JP4685502B2

JP4685502B2 - Electrophotographic equipment

Info

Publication number: JP4685502B2
Application number: JP2005122779A
Authority: JP
Inventors: 清文森本; 満徳山; 宏夫直井; 幸一竹ノ内
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2025-04-20
Also published as: JP2006301297A

Description

この発明は、電子写真装置およびその制御プログラムに関し、より詳細には、２成分現像を用いる電子写真装置の電子写真プロセスの制御に関する。 The present invention relates to an electrophotographic apparatus and a control program thereof, and more particularly to control of an electrophotographic process of an electrophotographic apparatus using two-component development.

２成分現像を用いる電子写真プロセスでは、非画像領域の感光体の表面電位と現像バイアス電位との差の電圧であるクリーニング電圧を適当な値に設定する必要がある。クリーニング電圧が小さすぎると、非画像領域にトナーが現像されるいわゆるカブリが生じ、クリーニング電圧が大きすぎると２成分現像剤のうちのキャリアが現像槽の外へこぼれ出る現象が起こりやすくなるからである。そこで、カブリが生じず、キャリアがこぼれ出ないように現像バイアス電位と感光体の非画像領域の表面電位が決定される。画像領域が感光体の露光された部分に対応する反転現像方式の電子写真装置において、非画像領域の表面電位は露光前の感光体の帯電電位に相当する。 In an electrophotographic process using two-component development, it is necessary to set the cleaning voltage, which is the difference between the surface potential of the photoreceptor in the non-image area and the development bias potential, to an appropriate value. If the cleaning voltage is too low, so-called fogging that causes the toner to be developed occurs in the non-image area. If the cleaning voltage is too high, the carrier of the two-component developer tends to spill out of the developing tank. is there. Therefore, the developing bias potential and the surface potential of the non-image area of the photoconductor are determined so that no fog occurs and carriers are not spilled. In a reversal development type electrophotographic apparatus in which an image area corresponds to an exposed portion of a photoreceptor, the surface potential of the non-image area corresponds to the charged potential of the photoreceptor before exposure.

適当なクリーニング電圧の設定値は、トナーとキャリアとの混合比に依存する。２成分現像では、トナーとキャリアとの混合比を所定の値にするように制御するが、この混合比の目標値であるトナー濃度基準値に応じてクリーニング電圧を設定する必要がある。特に、トナー濃度基準値を切り替えることによってトナーの消費量を変えるモード、いわゆるトナーセーブモードを備えた電子写真装置では、選択したトナー濃度基準値に応じて適当なクリーニング電圧に制御することが好ましい。 The appropriate setting value of the cleaning voltage depends on the mixing ratio of the toner and the carrier. In the two-component development, control is performed so that the mixing ratio of the toner and the carrier is a predetermined value, but it is necessary to set the cleaning voltage according to the toner density reference value that is the target value of the mixing ratio. In particular, in an electrophotographic apparatus having a mode in which the toner consumption is changed by switching the toner density reference value, that is, a so-called toner save mode, the cleaning voltage is preferably controlled to an appropriate cleaning voltage according to the selected toner density reference value.

また、クリーニング電圧は、トナーの帯電量に依存する。そして、トナーの帯電量は湿度とキャリアの劣化の程度に依存するので、これらの条件をも考慮することがより好ましい。
トナー濃度基準値とトナーの帯電量に応じて適当なクリーニング電圧を設定することのできる手法が望まれている。 The cleaning voltage depends on the charge amount of the toner. Since the charge amount of the toner depends on the humidity and the degree of deterioration of the carrier, it is more preferable to consider these conditions.
There is a demand for a method capable of setting an appropriate cleaning voltage in accordance with the toner density reference value and the toner charge amount.

この発明は、２成分現像におけるトナー濃度の目標値をトナー濃度基準値として設定するトナー濃度基準値設定部と、トナーの帯電量を推定するトナー帯電量推定部と、設定したトナー濃度基準値と推定した帯電量とに基づいて感光体の非画像部の表面電位と現像バイアス電位との差の電圧をクリーニング電圧として決定するクリーニング電圧決定部とを備える電子写真装置を提供する。 The present invention relates to a toner density reference value setting unit that sets a toner density target value in two-component development as a toner density reference value, a toner charge amount estimation unit that estimates a toner charge amount, and a set toner density reference value An electrophotographic apparatus is provided that includes a cleaning voltage determination unit that determines a difference voltage between a surface potential of a non-image portion of a photoreceptor and a developing bias potential as a cleaning voltage based on the estimated charge amount.

この発明の電子写真装置は、トナーの帯電量を推定するトナー帯電量推定部と、トナー濃度基準値と推定した帯電量とに基づいて感光体の非画像部の表面電位と現像バイアス電位との差の電圧をクリーニング電圧として決定するクリーニング電圧決定部とを備えるので、トナー濃度基準値とトナーの帯電量に応じて適当なクリーニング電圧を設定することができる。したがって、カブリが生じず、現像槽からキャリアがこぼれ出ることもないので、クリアな画質が得られ信頼性の高い電子写真装置が得られる。 The electrophotographic apparatus according to the present invention includes a toner charge amount estimation unit that estimates a toner charge amount, a toner density reference value, and an estimated charge amount. Since the cleaning voltage determining unit that determines the difference voltage as the cleaning voltage is provided, an appropriate cleaning voltage can be set according to the toner density reference value and the toner charge amount. Therefore, fog does not occur and carriers do not spill out of the developing tank, so that a clear image quality and a highly reliable electrophotographic apparatus can be obtained.

環境湿度を検知する湿度検知部をさらに備え、前記トナー帯電量推定部が、検知した湿度の値に基づいてトナーの帯電量を推測するようにしてもよい。このようにすれば、トナーの帯電量が湿度に依存する特性を利用し、湿度センサを用いた簡便な検知手段でトナーの帯電量を推測して適当なクリーニング電圧を求めることができる。 A humidity detection unit that detects environmental humidity may be further provided, and the toner charge amount estimation unit may estimate the toner charge amount based on the detected humidity value. In this way, by utilizing the characteristic that the charge amount of the toner depends on the humidity, it is possible to estimate the charge amount of the toner by a simple detection means using a humidity sensor and obtain an appropriate cleaning voltage.

さらに、現像剤の使用に伴うトナーの帯電量の変化を予め現像剤経時特性として記憶する現像剤経時特性記憶部をさらに備え、前記トナー帯電量推定部が、現像剤経時特性を考慮してトナーの帯電量を推定するようにしてもよい。このようにすれば、新しい現像剤に交換してからの累積攪拌時間あるいは累積コピー枚数からキャリアの劣化の程度を求め、キャリアの劣化に応じてトナーの帯電量を補正し、より適切なクリーニング電圧を求めることができる。 Further, a developer aging characteristic storage unit that previously stores a change in toner charge amount associated with the use of the developer as a developer aging characteristic is provided, and the toner charge amount estimation unit takes into account the developer aging characteristic. The charge amount may be estimated. In this way, the degree of carrier degradation is determined from the cumulative stirring time or cumulative number of copies after replacement with a new developer, the toner charge amount is corrected according to the carrier degradation, and a more appropriate cleaning voltage is obtained. Can be requested.

あるいは、最暗部画像に対する感光体の表面電位を制御する最暗部電位制御部と、現像バイアス電位を制御する現像電位制御部と、感光体表面のトナーの付着量を測定する付着量測定部とをさらに備え、前記最暗部電位制御部が最暗部画像領域を所定の表面電位に制御し、前記現像電位制御部が現像バイアス電位を所定の電位に制御して前記付着量測定部が前記電圧下で現像される最暗部画像へのトナーの付着量を測定し、前記トナー帯電量推定部が、測定したトナーの付着量をトナー付着量基準値と比較することによりトナーの帯電量を推測するようにしてもよい。このようにすれば、所定の条件で現像された最暗部画像へのトナーの付着量を測定することによってトナーの帯電量を推測することができ、推定したトナーの帯電量から適切なクリーニング電圧を求めることができる。 Alternatively, a darkest part potential control unit that controls the surface potential of the photosensitive member with respect to the darkest part image, a development potential control unit that controls the development bias potential, and an adhesion amount measurement unit that measures the adhesion amount of toner on the surface of the photosensitive member. Further, the darkest part potential control unit controls the darkest part image area to a predetermined surface potential, the development potential control unit controls the development bias potential to a predetermined potential, and the adhesion amount measurement unit is under the voltage. The toner charge amount on the darkest image to be developed is measured, and the toner charge amount estimation unit estimates the toner charge amount by comparing the measured toner adhesion amount with a toner adhesion amount reference value. May be. In this way, the charge amount of the toner can be estimated by measuring the amount of toner attached to the darkest image developed under a predetermined condition, and an appropriate cleaning voltage can be determined from the estimated charge amount of the toner. Can be sought.

さらに、前記付着量測定部が、反射型の光センサを備え感光体表面のトナー付着量を測定するようにしてもよい。このようにすれば、反射型の光センサを用いて所定の電圧下で現像される最暗部画像（いわゆるトナーパッチ）の濃度を反射型の光センサを用いる簡便な方法で測定し、測定結果を用いてトナーの帯電量を推測することができる。 Further, the adhesion amount measuring unit may include a reflection type optical sensor and measure the toner adhesion amount on the surface of the photosensitive member. In this way, the density of the darkest part image (so-called toner patch) developed under a predetermined voltage using the reflection type optical sensor is measured by a simple method using the reflection type optical sensor, and the measurement result is obtained. It can be used to estimate the charge amount of the toner.

さらにまた、トナー付着量の基準値を記憶する基準付着量記憶部をさらに備え、トナー付着量基準値が、前記最暗部電位制御部が最暗部画像を所定の表面電位に制御し、前記現像電位制御部が現像バイアス電位を所定の電位に制御して前記付着量測定部が前記電圧下で現像される最暗部画像へのトナー付着量を測定することによって設定され、基準付着量記憶部が、測定したトナー付着量を記憶するようにしてもよい。このようにすれば、例えば、工場出荷時に新しい現像剤で画質調整を行う際にトナー付着量の基準値を記憶させ、記憶させた基準値を用いて以降のクリーニング電圧の制御を行うことができるので、固定された値を基準値とする場合に比べて装置固有の特性に応じた基準値を得ることができ、より適切なクリーニング電圧を求めることができる。 Further, the image forming apparatus further includes a reference adhesion amount storage unit that stores a reference value of the toner adhesion amount, and the toner adhesion amount reference value controls the darkest part image to a predetermined surface potential by the darkest part potential control unit, and the development potential. The control unit controls the developing bias potential to a predetermined potential, and the adhesion amount measuring unit is set by measuring the toner adhesion amount to the darkest part image developed under the voltage, and the reference adhesion amount storage unit is The measured toner adhesion amount may be stored. In this way, for example, when adjusting the image quality with a new developer at the time of shipment from the factory, the reference value of the toner adhesion amount can be stored, and the cleaning voltage can be controlled thereafter using the stored reference value. Therefore, it is possible to obtain a reference value corresponding to the characteristic unique to the apparatus as compared with the case where a fixed value is used as the reference value, and to obtain a more appropriate cleaning voltage.

また、トナー濃度基準値とトナーの帯電量とに応じたクリーニング電圧の関係を示すクリーニング電圧テーブルをさらに備え、クリーニング電圧決定部が、クリーニング電圧テーブルを参照してトナー基準値とトナーの帯電量に応じたクリーニング電圧を決定するようにしてもよい。 In addition, a cleaning voltage table indicating a relationship between the cleaning voltage according to the toner density reference value and the toner charge amount is further provided, and the cleaning voltage determination unit refers to the cleaning voltage table to determine the toner reference value and the toner charge amount. A corresponding cleaning voltage may be determined.

また異なる観点から、この発明は、コンピュータを用いて電子写真装置のプロセスを制御する方法であって、２成分現像におけるトナー濃度の目標値をトナー濃度基準値として設定する工程と、トナーの帯電量を推定する工程と、設定したトナー濃度基準値と推定したトナーの帯電量とに基づいて感光体の非画像部の表面電位と現像バイアス電位との差の電圧を決定する工程とを備える方法を提供する。 From another point of view, the present invention is a method for controlling a process of an electrophotographic apparatus using a computer, the step of setting a target value of toner density in two-component development as a toner density reference value, and a charge amount of toner And a step of determining a difference voltage between the surface potential of the non-image portion of the photoreceptor and the developing bias potential based on the set toner density reference value and the estimated toner charge amount. provide.

さらにまた、この発明は、コンピュータを用いて電子写真装置のプロセスを制御する方法であって、２成分現像におけるトナー濃度の目標値をトナー濃度基準値として設定する工程と、感光体の最暗部画像の表面電位を所定の電位に制御する工程と、現像バイアス電位を所定の電位に制御する工程と、最暗部画像へ付着するトナーの付着量を測定する工程と、測定したトナー付着量をトナー付着量基準値と比較することにより、トナーの帯電量を推測する工程と、設定したトナー濃度基準値と推定したトナーの帯電量とに基づいて感光体の非画像部の表面電位と現像バイアス電位との差の電圧を決定する工程とを備える方法を提供する。 Furthermore, the present invention is a method of controlling a process of an electrophotographic apparatus using a computer, the step of setting a target value of toner density in two-component development as a toner density reference value, and the darkest part image of the photoreceptor A step of controlling the surface potential of the toner to a predetermined potential, a step of controlling the developing bias potential to a predetermined potential, a step of measuring the amount of toner adhering to the darkest image, and the amount of toner adhering measured to the toner adhering The surface potential of the non-image portion of the photoconductor and the developing bias potential based on the step of estimating the toner charge amount by comparing with the amount reference value, and the set toner density reference value and the estimated toner charge amount Determining the difference voltage.

以下、図面に示す実施形態に基づいてこの発明をさらに詳述する。なお、これによってこの発明は限定を受けるものではない。
＜電子写真装置の態様＞
図２は、この発明に係る電子写真装置において、感光体ドラムの周囲に配置された電子写真プロセスの各部を模式的に示した説明図である。図２に示す感光体ドラム３の露光はレーザ発光素子４２を用いている。図２で、鎖線で囲まれた枠内はレーザ光学系を構成するレーザ走査ユニット１である。半導体レーザ４２から発射されたレーザビームは、ビームを平行光にするための図示しないコリメータレンズ、シリンドリカルレンズを経て、回転するポリゴンミラー４４の多面体を構成する反射鏡に反射し、スキャンビームとなった後にｆΘレンズ４５、シリンドリカルミラー５５を経て感光体表面に照射される。そして、図示しない感光体駆動モータによって回転駆動される感光体ドラム３の表面上に、感光体の回転軸と平行な方向、即ち主走査方向に走査されたたレーザビームが照射される。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on embodiments shown in the drawings. The present invention is not limited thereby.
<Mode of electrophotographic apparatus>
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing each part of the electrophotographic process arranged around the photosensitive drum in the electrophotographic apparatus according to the present invention. For the exposure of the photosensitive drum 3 shown in FIG. In FIG. 2, a frame surrounded by a chain line is a laser scanning unit 1 constituting a laser optical system. The laser beam emitted from the semiconductor laser 42 passes through a collimator lens and a cylindrical lens (not shown) for making the beam into parallel light, and is reflected by the reflecting mirror constituting the polyhedron of the rotating polygon mirror 44 to become a scan beam. Later, the surface of the photoreceptor is irradiated through the fΘ lens 45 and the cylindrical mirror 55. Then, a laser beam scanned in the direction parallel to the rotation axis of the photosensitive member, that is, the main scanning direction is irradiated on the surface of the photosensitive drum 3 that is rotationally driven by a photosensitive member driving motor (not shown).

像担持体である感光体ドラム３の周囲には、感光体の表面を帯電させる帯電ステーションとしての帯電ローラ５と帯電ローラ５に帯電のための電圧を印加する帯電電源６１、レーザ光学系を経たレーザビームを感光体表面に照射して画像に対応した静電潜像を形成する露光ステーション、現像器２内に配置されて静電潜像の各像領域の電位に応じて感光体表面にトナーを付着させる現像ローラ２Ａから構成される現像ステーション、現像ローラにバイアス電圧を供給するバイアス電圧印加部としての現像バイアス電源６２、静電潜像に送りタイミングを同期させて感光体ドラム３と同速度で搬送されるシート６０にトナーを転写させるための接触転写部材である転写ローラ６と転写ローラに転写電圧を印加する転写電源６３、転写後の感光体表面に光を照射して感光体の電気抵抗を下げ感光体表面の電荷を放電させる除電ランプ５９、感光体ドラム３の表面に接触するクリーニング部材によって表面に残留する未転写トナー等を除去するクリーナユニット４が配置されている。
転写部で感光体表面からのトナーが転写されたシート６０は、図示しない定着部で加熱されてシート上のトナーが溶融され、トナーがシート６０に定着された後に装置外へ排出される。 Around the photosensitive drum 3 as an image bearing member, a charging roller 5 as a charging station for charging the surface of the photosensitive member, a charging power supply 61 for applying a charging voltage to the charging roller 5, and a laser optical system are passed. An exposure station that irradiates the surface of the photosensitive member with a laser beam to form an electrostatic latent image corresponding to the image, and is disposed in the developing device 2 so that toner is applied to the surface of the photosensitive member in accordance with the potential of each image area of the electrostatic latent image. A developing station composed of a developing roller 2A to which the toner is applied, a developing bias power supply 62 as a bias voltage applying unit for supplying a bias voltage to the developing roller, and the same speed as the photosensitive drum 3 by synchronizing the feeding timing to the electrostatic latent image A transfer roller 6 that is a contact transfer member for transferring toner to the sheet 60 conveyed by the transfer, a transfer power source 63 that applies a transfer voltage to the transfer roller, and a photoconductor after transfer. A neutralizing lamp 59 for irradiating the surface with light to lower the electrical resistance of the photoreceptor and discharging the charge on the surface of the photoreceptor, and a cleaner for removing untransferred toner and the like remaining on the surface by a cleaning member in contact with the surface of the photoreceptor drum 3 Unit 4 is arranged.
The sheet 60 onto which the toner from the surface of the photoreceptor has been transferred by the transfer unit is heated by a fixing unit (not shown) to melt the toner on the sheet, and after the toner is fixed to the sheet 60, the sheet 60 is discharged out of the apparatus.

現像器２の内部には、現像ローラ２Ａの周面に対向してトナー濃度センサ６５が配置されており、現像ローラ２Ａの表面に沿って搬送され感光体ドラム３の静電潜像を現像する現像剤のトナーとキャリアとの混合比であるトナー濃度を検知する。トナーホッパ６７は、その内部にトナーを収容し、現像によって感光体に付着したトナーに見合う量を供給してトナー濃度を目標の混合比であるトナー濃度基準値に保つようにする。トナーの補給は、図示しないトナー補給モータを駆動することによって表面にスポンジ状の孔を有するトナー供給ローラ６８を回転させ、孔部に入ったトナーを現像器２の内部へ落下させることにより行われる。 A toner density sensor 65 is disposed inside the developing device 2 so as to face the peripheral surface of the developing roller 2A, and is conveyed along the surface of the developing roller 2A to develop the electrostatic latent image on the photosensitive drum 3. The toner density, which is the mixing ratio between the developer toner and the carrier, is detected. The toner hopper 67 contains toner therein, supplies an amount corresponding to the toner attached to the photoconductor by development, and keeps the toner density at a toner density reference value that is a target mixing ratio. Toner is replenished by driving a toner replenishing motor (not shown) to rotate a toner supply roller 68 having a sponge-like hole on the surface and dropping the toner in the hole into the developing device 2. .

また、トナーパッチ濃度センサ７は、現像器２の下流側に設けられた反射型のフォトセンサであり、画像領域が現像器２で現像されることによって感光体の表面に付着したトナーの付着量を、感光体表面からの反射光の強さとして測定するためのセンサである。感光体表面にトナーが付着していないときは、反射光が最も強く、トナーの付着量が多いほど反射光が弱い。トナーパッチ濃度センサ７にはトナーの付着量に応じた電流が流れ、これを電圧に変換してトナー付着量を得ることができる。 The toner patch density sensor 7 is a reflection type photosensor provided on the downstream side of the developing device 2, and the amount of toner attached to the surface of the photoreceptor when the image area is developed by the developing device 2. Is a sensor for measuring the intensity of reflected light from the surface of the photoreceptor. When toner is not attached to the surface of the photoreceptor, the reflected light is the strongest, and the greater the amount of toner attached, the weaker the reflected light. A current corresponding to the toner adhesion amount flows through the toner patch density sensor 7 and can be converted into a voltage to obtain the toner adhesion amount.

＜プロセス制御手段の構成＞
次に、図２の電子写真方式の画像形成装置において、感光体ドラム３の周囲に配置された電子写真プロセスの各部を制御するための各部の機能的な構成について説明する。ただし、図３の画像形成装置も、制御ブロックが、感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのそれぞれについて存在し、帯電ステーションと露光ステーションに使用する素子が異なるだけで、本願発明の適用は、当業者にとって明らかである。図１は、この発明に係る電子写真装置において、電子写真プロセスの各部の制御に関する機能的なブロックの構成を示すブロック図である。図１に示すように、画像形成開始指示部８０は画像形成制御部８１に画像形成の指示を送るブロックである。画像形成開始指示部８０は、例えば、コピアの場合は操作パネルに設けられたコピースタートキーをユーザーが押下したことを検出するプログラムであってもよい。前記プログラムは、操作部の制御用ＣＰＵによって実行されてもよい。あるいは、ホストからの印字データを受信してプリントデータの印字を開始するプログラムであってもよい。 <Configuration of process control means>
Next, in the electrophotographic image forming apparatus shown in FIG. 2, the functional configuration of each part for controlling each part of the electrophotographic process arranged around the photosensitive drum 3 will be described. However, the image forming apparatus of FIG. 3 also has a control block for each of the photosensitive drums 3a, 3b, 3c, and 3d, and only the elements used for the charging station and the exposure station are different. It will be apparent to those skilled in the art. FIG. 1 is a block diagram showing a functional block configuration relating to control of each part of an electrophotographic process in the electrophotographic apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the image formation start instruction unit 80 is a block that sends an image formation instruction to the image formation control unit 81. For example, in the case of a copier, the image formation start instruction unit 80 may be a program that detects that the user has pressed a copy start key provided on the operation panel. The program may be executed by a control CPU of the operation unit. Alternatively, it may be a program that receives print data from the host and starts printing the print data.

前記プログラムは、制御用ＣＰＵによって実行されてもよい。画像形成開始指示部８０から画像形成指示を受けた画像形成制御部８１は、画像形成に関係する各ブロック、例えば、画像データ処理部８３、ポリゴンミラー駆動回路８５、感光体駆動モータ制御部３７、帯電電源６１、現像バイアス電源６２、転写電源６３、除電ランプ５９、転写ローラ駆動モータ制御部３７などを制御して画像形成に係る電子写真プロセスを実行する。帯電電源６１、現像バイアス電源６２、転写電源６３、除電ランプ５９は、図２に対応する。また、画像形成制御部８１は、湿度検知部である湿度センサ６４によって湿度を検知する。画像形成制御部８１は、画像形成装置を制御するためプログラムを制御用ＣＰＵが実行することによって実現されてもよい。画像形成部の詳細な構成については、さらに後述する。 The program may be executed by a control CPU. Upon receiving an image formation instruction from the image formation start instructing unit 80, the image formation control unit 81 receives each block related to image formation, for example, an image data processing unit 83, a polygon mirror drive circuit 85, a photoreceptor drive motor control unit 37, The charging power supply 61, the developing bias power supply 62, the transfer power supply 63, the charge removal lamp 59, the transfer roller drive motor control unit 37, and the like are controlled to execute an electrophotographic process related to image formation. The charging power supply 61, the developing bias power supply 62, the transfer power supply 63, and the charge removal lamp 59 correspond to FIG. Further, the image formation control unit 81 detects humidity by a humidity sensor 64 that is a humidity detection unit. The image formation control unit 81 may be realized by a control CPU executing a program for controlling the image forming apparatus. The detailed configuration of the image forming unit will be described later.

画像データ生成部８２は、コピーの場合はスキャナで読み取った画像データを処理して印字すべき画像データを生成するブロックである。プリンタの場合は、ホストから受信した印字データを展開して印字すべき画像データを生成するブロックである。画像データ処理部８３は、画像データ生成部８２で生成された画像データを処理してレーザ発光素子４２を発光させる信号として出力するブロックである。画像データ処理部８３は、画像の階調に対応してレーザ発光素子４２を発光させる強度を画像モードなどの条件に応じて決定する露光階調選択部としての機能を含む。レーザ駆動回路８４は、画像データ処理部８３からのデジタル表現のオン／オフおよび発光強度情報に応じて、レーザ発光素子４２を駆動する。レーザ駆動は、発光強度に応じて駆動電流、即ちレーザパワーを連続的に変化させてもよいが、時分割駆動を行って発光強度に応じたデューティー制御を行い、時間的平均のレーザパワーを制御してもよく、あるいは両者を組み合わせた駆動方式であってもよい。ポリゴンミラー駆動回路８５は、ポリゴンミラー駆動モータ４６を起動／停止させる。感光体駆動モータ制御部３７は、感光体駆動モータ５６の起動／停止および回転速度を制御する。 The image data generation unit 82 is a block that generates image data to be printed by processing the image data read by the scanner in the case of copying. In the case of a printer, this is a block that develops print data received from the host and generates image data to be printed. The image data processing unit 83 is a block that processes the image data generated by the image data generation unit 82 and outputs it as a signal for causing the laser light emitting element 42 to emit light. The image data processing unit 83 includes a function as an exposure gradation selection unit that determines the intensity at which the laser light emitting element 42 emits light corresponding to the gradation of the image according to conditions such as the image mode. The laser drive circuit 84 drives the laser light emitting element 42 in accordance with the on / off of digital representation and the light emission intensity information from the image data processing unit 83. In laser drive, the drive current, that is, the laser power may be continuously changed according to the emission intensity, but the time-sharing drive is performed to perform duty control according to the emission intensity to control the temporal average laser power. Alternatively, a driving method in which both are combined may be used. The polygon mirror drive circuit 85 starts / stops the polygon mirror drive motor 46. The photoconductor drive motor control unit 37 controls the start / stop and rotation speed of the photoconductor drive motor 56.

また、画像形成制御部８１は、帯電電源６１、現像バイアス電源６２、転写電源６３を制御して、それぞれ所定のタイミングでオン／オフすると共に、オン時において、選択された画像モード、経時変化に対する補正あるいは湿度に対する補正などから決定される大きさの電圧を出力させる。 Further, the image formation control unit 81 controls the charging power supply 61, the developing bias power supply 62, and the transfer power supply 63 to turn on / off at predetermined timings respectively. A voltage having a magnitude determined by correction or correction for humidity is output.

さらに、画像形成制御部８１は、除電ランプ５９を所定のタイミングでオン／オフし、転写ローラ駆動モータ制御部３８は、転写ローラ駆動モータ１３の起動／停止および回転速度を制御する。 Further, the image formation control unit 81 turns on / off the static elimination lamp 59 at a predetermined timing, and the transfer roller drive motor control unit 38 controls the start / stop and the rotation speed of the transfer roller drive motor 13.

＜画像形成制御部の構成＞
画像形成制御部８１の機能の中で、とくにこの発明に関連する部分を内部ブロックとして示している。以下、画像形成制御部８１の内部ブロックについて説明する。
トナー濃度基準値設定部６９は、現像器２内の現像剤のトナー濃度の目標値であるトナー濃度基準値を設定するブロックである。特に、トナーの消費量を変えるモード、いわゆるトナーセーブモードを有し、トナー濃度基準値の切り替えることによってトナーセーブモードを実現する方式の電子写真装置では、使用者によって設定されたトナーセーブモードの状態に応じてトナー濃度基準値設定部６９がトナー濃度基準値を切り替える。 <Configuration of Image Formation Control Unit>
Of the functions of the image forming control unit 81, the part particularly related to the present invention is shown as an internal block. Hereinafter, an internal block of the image formation control unit 81 will be described.
The toner density reference value setting unit 69 is a block for setting a toner density reference value that is a target value of the toner density of the developer in the developing device 2. In particular, in an electrophotographic apparatus having a mode for changing the amount of toner consumption, a so-called toner save mode, and realizing the toner save mode by switching the toner density reference value, the state of the toner save mode set by the user Accordingly, the toner density reference value setting unit 69 switches the toner density reference value.

トナー帯電量推定部７１は、トナーの帯電量を推定するブロックである。トナーの帯電量は、いくつかの方法で推定することができる。例えば、トナーの帯電量が環境湿度に大きく依存する特性を有することから、湿度センサ６４で環境湿度を検知した結果から湿度を求め、湿度に応じてトナーの帯電量を推定することができる。湿度検知部７２は、湿度センサの出力から湿度の値を求める。湿度に応じたトナーの帯電量をデータテーブルとして予め準備しておき、トナー帯電量推定部７１が、湿度検知部７２から環境湿度の値を取得し、取得した湿度の値で前記データテーブルを参照してトナー帯電量の推定値を求めることによりトナーの帯電量推定部７１の機能が実現できる。 The toner charge amount estimation unit 71 is a block that estimates the toner charge amount. The toner charge amount can be estimated by several methods. For example, since the charge amount of the toner has a characteristic that greatly depends on the environmental humidity, the humidity is obtained from the result of detecting the environmental humidity by the humidity sensor 64, and the charge amount of the toner can be estimated according to the humidity. The humidity detector 72 obtains a humidity value from the output of the humidity sensor. The toner charge amount corresponding to the humidity is prepared in advance as a data table, and the toner charge amount estimation unit 71 acquires the environmental humidity value from the humidity detection unit 72, and refers to the data table with the acquired humidity value. Thus, the function of the toner charge amount estimation unit 71 can be realized by obtaining the estimated value of the toner charge amount.

クリーニング電圧テーブル７８は、トナー濃度基準値とトナーの帯電量とに応じて好ましいクリーニング電圧を与えるデータテーブルである。クリーニング電圧決定部７０は、トナー濃度基準値設定部６９からトナー濃度基準値を取得し、トナー帯電量推定部７１からトナーの帯電量の推定値を取得し、取得したトナー濃度基準値ならびにトナー帯電量の推定値でクリーニング電圧テーブル７８を参照して、クリーニング電圧を取得する。 The cleaning voltage table 78 is a data table that provides a preferable cleaning voltage in accordance with the toner density reference value and the toner charge amount. The cleaning voltage determination unit 70 acquires the toner concentration reference value from the toner concentration reference value setting unit 69, acquires the estimated toner charge amount from the toner charge amount estimation unit 71, and acquires the acquired toner concentration reference value and the toner charge. The cleaning voltage is obtained by referring to the cleaning voltage table 78 with the estimated amount.

最暗部電位制御部７６は、画像の最暗部に対応する感光体ドラム３の表面電位を制御する。最暗部画像の表面電位は、帯電電源６１による感光体の帯電電位と、レーザ発光素子４２の発光強度とに依存する。現像電位制御部７１は、現像バイアス電源６２によって現像ローラ２Ａに印加する現像バイアス電位を制御する。 The darkest part potential control unit 76 controls the surface potential of the photosensitive drum 3 corresponding to the darkest part of the image. The surface potential of the darkest image depends on the charging potential of the photosensitive member by the charging power source 61 and the light emission intensity of the laser light emitting element 42. The development potential controller 71 controls the development bias potential applied to the development roller 2A by the development bias power source 62.

図３は、感光体ドラム３の帯電電位、各画像の階調に対する表面電位および現像バイアス電位の関係を示すグラフである。図３（ａ）は、帯電電源６１の電圧が印加された帯電ローラ５によって感光体ドラム３の表面が帯電し、帯電後の表面電位、即ち帯電電位がＶｇであることを示す。図３に示す例では、Ｖｇの値は−６００Ｖである。レーザ発光素子４２は、画像の濃度に応じた発光強度で感光体ドラム３の表面を露光する。レーザ発光素子４２で露光された部分は、発光強度に応じた表面電位に降下する。図３（ｂ）は、画像の明部から暗部にかけての各階調の表面電位の例を示す。なお、面積階調の手法を用いた場合は、その領域の平均の表面電位である。図３（ｂ）に示すように、非画像領域は帯電電位に等しく、暗部になるにつれて強い発光強度で露光されて表面電位が０Ｖに近づく。最高の発光強度で露光した場合、表面電位は−５０Ｖで飽和する。図３（ｃ）は、現像バイアス電位Ｖｂおよびクリーニング電圧ΔＶを示す。図３（ｃ）の例では、現像バイアス電位Ｖｂは−５００Ｖであり、従って、クリーニング電圧ΔＶは、帯電電位Ｖｇと現像バイアス電位Ｖｂとの差の電圧の−１００Ｖである。差異暗部電位制御部は、帯電電源６１の出力電圧とレーザ駆動回路８４を制御することにより、帯電電位Ｖｇとレーザの発光強度を設定する。現像電位制御部７７は、現像バイアス電源６２を制御して現像バイアス電位Ｖｂを設定する。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the charging potential of the photosensitive drum 3, the surface potential with respect to the gradation of each image, and the developing bias potential. FIG. 3A shows that the surface of the photosensitive drum 3 is charged by the charging roller 5 to which the voltage of the charging power supply 61 is applied, and the surface potential after charging, that is, the charging potential is Vg. In the example shown in FIG. 3, the value of Vg is −600V. The laser light emitting element 42 exposes the surface of the photosensitive drum 3 with a light emission intensity corresponding to the image density. The portion exposed by the laser light emitting element 42 drops to a surface potential corresponding to the light emission intensity. FIG. 3B shows an example of the surface potential of each gradation from the bright part to the dark part of the image. When the area gradation method is used, the average surface potential of the region is used. As shown in FIG. 3B, the non-image area is equal to the charging potential, and the surface potential approaches 0 V by being exposed with a strong light emission intensity as it becomes a dark part. When exposed at the highest emission intensity, the surface potential is saturated at -50V. FIG. 3C shows the developing bias potential Vb and the cleaning voltage ΔV. In the example of FIG. 3C, the development bias potential Vb is −500 V, and therefore the cleaning voltage ΔV is −100 V, which is the voltage difference between the charging potential Vg and the development bias potential Vb. The difference dark part potential control unit controls the output voltage of the charging power source 61 and the laser driving circuit 84 to set the charging potential Vg and the laser emission intensity. The development potential control unit 77 controls the development bias power source 62 to set the development bias potential Vb.

現像剤経時特性記憶部７３は、現像器２に新規の現像剤が投入されてからの使用の長さに伴うトナー帯電量の変化の特性を記憶する。現像剤の使用の長さは、例えば、現像剤投入後の累積コピー枚数として表すことができ、累積コピー枚数に対してトナーの帯電量の補正率を与えるものでもよい。あるいは、現像剤の使用の長さを現像剤投入後の累積攪拌時間として表し、累積攪拌時間に対してトナーの帯電量の補正率を与えるものでもよい。 The developer aging characteristic storage unit 73 stores a change characteristic of the toner charge amount with the length of use after a new developer is introduced into the developing device 2. The length of use of the developer can be expressed as, for example, the cumulative number of copies after the developer has been added, and may provide a toner charge amount correction factor with respect to the cumulative number of copies. Alternatively, the length of use of the developer may be expressed as the cumulative stirring time after adding the developer, and the toner charge amount correction rate may be given with respect to the cumulative stirring time.

図９は、図１に示す現像剤経時特性記憶部の特性の一例を示すグラフである。図９（ａ）は、累積コピー枚数に対するトナー帯電量補正率の特性を示す。図９（ｂ）は、累積攪拌時間に対するトナー帯電量補正率の特性を示す。図９（ａ）あるいは図９（ｂ）に示すように、トナーの帯電量は使用と共に減少する。 FIG. 9 is a graph illustrating an example of characteristics of the developer aging characteristics storage unit illustrated in FIG. FIG. 9A shows the characteristic of the toner charge amount correction rate with respect to the cumulative number of copies. FIG. 9B shows the characteristics of the toner charge amount correction rate with respect to the cumulative stirring time. As shown in FIG. 9A or 9B, the toner charge amount decreases with use.

トナー帯電量推定部７１は、トナーの帯電量が使用と共に減少する特性を考慮し、例えば、累積コピー枚数からトナーの帯電量の推定値を補正するようにしてもよい。この場合、前述の手順で湿度に応じたトナー帯電量の推測値を求め、現像剤経時特性記憶部７３を参照して補正率を求め、求めた補正率でトナー帯電量の推測値を補正すればよい。 The toner charge amount estimation unit 71 may correct the estimated value of the toner charge amount from, for example, the cumulative number of copies in consideration of the characteristic that the toner charge amount decreases with use. In this case, an estimated value of the toner charge amount corresponding to the humidity is obtained by the above-described procedure, a correction rate is obtained by referring to the developer aging characteristic storage unit 73, and the estimated value of the toner charge amount is corrected by the obtained correction rate. That's fine.

前述のように、湿度検知部７２と現像剤経時特性記憶部７３の機能を用いてトナーの帯電量を推定する方法がトナーの帯電量を推定する具体的な手法の一例である。図１で湿度検知部７２と現像剤経時特性記憶部７３を破線で囲んでいるのは、両者が、この手法を用いる場合に必要なブロックであることを示すためである。換言すれば、異なる手法でトナー帯電量を推定する場合、両者が不要な場合がある。 As described above, the method of estimating the toner charge amount using the functions of the humidity detection unit 72 and the developer aging characteristic storage unit 73 is an example of a specific method for estimating the toner charge amount. The reason why the humidity detection unit 72 and the developer aging characteristic storage unit 73 are surrounded by broken lines in FIG. 1 is to indicate that both are necessary blocks when this method is used. In other words, when the toner charge amount is estimated by different methods, both may be unnecessary.

トナー帯電量の推定値を求める異なる手法として、最暗部画像の表面電位と現像バイアス電位を所定の値に制御し、この状態で最暗部画像の濃度を与えるトナーパッチを現像してトナーパッチの濃度を測定し、予め記憶された基準値と比較してトナーの帯電量を推測する方法がある。付着量測定部７４は、前述したトナーパッチを作成してそのトナーパッチの濃度を測定するブロックである。付着量測定部７４は、レーザ発光素子４２を発光させて感光体ドラム３にパッチパターンを形成し、パッチパターンが現像器２で現像されてトナーパッチ濃度センサ７を通過するタイミングで出力を読み取って感光体の表面に付着したトナーパッチ濃度を測定する。また、基準付着量記憶部７５は、付着量測定部７４がトナーパッチの濃度を測定するのと同一条件下で基準帯電量ρ₀のトナーのトナーパッチの濃度を測定した場合の濃度Ｉ₀を基準値として記憶するブロックである。基準値は、定数としてＲＯＭに記憶してもよいが、例えば、製造工程の画質調整段階で実際にトナーパッチを作成してトナーパッチの濃度を測定し、記憶するようにしてもよい。基準付着量記憶部７５は、基準のトナーパッチの濃度とともに、基準のトナー帯電量ρ₀が得られた湿度の値を基準付着記憶部７５に記憶するようにする。基準のトナーパッチ濃度を湿度の値と共に記憶すれば、図８（ａ）に示すデータテーブルを参照して記憶した湿度に対するトナー帯電量ρ₀を得ることができ、後述するようにトナーパッチの濃度を測定し、予め記憶された基準値としてのＩ₀とρ₀からトナー帯電量ρを推定することができる。 As a different method for obtaining an estimated value of the toner charge amount, the surface potential and the developing bias potential of the darkest part image are controlled to predetermined values, and the toner patch that gives the density of the darkest part image is developed in this state to develop the toner patch density. There is a method for estimating the charge amount of the toner by comparing the measured value with a reference value stored in advance. The adhesion amount measuring unit 74 is a block that creates the toner patch described above and measures the density of the toner patch. The adhesion amount measuring unit 74 emits the laser light emitting element 42 to form a patch pattern on the photosensitive drum 3, and reads the output at a timing when the patch pattern is developed by the developing device 2 and passes through the toner patch density sensor 7. The toner patch density adhered to the surface of the photoreceptor is measured. Further, the reference adhesion amount storage unit 75 stores the density I ₀ when the toner patch density of the reference charge amount ρ ₀ is measured under the same conditions as the adhesion amount measurement unit 74 measures the toner patch density. It is a block stored as a reference value. The reference value may be stored in the ROM as a constant. For example, the toner patch may be actually created at the image quality adjustment stage of the manufacturing process, and the density of the toner patch may be measured and stored. The reference adhesion amount storage unit 75 stores the humidity value at which the reference toner charge amount ρ ₀ is obtained in the reference adhesion storage unit 75 together with the density of the reference toner patch. If the reference toner patch density is stored together with the humidity value, the toner charge amount ρ ₀ with respect to the stored humidity can be obtained by referring to the data table shown in FIG. 8A. The toner charge amount ρ can be estimated from I ₀ and ρ ₀ as reference values stored in advance.

以上が、トナーの帯電量を推定する手法の異なる一例である。図１で付着量測定部７４と基準付着量記憶部７５を破線で囲んでいるのは、両者が、この手法を用いる場合に必要なブロックであることを示すためである。換言すれば、これとは異なる手法でトナー帯電量を推定する場合、両者が不要な場合がある。 The above is an example of a different method for estimating the charge amount of toner. The reason why the adhesion amount measuring unit 74 and the reference adhesion amount storage unit 75 are surrounded by broken lines in FIG. 1 is to show that both are necessary blocks when this method is used. In other words, when the toner charge amount is estimated by a method different from this, both may be unnecessary.

＜画像形成制御部の処理手順＞
次に、画像形成制御部８１のうちのいくつかのブロックが実行する処理の手順について説明する。 <Processing Procedure of Image Formation Control Unit>
Next, a procedure of processing executed by some blocks of the image formation control unit 81 will be described.

図４は、図１に示すトナー帯電量推定部７１が環境湿度と現像剤の累積コピー枚数に基づいてトナー帯電量の推定値を求める処理の一例を示すフローチャートである。図４に示すように、トナー帯電量推定部７１は、湿度検知部７２から湿度の値を取得する（ステップＳ１１）。そして、データテーブルを参照し、ステップＳ１１で取得した湿度の値からトナー帯電量の推定値を取得する（ステップＳ１３）。 FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a process in which the toner charge amount estimation unit 71 illustrated in FIG. 1 obtains an estimated value of the toner charge amount based on the environmental humidity and the cumulative number of copies of the developer. As illustrated in FIG. 4, the toner charge amount estimation unit 71 acquires a humidity value from the humidity detection unit 72 (step S <b> 11). Then, referring to the data table, an estimated value of the toner charge amount is acquired from the humidity value acquired in step S11 (step S13).

図８は、図１に示す画像形成制御部が有するテータテーブルの一例を示す説明図である。図８（ａ）は、湿度に対する帯電量の推定値を与えるデータテーブルの一例である。例えば、トナー濃度基準値が５．０％の場合、データテーブルから得られるトナー帯電量の推測値は１６マイクロ・クーロン／グラム（μＣ／g）である。 FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of a data table included in the image formation control unit illustrated in FIG. 1. FIG. 8A is an example of a data table that provides an estimated value of the charge amount with respect to humidity. For example, when the toner density reference value is 5.0%, the estimated toner charge amount obtained from the data table is 16 microcoulomb / gram (μC / g).

続いて、トナー帯電量推定部７１は、現像剤経時特性記憶部７３からその時点の累積コピー枚数に応じたトナー帯電量の補正率を求める（ステップＳ１５）。例えば、図９（ａ）に示すように、累積コピー枚数が２５，０００枚である場合、トナー帯電量補正率の０．８４が得られる。なお、現像剤経時特性記憶部７３が具体的に保持するのはデータテーブルであって、その値を必要に応じて補完し、累積コピー枚数に応じた補正率を求める。 Subsequently, the toner charge amount estimation unit 71 obtains a correction rate of the toner charge amount according to the cumulative number of copies at that time from the developer aging characteristic storage unit 73 (step S15). For example, as shown in FIG. 9A, when the cumulative number of copies is 25,000, a toner charge amount correction rate of 0.84 is obtained. The developer aging characteristic storage unit 73 specifically holds a data table, which is supplemented as necessary to obtain a correction rate according to the cumulative number of copies.

そして、トナー帯電量の推測値に補正率を適用して補正されたトナー帯電量を求める（ステップＳ１７）。前述のトナー帯電量の推測値１６μＣ／gに補正率の０．８４を適用すると、最終的なトナー帯電量の推測値として１３μＣ／gが得られる。 Then, a corrected toner charge amount is obtained by applying a correction rate to the estimated value of the toner charge amount (step S17). When a correction factor of 0.84 is applied to the aforementioned estimated toner charge amount of 16 μC / g, 13 μC / g is obtained as the final estimated toner charge amount.

図５は、図１に示すトナー帯電量推定部７１が、トナーパッチの濃度を測定してトナーの帯電値を求める処理の一例を示すフローチャートである。図５に示すように、付着量測定部７４は、最暗部電位制御部７６によって所定の帯電電位Ｖｇ₀とレーザ発光強度の下にトナーパッチを作成し、所定の現像電位Ｖ_b0で現像する。ここで、トナーパッチの表面電位は、図３に示す飽和電位−５０Ｖが得られるような設定である。現像電位Ｖ_b0は、例えば、−３２５Ｖである。Ｖ_b0が通常の画像形成時の現像電位よりも高いので、トナーパッチの濃度は飽和状態になく、ハーフトーンである。そして、付着量測定部７４は、現像したトナーパッチの濃度を測定する（ステップＳ２１）。トナー帯電量推定部７１は、トナーパッチの測定値を、基準付着量記憶部７５に記憶された基準値と比較する。トナー帯電量推定部７１は以下の計算式に基づいてトナー付着量の基準値との差からトナーの帯電量を求める（ステップＳ２３）。 FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a process in which the toner charge amount estimation unit 71 illustrated in FIG. 1 calculates the toner patch density to obtain the toner charge value. As shown in FIG. 5, the adhesion amount measuring unit 74 creates a toner patch under the predetermined charging potential Vg ₀ and the laser emission intensity by the darkest portion potential control unit 76 and develops it with the predetermined developing potential V _b0 . Here, the surface potential of the toner patch is set so as to obtain the saturation potential of −50 V shown in FIG. The development potential V _b0 is −325V, for example. Since V _b0 is higher than the development potential at the time of normal image formation, the density of the toner patch is not saturated and is a halftone. Then, the adhesion amount measuring unit 74 measures the density of the developed toner patch (step S21). The toner charge amount estimation unit 71 compares the measured value of the toner patch with the reference value stored in the reference adhesion amount storage unit 75. The toner charge amount estimation unit 71 obtains the toner charge amount from the difference from the reference value of the toner adhesion amount based on the following calculation formula (step S23).

２成分現像で、感光体へのトナー付着量をｍ（ｇ／ｍ²）、トナーの電荷密度をρ（Ｃ／ｍ²）とするとき、ｍとρの間には、以下の関係が成立する。

ここで、Ｖ_bは現像バイアス電位、Ｖ_opは感光体の表面電位、ｎは周速比（現像ローラー周速／感光体周速）、ｔは周速比１．０の時に現像されて感光体表面に付着するトナーの層み（ｍ）、εはトナーの誘電率、Ｃ_pは感光体層の単位面積辺りの静電容量（Ｆ／ｍ²）、Ｃ_tはトナー層の単位面積あたり静電容量（Ｆ／ｍ²）である。 In two-component development, when the toner adhesion amount to the photoreceptor is m (g / m ² ) and the toner charge density is ρ (C / m ² ), the following relationship is established between m and ρ. To do.

Here, V _b is a developing bias potential, V _op is a surface potential of the photosensitive member, n is a peripheral speed ratio (developing roller peripheral speed / photosensitive member peripheral speed), and t is developed and photosensitive when the peripheral speed ratio is 1.0. The toner layer (m) adhering to the body surface, ε is the dielectric constant of the toner, C _p is the capacitance per unit area of the photoreceptor layer (F / m ² ), and C _t is the unit area of the toner layer. Capacitance (F / m ² ).

式を整理すると、上の式は形式的に、

となる。ここで、γ、δは係数である。 Organizing the formula, the above formula is formally,

It becomes. Here, γ and δ are coefficients.

所定の帯電電圧Ｖ_g0の現像バイアス電位Ｖ_b0で感光体の表面電位が十分飽和するように露光し、トナーの帯電量が基準値ρ₀のときにトナーパッチを現像した場合のトナーの付着量をｍ₀、その後、未知のトナー帯電量のときに同条件下でトナーパッチを現像した場合のトナーの付着量をｍとする。いずれの場合もＶ_b0とＶ_opは一定で、係数γ、δも同じであるので、付着量の差、Δｍは、 The toner adhesion amount when the toner patch is developed when the surface charge of the photoreceptor is sufficiently saturated with the development bias potential V _b0 of the predetermined charging voltage V _g0 and the toner charge amount is the reference value ρ _0. M ₀ , and then, m is the toner adhesion amount when the toner patch is developed under the same conditions when the toner charge amount is unknown. In both cases, V _b0 and V _op are constant, and the coefficients γ and δ are the same.

で与えられる。前述のように、現像されたトナーパッチの濃度が飽和せずにハーフトーンになる程度に現像バイアス電位Ｖ_b0を選択している。トナーパッチ濃度センサ７で現像したパッチの濃度を測定すると、トナー付着量と測定したトナーパッチ濃度は比例関係が成立する。基準の付着量ｍ₀に対応するトナーパッチ濃度をＩ₀、未知のトナー帯電量の付着量ｍに対応するトナーパッチ濃度をＩとすると、

Given in. As described above, the developing bias potential V _b0 is selected so that the density of the developed toner patch becomes halftone without being saturated. When the density of the patch developed by the toner patch density sensor 7 is measured, a proportional relationship is established between the toner adhesion amount and the measured toner patch density. If the toner patch density corresponding to the reference adhesion amount m ₀ is I ₀ and the toner patch density corresponding to the unknown toner charge amount adhesion m is I,

ただし、Ｉ₁₀₀は、トナー付着のない状態のトナーパッチ濃度センサ７の出力である。
この関係をΔｍの式に代入して整理すると、

However, I ₁₀₀ is the output of the toner patch density sensor 7 in a state where there is no toner adhesion.
Substituting this relationship into the Δm formula,

となる。ただし、ここでａは定数である。

It becomes. Here, a is a constant.

これより、未知の帯電量ρは、基準のトナー帯電量ρ₀とそれぞれの帯電量のトナーを表面電位Ｖ_op、現像バイアス電位Ｖ_b0のトナーパッチを作成してトナーパッチ濃度センサ７で濃度を測定した値Ｉ、Ｉ₀から求めることができる。

As a result, the unknown charge amount ρ is obtained by creating a toner patch having the surface potential V _op and the developing bias potential V _{b0 for} the toner of the reference toner charge amount ρ ₀ and the respective charge amounts, and the toner patch density sensor 7 determines the density. It can be obtained from the measured values I and I ₀ .

図６は、図１に示すクリーニング電圧決定部７０が、トナー濃度基準値とトナー帯電量の推定値からクリーニング電圧を決定する手順を示すフローチャートである。クリーニング電圧決定部７０は、まずトナー濃度基準値設定部６９が設定したトナー濃度基準値を取得する（ステップＳ３１）。次に、トナー帯電量推定部７１が推定したトナー帯電量を取得する（ステップＳ３３）。そして、クリーニング電圧テーブル７８を参照し、クリーニング電圧ΔＶを得る（ステップＳ３５）。図８（ｂ）は、クリーニング電圧テーブル７８の一例である。図８（ｂ）に示すように、クリーニング電圧テーブル７８を参照することにより、トナー濃度基準値とトナー帯電量の推定値からクリーニング電圧ΔＶを得ることができる。例えば、トナー濃度基準値が５．０％、トナー帯電量の推定値が前述の１３μＣ／gの場合、クリーニング電圧ΔＶとして、２６６Ｖが得られる。以上のようにして、クリーニング電圧を決定することができる。 FIG. 6 is a flowchart showing a procedure in which the cleaning voltage determination unit 70 shown in FIG. 1 determines the cleaning voltage from the toner density reference value and the estimated toner charge amount. The cleaning voltage determination unit 70 first acquires the toner concentration reference value set by the toner concentration reference value setting unit 69 (step S31). Next, the toner charge amount estimated by the toner charge amount estimation unit 71 is acquired (step S33). Then, the cleaning voltage ΔV is obtained by referring to the cleaning voltage table 78 (step S35). FIG. 8B is an example of the cleaning voltage table 78. As shown in FIG. 8B, by referring to the cleaning voltage table 78, the cleaning voltage ΔV can be obtained from the toner density reference value and the estimated toner charge amount. For example, when the toner density reference value is 5.0% and the estimated toner charge amount is 13 μC / g, the cleaning voltage ΔV is 266V. As described above, the cleaning voltage can be determined.

図７は、図１に示す最暗部電位制御部７６が、クリーニング電圧ΔＶから、帯電電圧Ｖｇを決定する手順を示すフローチャートである。ここで、現像電位Ｖｂは、現像電位制御部７７によって定められているものとする。例えば、電子写真装置が、高濃度部の画像濃度を一定に保つための高濃度補正機能を有する場合、現像電位制御部７７は、所定の画像濃度を与える現像電位Ｖｂを高濃度補正の結果から決定する。図３において、最暗部画像の表面電位と現像バイアス電位との差の電圧Ｖｄｖが最暗部の画像濃度を決定する。表面電位は帯電電位Ｖｇとレーザ発光素子４２の発光強度に依存する。高濃度補正は、帯電電圧Ｖｇと最暗部画像に対するレーザ発光強度を所定の値に保ち、トナーパッチの濃度が基準の濃度になるようなＶｂを決定する。現像電位制御部７７は、このようにして決定された現像バイアス電位Ｖｂを現像ローラ２Ａに印加する。最暗部電位制御部７６は、現像バイアス電位Ｖｂに対して、クリーニング電圧決定部７０が決定したクリーニング電圧ΔＶを満足する帯電電圧Ｖｇ＝Ｖｂ＋ΔＶを求め（ステップＳ４３）、求めた帯電電圧が得られるように帯電ローラ５に印加する帯電電源６１の電圧を制御する（ステップＳ４５）。 FIG. 7 is a flowchart showing a procedure in which the darkest part potential control unit 76 shown in FIG. 1 determines the charging voltage Vg from the cleaning voltage ΔV. Here, it is assumed that the development potential Vb is determined by the development potential control unit 77. For example, when the electrophotographic apparatus has a high density correction function for keeping the image density of the high density portion constant, the development potential control unit 77 determines the development potential Vb that gives a predetermined image density from the result of the high density correction. decide. In FIG. 3, the voltage Vdv of the difference between the surface potential of the darkest part image and the developing bias potential determines the image density of the darkest part. The surface potential depends on the charging potential Vg and the light emission intensity of the laser light emitting element 42. In the high density correction, the charging voltage Vg and the laser emission intensity with respect to the darkest part image are maintained at predetermined values, and Vb is determined such that the density of the toner patch becomes the reference density. The development potential controller 77 applies the development bias potential Vb determined in this way to the development roller 2A. The darkest portion potential control unit 76 obtains the charging voltage Vg = Vb + ΔV that satisfies the cleaning voltage ΔV determined by the cleaning voltage determining unit 70 with respect to the developing bias potential Vb (step S43), so that the obtained charging voltage is obtained. The voltage of the charging power supply 61 applied to the charging roller 5 is controlled (step S45).

この発明に係る電子写真装置において、電子写真プロセスの各部の制御に関する機能的なブロックの構成を示すブロック図である。In the electrophotographic apparatus according to the present invention, it is a block diagram showing a functional block configuration relating to control of each part of an electrophotographic process. この発明に係る電子写真装置において、感光体ドラムの周囲に配置された電子写真プロセスの各部を模式的に示した説明図である。In the electrophotographic apparatus according to the present invention, each part of the electrophotographic process arranged around the photosensitive drum is an explanatory view schematically showing. この発明に係る電子写真装置において、感光体ドラムの帯電電位、各画像の階調に対する表面電位および現像バイアス電位の関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the charging potential of the photosensitive drum, the surface potential with respect to the gradation of each image, and the developing bias potential in the electrophotographic apparatus according to the present invention. 図１に示すトナー帯電量推定部が環境湿度と現像剤の累積コピー枚数に基づいてトナー帯電量の推定値を求める処理の一例を示すフローチャートである。2 is a flowchart illustrating an example of processing in which a toner charge amount estimation unit illustrated in FIG. 1 obtains an estimated value of toner charge amount based on environmental humidity and the cumulative number of copies of developer. 図１に示すトナー帯電量推定部が、トナーパッチの濃度を測定してトナーの帯電値を求める処理の一例を示すフローチャートである。2 is a flowchart illustrating an example of processing in which a toner charge amount estimation unit illustrated in FIG. 1 obtains a toner charge value by measuring a toner patch density. 図１に示すクリーニング電圧決定部が、トナー濃度基準値とトナー帯電量の推定値からクリーニング電圧を決定する手順を示すフローチャートである。2 is a flowchart illustrating a procedure in which a cleaning voltage determination unit illustrated in FIG. 1 determines a cleaning voltage from a toner density reference value and an estimated toner charge amount. 図１に示す最暗部電位制御部が、クリーニング電圧ΔＶから、帯電電圧Ｖｇを決定する手順を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing a procedure in which the darkest part potential control unit shown in FIG. 1 determines a charging voltage Vg from a cleaning voltage ΔV. 図１に示す画像形成制御部が有するテータテーブルの一例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a data table included in the image formation control unit illustrated in FIG. 1. 図１に示す現像剤経時特性記憶部の特性の一例を示すグラフである。3 is a graph illustrating an example of characteristics of a developer aging characteristic storage unit illustrated in FIG. 1.

Explanation of symbols

１レーザ走査ユニット
２Ａ現像ローラ
２現像器
３感光体ドラム
４クリーナユニット
５帯電器、帯電ローラ
６転写ローラ
７トナーパッチ濃度センサ
１３転写ローラ駆動モータ
３６エンコーダ
３７感光体駆動モータ制御部
３８転写ローラ駆動モータ制御部
４２半導体レーザ、レーザ発光素子
４４ポリゴンミラー
４５ｆΘレンズ
４６ポリゴンミラー駆動モータ
５５シリンドリカルミラー
５６感光体駆動モータ
５９除電ランプ
６０シート
６１帯電電源
６２現像バイアス電源
６３転写電源
６４湿度センサ
６５トナー濃度センサ
６６トナー補給モータ
６７トナーホッパ
６８トナー供給ローラ
６９トナー濃度基準値設定部
７０クリーニング電圧決定部
７１トナー帯電量推定部
７２湿度検知部
７３現像剤経時特性記憶部
７４付着量測定部
７５基準付着量記憶部
７６最暗部電位制御部
７７現像電位制御部
７８クリーニング電圧テーブル
８０画像形成開始指示部
８１画像形成制御部
８２画像データ生成部
８３画像データ処理部
８４レーザ駆動回路
８５ポリゴンミラー駆動回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser scanning unit 2A Developing roller 2 Developer 3 Photoconductor drum 4 Cleaner unit 5 Charger, charging roller 6 Transfer roller 7 Toner patch density sensor 13 Transfer roller drive motor 36 Encoder 37 Photoconductor drive motor controller 38 Transfer roller drive motor Control unit 42 Semiconductor laser, laser light emitting element 44 Polygon mirror 45 fΘ lens 46 Polygon mirror drive motor 55 Cylindrical mirror 56 Photoconductor drive motor 59 Static elimination lamp 60 Sheet 61 Charging power source 62 Developing bias power source 63 Transfer power source 64 Humidity sensor 65 Toner density sensor 66 Toner replenishment motor 67 Toner hopper 68 Toner supply roller 69 Toner density reference value setting unit 70 Cleaning voltage determination unit 71 Toner charge amount estimation unit 72 Humidity detection unit 73 Developer temporal characteristics Storage unit 74 Adhesion amount measurement unit 75 Reference adhesion amount storage unit 76 Darkest part potential control unit 77 Development potential control unit 78 Cleaning voltage table 80 Image formation start instruction unit 81 Image formation control unit 82 Image data generation unit 83 Image data processing unit 84 Laser drive circuit 85 Polygon mirror drive circuit

Claims

A toner density reference value setting unit for setting a target value of toner density in two-component development as a toner density reference value;
A toner charge amount estimation unit for estimating the charge amount of the toner;
A cleaning voltage determining unit that determines a difference voltage between the surface potential of the non-image portion of the photoreceptor and the developing bias potential as a cleaning voltage based on the set toner density reference value and the estimated toner charge amount;
A humidity detector that detects environmental humidity;
A developer aging characteristic storage unit that stores in advance a change in charge amount of the toner accompanying the use of the developer as a developer aging characteristic;
The toner charge amount estimation unit estimates the toner charge amount based on the humidity value detected by the humidity detection unit, and determines the estimated charge amount based on the length of use of the developer and the developer aging characteristics. Correct ,
The electrophotographic apparatus, wherein the cleaning voltage determining unit determines a cleaning voltage according to the toner density reference value and the toner charge amount .