JP2016018074A - Image forming apparatus and toner scattering amount estimation method - Google Patents

Image forming apparatus and toner scattering amount estimation method Download PDF

Info

Publication number
JP2016018074A
JP2016018074A JP2014140615A JP2014140615A JP2016018074A JP 2016018074 A JP2016018074 A JP 2016018074A JP 2014140615 A JP2014140615 A JP 2014140615A JP 2014140615 A JP2014140615 A JP 2014140615A JP 2016018074 A JP2016018074 A JP 2016018074A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
image
developing
target
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
JP2014140615A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
松本 浩平
Kohei Matsumoto
浩平 松本
拓磨 比嘉
Takuma Higa
拓磨 比嘉
昌樹 助迫
Masaki Sukesako
昌樹 助迫
国井 博之
Hiroyuki Kunii
博之 国井
一暁 神原
Kazuaki Kamihara
一暁 神原
雄一 相澤
Yuichi Aizawa
雄一 相澤
允一 寺尾
Masaichi Terao
允一 寺尾
政義 中山
Masayoshi Nakayama
政義 中山
雅博 加藤
Masahiro Kato
雅博 加藤
Original Assignee
株式会社リコー
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 株式会社リコー, Ricoh Co Ltd filed Critical 株式会社リコー
Priority to JP2014140615A priority Critical patent/JP2016018074A/en
Publication of JP2016018074A publication Critical patent/JP2016018074A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the amount of a toner scattering from a developing device without causing a downtime during which an image forming operation cannot be executed or with a short downtime.SOLUTION: An image forming apparatus executes toner supply control of causing toner supply means 411 to supply a toner so that concentration of a toner in a two-component developer in a developing device 5 becomes close to a target toner concentration Vtref, and sets the target toner concentration from a first toner consumption index value (average image area rate A) indicating a toner consumption consumed by the developing device within a predetermined first period, a second toner consumption index value (average image area rate B) indicating a toner consumption consumed by the developing device within a predetermined second period subsequent to the first period, and a toner scattering amount allowable value Z.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、画像形成装置及びトナー飛散量推定方法に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus and a toner scattering amount estimation method.
従来、低画像面積率の画像形成を長期間継続した後にトナー飛散が発生しやすいという問題が知られている。   Conventionally, there has been a problem that toner scattering is likely to occur after image formation with a low image area ratio is continued for a long period of time.
特許文献1には、この問題を解決するため、新たな印刷ジョブが入力された際、その直近の所定期間内に画像形成した画像の平均画像面積率が所定の閾値を下回っていたら、当該印刷ジョブの開始前に、事前トナー消費・補給制御を実行する画像形成装置が開示されている。この事前トナー消費・補給制御とは、現像装置内のトナーを潜像担持体表面に付着させて現像装置内のトナーを強制的に消費するトナー強制消費制御を実行した後に、現像装置内における現像剤中のトナー濃度が目標トナー濃度に近づくようにトナー補給制御を実行する制御である。   In order to solve this problem, Patent Document 1 discloses that when a new print job is input, if the average image area ratio of an image formed within the most recent predetermined period falls below a predetermined threshold, the printing is performed. An image forming apparatus that performs pre-toner consumption / replenishment control before the start of a job is disclosed. This pre-toner consumption / replenishment control refers to development in the developing device after executing toner forced consumption control in which the toner in the developing device is adhered to the surface of the latent image carrier and the toner in the developing device is forcibly consumed. In this control, toner replenishment control is executed so that the toner concentration in the agent approaches the target toner concentration.
低画像面積率の画像形成を長期間継続した後にトナー飛散が発生しやすい理由は、以下のとおりである。
低画像面積率の画像形成動作が長期間続くと、現像装置内には現像に寄与せずに長期間残留するトナーの量が増える。このようなトナーは、現像装置内の攪拌作用を継続的に受けることで徐々に劣化して帯電性能が悪化した状態になっている。このような劣化トナーは、補給される新規トナーに帯電電荷を奪われて帯電不足に陥りやすい。そのため、低画像面積率の画像形成後に新規トナーが補給されることにより、現像装置内に存在する劣化トナーが新規トナーに電荷を奪われて帯電不足になる。このようにして発生する帯電不足の劣化トナーは、キャリアに対する静電的な付着力が小さく、かつ、現像電界の拘束力が働きにくいため、現像装置の外部に飛散しやすい。その結果、低画像面積率の画像形成後にはトナー飛散が発生しやすい。
The reason why the toner scatters easily after the image formation with a low image area ratio is continued for a long time is as follows.
When an image forming operation with a low image area ratio continues for a long period of time, the amount of toner remaining in the developing apparatus for a long period of time without contributing to development increases. Such toner is in a state where the charging performance is deteriorated by being gradually deteriorated by continuously receiving the stirring action in the developing device. Such deteriorated toner is likely to be insufficiently charged due to depletion of charged charge by the new toner to be replenished. For this reason, when new toner is replenished after forming an image with a low image area ratio, the deteriorated toner present in the developing device is deprived of charge by the new toner and becomes insufficiently charged. The insufficiently charged deteriorated toner generated in this way has a small electrostatic adhesion force to the carrier and is difficult to act as a restraining force of the developing electric field, so that it is easily scattered outside the developing device. As a result, toner scattering tends to occur after formation of an image with a low image area ratio.
このトナー飛散の問題は、特に、低画像面積率の画像形成を長期間継続した後の画像形成動作における画像面積率が高いほど顕著となる。なぜなら、高画像面積率の画像形成動作中は、画像形成によるトナー消費量が多いので、その分だけ新規トナーを多く補給する必要がある。そのため、低画像面積率の画像形成動作が長期間続いた後に高画像面積率の画像形成動作が行われると、多量の新規トナーに電荷を奪われて帯電不足になる劣化トナーの量が多くなるからである。しかも、高画像面積率の画像形成動作中は、補給された新規トナーの多くが十分に摩擦帯電される間もなくすぐに現像に寄与するため、帯電不足の新規トナーも多く存在する。そのため、低画像面積率の画像形成動作継続後に高画像面積率の画像形成動作が行われた場合、多量の新規トナーにより多量の劣化トナーが帯電不足に陥りやすいだけでなく、多量の新規トナー自身も摩擦帯電不足で帯電不足に陥りやすく、トナー飛散が顕著となる。   The problem of toner scattering becomes more prominent as the image area ratio in the image forming operation after image formation with a low image area ratio continues for a long period of time is higher. This is because during the image forming operation with a high image area ratio, the amount of toner consumed by the image formation is large, so that it is necessary to replenish a large amount of new toner accordingly. For this reason, when an image forming operation with a high image area ratio is performed after an image forming operation with a low image area ratio continues for a long period of time, the amount of deteriorated toner that loses charge due to a large amount of new toner is insufficient. Because. Moreover, during the image forming operation with a high image area ratio, many of the replenished new toner contributes to the development immediately before it is sufficiently frictionally charged, so there are many new toners that are insufficiently charged. Therefore, when an image forming operation with a high image area rate is performed after an image forming operation with a low image area rate is continued, not only a large amount of new toner tends to be insufficiently charged but also a large amount of new toner itself. However, the frictional charging is insufficient and the toner is likely to be insufficiently charged, and the toner scattering becomes remarkable.
前記特許文献1に開示の画像形成装置によれば、低画像面積率の画像形成動作が長期間続いた場合、その後の印刷ジョブの開始前に事前トナー消費・補給制御を実行して、現像装置内のトナーを強制消費させる。これにより、当該印刷ジョブの開始前に現像装置内の劣化トナーの量を減らすことができるので、当該印刷ジョブで高画像面積率の画像形成動作が実施されても、当該印刷ジョブ中にトナー飛散が発生するのを抑制できる。   According to the image forming apparatus disclosed in Patent Document 1, when an image forming operation with a low image area ratio continues for a long period of time, a pre-toner consumption / replenishment control is executed before the start of a subsequent print job, and the developing apparatus The toner inside is forcibly consumed. As a result, the amount of deteriorated toner in the developing device can be reduced before the start of the print job. Therefore, even if an image forming operation with a high image area ratio is performed in the print job, toner scattering is caused during the print job. Can be prevented from occurring.
しかしながら、前記特許文献1に開示の画像形成装置では、印刷ジョブ中に低画像面積率の画像形成動作から高画像面積率の画像形成動作へ切り替わるような場合には、その切り替わり後に生じ得るトナー飛散を抑制することはできない。また、仮にその切り替わりの際に上述した事前トナー消費・補給制御を実行するならば、その切り替わり後に生じ得るトナー飛散を抑制することは可能であるが、事前トナー消費・補給制御の実行中は画像形成動作を実行できないダウンタイムを発生させるため、印刷ジョブを長期化させ、画像の生産性を落とす結果を招く。   However, in the image forming apparatus disclosed in Patent Document 1, when switching from a low image area rate image forming operation to a high image area rate image forming operation during a print job, toner scattering that may occur after the switching is performed. Can not be suppressed. Further, if the above-described advance toner consumption / replenishment control is executed at the time of switching, it is possible to suppress toner scattering that may occur after the changeover. This causes downtime during which the forming operation cannot be performed, so that the print job is lengthened and the productivity of the image is reduced.
上述した課題を解決するために、本発明は、画像情報に基づいて潜像担持体上に潜像を形成し、該潜像を現像装置によりトナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像し、これにより得られるトナー像を最終的に記録材上に転写することで該画像情報に応じた画像を形成するとともに、現像装置が消費した分のトナーを所定の補給タイミングでトナー補給手段により該現像装置へ補給する画像形成装置において、前記現像装置内における二成分現像剤中のトナー濃度が目標トナー濃度に近づくように前記トナー補給手段にトナー補給させるトナー補給制御を実行するトナー補給制御手段と、所定の第1期間内に前記現像装置が消費したトナー消費量を示す第1トナー消費量指標値と、該第1期間よりも後である所定の第2期間内に該現像装置が消費したトナー消費量を示す第2トナー消費量指標値とに基づいて、前記目標トナー濃度を設定する目標トナー濃度設定手段とを有することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention forms a latent image on a latent image carrier based on image information, and uses the two-component developer containing toner and carrier to develop the latent image by a developing device. Developing and finally transferring the toner image obtained thereby onto the recording material forms an image corresponding to the image information, and toner supply means for supplying the toner consumed by the developing device at a predetermined supply timing In the image forming apparatus that replenishes the developing device, the toner replenishment control that executes toner replenishment control that causes the toner replenishing means to replenish the toner so that the toner concentration in the two-component developer in the developing device approaches the target toner concentration. Means, a first toner consumption index value indicating the amount of toner consumed by the developing device within a predetermined first period, and the current consumption within a predetermined second period after the first period. Apparatus based on the second toner consumption index value indicating the toner consumption amount consumed, and having a target toner density setting means for setting the target toner concentration.
画像形成動作を実行できないダウンタイムを生じさせることなく又は短いダウンタイムで、現像装置からのトナー飛散量を抑制できるという優れた効果が奏される。   There is an excellent effect that the amount of scattered toner from the developing device can be suppressed without causing a down time during which the image forming operation cannot be performed or with a short down time.
実施形態のプリンタの要部を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of a printer according to an embodiment. 同プリンタにおける電気回路の一部を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a part of an electric circuit in the printer. 低画像面積率の画像形成を長期間継続した後に高画像面積率の画像形成が行われた場合のトナー飛散量の変化を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a change in toner scattering amount when image formation with a high image area ratio is performed after image formation with a low image area ratio is continued for a long period of time. 低画像面積率の画像形成を長期間継続した後に高画像面積率の画像形成が行われた場合のキャリア付着量の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the carrier adhesion amount when the image formation of a high image area rate is performed after continuing the image formation of a low image area rate for a long period of time. 低画像面積率の画像形成を長期間継続した後に高画像面積率の画像形成が行われた場合に、本実施形態の目標トナー濃度の設定変更処理により設定変更される目標トナー濃度の変化を示す説明図である。A change in the target toner density that is changed by the target toner density setting changing process of the present embodiment when an image formation with a high image area ratio is performed after image formation with a low image area ratio is continued for a long period of time. It is explanatory drawing. 実施形態における目標トナー濃度の設定変更処理の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a flow of target toner density setting change processing in the embodiment. 目標トナー濃度の設定変更処理を実施した実施例のトナー濃度の変化を、当該処理を実施しない比較例のトナー濃度の変化と比較したときの説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram when a change in toner density in an example in which target toner density setting change processing is performed is compared with a change in toner density in a comparative example in which the processing is not performed. 図7に示すようにトナー濃度を変化させたときの前記実施例におけるトナー飛散量の推移を、前記比較例のトナー飛散量の推移と比較したときの説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram when the change in the toner scattering amount in the embodiment when the toner density is changed as shown in FIG. 7 is compared with the change in the toner scattering amount in the comparative example. (a)は、実験条件1の実験結果の一部(画像面積率切り換え後の部分)を示すグラフである。(b)は、実験条件2の実験結果の一部(画像面積率切り換え後の部分)を示すグラフである。(A) is a graph which shows a part of experiment result of experiment condition 1 (part after image area ratio switching). (B) is a graph showing a part of the experimental result of the experimental condition 2 (part after switching the image area ratio). 切り換え前の画像面積率が2.5%である実験条件と、切り換え前の画像面積率が4%である実験条件とについて、トナー濃度がそれぞれ7%、5%、3%であるときの切り換え後5000枚印刷時におけるトナー飛散量を示すグラフである。Switching between the experimental conditions where the image area ratio before switching is 2.5% and the experimental conditions where the image area ratio before switching is 4% when the toner density is 7%, 5% and 3%, respectively. 4 is a graph showing the amount of toner scattering when printing 5000 sheets after. 切り換え後の画像面積率が2.5%である実験条件と、切り換え後の画像面積率が8.75%である実験条件と、切り換え後の画像面積率が21.25%である実験条件とについて、トナー濃度がそれぞれ7%、5%、3%であるときの切り換え後5000枚印刷時におけるトナー飛散量を示すグラフである。An experimental condition in which the image area ratio after switching is 2.5%, an experimental condition in which the image area ratio after switching is 8.75%, and an experimental condition in which the image area ratio after switching is 21.25%. Is a graph showing a toner scattering amount when printing 5000 sheets after switching when the toner density is 7%, 5%, and 3%, respectively. 図10及び図11における各実験条件において、切り換え前の画像面積率を−1.36乗した値と切り換え後の画像面積率を0.996乗した値とを掛け合わせた値を横軸にとり、縦軸に、切り換え後5000枚印刷時におけるトナー飛散量をとったグラフである。10 and 11, the horizontal axis represents a value obtained by multiplying the value obtained by multiplying the image area ratio before switching by the power of −1.36 and the value obtained by multiplying the image area ratio after switching by the power of 0.996. The vertical axis is a graph in which the amount of scattered toner when printing 5000 sheets after switching is taken.
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態として、いわゆるタンデム型中間転写方式のプリンタ(以下、単に「プリンタ」という。)について説明する。なお、以下の説明は本発明における一実施形態であって、特許請求の範囲を限定するものではない。   Hereinafter, as an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied, a so-called tandem intermediate transfer type printer (hereinafter simply referred to as “printer”) will be described. In addition, the following description is one Embodiment in this invention, Comprising: A claim is not limited.
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図1は、本プリンタの要部を示す概略構成図である。
本プリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒(以下、Y、M、C、Kと記す。)のトナー像を生成するための4つのプロセスユニット6Y,6M,6C,6Kを備えている。4つのプロセスユニット6Y,6M,6C,6Kは、潜像担持体たるドラム状の感光体1Y,1M,1C,1Kをそれぞれ有している。感光体1Y,1M,1C,1Kの回りにはそれぞれ帯電装置2Y,2M,2C,2K、現像装置5Y,5C,5M,5K、ドラムクリーニング装置4Y,4M,4C,4K、除電装置(不図示)等を有している。プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kは、互いに異なる色のY、M、C、Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
First, the basic configuration of the printer will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of the printer.
The printer includes four process units 6Y, 6M, 6C, and 6K for generating toner images of yellow, magenta, cyan, and black (hereinafter referred to as Y, M, C, and K). The four process units 6Y, 6M, 6C, and 6K have drum-shaped photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K, which are latent image carriers. Around the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K, charging devices 2Y, 2M, 2C, and 2K, developing devices 5Y, 5C, 5M, and 5K, drum cleaning devices 4Y, 4M, 4C, and 4K, and static eliminating devices (not shown) ) Etc. The process units 6Y, 6M, 6C, and 6K use Y, M, C, and K toners of different colors, but have the same configuration.
プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kの上方には、感光体1Y,1M,1C,1Kの表面に対してレーザー光Lを照射して静電潜像を書き込むための光書込ユニット20が配設されている。   Above the process units 6Y, 6M, 6C, and 6K, an optical writing unit 20 for irradiating the surface of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K with laser light L to write an electrostatic latent image is arranged. It is installed.
プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kの下方には、像担持体たる無端状の中間転写ベルト8を具備する中間転写ユニット7が配設されている。中間転写ベルト8の他、そのループ内側に配設された複数の張架ローラや、ループ外側に配設された二次転写装置200、テンションローラ16、ベルトクリーニング装置100、潤滑剤塗布装置300などを有している。   Below the process units 6Y, 6M, 6C, and 6K, an intermediate transfer unit 7 including an endless intermediate transfer belt 8 serving as an image carrier is disposed. In addition to the intermediate transfer belt 8, a plurality of stretching rollers disposed inside the loop, a secondary transfer device 200 disposed outside the loop, a tension roller 16, a belt cleaning device 100, a lubricant applying device 300, and the like have.
中間転写ベルト8のループ内側には、4つの一次転写ローラ9Y,9M,9C,9Kと、従動ローラ10と、駆動ローラ11と、二次転写対向ローラ12と、3つのクリーニング対向ローラ13,14,15と、塗布ブラシ対向ローラ17とが配設されている。これらローラは何れも自らの周面の一部に中間転写ベルト8を掛け回してベルト張架を行う張架ローラとして機能している。なお、クリーニング対向ローラ13,14,15としての必要条件として必ずしも一定の張力を付与する働きをもたなければならないということはない。従って、中間転写ベルト8の回転にともなって従動回転するものでもよい。中間転写ベルト8は、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動される駆動ローラ11の回転により、図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。   Inside the loop of the intermediate transfer belt 8, four primary transfer rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K, a driven roller 10, a driving roller 11, a secondary transfer counter roller 12, and three cleaning counter rollers 13, 14 are provided. 15 and an application brush opposing roller 17 are disposed. Each of these rollers functions as a stretching roller that stretches the intermediate transfer belt 8 around a part of its peripheral surface to stretch the belt. It should be noted that the cleaning counter rollers 13, 14, and 15 do not necessarily have to have a function of applying a certain tension. Therefore, it may be driven to rotate as the intermediate transfer belt 8 rotates. The intermediate transfer belt 8 is moved endlessly in the counterclockwise direction in the figure by the rotation of the driving roller 11 that is driven to rotate counterclockwise in the figure by a driving means (not shown).
ベルトループ内側に配設された4つの一次転写ローラ9Y,9M,9C,9Kは、感光体1Y,1M,1C,1Kとの間に中間転写ベルト8を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト8の外周面と感光体1Y,1M,1C,1Kとが当接するY、M、C、K用の一次転写ニップが形成されている。なお、一次転写ローラ9Y,9M,9C,9Kには、それぞれ図示しない電源によってトナーとは逆極性の一次転写バイアスが印加される。   The four primary transfer rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K disposed inside the belt loop sandwich the intermediate transfer belt 8 between the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K. As a result, primary transfer nips for Y, M, C, and K in which the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 8 and the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K abut are formed. A primary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the primary transfer rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K by a power source (not shown).
中間転写ベルト8のループ外側に配設された転写手段としての二次転写装置200は、二次転写ローラ18、分離ローラ205、光学センサユニット対向ローラ206、クリーニング対向ローラ207に張架された転写部材たる二次転写ベルト204を有している。二次転写ベルト204のループ外側には、二次転写クリーニング装置230が配設されている。二次転写クリーニング装置230は、二次転写ベルト204のクリーニング対向ローラ207に巻きついている箇所に当接する二次転ベルト清掃ブラシ208および二次転クリーニングブレード209を有している。   The secondary transfer device 200 as a transfer unit disposed outside the loop of the intermediate transfer belt 8 is a transfer stretched around the secondary transfer roller 18, the separation roller 205, the optical sensor unit facing roller 206, and the cleaning facing roller 207. A secondary transfer belt 204 as a member is provided. A secondary transfer cleaning device 230 is disposed outside the loop of the secondary transfer belt 204. The secondary transfer cleaning device 230 includes a secondary transfer belt cleaning brush 208 and a secondary transfer cleaning blade 209 that come into contact with a portion of the secondary transfer belt 204 that is wound around the cleaning facing roller 207.
中間転写ベルト8のベルトループ内側に配設された二次転写対向ローラ12は、二次転写ローラ18との間に中間転写ベルト8、二次転写ベルト204を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト8の外周面と、二次転写ベルト204とが当接する二次転写ニップが形成される。なお、二次転写対向ローラ12には、図示しない電源によってトナーとは逆極性の二次転写バイアスが印加される。二次転写ベルト204としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフッ化ビニリデンなど様々な材質のベルトが使用できる。また、これを弾性ベルトにしてもよい。   The secondary transfer counter roller 12 disposed inside the belt loop of the intermediate transfer belt 8 sandwiches the intermediate transfer belt 8 and the secondary transfer belt 204 with the secondary transfer roller 18. As a result, a secondary transfer nip where the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 8 and the secondary transfer belt 204 abut is formed. A secondary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the secondary transfer counter roller 12 by a power source (not shown). As the secondary transfer belt 204, belts of various materials such as polyimide, polyamideimide, and polyvinylidene fluoride can be used. Further, this may be an elastic belt.
二次転写ローラ18は図示しない駆動源により駆動されて図1で反時計方向に回転し、二次転写ベルト204を矢示D方向に周回移動(回転)させる。二次転写ローラ18の駆動モータは、パルスモータや直流モータなどを利用できる。   The secondary transfer roller 18 is driven by a driving source (not shown) and rotates counterclockwise in FIG. 1 to rotate (rotate) the secondary transfer belt 204 in the arrow D direction. A pulse motor, a direct current motor, or the like can be used as a drive motor for the secondary transfer roller 18.
また、3つのクリーニング対向ローラ13,14,15は、ベルトクリーニング装置100のクリーニングブラシローラ101,104,107との間に中間転写ベルト8を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト8の外周面と、各クリーニングブラシローラ101,104,107とが当接するクリーニングニップが形成されている。ベルトクリーニング装置100は中間転写ベルト8と一体的に交換可能になっている。しかし、ベルトクリーニング装置100と中間転写ベルト8とで寿命設定が異なる場合には、ベルトクリーニング装置100を中間転写ベルト8とは独立してプリンタ本体に着脱可能としてもよい。   Further, the three cleaning counter rollers 13, 14, 15 sandwich the intermediate transfer belt 8 between the cleaning brush rollers 101, 104, 107 of the belt cleaning device 100. Thus, a cleaning nip is formed in which the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 8 and the cleaning brush rollers 101, 104, and 107 are in contact with each other. The belt cleaning device 100 can be replaced integrally with the intermediate transfer belt 8. However, when the belt cleaning device 100 and the intermediate transfer belt 8 have different life settings, the belt cleaning device 100 may be detachable from the printer main body independently of the intermediate transfer belt 8.
本プリンタは、記録材としての転写紙Pを収容する給紙カセット31や、給紙カセット31から転写紙Pを給紙路に給紙する給紙ローラ32などを有する給紙部30を備えている。また、給紙部30から送られてきた転写紙を受け入れて二次転写ニップに向けて所定のタイミングで送り出す図示しないレジストローラ対33を、上述した二次転写ニップの図中右側方に備えている。   The printer includes a paper feed unit 30 having a paper feed cassette 31 that accommodates transfer paper P as a recording material, a paper feed roller 32 that feeds the transfer paper P from the paper feed cassette 31 to a paper feed path, and the like. Yes. In addition, a registration roller pair 33 (not shown) that receives the transfer paper sent from the paper supply unit 30 and sends it to the secondary transfer nip at a predetermined timing is provided on the right side of the secondary transfer nip in the drawing. Yes.
また、二次転写ニップから送り出される転写紙Pを受け入れて、その転写紙Pに対してトナー像の定着処理を施す、加熱ローラ41と加圧ローラ42とを有する定着装置40を、上述した二次転写ニップの図中左側方に備えている。また、現像装置5Y,5M,5C,5Kに対してY、M、C、Kトナーを補給する図示しないY、M、C、K用のトナー補給装置も備えている。トナー補給装置は、現像装置5Y,5M,5C,5Kに設けられているトナー濃度センサの検知結果に応じて、後述する制御部の制御の下、現像装置内のトナー濃度が目標トナー濃度になるようにトナー補給動作を行う。   In addition, the fixing device 40 having the heating roller 41 and the pressure roller 42 that receives the transfer paper P sent out from the secondary transfer nip and performs fixing processing of the toner image on the transfer paper P is described above. The next transfer nip is provided on the left side of the drawing. Further, Y, M, C, and K toner replenishing devices (not shown) that replenish Y, M, C, and K toners to the developing devices 5Y, 5M, 5C, and 5K are also provided. In the toner replenishing device, the toner concentration in the developing device becomes the target toner concentration under the control of a control unit described later according to the detection result of the toner concentration sensor provided in the developing devices 5Y, 5M, 5C, and 5K. The toner supply operation is performed as described above.
近年、転写紙として広く用いられてきた普通紙に加え、デザインとして表面に凹凸を有する特殊紙やアイロンプリントなどの熱転写に用いる特殊な記録紙が用いられることが増えている。このような特殊紙を用いると、カラートナーを重ね合わせた中間転写ベルト8上のトナー像を転写紙に二次転写する際に、従来の普通紙の場合よりも転写不良が発生し易くなる。そこで、本実施形態のプリンタでは、中間転写ベルト8の転写ニップを形成する表面側に硬度の低い弾性層を設けた弾性中間転写ベルトを使用し、二次転写ニップ部でトナー層や平滑性の悪い転写紙に対して変形できるようにしている。   In recent years, in addition to plain paper that has been widely used as transfer paper, special recording paper used for thermal transfer such as special paper having an uneven surface or iron print as a design is increasingly used. When such special paper is used, when the toner image on the intermediate transfer belt 8 on which the color toner is superimposed is secondarily transferred to the transfer paper, transfer defects are more likely to occur than in the case of conventional plain paper. Therefore, in the printer of the present embodiment, an elastic intermediate transfer belt provided with an elastic layer having low hardness on the surface side forming the transfer nip of the intermediate transfer belt 8 is used, and a toner layer or smoothness is provided in the secondary transfer nip portion. It is possible to deform against bad transfer paper.
このように、中間転写ベルト8に硬度の低い弾性層を設けて弾性をもたせることにより、中間転写ベルト8の表面が局部的な凸凹に追従して変形できる。それにより、トナー層に対して過度に転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られ、文字等の転写中抜けがなくなる。また、平滑性の悪い用紙等に対しても、転写ムラのない均一性に優れた転写画像を得ることができる。   As described above, by providing the intermediate transfer belt 8 with an elastic layer having low hardness so as to have elasticity, the surface of the intermediate transfer belt 8 can be deformed following local irregularities. As a result, good adhesion can be obtained without excessively increasing the transfer pressure with respect to the toner layer, and there is no loss of transfer of characters and the like. In addition, it is possible to obtain a transfer image excellent in uniformity with no transfer unevenness even on paper having poor smoothness.
次に、本実施形態におけるプリンタの動作について説明する。
パーソナルコンピュータ等のホスト装置から本プリンタに画像情報が送られてくると、後述する制御部が、中間転写ユニット7の駆動ローラ11を矢示A方向へ回転駆動させ、中間転写ベルト8を矢示B方向へ一定速度で回動させる。駆動ローラ11以外の中間転写ベルト8を張り渡している各ローラは、中間転写ベルト8の回動に伴って従動回転する。また、図示していないメインモータを駆動して、各プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kの感光体1Y,1M,1C,1Kを矢示方向で一定速度で回転駆動させる。そして、各感光体1Y,1M,1C,1Kの表面を各帯電装置2Y、2M、2C、2Kによって一様に帯電させる。各感光体1Y,1M,1C,1Kの帯電後の表面に対して、光書込ユニット20からの各色の画像情報に応じたレーザ光Lの照射によって、それぞれ静電潜像を形成する。
Next, the operation of the printer in this embodiment will be described.
When image information is sent to the printer from a host device such as a personal computer, a control unit, which will be described later, drives the drive roller 11 of the intermediate transfer unit 7 to rotate in the direction indicated by arrow A, and the intermediate transfer belt 8 is indicated by an arrow. Rotate in the B direction at a constant speed. Each roller that stretches the intermediate transfer belt 8 other than the driving roller 11 is driven to rotate as the intermediate transfer belt 8 rotates. Further, a main motor (not shown) is driven to rotate the photosensitive members 1Y, 1M, 1C, and 1K of the process units 6Y, 6M, 6C, and 6K at a constant speed in the direction of the arrow. The surfaces of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K are uniformly charged by the charging devices 2Y, 2M, 2C, and 2K. An electrostatic latent image is formed on each of the charged surfaces of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K by irradiation with laser light L corresponding to image information of each color from the optical writing unit 20.
各感光体1Y,1M,1C,1Kの表面に形成した静電潜像を現像装置5Y,5M,5C,5Kによって各色のトナーによって現像して、Y、M、C、Kのトナー像を得る。そのY、M、C、Kのトナー像は、前述したY、M、C、K用の各一次転写ニップにおいて中間転写ベルト8の外側の面に順次重ね合わせて一次転写される。それにより、中間転写ベルト8の表面に4色重ね合わせたフルカラーのトナー像が形成される。   The electrostatic latent images formed on the surfaces of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K are developed with the toners of the respective colors by the developing devices 5Y, 5M, 5C, and 5K to obtain Y, M, C, and K toner images. . The toner images of Y, M, C, and K are primary-transferred by being sequentially superimposed on the outer surface of the intermediate transfer belt 8 in the primary transfer nips for Y, M, C, and K described above. As a result, a full-color toner image is formed by superimposing four colors on the surface of the intermediate transfer belt 8.
一方、図示していない給紙部30では、給紙ローラによって給紙カセット31から用紙等の転写紙Pを1枚ずつ送り出し、それを搬送部によってレジストローラ対33にその先端部が挟み込まれるまで搬送する。そして、中間転写ベルト8上のフルカラーのトナー像に同期させ得るタイミングで、レジストローラ対33が回転駆動して、その転写紙Pを矢示aで示すように二次転写ニップに送り込む。二次転写ニップでは、トナーを中間転写ベルトから転写紙Pへ動かすような電界が形成されているので、転写紙Pがその二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト8上のフルカラーのトナー像が転写紙Pに一括して二次転写される。   On the other hand, in the paper feed unit 30 (not shown), the transfer paper P such as paper is fed one by one from the paper feed cassette 31 by the paper feed roller until the leading end is sandwiched between the registration roller pair 33 by the transport unit. Transport. The registration roller pair 33 is rotationally driven at a timing that can be synchronized with the full-color toner image on the intermediate transfer belt 8, and the transfer paper P is fed into the secondary transfer nip as indicated by an arrow a. In the secondary transfer nip, an electric field is formed to move the toner from the intermediate transfer belt to the transfer paper P. Therefore, when the transfer paper P passes through the secondary transfer nip, the full color on the intermediate transfer belt 8 is The toner image is secondarily transferred onto the transfer paper P at once.
これにより、転写紙Pの表面にフルカラー画像を形成する。フルカラー画像形成後の転写紙Pは、静電吸着力によって二次転写ベルト204に貼り付いて、その回動方向に搬送される。そして、分離ローラ205の曲率分離によって二次転写ベルト204から剥離されて、搬送ベルト装置212へ送られ、搬送ベルト装置212によって定着装置40へ搬送される。その定着装置40でトナー像が定着処理された転写紙は、排出ローラ対等によって、機外の排紙トレイ上へ排出される。   Thereby, a full-color image is formed on the surface of the transfer paper P. The transfer paper P after the formation of the full-color image is adhered to the secondary transfer belt 204 by the electrostatic adsorption force and is conveyed in the rotating direction. Then, it is separated from the secondary transfer belt 204 by the curvature separation of the separation roller 205, sent to the conveying belt device 212, and conveyed to the fixing device 40 by the conveying belt device 212. The transfer paper on which the toner image has been fixed by the fixing device 40 is discharged onto a discharge tray outside the apparatus by a discharge roller pair or the like.
Y、M、C、Kのトナー像をそれぞれ中間転写ベルト8に一次転写した後の感光体1Y,1M,1C,1Kの表面は、ドラムクリーニング装置4Y,4M,4C,4Kによって転写残トナーのクリーニング処理が施される。その後、図示しない除電ランプで除電された後、再び帯電装置2Y、2M、2C、2Kで一様に帯電され、次の画像形成に備える。また、フルカラーのトナー像を転写紙Pに二次転写した後の中間転写ベルト8の表面は、ベルトクリーニング装置100によって転写残トナーのクリーニング処理がなされた後、潤滑剤塗布装置300によって潤滑剤が塗布される。また、二次転写ベルト204の表面も二次転クリーニングブレード209と二次転ベルト清掃ブラシ208によりクリーニングされる。   The surface of each of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K after the primary transfer of the Y, M, C, and K toner images to the intermediate transfer belt 8 is made up of transfer residual toner by the drum cleaning devices 4Y, 4M, 4C, and 4K. A cleaning process is performed. Thereafter, after being neutralized by a neutralizing lamp (not shown), the charging devices 2Y, 2M, 2C and 2K are uniformly charged again to prepare for the next image formation. Further, the surface of the intermediate transfer belt 8 after the full-color toner image is secondarily transferred to the transfer paper P is subjected to the cleaning process of the transfer residual toner by the belt cleaning device 100, and then the lubricant is applied by the lubricant applying device 300. Applied. Further, the surface of the secondary transfer belt 204 is also cleaned by the secondary transfer cleaning blade 209 and the secondary transfer belt cleaning brush 208.
図2は、本プリンタにおける電気回路の一部を示すブロック図である。なお、図2中において、各符号の色分け文字Y、M、C、Kは省略してある。
同図において、トナー補給制御手段及び目標トナー濃度設定手段として機能する制御部400は、演算手段としてのCPU(Central Processing Unit)400a、不揮発性メモリたるRAM(Random Access Memory)400b、記憶手段としてのROM(Read Only Memory)400c等を有している。制御部400は、装置全体の制御を司るものであり、様々な機器やセンサが接続されているが、同図では、それら機器の一部だけを示している。制御部400は、ROM400c内に記憶している制御プログラムに基づいて、トナー補給装置411Y,411M,411C,411Kや現像電源421Y,421M,421C,421Kなどの各機器の駆動を制御する。
FIG. 2 is a block diagram showing a part of an electric circuit in the printer. In FIG. 2, the color-coded characters Y, M, C, and K of the respective codes are omitted.
In the figure, a control unit 400 functioning as a toner replenishment control unit and a target toner density setting unit includes a CPU (Central Processing Unit) 400a as a calculation unit, a RAM (Random Access Memory) 400b as a non-volatile memory, and a storage unit. A ROM (Read Only Memory) 400c and the like are included. The control unit 400 controls the entire apparatus, and various devices and sensors are connected. In the figure, only a part of these devices is shown. The control unit 400 controls driving of each device such as the toner replenishing devices 411Y, 411M, 411C, and 411K and the developing power sources 421Y, 421M, 421C, and 421K based on a control program stored in the ROM 400c.
トナー補給制御を実行する場合、制御部400は、各現像装置5Y,5M,5C,5Kに設けられているトナー濃度センサ412Y,412M,412C,412Kの検知結果に応じて、各現像装置内のトナー濃度が目標トナー濃度になるように、各トナー補給装置411Y,411M,411C,411Kのトナー補給動作を制御する。本実施形態のトナー濃度センサ412Y,412M,412C,412Kは、現像装置内の現像剤の透磁率の検知結果を電圧信号として制御部へ出力するものである。現像剤の透磁率は、現像剤中のトナー濃度と相関があるため、トナー濃度センサの出力電圧はトナー濃度に応じた値を示すものとなる。   When the toner replenishment control is executed, the control unit 400 determines whether the developing device 5Y, 5M, 5C, or 5K includes a toner density sensor 412Y, 412M, 412C, or 412K. The toner supply operation of each of the toner supply devices 411Y, 411M, 411C, and 411K is controlled so that the toner density becomes the target toner density. The toner concentration sensors 412Y, 412M, 412C, and 412K according to the present embodiment output detection results of the magnetic permeability of the developer in the developing device to the control unit as voltage signals. Since the magnetic permeability of the developer has a correlation with the toner concentration in the developer, the output voltage of the toner concentration sensor shows a value corresponding to the toner concentration.
また、画像濃度調整制御を実行する場合、制御部400は、後述するように、画像濃度調整用のトナーパターンである階調パターンをトナー付着量検知センサ422で検知した結果に応じて、所望の画像濃度が得られるように現像電源421Y,421M,421C,421Kを制御する。   In addition, when executing the image density adjustment control, the control unit 400, as will be described later, in accordance with the result of detecting the gradation pattern, which is a toner pattern for image density adjustment, by the toner adhesion amount detection sensor 422, a desired value is obtained. The developing power sources 421Y, 421M, 421C, and 421K are controlled so that the image density is obtained.
次に、本実施形態における画質調整制御(プロセスコントロール)の制御内容の一例について説明する。
以下の説明では、各色のセンサや機器の動作がほぼ同じであることから、適宜色分け文字Y、M、C、Kを省略して説明する。また、以下の説明は、一例を示すものであって、画像形成条件の制御タイミングや制御方法を限定するものではない。
Next, an example of control content of image quality adjustment control (process control) in the present embodiment will be described.
In the following description, since the operations of the sensors and devices of the respective colors are almost the same, the color-coded letters Y, M, C, and K are omitted as appropriate. The following description shows an example and does not limit the control timing and control method of the image forming conditions.
制御部400は、電源投入時などの所定の制御タイミングで、画質調整制御を実行する。画質調整制御を開始すると、まず、必要に応じてトナー付着量検知センサ422を校正する。本実施形態では、トナー付着量検知センサ422(光学センサ)の正反射受光出力が4[V]になるように、トナー付着量検知センサ422の発光部(LED)の発光光量を調整する。   The control unit 400 executes image quality adjustment control at a predetermined control timing such as when the power is turned on. When the image quality adjustment control is started, first, the toner adhesion amount detection sensor 422 is calibrated as necessary. In the present embodiment, the light emission quantity of the light emitting portion (LED) of the toner adhesion amount detection sensor 422 is adjusted so that the regular reflection light reception output of the toner adhesion amount detection sensor 422 (optical sensor) becomes 4 [V].
次に、画質調整用のトナーパターンである階調パターンを作成する。これは、現時点の現像γを検出するためのものである。本実施形態では、トナー付着量検知センサ422が設けられた位置(中間転写ベルト8のベルト幅方向位置)に対応するように、10個の異なるトナー付着量のトナーパッチを副走査方向(中間転写ベルト表面移動方向)に並べた階調パターンを形成する。このトナーパターン用の潜像パターンの形成に際し、露光パワーは最大値とし、潜像パターンの電位を十分に落とした状態にして、現像バイアスVBと帯電バイアスVdをパッチごとに変更することで、階調パターンを作成する。   Next, a gradation pattern that is a toner pattern for image quality adjustment is created. This is for detecting the current development γ. In this embodiment, ten different toner adhesion amount toner patches are placed in the sub-scanning direction (intermediate transfer direction) so as to correspond to the position where the toner adhesion amount detection sensor 422 is provided (position in the belt width direction of the intermediate transfer belt 8). A gradation pattern arranged in the belt surface movement direction) is formed. When forming the latent image pattern for the toner pattern, the exposure power is set to the maximum value, the potential of the latent image pattern is sufficiently lowered, and the development bias VB and the charging bias Vd are changed for each patch. Create a key pattern.
このようにして形成される階調パターンを構成する各パッチのトナー付着量を、トナー付着量検知センサ422で計測し、現像γと現像開始電圧を求める。現像γと現像開始電圧は、各パッチについての現像バイアスとトナー付着量検知センサ422の検知結果(トナー付着量)との関係から求める。具体的には、横軸を現像ポテンシャル(潜像電位はほぼゼロであるため、現像バイアスVBにほぼ等しい値となる。)、縦軸をトナー付着量(トナー付着量検知センサ422の検知結果)とし、最小二乗法により一次直線式を求める。その一次直線式の傾きを現像γとし、横軸の切片を現像開始電圧として求める。   The toner adhesion amount of each patch constituting the gradation pattern formed in this way is measured by the toner adhesion amount detection sensor 422, and development γ and development start voltage are obtained. The development γ and the development start voltage are obtained from the relationship between the development bias for each patch and the detection result (toner adhesion amount) of the toner adhesion amount detection sensor 422. More specifically, the horizontal axis represents the development potential (the latent image potential is almost zero, so the value is almost equal to the development bias VB), and the vertical axis represents the toner adhesion amount (detection result of the toner adhesion amount detection sensor 422). Then, a linear equation is obtained by the least square method. The slope of the linear equation is defined as development γ, and the intercept on the horizontal axis is determined as the development start voltage.
このようにして現像γを求めたら、その現像γに基づき、予め決められた規定画像濃度に対応するトナー付着量を得るのに必要な現像ポテンシャル(ここでは現像バイアスVBとほぼ一致する。)を求める。本実施形態の規定画像濃度は、最大画像濃度であり、この最大画像濃度に対応するトナー付着量は、トナー顔料の着色度合いで決まるが、一般的には0.4〜0.6[mg/cm2]程度である。 When the development γ is obtained in this way, the development potential (here, substantially coincides with the development bias VB) necessary for obtaining the toner adhesion amount corresponding to a predetermined specified image density based on the development γ. Ask. The specified image density of the present embodiment is the maximum image density, and the toner adhesion amount corresponding to the maximum image density is determined by the degree of coloring of the toner pigment, but generally 0.4 to 0.6 [mg / mg]. cm 2 ].
このようにして得られた現像ポテンシャルに基づき、今後の画像形成動作で使用する現像バイアスVBを設定する。また、帯電バイアスVdは、キャリアが感光体ドラムに飛翔しない程度の値に設定され、本実施形態では、例えば、現像バイアスVBが400〜700[V]の範囲内であれば、現像バイアスVBに対して+100[V]程度に設定する。このようにして設定した現像バイアスVB及び帯電バイアスVdは、制御部400のRAM400bに保存され、今後の画像形成動作に使用される。   Based on the development potential thus obtained, a development bias VB to be used in a future image forming operation is set. The charging bias Vd is set to a value that does not cause the carrier to fly to the photosensitive drum. In the present embodiment, for example, if the developing bias VB is in the range of 400 to 700 [V], the charging bias Vd is set to the developing bias VB. On the other hand, it is set to about +100 [V]. The development bias VB and the charging bias Vd set in this way are stored in the RAM 400b of the control unit 400 and used for future image forming operations.
次に、本実施形態のプリンタにおける画像形成動作中のトナー補給制御について説明する。ただし、トナー補給制御自体は従来公知のものと同様である。
画像形成動作を実行し、1枚目の画像形成を開始したら、トナー濃度センサ412の出力Vt1(1枚目の画像形成時におけるトナー濃度)を取得する。そして、現在のトナー濃度Vt1と目標トナー濃度Vtrefとの差を求める。また、1枚目の画像形成に係る画像情報を取得し、1枚目の画像の画素数と解像度から、1枚目の画像の画像面積S1を算出する。単位潜像面積あたりのトナー付着量は予め把握されているので、1枚目の画像形成時の画像面積S1から、1枚目の画像形成時に消費されるトナー量を推定できる。このようにして得られる、現在のトナー濃度Vt1と目標トナー濃度Vtrefとの差、及び、1枚目の画像面積S1から、2枚目の画像形成時に補給すべきトナー補給量H2を算出する。
Next, toner replenishment control during the image forming operation in the printer of this embodiment will be described. However, the toner replenishment control itself is the same as that conventionally known.
When the image forming operation is executed and the first image formation is started, an output Vt1 (toner concentration at the time of forming the first image) of the toner concentration sensor 412 is acquired. Then, the difference between the current toner density Vt1 and the target toner density Vtref is obtained. Also, image information relating to the first image formation is acquired, and the image area S1 of the first image is calculated from the number of pixels and the resolution of the first image. Since the toner adhesion amount per unit latent image area is known in advance, the toner amount consumed at the time of forming the first image can be estimated from the image area S1 at the time of forming the first image. From the difference between the current toner density Vt1 and the target toner density Vtref and the image area S1 of the first sheet, the toner supply amount H2 to be replenished when forming the second sheet is calculated.
以上のようにして次回の画像形成時のトナー補給量を算出した後、次回の画像形成が開始されたら、当該トナー補給量に応じた時間だけトナー補給装置411を動作させる。この動作時間はり、算出したトナー補給量とトナー補給装置411の補給能力に応じて決定される。このようなトナー補給動作により、現像装置5には、前回の画像形成動作により消費した分のトナーが補給され、現像剤中のトナー濃度は、目標トナー濃度に安定して維持される。   After calculating the toner supply amount at the next image formation as described above, when the next image formation is started, the toner supply device 411 is operated for a time corresponding to the toner supply amount. This operation time is determined according to the calculated toner supply amount and the supply capability of the toner supply device 411. By such toner replenishment operation, the toner consumed by the previous image forming operation is replenished to the developing device 5, and the toner concentration in the developer is stably maintained at the target toner concentration.
次に、本発明の特徴部分である、目標トナー濃度Vtrefの設定変更処理について説明する。
図3は、低画像面積率の画像形成を長期間継続した後に高画像面積率の画像形成が行われた場合のトナー飛散量の変化を示す説明図である。
図3に示すように、現像装置5からのトナー飛散量は、低画像面積率の画像形成が長期間継続して行われた後に高画像面積率の画像形成が行われると、高画像面積率の画像形成期間の初期の頃に、一時的に増大することがわかる。これは、低画像面積率の画像形成が長期間継続したことで、現像装置5内に長期間残留して帯電性能が悪化した劣化トナーの量が増えているところに、高画像面積率の画像形成により現像装置5で消費されるトナー量が急激に増大することを受けて新規トナーが大量に補給されたため、劣化トナーの帯電電荷が新規トナーに奪われて、帯電不足した劣化トナーの量が多くなり、この帯電不足の劣化トナーが現像装置から飛散したことによる。
Next, setting change processing of the target toner density Vtref, which is a characteristic part of the present invention, will be described.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a change in the amount of scattered toner when image formation with a high image area ratio is performed after image formation with a low image area ratio is continued for a long period of time.
As shown in FIG. 3, the toner scattering amount from the developing device 5 is such that when image formation with a high image area ratio is performed after image formation with a low image area ratio is performed continuously for a long period of time, It can be seen that it temporarily increases around the beginning of the image forming period. This is because the image formation with a high image area ratio increases because the amount of deteriorated toner that remains in the developing device 5 for a long period of time and deteriorates the charging performance increases because the image formation with a low image area ratio continues for a long time. Since a large amount of new toner is replenished in response to a rapid increase in the amount of toner consumed by the developing device 5 due to the formation, the charged charge of the deteriorated toner is taken away by the new toner, and the amount of the deteriorated toner that is insufficiently charged is reduced. This is because the deteriorated toner with insufficient charging is scattered from the developing device.
しかも、劣化トナーの帯電不足により、補給された新規トナーが優先的に現像に寄与して消費されることから、補給されてすぐに摩擦帯電不足のまま現像に寄与する新規トナーの量も多く、このような帯電不足の新規トナーも現像装置から飛散しやすいことも、高画像面積率の画像形成期間の初期の頃に一時的にトナー飛散量が増大することの一因であると考えられる。   Moreover, since the replenished new toner is preferentially contributed to the development due to insufficient charging of the deteriorated toner, the amount of the new toner contributing to the development immediately after being replenished with insufficient frictional charging is large, It is considered that the fact that such a newly charged toner that is insufficiently charged is likely to scatter from the developing device is also one of the factors that temporarily increase the amount of toner scatter at the beginning of the image forming period with a high image area ratio.
一方で、画像形成動作により劣化トナーの一部も消費されていき、高画像面積率の画像形成動作ほど劣化トナーの消費量も多くなる。よって、低画像面積率の画像形成が長期間継続して行われた後に行われる画像形成の画像面積率が高いほど、現像装置内の劣化トナーの量が減少する度合いが大きくなるといえる。   On the other hand, a part of the deteriorated toner is consumed by the image forming operation, and the consumption amount of the deteriorated toner increases as the image forming operation with a high image area ratio. Therefore, it can be said that the higher the image area ratio of image formation performed after image formation with a low image area ratio is continued for a long period of time, the greater the degree to which the amount of deteriorated toner in the developing device decreases.
更に、図3に示すように、現像装置5からのトナー飛散量は、現像装置内における現像剤のトナー濃度が高いほど増大する。なお、適切なトナー補給制御が実行されていることを前提にすれば、現像装置内における現像剤のトナー濃度は目標トナー濃度に維持されている。よって、現像装置5からのトナー飛散量は、目標トナー濃度が高いほど増大するといえる。   Furthermore, as shown in FIG. 3, the amount of toner scattered from the developing device 5 increases as the toner concentration of the developer in the developing device increases. Assuming that appropriate toner replenishment control is executed, the toner density of the developer in the developing device is maintained at the target toner density. Therefore, it can be said that the toner scattering amount from the developing device 5 increases as the target toner concentration increases.
以上のようなメカニズムを考慮すると、第1に、現像装置5からのトナー飛散量は、現時点よりも過去の所定期間(第1期間)内に現像装置が消費したトナー消費量が少ないほど(第1期間内の平均画像面積率Aが低いほど)増大する。これは、当該第1期間内に現像装置が消費したトナー消費量が少ないほど(第1期間内の平均画像面積率Aが低いほど)、トナー飛散の原因となる現像装置内の帯電不足トナーの元になる劣化トナーの量が増えるからである。
第2に、現像装置5からのトナー飛散量は、その第1期間よりも後である現時点よりも過去の所定期間(第2期間)内に現像装置が消費したトナー消費量が多いほど(第2期間内の平均画像面積率Bが高いほど)増大する。これは、当該第2期間内に現像装置が消費したトナー消費量が多いほど(第2期間内の平均画像面積率Bが高いほど、劣化トナーから帯電電荷を奪う新規トナーの量が多くなり、劣化トナーからトナー飛散の原因となる帯電不足トナーを生み出しやすくなるからである。
第3に、目標トナー濃度Vtrefが高いほど増大するという関係が得られる。
Considering the mechanism as described above, first, the amount of toner splattered from the developing device 5 is smaller as the amount of toner consumed by the developing device within the predetermined period (first period) in the past (the first period) becomes smaller (first It increases) as the average image area ratio A in one period is lower. This is because the smaller the amount of toner consumed by the developing device during the first period (the lower the average image area ratio A during the first period), the less charged toner in the developing device causes toner scattering. This is because the amount of deteriorated toner as a base increases.
Second, the amount of toner splattered from the developing device 5 increases as the amount of toner consumed by the developing device within a predetermined period (second period) in the past from the current time after the first period increases (first The higher the average image area ratio B in the two periods, the greater). This is because the amount of toner consumed by the developing device in the second period increases (the higher the average image area ratio B in the second period, the greater the amount of new toner that takes charged charges from the deteriorated toner, This is because it becomes easy to produce undercharged toner that causes toner scattering from the deteriorated toner.
Third, the relationship that the higher the target toner density Vtref is, the higher the target toner density Vtref is.
この関係に基づき、本実施形態のプリンタにおけるトナー飛散量は、以下の算出式(1)から高精度に推定することができる。なお、下記の算出式(1)において、調整係数K、目標トナー濃度Vtrefの指数定数C、第1期間の平均画像面積率Aの指数定数D、第2期間の平均画像面積率Bの指数定数Eは、いずれも実験から求められる。なお、本実施形態における調整係数Kは「1.53×10-5」に設定され、目標トナー濃度Vtrefの指数定数Cは「7.52」に設定され、第1期間の平均画像面積率Aの指数定数Dは「1.37」に設定され、第2期間の平均画像面積率Bの指数定数Eは「0.996」に設定される。
トナー飛散量 = K × Vtref × B/A ・・・(1)
Based on this relationship, the toner scattering amount in the printer of this embodiment can be estimated with high accuracy from the following calculation formula (1). In the following calculation formula (1), the adjustment coefficient K, the index constant C of the target toner density Vtref, the index constant D of the average image area ratio A in the first period, and the index constant of the average image area ratio B in the second period E can be obtained from experiments. In this embodiment, the adjustment coefficient K is set to “1.53 × 10 −5 ”, the exponent constant C of the target toner density Vtref is set to “7.52”, and the average image area ratio A in the first period is set. Is set to “1.37”, and the index constant E of the average image area ratio B in the second period is set to “0.996”.
Toner scattering amount = K × Vtref C × B E / AD (1)
本実施形態では、目標トナー濃度Vtref、第1期間の平均画像面積率A、第2期間の平均画像面積率Bの係数を指数定数とするのが、トナー飛散量との関係では最も高い相関が得られるが、これに限られることはない。   In this embodiment, the coefficient of the target toner density Vtref, the average image area ratio A in the first period, and the average image area ratio B in the second period is set as an exponential constant. However, it is not limited to this.
以上のような算出式(1)を用いれば、トナー飛散量を許容値以下に抑えたい場合の目標トナー濃度Vtrefの上限値を求めることができる。すなわち、トナー飛散量をトナー飛散量許容値Zとした場合に、前記算出式(1)を目標トナー濃度Vtrefについて解くと、下記の算出式(2)が得られる。
Vtref = (Z/1.53×10-5 × A1.37/B0.9961/7.52・・・(2)
By using the calculation formula (1) as described above, the upper limit value of the target toner concentration Vtref when the toner scattering amount is desired to be kept below the allowable value can be obtained. That is, when the toner scattering amount is the toner scattering amount allowable value Z, the following calculation formula (2) is obtained by solving the calculation formula (1) for the target toner concentration Vtref.
Vtref = (Z / 1.53 × 10 −5 × A 1.37 / B 0.996 ) 1 / 7.52 (2)
ここで、トナー飛散量許容値Zを3.26[mg/km](現像ローラ表面の単位移動距離当たりの飛散トナーの重量)としたとき、目標トナー濃度Vtrefの上限値VtrefMAXは、下記の算出式(3)から求めることができる。
VtrefMAX = (2.13×105 × A1.37/B0.9961/7.52・・・(3)
Here, when the toner scattering amount allowable value Z is 3.26 [mg / km] (weight of scattered toner per unit moving distance of the developing roller surface), the upper limit value Vtref MAX of the target toner concentration Vtref is as follows. It can be obtained from the calculation formula (3).
Vtref MAX = (2.13 × 10 5 × A 1.37 / B 0.996 ) 1 / 7.52 (3)
次に、目標トナー濃度Vtrefの下限値VtrefMINを求める。
図4は、低画像面積率の画像形成を長期間継続した後に高画像面積率の画像形成が行われた場合のキャリア付着量の変化を示す説明図である。
トナー飛散を抑制する観点からすると、図3に示したように、目標トナー濃度Vtrefは低いほど良い。しかしながら、目標トナー濃度Vtrefが低いと、図4に示すように、感光体1の表面に現像剤中のキャリアが付着し、これが転写紙P上に転移して付着するキャリア付着という問題が顕著になる。このキャリア付着の問題は、目標トナー濃度以外の画像形成条件(現像バイアス、帯電バイアス、露光パワーなど)を調整することでは解消することが難しい。そのため、本実施形態では、目標トナー濃度Vtrefの下限値は、キャリア付着を許容範囲内に収めるという観点から決める。なお、目標トナー濃度Vtrefの下限値は、別の観点から決めても良い。
Next, a lower limit value Vtref MIN of the target toner density Vtref is obtained.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing changes in the amount of carrier adhesion when image formation with a high image area ratio is performed after image formation with a low image area ratio is continued for a long period of time.
From the viewpoint of suppressing toner scattering, the lower the target toner concentration Vtref, the better as shown in FIG. However, when the target toner density Vtref is low, the carrier in the developer adheres to the surface of the photoreceptor 1 as shown in FIG. Become. This carrier adhesion problem is difficult to solve by adjusting image forming conditions (development bias, charging bias, exposure power, etc.) other than the target toner density. Therefore, in the present embodiment, the lower limit value of the target toner concentration Vtref is determined from the viewpoint of keeping carrier adhesion within an allowable range. The lower limit value of the target toner concentration Vtref may be determined from another viewpoint.
なお、目標トナー濃度Vtrefが低いほどキャリア付着が発生しやすくなる理由は、キャリア周辺のトナーの量が少なくなることで、キャリアに対する機械的ストレスが増大し、キャリアの被膜が削られる結果、キャリアの絶縁耐性が低くなり、現像電界中でキャリア内部の絶縁破壊が生じ、キャリア内部で感光体と対面する側にトナーと同極性の電荷が集中して、トナーと同様に感光体に静電的に付着してしまうことが考えられる。   The reason why the carrier adhesion is more likely to occur as the target toner concentration Vtref is lower is that the amount of toner around the carrier is reduced, the mechanical stress on the carrier is increased, and the film of the carrier is removed. Insulation resistance is reduced, dielectric breakdown inside the carrier occurs in the developing electric field, charges of the same polarity as the toner concentrate on the side facing the photoconductor inside the carrier, and electrostatically acts on the photoconductor like the toner. It may be attached.
キャリア付着量を許容範囲内に収めることができる目標トナー濃度の下限値は、図4に示すように、現時点における画像面積率によって変化する。よって、本実施形態では、画像面積率が40%であるときに目標トナー濃度の下限値が3.65%となり、画像面積率が2.5%であるときに目標トナー濃度の下限値が3.18%となるように、画像面積率に応じて目標トナー濃度の下限値を決める。   As shown in FIG. 4, the lower limit value of the target toner density capable of keeping the carrier adhesion amount within the allowable range varies depending on the image area ratio at the present time. Therefore, in this embodiment, the lower limit value of the target toner density is 3.65% when the image area ratio is 40%, and the lower limit value of the target toner density is 3 when the image area ratio is 2.5%. The lower limit value of the target toner density is determined according to the image area ratio so as to be 18%.
図5は、低画像面積率の画像形成を長期間継続した後に高画像面積率の画像形成が行われた場合に、本実施形態の目標トナー濃度の設定変更処理により設定変更される目標トナー濃度の変化を示す説明図である。
本実施形態における目標トナー濃度の設定変更処理では、図5に示すように、このようにして決まる上限値と下限値(図5中破線)の間に目標トナー濃度Vtref(図5中実線)を設定する。具体的には、例えば、トナー飛散(上限値)及びキャリア付着(下限値)のいずれに対しても十分な余裕度をもたせるために、上限値と下限値の中間値を目標トナー濃度Vtrefとして設定する。このように設定することで、現像装置5内の実際のトナー濃度が目標トナー濃度Vtrefを中心に上下動しても、上述した上限値や下限値を超えてしまう事態を抑制でき、トナー飛散量を安定して許容範囲内に抑えつつ、キャリア付着量も安定して許容範囲内に抑えることができる。
FIG. 5 shows a target toner density that is changed by the target toner density setting changing process of this embodiment when image formation with a high image area ratio is performed after image formation with a low image area ratio is continued for a long period of time. It is explanatory drawing which shows the change of.
In the target toner density setting changing process in this embodiment, as shown in FIG. 5, the target toner density Vtref (solid line in FIG. 5) is set between the upper limit value and the lower limit value (broken line in FIG. 5) determined in this way. Set. Specifically, for example, an intermediate value between the upper limit value and the lower limit value is set as the target toner concentration Vtref in order to provide sufficient margin for both toner scattering (upper limit value) and carrier adhesion (lower limit value). To do. By setting in this way, even if the actual toner density in the developing device 5 moves up and down around the target toner density Vtref, it is possible to suppress the situation where the above upper limit value and lower limit value are exceeded, and the amount of toner scattering Can be stably suppressed within the allowable range, and the carrier adhesion amount can be stably suppressed within the allowable range.
目標トナー濃度の設定変更処理により目標トナー濃度Vtrefが変更されると、画像形成動作により形成される画像の画像濃度が変化する。そのため、目標トナー濃度Vtrefを変更したときに、その変更により画像濃度が高まるときには画像濃度を下げるように現像ポテンシャルを変動させ、その変更により画像濃度が低くなるときには画像濃度を挙げるように現像ポテンシャルを変動させる画像濃度調整制御を実行するのが好ましい。この画像濃度調整制御は、目標トナー濃度の変更幅に対する画像濃度の変更幅の関係が予め実験等により把握できている場合には、その関係に基づいて現像ポテンシャルを変動させればよい。このような関係が把握できない場合には、上述した画質調整制御を実行して画像濃度を調整してもよい。   When the target toner density Vtref is changed by the target toner density setting changing process, the image density of the image formed by the image forming operation changes. Therefore, when the target toner density Vtref is changed, when the image density increases due to the change, the development potential is changed so as to lower the image density, and when the image density becomes lower due to the change, the development potential is increased. It is preferable to execute image density adjustment control to be varied. In this image density adjustment control, when the relationship between the change range of the image density and the change range of the target toner density is known in advance by experiments or the like, the development potential may be changed based on the relationship. When such a relationship cannot be grasped, the image density may be adjusted by executing the image quality adjustment control described above.
図6は、本実施形態における目標トナー濃度の設定変更処理の流れを示すフローチャートである。
制御部400は、所定の処理実行タイミング(例えば所定枚数の画像形成ごとのタイミングなど)に、第1期間内における平均画像面積率Aを算出する(S1)。具体的には、現時点から起算して11000枚(A4換算。以下同様。)前から1000枚前までの第1期間に形成された画像の画像面積率の平均値(平均画像面積率A)を算出する。また、第2期間内における平均画像面積率Bも算出する(S2)。具体的には、1000枚前から現時点までの第2期間に形成された画像の画像面積率の平均値(平均画像面積率B)を算出する。
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of target toner density setting change processing in this embodiment.
The control unit 400 calculates an average image area ratio A within the first period at a predetermined processing execution timing (for example, timing for forming a predetermined number of images) (S1). Specifically, the average value (average image area ratio A) of the image area ratios of the images formed in the first period from before 11000 sheets (A4 conversion, the same applies hereinafter) from the present time to 1000 sheets before. calculate. Also, an average image area ratio B within the second period is calculated (S2). Specifically, the average value (average image area ratio B) of the image area ratios of the images formed in the second period from the previous 1000 sheets to the present time is calculated.
次に、制御部400は、算出した平均画像面積率Aと平均画像面積率Bとを比較し、A/Bが基準値よりも小さいか否かを判定する(S3)。上述したとおり、トナー飛散量が急激に上昇するのは、低画像面積率の画像形成を継続した後に高画像面積率の画像形成を行った場合であり、連続した画像形成動作中において画像面積率に大きな変化が生じない場合や、高画像面積率の画像形成を継続した後に低画像面積率の画像形成を行った場合などには、トナー飛散量が急激に上昇することは起こりにくい。処理ステップS3は、現在の状況が、トナー飛散量が急激に上昇する状況であるか否かを判断するための処理ステップであることから、基準値はこの判断が可能な値に適宜設定される。本実施形態では、この基準値を1に設定してある。   Next, the control unit 400 compares the calculated average image area ratio A with the average image area ratio B, and determines whether A / B is smaller than the reference value (S3). As described above, the toner scattering amount rapidly increases when image formation with a high image area ratio is performed after image formation with a low image area ratio is continued. In the case where there is no significant change in the image quality, or in the case where image formation with a low image area ratio is performed after image formation with a high image area ratio is continued, it is unlikely that the amount of toner scattering will increase rapidly. Since the processing step S3 is a processing step for determining whether or not the current situation is a situation in which the toner scattering amount rapidly increases, the reference value is appropriately set to a value that allows this determination. . In this embodiment, this reference value is set to 1.
A/Bが基準値以上である場合(S3のNo)、現在の状況が、トナー飛散量が急激に上昇する状況ではないと判断し、目標トナー濃度の設定変更を行うことなく、処理を終了する。一方、A/Bが基準値よりも小さい場合(S3のYes)、現在の状況が、トナー飛散量が急激に上昇する状況ではないと判断し、制御部400は、前記算出式(3)を用いて、算出した平均画像面積率Aと平均画像面積率Bとから、目標トナー濃度の上限値VtrefMAXを算出する(S4)。また、制御部400は、平均画像面積率Bが40%であるときに目標トナー濃度の下限値が3.65%となり、平均画像面積率Bが2.5%であるときに目標トナー濃度の下限値が3.18%となるように、平均画像面積率Bに応じて目標トナー濃度の下限値VtrefMINを算出する(S5)。 If A / B is equal to or greater than the reference value (No in S3), it is determined that the current situation is not a situation in which the toner scattering amount suddenly increases, and the process ends without changing the target toner density setting. To do. On the other hand, when A / B is smaller than the reference value (Yes in S3), it is determined that the current situation is not a situation in which the toner scattering amount rapidly increases, and the control unit 400 calculates the calculation formula (3). Using the calculated average image area ratio A and average image area ratio B, the upper limit value Vtref MAX of the target toner density is calculated (S4). Further, the control unit 400 sets the lower limit value of the target toner density to 3.65% when the average image area ratio B is 40%, and sets the target toner density when the average image area ratio B is 2.5%. The lower limit value Vtref MIN of the target toner density is calculated according to the average image area ratio B so that the lower limit value is 3.18% (S5).
そして、制御部400は、このようにして算出した上限値VtrefMAXと下限値VtrefMINの中間値を、目標トナー濃度Vtrefとして設定し(S6)、その設定値をRAM400bに保存する。これにより、後の画像形成動作においては、RAM400bに保存された新たな目標トナー濃度Vtrefを用いてトナー補給制御が実施される。 Then, the control unit 400 sets an intermediate value between the upper limit value Vtref MAX and the lower limit value Vtref MIN calculated in this way as the target toner density Vtref (S6), and stores the set value in the RAM 400b. Thereby, in the subsequent image forming operation, toner replenishment control is performed using the new target toner density Vtref stored in the RAM 400b.
また、目標トナー濃度Vtrefを設定変更したら、画像濃度調整制御を実行する(S7)。本実施形態では、目標トナー濃度の変更幅に対する画像濃度の変更幅の関係が予め実験等により把握できており、その関係を示すテーブルデータ(目標トナー濃度の変更幅に対する現像ポテンシャルの変更幅)がROM400cに記憶されている。したがって、制御部400は、当該テーブルデータに基づき、目標トナー濃度Vtrefの変更幅に応じて現像ポテンシャルが変更されるように、現像電源421を制御し、現像バイアスを調整する。   When the target toner density Vtref is changed, image density adjustment control is executed (S7). In this embodiment, the relationship between the change width of the image density and the change width of the target toner density can be grasped in advance by experiments or the like, and table data (change width of the development potential with respect to the change width of the target toner density) indicating the relationship is obtained. It is stored in the ROM 400c. Therefore, the control unit 400 controls the development power source 421 and adjusts the development bias so that the development potential is changed according to the change width of the target toner density Vtref based on the table data.
図7は、本実施形態における目標トナー濃度の設定変更処理を実施した実施例のトナー濃度の変化を、当該処理を実施しない比較例のトナー濃度の変化と比較したときの説明図である。
図8は、図7に示すようにトナー濃度を変化させたときの前記実施例におけるトナー飛散量の推移を、前記比較例のトナー飛散量の推移と比較したときの説明図である。
図7及び図8の例では、本実験を開始してから5000枚の時点で低画像面積率から高画像面積率の画像形成へ切り替わっている。図8に示すように、比較例では、本実験を開始してから5000枚の時点以降にトナー飛散量が一時的に増大しているが、実施例では、当該時点以降にトナー飛散量が一時的に増大することはなく、安定してトナー飛散量が抑えられている。
FIG. 7 is an explanatory diagram when the change in the toner density in the example in which the target toner density setting change process is performed in the present embodiment is compared with the change in the toner density in the comparative example in which the process is not performed.
FIG. 8 is an explanatory diagram when the change in the toner scattering amount in the embodiment when the toner density is changed as shown in FIG. 7 is compared with the change in the toner scattering amount in the comparative example.
In the example of FIGS. 7 and 8, the image formation is switched from the low image area ratio to the high image area ratio at the time of 5000 sheets from the start of this experiment. As shown in FIG. 8, in the comparative example, the toner scattering amount temporarily increases after the time of 5000 sheets from the start of this experiment, but in the embodiment, the toner scattering amount temporarily increases after that time. Therefore, the amount of scattered toner is stably suppressed.
次に、本発明者らが行った実験について説明する。
本実験では、本実施形態におけるプリンタのY用の現像装置5Y、M用の現像装置5M、C用の現像装置5Cに、それぞれトナー濃度が7%、5%、3%に調節された現像剤を収容し、印刷中はトナー濃度が当該各トナー濃度に維持されるようにトナー補給制御を行ってテスト画像を連続形成し、トナー飛散量やキャリア付着量を測定する実験を行った。
Next, experiments conducted by the present inventors will be described.
In this experiment, the developer whose toner density is adjusted to 7%, 5%, and 3% in the developing device 5Y for Y, the developing device 5M for M, and the developing device 5C for C in the present embodiment, respectively. An experiment was conducted in which toner replenishment control was performed so that the toner density was maintained at each toner density during printing, test images were continuously formed, and the amount of toner scattering and carrier adhesion was measured.
本実験は、以下の4つの実験条件について実施した。
・画像面積率が2.5%であるテスト画像を50000枚(A4換算。以下同様。)印刷してから、画像面積率が8.75%であるテスト画像を25000枚印刷した(実験条件1)。
・画像面積率が2.5%であるテスト画像を25000枚印刷してから、画像面積率が21.25%であるテスト画像を25000枚印刷した(実験条件2)。
・画像面積率が4%であるテスト画像を25000枚印刷してから、画像面積率が40%であるテスト画像を25000枚印刷した(実験条件3)。
・画像面積率が8.75%であるテスト画像を25000枚印刷してから、画像面積率が46.25%であるテスト画像を25000枚印刷した(実験条件3)。
This experiment was conducted under the following four experimental conditions.
-After printing 50,000 test images with an image area ratio of 2.5% (A4 equivalent; the same applies hereinafter), 25,000 test images with an image area ratio of 8.75% were printed (Experimental condition 1 ).
-After printing 25,000 test images with an image area ratio of 2.5%, 25,000 test images with an image area ratio of 21.25% were printed (Experimental condition 2).
-After printing 25,000 test images with an image area ratio of 4%, 25,000 test images with an image area ratio of 40% were printed (Experimental condition 3).
-After printing 25,000 test images with an image area ratio of 8.75%, 25,000 test images with an image area ratio of 46.25% were printed (Experimental condition 3).
本実験におけるトナー飛散量の測定方法は、現像装置における現像ローラの下方に位置する現像ケース外壁面に付着するトナーを吸引して収集し、その重量を測定した結果を、現像装置の現像ローラ表面移動距離で割ることによって求める。トナー飛散量の測定タイミングは、画像面積率が切り替わる前後にわたる所定期間について5000枚ごとに実施した。トナー飛散量の単位は、[mg/km]とした。   In this experiment, the toner scattering amount is measured by sucking and collecting the toner adhering to the outer wall surface of the developing case located below the developing roller in the developing device, and measuring the weight of the toner. Find by dividing by distance traveled. The toner scattering amount was measured every 5000 sheets for a predetermined period before and after the image area ratio was switched. The unit of toner scattering amount was [mg / km].
また、本実験におけるキャリア付着量の測定方法は、上述したトナー飛散量の測定タイミングと同時期に、所定枚数だけ画像面積率が100%であるベタ画像を印刷し、所定枚数の印刷画像中に付着するキャリアの個数を計測した。キャリア付着量の単位は、[個数/枚]とした。   Further, the measurement method of the carrier adhesion amount in this experiment is that a solid image with an image area ratio of 100% is printed at the same time as the toner scattering amount measurement timing described above, and a predetermined number of printed images are included in the printed image. The number of adhered carriers was measured. The unit of the carrier adhesion amount was [number / sheet].
本実験の結果、いずれの実験条件においても、画像面積率を低画像面積率から高画像面積率へ切り換えた後のおよそ5000枚後の時期にトナー飛散量が最大ピークを示し、その後、画像形成を続けることによりトナー飛散量が減少する傾向を示した。ここで、図9(a)に示す実験条件1の実験結果(画像面積率2.5%から画像面積率8.75%へ切り換えた場合)と、図9(b)に示す実験条件2の実験結果(画像面積率2.5%から画像面積率21.25%へ切り換えた場合)とを比較すると、実験条件2の方が、実験条件1の方よりもトナー飛散量の減少スピードが速いことがわかる。これは、低画像面積率(いずれも2.5%)から切り替わった後の画像面積率が、実験条件1よりも実験条件2の方が高いため、実験条件2の方が切り替わり後の画像形成動作により消費されるトナー量が多く、切り替わり前に発生していた劣化トナーの消費スピードが速いためだと考えられる。   As a result of this experiment, the toner scattering amount showed the maximum peak at a time after about 5000 sheets after the image area ratio was switched from the low image area ratio to the high image area ratio under any of the experimental conditions. The toner scatter amount tended to decrease by continuing the process. Here, the experimental result of the experimental condition 1 shown in FIG. 9A (when the image area ratio is switched from 2.5% to the image area ratio of 8.75%) and the experimental condition 2 shown in FIG. 9B. Comparing the experimental results (when the image area ratio is switched from 2.5% to the image area ratio of 21.25%), the experimental condition 2 is faster than the experimental condition 1 in decreasing the toner scattering amount. I understand that. This is because the image area ratio after switching from the low image area ratio (both 2.5%) is higher in the experimental condition 2 than in the experimental condition 1, and thus the image formation after the experimental condition 2 is switched. This is probably because the amount of toner consumed by the operation is large, and the consumption speed of the deteriorated toner generated before the switching is high.
次に、本発明者らが行った他の実験について説明する。
本実験では、本実施形態におけるプリンタのY用の現像装置5Y、M用の現像装置5M、C用の現像装置5Cに、それぞれトナー濃度が7%、5%、3%に調節された現像剤を収容し、印刷中はトナー濃度が当該各トナー濃度に維持されるようにトナー補給制御を行ってテスト画像を連続形成し、トナー飛散量を測定する実験を行った。そして、その実験結果に係る実測トナー飛散量に対する上述した算出式(1)により算出される推定トナー飛散量の推定精度について確認した。なお、算出式(1)の各係数K、C、D、Eは、上述した実施形態で用いたK=1.53×10-5、C=7.52、D=1.37、E=0.996とした。
Next, another experiment conducted by the present inventors will be described.
In this experiment, the developer whose toner density is adjusted to 7%, 5%, and 3% in the developing device 5Y for Y, the developing device 5M for M, and the developing device 5C for C in the present embodiment, respectively. An experiment was conducted in which toner replenishment control was performed so that the toner density was maintained at each toner density during printing, test images were continuously formed, and the amount of scattered toner was measured. Then, the estimation accuracy of the estimated toner scattering amount calculated by the above-described calculation formula (1) with respect to the measured toner scattering amount according to the experimental result was confirmed. The coefficients K, C, D, and E in the calculation formula (1) are K = 1.53 × 10 −5 , C = 7.52, D = 1.37, and E = used in the above-described embodiment. It was set to 0.996.
図10は、切り換え前の画像面積率が2.5%である実験条件と、切り換え前の画像面積率が4%である実験条件とについて、トナー濃度がそれぞれ7%、5%、3%であるときの切り換え後5000枚印刷時におけるトナー飛散量を示すグラフである。なお、切り換え後の画像面積率はいずれも40%である。
このグラフにおいて、黒塗りの正方形と三角と菱形でプロットされた点は実験結果に係る実測トナー飛散量を示し、中白の正方形と三角と菱形でプロットされた点は前記算出式(1)を用いて算出した推定トナー飛散量を示している。図10からわかるとおり、いずれのトナー濃度の場合でも、実測トナー飛散量と推定トナー飛散量とが一致している。
FIG. 10 shows that the toner density is 7%, 5%, and 3% for the experimental condition where the image area ratio before switching is 2.5% and the experimental condition where the image area ratio before switching is 4%, respectively. It is a graph which shows the toner scattering amount at the time of printing 5000 sheets after switching at a certain time. Note that the image area ratio after switching is 40% in all cases.
In this graph, points plotted with black squares, triangles, and rhombuses indicate measured toner scattering amounts according to the experimental results, and points plotted with white squares, triangles, and rhombuses represent the calculation formula (1). The estimated toner scattering amount calculated by using this is shown. As can be seen from FIG. 10, the measured toner scattering amount and the estimated toner scattering amount coincide with each other at any toner concentration.
図11は、切り換え後の画像面積率が2.5%である実験条件と、切り換え後の画像面積率が8.75%である実験条件と、切り換え後の画像面積率が21.25%である実験条件とについて、トナー濃度がそれぞれ7%、5%、3%であるときの切り換え後5000枚印刷時におけるトナー飛散量を示すグラフである。なお、切り換え前の画像面積率はいずれも2.5%である。
このグラフにおいて、黒塗りの正方形と三角と菱形でプロットされた点は実験結果に係る実測トナー飛散量を示し、中白の正方形と三角と菱形でプロットされた点は前記算出式(1)を用いて算出した推定トナー飛散量を示している。図11に示すグラフにおいても、実測トナー飛散量と推定トナー飛散量とがほぼ一致していることがわかる。
FIG. 11 shows an experimental condition in which the image area ratio after switching is 2.5%, an experimental condition in which the image area ratio after switching is 8.75%, and an image area ratio after switching is 21.25%. 6 is a graph showing a toner scattering amount when printing 5000 sheets after switching when the toner density is 7%, 5%, and 3%, respectively, under certain experimental conditions. Note that the image area ratio before switching is 2.5%.
In this graph, points plotted with black squares, triangles, and rhombuses indicate measured toner scattering amounts according to the experimental results, and points plotted with white squares, triangles, and rhombuses represent the calculation formula (1). The estimated toner scattering amount calculated by using this is shown. Also in the graph shown in FIG. 11, it can be seen that the measured toner scattering amount and the estimated toner scattering amount substantially coincide.
図12は、図10及び図11における各実験条件において、切り換え前の画像面積率を−1.36乗した値と切り換え後の画像面積率を0.996乗した値とを掛け合わせた値を横軸にとり、縦軸に、切り換え後5000枚印刷時におけるトナー飛散量をとったグラフである。
図12に示すグラフからかわるとおり、いずれのトナー濃度の場合でも、実測トナー飛散量と推定トナー飛散量とが一致している。
FIG. 12 shows a value obtained by multiplying the value obtained by multiplying the image area ratio before switching by the power of −1.36 and the value obtained by multiplying the image area ratio after switching by the power of 0.996 under each experimental condition in FIGS. 10 and 11. A horizontal axis is a graph in which the vertical axis is a toner scattering amount when printing 5000 sheets after switching.
As shown in the graph of FIG. 12, the measured toner scattering amount and the estimated toner scattering amount coincide with each other at any toner concentration.
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
画像情報に基づいて感光体1Y,1M,1C,1K等の潜像担持体上に潜像を形成し、該潜像を現像装置5Y,5C,5M,5Kによりトナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像し、これにより得られるトナー像を最終的に転写紙P等の記録材上に転写することで該画像情報に応じた画像を形成するとともに、現像装置が消費した分のトナーを所定の補給タイミングでトナー補給装置411Y,411M,411C,411K等のトナー補給手段により該現像装置へ補給する画像形成装置において、前記現像装置内における二成分現像剤中のトナー濃度が目標トナー濃度Vtrefに近づくように前記トナー補給手段にトナー補給させるトナー補給制御を実行する制御部400等のトナー補給制御手段と、所定の第1期間(例えば11000枚前から1000枚前までの期間)内に前記現像装置が消費したトナー消費量を示す平均画像面積率A等の第1トナー消費量指標値と、該第1期間よりも後である所定の第2期間(例えば1000枚前から現時点までの期間)内に該現像装置が消費したトナー消費量を示す平均画像面積率B等の第2トナー消費量指標値とに基づいて、前記目標トナー濃度を設定する制御部400等の目標トナー濃度設定手段とを有することを特徴とする。
現時点で現像装置から飛散するトナーの中には、上述したとおり、現像に寄与せずに現像装置内に長期間残留する帯電性能が悪化した状態の劣化トナーが補給された新規トナーによって帯電電荷を奪われて帯電不足になったものと、補給された新規トナー自身が摩擦帯電不足により帯電不足になったものとが存在する。前者については、現像装置のトナー消費量が少ない前期間が続いて現像装置内の劣化トナーが増大した後に、現像装置のトナー消費量が多い後期間に切り替わって多くの新規トナーが補給されて劣化トナーの帯電電荷が奪われる状況が発生した後に、トナー飛散量が増大する。したがって、前者によるトナー飛散量は、前期間におけるトナー消費量が少ないほど増大し、また、後期間におけるトナー消費量が多いほど増大するという関係にある。一方、後者については、現時点に近い過去の期間におけるトナー消費量が多いほど、当該期間に補給された新規トナーの量が多いため、現時点において帯電不足のままの新規トナーが現像に寄与しやすい状況になる。したがって、後者によるトナー飛散量は、現時点に近い過去の期間におけるトナー消費量が多いほど増大するという関係にある。
更に、現時点で生じ得るトナー飛散量は、現時点における現像装置内における二成分現像剤中のトナー濃度が高いほど増大するという関係もある。現時点における現像装置内における二成分現像剤中のトナー濃度は、適切なトナー補給制御により、目標トナー濃度に維持されていることが推定できる。よって、現時点における目標トナー濃度が高く設定されているほど、現時点で生じ得るトナー飛散量が増大するという関係となる。
以上のような関係を考慮すると、第1に、現時点で生じ得るトナー飛散量は、過去の所定の第1期間内に現像装置が消費したトナー消費量を示す第1トナー消費量指標値が小さいほど、増大することがいえる。これは、当該第1期間内に現像装置が消費したトナー消費量が少ないほど、トナー飛散の原因となる現像装置内の帯電不足トナーの元になる劣化トナーの量が増えるからである。第2に、現像装置からのトナー飛散量は、当該第1期間よりも後である過去の所定の第2期間内に現像装置が消費したトナー消費量が多いほど、増大することがいえる。これは、当該第2期間内に現像装置が消費したトナー消費量が多いほど、劣化トナーから帯電電荷を奪う新規トナーの量が多くなり、劣化トナーからトナー飛散の原因となる帯電不足トナーを生み出しやすくなるからである。加えて、当該第2期間内に現像装置が消費したトナー消費量が多いほど、補給された新規トナー自身が摩擦帯電不足により帯電不足になってトナー飛散の原因となりやすくなるからである。第3に、現時点で生じ得るトナー飛散量は、目標トナー濃度が高いほど増大する。これは、現像装置内のトナーの絶対数が多いほどトナー飛散量も多くなるところ、適切なトナー補給制御が実施されていることを前提にすれば、現像装置内のトナー濃度は目標トナー濃度に維持されていると推定できるため、目標トナー濃度が高く設定されているほどトナー飛散量が増大するといえるからである。
以上をまとめると、現時点で生じ得るトナー飛散量は、所定の第1期間内に現像装置が消費したトナー消費量を示す第1トナー消費量指標値が小さいほど増大し、また、その第1期間よりも後である所定の第2期間内に現像装置が消費したトナー消費量を示す第2トナー消費量指標値が大きいほど増大し、また、目標トナー濃度が高いほど増大するという関係が得られる。
この関係を用いれば、現時点で生じ得るトナー飛散量を許容値以下に抑えるための目標トナー濃度の上限値VtrefMAXを、第1トナー消費量指標値(平均画像面積率A)と第2トナー消費量指標値(平均画像面積率B)とトナー飛散量許容値Zとから求めることができる。よって、このようにして求まる上限値VtrefMAXよりも低い目標トナー濃度Vtrefを設定することで、現時点で生じ得るトナー飛散量を許容値Z以下に抑えることができる。そして、このような目標トナー濃度の設定のために、トナー強制消費制御のように画像形成動作を実行できない期間(ダウンタイム)が生じることはなく、またそのようなダウンタイムが生じるとしてもトナー強制消費制御よりも短くて済む。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
Based on the image information, a latent image is formed on a latent image carrier such as the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K, and the latent image is converted into two components including toner and carrier by the developing devices 5Y, 5C, 5M, and 5K. Development is performed using a developer, and a toner image obtained thereby is finally transferred onto a recording material such as transfer paper P to form an image corresponding to the image information, and the amount consumed by the developing device In an image forming apparatus in which toner is replenished to the developing device by toner replenishing means such as toner replenishing devices 411Y, 411M, 411C, and 411K at a predetermined replenishment timing, the toner concentration in the two-component developer in the developing device is the target toner. A toner replenishment control unit such as a control unit 400 that executes toner replenishment control that causes the toner replenishment unit to replenish toner so as to approach the density Vtref, and a predetermined first period (for example, A first toner consumption index value such as an average image area ratio A indicating a toner consumption amount consumed by the developing device within a period from 1000 sheets to 1000 sheets before, and a predetermined time after the first period Based on a second toner consumption index value such as an average image area ratio B indicating the toner consumption consumed by the developing device within a second period (for example, a period from 1000 sheets before to the present time). And a target toner density setting unit such as a control unit 400 for setting density.
Among the toners scattered from the developing device at this time, as described above, the charged charge is generated by the new toner that is replenished with the deteriorated toner that has not been contributed to the development and remains in the developing device for a long time and the charging performance has deteriorated. There are those that have been deprived due to insufficient charging and those that have been replenished due to insufficient triboelectric charging. Regarding the former, after the previous period when the toner consumption of the developing device is low, the deteriorated toner in the developing device continues to increase, and then after the toner consumption of the developing device is high, it is switched to the later period and a lot of new toner is replenished and deteriorated After the situation where the charged charge of the toner is taken away, the amount of toner scattering increases. Therefore, the amount of toner scattering due to the former has a relationship that increases as the toner consumption amount in the previous period decreases, and increases as the toner consumption amount in the subsequent period increases. On the other hand, for the latter, the more toner consumption in the past period close to the present time, the greater the amount of new toner replenished in that period. become. Therefore, the amount of toner scattering due to the latter has a relationship that increases as the amount of toner consumption in the past period close to the present time increases.
Furthermore, there is a relationship that the amount of toner scattering that can occur at the present time increases as the toner concentration in the two-component developer in the developing device at the present time increases. It can be estimated that the toner concentration in the two-component developer in the developing device at the present time is maintained at the target toner concentration by appropriate toner replenishment control. Therefore, the higher the target toner density at the current time, the higher the amount of toner scattering that can occur at the current time.
Considering the relationship as described above, first, the toner scattering amount that can be generated at the present time has a small first toner consumption index value indicating the toner consumption amount consumed by the developing device in the past predetermined first period. It can be said that it increases. This is because the smaller the amount of toner consumed by the developing device during the first period, the more deteriorated toner that becomes the source of insufficiently charged toner in the developing device that causes toner scattering. Second, it can be said that the toner scattering amount from the developing device increases as the toner consumption amount consumed by the developing device in the past predetermined second period after the first period increases. This is because, as the amount of toner consumed by the developing device during the second period increases, the amount of new toner that takes away charged charges from the deteriorated toner increases, resulting in the generation of insufficiently charged toner that causes toner scattering from the deteriorated toner. This is because it becomes easier. In addition, as the amount of toner consumed by the developing device during the second period increases, the replenished new toner itself becomes insufficiently charged due to insufficient frictional charging, which tends to cause toner scattering. Third, the amount of toner scattering that can occur at the present time increases as the target toner concentration increases. This is because the toner scattering amount increases as the absolute number of toner in the developing device increases. However, assuming that appropriate toner replenishment control is performed, the toner concentration in the developing device becomes the target toner concentration. This is because the toner scattering amount increases as the target toner density is set higher because it can be estimated that the toner is maintained.
In summary, the toner scattering amount that can occur at the present time increases as the first toner consumption index value indicating the toner consumption amount consumed by the developing device within a predetermined first period decreases, and the first period. A relationship is obtained in which the larger the second toner consumption index value indicating the toner consumption amount consumed by the developing device within a predetermined second period later, the larger the value, and the higher the target toner concentration, the larger the relationship. .
By using this relationship, the upper limit value Vtref MAX of the target toner density for suppressing the amount of toner scattering that can occur at the present time to an allowable value or less is used as the first toner consumption amount index value (average image area ratio A) and the second toner consumption. It can be obtained from the amount index value (average image area ratio B) and the toner scattering amount allowable value Z. Therefore, by setting the target toner concentration Vtref lower than the upper limit value Vtref MAX obtained in this way, the amount of toner scattering that can occur at the present time can be suppressed to the allowable value Z or less. Due to such setting of the target toner density, there is no period (down time) during which the image forming operation cannot be executed unlike the forced toner consumption control, and even if such down time occurs, the toner forced Shorter than consumption control.
(態様B)
前記態様Aにおいて、画像形成動作により形成される画像の画像面積率を該画像に対応した画像情報から取得する制御部400等の画像面積率取得手段を有し、前記第1トナー消費量指標値は、前記第1期間内に行われた画像形成動作により形成された画像の平均画像面積率Aであり、前記第2トナー消費量指標値は、前記第2期間内に行われた画像形成動作により形成された画像の平均画像面積率Bであることを特徴とする。
これによれば、より簡易に目標トナー濃度の設定変更処理を行うことができる。
(Aspect B)
In the aspect A, the image forming apparatus includes image area ratio acquisition means such as a control unit 400 that acquires an image area ratio of an image formed by an image forming operation from image information corresponding to the image, and the first toner consumption index value Is the average image area ratio A of the images formed by the image forming operation performed in the first period, and the second toner consumption index value is the image forming operation performed in the second period The average image area ratio B of the image formed by the above is characterized.
According to this, the target toner density setting change process can be performed more easily.
(態様C)
前記態様A又はBにおいて、前記目標トナー濃度設定手段は、前記第1トナー消費量指標値と前記第2トナー消費量指標値と前記目標トナー濃度とから推定されるトナー飛散量推定値が前記トナー飛散量許容値以下となるように、該目標トナー濃度を設定することを特徴とする。
上述したとおり、トナー飛散量は、前記算出式(1)より、前記第1トナー消費量指標値(平均画像面積率A)と前記第2トナー消費量指標値(平均画像面積率B)と前記目標トナー濃度Vtrefとから推定することができる。そして、この推定式(算出式(1))を用いれば、トナー飛散量を許容値以下に抑えたい場合の目標トナー濃度Vtrefの上限値を求めることができる。このようにして求まる目標トナー濃度Vtrefの上限値以下となるように目標トナー濃度を設定することで、トナー飛散量を許容値以下に抑えることができる。
(Aspect C)
In the aspect A or B, the target toner concentration setting means is configured such that the toner scattering amount estimated value estimated from the first toner consumption amount index value, the second toner consumption amount index value, and the target toner concentration is the toner. The target toner density is set so as to be equal to or less than the scattering amount allowable value.
As described above, the toner scattering amount is calculated based on the calculation formula (1) by using the first toner consumption index value (average image area ratio A), the second toner consumption index value (average image area ratio B), and the It can be estimated from the target toner concentration Vtref. By using this estimation formula (calculation formula (1)), the upper limit value of the target toner concentration Vtref when it is desired to keep the toner scattering amount below the allowable value can be obtained. By setting the target toner concentration so as to be equal to or lower than the upper limit value of the target toner concentration Vtref obtained in this way, it is possible to suppress the toner scattering amount below an allowable value.
(態様D)
前記態様A〜Cのいずれかの態様において、前記目標トナー濃度設定手段は、前記第1トナー消費量指標値が高いほど目標トナー濃度が高く、前記第2トナー消費量指標値が高いほど目標トナー濃度が低く、前記トナー飛散量許容値が高いほど高くなるように設定されるトナー濃度許容上限値よりも、前記目標トナー濃度が低くなるように該目標トナー濃度を設定することを特徴とする。
これによれば、安定してトナー飛散量を許容範囲内に収めることができる目標トナー濃度を設定することができる。
(Aspect D)
In any one of the aspects A to C, the target toner density setting means is configured such that the higher the first toner consumption index value, the higher the target toner density, and the higher the second toner consumption index value, The target toner density is set so that the target toner density is lower than a toner density allowable upper limit value that is set to be higher as the density is lower and the toner scattering amount allowable value is higher.
According to this, it is possible to set the target toner density that can stably keep the toner scattering amount within the allowable range.
(態様E)
前記態様A〜Dのいずれかの態様において、前記目標トナー濃度設定手段は、前記現像装置が消費するトナー消費量が多いほど高く設定されるトナー濃度許容下限値よりも、前記目標トナー濃度が高くなるように該目標トナー濃度を設定することを特徴とする。
一般に、目標トナー濃度が低くなるほどキャリア付着量が増大するので、目標トナー濃度の下限値はキャリア付着量の許容値によって決めることができる。ただし、現像装置が消費するトナー消費量が多いほど(画像面積率が高いほど)、キャリア付着量が増加しやすい。よって、現像装置が消費するトナー消費量が多いほど(画像面積率が高いほど)、目標トナー濃度の下限値は高く設定する必要がある。本態様によれば、このように現像装置が消費するトナー消費量が多いほど高く設定されるトナー濃度許容下限値よりも、目標トナー濃度が高くなるので、キャリア付着量を許容範囲内に抑えることができる。
(Aspect E)
In any one of the aspects A to D, the target toner density setting means has the target toner density higher than a toner density allowable lower limit value set higher as the toner consumption amount consumed by the developing device is larger. The target toner density is set so that
In general, the carrier adhesion amount increases as the target toner concentration decreases, and therefore the lower limit value of the target toner concentration can be determined by the allowable value of the carrier adhesion amount. However, the larger the amount of toner consumed by the developing device (the higher the image area ratio), the easier the carrier adhesion amount increases. Therefore, it is necessary to set the lower limit value of the target toner density higher as the amount of toner consumed by the developing device is larger (as the image area ratio is higher). According to this aspect, since the target toner concentration becomes higher than the toner concentration allowable lower limit value set higher as the toner consumption amount consumed by the developing device increases, the carrier adhesion amount is suppressed within the allowable range. Can do.
(態様F)
前記態様A〜Eのいずれかの態様において、前記目標トナー濃度設定手段により前記目標トナー濃度が変更された後に、画像濃度が目標画像濃度に近づくように画像形成条件を調整する画像濃度調整制御を実行する制御部400等の画像濃度調整制御手段を有することを特徴とする。
これによれば、目標トナー濃度設定手段により目標トナー濃度が変更され、これにより画像濃度に変化が生じる場合でも、画像濃度調整制御を実行することでそのような画像濃度の変化が生じないようにすることができる。
(Aspect F)
In any one of the aspects A to E, after the target toner density is changed by the target toner density setting unit, image density adjustment control for adjusting an image forming condition so that the image density approaches the target image density. It has an image density adjustment control means such as the control unit 400 to be executed.
According to this, even when the target toner density is changed by the target toner density setting means and the image density changes due to this, the image density adjustment control is executed so that such a change in the image density does not occur. can do.
(態様G)
トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像する現像装置からのトナー飛散量を推定するトナー飛散量推定方法であって、所定の第1期間内に前記現像装置が消費したトナー消費量を示す第1トナー消費量指標値(平均画像面積率A)が高いほどトナー飛散量が少なく、該第1期間よりも後である所定の第2期間内に該現像装置が消費したトナー消費量を示す第2トナー消費量指標値(平均画像面積率B)が高いほどトナー飛散量が多く、該現像装置内における二成分現像剤中のトナー濃度の目標値である目標トナー濃度Vtref又は現像装置内における二成分現像剤中のトナー濃度の検出値Vtが高いほどトナー飛散量が多くなるように、トナー飛散量を推定することを特徴とするトナー飛散量推定方法。
これによれば、画像形成動作を実行できない期間(ダウンタイム)を生じさせることなく、現像装置からのトナー飛散量を推定することができる。
(Aspect G)
A toner scattering amount estimation method for estimating a toner scattering amount from a developing device that develops using a two-component developer including toner and a carrier, wherein the toner consumption amount consumed by the developing device within a predetermined first period The toner consumption amount consumed by the developing device within a predetermined second period after the first period is smaller as the first toner consumption index value (average image area ratio A) indicating the lower is higher. The higher the second toner consumption index value (average image area ratio B) indicating the greater the amount of scattered toner, the target toner concentration Vtref which is the target value of the toner concentration in the two-component developer in the developing device or the developing device A toner scattering amount estimation method, wherein the toner scattering amount is estimated so that the toner scattering amount increases as the detection value Vt of the toner concentration in the two-component developer increases.
According to this, it is possible to estimate the toner scattering amount from the developing device without causing a period (downtime) during which the image forming operation cannot be performed.
1 感光体
2 帯電装置
5 現像装置
6 プロセスユニット
8 中間転写ベルト
20 光書込ユニット
40 定着装置
400 制御部
411 トナー補給装置
412 トナー濃度センサ
421 現像電源
422 トナー付着量検知センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoconductor 2 Charging device 5 Developing device 6 Process unit 8 Intermediate transfer belt 20 Optical writing unit 40 Fixing device 400 Control unit 411 Toner replenishing device 412 Toner density sensor 421 Developing power source 422 Toner adhesion amount detection sensor
特開2013−182251号公報JP 2013-182251 A

Claims (7)

  1. 画像情報に基づいて潜像担持体上に潜像を形成し、該潜像を現像装置によりトナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像し、これにより得られるトナー像を最終的に記録材上に転写することで該画像情報に応じた画像を形成するとともに、現像装置が消費した分のトナーを所定の補給タイミングでトナー補給手段により該現像装置へ補給する画像形成装置において、
    前記現像装置内における二成分現像剤中のトナー濃度が目標トナー濃度に近づくように前記トナー補給手段にトナー補給させるトナー補給制御を実行するトナー補給制御手段と、
    所定の第1期間内に前記現像装置が消費したトナー消費量を示す第1トナー消費量指標値と、該第1期間よりも後である所定の第2期間内に該現像装置が消費したトナー消費量を示す第2トナー消費量指標値とに基づいて、前記目標トナー濃度を設定する目標トナー濃度設定手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
    A latent image is formed on the latent image carrier based on the image information, and the latent image is developed by a developing device using a two-component developer containing toner and a carrier. In an image forming apparatus that forms an image according to the image information by transferring it onto a recording material, and supplies the toner consumed by the developing device to the developing device by a toner replenishing unit at a predetermined replenishment timing.
    Toner replenishment control means for executing toner replenishment control for causing the toner replenishment means to replenish toner so that the toner concentration in the two-component developer in the developing device approaches the target toner concentration;
    A first toner consumption index value indicating a toner consumption amount consumed by the developing device within a predetermined first period, and a toner consumed by the developing device within a predetermined second period after the first period. An image forming apparatus comprising: a target toner concentration setting unit configured to set the target toner concentration based on a second toner consumption amount index value indicating consumption.
  2. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    画像形成動作により形成される画像の画像面積率を該画像に対応した画像情報から取得する画像面積率取得手段を有し、
    前記第1トナー消費量指標値は、前記第1期間内に行われた画像形成動作により形成された画像の平均画像面積率であり、
    前記第2トナー消費量指標値は、前記第2期間内に行われた画像形成動作により形成された画像の平均画像面積率であることを特徴とする画像形成装置。
    The image forming apparatus according to claim 1.
    Image area ratio acquisition means for acquiring an image area ratio of an image formed by the image forming operation from image information corresponding to the image;
    The first toner consumption index value is an average image area ratio of an image formed by an image forming operation performed within the first period,
    2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second toner consumption index value is an average image area ratio of an image formed by an image forming operation performed within the second period.
  3. 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
    前記目標トナー濃度設定手段は、前記第1トナー消費量指標値と前記第2トナー消費量指標値と前記目標トナー濃度とから推定されるトナー飛散量推定値が前記トナー飛散量許容値以下となるように、該目標トナー濃度を設定することを特徴とする画像形成装置。
    The image forming apparatus according to claim 1, wherein
    The target toner concentration setting means has a toner scattering amount estimated value estimated from the first toner consumption amount index value, the second toner consumption amount index value, and the target toner concentration being equal to or less than the toner scattering amount allowable value. Thus, the target toner density is set as described above.
  4. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
    前記目標トナー濃度設定手段は、前記第1トナー消費量指標値が高いほど目標トナー濃度が高く、前記第2トナー消費量指標値が高いほど目標トナー濃度が低く、前記トナー飛散量許容値が高いほど高くなるように設定されるトナー濃度許容上限値よりも、前記目標トナー濃度が低くなるように該目標トナー濃度を設定す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 target toner concentration setting means has a higher target toner concentration as the first toner consumption amount index value is higher, a lower target toner concentration as the second toner consumption amount index value is higher, and a higher toner scattering amount allowable value. An image forming apparatus, wherein the target toner density is set so that the target toner density is lower than a toner density allowable upper limit value set so as to be higher.
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
    前記目標トナー濃度設定手段は、前記現像装置が消費するトナー消費量が少ないほど高く設定されるトナー濃度許容下限値よりも、前記目標トナー濃度が高くなるように該目標トナー濃度を設定す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 target toner density setting means sets the target toner density so that the target toner density becomes higher than a toner density allowable lower limit value set higher as the toner consumption amount consumed by the developing device is smaller. An image forming apparatus.
  6. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
    前記目標トナー濃度設定手段により前記目標トナー濃度が変更された後に、画像濃度が目標画像濃度に近づくように画像形成条件を調整する画像濃度調整制御を実行する画像濃度調整制御手段を有す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 5,
    Image density adjustment control means for executing image density adjustment control for adjusting image forming conditions so that the image density approaches the target image density after the target toner density is changed by the target toner density setting means. An image forming apparatus.
  7. トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像する現像装置からのトナー飛散量を推定するトナー飛散量推定方法であって、
    所定の第1期間内に前記現像装置が消費したトナー消費量を示す第1トナー消費量指標値が高いほどトナー飛散量が少なく、該第1期間よりも後である所定の第2期間内に該現像装置が消費したトナー消費量を示す第2トナー消費量指標値が高いほどトナー飛散量が多く、該現像装置内における二成分現像剤中のトナー濃度の目標値である目標トナー濃度現像装置内における二成分現像剤中のトナー濃度の検出値が高いほどトナー飛散量が多くなるように、トナー飛散量を推定することを特徴とするトナー飛散量推定方法。
    A toner scattering amount estimation method for estimating a toner scattering amount from a developing device that develops using a two-component developer including toner and a carrier,
    The higher the first toner consumption index value indicating the toner consumption amount consumed by the developing device within the predetermined first period, the smaller the toner scattering amount, and within the predetermined second period after the first period. The higher the second toner consumption index value indicating the toner consumption amount consumed by the developing device, the larger the toner scattering amount, and the target toner concentration developing device that is the target value of the toner concentration in the two-component developer in the developing device. A toner scattering amount estimation method, wherein the toner scattering amount is estimated such that the toner scattering amount increases as the detected value of the toner concentration in the two-component developer increases.
JP2014140615A 2014-07-08 2014-07-08 Image forming apparatus and toner scattering amount estimation method Pending JP2016018074A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014140615A JP2016018074A (en) 2014-07-08 2014-07-08 Image forming apparatus and toner scattering amount estimation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014140615A JP2016018074A (en) 2014-07-08 2014-07-08 Image forming apparatus and toner scattering amount estimation method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016018074A true JP2016018074A (en) 2016-02-01

Family

ID=55233333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014140615A Pending JP2016018074A (en) 2014-07-08 2014-07-08 Image forming apparatus and toner scattering amount estimation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016018074A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018066719A1 (en) * 2016-10-05 2018-04-12 キヤノン株式会社 Image forming device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018066719A1 (en) * 2016-10-05 2018-04-12 キヤノン株式会社 Image forming device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8750736B2 (en) Image forming apparatus for obtaining good image quality over time
US8965227B2 (en) Image forming apparatus including forced toner consumption control
US8861994B2 (en) Image forming apparatus and toner supply control method
US10775727B2 (en) Image forming apparatus with a charging amount acquisition unit that performs a charging amount acquisition operation for forming a measurement toner image on an image carrier
US10788771B2 (en) Image forming apparatus with charging amount acquisition unit
US10802418B2 (en) Image forming apparatus having developer transporting member that transports developer toward a developer bearing member
JP2013125154A (en) Image forming apparatus
US10698337B2 (en) Image forming apparatus with developer information acquisition unit that acquires information relating to deterioration of developer based on an acquired toner charging amount
US9002226B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP2009080185A (en) Image forming apparatus
US10775712B2 (en) Image forming apparatus with a charging amount acquisition unit that performs a charging amount acquisition operation for forming a measurement toner image on an image carrier
JP2016018074A (en) Image forming apparatus and toner scattering amount estimation method
JP6414531B2 (en) Image forming apparatus
US9557700B2 (en) Image formation apparatus, image processing apparatus, and image formation method
JP6135990B2 (en) Image forming apparatus
US11067923B2 (en) Image forming apparatus capable of predicting the level of occurrence of a transfer memory and the cause of occurrence thereof
US10996585B2 (en) Image forming apparatus
US10520846B2 (en) Image formation apparatus
JP2014182173A (en) Image forming apparatus
JP2017097034A (en) Image forming apparatus
JP2017097033A (en) Image formation device
JP2017097032A (en) Image forming apparatus
JP2017097035A (en) Image formation device
JP2008122433A (en) Image forming apparatus
JP2015155965A (en) image forming apparatus