを算出する。実験的に地汚れ量と現像開始電圧Vkの相関を求める。現像剤が劣化するほど帯電していないトナーが増加し、地汚れ量が大きくなる傾向となる。また、同様に帯電していないトナーが増加することにより現像開始電圧Vkは負の方向にシフトするため、地汚れ量の増加により現像開始電圧Vkが大きくなる傾向が見られる。本特性より、現像開始電圧Vkを地汚れ量によるテーブルから算出することができる。図18は地汚れ付着量で定まる現像開始電圧を示すテーブルである。
[S305] Calculation of Development Start Voltage Vk The development start voltage Vk is calculated from the amount of background toner adhesion acquired in [S304]. Experimentally, the correlation between the background stain amount and the development start voltage Vk is obtained. As the developer deteriorates, the amount of uncharged toner increases and the amount of background stain tends to increase. Similarly, since the development start voltage Vk shifts in the negative direction due to an increase in uncharged toner, the development start voltage Vk tends to increase with an increase in the amount of background contamination. From this characteristic, the development start voltage Vk can be calculated from a table based on the amount of background contamination. FIG. 18 is a table showing the development start voltage determined by the amount of background dirt adhesion.

[S306]〜[S310]
[S106]〜[s310]と同様であるので省略する。また、実施例2のように感光体情報と温度よりVl補正を行っても良い。
[S306] to [S310]
Since it is the same as [S106] to [s310], it is omitted. Further, as in the second embodiment, the Vl correction may be performed based on the photoreceptor information and the temperature.

実施形態3に係る画像形成装置は以下の効果を有する。即ち、地汚れパターンの地汚れ量より、現像開始電圧Vkを算出することで、フィードバックによるVk補正ができ、予測よりも精度よくVkを算出することができる。   The image forming apparatus according to the third embodiment has the following effects. That is, by calculating the development start voltage Vk from the amount of background contamination of the background contamination pattern, Vk correction by feedback can be performed, and Vk can be calculated more accurately than predicted.

1:中間転写ベルト
2:感光体ドラム(像担持体)
3:帯電チャージャ
4:書込ユニット(露光手段)
5:現像ユニット(現像装置)
6:一次転写ローラ
7:感光体クリーニングユニット
8:クエンチングランプ
9:スキャナ部
10:ADF
11、12、13:ローラ
14:ローラ
15:中間転写ベルトクリーニングユニット
16:二次転写ローラ
17:給紙トレイ
20:記録紙
21:ピックアップローラ
22:給紙ローラ
23:搬送ローラ対
24:レジストローラ対
25:定着ユニット
26:排紙トレイ
27:スイッチバックローラ対
28a、29a:転写搬送ベルト
30:トナー像検知センサー(光学的トナー像濃度検出手段)
32:センサー基板
40Y、40M、40C、40K:作像ステーション
100:画像形成装置
110:トナーパッチ
120:トナー像検知センサー
130:トナー
200:制御部
201:CPU
202:RAM
203:ROM
1: Intermediate transfer belt 2: Photosensitive drum (image carrier)
3: Charging charger 4: Writing unit (exposure means)
5: Developing unit (developing device)
6: Primary transfer roller 7: Photoconductor cleaning unit 8: Quenching lamp 9: Scanner unit 10: ADF
11, 12, 13: Roller 14: Roller 15: Intermediate transfer belt cleaning unit 16: Secondary transfer roller 17: Paper feed tray 20: Recording paper 21: Pickup roller 22: Paper feed roller 23: Conveying roller pair 24: Registration roller Pair 25: Fixing unit 26: Paper discharge tray 27: Switchback roller pair 28a, 29a: Transfer conveyance belt 30: Toner image detection sensor (optical toner image density detection means)
32: Sensor substrates 40Y, 40M, 40C, 40K: Image forming station 100: Image forming apparatus 110: Toner patch 120: Toner image detection sensor 130: Toner 200: Control unit 201: CPU
202: RAM
203: ROM

特開昭62−164066号公報JP-A-62-164066

Claims (7)

像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電手段と、
帯電された前記像担持体を露光することで潜像を形成する露光手段と、
トナーおよびキャリアから成る2成分現像剤を収納するとともに、前記像担持体に形成された潜像部を前記トナーよりに現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上の前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記トナーが収納されたトナー収納装置と、
前記トナー収納装置から現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、
前記現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像の濃度を検出する光学的トナー像濃度検出手段と、を備え、
温湿度を取得する温湿度検出手段、前記現像装置の使用情報を記録する現像装置使用情報記録手段、および前記感光体の状態情報を記録する感光体状態情報記録手段のうち少なくとも一つを有し、
前記感光体に所定の帯電条件、現像条件、露光条件において一つのトナーパッチを形成し、
前記トナーパッチの濃度を前記光学的トナー像濃度検出手段により検出し、
次回の画像形成時において帯電条件、現像条件、露光条件、前記トナーの補給条件の少なくとも一つを調整することで画像濃度制御を行う画像形成装置において、
前記トナーパッチの形成時における現像バイアスおよび前記トナーパッチの濃度と、現像装置の使用情報、前記感光体の使用情報、温湿度の少なくとも一つと、に基づいて現像能力を予測し、予測された現像能力に基づいて画像濃度を行う濃度制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier;
Charging means for charging the image carrier;
Exposure means for forming a latent image by exposing the charged image carrier;
Developing means for containing a two-component developer composed of a toner and a carrier and developing a latent image portion formed on the image carrier with the toner to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image on the image carrier to a recording medium;
A toner storage device storing the toner;
A toner supply device for supplying toner from the toner storage device to the developing device;
Toner density detecting means for detecting the toner density in the developing device;
Optical toner image density detection means for detecting the density of the toner image formed on the image carrier,
At least one of temperature / humidity detection means for acquiring temperature / humidity, developing device usage information recording means for recording usage information of the developing device, and photosensitive member state information recording means for recording state information of the photosensitive member; ,
Forming a single toner patch on the photosensitive member under predetermined charging conditions, development conditions, and exposure conditions;
Detecting the density of the toner patch by the optical toner image density detecting means;
In an image forming apparatus that performs image density control by adjusting at least one of charging conditions, development conditions, exposure conditions, and toner replenishment conditions at the time of the next image formation,
The development capability is predicted based on the development bias at the time of forming the toner patch, the density of the toner patch, the usage information of the developing device, the usage information of the photoconductor, and the temperature and humidity, and the predicted development. An image forming apparatus comprising density control means for performing image density based on the capability.
前記濃度制御手段は、前記現像装置の使用情報に基づいて補正された現像能力によって前記帯電条件、現像条件、露光条件、トナーの補給条件の少なくとも一つを補正することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   2. The density control unit corrects at least one of the charging condition, the developing condition, the exposure condition, and the toner replenishment condition by a developing ability corrected based on usage information of the developing device. The image forming apparatus described in 1. 前記現像装置の使用情報は、少なくとも前記現像装置の総駆動時間、累積平均画像面積率の一つであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the usage information of the developing device is at least one of a total driving time of the developing device and a cumulative average image area ratio. 前記濃度制御手段は、前記感光体の状態情報に基いて補正された現像能力に基づいて前記帯電条件、現像条件、露光条件、トナー補給条件の少なくとも一つを補正することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The density control unit corrects at least one of the charging condition, the developing condition, the exposure condition, and the toner replenishment condition based on the developing ability corrected based on the state information of the photoconductor. The image forming apparatus according to 1. 感光体状態情報が感光体使用履歴であることを特徴とする請求項1または請求項4に記載の画像形成装置。   5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the photoconductor state information is a photoconductor use history. 感光体状態情報が温湿度の情報であることを特徴とする請求項1または請求項4に記載の画像形成装置。   5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the photoconductor state information is temperature / humidity information. 所定の帯電条件、現像条件において像担持体上に露光をしないトナー付着領域を形成し、
前記トナー付着領域を前記光学的トナー像濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像能力を補正することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
Forming a non-exposure toner adhering area on the image carrier under predetermined charging and developing conditions;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing capability of the toner adhesion area is corrected based on a detection result of the optical toner image density detection unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107390486A (en) * 2016-05-13 2017-11-24 京瓷办公信息系统株式会社 Image processing system
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