JP2016156888A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents

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Yasunori Shigenaga
靖典 茂永
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain the optimal density of an image on an image carrier, and in turn, on a sheet, even when a developer is used for a long period and a carrier is largely deteriorated.SOLUTION: An image forming method includes the steps of: forming a toner patch image for controlling the density of an image on an image carrier when a potential difference ΔVd between an exposure potential and a developing bias potential is a predetermined potential difference (steps S11 and S12); reading the density of the toner patch image with an image density sensor to acquire an output value Dsig of the image density sensor (step S13); determining that adhesion of a carrier has occurred, that is, a carrier phenomenon has occurred when an error to a reference value of the output value Dsig of the image density sensor is equal to or more than a predetermined value (for example, 0.5 V) (step S14); and correcting the output value Dsig of the image density sensor to control an image forming condition (step S15).SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関し、特に、電子写真方式の画像形成装置及び画像形成方法に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method, and more particularly to an electrophotographic image forming apparatus and an image forming method.

電子写真方式の画像形成装置では、静電気を用いて画像の形成を行う特性上、本装置の使用環境における温度、湿度等の環境条件の変動や、現像剤等の経時的な劣化、即ち耐久性の変化によって画像の濃度や線幅が変動してしまう。その結果、安定した画像の形成を行うことができないことになる。   In an electrophotographic image forming apparatus, due to the characteristics of forming an image using static electricity, environmental conditions such as temperature and humidity in the environment in which the apparatus is used, and deterioration of the developer over time, that is, durability The density and the line width of the image fluctuate due to the change in. As a result, a stable image cannot be formed.

そこで、電子写真方式の画像形成装置では、安定した画像形成を実現するために、画像濃度制御用のトナーパッチ像の濃度を画像濃度センサで検出して画像形成条件にフィードバックする制御が行われている(例えば、特許文献1参照)。トナーパッチ像は、画像濃度を制御(調整)するために専用に形成するパッチ状のトナー像である。   Therefore, in an electrophotographic image forming apparatus, in order to realize stable image formation, control is performed to detect the density of a toner patch image for image density control with an image density sensor and feed back to the image forming conditions. (For example, refer to Patent Document 1). The toner patch image is a patch-like toner image formed exclusively for controlling (adjusting) the image density.

特開2005−165091号公報JP 2005-165091 A

ところで、二成分現像剤を用いる画像形成装置において、現像剤の耐久が進むと、キャリアが劣化する。具体的には、現像剤の耐久が進むと、キャリアのコート層が減耗し、キャリアの抵抗値が低下する。その結果、像担持体上へのキャリアの付着(以下、「キャリア現像」と記述する)が発生する。一方、トナーの径が5[μm]程度であるのに対し、キャリアの径は60[μm]程度であり、トナーの約10倍以上の大きさである。そのため、画像濃度制御用のトナーパッチ像内にキャリアが現像されてしまっている場合に、トナーパッチ像の濃度を画像濃度センサが誤検知してしまう。その結果、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持することができなくなる。   Incidentally, in an image forming apparatus using a two-component developer, the carrier deteriorates as the durability of the developer advances. Specifically, as the durability of the developer progresses, the coat layer of the carrier is depleted and the resistance value of the carrier decreases. As a result, carrier adhesion (hereinafter referred to as “carrier development”) occurs on the image carrier. On the other hand, the diameter of the toner is about 5 [μm], whereas the diameter of the carrier is about 60 [μm], which is about 10 times the size of the toner. Therefore, when the carrier is developed in the toner patch image for image density control, the image density sensor erroneously detects the density of the toner patch image. As a result, the image density on the image carrier and consequently on the paper cannot be optimally maintained.

そこで、本発明は、現像剤の耐久が進み、キャリアの劣化が大きくなった場合であっても、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an image forming apparatus capable of optimally maintaining the image density on the image carrier, and thus on the paper, even when the durability of the developer advances and the deterioration of the carrier increases. An object is to provide an image forming method.

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
露光電位と現像バイアス電位との電位差が所定の電位差のときに像担持体上に画像濃度制御用パターン像を形成する画像形成部と、
画像濃度制御用パターン像の濃度を検出する濃度検出部と、
濃度検出部が検出した濃度に基づく出力値から得られる像担持体上のトナー付着量に基づいて像担持体におけるキャリア付着の有無を判断し、キャリア付着有りの場合に画像形成部の画像形成条件を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention includes:
An image forming unit that forms an image density control pattern image on the image carrier when the potential difference between the exposure potential and the developing bias potential is a predetermined potential difference;
A density detector for detecting the density of the image density control pattern image;
The presence or absence of carrier adhesion on the image carrier is determined based on the toner adhesion amount obtained from the output value based on the density detected by the density detection unit. A control unit for controlling
It is characterized by providing.

また、本発明の画像形成方法は、
露光電位と現像バイアス電位との電位差が所定の電位差のときに像担持体上に画像濃度制御用パターン像を形成する工程と、
画像濃度制御用パターン像の濃度を検出する工程と、
濃度検出部が検出した濃度に基づく出力値から得られる像担持体上のトナー付着量に基づいて像担持体におけるキャリア付着の有無を判断し、キャリア付着有りの場合に画像形成部の画像形成条件を制御する工程と、
の各工程の処理を実行することを特徴とする。
The image forming method of the present invention includes
Forming an image density control pattern image on the image carrier when the potential difference between the exposure potential and the development bias potential is a predetermined potential difference;
Detecting the density of the image density control pattern image;
The presence or absence of carrier adhesion on the image carrier is determined based on the toner adhesion amount obtained from the output value based on the density detected by the density detection unit. Controlling the process,
The process of each process is performed.

上記構成の画像形成装置あるいは画像形成方法において、露光電位と現像バイアス電位との電位差が所定の電位差のときに像担持体上に形成される画像濃度制御用パターン像の濃度を検出することで、その検出値から像担持体上のトナー付着量を得ることができる。また、像担持体上のトナー付着量から、像担持体におけるキャリア付着の有無を判断することができる。そして、キャリア付着有りと判断した場合に、画像形成部の画像形成条件を制御する。   In the image forming apparatus or the image forming method configured as described above, by detecting the density of the image density control pattern image formed on the image carrier when the potential difference between the exposure potential and the development bias potential is a predetermined potential difference, The toner adhesion amount on the image carrier can be obtained from the detected value. Further, it is possible to determine the presence or absence of carrier adhesion on the image carrier from the toner adhesion amount on the image carrier. When it is determined that there is carrier adhesion, the image forming conditions of the image forming unit are controlled.

本発明によれば、キャリア付着の有無を判断し、キャリア付着有りの場合に画像形成条件を制御することで、現像剤の耐久が進み、キャリアの劣化が大きくなった場合であっても、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持することができる。   According to the present invention, the presence or absence of carrier adhesion is determined, and the image forming conditions are controlled when carrier adhesion is present. The image density on the carrier and thus on the paper can be maintained optimally.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置のシステム構成の概略を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram illustrating an outline of a system configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の各部のハードウェア構成を示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating a hardware configuration of each unit of the image forming apparatus according to the embodiment of the present disclosure. FIG. 露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdに対するキャリア個数の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the number of carriers with respect to potential difference (DELTA) Vd of exposure potential and developing bias potential. 画像濃度制御用のトナーパッチ像内にキャリアが付着した際の画像濃度センサの誤検知について説明するモデル図である。FIG. 5 is a model diagram for explaining erroneous detection of an image density sensor when a carrier adheres to a toner patch image for image density control. 露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdに対する画像濃度センサの出力値Dsigの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the output value Dsig of an image density sensor with respect to potential difference (DELTA) Vd of exposure potential and developing bias potential. 露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdに対する像担持体上のトナー付着量の変化を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a change in the amount of toner adhesion on an image carrier with respect to a potential difference ΔVd between an exposure potential and a development bias potential. キャリア現像の発生有りの場合における電位差ΔVd−トナー付着量の曲線の傾きを求める具体例を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a specific example for obtaining a slope of a potential difference ΔVd−toner adhesion amount curve when carrier development occurs. キャリア現像の発生有りの場合における各電位差範囲の傾き及び基準に対する傾きの比率を表す図である。It is a figure showing the ratio of the inclination with respect to the inclination of each electric potential difference range in case with generation | occurrence | production of carrier development, and a reference | standard. 実施例1に係る画像形成条件の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a processing procedure of a method for controlling an image forming condition according to the first exemplary embodiment. 実施例2に係る画像形成条件の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a processing procedure of an image forming condition control method according to the second embodiment. 実施例3に係る画像形成条件の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a processing procedure of an image forming condition control method according to a third embodiment.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と記述する)について図面を用いて詳細に説明する。本発明は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値などは例示である。なお、以下の説明や各図において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiment, and various numerical values in the embodiment are examples. In the following description and each drawing, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same functions, and duplicate descriptions are omitted.

[画像形成装置の構成例]
図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置のシステム構成の概略を示す全体構成図である。本実施形態では、複写機に適用する場合を例に挙げている。
[Configuration example of image forming apparatus]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an outline of a system configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, a case where the present invention is applied to a copying machine is taken as an example.

図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置1は、静電気を用いて画像の形成を行う電子写真方式を採用しており、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。この画像形成装置1は、原稿搬送部10と、用紙収納部20と、画像読取部30と、画像形成部40と、中間転写ベルト50と、2次転写部60と、定着部80と、制御基板90とを有する。   As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 according to the present embodiment employs an electrophotographic system that forms an image using static electricity, and includes yellow (Y), magenta (M), and cyan (C). And a tandem color image forming apparatus that superimposes four color toners of black (K). The image forming apparatus 1 includes a document conveying unit 10, a paper storage unit 20, an image reading unit 30, an image forming unit 40, an intermediate transfer belt 50, a secondary transfer unit 60, a fixing unit 80, a control unit, and a control unit. And a substrate 90.

原稿搬送部10は、原稿をセットする原稿給紙台11と、複数のローラ12と、搬送ドラム13と、搬送ガイド14と、原稿排出ローラ15と、原稿排出トレイ16とを有している。原稿給紙台11にセットされた原稿Gは、複数のローラ12及び搬送ドラム13によって、画像読取部30の読取位置に1枚ずつ搬送される。搬送ガイド14及び原稿排出ローラ15は、複数のローラ12及び搬送ドラム13により搬送された原稿Gを原稿排出トレイ16に排出する。   The document transport unit 10 includes a document feed table 11 on which a document is set, a plurality of rollers 12, a transport drum 13, a transport guide 14, a document discharge roller 15, and a document discharge tray 16. The documents G set on the document feeder 11 are conveyed one by one to the reading position of the image reading unit 30 by the plurality of rollers 12 and the conveying drum 13. The conveyance guide 14 and the document discharge roller 15 discharge the document G conveyed by the plurality of rollers 12 and the conveyance drum 13 to the document discharge tray 16.

画像読取部30は、原稿搬送部10により搬送された原稿G又は原稿台31に載置された原稿の画像を読み取って、画像データを生成する。具体的には、原稿Gの画像がランプLによって照射される。このランプLからの照射光に基づく原稿Gからの反射光は、第1ミラーユニット32、第2ミラーユニット33、レンズユニット34の順に導かれて、撮像素子35の受光面に結像する。撮像素子35は、入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。出力された画像信号は、A/D変換されることにより画像データとして作成される。   The image reading unit 30 reads an image of the document G transported by the document transport unit 10 or the document placed on the document table 31 and generates image data. Specifically, the image of the original G is irradiated by the lamp L. The reflected light from the document G based on the light emitted from the lamp L is guided in the order of the first mirror unit 32, the second mirror unit 33, and the lens unit 34, and forms an image on the light receiving surface of the image sensor 35. The image sensor 35 photoelectrically converts incident light and outputs a predetermined image signal. The output image signal is created as image data by A / D conversion.

また、画像読取部30は、画像読取制御部36を有している。画像読取制御部36は、A/D変換によって作成された画像データに、シェーディング補正やディザ処理、圧縮等の周知の画像処理を施して、制御基板90に搭載されたRAM(不図示)に格納する。なお、画像データは、画像読取部30から出力されるデータに限定されず、画像形成装置1に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置などの外部装置から受信したデータであってもよい。   The image reading unit 30 has an image reading control unit 36. The image reading control unit 36 performs well-known image processing such as shading correction, dither processing, and compression on the image data created by A / D conversion, and stores the image data in a RAM (not shown) mounted on the control board 90. To do. Note that the image data is not limited to data output from the image reading unit 30, and may be data received from an external device such as a personal computer connected to the image forming apparatus 1 or another image forming apparatus.

用紙収納部20は、装置本体の下部に配置されており、用紙Sのサイズや種類に応じて複数設けられている。この用紙Sは、給紙部21により給紙されて搬送部23に送られ、搬送部23によって転写位置である2次転写部60に搬送される。また、用紙収納部20の近傍には、手差部22が設けられている。この手差部22からは、ユーザによってセットされる、用紙収納部20に収納されていないサイズの用紙やタグを有するタグ紙、OHPシート等の特殊紙が転写位置へ送られる。   The paper storage unit 20 is disposed in the lower part of the apparatus main body, and a plurality of paper storage units 20 are provided according to the size and type of the paper S. The sheet S is fed by the sheet feeding unit 21 and sent to the transport unit 23, and is transported by the transport unit 23 to the secondary transfer unit 60 that is a transfer position. Further, a manual feed portion 22 is provided in the vicinity of the paper storage portion 20. From the manual feed section 22, special paper such as paper of a size not set in the paper storage section 20, tag paper having a tag, or OHP sheet set by the user is sent to the transfer position.

画像読取部30と用紙収納部20との間には、画像形成部40と像担持体である中間転写ベルト50とが配置されている。画像形成部40は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像を形成するために、4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kを有する。   Between the image reading unit 30 and the paper storage unit 20, an image forming unit 40 and an intermediate transfer belt 50 as an image carrier are arranged. The image forming unit 40 includes four image forming units 40Y, 40M, 40C, and 40K in order to form toner images of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). .

第1の画像形成ユニット40Yは、イエローのトナー像を形成し、第2の画像形成ユニット40Mは、マゼンダのトナー像を形成する。また、第3の画像形成ユニット40Cは、シアンのトナー像を形成し、第4の画像形成ユニット40Kは、ブラックのトナー像を形成する。これら4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kは、それぞれ同一の構成を有している。したがって、ここでは、第1の画像形成ユニット40Yについて説明する。   The first image forming unit 40Y forms a yellow toner image, and the second image forming unit 40M forms a magenta toner image. The third image forming unit 40C forms a cyan toner image, and the fourth image forming unit 40K forms a black toner image. These four image forming units 40Y, 40M, 40C, and 40K have the same configuration. Therefore, here, the first image forming unit 40Y will be described.

第1の画像形成ユニット40Yは、像担持体であるドラム状の感光体41と、感光体41の周囲に配置された帯電部42と、露光部43と、現像部44と、クリーニング部45とを有している。感光体41は、不図示の駆動モータによる駆動の下に回転する。帯電部42は、感光体41に電荷を与えることにより感光体41の表面を一様に帯電する。露光部43は、原稿Gから読み取られた画像データ又は外部装置から送信された画像データに基づいて、感光体41の表面に対して露光を行うことにより感光体41上に静電潜像を形成する。   The first image forming unit 40Y includes a drum-shaped photoconductor 41 as an image carrier, a charging unit 42 disposed around the photoconductor 41, an exposure unit 43, a developing unit 44, and a cleaning unit 45. have. The photoconductor 41 rotates under driving by a drive motor (not shown). The charging unit 42 uniformly charges the surface of the photoconductor 41 by applying a charge to the photoconductor 41. The exposure unit 43 forms an electrostatic latent image on the photoconductor 41 by exposing the surface of the photoconductor 41 based on image data read from the document G or image data transmitted from an external device. To do.

現像部44は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いて、感光体41上に形成された静電潜像を現像する。トナーは、画像を形成する粒子である。キャリアは、現像部44内でのトナーとの混合において摩擦帯電によりトナーに適正な電荷を与える機能と、感光体41と対向する現像領域にトナーを搬送する機能と、感光体41上の静電潜像にトナーが忠実に現像できるように現像電界を形成する機能とを持っている。この現像部44は、感光体41に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させる。これにより、感光体41の表面には、イエローのトナー像が形成される。   The developing unit 44 develops the electrostatic latent image formed on the photoconductor 41 using a two-component developer composed of toner and carrier. The toner is particles that form an image. The carrier has a function of imparting an appropriate charge to the toner by frictional charging in mixing with the toner in the developing unit 44, a function of transporting the toner to the developing area facing the photoconductor 41, and an electrostatic on the photoconductor 41. It has a function of forming a developing electric field so that the toner can be faithfully developed on the latent image. The developing unit 44 attaches yellow toner to the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 41. As a result, a yellow toner image is formed on the surface of the photoreceptor 41.

なお、第2の画像形成ユニット40Mの現像部44は、感光体41にマゼンタのトナーを付着させ、第3の画像形成ユニット40Cの現像部44は、感光体41にシアンのトナーを付着させる。そして、第4の画像形成ユニット40Kの現像部44は、感光体41にブラックのトナーを付着させる。   The developing unit 44 of the second image forming unit 40M attaches magenta toner to the photoconductor 41, and the developing unit 44 of the third image forming unit 40C attaches cyan toner to the photoconductor 41. Then, the developing unit 44 of the fourth image forming unit 40K adheres black toner to the photoconductor 41.

クリーニング部45は、感光体41の表面に残留しているトナーを除去する。   The cleaning unit 45 removes the toner remaining on the surface of the photoreceptor 41.

感光体41上に付着したトナーは、中間転写体の一例である中間転写ベルト50に転写される。中間転写ベルト50は、無端状に形成されており、複数のローラに掛け渡されている。この中間転写ベルト50は、不図示の駆動モータによる駆動の下に、感光体41の回転(移動)方向とは逆方向に回転する。   The toner attached on the photoreceptor 41 is transferred to an intermediate transfer belt 50 that is an example of an intermediate transfer member. The intermediate transfer belt 50 is formed in an endless shape and is stretched around a plurality of rollers. The intermediate transfer belt 50 rotates in a direction opposite to the rotation (movement) direction of the photoconductor 41 under the drive of a drive motor (not shown).

中間転写ベルト50における各画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kの感光体41と対向する位置には、1次転写部51が設けられている。この1次転写部51は、中間転写ベルト50にトナーと逆極性の電圧を印加させることで、感光体41上に付着したトナーを中間転写ベルト50に転写する。   A primary transfer portion 51 is provided at a position on the intermediate transfer belt 50 that faces the photoreceptor 41 of each of the image forming units 40Y, 40M, 40C, and 40K. The primary transfer unit 51 transfers the toner attached on the photoreceptor 41 to the intermediate transfer belt 50 by applying a voltage having a polarity opposite to that of the toner to the intermediate transfer belt 50.

そして、中間転写ベルト50が回転することで、4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kで形成されたトナー像が、中間転写ベルト50の表面に順次転写される。これにより、中間転写ベルト50上には、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのトナー像が重なり合うことによってカラー画像が形成される。   As the intermediate transfer belt 50 rotates, the toner images formed by the four image forming units 40Y, 40M, 40C, and 40K are sequentially transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 50. Thus, a color image is formed on the intermediate transfer belt 50 by overlapping toner images of yellow, magenta, cyan, and black.

また、中間転写ベルト50には、ベルトクリーニング装置53が対向している。このベルトクリーニング装置53は、用紙Sへのトナー画像の転写を終えた中間転写ベルト50の表面を清掃する。   A belt cleaning device 53 faces the intermediate transfer belt 50. The belt cleaning device 53 cleans the surface of the intermediate transfer belt 50 that has finished transferring the toner image onto the paper S.

中間転写ベルト50の近傍で、かつ搬送部23の用紙搬送方向の下流には、2次転写部60が配置されている。この2次転写部60は、搬送部23によって搬送されてきた用紙Sを中間転写ベルト50に接触させることにより、中間転写ベルト50の外周面上に形成されたトナー像を用紙Sに転写する。   A secondary transfer unit 60 is disposed in the vicinity of the intermediate transfer belt 50 and downstream of the transport unit 23 in the paper transport direction. The secondary transfer unit 60 transfers the toner image formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 50 to the sheet S by bringing the sheet S conveyed by the conveyance unit 23 into contact with the intermediate transfer belt 50.

2次転写部60は、2次転写ローラ61を有している。2次転写ローラ61は、対向ローラ52に圧接されている。そして、2次転写ローラ61と中間転写ベルト50とが接触する部分は、2次転写ニップ部62となる。この2次転写ニップ部62の位置は、中間転写ベルト50の外周面上に形成されたトナー像を用紙Sに転写する転写位置である。   The secondary transfer unit 60 has a secondary transfer roller 61. The secondary transfer roller 61 is in pressure contact with the counter roller 52. A portion where the secondary transfer roller 61 and the intermediate transfer belt 50 come into contact becomes a secondary transfer nip portion 62. The position of the secondary transfer nip portion 62 is a transfer position at which the toner image formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 50 is transferred to the paper S.

2次転写部60における用紙Sの排出側には、定着部80が設けられている。この定着部80は、用紙Sを加圧及び加熱して、転写されたトナー像を用紙Sに定着させる。定着部80は、例えば、一対の定着部材である定着上ローラ81及び定着下ローラ82で構成されている。定着上ローラ81及び定着下ローラ82は、互いに圧接した状態で配置されており、定着上ローラ81と定着下ローラ82との圧接部として定着ニップ部が形成される。   A fixing unit 80 is provided on the discharge side of the sheet S in the secondary transfer unit 60. The fixing unit 80 pressurizes and heats the paper S to fix the transferred toner image on the paper S. The fixing unit 80 includes, for example, a fixing upper roller 81 and a fixing lower roller 82 which are a pair of fixing members. The upper fixing roller 81 and the lower fixing roller 82 are arranged in pressure contact with each other, and a fixing nip portion is formed as a pressing portion between the upper fixing roller 81 and the lower fixing roller 82.

定着上ローラ81の内部には、加熱部が設けられている。この加熱部からの輻射熱により定着上ローラ81のローラ部が温められる。そして、定着上ローラ81のローラ部の熱が用紙Sへ伝達されることにより、用紙S上のトナー像が定着される。   A heating unit is provided inside the fixing upper roller 81. The roller portion of the fixing upper roller 81 is warmed by the radiant heat from the heating portion. Then, the heat of the roller portion of the fixing upper roller 81 is transmitted to the sheet S, whereby the toner image on the sheet S is fixed.

用紙Sは、2次転写部60によってトナー像が転写された面(定着対象面)が定着上ローラ81と向き合うように搬送され、定着ニップ部を通過する。したがって、定着ニップ部を通過する用紙Sには、定着上ローラ81と定着下ローラ82とによる加圧と、定着上ローラ81のローラ部の熱による加熱が行われる。   The sheet S is conveyed so that the surface on which the toner image is transferred by the secondary transfer unit 60 (the surface to be fixed) faces the fixing upper roller 81, and passes through the fixing nip portion. Accordingly, the sheet S passing through the fixing nip is subjected to pressure by the fixing upper roller 81 and the fixing lower roller 82 and heating by the heat of the roller portion of the fixing upper roller 81.

定着部80の用紙Sの搬送方向の下流には、切換ゲート24が配置されている。切換ゲート24は、定着部80を通過した用紙Sの搬送路を切り換える。すなわち、切換ゲート24は、用紙Sの片面への画像形成におけるフェースアップ排紙を行う場合に、用紙Sを直進させる。これにより、用紙Sは、一対の排紙ローラ25によって排紙される。また、切換ゲート24は、用紙Sの片面への画像形成におけるフェースダウン排紙を行う場合、及び用紙Sの両面への画像形成を行う場合に、用紙Sを下方に案内する。   A switching gate 24 is disposed downstream of the fixing unit 80 in the conveyance direction of the sheet S. The switching gate 24 switches the transport path of the paper S that has passed through the fixing unit 80. That is, the switching gate 24 moves the paper S straight when performing face-up paper discharge in image formation on one side of the paper S. As a result, the paper S is discharged by the pair of paper discharge rollers 25. The switching gate 24 guides the paper S downward when performing face-down paper discharge in image formation on one side of the paper S and when performing image formation on both sides of the paper S.

フェースダウン排紙を行う場合は、切換ゲート24によって用紙Sを下方に案内した後に、用紙反転搬送部26によって用紙Sの表裏を反転して上方に搬送する。これにより、表裏が反転された用紙Sは、一対の排紙ローラ25によって排紙される。用紙Sの両面への画像形成を行う場合は、切換ゲート24によって用紙Sを下方に案内した後に、用紙反転搬送部26によって用紙Sの表裏を反転する。そして、表裏が反転された用紙Sは、再給紙路27によって再び転写位置へ送られる。   When face-down paper discharge is performed, the paper S is guided downward by the switching gate 24, and then the front and back of the paper S is reversed and transported upward by the paper reversal transport unit 26. As a result, the paper S whose front and back are reversed is discharged by the pair of paper discharge rollers 25. When image formation is performed on both sides of the paper S, the paper S is guided downward by the switching gate 24, and then the front and back of the paper S are reversed by the paper reversing conveyance unit 26. Then, the sheet S with the front and back reversed is sent again to the transfer position by the refeed path 27.

一対の排紙ローラ25の下流側には、用紙Sを折ったり、用紙Sに対してステープル処理等を行ったりする後処理装置を配置してもよい。   A post-processing device that folds the paper S or performs stapling processing or the like on the paper S may be disposed on the downstream side of the pair of paper discharge rollers 25.

また、中間転写ベルト50におけるベルトクリーニング装置53と2次転写部60との間には、画像の濃度を検出する濃度検出部の一例である画像濃度センサ91が配置されている。すなわち、画像濃度センサ91は、中間転写ベルト50の回転方向における2次転写部60よりも下流側に配置されている。この画像濃度センサ91は、中間転写ベルト50に向けて光を照射する発光部と、この照射光に基づく中間転写ベルト50からの反射光を受光する受光部とを有している。画像濃度センサ91は、発光部及び受光部が中間転写ベルト50の表面と対向するように設けられている。   Further, an image density sensor 91 that is an example of a density detection unit that detects the density of an image is disposed between the belt cleaning device 53 and the secondary transfer unit 60 in the intermediate transfer belt 50. That is, the image density sensor 91 is disposed on the downstream side of the secondary transfer unit 60 in the rotation direction of the intermediate transfer belt 50. The image density sensor 91 includes a light emitting unit that emits light toward the intermediate transfer belt 50 and a light receiving unit that receives reflected light from the intermediate transfer belt 50 based on the irradiated light. The image density sensor 91 is provided so that the light emitting portion and the light receiving portion face the surface of the intermediate transfer belt 50.

[画像形成装置の各部のハードウェア構成]
次に、画像形成装置1の各部のハードウェア構成について、図2を参照して説明する。図2は、画像形成装置1の各部のハードウェア構成を示すブロック図である。
[Hardware Configuration of Each Part of Image Forming Apparatus]
Next, a hardware configuration of each unit of the image forming apparatus 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration of each unit of the image forming apparatus 1.

図2に示すように、画像形成装置1は、制御部100を備えている。この制御部100は、上述の制御基板90(図1参照)上に構成されている。   As illustrated in FIG. 2, the image forming apparatus 1 includes a control unit 100. The control unit 100 is configured on the control board 90 (see FIG. 1) described above.

制御部100は、例えばCPU(中央演算処理装置)101と、CPU101が実行するプログラム等を記憶するためのROM(Read Only Memory)102と、CPU101の作業領域として使用されるRAM(Random Access Memory)103とを有している。なお、ROM102としては、例えば、通常電気的に消去可能なプログラマブルROMを用いることができる。   The control unit 100 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) 101, a ROM (Read Only Memory) 102 for storing programs executed by the CPU 101, and a RAM (Random Access Memory) used as a work area of the CPU 101. 103. As the ROM 102, for example, a programmable ROM that can be normally electrically erased can be used.

CPU101は、画像形成装置1の全体を制御する。このCPU101は、HDD104、操作表示部105、通信部108にそれぞれシステムバス107を介して接続されている。さらに、CPU101は、画像読取部30、画像処理部106、画像形成部40、給紙部21、2次転写部60、定着部80、画像濃度センサ91にシステムバス107を介して接続されている。   The CPU 101 controls the entire image forming apparatus 1. The CPU 101 is connected to the HDD 104, the operation display unit 105, and the communication unit 108 via the system bus 107, respectively. Further, the CPU 101 is connected to the image reading unit 30, the image processing unit 106, the image forming unit 40, the paper feeding unit 21, the secondary transfer unit 60, the fixing unit 80, and the image density sensor 91 via the system bus 107. .

HDD104は、画像読取部30で読み取って得た原稿画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする。操作表示部105は、液晶表示装置(LCD)又は有機ELD(Electro Luminescence Display)等のディスプレイからなるタッチパネルである。この操作表示部105は、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。さらに、操作表示部105は、複数のキーを備え、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付けて、入力信号を制御部100に出力する。   The HDD 104 stores image data of an original image obtained by reading by the image reading unit 30, or stores output image data and the like. The operation display unit 105 is a touch panel including a display such as a liquid crystal display (LCD) or an organic ELD (Electro Luminescence Display). The operation display unit 105 displays an instruction menu for the user, information about the acquired image data, and the like. Further, the operation display unit 105 includes a plurality of keys, receives input of various instructions, data such as characters and numbers, and outputs an input signal to the control unit 100.

通信部108は、外部の情報処理装置であるPC(パーソナルコンピュータ)120から送信されるジョブ情報を、通信回線を介して受け取る。そして、受け取ったジョブ情報を、システムバス107を介して制御部100に送る。ジョブ情報には、形成する画像の画像データと、その画像データに対応付けられた使用する用紙の種類及び枚数などの情報が含まれている。   The communication unit 108 receives job information transmitted from an external information processing apparatus PC (personal computer) 120 via a communication line. The received job information is sent to the control unit 100 via the system bus 107. The job information includes image data of an image to be formed and information such as the type and number of sheets to be used associated with the image data.

なお、本実施形態では、外部装置としてパーソナルコンピュータを適用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、外部装置としては、例えばファクシミリ装置等その他各種の装置を適用することができる。   In this embodiment, an example in which a personal computer is applied as an external device has been described. However, the present invention is not limited to this, and various other devices such as a facsimile device can be applied as the external device.

画像濃度センサ91は、制御部100により駆動制御され、中間転写ベルト50に光を照射すると共に、中間転写ベルト50から反射された光を受光する。この画像濃度センサ91は、この光の照射及び受光によって、中間転写ベルト50上の画像濃度制御用パターン像の濃度を検出し、その検出結果を制御部100に送信する。制御部100は、画像濃度センサ91から受信した情報に基づいて、画像形成部40が画像を形成する際の画像形成条件を調整する。なお、画像形成条件の調整の詳細については後述する。   The image density sensor 91 is driven and controlled by the control unit 100 to irradiate the intermediate transfer belt 50 with light and to receive light reflected from the intermediate transfer belt 50. The image density sensor 91 detects the density of the image density control pattern image on the intermediate transfer belt 50 by the irradiation and reception of the light, and transmits the detection result to the control unit 100. Based on the information received from the image density sensor 91, the control unit 100 adjusts image forming conditions when the image forming unit 40 forms an image. Details of the adjustment of the image forming conditions will be described later.

画像読取部30は、原稿画像を光学的に読み取って電気信号に変換する。例えば、カラー原稿を読み取る場合は、一画素当たりRGB各10ビットの階調の輝度情報を持つ画像データを生成する。画像読取部30によって生成された画像データや、画像形成装置1に接続された外部装置の一例であるPC120から送信される画像データは、画像処理部106に送られ、画像処理される。画像処理部106は、受信した画像データに対してアナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮等の処理を行う。   The image reading unit 30 optically reads a document image and converts it into an electrical signal. For example, when reading a color document, image data having luminance information of gradation of 10 bits for each of RGB per pixel is generated. Image data generated by the image reading unit 30 and image data transmitted from the PC 120 which is an example of an external device connected to the image forming apparatus 1 are sent to the image processing unit 106 and subjected to image processing. The image processing unit 106 performs processes such as analog processing, A / D conversion, shading correction, and image compression on the received image data.

例えば、画像形成装置1でカラー画像を形成する場合、画像読取部30等によって生成されたR・G・Bの画像データを画像処理部106における色変換LUT(Look Up Table)に入力する。そして、画像処理部106は、R・G・BデータをY・M・C・Kの画像データに色変換する。そして、色変換した画像データに対して、階調再現特性の補正、濃度補正LUTを参照した網点などのスクリーン処理、あるいは細線を強調するためのエッジ処理などを行う。   For example, when a color image is formed by the image forming apparatus 1, R, G, B image data generated by the image reading unit 30 or the like is input to a color conversion LUT (Look Up Table) in the image processing unit 106. Then, the image processing unit 106 performs color conversion of the R, G, and B data into Y, M, C, and K image data. Then, correction of gradation reproduction characteristics, screen processing such as halftone dots with reference to the density correction LUT, or edge processing for emphasizing thin lines is performed on the color-converted image data.

制御部100は、画像形成部40を駆動制御し、画像濃度制御用のトナー像又は画像形成用のトナー像を形成し、中間転写ベルト50に1次転写する。また、制御部100は、2次転写部60を駆動制御し、中間転写ベルト50が担持するトナー画像を用紙Sに2次転写する。また、制御部100は、定着部80を駆動制御し、用紙Sを加圧及び加熱して、トナー画像を用紙Sに定着させる。   The control unit 100 drives and controls the image forming unit 40 to form a toner image for image density control or a toner image for image formation, and performs primary transfer onto the intermediate transfer belt 50. In addition, the control unit 100 drives and controls the secondary transfer unit 60 to secondary-transfer the toner image carried by the intermediate transfer belt 50 onto the paper S. Further, the control unit 100 drives and controls the fixing unit 80 to pressurize and heat the paper S, thereby fixing the toner image on the paper S.

[画像安定化制御について]
上述した電子写真方式の画像形成装置1では、形成する画像(即ち、出力画像)の濃度が目標濃度になるように、画像形成部40の画像形成条件を調整する画像安定化制御が行われる。画像形成条件としては、現像バイアス電圧、現像θ、トナー濃度などを例示することができる。現像バイアス電圧は、露光電位、即ち露光後の感光体41の表面電位よりもΔVdだけ大きく設定される。これにより、感光体41と現像剤担持体との間に電位差ΔVdによって電界が生ずる。また、現像θは、プロセススピードに対する現像剤搬送速度の比である。
[Image stabilization control]
In the electrophotographic image forming apparatus 1 described above, image stabilization control for adjusting image forming conditions of the image forming unit 40 is performed so that the density of an image to be formed (that is, an output image) becomes a target density. Examples of the image forming conditions include development bias voltage, development θ, toner density, and the like. The development bias voltage is set to be larger by ΔVd than the exposure potential, that is, the surface potential of the photoreceptor 41 after the exposure. As a result, an electric field is generated between the photosensitive member 41 and the developer carrying member due to the potential difference ΔVd. Further, the development θ is a ratio of the developer conveyance speed to the process speed.

画像安定化制御は、中間転写ベルト50等の像担持体上に形成した画像濃度制御用パターン像の濃度を画像濃度センサ91で検出し、その検出結果(出力値)を画像形成部40の画像形成条件にフィードバックし、画像形成条件に反映させることによって行われる。ここで、「画像濃度制御用パターン像」とは、例えばトナーパッチ像と呼称される、画像濃度を制御(調整)するために形成されるパッチ状のトナー像である。この画像安定化制御を行うことにより、画像の形成を不安定にする要因が存在しても、画像を安定して形成することができる。   In the image stabilization control, the image density sensor 91 detects the density of the image density control pattern image formed on the image carrier such as the intermediate transfer belt 50, and the detection result (output value) is the image of the image forming unit 40. This is performed by feeding back to the forming conditions and reflecting them in the image forming conditions. Here, the “image density control pattern image” is a patch-like toner image formed to control (adjust) the image density, for example, called a toner patch image. By performing this image stabilization control, an image can be stably formed even if there is a factor that makes the image formation unstable.

[キャリア現像について]
電子写真方式の画像形成装置1では、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdが増加すると、トナー部へのキャリアの付着個数(以下、「キャリア個数」と記述する)が増加する。これがキャリア現像である。図3に、電位差ΔVd[V]に対するキャリア個数[個/単位面積]の変化を示す。図3において、現像剤の耐久初期の場合の変化を実線で示し、現像剤の耐久末期の場合の変化を破線で示している。
[About carrier development]
In the electrophotographic image forming apparatus 1, when the potential difference ΔVd between the exposure potential and the developing bias potential increases, the number of carriers attached to the toner portion (hereinafter referred to as “carrier number”) increases. This is carrier development. FIG. 3 shows a change in the number of carriers [piece / unit area] with respect to the potential difference ΔVd [V]. In FIG. 3, a change in the case of the developer at the end of the durability is indicated by a solid line, and a change in the case of the end of the durability of the developer is indicated by a broken line.

現像剤の耐久初期では、電位差ΔVdが700[V]程度まではトナー部に付着するキャリア個数は極めて少なく、700[V]を超えると僅かに増加する程度である。これに対して、現像剤の耐久末期では、電位差ΔVdが400[V]程度まではトナー部に付着するキャリア個数は少ないものの、400[V]を超えると増加し始め、600[V]で50[個/単位面積]程度、800[V]で120[個/単位面積]程度、900[V]で200[個/単位面積]程度まで増加する。   In the early stage of the durability of the developer, the number of carriers attached to the toner portion is extremely small until the potential difference ΔVd is about 700 [V], and slightly increases when the potential difference ΔVd exceeds 700 [V]. On the other hand, at the end of the durability of the developer, the number of carriers adhering to the toner portion is small until the potential difference ΔVd is about 400 [V], but starts increasing when the potential difference ΔVd exceeds 400 [V], and is 50 at 600 [V]. It increases to about [piece / unit area], about 800 [V], about 120 [piece / unit area], and about 900 [V] to about 200 [piece / unit area].

また、現像剤の耐久が進み、キャリアのコート層が減耗すると、キャリアの抵抗値が低下してキャリア現像が発生しやすくなる。具体的には、キャリアの抵抗値が低下すると、現像バイアスにて負の高圧をかけた際に、キャリアに負電荷が注入されてしまい、トナーと同じ極性となる。これにより、抵抗値が低下したキャリアは、現像部44の現像剤担持体(現像スリーブ)の表層から感光体41の方向へ電場による力を受け、通常のトナーと同様に現像されてしまう。すなわち、キャリア現像が発生する。   Further, as the durability of the developer progresses and the coat layer of the carrier is depleted, the carrier resistance value is lowered and carrier development is likely to occur. Specifically, when the resistance value of the carrier decreases, negative charges are injected into the carrier when a negative high voltage is applied with the developing bias, and the same polarity as the toner is obtained. As a result, the carrier having a lowered resistance value is subjected to a force by an electric field from the surface layer of the developer carrying member (developing sleeve) of the developing unit 44 toward the photosensitive member 41 and is developed in the same manner as normal toner. That is, carrier development occurs.

[キャリアによる画像濃度センサの誤検知について]
ここで、キャリアは、トナーの約10倍以上の大きさであるため、画像濃度制御用パターン像であるトナーパッチ像内にキャリアが現像されてしまっている場合に、トナーパッチ像の濃度を画像濃度センサ91が誤検知してしまう。このキャリアによる画像濃度センサ91の誤検知について、図4を用いてより具体的に説明する。
[Error detection of image density sensor by carrier]
Here, since the carrier is about 10 times larger than the toner, when the carrier has been developed in the toner patch image, which is the image density control pattern image, the density of the toner patch image is set to the image. The density sensor 91 will falsely detect. The erroneous detection of the image density sensor 91 by this carrier will be described more specifically with reference to FIG.

図4は、画像濃度制御用のトナーパッチ像内にキャリアが付着した際の画像濃度センサ91の誤検知について説明するモデル図である。図4Aに、キャリア現像の発生無しの場合のモデルを示し、図4Bに、キャリア現像の発生有りの場合のモデルを示している。画像濃度センサ91は、発光ダイオード等からなる発光部911と、フォトトランジスタ等からなる受光部912とを有している。   FIG. 4 is a model diagram illustrating erroneous detection of the image density sensor 91 when a carrier adheres to the toner patch image for image density control. FIG. 4A shows a model when no carrier development occurs, and FIG. 4B shows a model when carrier development occurs. The image density sensor 91 includes a light emitting unit 911 made of a light emitting diode or the like, and a light receiving unit 912 made of a phototransistor or the like.

キャリア現像の発生無し(図4A)の場合は、発光部911から像担持体上のトナーパッチ像に照射された光がトナーの表面で反射され、その反射光が受光部912に入射する。これにより、画像濃度センサ91は、反射光の光量に応じたレベルの濃度検出信号を出力する。画像濃度センサ91は、トナーの量が少ないと、像担持体からの反射光量が増えるため、大きいレベルの濃度検出信号を出力し、逆に、トナーの量が多いと、像担持体からの反射光量が少なくなるため、小さいレベルの濃度検出信号を出力する。   When no carrier development occurs (FIG. 4A), the light irradiated from the light emitting unit 911 to the toner patch image on the image carrier is reflected by the surface of the toner, and the reflected light enters the light receiving unit 912. As a result, the image density sensor 91 outputs a density detection signal at a level corresponding to the amount of reflected light. The image density sensor 91 outputs a large level density detection signal because the amount of reflected light from the image carrier increases when the amount of toner is small. Conversely, when the amount of toner is large, the image density sensor 91 reflects from the image carrier. Since the amount of light decreases, a low level density detection signal is output.

キャリア現像の発生有り(図4B)の場合は、発光部911から像担持体上のトナーパッチ像に光が照射されるが、トナー(径が5[μm]程度)よりも非常に大きいキャリア(径が60[μm]程度)が障害となって、トナーの表面からの反射光の一部が受光部912に入射できなくなる。これにより、受光部912の濃度検出信号のレベル(出力値)が、キャリア現像の発生無しの場合よりも低くなるため、画像濃度センサ91は画像濃度が濃いと誤検知する。   In the case of occurrence of carrier development (FIG. 4B), light is emitted from the light emitting portion 911 to the toner patch image on the image carrier, but the carrier (with a diameter of about 5 [μm]) is much larger than the toner (diameter is about 5 μm). Part of the light reflected from the surface of the toner cannot enter the light receiving portion 912. As a result, the level (output value) of the density detection signal of the light receiving unit 912 becomes lower than when no carrier development occurs, so the image density sensor 91 erroneously detects that the image density is high.

[電位差ΔVdに対するセンサ出力値Dsigの関係について]
図5に、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVd[V]に対する画像濃度センサ91の出力値(濃度検出信号のレベル)Dsig[V]の変化を示す。図5において、キャリア現像の発生無しの場合の変化を実線で示し、キャリア現像の発生有りの場合の変化を破線で示している。図5は、電位差ΔVdを100[V]ごとに変化させて画像濃度制御用のトナーパッチ像を作成したときの、キャリア現像の発生無しの場合の画像濃度センサ91の出力値Dsigの変化と、キャリア現像の発生有りの場合の画像濃度センサ91の出力値Dsigの変化とを表している。
[Relationship of sensor output value Dsig to potential difference ΔVd]
FIG. 5 shows a change in the output value (density detection signal level) Dsig [V] of the image density sensor 91 with respect to the potential difference ΔVd [V] between the exposure potential and the development bias potential. In FIG. 5, the change when no carrier development occurs is indicated by a solid line, and the change when carrier development occurs is indicated by a broken line. FIG. 5 shows changes in the output value Dsig of the image density sensor 91 when no carrier development occurs when the potential difference ΔVd is changed every 100 [V] to create a toner patch image for image density control. It shows the change in the output value Dsig of the image density sensor 91 when carrier development occurs.

キャリア現像は現像剤の耐久が進むと発生する。したがって、キャリア現像の発生無しの場合の画像濃度センサ91の出力値Dsigの変化については、現像剤の耐久初期において、電位差ΔVdを100[V]ごとに変化させて画像濃度制御用のトナーパッチ像を作成し、その濃度を画像濃度センサ91で検出することによって取得できる。一方、キャリア現像の発生有りの場合の画像濃度センサ91の出力値Dsigの変化は、現像剤の耐久中・後期において、電位差ΔVdを100[V]ごとに変化させて画像濃度制御用のトナーパッチ像を作成したときの画像濃度センサ91の実測値の変化となる。   Carrier development occurs as the durability of the developer progresses. Therefore, regarding the change in the output value Dsig of the image density sensor 91 when no carrier development occurs, the potential difference ΔVd is changed every 100 [V] in the initial durability of the developer, and the toner patch image for image density control is used. Can be obtained by detecting the density of the image by the image density sensor 91. On the other hand, the change in the output value Dsig of the image density sensor 91 when carrier development occurs is caused by changing the potential difference ΔVd every 100 [V] during the endurance of the developer and the toner patch for image density control. The measured value of the image density sensor 91 changes when the image is created.

図5から明らかなように、キャリア現像の発生無しの場合は、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdが高くなるにつれて、画像濃度センサ91の出力値Dsigが徐々に減少する。これに対して、キャリア現像の発生有りの場合は、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdが高い領域で画像濃度センサ91の出力値Dsigが大きく減少する。   As is apparent from FIG. 5, when no carrier development occurs, the output value Dsig of the image density sensor 91 gradually decreases as the potential difference ΔVd between the exposure potential and the development bias potential increases. On the other hand, when carrier development occurs, the output value Dsig of the image density sensor 91 greatly decreases in a region where the potential difference ΔVd between the exposure potential and the development bias potential is high.

本発明者の実験によれば、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdがΔVd=600[V]の条件の下で、画像上にキャリア起因による白抜けが発生することが確認されている。ΔVd=600[V]付近では、キャリア現像の発生無しの場合とキャリア現像の発生有りの場合との、画像濃度センサ91の出力値Dsigの誤差分は約0.5[V]である。   According to the experiment by the present inventor, it has been confirmed that white spots due to carriers occur on the image under the condition that the potential difference ΔVd between the exposure potential and the development bias potential is ΔVd = 600 [V]. In the vicinity of ΔVd = 600 [V], the error of the output value Dsig of the image density sensor 91 between the case where no carrier development occurs and the case where carrier development occurs is about 0.5 [V].

耐久初期の現像剤と、耐久が進んだ現像剤との比較については、トナーの帯電量Q/M(Qは電荷量、Mは質量)を揃えて行う。耐久初期の現像剤のときに、現像剤中のトナー濃度Tc[%]を変更して複数の水準を設定し、異なる複数の帯電量Q/Mでの電位差ΔVdと画像濃度センサ91の出力値Dsigとの関係式を求めて記憶しておく。   The comparison between the developer at the initial stage of durability and the developer having advanced durability is performed by aligning the toner charge amount Q / M (Q is the charge amount, and M is the mass). When the developer is in the early stage of durability, a plurality of levels are set by changing the toner density Tc [%] in the developer, and the potential difference ΔVd and output value of the image density sensor 91 at a plurality of different charge amounts Q / M. A relational expression with Dsig is obtained and stored.

上述した、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdに対する画像濃度センサ91の出力値Dsigの関係から、図5に示す例の場合には、画像濃度センサ91の出力値Dsigに約0.5[V]の誤差(差分)が生じたときにキャリア現像が発生したと判断することができる。具体的には、キャリア現像の発生無しの場合の画像濃度センサ91の出力値Dsigを、キャリア現像の発生有無の判断の基準値とする。そして、当該基準値に対する画像濃度センサ91の実測値(出力値Dsig)の差分が所定値(例えば、0.5[V])以上のときにキャリア付着有り、即ちキャリア現像の発生有りと判断する。   From the above-described relationship between the output value Dsig of the image density sensor 91 and the potential difference ΔVd between the exposure potential and the development bias potential, the output value Dsig of the image density sensor 91 is about 0.5 [ When the error (difference) in V] occurs, it can be determined that carrier development has occurred. Specifically, the output value Dsig of the image density sensor 91 when no carrier development occurs is used as a reference value for determining whether carrier development has occurred. Then, when the difference between the actually measured value (output value Dsig) of the image density sensor 91 with respect to the reference value is equal to or larger than a predetermined value (for example, 0.5 [V]), it is determined that the carrier is attached, that is, the carrier development occurs. .

[電位差ΔVdに対する像担持体上のトナー付着量の関係について]
図6に、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVd[V]に対する像担持体上のトナー付着量[g/m2]の変化を示す。図6において、キャリア現像の発生無しの場合の変化を実線で示し、キャリア現像の発生有りの場合の変化を破線で示している。図6は、電位差ΔVdを100[V]ごとに変化させて画像濃度制御用のトナーパッチ像を作成したときの、キャリア現像の発生無しの場合のトナー付着量の変化と、キャリア現像の発生有りの場合のトナー付着量の変化とを表している。
[Relationship of toner adhesion amount on image carrier to potential difference ΔVd]
FIG. 6 shows a change in the toner adhesion amount [g / m 2 ] on the image carrier with respect to the potential difference ΔVd [V] between the exposure potential and the development bias potential. In FIG. 6, the change when no carrier development occurs is indicated by a solid line, and the change when carrier development occurs is indicated by a broken line. FIG. 6 shows a change in toner adhesion amount when no carrier development occurs and the occurrence of carrier development when a toner patch image for image density control is created by changing the potential difference ΔVd every 100 [V]. The change in the toner adhesion amount in the case of.

キャリア現像の発生無しの場合は、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdに対して像担持体上のトナー付着量は一次直線的に増加する。一方、キャリア現像の発生有りの場合は、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdに対するトナー付着量の関係は一次直線的な関係とはならず、変曲点を持つように変化する。したがって、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdに対するトナー付着量の変化に変曲点があるか否かによってキャリア付着の有無、即ちキャリア現像の発生の有無を判断することができる。   When no carrier development occurs, the toner adhesion amount on the image carrier increases linearly with respect to the potential difference ΔVd between the exposure potential and the development bias potential. On the other hand, when carrier development occurs, the relationship between the toner adhesion amount and the potential difference ΔVd between the exposure potential and the development bias potential is not a linear relationship but changes so as to have an inflection point. Therefore, it is possible to determine the presence or absence of carrier adhesion, that is, the occurrence of carrier development, based on whether or not there is an inflection point in the change in toner adhesion amount with respect to the potential difference ΔVd between the exposure potential and the development bias potential.

電位差ΔVdに対するトナー付着量の変化に変曲点があるか否かの判断は、次のようにして行うことができる。図6に示す例では、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdが小さい領域、具体的には100[V]〜300[V]の領域では、キャリア現像の発生がほぼ無いので、この領域での一次直線の傾きを基準とする。そして、100[V]−300[V]の領域での傾きを基準として、300[V]以上の領域での曲線の傾きがこの基準の傾きに対して所定比率以上である場合に変曲点があり、キャリア現像が発生したと判断する。   Whether there is an inflection point in the change in the toner adhesion amount with respect to the potential difference ΔVd can be determined as follows. In the example shown in FIG. 6, since there is almost no carrier development in a region where the potential difference ΔVd between the exposure potential and the development bias potential is small, specifically, in the region of 100 [V] to 300 [V], in this region. The slope of the linear straight line is used as a reference. An inflection point is obtained when the slope of the curve in the region of 300 [V] or more is a predetermined ratio or more with respect to the slope of the reference with respect to the slope in the region of 100 [V] -300 [V]. It is determined that carrier development has occurred.

ここで、キャリア現像の発生有りの場合における電位差ΔVd−トナー付着量の曲線の傾きを求める具体例について図7を用いて説明する。図7に示す例では、100[V]−300[V]、300[V]−500[V]、400[V]−600[V]、500[V]−700[V]、700[V]−900[V]の電位差範囲で、例えば100[V]ごとの各3点のデータから各電位差範囲における直線の傾きを算出する。例えば、300[V]−500[V]の電位差範囲では、□印で示す300[V],400[V],500[V]の3点のデータから傾きを求め、500[V]−700[V]の電位差範囲では、△印で示す500[V],600[V],700[V]の3点のデータから傾きを求める。   Here, a specific example of obtaining the slope of the curve of potential difference ΔVd−toner adhesion amount when carrier development occurs will be described with reference to FIG. In the example shown in FIG. 7, 100 [V] -300 [V], 300 [V] -500 [V], 400 [V] -600 [V], 500 [V] -700 [V], 700 [V] ] In the potential difference range of −900 [V], for example, the slope of the straight line in each potential difference range is calculated from the data of each three points every 100 [V]. For example, in the potential difference range of 300 [V] -500 [V], the slope is obtained from three points of data of 300 [V], 400 [V], 500 [V] indicated by □, and 500 [V] -700. In the potential difference range of [V], the slope is obtained from three points of data of 500 [V], 600 [V] and 700 [V] indicated by Δ.

各電位差範囲においては、各3点のデータのうち2点ずつのデータから2つの直線の傾きを求め、2つの直線の傾きの平均値を各電位差範囲の直線の傾きとする。ここでは、100[V]ごとの各3点のデータから各電位差範囲における直線の傾きを算出するとしているが、2点のデータから傾きを算出するようにしてもよいし、50[V]ごとにして、4点以上のデータから傾きを算出するようにしてもよい。データ数が多いほど、傾きの算出精度を上げることができる。   In each potential difference range, the inclination of two straight lines is obtained from data of two points out of the data of each three points, and the average value of the inclinations of the two straight lines is set as the inclination of the straight line of each potential difference range. Here, the slope of the straight line in each potential difference range is calculated from the data of each three points every 100 [V], but the slope may be calculated from the data of two points, or every 50 [V]. Thus, the inclination may be calculated from data of four or more points. The greater the number of data, the higher the accuracy of calculating the slope.

一例として、図7に示す例の場合には、100[V]−300[V]の電位差範囲での直線の式は、y=0.0097x+0.0133となり、この傾き0.0097を基準とする。300[V]−500[V]の電位差範囲での直線の式は、y=0.0109x−0.2967となり、400[V]−600[V]の電位差範囲での直線の式は、y=0.012x−0.7667となる。また、500[V]−700[V]の電位差範囲での直線の式は、y=0.0145x−2.1667となり、700[V]−900[V]の電位差範囲での直線の式は、y=0.02x−6となる。因みに、キャリア現像の発生無しの場合の一次直線の式は、y=0.0089x+0.3375となる。   As an example, in the case of the example shown in FIG. 7, the equation of the straight line in the potential difference range of 100 [V] −300 [V] is y = 0.0097x + 0.0133, and the inclination is 0.0097. . The equation of the straight line in the potential difference range of 300 [V] -500 [V] is y = 0.0109x-0.2967, and the equation of the straight line in the potential difference range of 400 [V] -600 [V] is y = 0.012x-0.7667. Further, the equation of the straight line in the potential difference range of 500 [V] -700 [V] is y = 0.0145x-21.667, and the equation of the straight line in the potential difference range of 700 [V] -900 [V] is , Y = 0.02x-6. Incidentally, the expression of the linear line when no carrier development occurs is y = 0.0089x + 0.3375.

そして、100[V]−300[V]の電位差範囲での傾きを基準として、各電位差範囲の傾きの比率を算出する。図8に、キャリア現像の発生有りの場合における各電位差範囲の傾き及び基準に対する傾きの比率を表す。100[V]−300[V]の電位差範囲での傾きを基準としたとき、この基準に対する傾きの比率は、300[V]−500[V]の電位差範囲で1.12倍、400[V]−600[V]の電位差範囲で1.24倍、500[V]−700[V]の電位差範囲で1.49倍、700[V]−900[V]の電位差範囲で2.06倍となる。   Then, the ratio of the slope of each potential difference range is calculated based on the slope of the potential difference range of 100 [V] -300 [V]. FIG. 8 shows the slope of each potential difference range and the ratio of the slope to the reference when carrier development occurs. When the slope in the potential difference range of 100 [V] -300 [V] is used as a reference, the ratio of the slope with respect to this reference is 1.12 times and 400 [V in the potential difference range of 300 [V] -500 [V]. ] 1.24 times in the potential difference range of -600 [V], 1.49 times in the potential difference range of 500 [V] -700 [V], 2.06 times in the potential difference range of 700 [V] -900 [V] It becomes.

先述したように、本発明者の実験によれば、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdがΔVd=600[V]の条件の下で、画像上にキャリア起因による白抜けが発生することが確認されている。したがって、上述した、各電位差範囲での基準の一次直線の傾きに対する傾きの関係から、100[V]−300[V]の電位差範囲での傾きを基準とする。そして、基準の傾きに対して傾きの比率が約1.3倍以上となっている電位差範囲で電位差ΔVdに対するトナー付着量の変化に変曲点がある、即ちキャリア現像が発生していると判断することができる。   As described above, according to the experiments of the present inventors, white spots due to carriers may occur on the image under the condition that the potential difference ΔVd between the exposure potential and the developing bias potential is ΔVd = 600 [V]. It has been confirmed. Therefore, the slope in the potential difference range of 100 [V] −300 [V] is used as a reference from the relationship of the slope with respect to the slope of the reference linear line in each potential difference range. Then, it is determined that there is an inflection point in the change in the toner adhesion amount with respect to the potential difference ΔVd in the potential difference range where the ratio of the slope is about 1.3 times or more with respect to the reference slope, that is, carrier development has occurred. can do.

以上説明したように、複数の電位差ΔVdに対応する複数のトナーパッチ像に関する画像濃度センサ91の出力値Dsigから、電位差ΔVdに対する像担持体上のトナー付着量の変化を求めることで、当該変化に基づいてキャリア付着の有無、即ちキャリア現像の発生の有無を判断することができる。   As described above, the change in the toner adhesion amount on the image carrier with respect to the potential difference ΔVd is obtained from the output values Dsig of the image density sensor 91 regarding the plurality of toner patch images corresponding to the plurality of potential differences ΔVd. Based on this, it is possible to determine the presence or absence of carrier adhesion, that is, the presence or absence of occurrence of carrier development.

すなわち、複数のトナーパッチ像に関する画像濃度センサ91の出力値Dsigから取得した基準値に対する画像濃度センサ91の実測値(出力値Dsig)の差分(誤差分)に基づいてキャリア現像の発生の有無を判断することができる。具体的には、図5に示す例の場合には、キャリア現像の発生無しの場合の画像濃度センサ91の出力値Dsigを基準値とし、当該基準値に対する画像濃度センサ91の実測値の差分が所定値(例えば、0.5[V])以上のときに、キャリア現像が発生したと判断することができる。   That is, the presence or absence of occurrence of carrier development is determined based on the difference (error) of the actually measured value (output value Dsig) of the image density sensor 91 with respect to the reference value acquired from the output value Dsig of the image density sensor 91 for a plurality of toner patch images. Judgment can be made. Specifically, in the case of the example shown in FIG. 5, the output value Dsig of the image density sensor 91 when no carrier development occurs is used as a reference value, and the difference between the measured values of the image density sensor 91 with respect to the reference value is When the value is equal to or higher than a predetermined value (for example, 0.5 [V]), it can be determined that carrier development has occurred.

また、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdに対する像担持体上のトナー付着量の変化に変曲点があるか否かによっても、キャリア付着の有無を判断することができる。具体的には、図7に示す例の場合には、100[V]−300[V]の電位差範囲での基準の傾きに対して傾きの比率が例えば1.3倍以上となっている電位差範囲のときに、電位差ΔVdに対するトナー付着量の変化に変曲点があり、キャリア現像が発生していると判断することができる。   The presence or absence of carrier adhesion can also be determined based on whether or not there is an inflection point in the change in the toner adhesion amount on the image carrier relative to the potential difference ΔVd between the exposure potential and the development bias potential. Specifically, in the case of the example shown in FIG. 7, the potential difference in which the ratio of the slope is 1.3 times or more with respect to the reference slope in the potential difference range of 100 [V] −300 [V]. In the range, it can be determined that there is an inflection point in the change in the toner adhesion amount with respect to the potential difference ΔVd, and that carrier development has occurred.

あるいは、耐久でのトナー帯電量Q/M、現像剤中のトナー濃度Tc[%]の変化を考慮した「露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdに対する像担持体上のトナー付着量の変化」をあらかじめ測定しておく。そして、その電位差ΔVd−トナー付着量の変化の関係式で与えられる直線を基準とし、画像濃度センサ91の出力値Dsigから得られる像担持体上のトナー付着量として基準との差分が例えば1[g/m2]以上あるときに、キャリア現像が発生したと判断することができる。 Alternatively, “change in toner adhesion amount on the image carrier with respect to potential difference ΔVd between the exposure potential and the development bias potential” in consideration of changes in the toner charge amount Q / M in durability and the toner concentration Tc [%] in the developer. Is measured in advance. The difference between the potential difference ΔVd and the toner adhesion amount on the image carrier obtained from the output value Dsig of the image density sensor 91 is, for example, 1 [ g / m 2 ] or more, it can be determined that carrier development has occurred.

[キャリア現像の発生有りの場合の画像形成条件の制御について]
本発明の一実施形態では、画像濃度センサ91の出力値Dsigから得られる像担持体上のトナー付着量に基づいてキャリア現像の発生の有無を判断し、キャリア現像の発生有り、即ちキャリア付着有りの場合に、画像形成部40の画像形成条件を制御するようにする。この制御は、図2の制御部100による制御の下に実行される。
[Control of image forming conditions when carrier development occurs]
In one embodiment of the present invention, the presence or absence of carrier development is determined based on the toner adhesion amount on the image carrier obtained from the output value Dsig of the image density sensor 91, and carrier development has occurred, that is, carrier adhesion has occurred. In this case, the image forming conditions of the image forming unit 40 are controlled. This control is executed under the control of the control unit 100 in FIG.

すなわち、制御部100は、画像濃度センサ91の出力値Dsigから得られる像担持体上のトナー付着量を求め、このトナー付着量に基づいてキャリア現像の発生の有無を判断し、キャリア現像の発生有りの場合に画像形成条件を制御する。この制御により、現像剤の耐久が進み、キャリアの劣化が大きくなった場合であっても、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持することができる。   That is, the control unit 100 obtains the toner adhesion amount on the image carrier obtained from the output value Dsig of the image density sensor 91, determines whether carrier development has occurred based on the toner adhesion amount, and generates carrier development. When there is, the image forming conditions are controlled. By this control, even when the durability of the developer advances and the deterioration of the carrier becomes large, the image density on the image carrier and consequently on the paper can be optimally maintained.

以下に、制御部100による制御の下に実行される、キャリア現像の発生有りの場合における画像形成条件の制御方法(画像形成方法)の具体的な実施例について説明する。なお、キャリア現像は現像剤の耐久が進むと発生することから、本制御については、現像剤の使用期間が所定期間過ぎた段階から実行することが好ましい。また、制御部100による制御は、現像剤の使用期間が所定期間経過した後、一定期間、例えば20〜30時間程度の時間間隔で実行されることとする。   A specific example of a method for controlling image forming conditions (image forming method) executed under the control of the control unit 100 when carrier development occurs will be described below. Since the carrier development occurs when the durability of the developer progresses, it is preferable to execute this control from the stage where the usage period of the developer has passed a predetermined period. Further, the control by the control unit 100 is executed at a certain period, for example, at a time interval of about 20 to 30 hours after a predetermined period of use of the developer.

(実施例1)
図9は、実施例1に係る画像形成条件の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
Example 1
FIG. 9 is a flowchart illustrating the processing procedure of the image forming condition control method according to the first embodiment.

制御部100は、最初に、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdを設定する処理を実行する(ステップS11)。電位差ΔVdについては、現像バイアス電圧もしくは画像形成ユニットの露光エネルギーを変えることによって変更することができる。後述する実施例においても同様である。ステップS11の処理では、先ず、電位差ΔVdを100[V]に設定する(図5参照)。   First, the control unit 100 executes a process of setting a potential difference ΔVd between the exposure potential and the development bias potential (step S11). The potential difference ΔVd can be changed by changing the developing bias voltage or the exposure energy of the image forming unit. The same applies to the embodiments described later. In the process of step S11, first, the potential difference ΔVd is set to 100 [V] (see FIG. 5).

次に、制御部100は、設定した電位差ΔVdの下で像担持体上に画像濃度制御用のトナーパッチ像を作成し(ステップS12)、次いで、画像濃度センサ91の出力値Dsigを取得する(ステップS13)。画像濃度センサ91の出力値Dsigからは、トナーパッチ像の濃度、より具体的には像担持体上のトナー付着量を求めることができる。   Next, the control unit 100 creates a toner patch image for image density control on the image carrier under the set potential difference ΔVd (step S12), and then acquires the output value Dsig of the image density sensor 91 ( Step S13). From the output value Dsig of the image density sensor 91, the density of the toner patch image, more specifically, the toner adhesion amount on the image carrier can be obtained.

次に、制御部100は、キャリア現像の発生無しのときの出力値Dsigを基準値とするとき、当該基準値に対する画像濃度センサ91の実測値(出力値Dsig)の誤差分が例えば約0.5[V]以上か否かを判断する(ステップS14)。この判断処理により、画像濃度センサ91の出力値Dsigの誤差分が約0.5[V]以上であれば、図5を用いて説明したように、像担持体上にキャリア付着有り、即ちキャリア現像が発生したと判断することができる。   Next, when the output value Dsig when there is no occurrence of carrier development is used as a reference value, the control unit 100 determines that the error of the actually measured value (output value Dsig) of the image density sensor 91 with respect to the reference value is, for example, about 0. It is determined whether it is 5 [V] or more (step S14). If the error amount of the output value Dsig of the image density sensor 91 is about 0.5 [V] or more as a result of this determination processing, carrier adhesion is present on the image carrier, that is, the carrier, as described with reference to FIG. It can be determined that development has occurred.

制御部100は、ステップS14において画像濃度センサ91の出力値Dsigの誤差分が約0.5[V]未満であると判断(NO)した場合は、ステップS11に戻ってステップS11からステップS14までの処理を繰り返す。図5を用いて説明したように、ΔVd=600[V]付近では、キャリア現像の発生無しの場合とキャリア現像の発生有りの場合との、画像濃度センサ91の出力値Dsigの誤差分は約0.5[V]となる。したがって、本例の場合には、ステップS11で電位差ΔVdが600[V]に設定されるまで、ステップS11からステップS14までの処理が繰り返されることになる。   If the control unit 100 determines in step S14 that the error of the output value Dsig of the image density sensor 91 is less than about 0.5 [V] (NO), the control unit 100 returns to step S11 and goes from step S11 to step S14. Repeat the process. As described with reference to FIG. 5, in the vicinity of ΔVd = 600 [V], the error of the output value Dsig of the image density sensor 91 between the case where no carrier development occurs and the case where carrier development occurs is about 0.5 [V]. Therefore, in the case of this example, the processing from step S11 to step S14 is repeated until the potential difference ΔVd is set to 600 [V] in step S11.

制御部100は、ステップS14において、実測値である画像濃度センサ91の出力値Dsigの誤差分が約0.5[V]以上であると判断(YES)した場合、即ちキャリア現像の発生有りの場合は、画像濃度センサ91の出力値Dsigを補正することによって画像形成条件を変更する(ステップS15)。制御部100は、画像濃度センサ91の出力値Dsigに補正を加える処理では、画像濃度センサ91の出力値Dsig(検出値)に誤差分(0.5[V])を加える補正処理を行う。   In step S14, the control unit 100 determines (YES) that the error amount of the output value Dsig of the image density sensor 91 that is an actual measurement value is about 0.5 [V] or more, that is, the occurrence of carrier development. In this case, the image forming condition is changed by correcting the output value Dsig of the image density sensor 91 (step S15). In the process of correcting the output value Dsig of the image density sensor 91, the control unit 100 performs a correction process of adding an error (0.5 [V]) to the output value Dsig (detected value) of the image density sensor 91.

上述したように、実施例1に係る制御方法によれば、キャリア現像の発生有りと判断した際に、画像濃度センサ91の出力値Dsig(検出値)に誤差分(0.5[V])を加える制御が行われる。その結果、現像剤の耐久が進み、キャリアの劣化が大きくなった場合であっても、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持することができる。   As described above, according to the control method according to the first embodiment, when it is determined that carrier development has occurred, the output value Dsig (detected value) of the image density sensor 91 has an error (0.5 [V]). The control which adds is performed. As a result, even when the durability of the developer progresses and the deterioration of the carrier becomes large, the image density on the image carrier and consequently on the paper can be optimally maintained.

(実施例2)
図10は、実施例2に係る画像形成条件の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
(Example 2)
FIG. 10 is a flowchart illustrating the processing procedure of the image forming condition control method according to the second embodiment.

制御部100は、最初に、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdを設定する処理を実行し(ステップS21)、次いで、設定した電位差ΔVdの下で像担持体上に画像濃度制御用のトナーパッチ像を作成し(ステップS22)、次いで、画像濃度センサ91の出力値Dsigを取得する(ステップS23)。   The control unit 100 first executes a process of setting a potential difference ΔVd between the exposure potential and the developing bias potential (step S21), and then the toner for controlling the image density on the image carrier under the set potential difference ΔVd. A patch image is created (step S22), and then the output value Dsig of the image density sensor 91 is acquired (step S23).

次に、制御部100は、キャリア現像の発生無しのときの出力値Dsigを基準とするとき、当該基準に対する画像濃度センサ91の出力値Dsigの誤差分が例えば約0.5[V]以上か否かを判断する(ステップS24)。そして、本例の場合には、制御部100は、ステップS21で電位差ΔVdを600[V]に設定するまで、ステップS21からステップS24までの処理を繰り返すことになる。   Next, when the control unit 100 uses the output value Dsig when no carrier development occurs as a reference, whether the error of the output value Dsig of the image density sensor 91 with respect to the reference is about 0.5 [V] or more, for example. It is determined whether or not (step S24). In the case of this example, the control unit 100 repeats the processing from step S21 to step S24 until the potential difference ΔVd is set to 600 [V] in step S21.

制御部100は、ステップS24において画像濃度センサ91の出力値Dsigの誤差分が約0.5[V]以上であると判断(YES)した場合、即ちキャリア現像の発生有りと判断した場合は、画像濃度制御用の目標値を補正することによって画像形成条件を変更する(ステップS25)。   If the controller 100 determines in step S24 that the error of the output value Dsig of the image density sensor 91 is about 0.5 [V] or more (YES), that is, if it is determined that carrier development has occurred, The image forming conditions are changed by correcting the target value for image density control (step S25).

画像濃度センサ91の出力値Dsigに基づいて画像濃度を一定に制御する際の出力値Dsigの制御閾値は、使用している画像濃度センサ91や画像形成装置1の構成によって異なる。ここでは、一例として、出力値Dsigの制御閾値を2.0[V]としており、通常は、Dsig=2.0[V]を画像濃度制御用の目標値とする。そして、キャリア現像の発生有りの場合は、制御部100は、ステップS25の処理において、通常の目標値(2.0[V])、即ち画像濃度センサ91の制御閾値に誤差分(−0.5[V])を加えた1.5[V]を目標値とする補正処理を行う。   The control threshold value of the output value Dsig when the image density is controlled to be constant based on the output value Dsig of the image density sensor 91 varies depending on the configuration of the image density sensor 91 and the image forming apparatus 1 being used. Here, as an example, the control threshold value of the output value Dsig is set to 2.0 [V], and normally Dsig = 2.0 [V] is set as a target value for image density control. When carrier development has occurred, the control unit 100 determines that an error (−0...) Is included in the normal target value (2.0 [V]), that is, the control threshold value of the image density sensor 91 in the process of step S25. Correction processing is performed with 1.5 [V] plus 5 [V]) as a target value.

上述したように、実施例2に係る制御方法によれば、キャリア現像の発生有りと判断した際に、画像濃度制御用の目標値に補正を加える制御が行われる。その結果、現像剤の耐久が進み、キャリアの劣化が大きくなった場合であっても、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持することができる。   As described above, according to the control method according to the second embodiment, when it is determined that carrier development has occurred, control for correcting the target value for image density control is performed. As a result, even when the durability of the developer progresses and the deterioration of the carrier becomes large, the image density on the image carrier and consequently on the paper can be optimally maintained.

像担持体上のキャリア付着の程度が低い(付着量が少ない)場合は、画像のキャリア付着の影響が小さい(あるいは、影響が見られない)ために、画像濃度センサ91の出力値Dsigを補正する制御(実施例1)や、画像濃度制御用の目標値を補正する制御(実施例2)で対応できる。しかし、像担持体上のキャリア付着の程度が高い(付着量が多い)場合は、白抜けなどの画像不良が発生してしまうため、使用する電位差ΔVdを制限する必要が出てくる。この点に鑑みてなされたのが、以下に説明する実施例3である。   When the degree of carrier adhesion on the image carrier is low (the amount of adhesion is small), the output value Dsig of the image density sensor 91 is corrected because the influence of image carrier adhesion is small (or no effect is seen). This control can be performed by control (Example 1) for performing image correction and control (Example 2) for correcting a target value for image density control. However, when the degree of carrier adhesion on the image carrier is high (the amount of adhesion is large), image defects such as white spots occur, and thus it is necessary to limit the potential difference ΔVd to be used. In view of this point, Example 3 described below is made.

(実施例3)
図11は、実施例3に係る画像形成条件の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
(Example 3)
FIG. 11 is a flowchart illustrating the processing procedure of the image forming condition control method according to the third embodiment.

制御部100は、最初に、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdを設定する処理を実行し(ステップS31)、次いで、設定した電位差ΔVdの下で像担持体上に画像濃度制御用のトナーパッチ像を作成し(ステップS32)、次いで、画像濃度センサ91の出力値Dsigを取得する(ステップS33)。   The control unit 100 first executes a process of setting a potential difference ΔVd between the exposure potential and the developing bias potential (step S31), and then the toner for controlling the image density on the image carrier under the set potential difference ΔVd. A patch image is created (step S32), and then the output value Dsig of the image density sensor 91 is acquired (step S33).

次に、制御部100は、キャリア現像の発生無しのときの出力値Dsigを基準とするとき、当該基準に対する画像濃度センサ91の出力値Dsigの誤差分が例えば約0.5[V]以上か否かを判断する(ステップS34)。そして、本例の場合には、制御部100は、ステップS31で電位差ΔVdを600[V]に設定するまで、ステップS31からステップS34までの処理を繰り返すことになる。   Next, when the control unit 100 uses the output value Dsig when no carrier development occurs as a reference, whether the error of the output value Dsig of the image density sensor 91 with respect to the reference is about 0.5 [V] or more, for example. It is determined whether or not (step S34). In the case of this example, the control unit 100 repeats the processing from step S31 to step S34 until the potential difference ΔVd is set to 600 [V] in step S31.

制御部100は、ステップS34で画像濃度センサ91の出力値Dsigの誤差分が約0.5[V]以上である(キャリア現像の発生有り)と判断(YES)した場合、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdをキャリア現像が発生しない領域に制限する(ステップS35)。本例の場合、キャリア現像が発生しない領域は、600[V]未満の電位差領域であり、現像バイアス電圧を変えることによって電位差ΔVdをキャリア現像が発生しない領域に制限することができる。   If the controller 100 determines in step S34 that the error of the output value Dsig of the image density sensor 91 is about 0.5 [V] or more (the occurrence of carrier development) (YES), the exposure potential and the development bias are determined. The potential difference ΔVd from the potential is limited to a region where carrier development does not occur (step S35). In this example, the region where carrier development does not occur is a potential difference region of less than 600 [V], and the potential difference ΔVd can be limited to a region where carrier development does not occur by changing the development bias voltage.

例えば、本来、ΔVd=600[V]で使用するところを、キャリア現像が発生しない領域への制限によってΔVd=400[V]に設定した場合、電位差ΔVdを200[V]低く設定したことにより、キャリア付着量が低下する。このため、画像(濃度)安定化処理により、プロセススピードに対する現像剤搬送速度の比である現像θを通常よりも高く設定して濃度が確保されることになる。すなわち、電位差ΔVdをキャリア現像が発生しない領域に制限することにより、他のパラメータ(本例では、現像θ)により、画像濃度を確保することができる。   For example, when ΔVd = 600 [V] is originally used and ΔVd = 400 [V] is set due to a restriction to an area where carrier development does not occur, the potential difference ΔVd is set lower by 200 [V]. The amount of carrier adhesion decreases. For this reason, the image (density) stabilization processing ensures the density by setting the development θ, which is the ratio of the developer conveyance speed to the process speed, higher than usual. That is, by limiting the potential difference ΔVd to an area where carrier development does not occur, the image density can be secured by another parameter (development θ in this example).

なお、ハードウェア的な制約として、使用可能な現像θの設定範囲がある。そのため、電位差ΔVdをキャリア現像が発生しない領域に制限することにより、現像θの設定範囲を超える場合が出てくる可能性がある。このような場合でも、現像剤中のトナー濃度Tc[%]を上げるなどすれば、支障なく画像濃度を確保することができる。   As a hardware restriction, there is a setting range of usable development θ. Therefore, by limiting the potential difference ΔVd to an area where carrier development does not occur, there is a possibility that the development θ exceeds the set range. Even in such a case, if the toner concentration Tc [%] in the developer is increased, the image density can be secured without any trouble.

上述したように、実施例3に係る制御方法によれば、キャリア現像の発生有りと判断した際に、電位差ΔVdをキャリア現像が発生しない領域に制限する制御が行われる。その結果、現像剤の耐久が進み、キャリアの劣化が大きくなった場合であっても、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持することができる。   As described above, according to the control method according to the third embodiment, when it is determined that carrier development has occurred, control is performed to limit the potential difference ΔVd to a region where carrier development does not occur. As a result, even when the durability of the developer progresses and the deterioration of the carrier becomes large, the image density on the image carrier and consequently on the paper can be optimally maintained.

以上説明した実施例1乃至実施例3では、キャリア現像の発生無しの場合の画像濃度センサ91の出力値Dsigを基準値とし、当該基準値に対する画像濃度センサ91の実測値(出力値Dsig)の差分に基づいてキャリア現像の発生の有無を判断するとしたが、これに限られるものではない。具体的には、例えば、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdに対するトナー付着量の変化に変曲点があるか否かによってキャリア現像の発生の有無を判断することもできる。あるいは、耐久でのトナー帯電量Q/M、現像剤中のトナー濃度Tc[%]の変化を考慮した「露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔVdに対する像担持体上のトナー付着量の変化」をあらかじめ測定しておき、それを基準としてキャリア現像の発生の有無を判断することもできる。   In the first to third embodiments described above, the output value Dsig of the image density sensor 91 when no carrier development occurs is used as a reference value, and the actually measured value (output value Dsig) of the image density sensor 91 with respect to the reference value. Although it is determined whether or not carrier development has occurred based on the difference, the present invention is not limited to this. Specifically, for example, the presence / absence of carrier development can be determined based on whether there is an inflection point in the change in the toner adhesion amount with respect to the potential difference ΔVd between the exposure potential and the development bias potential. Alternatively, “change in toner adhesion amount on the image carrier with respect to potential difference ΔVd between the exposure potential and the development bias potential” in consideration of changes in the toner charge amount Q / M in durability and the toner concentration Tc [%] in the developer. Can be measured in advance, and the presence or absence of occurrence of carrier development can be determined based on this measurement.

[変形例]
以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
[Modification]
As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. That is, various changes or improvements can be added to the above-described embodiment without departing from the gist of the present invention, and embodiments to which such changes or improvements are added are also included in the technical scope of the present invention.

例えば、上記実施形態では、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1として複写機を例に挙げたが、この適用例に限られるものではない。すなわち、本発明は、複写機の他、プリンタ装置、ファクシミリ装置、印刷機、複合機など、二成分現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置全般に対して適用可能である。   For example, in the above-described embodiment, a copying machine has been described as an example of the image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this application example. That is, the present invention can be applied to all electrophotographic image forming apparatuses using a two-component developer such as a printer, a facsimile machine, a printing machine, and a multifunction machine in addition to a copying machine.

また、上記実施形態では、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1として、カラー式画像形成装置を例示し、像担持体である中間転写ベルト50上の画像濃度制御用のトナーパッチ像の濃度を画像濃度センサ91によって検出するとしたが、この適用例に限られるものではない。すなわち、カラー式画像形成装置の他、モノクロ式画像形成装置にも適用可能である。   In the above embodiment, a color image forming apparatus is exemplified as the image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, and a toner patch image for image density control on the intermediate transfer belt 50 as an image carrier is displayed. Although the density is detected by the image density sensor 91, the present invention is not limited to this application example. That is, the present invention can be applied to a monochrome image forming apparatus in addition to a color image forming apparatus.

モノクロ式画像形成装置への適用の場合は、像担持体である感光体41上の画像濃度制御用のトナーパッチ像の濃度を画像濃度センサ91によって検出することになる。また、図7を用いて説明した、キャリア現像の発生有りの場合における電位差ΔVd−トナー付着量の曲線の傾きを求めるにあたって、感光体41の振れの影響を排除するために、例えば、感光体の回転角度において90°ごと、180°ごとに同一条件のトナーパッチ像を作成し、その平均をとるようにしてもよい。   In the case of application to a monochrome image forming apparatus, the image density sensor 91 detects the density of the toner patch image for image density control on the photoconductor 41 that is an image carrier. Further, in order to eliminate the influence of the shake of the photoconductor 41 in obtaining the slope of the potential difference ΔVd−toner adhesion amount curve in the case where carrier development has occurred as described with reference to FIG. The toner patch images having the same conditions may be created every 90 ° and 180 ° in the rotation angle, and the average may be taken.

1…画像形成装置、 10…原稿搬送部、 20…用紙収納部、 30…画像読取部、 40…画像形成部、 50…中間転写ベルト、 51…1次転写部、 60…2次転写部、80…定着部、 91…画像濃度センサ、100…制御部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 10 ... Document conveyance part, 20 ... Paper storage part, 30 ... Image reading part, 40 ... Image forming part, 50 ... Intermediate transfer belt, 51 ... Primary transfer part, 60 ... Secondary transfer part, 80: fixing unit 91: image density sensor 100: control unit

Claims (9)

露光電位と現像バイアス電位との電位差が所定の電位差のときに像担持体上に画像濃度制御用パターン像を形成する画像形成部と、
前記画像濃度制御用パターン像の濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部が検出した濃度に基づく出力値から得られる前記像担持体上のトナー付着量に基づいて前記像担持体におけるキャリア付着の有無を判断し、キャリア付着有りの場合に前記画像形成部の画像形成条件を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
An image forming unit that forms an image density control pattern image on the image carrier when the potential difference between the exposure potential and the developing bias potential is a predetermined potential difference;
A density detector for detecting the density of the image density control pattern image;
Based on the toner adhesion amount obtained from the output value based on the density detected by the density detector, the presence / absence of carrier adhesion on the image carrier is determined. A control unit for controlling the image forming conditions of
An image forming apparatus comprising:
前記画像形成部は、前記所定の電位差として複数の電位差が設定される場合に、前記複数の電位差に対応して前記画像濃度制御用パターン像を複数形成する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The image forming section forms a plurality of image density control pattern images corresponding to the plurality of potential differences when a plurality of potential differences are set as the predetermined potential differences. Image forming apparatus.
前記制御部は、前記画像形成部によって形成された複数の画像濃度制御用パターン像に関する前記濃度検出部の出力値から、露光電位と現像バイアス電位との電位差に対する前記像担持体におけるトナー付着量の変化を求め、当該変化に基づいて前記像担持体におけるキャリア付着の有無を判断する
ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
The control unit is configured to determine a toner adhesion amount on the image carrier with respect to a potential difference between an exposure potential and a development bias potential based on output values of the density detection unit regarding a plurality of image density control pattern images formed by the image forming unit. The image forming apparatus according to claim 2, wherein a change is obtained and the presence or absence of carrier adhesion on the image carrier is determined based on the change.
前記制御部は、前記複数の画像濃度制御用パターン像に関する前記濃度検出部の出力値に基づいて取得した基準値に対する前記濃度検出部が検出した実測値の差分に基づいて前記像担持体におけるキャリア付着の有無を判断する
ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
The control unit includes a carrier in the image carrier based on a difference between an actual measurement value detected by the density detection unit and a reference value acquired based on an output value of the density detection unit regarding the plurality of image density control pattern images. The image forming apparatus according to claim 3, wherein presence or absence of adhesion is determined.
前記制御部は、露光電位と現像バイアス電位との電位差に対するトナー付着量の変化に基づいた変曲点があるか否かによって前記像担持体におけるキャリア付着の有無を判断する
ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
The control unit determines whether or not there is carrier adhesion on the image carrier based on whether or not there is an inflection point based on a change in toner adhesion amount with respect to a potential difference between an exposure potential and a development bias potential. Item 4. The image forming apparatus according to Item 3.
前記制御部は、前記濃度検出部の出力値を補正することによって前記画像形成条件を制御する
請求項1から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the image forming condition by correcting an output value of the density detection unit.
前記制御部は、前記濃度検出部が有する制御閾値を補正することによって前記画像形成条件を制御する
請求項1から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the image forming condition by correcting a control threshold included in the density detection unit.
前記制御部は、露光電位と現像バイアス電位との電位差を前記像担持体におけるキャリア付着が発生しない領域に制限する
請求項1から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit limits a potential difference between an exposure potential and a development bias potential to a region where carrier adhesion does not occur on the image carrier.
露光電位と現像バイアス電位との電位差が所定の電位差のときに像担持体上に画像濃度制御用パターン像を形成するステップと、
前記画像濃度制御用パターン像の濃度を検出するステップと、
前記検出された濃度に基づく出力値から得られる前記像担持体上のトナー付着量に基づいて前記像担持体におけるキャリア付着の有無を判断し、キャリア付着有りの場合に画像形成条件を制御するステップと、を有し、
前記各ステップの処理を実行することを特徴とする画像形成方法。
Forming an image density control pattern image on the image carrier when the potential difference between the exposure potential and the development bias potential is a predetermined potential difference;
Detecting the density of the image density control pattern image;
Determining the presence or absence of carrier adhesion on the image carrier based on the amount of toner adhesion on the image carrier obtained from the output value based on the detected density, and controlling image forming conditions when carrier adhesion is present And having
An image forming method, wherein the processing of each step is executed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018106108A (en) * 2016-12-28 2018-07-05 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Image formation apparatus
JP2020149004A (en) * 2019-03-15 2020-09-17 株式会社リコー Image forming apparatus

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