JP4608968B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、電子写真方式を採用したプリンターや複写機等の画像形成装置に関し、更に詳しくは二成分現像剤を用いた画像形成装置において、二成分現像剤のトナー濃度を長期にわたって安定して制御することを可能としたトナー濃度制御技術に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer or a copier that employs an electrophotographic method, and more specifically, in an image forming apparatus that uses a two-component developer, the toner concentration of the two-component developer is stably controlled over a long period of time. The present invention relates to a toner concentration control technique that can be performed.
従来、この種の電子写真方式を採用したプリンターや複写機等の画像形成装置においては、像担持体としての感光体ドラムの表面を帯電器によって所定の電位に帯電した後、画像情報に応じて画像露光を施して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によって顕像化することによりトナー像として、当該トナー像を直接転写用紙上に転写定着したり、中間転写体を介して転写用紙上に転写定着することで、画像を形成するように構成されている。 Conventionally, in an image forming apparatus such as a printer or a copying machine that employs this type of electrophotographic method, the surface of a photosensitive drum as an image carrier is charged to a predetermined potential by a charger, and then according to image information. The image is exposed to form an electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is visualized by a developing device, and the toner image is directly transferred and fixed onto a transfer sheet as a toner image. The image is formed by being transferred and fixed onto a transfer sheet.
ところで、かかる画像形成装置における画像形成動作は、画像形成条件を設定する画像濃度制御、印字、規定枚数印字後におけるトナー濃度制御というサイクルで実行され、トナー濃度制御動作によって、次回以降の画像形成時において、トナーを補給する際の補給トナー量の増減が決定される。 By the way, the image forming operation in such an image forming apparatus is executed in a cycle of image density control for setting image forming conditions, printing, and toner density control after printing a predetermined number of sheets. The increase / decrease of the replenishment toner amount when the toner is replenished is determined.
また、上記画像濃度制御動作では、第一の基準トナー像を形成して、当該第一の基準トナー像の濃度を検知し、目標値との差分に応じて現像バイアスや露光量等の画像形成条件を変更するように構成されている。このとき、上記第一の基準トナー像を現像装置によって現像する際には、通常の画像形成時に用いられる交流成分が重畳された現像バイアスが用いられる。 In the image density control operation, a first reference toner image is formed, the density of the first reference toner image is detected, and an image formation such as a developing bias and an exposure amount is formed according to a difference from the target value. Configured to change conditions. At this time, when the first reference toner image is developed by the developing device, a developing bias on which an alternating current component used during normal image formation is superimposed is used.
一方、上記トナー濃度制御動作では、第二の基準トナー像を形成して、当該第二の基準トナー像の濃度を検知し、目標値との差分に応じてトナーの補給量を制御するように構成されている。このとき、上記第二の基準トナー像を現像装置によって現像する際には、直流成分のみからなる現像バイアスが用いられる。このように、第二の基準トナー像を現像する際に、直流成分のみからなる現像バイアスを用いる理由は、現像剤のトナー濃度に対する第二基準トナー像のパッチ濃度の感度が、交流成分を重畳した現像バイアスを印加した場合に比べて高いからである。 On the other hand, in the toner density control operation, a second reference toner image is formed, the density of the second reference toner image is detected, and the toner replenishment amount is controlled according to the difference from the target value. It is configured. At this time, when the second reference toner image is developed by the developing device, a developing bias consisting of only a DC component is used. Thus, when developing the second reference toner image, the reason for using the development bias consisting of only the DC component is that the sensitivity of the patch density of the second reference toner image to the toner density of the developer is superimposed on the AC component. This is because the development bias is higher than that applied.
しかし、上述したトナー濃度制御動作では、第二の基準トナー像を現像する際に、直流成分のみからなる現像バイアスを用いているため、第二の基準トナー像の濃度が、現像装置の現像スリーブ上における現像剤量の影響を受け易いという難点を有している。例えば、現像剤中のトナー濃度が十分高いにもかかわらず、現像装置の現像スリーブの表面粗さが経時的に減少するなどして、当該現像スリーブ上に担持される現像剤の量が減少すると、直流成分のみからなる現像バイアスを印加した場合には、第二の基準トナー像の濃度が、現像剤量が減少した影響を受けて薄くなり、トナー濃度が高いにもかかわらず、更にトナーを補給する動作が行われることになる。その結果、現像剤中のトナー濃度が増加すると、相対的に現像剤中のキャリアの量が減少して、現像スリーブに対する磁気的な付着力が減少するため、現像スリーブ上の現像剤量が更に減少してしまう傾向がある。その結果、更に第二の基準トナー像の濃度が薄くなって、トナーを補給する動作が継続して行われるという悪循環に陥る虞れがあり、現像装置からのトナー噴き出し等を招くという問題点を有していた。 However, in the above-described toner density control operation, when the second reference toner image is developed, a developing bias consisting only of a direct current component is used. Therefore, the density of the second reference toner image is set to the developing sleeve of the developing device. There is a drawback that it is easily affected by the amount of developer above. For example, when the toner concentration in the developer is sufficiently high, the surface roughness of the developing sleeve of the developing device decreases with time, so that the amount of developer carried on the developing sleeve decreases. When a developing bias consisting of only a direct current component is applied, the density of the second reference toner image becomes thin due to the effect of the decrease in the developer amount, and even though the toner density is high, further toner is added. The replenishment operation will be performed. As a result, when the toner concentration in the developer increases, the amount of carrier in the developer relatively decreases and the magnetic adhesion to the developing sleeve decreases, so that the amount of developer on the developing sleeve further increases. There is a tendency to decrease. As a result, the density of the second reference toner image is further reduced, and there is a risk of a vicious circle in which the operation of replenishing the toner is continued. This causes a problem that the toner is ejected from the developing device. Had.
そこで、このようなトナー濃度の異常な上昇に伴う現像装置からのトナーの噴き出しを防止する技術としては、例えば、特開2002−162795号公報に開示されたものが既に提案されている。また、関連する技術として、特開平10−39555号公報に開示されたものが既に提案されている。 Therefore, as a technique for preventing the ejection of toner from the developing device due to such an abnormal increase in toner density, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-162895 has already been proposed. As a related technique, a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-39555 has already been proposed.
この特開2002−162795号公報に係る画像形成装置は、同一色のトナーによって少なくとも2種類以上の異なる現像バイアス電圧を用いて複数の画像濃度調整用のトナー像を作像し、前記複数の画像濃度調整用トナー像の濃度を濃度測定手段により測定して、前記濃度測定手段の測定結果に応じて二成分現像手段のトナー濃度を調整する画像形成装置において、前記複数の画像濃度調整用トナー像のうち、第1の画像濃度調整用トナー像の測定結果と、第2の画像濃度調整用トナー像の測定結果の双方から、前記二成分現像手段のトナー濃度が規定値以上に達したことを検知する制御手段を備えるように構成したものである。 The image forming apparatus according to Japanese Patent Laid-Open No. 2002-162895 forms a plurality of image density adjustment toner images by using at least two different development bias voltages with the same color toner, and the plurality of images. In the image forming apparatus that measures the density of the density adjusting toner image by the density measuring unit and adjusts the toner density of the two-component developing unit according to the measurement result of the density measuring unit, the plurality of image density adjusting toner images Among them, it is confirmed that the toner density of the two-component developing unit has reached a specified value or more from both the measurement result of the first image density adjustment toner image and the measurement result of the second image density adjustment toner image. It comprises so that the control means to detect may be provided.
上記特開2002−162795号公報に係る画像形成装置では、第1の画像濃度調整用トナー像の測定結果と、第2の画像濃度調整用トナー像の測定結果の双方から、二成分現像手段のトナー濃度が規定値以上に達したことを制御手段によって検知し、トナーの供給を制限又は停止することにより、現像手段からのトナー噴き出し等を防止するようになっている。 In the image forming apparatus according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-162895, the two-component developing unit uses both the measurement result of the first image density adjustment toner image and the measurement result of the second image density adjustment toner image. The control means detects that the toner density has reached a specified value or more, and restricts or stops the supply of toner, thereby preventing the toner from being ejected from the developing means.
また、上記特開平10−39555号公報に係る画像形成装置は、記録材上に第1のパターンを形成する第1形成手段と、前記第1のパターンの濃度を検出する第1検出手段と、前記第1検出手段によって検出された濃度に基づいて可視画像形成時の処理内容を設定する第1制御手段と、像但持体上に第2のパターンを形成する第2形成手段と、前記第2のパターンの濃度を検出する第2検出手段と、前記第2検出手段によって検出された濃度に基づいて可視画像形成時の処理を制御する第2制御手段と、前記第1制御手段による制御結果に基づいて前記第2制御手段を調整する調整手段とを備えるように構成したものである。 In addition, an image forming apparatus according to the above Japanese Patent Laid-Open No. 10-39555 includes a first forming unit that forms a first pattern on a recording material, a first detecting unit that detects the density of the first pattern, First control means for setting the processing content at the time of visible image formation based on the density detected by the first detection means; second formation means for forming a second pattern on the image holder; A second detection unit that detects the density of the second pattern, a second control unit that controls processing at the time of visible image formation based on the density detected by the second detection unit, and a control result by the first control unit And adjusting means for adjusting the second control means based on the above.
この特開平10−39555号公報に係る画像形成装置では、第1制御手段による制御結果に基づいて第2制御手段を調整手段によって調整することにより、現像剤の変化に応じて、トナー濃度の目標値を変化させるようになっている。 In the image forming apparatus according to Japanese Patent Laid-Open No. 10-39555, the second control unit is adjusted by the adjusting unit based on the control result by the first control unit, so that the toner density target is adjusted according to the change in the developer. The value is changed.
しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開2002−162795号公報に係る画像形成装置の場合には、第1の画像濃度調整用トナー像の測定結果と、第2の画像濃度調整用トナー像の測定結果の双方から、二成分現像手段のトナー濃度が規定値以上に達したことを制御手段によって検知し、トナーの供給を制限又は停止することにより、現像装置からのトナーの噴き出しは防止できるものの、複数の現像装置を備えたフルカラーの画像形成装置の場合には、各現像装置の現像バイアスを適宜制御して各色の画像バランスを調整することができないという問題点を有していた。 However, the above prior art has the following problems. That is, in the case of the image forming apparatus according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-162895, from both the measurement result of the first image density adjustment toner image and the measurement result of the second image density adjustment toner image, Although the control unit detects that the toner density of the two-component developing unit has reached a specified value or more and restricts or stops the supply of toner, it is possible to prevent the toner from being ejected from the developing unit. In the case of the provided full-color image forming apparatus, there is a problem that the image bias of each color cannot be adjusted by appropriately controlling the developing bias of each developing apparatus.
また、上記特開平10−39555号公報に係る画像形成装置の場合には、画像の安定化を図るために、現像装置の現像条件を決定したときの現像剤の状態を維持するというものであり、現像条件決定時のトナー濃度が維持されるようにトナー濃度制御の目標値を、調整手段によって再決定するように構成したものである。 Further, in the case of the image forming apparatus according to the above-mentioned JP-A-10-39555, in order to stabilize the image, the state of the developer when the developing condition of the developing device is determined is maintained. The target value for toner density control is determined again by the adjusting means so that the toner density at the time of determining the development conditions is maintained.
そのため、上記特開平10−39555号公報に係る画像形成装置の場合には、現像バイアスが一定範囲に収まるような補正は行われず、現像バイアスを自由に制御することが可能な画像形成装置に適用することはできても、現像バイアスの制御範囲が制限される画像形成装置には適用することができないという問題点を有していた。 Therefore, in the case of the image forming apparatus according to the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-39555, the correction is not performed so that the developing bias falls within a certain range, and the image forming apparatus can be freely controlled. Although it can be performed, it has a problem that it cannot be applied to an image forming apparatus in which the control range of the developing bias is limited.
更に説明すると、上記画像形成装置においては、低コスト化のために、複数の感光体ドラムの帯電電位を同一に設定する場合がある。このように、複数の感光体ドラムの帯電電位を同一に設定した場合には、クリーニング・フィールドの関係から、現像装置に印加する現像バイアスを、感光体ドラムの帯電電位に対して一定の範囲内で制御しなければならず、現像バイアスを自由に制御することができず、現像バイアスの制御範囲が制限されることになる。 More specifically, in the image forming apparatus, the charging potentials of a plurality of photosensitive drums may be set to be the same for cost reduction. As described above, when the charging potentials of a plurality of photosensitive drums are set to be the same, the developing bias applied to the developing device is within a certain range with respect to the charging potential of the photosensitive drum due to the cleaning field. Therefore, the developing bias cannot be freely controlled, and the control range of the developing bias is limited.
したがって、上記特開平10−39555号公報に係る画像形成装置の場合には、画像の安定化を図るために、第1のパターンの濃度の検出結果に基づいて可視画像形成時の現像バイアス等の処理内容を決定する必要があるが、現像バイアスの制御範囲が制限されていると、第1のパターンの濃度の検出結果に基づいて可視画像形成時の現像バイアス等の処理内容を自由に決定することができず、複数の現像装置における現像濃度のバランスが崩れる虞れがあり、プロセスブラックの色味が変化したりして、画像の再現性が低下するという問題点を有していた。 Therefore, in the case of the image forming apparatus according to the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-39555, in order to stabilize the image, the developing bias at the time of forming the visible image is determined based on the detection result of the density of the first pattern. Although it is necessary to determine the processing content, if the control range of the developing bias is limited, the processing content such as the developing bias at the time of forming a visible image is freely determined based on the detection result of the density of the first pattern. In other words, there is a possibility that the balance of development density in a plurality of developing devices may be lost, and the color of process black may change, resulting in a decrease in image reproducibility.
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、現像手段からのトナーの噴き出し等を確実に防止することができるとともに、現像バイアスの制御範囲が制限されている場合であっても、各色の濃度バランスを安定させることができ、プロセスブラックの色味の変化を抑えたり、画像の再現性を向上させることが可能な画像形成装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to surely prevent the ejection of toner from the developing means and the development bias. Even when the control range is limited, an image forming apparatus capable of stabilizing the density balance of each color, suppressing a change in the color tone of process black, and improving image reproducibility Is to provide.
上記目的を達成するため、請求項1に記載された発明は、
像担持体上に第一および第二の基準トナー像を形成する形成手段と、
前記第一および第二の基準トナー像の光学濃度を検出する濃度検出手段と、
前記第一の基準トナー像の濃度検出手段による検出濃度と第一の目標濃度との差に基づいて画像形成条件を算出する第1の算出手段と、
前記第二の基準トナー像の濃度検出手段による検出濃度と第二の目標濃度との差に基づいて二成分現像手段への現像剤の補給量を算出する第2の算出手段と、を備えた二成分現像剤を用いた画像形成装置において、
前記第一の基準トナー像の濃度検出手段による検出濃度と第一の目標濃度との差に基づいて、前記第一の算出手段によって算出された画像形成条件の値そのものが、所定の範囲を越えている場合に、当該画像形成条件の値そのものに基づいて前記第二の目標濃度を変更することにより、前記画像形成条件が所定の範囲に近づく方向に制御する制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置である。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1
Forming means for forming first and second reference toner images on the image carrier;
Density detecting means for detecting the optical density of the first and second reference toner images;
First calculating means for calculating an image forming condition based on a difference between a density detected by the density detecting means of the first reference toner image and a first target density;
Second calculating means for calculating a replenishment amount of the developer to the two-component developing means based on the difference between the density detected by the density detecting means of the second reference toner image and the second target density. In an image forming apparatus using a two-component developer,
Based on the difference between the density detected by the density detection means of the first reference toner image and the first target density, the value of the image forming condition calculated by the first calculation means exceeds the predetermined range. And a control means for controlling the image forming condition in a direction approaching a predetermined range by changing the second target density based on the value of the image forming condition itself. The image forming apparatus.
また、請求項2に記載された発明は、前記第一の基準トナー像は、直流バイアスに交流バイアスを重畳した現像バイアスによって現像し、前記第二の基準トナー像は、直流バイアスのみからなる現像バイアスによって現像することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。 According to a second aspect of the present invention, the first reference toner image is developed with a developing bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias, and the second reference toner image is developed only with a DC bias. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein development is performed by bias.
さらに、請求項3に記載された発明は、互いに異なった色の画像を形成する複数の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットによって形成された互いに異なった色の画像を、少なくとも1つの中間転写体を介して記録媒体上に重ね合わせた状態で転写することにより、画像を形成する画像形成装置であって、前記制御手段は、前記第一の算出手段によって算出された各画像形成ユニットの画像形成条件の平均値を算出するとともに、当該各画像形成ユニットの画像形成条件の平均値そのものが、所定の範囲を越えている場合に、当該画像形成条件の平均値そのものに応じて前記第二の目標濃度を変更することにより、前記画像形成条件が所定の範囲に近づく方向に制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置である。
Furthermore, the invention described in
又、請求項4に記載された発明は、互いに異なった色の画像を形成する複数の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットによって形成された互いに異なった色の画像を、少なくとも1つの中間転写体を介して記録媒体上に重ね合わせた状態で転写することにより、画像を形成する画像形成装置であって、前記制御手段は、前記第一の算出手段によって算出された各画像形成ユニットの画像形成条件の平均値を算出するとともに、当該各画像形成ユニットの画像形成条件の平均値を基準として、前記各画像形成ユニットの画像形成条件の平均値そのものが所定の範囲を越えている場合に、当該画像形成条件の平均値そのものに応じて前記第二の目標濃度を変更することにより、前記画像形成条件が所定の範囲に近づく方向に制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of image forming units for forming images of different colors are provided, and images of different colors formed by the respective image forming units are transferred to at least one intermediate transfer. An image forming apparatus for forming an image by transferring the image on a recording medium in a superposed state via a body, wherein the control means includes an image of each image forming unit calculated by the first calculating means. calculates the average value of the forming condition, based on the average value of the image formation condition of the image forming units, when the average value itself of the image forming condition of said image forming units exceeds a predetermined range, by changing the second target concentration according to the average value itself of the image forming condition, said image forming condition is controlled in a direction toward the predetermined range The image forming apparatus according to
更に、請求項5に記載された発明は、前記制御手段は、前記第二の目標濃度を変更する際に、前回の第二の基準トナー像の検出結果を基準にして、当該第二の目標濃度の変更範囲を一定の範囲内に制限するように制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置である。 Furthermore, in the invention described in claim 5, when the control unit changes the second target density, the second target is detected based on the detection result of the previous second reference toner image. 5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the density changing range is controlled to be limited to a certain range.
また、請求項6に記載された発明は、前記制御手段は、前記画像形成条件の平均値を判別する所定の範囲を、環境条件に応じて決定することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置である。 The invention described in claim 6 is characterized in that the control means determines a predetermined range for determining an average value of the image forming conditions according to environmental conditions. The image forming apparatus according to any one of the above.
この発明によれば、現像手段からのトナーの噴き出し等を確実に防止することができるとともに、現像バイアスの制御範囲が制限されている場合であっても、各色の濃度バランスを安定させることができ、プロセスブラックの色味の変化を抑えたり、画像の再現性を向上させることが可能な画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to surely prevent the ejection of toner from the developing means, and to stabilize the density balance of each color even when the control range of the developing bias is limited. Thus, it is possible to provide an image forming apparatus capable of suppressing the change in the color of process black and improving the reproducibility of the image.
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施の形態1
図2はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターを示すものであり、図3はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターの画像形成部を示すものである。尚、図3中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
Embodiment 1
2 shows a tandem type full color printer as an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 3 shows a tandem type full color printer as an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The image forming unit is shown. In addition, the arrow in FIG. 3 has shown the rotation direction of each rotation member.
このフルカラープリンター01は、図2及び図3に示すように、イエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)用の各感光体ドラム(像担持体)11, 12, 13, 14を有する画像形成ユニット1, 2, 3, 4と、これら感光体ドラム11, 12, 13, 14に接触する一次帯電用の帯電ロール(接触型帯電手段)21, 22, 23, 24と、イエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像に対応したレーザ光31, 32, 33, 34を照射して静電潜像を書き込む図2に示すレーザ光学ユニット(潜像書き込み手段)03と、現像装置(現像手段)41, 42, 43, 44と、上記4つの感光体ドラム11, 12, 13, 14のうちの2つの感光体ドラム11, 12に接触する第1の一次中間転写ドラム(中間転写体)51及び他の2つの感光体ドラム13, 14に接触する第2の一次中間転写ドラム(中間転写体)52と、上記第1、第2の一次中間転写ドラム51, 52に接触する二次中間転写ドラム(中間転写体)53と、この二次中間転写ドラム53に接触する最終転写ロール(転写部材)60とで、その主要部が構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the full-
感光体ドラム11, 12, 13, 14は、図3に示すように、共通の接平面Mを有するように一定の間隔をおいて互いに平行に配置されている。また、第1の一次中間転写ドラム51及び第2の一次中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11, 12, 13, 14の回転軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11, 12, 13, 14と回転軸が平行であるように配置されている。
As shown in FIG. 3, the
各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされて図2に示すレーザ光学ユニット03に入力される。このレーザ光学ユニット03では、イエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像に対応したレーザ光31, 32, 33, 34が画像情報に応じて変調され、対応する色の感光体ドラム11, 12, 13, 14に照射されて静電潜像が書き込まれる。
Signals corresponding to the image information for each color are rasterized by an image processing unit (not shown) and input to the laser
上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが実行される。まず、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14としては、例えば、直径20mmのOPC感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム11, 12, 13, 14は、図示しない駆動手段によって、例えば95mm/secの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面は、図3に示すように、接触型帯電手段としての帯電ロール21, 22, 23, 24に、約-800VのDC電圧を印加することによって、例えば約-300V程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電手段としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電させるために、この実施の形態では、DCのみ印加の帯電方式をとっているが、AC+DC印加の帯電方式を用いても良い。
Around each of the
その後、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面には、潜像書き込み手段としてのレーザ光学ユニット03によってイエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像に対応したレーザ光31, 32, 33, 34が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム11, 12, 13, 14は、レーザ光学ユニット03で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は-60 V以下程度にまで除電される。
Thereafter, the surface of each of the
また、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に形成されたイエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置41, 42, 43, 44によって反転現像され、感光体ドラム11, 12, 13, 14上にイエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像として可視化される。
Further, the electrostatic latent images corresponding to the respective colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) formed on the surfaces of the
この実施の形態では、現像装置41, 42, 43, 44として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この磁気ブラシ接触型に限定されるものではなく、二成分現像方式であれば、他の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。
In this embodiment, as the developing
現像装置41, 42, 43, 44には、それぞれ色の異なったイエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)色のトナーと、キャリアからなる二成分現像剤が充填されている。これらの現像装置41, 42, 43, 44は、図2に示すトナーカートリッジ04Y,04M,04C,04K からトナー若しくは二成分現像剤が補給されると、この補給されたトナー等は、図3に示すように、オーガー404 で充分にキャリアと攪拌されて負極性に摩擦帯電される。現像ロール401 の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール (不図示)が固定した状態で設けられている。この現像ロール401 に現像剤を搬送するパドル403 によって、当該現像ロール401 の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材402 によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、30〜50g/m2 であり、また、このとき現像ロール401 上に存在するトナーの帯電量は、概ね-20 〜-35 μC/g 程度である。
The developing
上記現像装置41, 42, 43, 44で使用されるトナーとしては、次式で規定される形状係数MLS2が100〜140、例えば、MLS2=130程度のもので、平均粒径が3μm〜10μmの所謂" 球形トナー" が用いられるが、他のトナーを使用しても勿論良い。
MLS2={(トナー粒子の絶対最大長)×2)}
/{(トナー粒子の投影面積)×π×1/4×100}
The toner used in the developing
MLS2 = {(absolute maximum length of toner particles) × 2)}
/ {(Projection area of toner particles) × π × 1/4 × 100}
上記現像ロール401 上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム11, 12, 13, 14と接触している。この現像ロール401 にAC+DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール401 上のトナーを感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、現像バイアス電圧として、交流成分が4 kHz、1.5 kVppで、直流成分が-230V程度のものが用いられるが、当該現像バイアス電圧等の画像形成条件は、後述するように制御される。
The toner supplied onto the developing
次に、上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成されたイエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像は、第1の一次中間転写ドラム51及び第2の一次中間転写ドラム52上に、静電的に一次転写される。感光体ドラム11, 12上に形成されたイエロー(Y)及びマジェンタ(M)色のトナー像は、第1の一次中間転写ドラム51上に、感光体ドラム13, 14上に形成されたシアン(C)及びブラック(K)色のトナー像は、第2の一次中間転写ドラム52上に、それぞれ転写される。従って、第1の一次中間転写ドラム51上には、感光体ドラム11または12のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム11及び12の両方から転写された2色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第2の一次中間転写ドラム52上にも、感光体ドラム13,14 から同様な単色像と二重色像が形成される。
Next, the yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images formed on the
上記第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 上に感光体ドラム11,12,13,14 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜+500V程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、図2に示すように、雰囲気温度及び湿度を検出する環境センサ305 によって検出される。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜-35 μC/g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位は、+380V程度が望ましい。
The surface potential necessary for electrostatically transferring the toner image from the
この実施の形態で用いる第1、第2の一次中間転写ドラム51, 52は、例えば、外径が42mmに形成され、抵抗値は108 Ω程度に設定される。第1、第2の一次中間転写ドラム51, 52は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはFeやAl等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層(R=102 〜103 Ω)が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、第1、第2の一次中間転写ドラム51, 52の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μmの高離型層(R=105 〜109 Ω)として形成し、シランカップリング剤系の接着剤(プライマ)で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がR=105 〜109 Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。 The first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 used in this embodiment have an outer diameter of 42 mm, for example, and a resistance value of about 10 8 Ω. The first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 are cylindrical rotating bodies having a single layer or a plurality of layers whose surfaces are flexible or elastic, and are generally made of Fe, Al, or the like. A low resistance elastic rubber layer (R = 10 2 to 10 3 Ω) typified by conductive silicone rubber or the like is provided on a metal pipe as a metal core as described above to a thickness of about 0.1 to 10 mm. Further, the outermost surfaces of the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 are typically high release layers (R = 10 5) made of fluoro rubber in which fluororesin fine particles are dispersed and having a thickness of 3 to 100 μm. ˜10 9 Ω) and bonded with a silane coupling agent-based adhesive (primer). What is important here is the resistance value and the releasability of the surface, and the resistance value of the high release layer is about R = 10 5 to 10 9 Ω. It is not limited.
このように第1、第2の一次中間転写ドラム51, 52上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム53上に静電的に二次転写される。従って、二次中間転写ドラム53上には、単色像からイエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)色の四重色(プロセスブラック)像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
The single-color or double-color toner images formed on the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 in this way are electrostatically secondary-transferred onto the secondary
この二次中間転写ドラム53上へ第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜+1200 V程度である。この表面電位は、感光体ドラム11, 12, 13, 14から第1の一次中間転写ドラム51及び第2の一次中間転写ドラム52へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差であるので、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜-35 μC/g の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位が+380V程度の場合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880V程度、つまり第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500V程度に設定することが望ましい。
The surface potential necessary for electrostatically transferring the toner image from the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 onto the secondary
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム53は、例えば、外径が第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 と同じ42mmに形成され、抵抗値は1011Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム53も第1、第2の一次中間転写ドラム51, 52と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはFeやAl等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層(R=102 〜103 Ω)が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム53の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μmの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤(プライマ)で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム53の抵抗値は、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム53が第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 を帯電してしまい、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
The secondary
次に、上記二次中間転写ドラム53上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール60によって、用紙搬送路を通る転写用紙P上に3次転写される。この転写用紙Pは、図2に示すように、給紙カセット05から紙送り工程を経てレジストローラ90を通過し、二次中間転写ドラム53と最終転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、転写用紙P上に形成された最終的なトナー像は、定着器70によって熱及び圧力で定着され、フルカラープリンター01の上部に設けられた排出トレイT上に排出され、一連の画像形成プロセスが完了する。
Next, the final toner image from the single color image to the quadruple color image formed on the secondary
最終転写ロール60は、例えば、外径が20mmに形成され、抵抗値は108 Ω程度に設定される。この最終転写ロール60は、金属シャフトの上にウレタンゴム等からなる被覆層を設け、その上に必要に応じてコーティングを施して構成されている。最終転写ロール60に印加される電圧は、雰囲気温度、湿度、用紙の種類(抵抗値等)等によって最適値が異なり、概ね+1200 〜+5000 V程度である。この実施の形態では、定電流方式を採用しており、常温常湿環境下で約+6μAの電流を通電して、ほぼ適正な転写電圧(+1600〜+2000 V) を得ている。
The
ところで、上記の如く構成されるフルカラープリンター01では、上述したような一連の転写工程において、各転写工程の転写部位をトナー像が通過するとき、パッシェン放電や電荷注入により、(−)帯電している像中の正規極性トナーの一部が逆極性の(+)帯電トナーとなることがある。この(+)帯電トナーは、転写電荷によって次工程へ転写されずに、上流側に逆流することになるので、最もマイナス電位が高い帯電ロール21, 22, 23, 24に付着して堆積する。これら帯電ロール21, 22,23, 24 のトナーが付着した部分は、放電が活発となり、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面電位が高くなる傾向になるため、トナーの付着が多い部分、トナーの付着が少ない部分、トナーの付着がない部分で感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面電位にムラが生じることになる。感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面電位にムラが生じると、静電潜像を形成させるために当該感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に画像を一様に露光しても、潜像電位にムラが生じてしまい、現像量に違いが出てきてしまうので、特に中間調画像を現像しようとすると、濃度ムラが目立つことになる。
By the way, in the full-
そこで、このような帯電ロール21, 22, 23, 24に付着したトナーによる濃度ムラの発生を防ぐために、この実施の形態では、印字動作前、印字動作後、連続印字時の所定枚数毎など、所定のタイミングで以下のようなクリーニング動作を実行するように構成されている。 Therefore, in order to prevent the occurrence of density unevenness due to the toner adhering to the charging rolls 21, 22, 23, 24, in this embodiment, before the printing operation, after the printing operation, every predetermined number of sheets during continuous printing, etc. The following cleaning operation is executed at a predetermined timing.
このクリーニング動作では、帯電ロール21, 22, 23, 24、感光体ドラム11, 12, 13, 14、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 、二次中間転写ドラム53、最終転写ロール60に、最終転写ロール60が最もマイナス電位が高くなるように、順々に電位勾配をつけた電圧を印加することによって、印字動作中に、帯電ロール21, 22, 23, 24に付着堆積した逆極性の(+)帯電トナーを、最終転写ロール60まで順々に転写して移動し、最終転写ロール60に接触して設けたブレードなどの最終クリーニング部材801 を含んだクリーニング装置80によって回収する。
In this cleaning operation, the charging rolls 21, 22, 23, 24, the
この実施の形態では、帯電ロール21, 22, 23, 24の表面電位を0V、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面電位を-300V、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位を-800V、二次中間転写ドラム53の表面電位を-1300 V、最終転写ロール60の表面電位を-2000 Vに設定している。この電位勾配は、各部材の金属部(シャフト、パイプ)に電圧を給電する方式によって得ているが、例えば、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 又は二次中間転写ドラム53などを電気的に浮かせて、これら部材の抵抗値の関係によって所望の表面電位が得られる場合には、そのような方法をとっても良い。このようなマイナス印加クリーニングモード、つまり逆極性の(+)帯電トナー回収モードによって帯電ロール21, 22, 23, 24に付着したトナーによる濃度ムラの発生を防ぐことができる。
In this embodiment, the surface potential of the charging rolls 21, 22, 23, 24 is 0V, the surface potential of the
なお、必要に応じて、通常の(−)極性に帯電したトナーであって、感光体ドラム11, 12, 13, 14や第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 、及び二次中間転写ドラム53の表面に残留したトナーを、同様の方法にて(印加する電圧の極性のみを反転することによって)除去することができる。
If necessary, the toner is charged to a normal (−) polarity, and the
以上が、上記の如く構成されるフルカラープリンタ01における画像形成プロセスであるが、当該フルカラープリンタでは、画像のプリント動作を繰り返すと、現像装置41, 42, 43, 44内のイエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナーが徐々に消費されるため、当該現像装置41, 42, 43, 44によって現像される各色のトナー像の濃度を測定して、適宜トナーを補給する必要がある。また、上記電子写真方式のフルカラープリンタ01では、静電気を利用しているため、環境変動や経時変化によって画像濃度が変動しやすい。このため、環境変動や経時変化等に対して、プロセスを制御するように構成されている。
The above is the image forming process in the
その方法の一つとして、現像装置41, 42, 43, 44内の各色のトナー濃度を直接測定するのではなく、感光体や中間転写体、あるいは用紙への転写ロール、転写ベルト等の画像濃度検出媒体の表面に、濃度検出用の基準トナー像を形成し、その濃度を光学濃度センサで検出し、トナーの補給や画像形成条件等を制御する方法がある。
As one of the methods, instead of directly measuring the toner density of each color in the developing
そこで、この実施の形態では、像担持体上に第一および第二の基準トナー像を形成する形成手段と、前記第一および第二の基準トナー像の光学濃度を検出する濃度検出手段と、前記第一の基準トナー像の濃度検出手段による検出濃度と第一の目標濃度との差に基づいて画像形成条件を算出する第1の算出手段と、前記第二の基準トナー像の濃度検出手段による検出濃度と第二の目標濃度との差に基づいて二成分現像手段への現像剤の補給量を算出する第2の算出手段と、を備えた二成分現像剤を用いた画像形成装置において、前記第一の基準トナー像の濃度検出手段による検出濃度と第一の目標濃度との差に基づいて、前記第一の算出手段によって算出された画像形成条件が、所定の範囲を越えている場合に、前記第二の目標濃度を変更するように制御する制御手段を設けるように構成されている。 Therefore, in this embodiment, a forming unit for forming the first and second reference toner images on the image carrier, a density detecting unit for detecting the optical density of the first and second reference toner images, A first calculating means for calculating an image forming condition based on a difference between a density detected by the density detecting means for the first reference toner image and a first target density; and a density detecting means for the second reference toner image. An image forming apparatus using a two-component developer, and a second calculating unit that calculates a replenishment amount of developer to the two-component developing unit based on a difference between the detected density by the second target density and the second target density The image forming condition calculated by the first calculation unit based on the difference between the density detected by the density detection unit of the first reference toner image and the first target density exceeds a predetermined range. If the second target density is changed And it is configured to provide a control means for controlled so.
また、この実施の形態では、前記第一の基準トナー像は、直流バイアスに交流バイアスを重畳した現像バイアスによって現像し、前記第二の基準トナー像は、直流バイアスのみからなる現像バイアスによって現像するように構成されている。 In this embodiment, the first reference toner image is developed with a development bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias, and the second reference toner image is developed with a development bias consisting of only a DC bias. It is configured as follows.
すなわち、この実施の形態では、最終転写ロール60や二次中間転写ドラム53等の画像濃度検出媒体上において、その軸方向の同じ位置に、プロセス方向には位置をずらして、画像濃度検出用の第1及び第2の基準トナー像をそれぞれ形成することにより、1つの濃度検出手段で各色の第1及び第2の基準トナー像の光学濃度を検出することができるように構成されている。
That is, in this embodiment, on the image density detection medium such as the
感光体ドラム11, 12, 13, 14上で第1及び第2の基準トナー像を検出するには、各感光体ドラム11, 12, 13, 14に対して、つまり4つの濃度検出手段が必要となってしまう。第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 上であれば、2つの濃度検出手段で良い。二次中間転写ドラム53上あるいは最終転写ロール60上であれば、1つの濃度検出手段で良い。また、第1及び第2の基準トナー像で画像濃度を制御する場合、下流のプロセスの方が用紙に近い条件となるので好ましい。つまり、二次中間転写ドラム53、更に好ましくは最終転写ロール60を、第1及び第2の基準トナー像の濃度を検出する画像濃度検出媒体とするのが良い。
In order to detect the first and second reference toner images on the
この実施の形態では、図3に示すように、最終転写ロール60上に第1及び第2の基準トナー像を転写し、当該最終転写ロール60上に転写された第1及び第2の基準トナー像の濃度を、濃度検出手段としての光学濃度センサ100 で検出するように構成されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the first and second reference toner images transferred onto the
上記第1の基準トナー像は、非画像領域ここでは画像を形成していないタイミングで、画像形成時と同じ帯電、露光、現像、転写条件で、通常の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアス電圧(DC+AC)を用いて、イエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色につき、画像濃度Cin33%の10×12mmのものを、図4に示すように、最終転写ロール60上に3 mmの間隔で形成するようになっている。ここで、第1の基準トナー像200 の画像濃度がCin33%に設定されているのは、当該第1の基準トナー像200 をレーザ光学ユニット03で万線スクリーンを用いて形成する際に、万線スクリーンを3本のうち1本、つまり1/3の画像濃度で画像露光することにより、容易に形成することができるからである。
The first reference toner image is a non-image area where no image is formed, and a development bias in which an AC voltage is superimposed on a normal DC voltage under the same charging, exposure, development, and transfer conditions as during image formation. Using a voltage (DC + AC), for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), an image density Cin of 33%, 10 × 12 mm, as shown in FIG. They are formed on the
また、上記第2の基準トナー像201 は、非画像領域ここでは画像を形成していないタイミングで、画像形成時と同じ帯電、露光、転写条件で、画像形成時とは異なり、直流電圧のみからなる現像バイアス電圧(DCのみ)を用いて、イエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色につき、画像濃度Cin100%の10×12mmのものを、図5に示すように、最終転写ロール60上に3 mmの間隔で形成するようになっている。
Further, the second
ここで、第2の基準トナー像201 を作像する際に、直流電圧のみからなる現像バイアス電圧(DCのみ)を使用する理由は、次の通りである。本発明の実施の形態は、第1の基準トナー像で画像濃度の補正を行い、第2の基準トナー像でトナー濃度(TC)の補正を行うように構成したものである。その際、両基準トナー像に使用するトナー量は、以下の理由で少ない(濃度が低い)方が好ましい。即ち、光学濃度センサ100 の感度が濃度の濃いところでは敏感ではなく、光学濃度センサ100 で濃度測定後の基準トナー像を清掃する際の負担が少なく、又無駄な(画像形成に寄与しない)トナーの使用は少ないほうが良いためである。
Here, the reason for using the developing bias voltage (DC only) consisting only of the DC voltage when forming the second
ところで、第1の基準トナー像は、上記の通り画像濃度の補正を行うという目的上、実際に画像を出力するときの現像バイアスで基準トナー像を作成しないと、基準トナー像の濃度のばらつき等による誤差が大きくなってしまう。また、画像出力に使用する現像バイアスでCin100%の基準トナー像を作ると、トナーの消費量が増加するため、上記の理由のようにトナー使用量を減らすことを目的にCinを33%まで落としている。
By the way, for the purpose of correcting the image density as described above, if the reference toner image is not created with the developing bias when the image is actually output, the first reference toner image has a variation in the density of the reference toner image. The error due to will increase. Also, if a
一方、第2の基準トナー像は、トナー濃度(TC)の補正を行うために作る基準トナー像であり、当該基準トナー像はCin100%が最も望ましい(電子写真の特性上画像のエッジ部にトナーが集中しやすいので、Cin100%以外の画像ではトナー濃度にばらつきが出やすい)。そのため、トナー使用量を減らすためには、現像バイアスを下げる方法を採るが、AC+DC現像でDCのみを下げていくと、あるところから画像を現像するのが困難となる。そこで、現像バイアスのAC(Vp−p)の方も下げていくと、また現像できるようになる。つまり、低いDCバイアスで現像するためには、ACも下げる必要があり、究極的にはDC現像が好ましいことになる。
On the other hand, the second reference toner image is a reference toner image formed for correcting the toner density (TC), and the reference toner image is most preferably Cin 100% (the toner is applied to the edge portion of the image due to the characteristics of electrophotography). The toner density tends to vary in images other than
上記光学濃度センサ100 は、図6に示すように、最終転写ロール60の軸方向の中央部に、当該最終転写ロール60の外周において、半径方向の延長線上に位置するように配置されている。この光学濃度センサ100 は、ホルダ101 内に固定した状態で取り付けられている。また、最終転写ロール60の下部には、ブレード状の最終クリーニング部材801 を備えたクリーニング装置80が配設されている。なお、図6中、802 はトナー回収ボックス、803 は最終転写ロール60の支持フレーム、804 は支持フレーム803 に設けられた除電器、805 はバイアスプレートをそれぞれ示している。
As shown in FIG. 6, the
また、上記光学濃度センサ100 は、図7に示すように、鏡面反射光を検知する鏡面反射型のセンサとなっており、最終転写ロール60表面の検知位置に対して、所定の入射角度φだけ傾斜して配置されたLED等からなる発光素子102 と、この発光素子102 から最終転写ロール60表面の検知位置に照射され、当該検知位置から正反射される鏡面反射光を検知するため、最終転写ロール60表面の検知位置に対して、前記所定の入射角度と等しい反射角度だけ傾斜して配置されたフォトトランジスタ等からなる受光素子103 とから構成されている。
Further, as shown in FIG. 7, the
なお、上記光学濃度センサ100 としては、図8に示すように、拡散光を検知する拡散反射型のセンサを用いてよい。また、鏡面反射型のセンサと拡散反射型のセンサの双方を用いても良い。この場合には、鏡面反射成分と散乱光成分の両方の値に基づいてトナー濃度を検知することにより、トナー濃度の検知精度を一層向上させることが可能となる。
The
図9はこの実施の形態に係る画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram showing a control circuit of the image forming apparatus according to this embodiment.
図9において、300 は光学濃度センサ100 の検知結果に基づいて、現像装置41, 42, 43, 44のトナー濃度の制御や、現像バイアス電圧などの画像形成条件を制御するCPU等からなる第1及び第2の算出手段及び制御手段としてのプリンタエンジン制御回路、301 はプリンタエンジン制御回路300 からの出力信号に基づいて、現像装置41, 42, 43, 44に印加する現像バイアス電圧Vbiasを発生する現像バイアス発生回路、302 はプリンタエンジン制御回路300 からの出力信号に基づいて、各現像装置41, 42, 43, 44に対応する色のトナーボックス04Y,04M,04C,04K から、ディスペンスモータ303Y,303M,303C,303K を駆動してトナーを供給するトナー供給回路、304 は光学濃度センサ100 の検知結果に基づいて、テストパッチ200,201 の濃度を判定する濃度判定回路、305 は温度や湿度等の環境条件を検知する環境センサをそれぞれ示すものである。
In FIG. 9,
なお、この実施の形態では、電源回路の簡略化に伴うコストダウン等のため、各感光体ドラム11, 12, 13, 14の帯電電位がすべて同一の値となるように設定制御されている。
In this embodiment, in order to reduce the cost associated with simplification of the power supply circuit, the charging potentials of the
以上の構成において、この実施の形態に係る画像形成装置では、次のようにして、現像手段からのトナーの噴き出し等を確実に防止することができるとともに、現像バイアスの制御範囲が制限されている場合であっても、各色の濃度バランスを安定させることができ、プロセスブラックの色味の変化を抑えたり、画像の再現性を向上させることが可能となっている。 With the above configuration, the image forming apparatus according to this embodiment can reliably prevent the ejection of toner from the developing unit and the control range of the developing bias is limited as follows. Even in this case, it is possible to stabilize the density balance of each color, to suppress a change in the color of the process black, and to improve the reproducibility of the image.
すなわち、この実施の形態に係るフルカラープリンタでは、図10に示すように、プリントジョブを開始する前に、まず、制御回路300 は、第1及び第2の基準トナー像が転写されていない状態で、最終転写ロール60の表面を光学濃度センサ100 で検知し、このときの光学濃度センサ100 の出力Vcln を記憶しておく(ステップ101)。次に、制御回路 300は、画像形成時と同じ帯電、露光、現像、転写条件で、通常の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアス電圧(DC+AC)を用いて、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色につき、画像濃度Cin33%の10×12mmの第1の基準トナー像200 を、図4に示すように、最終転写ロール60上に3 mmの間隔で形成する(ステップ102)。上記第1の基準トナー像200 を形成する条件は、図11に示すように、上述したごとく、画像形成時と同じ感光体ドラムの帯電電位Vh 、画像露光に伴う感光体ドラムの表面電位V33、直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアス電圧の直流成分Vdcに設定されている。
In other words, in the full-color printer according to this embodiment, as shown in FIG. 10, before starting the print job, the
その後、上記最終転写ロール60上に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の第1の基準トナー像200 中を、図12(a)又は図12(b)に示すように、光学濃度センサ100 で0.5 mmのピッチで16点検知して平均値Vpatch を求める(ステップ103)。なお、ここでは、図12(a)に示すように、鏡面反射型の光学濃度センサ100 を用いている。そして、各色の平均値を最終転写ロール60の素面の値で割った比Vpatch /Vcln を、濃度の代用値とする(ステップ104)。ここで、最終転写ロール60の表面の値との比をとるのは、当該最終転写ロール60表面の反射率の変動やLED発光量変動を補正するためである。
Thereafter, in the first
この結果、各色に対してVpatch /Vcln を所定値と比較し(ステップ105)、求めたテストパッチの濃度が所定の濃度より低い場合は、その差に応じて現像バイアスのDCの絶対値を上げて、図11(b)に示すように、現像性を向上させる(ステップ106)。こうすることにより、図11(b)に示すように、現像装置の現像ロールと感光体ドラム上の静電潜像の画像部との間に形成される現像方向の電界が大きくなり、現像されるトナー量が増加し、画像濃度が上昇する。 As a result, Vpatch / Vcln is compared with a predetermined value for each color (step 105), and when the obtained density of the test patch is lower than the predetermined density, the absolute value of DC of the developing bias is increased according to the difference. Thus, as shown in FIG. 11B, developability is improved (step 106). By doing so, as shown in FIG. 11B, the electric field in the developing direction formed between the developing roll of the developing device and the image portion of the electrostatic latent image on the photosensitive drum is increased, and development is performed. The amount of toner increases and the image density increases.
反対に、求めたテストパッチの濃度が所定の濃度より高い場合は、その差に応じて現像バイアスのDCの絶対値を下げて、図11(c)に示すように、現像性を低下させる(ステップ108)。こうすることにより、図11(c)に示すように、現像装置の現像ロールと感光体ドラム上の静電潜像の画像部との間に形成される現像方向の電界が小さくなり、現像されるトナー量が減少し、画像濃度が低下する。その際、現像バイアスの供給電圧の調整量は、検出された第1の基準トナー像の濃度により決定される。 On the contrary, when the obtained density of the test patch is higher than the predetermined density, the absolute value of the DC of the developing bias is lowered according to the difference, and the developability is lowered as shown in FIG. Step 108). By doing so, as shown in FIG. 11C, the electric field in the developing direction formed between the developing roll of the developing device and the image portion of the electrostatic latent image on the photosensitive drum is reduced, and the developing is performed. As a result, the toner amount decreases and the image density decreases. At this time, the adjustment amount of the developing bias supply voltage is determined by the detected density of the first reference toner image.
ここでは、現像バイアスへの供給電圧を調整しているが、画像の濃度あるいは階調性を調整するものであればよい。感光体ドラムの帯電電位、露光条件や画像の階調特性を調整してもよいし、現像ロールと感光体ドラムの周速比を調整してもよい。また、これらを組み合わせても良い。 Although the supply voltage to the developing bias is adjusted here, any voltage may be used as long as the image density or gradation is adjusted. The charging potential of the photosensitive drum, the exposure conditions, and the gradation characteristics of the image may be adjusted, or the peripheral speed ratio between the developing roll and the photosensitive drum may be adjusted. Moreover, you may combine these.
次に、制御回路 300は、プリントジョブが終了した後など所定のタイミングで、あらかじめ設定した帯電、露光、転写条件で、画像形成時とは異なり、直流電圧のみからなる現像バイアス電圧(DCのみ)を用いて、イエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色につき、画像濃度Cin100 %の10×12mmの第2の基準トナー像201 を、図5に示すように、最終転写ロール60上に3 mmの間隔で形成する。
Next, at a predetermined timing such as after the print job is completed, the
その後、上記最終転写ロール60上に形成されたイエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の第2の基準トナー像201 中を、図12(a)又は図12(b)に示すように、光学濃度センサ100 で0.5 mmのピッチで16点検知して平均値Vpatch を求める。なお、ここでは、図12(a)に示すように、鏡面反射型の光学濃度センサ100 を用いている。そして、各色の平均値を最終転写ロール60の表面の値で割った比Vpatch /Vcln を、濃度の代用値とする。ここで、最終転写ロール60の表面の値との比をとるのは、当該最終転写ロール60表面の反射率の変動やLED発光量変動を補正するためである。
Thereafter, in the second
この結果、制御回路 300は、各色に対してVpatch /Vcln を所定の目標値と比較し、測定された第2の基準トナー像201 の濃度に基づいて、現像装置41, 42, 43, 44内のトナー濃度を推定し、図9に示すように、ディスペンスモータ303Y,303M,303C,303K の回転量などをコントロールする。
As a result, the
ところで、上記制御回路 300は、測定された第2の基準トナー像201 の濃度に基づいて、ディスペンスモータ303Y,303M,303C,303K の回転量をコントロールする際に、次のような制御を実行する。
Incidentally, the
図1は本実施の形態に係る画像形成装置の制御動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、大きく三つのブロックに分けることができる。 FIG. 1 is a flowchart showing a control operation of the image forming apparatus according to the present embodiment. This flowchart can be roughly divided into three blocks.
第1のブロックは、上記の如く第1の基準トナー像に基づいて制御された各色の現像バイアスVdcの平均値Vaveが、あらかじめ設定された目標電位の範囲を超えた場合に、目標電位の範囲内になるように、トナー濃度制御における目標値に付加される補正値であるTC補正値を変更するためのものである。また、第2のブロックは、各色の現像装置41, 42, 43, 44における現像剤の帯電特性や現像特性に応じ、各色の現像バイアスの平均値Vaveに対して、各色の現像バイアスVdcが目標電位の範囲内に入るようにトナー濃度補正値を変更するためのものである。さらに、第3のブロックは、第1、第2のブロックで変更したトナー濃度補正値をチェックし、当該トナー濃度の補正値が一定の範囲内に収まるように調整するなど、最終的な補正を施すためのものである。
The first block is a target potential range when the average value Vave of the development bias Vdc of each color controlled based on the first reference toner image as described above exceeds a preset target potential range. This is for changing the TC correction value, which is a correction value added to the target value in the toner density control, so as to be within. In the second block, the development bias Vdc of each color is targeted with respect to the average value Vave of the development bias of each color according to the charging characteristics and development characteristics of the developer in the
上記第1ブロックでは、図1に示すように、制御回路300 によって、第一の基準トナー像の光学濃度と目標濃度との差に基づいて算出された各色の画像形成条件(現像バイアスや露光量など)の平均値Vaveが求められ、当該現像バイアスの平均値Vaveと目標電位の範囲が比較される(ステップ211、212)。
In the first block, as shown in FIG. 1, the image forming condition (development bias and exposure amount) of each color calculated by the
つまり、制御回路300 は、図4に示すように、最終転写ロール60上にイエロー(Y)、マジェンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の第1基準トナー像200 を形成し、当該第1基準トナー像200 の濃度を光学濃度センサ100 によって検出する。そして、上記制御回路300 では、第1基準トナー像の光学濃度と目標濃度との差に基づいて、各色の現像バイアスの直流成分VdcY、VdcM、VdcC、VdcKが算出されるとともに、当該各色の現像バイアスの直流成分VdcY、VdcM、VdcC、VdcKの平均値Vave(=(VdcY+VdcM+VdcC+VdcK)/4)が算出される。さらに、この制御回路300 では、現像バイアスの直流成分VdcY、VdcM、VdcC、VdcKの平均値Vaveと目標電位の範囲とが比較される(ステップ211、212)。
That is, the
上記現像バイアスの直流成分の目標電位の範囲は、図12に示すように、環境条件を示す相対湿度によって異なり、目標電位として設定された目標値に対して上限値と下限値の範囲を持つように設定されている。この図12において、中央のプロットが目標電位であり、上側のプロットが上限値を、下側のプロットが下限値をそれぞれ示している。なお、上記現像バイアスの直流成分は、例えば、図12の右側の縦軸に示すように、デジタル値に置き換えられて制御される。 As shown in FIG. 12, the range of the target potential of the DC component of the developing bias varies depending on the relative humidity indicating the environmental condition, and has a range between an upper limit value and a lower limit value with respect to the target value set as the target potential. Is set to In FIG. 12, the center plot shows the target potential, the upper plot shows the upper limit value, and the lower plot shows the lower limit value. The DC component of the developing bias is controlled by being replaced with a digital value, for example, as shown on the right vertical axis in FIG.
この実施の形態では、図2及び図9に示すように、プリンタ内の相対湿度を環境センサ305 によって検知し、当該環境センサ305 によって検知された相対湿度に応じて、現像バイアスの直流成分の目標電位の範囲を、図12に示すように決定している。
In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 9, the relative humidity in the printer is detected by the
なお、現像バイアスは負極性であるが、ここでは説明を簡単にするために絶対値の大きさで説明する。従って、現像バイアスを上げるとは、現像バイアスの絶対値の大きさを大きくすることを意味し、現像バイアスを下げるとは、現像バイアスの絶対値の大きさを小さくすることを意味する。 Note that the developing bias has a negative polarity, but here, in order to simplify the description, the developing bias is described in terms of the absolute value. Therefore, increasing the developing bias means increasing the magnitude of the developing bias, and decreasing the developing bias means decreasing the magnitude of the developing bias.
まず、制御回路300 は、図1に示すように、現像バイアスの平均値であるVaverageが、所定の範囲内つまり、目標電位の上限値であるSAD_AVE_TGT(%)+TARGET_H以下であり、且つ、目標電位の下限値であるSAD_AVE_TGT (%)+TARGET_L以上である場合には、トナー濃度の補正値であるTC補正値 (Y)、TC補正値(M)、TC補正値(C)、TC補正値(K)を変更せず、あらかじめ決められた所定の値を使用する。
First, as shown in FIG. 1, the
また、制御回路300 は、現像バイアスの平均値であるVaverageが、目標電位の上限値であるSAD_AVE_TGT(%)+TARGET_Hを越えている場合には、全色のトナー濃度の補正値であるTC補正値(Y)、TC補正値(M)、TC補正値(C)、TC補正値(K)から、あらかじめ設定された値である補正ステップ数SAD2TC_ALL_MINUSが差し引かれて、トナー濃度が増加(トナーの帯電量が減少)する方向に修正され、トナー濃度の増加に伴って現像性が変化し、結果として現像バイアスの平均値が下がる方向に制御する(ステップ213)。
Further, the
さらに、制御回路300 は、現像バイアスの平均値であるVaverageが、目標電位の下限値であるSAD_AVE_TGT(%)+TARGET_L未満である場合には、全色のトナー濃度の補正値として、あらかじめ設定された補正ステップ数SAD2TC_ALL_PLUSが加算され、トナー濃度が減少(トナーの帯電量が増加)する方向に修正され、トナーの帯電量の増加に伴って現像性が低下し、結果として現像バイアスの平均値Vaveが上がる方向に制御する(ステップ214)。なお、補正ステップ数SAD2TC_ALL_MINUS、及びSAD2TC_ALL_PLUSは、例えば、いずれも「2」程度に設定されるが、他の値であっても勿論良い。
Further, when the average value of the development bias is less than SAD_AVE_TGT (%) + TARGET_L, the
次に、第2のブロックについて説明すると、この第2のブロックでは、感光体ドラム11, 12, 13, 14の帯電電位が共通に設定されている装置の制限から、各色の現像装置41, 42, 43, 44の現像電位は、現像バイアスの平均値Vaveに対して一定範囲内(例えば±20・以内)に制限する必要がある。そのため、現像剤の状態によっては、画像形成条件で算出された現像バイアスが、この範囲を超えてしまう場合がある。
Next, the second block will be described. In this second block, the developing
しかし、現像バイアスの制御範囲には、上述したような制限があるため、算出された現像バイアスは、所定の範囲内に抑える必要がある。これはトナー濃度が望ましい範囲内に無いことを意味し、そのままでは、現像バイアスを補正しても色味のバランスが保証されない虞れがある。 However, since the control range of the development bias is limited as described above, the calculated development bias needs to be suppressed within a predetermined range. This means that the toner density is not within a desirable range, and as it is, there is a possibility that even if the developing bias is corrected, the color balance is not guaranteed.
そこで、制御回路300 では、算出される現像バイアスが所定の範囲内に入るように、且つ現像バイアスのバランスを維持するように、該当する色の現像剤のトナー濃度を調整する必要がある。
Therefore, in the
まず、制御回路300 は、算出される各色の現像バイアスVdc(color)が、所定の範囲内、つまり目標電位の下限値であるVaverage−MIN(color)以上であり、且つ、目標電位の上限値であるVaverage−MAX(color)以下である場合には、決定されたトナー濃度の補正値であるTC補正値(color)を変更せず、そのまま使用する(ステップ221、222)。
First, the
また、上記制御回路300 は、算出される何れかの色の現像バイアスVdc(color)が、目標電位の下限値であるVaverage−MIN(color)未満である場合には、トナー濃度の補正値であるTC補正値(color)として、あらかじめ設定された補正ステップ数SAD2TC_COLOR_PLUSが加算され、トナー濃度が減少(トナーの帯電量が増加)する方向に修正され、結果として該当色の現像バイアスの値が上がる方向に制御する(ステップ223)。
In addition, the
さらに、上記制御回路300 は、算出される何れかの色の現像バイアスVdc(color)が、目標電位の上限値であるVaverage−MAX(color)を越えている場合には、トナー濃度の補正値であるTC補正値(color)として、あらかじめ設定された補正ステップ数SAD2TC_COLOR_MINUSが差し引かれ、結果としてトナー濃度が増加(トナーの帯電量が減少)する方向に修正され、結果として該当色の現像バイアスが下がる方向に制御する(ステップ224)。
Further, the
また、上記各色の現像装置41, 42, 43, 44で使用する現像剤の帯電特性が異なる場合がある。この実施の形態で使用する現像剤は、下記に示す特性を有している。
帯電特性 Y<C,K<M
単位トナー量の画像濃度(SAD) M,K<Y<C
In addition, the charging characteristics of the developers used in the developing
Charging characteristics Y <C, K <M
Image density (SAD) of unit toner amount M, K <Y <C
これは、マジェンタとブラックの現像剤は、濃度が非常に出し難く、イエローとシアンは、濃度が非常に出し易いことを意味している。そのため、現像バイアスの平均値Vaveに対してマジェンタとブラックが低い場合には、トナー濃度が更に高く制御され、トナー噴き出しが発生することが予想される。一方、現像バイアスの平均値Vaveに対してイエローとシアンが高い場合には、トナー濃度が更に低く制御され、オーガーマークが現れる可能性がある。そのため、現像バイアスの平均値Vaveに対して各色の現像電位をバランスよく制御することが望ましい。 This means that the density of magenta and black developers is very difficult to obtain, and that of yellow and cyan is very easy to produce. For this reason, when magenta and black are low with respect to the average value Vave of the developing bias, the toner density is controlled to be higher and toner ejection is expected to occur. On the other hand, when yellow and cyan are higher than the average value Vave of the developing bias, the toner density is controlled to be lower and an auger mark may appear. Therefore, it is desirable to control the development potential of each color in a balanced manner with respect to the average value Vave of the development bias.
そこで、この実施の形態では、図14に示すように、現像剤の特性を考慮した現像バイアスの目標範囲を設定することが非常に重要である。イエローおよびシアンの現像バイアスは、平均値Vaveに対して−18〜0Vの範囲内で13段階に、マジェンタおよびブラックの現像バイアスは、0V〜+18Vの範囲内で13段階に入るようにトナー濃度制御におけるTC補正値を調整することにより、環境が変動した場合でも、過剰なトナー濃度とならず、更にオーガーマークが発生しない画像形成装置を構成することが可能となっている。 Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 14, it is very important to set a target range of developing bias in consideration of developer characteristics. The toner density control is performed so that the yellow and cyan development biases are in 13 levels within the range of −18 to 0 V with respect to the average value Vave, and the magenta and black development biases are in 13 levels within the range of 0 V to +18 V. By adjusting the TC correction value in, it is possible to constitute an image forming apparatus in which an excessive toner density is not generated and an auger mark is not generated even when the environment changes.
さらに、この実施の形態では、追加されている機能として、現像バイアスの下限値Vaverage−MIN(color)を下回った場合には、トナー濃度が濃すぎると判断できるので、続く印字シーケンスで補給されるトナー量を極力減らすように設定し、トナーを補給しないように設定することで、極力速く現像バイアスが所定の範囲内に修正されるように構成されており、その結果、短時間で安定した画像が得られるようになっている(ステップ225)。 Furthermore, in this embodiment, as an added function, if the developing bias falls below the lower limit value Average-MIN (color), it can be determined that the toner density is too high, and therefore, it is replenished in the subsequent printing sequence. By setting the toner amount to be reduced as much as possible and not to replenish the toner, the development bias is corrected within a predetermined range as quickly as possible. Is obtained (step 225).
なお、上記実施の形態では、現像剤の現像特性等に応じて、イエローおよびシアンの現像バイアスは−18〜0Vの範囲内で、マジェンタおよびブラックの現像バイアスは0V〜+18・の範囲内で制御するように構成されているので、各色の現像剤の現像特性のバランスを維持しつつ、所定の範囲内に制御することが可能となっている。 In the above-described embodiment, the yellow and cyan development biases are controlled within the range of -18 to 0 V, and the magenta and black development biases are controlled within the range of 0 V to + 18 ·, depending on the development characteristics of the developer. Thus, it is possible to control within a predetermined range while maintaining the balance of the development characteristics of the developers of the respective colors.
次に、第3のブロックについて説明すると、この第3のブロックでは、トナー濃度の補正値の調整によって、比較されるトナー濃度の目標値(=初期のトナー濃度の目標値+TC補正値)と、第2の基準トナー像の読み値が大きくずれる場合がある。特に、トナー濃度を低下させるためにトナー濃度の補正値が大きく変更されるような場合には、その後にプリントされる画像が低濃度であると、トナーが殆ど消費されないので、トナー濃度が変化しない。そのため、更にトナー濃度の補正値が大きくなる方向に変更されてしまう虞れがある。 Next, the third block will be described. In this third block, the toner density target value to be compared (= initial toner density target value + TC correction value) is adjusted by adjusting the toner density correction value. There is a case where the reading value of the second reference toner image is largely deviated. In particular, when the correction value of the toner density is greatly changed in order to reduce the toner density, the toner density does not change because the toner is hardly consumed if the image printed thereafter is low density. . For this reason, there is a possibility that the toner density correction value may be further changed.
そこで、これを防止するため、まず、トナー濃度の補正値そのものに上下限値が設定されている。 Therefore, in order to prevent this, first, upper and lower limit values are set in the toner density correction value itself.
制御回路300 では、上記の如く決定されたトナー濃度のTC補正値(Color)が、補正値の下限値である−40未満である場合には、当該色のトナー濃度の補正値として、あらかじめ設定されたトナー濃度の補正値である−40(0xD8)が設定され(ステップ311、313)、トナー濃度のTC補正値(Color)が、補正値の上限値である112を越えている場合には、当該色のトナー濃度の補正値として、あらかじめ設定されたトナー濃度の補正値である112(0x70)が設定される(ステップ312、314)。
In the
さらに、この実施の形態では、次回のトナー濃度制御時に比較されるトナー濃度の目標値が、前回のトナーパッチの読み値と規定ステップ以上離れすぎないようにするために、フローチャート中のステップ321及び322の処理が行われる。 Furthermore, in this embodiment, in order to prevent the target value of the toner density to be compared at the next toner density control from being too far from the reading value of the previous toner patch by more than a predetermined step, Processing 322 is performed.
即ち、制御回路300 では、トナー濃度のTC補正値(Color)が、前回の基準トナー像の読み値と目標値の差に対して32を減算した値TCPach読み値−TGT値−32未満である場合には、当該色のトナー濃度の補正値TC補正値として、TCPach読み値−TGT値−32が採用される(ステップ321、323)。
That is, in the
また、制御回路300 では、トナー濃度のTC補正値(Color)が、前回の基準トナー像の読み値と目標値の差に対して32を加算した値TCPach読み値−TGT値+32を越える場合には、当該色のトナー濃度のTC補正値として、TCPach読み値−TGT値+32が採用される(ステップ322、324)。
Further, in the
その後、上記制御回路300 では、上記の如く決定されたトナー濃度の補正値であるTC補正値に基づいて、第2の基準トナー像の検出濃度を比較する目標値が補正される。
Thereafter, the
このように、上記実施の形態では、上述したように、制御回路300 において、第1の基準トナー像200 の検出濃度が目標濃度と比較され、現像バイアスの直流電圧Vdcの補正値が算出されるとともに、当該各色の現像バイアスの直流電圧Vdcの平均値Vaverageが算出される。上記制御回路300 では、図1に示すように、現像バイアスの平均値であるVaverageが、所定の範囲内つまり、目標電位の上限値であるSAD_AVE_TGT(%)+TARGET_H以下であり、且つ、目標電位の下限値であるSAD_AVE_TGT(%)+TARGET_L以上である場合には、トナー濃度の補正値であるTC補正値(Y)、TC補正値(M)、TC補正値(C)、TC補正値(K)を変更しない。
Thus, in the above-described embodiment, as described above, the
また、制御回路300 では、図1に示すように、現像バイアスの平均値であるaverageが、目標電位の上限値であるSAD_AVE_TGT(%)+TARGET_Hを越えているか、目標電位の下限値であるSAD_AVE_TGT(%)+TARGET_L未満である場合には、全色のトナー濃度の補正値として、あらかじめ設定されたマイナスの補正ステップ数SAD2TC_ALL_MINUS、又はあらかじめ設定されたプラスの補正ステップ数SAD2TC_ALL_PLUSが設定され、結果としてトナー濃度が増加(トナーの帯電量が低下)する方向、又はトナー濃度が減少(トナーの帯電量が増加)する方向に修正され、結果として現像バイアスの平均値が下がる方向又は上がる方向に制御される。
Further, in the
また、いずれか1つの現像装置41, 42, 43, 44でも現像バイアスの直流成分Vdcが下限値Vaverage−MIN(color)を下回るか、上限値Vaverage−MAX(color)を越えている場合には、該当色の補正値からあらかじめ設定された値SAD2TC_COLOR_PLUSを加算されるか、又はSAD2TC_COLOR_MINUSを減算されることにより、画像形成の際のトナー補給量が、結果としてトナー量が低下、又はトナー補給の休止、あるいはトナー量を増加する方向に制御され、結果として該当色の現像バイアスが上がる方向、又は下がる方向に制御される。
Further, in any one of the developing
さらに、上記の如く決定されたトナー濃度の補正値が、予め設定された下限値−40を下回った場合には、トナー濃度の補正値が−40に設定されるとともに、予め設定された上下値112を越えた場合には、トナー濃度の補正値が112設定される。 Further, when the toner density correction value determined as described above falls below a preset lower limit value −40, the toner density correction value is set to −40 and the preset upper and lower values are set. When the value exceeds 112, 112 is set as the toner density correction value.
また、上記の如く決定されたトナー濃度のTC補正値(Color)が、前回のトナーパッチの読み値と目標値の差に対して32を減算した値TCPach読み値−TGT値−32未満であるか、又は前回のトナーパッチの読み値と目標値の差に対して32を加算した値TCPach読み値−TGT値+32を越える場合には、当該色のトナー濃度の補正値TC補正値として、TCPach読み値−TGT値−32、又はTCPach読み値−TGT値+32が採用される。 Further, the TC correction value (Color) of the toner density determined as described above is a value obtained by subtracting 32 from the difference between the reading value of the previous toner patch and the target value, and less than TCPach reading value−TGT value−32. Or the value obtained by adding 32 to the difference between the reading value of the previous toner patch and the target value exceeds the TCPach reading value−TGT value + 32, the TCPach correction value TC correction value for the toner density of the corresponding color The reading value−TGT value−32 or the TCPach reading value−TGT value + 32 is adopted.
このように、上記の如く決定されたトナー濃度の補正値を、所定の範囲を越えた場合には、予め所定の値に制限するように構成されているので、第2の基準トナー像の検出濃度と比較される目標濃度が過剰に変更されるのを防止することができる。 As described above, when the toner density correction value determined as described above exceeds a predetermined range, the correction value is limited to a predetermined value in advance, so that the second reference toner image is detected. It is possible to prevent the target density compared with the density from being changed excessively.
そのため、上記実施の形態によれば、現像装置41, 42, 43, 44からのトナーの噴き出し等を確実に防止することができるとともに、現像バイアスの制御範囲が制限されている場合であっても、各色の濃度バランスを安定させることができ、プロセスブラックの色味の変化を抑えたり、画像の再現性を向上させることが可能となっている。
Therefore, according to the above-described embodiment, it is possible to reliably prevent the ejection of toner from the developing
実験例
次に、本発明者らは、富士ゼロックス(株)社製のプリンタ、製品名「DocuPrintC1616」を4台使用して、各種の環境下において、図1に示すような制御を実施し、各色の現像装置41, 42, 43, 44の現像バイアスの直流成分がどのように変化するかを確認する実験を行なった。
Experimental Example Next, the present inventors performed control as shown in FIG. 1 under various environments using four printers manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. and product name “DocuPrintC1616”. An experiment was conducted to confirm how the DC component of the developing bias of each
図15は上記実験例の結果を示すグラフである。 FIG. 15 is a graph showing the results of the above experimental example.
この図15から明らかなように、本発明を適用した場合には、いずれのプリンタにおいても、各色の現像装置41, 42, 43, 44の現像バイアスの直流成分が、上限値と下限値の間に入っており、現像装置41, 42, 43, 44からのトナーの噴き出し等を確実に防止することができるとともに、現像バイアスの制御範囲が制限されている場合であっても、各色の濃度バランスを安定させることができ、プロセスブラックの色味の変化を抑えたり、画像の再現性を向上させることができることがわかった。
As is apparent from FIG. 15, when the present invention is applied, in any printer, the DC component of the developing bias of each
なお、図15において、高温H/高湿Hは、温度28℃、相対湿度85%、中温N/中湿Nは、温度22℃、相対湿度55%、低温L/低湿Lは、温度10℃、相対湿度15%、中温N/低湿Lは、温度20℃、相対湿度10%、低温L/高湿H環境は、温度10℃、相対湿度85%、高温H/低湿L環境は、温度28℃、相対湿度30%の環境をそれぞれ示している。
In FIG. 15, high temperature H / high humidity H is a temperature of 28 ° C., relative humidity 85%, medium temperature N / medium humidity N is
100:光学濃度センサ、200:第1の基準トナー像、2010:第2の基準トナー像、300:制御回路。 100: optical density sensor, 200: first reference toner image, 2010: second reference toner image, 300: control circuit.
Claims (6)
前記第一および第二の基準トナー像の光学濃度を検出する濃度検出手段と、
前記第一の基準トナー像の濃度検出手段による検出濃度と第一の目標濃度との差に基づいて画像形成条件を算出する第1の算出手段と、
前記第二の基準トナー像の濃度検出手段による検出濃度と第二の目標濃度との差に基づいて二成分現像手段への現像剤の補給量を算出する第2の算出手段と、を備えた二成分現像剤を用いた画像形成装置において、
前記第一の基準トナー像の濃度検出手段による検出濃度と第一の目標濃度との差に基づいて、前記第一の算出手段によって算出された画像形成条件の値そのものが、所定の範囲を越えている場合に、当該画像形成条件の値そのものに基づいて前記第二の目標濃度を変更することにより、前記画像形成条件が所定の範囲に近づく方向に制御する制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 Forming means for forming first and second reference toner images on the image carrier;
Density detecting means for detecting the optical density of the first and second reference toner images;
First calculating means for calculating an image forming condition based on a difference between a density detected by the density detecting means of the first reference toner image and a first target density;
Second calculating means for calculating a replenishment amount of the developer to the two-component developing means based on the difference between the density detected by the density detecting means of the second reference toner image and the second target density. In an image forming apparatus using a two-component developer,
Based on the difference between the density detected by the density detection means of the first reference toner image and the first target density, the value of the image forming condition calculated by the first calculation means exceeds the predetermined range. And a control means for controlling the image forming condition in a direction approaching a predetermined range by changing the second target density based on the value of the image forming condition itself. Image forming apparatus.
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