JP4905602B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真技術による複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びそれらの機能を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE
電子写真技術を応用した画像形成装置においては、像担持体に形成した静電潜像を現像装置によって現像してトナー画像とする。 In an image forming apparatus to which electrophotographic technology is applied, an electrostatic latent image formed on an image carrier is developed by a developing device to form a toner image.
前記静電潜像が、予め定められた濃度であり、且つ画像全域にわたり一様な濃度を有する画像パターンを出力するものである場合には、それを現像して得たトナー画像の濃度は一定であり、且つ画像中に濃度差が無いことが望ましいが、実際には、装置や消耗品の使用条件、環境条件、経時変化等の変動要因によって変動する。 When the electrostatic latent image has a predetermined density and outputs an image pattern having a uniform density over the entire image, the density of the toner image obtained by developing it is constant. In addition, it is desirable that there is no density difference in the image.
この変動を抑制するために、予め、パッチと称される均一の濃度を有する矩形の画像パターンを記憶させ、この静電画像を像担持体に形成し、現像して得たトナー画像の濃度を基に、作像条件を変更する技術が従来から広く採用されている。 In order to suppress this variation, a rectangular image pattern having a uniform density called a patch is stored in advance, the electrostatic image is formed on the image carrier, and the density of the toner image obtained by development is determined. Based on this, a technique for changing image forming conditions has been widely used.
なお、ここでいう作像条件とは、帯電電圧、現像バイアス、トナー濃度等のトナー画像の形成に関わる各手段に設定される条件を意味している。 Here, the image forming conditions mean conditions set for each means related to toner image formation such as charging voltage, developing bias, and toner density.
しかしながら、上述したようなパッチから得たトナー画像は、例えば、現像時に下流側となる画像の後端部にトナーが多く付着する「掃き寄せ」と称される現象が起こった場合には、均一濃度の画像にならないことから、正確な濃度測定が困難になることもある。 However, the toner image obtained from the patch as described above is uniform when, for example, a phenomenon called “sweeping” in which a large amount of toner adheres to the rear end portion of the image on the downstream side during development occurs. Since a density image is not obtained, accurate density measurement may be difficult.
上述の掃き寄せは、特に、エッジ効果の抑制や現像剤のモビリティの向上のために、現像バイアスに交流成分を重畳している画像形成装置に顕著に現れるものである。 The above sweeping particularly appears in an image forming apparatus in which an alternating current component is superimposed on a developing bias in order to suppress an edge effect and improve developer mobility.
このような問題に対応するために、パッチから得たトナー画像を複数の領域に分割して、各領域毎の濃度測定を行い、前記トナー画像の濃度の偏りを検知して、画像形成条件を変更する提案も成されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to cope with such a problem, the toner image obtained from the patch is divided into a plurality of areas, the density measurement is performed for each area, the deviation of the density of the toner image is detected, and the image forming condition is determined. The proposal to change is also made (for example, refer patent document 1).
カラー画像形成装置の場合には、モノクロの画像形成装置に比較して、各色に対応するパッチ画像の濃度はより正確に測定される必要があるが、この測定がより厳しくなる場合がある。 In the case of a color image forming apparatus, the density of the patch image corresponding to each color needs to be measured more accurately than in the case of a monochrome image forming apparatus, but this measurement may be more severe.
例えば、タンデム方式のカラー画像形成装置においては、各色の像担持体上に形成され現像されたパッチ画像は、高濃度の色をした中間転写体に順次転写される。 For example, in a tandem color image forming apparatus, patch images formed and developed on image carriers of each color are sequentially transferred to an intermediate transfer member having a high density color.
中間転写体上に並べられた各色のパッチ画像の濃度は、所定のタイミングで一つのセンサ(パッチセンサ)によって検知される。 The density of each color patch image arranged on the intermediate transfer member is detected by one sensor (patch sensor) at a predetermined timing.
従って、パッチセンサは、全ての色のトナー画像濃度を検知するための感度波長領域を有する必要があり、検知対象とする色に対応して個別のパッチセンサを設ける場合に比較して、得られる検知信号のS/Nは低くなる。 Therefore, the patch sensor needs to have a sensitivity wavelength region for detecting the toner image density of all colors, and is obtained as compared with a case where individual patch sensors are provided corresponding to the colors to be detected. The S / N of the detection signal becomes low.
さらには、中間転写体は高い濃度の色、例えば濃い緑色や、黒色に近い濃い色であることが多いことから、トナーが付着していない領域とトナーが付着しているパッチ領域との濃度差が接近し、検出のためのダイナミックレンジが小さくなるという問題もある。 Furthermore, since the intermediate transfer member is often a high density color, for example, dark green or a dark color close to black, there is a difference in density between the area where no toner is attached and the patch area where the toner is attached. There is also a problem that the dynamic range for detection becomes small.
従って、各色の像担持体上に形成され現像されたパッチ画像の濃度を、中間転写体に転写する前に個別のパッチセンサで測定して、あるいは、中間転写体に転写された各色のパッチ画像の濃度を各色別に設けたパッチセンサで測定して測定精度を上げることが望ましい。 Accordingly, the density of the patch image formed and developed on the image carrier of each color is measured by an individual patch sensor before being transferred to the intermediate transfer member, or the patch image of each color transferred to the intermediate transfer member. It is desirable to increase the measurement accuracy by measuring the density of each color with a patch sensor provided for each color.
しかしながら、このような技術手段は、コストアップ及び調整の煩雑という問題を生みだし、必ずしも良策とは言えない。 However, such technical means cause problems such as an increase in cost and complicated adjustment, and are not necessarily good measures.
本発明は、上述した様な状況に鑑みてなされたもので、その目的は、パッチ画像の濃度を光学的に検知することなく、現像電流のプロファイルを基に画像の品質低下を抑制する制御をする画像形成装置の実現にある。 The present invention has been made in view of the situation as described above, and an object of the present invention is to control image quality deterioration based on a development current profile without optically detecting the density of a patch image. The present invention is to realize an image forming apparatus.
本発明は、以下の発明を実現することにより達成される。
1.静電潜像が形成された像担持体と、現像剤を保持する現像剤担持体との間に交番電界を形成して、トナーを前記像担持体に転移させて現像する現像装置を有する画像形成装置において、
前記像担持体と前記現像剤担持体との間に流れる現像電流を検知する現像電流検知手段と、
濃度が各々異なる複数の画像パターンを配列して現像特性を検知するための検知用画像パターンを生成し、前記検知用画像パターンを前記像担持体に静電潜像として出力し、前記現像電流検知手段の検知信号から前記静電潜像の現像時に流れる現像電流の時間的変化を求め、
前記現像剤担持体への現像剤の付着量の増加あるいは減少による前記現像電流の増加あるいは減少の始まりから終わりまでの時間と、前記現像電流の増加量あるいは減少量とを掛け合わせて得られる数値を求めることにより、副走査方向に発生する不均一な濃度による画像の欠陥である掃き寄せあるいは白抜けの発生の検知と、前記欠陥の程度を定量化した値を得る画像欠陥検知手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
2.前記濃度が各々異なる複数の画像パターン中に、最高濃度を有する画像パターンと、中間濃度を有する画像パターンとが含まれていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
3.前記画像欠陥検知手段は、特定する画像の前記欠陥の種類に応じて、複数の画像パターンを所定の配列順序又は配列間隔で配置した異なる前記検知用画像パターンを生成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。
4.前記画像欠陥検知手段は、
画像形成装置の画像形成動作の中断時間が、予め定めた時間以上継続し、且つ、画像形成動作が可能な状態になったとき、
前記画像欠陥の検知と、前記欠陥の程度を定量化した値を得る画像欠陥検知動作を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載する画像形成装置。
5.前記画像欠陥検知手段は、
前記現像装置の動作累積時間が予め設定された時間に到達したとき、
前記画像欠陥の検知と、前記欠陥の程度を定量化した値を得る画像欠陥検知動作を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載する画像形成装置。
6.前記画像欠陥検知手段は、
出力すべき画像の印字率と、直前に出力された画像の印字率との差が予め設定した値以上となったとき、
前記画像欠陥の検知と、前記欠陥の程度を定量化した値を得る画像欠陥検知動作を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載する画像形成装置。
7.前記画像欠陥検知手段は、
環境変化が予め設定された範囲を超えたとき、
前記画像欠陥の検知と、前記欠陥の程度を定量化した値を得る画像欠陥検知動作を行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載する画像形成装置。
The present invention is achieved by realizing the following invention.
1. An image having a developing device that forms an alternating electric field between an image carrier on which an electrostatic latent image is formed and a developer carrier that holds a developer, and transfers toner to the image carrier to develop the image. In the forming device,
Development current detection means for detecting a development current flowing between the image carrier and the developer carrier;
A plurality of image patterns having different densities are arranged to generate a detection image pattern for detecting development characteristics, the detection image pattern is output as an electrostatic latent image to the image carrier, and the development current detection Obtaining the temporal change of the developing current that flows during the development of the electrostatic latent image from the detection signal of the means,
A numerical value obtained by multiplying the time from the start to the end of the increase or decrease in the development current due to the increase or decrease in the amount of developer attached to the developer carrier by the increase or decrease in the development current By detecting the occurrence of sweeping or white spots that are image defects due to non-uniform density occurring in the sub-scanning direction, and image defect detection means for obtaining a value that quantifies the degree of the defects,
An image forming apparatus comprising:
2. The image forming apparatus according to
3. The image defect detection means generates different image patterns for detection in which a plurality of image patterns are arranged in a predetermined arrangement order or arrangement interval according to the type of defect of an image to be specified. The image forming apparatus according to 1 or 2.
4). The image defect detection means includes
When the interruption time of the image forming operation of the image forming apparatus continues for a predetermined time or more and the image forming operation is possible,
The image forming apparatus according to
5. The image defect detection means includes
When the accumulated operation time of the developing device reaches a preset time,
5. The image forming apparatus according to
6). The image defect detection means includes
When the difference between the print rate of the image to be output and the print rate of the image output immediately before is equal to or greater than the preset value,
The image forming apparatus according to
7). The image defect detection means includes
When the environmental change exceeds the preset range,
The image forming apparatus according to
本発明により、画像形成装置の現像性能の変化を、パッチ画像の濃度を光学的に検知する従来の技術に比較して、より正確に把握できるようになる。 According to the present invention, it is possible to grasp the change in the developing performance of the image forming apparatus more accurately as compared with the conventional technique in which the density of the patch image is optically detected.
また、濃度の異なる複数のパッチ画像(画像パターン)を予め記憶しておき、これらのパッチ画像の配列順序、あるいは配列間隔を変えることにより、画像欠陥の発生を鋭敏に検出することができる画像(検知用画像パターン)を検出目的ごとに生成することができる。 In addition, by storing a plurality of patch images (image patterns) having different densities in advance and changing the arrangement order or arrangement interval of these patch images, an image in which occurrence of an image defect can be detected sharply ( Detection image pattern) can be generated for each detection purpose.
その結果、画像欠陥の発生を早期に検出し、必要な対応を取ることが可能になり、画像形成装置から出力されるコピー画像の品質低下が未然に防止される。 As a result, it is possible to detect the occurrence of an image defect at an early stage and take necessary countermeasures, and the quality of the copy image output from the image forming apparatus can be prevented from being deteriorated.
以下、本発明の実施の形態の例を図を基にして説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明による画像形成装置Gの概念図である。 FIG. 1 is a conceptual diagram of an image forming apparatus G according to the present invention.
画像形成装置Gは、デジタル方式のカラー画像形成装置で、複写機、プリンタ、ファクシミリの機能を合わせ持つ複合機であり、その上部には自動原稿送り装置ADFが備えられている。 The image forming apparatus G is a digital color image forming apparatus, which is a multifunction machine having functions of a copying machine, a printer, and a facsimile machine, and an automatic document feeder ADF is provided on the upper part thereof.
自動原稿送り装置ADFの原稿載置台101に載置された原稿Dは、一枚ずつに分離され原稿搬送路に送り出され、搬送ドラム102により搬送される。搬送されている原稿Dの原稿画像は原稿画像読み取り位置RPにて原稿読み取り手段1により、読み取りがなされる。読み取りが終了した原稿Dは第1搬送ガイドG1、および原稿排出ローラ105により原稿排紙台107に排出される。
The documents D placed on the document placement table 101 of the automatic document feeder ADF are separated one by one, sent to the document conveyance path, and conveyed by the
原稿Dの裏面の原稿画像も読み取る場合には、表面(第1面)の読み取りを終えた原稿Dを第1搬送ガイドG1により原稿反転ローラ106に導き、原稿Dの後端部を挟持した状態から反転する前記原稿反転ローラ106によって、第1搬送ガイドG1、第2搬送ガイドG2を経由して、再度、原稿搬送路に送り出す。反転して送り出された原稿Dの裏面(第2面)は、表面(第1面)と同様に読み取りがなされた後、原稿排紙台107に排出される。
When reading the document image on the back side of the document D, the document D that has been scanned on the front surface (first surface) is guided to the
画像形成装置Gは、原稿読取手段1、画像書込手段2Y、2M、2C、2K、画像形成手段3Y、3M、3C、3K、画像転写手段4、定着手段5、反転排紙手段6、再給紙手段7、給紙手段8、操作表示手段9、制御手段C等から構成される。
The image forming apparatus G includes an
原稿読取手段1は、原稿読取り位置RPにて原稿画像をランプLにて照射し、その反射光を第1ミラーユニット11、第2ミラーユニット12、レンズ13によって撮像素子CCDの受光面に導く。
The
撮像素子CCDにより光電変換されて出力された画像信号は、画像読取制御部14にてA/D変換、シェーディング補正、圧縮等の処理がなされ、制御手段CのメモリMに原稿画像データとしてストアされる。
The image signal photoelectrically converted by the image pickup device CCD is subjected to processing such as A / D conversion, shading correction, and compression by the image
前記メモリMにストアされた前記原稿画像データには、ユーザの指定により、もしくは設定されている条件により適宜な画像処理がなされて、出力画像データが作成される。 The original image data stored in the memory M is subjected to appropriate image processing according to a user designation or a set condition, and output image data is created.
画像書込手段2Y、2M、2C、2Kは、レーザ光源、ポリゴンミラー、複数のレンズ等からなる。
The
前記画像書込手段2Y、2M、2C、2Kは、前記出力画像データに対応して走査露光を行うレーザビームの走査によって、画像形成手段3Y、3M、3C、3Kの像担持体である感光体31Y、31M、31C、31Kの表面に静電潜像を形成する。
The
画像形成手段3Yは、像担持体である感光体31Yと、その周辺に配置される帯電手段32Y、現像装置33Y、第1転写ローラ34Y、クリーニング手段35Y等から構成される。
The
画像形成手段3M、3C、3Kについても同様である。なお、これらの構成は、多くの電子写真方式のカラー画像形成装置に採用されている公知の技術である。
The same applies to the
感光体31Y、31M、31C、31K上に形成された静電潜像は、対応する現像装置33Y、33M、33C、33Kにより現像されて、各感光体上にはトナー画像が形成される。
The electrostatic latent images formed on the
現像装置33Yの内部には、現像剤の透磁率の変化を検知するトナー濃度検知センサ310Yが設けられている。
Inside the developing
現像装置33Y内のトナー濃度は、プログラムであるトナー濃度制御800が実行されることにより、前記トナー濃度検知センサ310Yの検知信号を基に、予め設定されるトナー濃度基準値を維持するようにトナー収容器5Yからのトナー補給量が制御される。
The toner density in the developing
なお、トナー濃度制御800は、現像手段3Y内のトナーの濃度がテーブルの形式で記憶されているトナー濃度基準値補正テーブル600、700で指定されるトナー濃度値を維持するようにトナー補給量を制御する。
The
感光体31Y、31M、31C、31K上に形成された前記トナー画像は画像転写手段4の第1転写ローラ34Y、34M、34C、34Kにより、転写ベルト41上の所定位置に逐次転写される。
The toner images formed on the
画像転写手段4の転写ベルト41上に転写された前記トナー画像は、給紙手段8から給紙され、給紙ローラ81によって給紙のタイミングが取られて給送されてきた転写材である用紙Pに、第2転写ローラ42によって転写される。
The toner image transferred onto the
トナー画像の用紙Pへの転写を終えた転写ベルト41はクリーニング手段43により、表面が清掃され、次の画像転写に供される。
After the transfer of the toner image onto the paper P, the surface of the
一方、トナー画像を担持した用紙Pは、定着手段5に送られ、対向する加圧ローラと加熱ローラとにより加圧加熱されることによって、トナー画像が用紙Pへ定着される。
On the other hand, the paper P carrying the toner image is sent to the fixing
定着手段5による定着処理を終えた用紙Pは排紙手段6により搬送され、排紙トレイ10に排出される。
The paper P that has undergone the fixing process by the fixing
用紙Pを表裏反転して排出する場合には、振り分けガイド64にて、一旦、用紙Pを下方に導き、反転ローラ62に用紙Pの後端部を挟持させた後、これを逆転をさせ、振り分けガイド64により排紙ローラ61に導き排紙トレイ10に排出する。
When the paper P is reversed and discharged, the paper guide P is once guided downward by the sorting
なお、用紙Pの裏面にも画像形成を行う場合には、表面の画像定着を終えた用紙Pを振り分けガイド64により下方にある再給紙手段7に搬送し、再給紙反転ローラ71により後端部を挟持させた後、逆送することによって用紙Pを反転させて、再給紙搬送路72に送り出し、裏面への画像形成に供する。
When image formation is also performed on the back surface of the paper P, the paper P on which the front surface image has been fixed is conveyed to the re-feeding means 7 below by the sorting
上記の画像形成処理に供される用紙Pは、給紙手段8の複数の用紙トレイ85、86、87から1枚ずつ送り出されるが、給紙をする用紙トレイは、操作表示手段9にて設定されたジョブに対応するサイズの用紙Pが納められている用紙トレイが選択される。
The paper P to be used for the image forming process is sent out one by one from the plurality of
図2は、画像形成装置Gの制御関係を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a control relationship of the image forming apparatus G.
画像形成装置Gの制御手段Cは、CPU、メモリM、I/Oポート、通信用インターフェイス、各手段を駆動制御するための回路を有するコンピュータシステムである。 The control means C of the image forming apparatus G is a computer system having a CPU, a memory M, an I / O port, a communication interface, and a circuit for driving and controlling each means.
制御手段Cによる制御は、メモリM内に格納した複数のプログラムを選択して実行することにより行われる。 Control by the control means C is performed by selecting and executing a plurality of programs stored in the memory M.
また、画像形成装置Gは、他の画像形成装置、あるいは情報処理機器との接続が可能であり、制御手段Cは、通信手段TRを介して他の画像形成装置、あるいは情報処理装置の制御手段との情報交換を行う。 Further, the image forming apparatus G can be connected to other image forming apparatuses or information processing devices, and the control unit C can control other image forming apparatuses or information processing apparatus control units via the communication unit TR. Exchange information with.
なお、本図では、本発明の説明に直接関係しないブロックについては記載が省略されている。 In the drawing, description of blocks that are not directly related to the description of the present invention is omitted.
図3は、現像バイアスを説明する概念図である。 FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating the development bias.
図3(a)で示すように、現像バイアスとは、現像手段33の現像剤担持体である現像スリーブ37(現像ローラとも称す)と像担持体31の基体である現像ドラムとの間に印加される電圧を意味しており、一般に広く知られるものである。
As shown in FIG. 3A, the developing bias is applied between a developing sleeve 37 (also referred to as a developing roller) that is a developer carrying member of the developing
印加される電圧の極性方向と、大きさは、使用する像担持体や現像剤の種類、及びプロセス速度等により決められる。 The polarity direction and magnitude of the applied voltage are determined by the type of image carrier and developer used, the process speed, and the like.
本実施例の画像形成装置Gは、プロセス速度は220mm/sであり、像担持体である感光体31はフタロシアニン顔料をポリカーボネイトに分散させた有機半導体層を有し、現像は2成分現像方式で、高抵抗キャリアと粒径が6.5μm程度のトナーとを使用している。
In the image forming apparatus G of this embodiment, the process speed is 220 mm / s, the
本実施例においては、現像バイアス電圧(Vd)は、感光体31の電位が現像スリーブ37よりも高くなるように印加される。
In this embodiment, the developing bias voltage (Vd) is applied so that the potential of the
また、図3(b)で示すように、印加される電圧は直流成分と交流成分が重畳されたもので、例えば、500Vの直流電圧(V1)に、ピーク間電圧1kV、周期2kHzで交番する交流電圧を重畳する。 As shown in FIG. 3B, the applied voltage is a DC component and an AC component superimposed. For example, a 500 V DC voltage (V1) is alternated with a peak-to-peak voltage of 1 kV and a cycle of 2 kHz. Superimpose AC voltage.
上述したような現像バイアス電圧が現像バイアス電源300によって現像スリーブ37と像担持体31に印加されると、現像スリーブ37と像担持体31の間には、交番電界38が形成される。
When the developing bias voltage as described above is applied to the developing
感光体が31が一様に帯電され、静電潜像が形成されていない場合には、現像スリーブ37に保持されているトナーは、感光体31に移動しないことから、ほぼ絶縁状態にある現像スリーブ37と感光体31の間には、直流電流はほとんど流れない。
When the
ところが、現像時には、帯電したトナーの移動による電荷の移動が起こることから、現像スリーブ37と感光体31の間に直流分を含む電流が流れる。この現像時に流れる電流を現像電流と称す。
However, at the time of development, since the movement of the charge occurs due to the movement of the charged toner, a current including a direct current flows between the developing
本発明は、予め濃度の異なる複数の画像パターンを記憶しておき、これらの画像パターンから現像特性を検知するための検知用画像パターンを生成し、これを静電潜像として像担持体上に出力して、この静電潜像が現像されるときに流れる現像電流の時間的変化、即ち現像電流のプロファイルを記憶する。 In the present invention, a plurality of image patterns having different densities are stored in advance, a detection image pattern for detecting development characteristics is generated from these image patterns, and this is used as an electrostatic latent image on an image carrier. A time change of the developing current flowing when the electrostatic latent image is developed, that is, a profile of the developing current is stored.
なお、現像電流とは、現像時の現像バイアス電源300の出力電流であり、その測定は、例えば、現像電流が流れる回路に配置される抵抗の両端の電圧、あるいは現像電流に比例して変化する回路の電流又は電圧の測定によって現像電流を測定する現像電流検知手段301により行われる。
The development current is an output current of the development
図4は、画像パターン及び検知用画像パターンの例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an image pattern and a detection image pattern.
図4(a)は、予め、メモリMの所定のエリアに記憶される画像パターンであり、濃度の異なる3つの矩形の画像パターンを示している。尚、これらの画像パターンは各色毎に設けられるものであり、また、その数は、1色当たり3つに限定されるものではない。 FIG. 4A is an image pattern stored in a predetermined area of the memory M in advance, and shows three rectangular image patterns having different densities. These image patterns are provided for each color, and the number is not limited to three per color.
図中(3)で示す画像パターンは、最高濃度の画像を出力するための画像で、(1)及び(2)は中間濃度の画像を出力するための画像である。但し、(1)と(2)の濃度は異なるものである。 An image pattern indicated by (3) in the figure is an image for outputting an image with the highest density, and (1) and (2) are images for outputting an image with an intermediate density. However, the concentrations of (1) and (2) are different.
本例の画像パターンのサイズは、10×20mmの矩形であるが、適当なサイズは、画像形成装置の仕様、例えばプロセス速度によって変わるもので、設計時に決定されものである。 The size of the image pattern in this example is a 10 × 20 mm rectangle, but an appropriate size depends on the specifications of the image forming apparatus, for example, the process speed, and is determined at the time of design.
図4(b)の(4)および(5)は、図4(a)の(1)〜(3)の画像パターンを配列して生成した検知用画像パターンの例である。なお、図中矢印は像担持体である感光体31の進行方向を示している。
(4) and (5) in FIG. 4 (b) are examples of detection image patterns generated by arranging the image patterns (1) to (3) in FIG. 4 (a). In the figure, the arrow indicates the traveling direction of the
検知用画像パターン(4)は、画像パターン(1)(2)(3)が、濃度の低い順に、所定の間隔をおいて並べられたものである。 The detection image pattern (4) is obtained by arranging the image patterns (1), (2), and (3) at a predetermined interval in descending order of density.
また、検知用画像パターン(5)は、画像パターン(1)、(3)が間隔をおかずに互いに接するように並べられたものである。 In addition, the detection image pattern (5) is arranged so that the image patterns (1) and (3) are in contact with each other without any interval.
なお、検知用画像パターンは、現像電流を測定し、その経時変化である現像電流プロファイルを得るために形成される画像パターンであり、メモリMに格納されているプログラムである検知用画像パターン生成手段100の実行により生成される。 The detection image pattern is an image pattern formed to measure a development current and obtain a development current profile that is a change over time, and a detection image pattern generation unit that is a program stored in the memory M It is generated by executing 100.
このように、検知用画像パターンは、予め記憶されている濃度の異なる複数の画像パターンを選択して、選択した画像パターンの配列順序や配列間隔を設定することにより作られるのである。 In this way, the detection image pattern is created by selecting a plurality of image patterns having different densities stored in advance and setting the arrangement order and arrangement interval of the selected image patterns.
図5は、現像電流のプロファイルの例を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the profile of the development current.
像担持体である感光体31Y、M、C、Kに潜像として形成された検知用画像パターンの濃度に対応した量のトナーが移行することから、図に示すプロファイルの現像電流が流れる。
Since the toner of an amount corresponding to the density of the detection image pattern formed as a latent image is transferred to the
図6は、欠陥画像から得られる現像電流のプロファイルの例である。 FIG. 6 is an example of a development current profile obtained from a defect image.
図6(a)は、現像されたトナー像の後端部に多くのトナーが付着してしまう「掃き寄せ」と称される欠陥を有する画像が形成された場合の現像電流のプロファイルである。 FIG. 6A is a development current profile when an image having a defect called “sweeping” in which a large amount of toner adheres to the rear end portion of the developed toner image is formed.
また、図6(b)は、図4(5)で示す検知用画像パターンを出力したときに、欠陥画像として顕著に現れることがあるもので、先行する濃度の低い画像パターンの後端部へのトナー付着が減少したもので「リード部白ヌケ」と称される欠陥である。 Further, FIG. 6B may appear prominently as a defect image when the detection image pattern shown in FIG. 4 (5) is output. To the rear end of the preceding low-density image pattern. This is a defect referred to as “lead part white spot”.
本発明は、このような欠陥を有する画像から得られた現像電流のプロファイルから、画像の欠陥の種類と、程度を定量化して得た情報を基に、画像形成条件を変更して、欠陥の拡大の防止、欠陥画像の発生抑制を図るものである。 The present invention changes the image forming conditions based on the information obtained by quantifying the type and degree of defect of the image from the development current profile obtained from the image having such a defect. This is intended to prevent enlargement and suppress the occurrence of defective images.
図7は、欠陥の1つである「掃き寄せ」の定量化を説明する図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining the quantification of “sweeping”, which is one of the defects.
本発明では、図中のトナーの付着量の増加により増加した現像電流の増加の始まりから終わりまでの時間THと、現像電流の増加量IHを掛け合わせて得られる数値を掃き寄せの程度を示す値である掃き寄せ値としている。 In the present invention, the degree of sweeping is indicated by the numerical value obtained by multiplying the time TH from the beginning to the end of the increase in the development current increased by the increase in the toner adhesion amount in the figure and the increase amount IH in the development current. It is a sweeping value that is a value.
なお、既に述べたように、現像電流のプロファイルはバイアス電源中の現像電流が流れる抵抗の両端の電圧、あるいは回路中の現像電流に比例して変化する電流または電圧のプロファイルから得ることもできる。本実施の形態では、現像電流検知手段301から送られる電圧値の変化VHを基に画像の欠陥を定量化している。
As already described, the development current profile can also be obtained from the voltage across the resistor through which the development current in the bias power source flows, or from a current or voltage profile that changes in proportion to the development current in the circuit. In the present embodiment, image defects are quantified based on the voltage value change VH sent from the development
即ち、図7に示す掃き寄せ欠陥の程度を示す掃き寄せ値F1は、F1=TH×VHで表現され、例えば、TH=10ms、VH=500mVのときに、これらの積として得られるF1の値5000を欠陥の程度を示す値とする。
That is, the sweep value F1 indicating the degree of sweep defect shown in FIG. 7 is expressed by F1 = TH × VH. For example, when TH = 10 ms and VH = 500 mV, the value of F1 obtained as a product of these
同様にして、リード部白ヌケ欠陥F2についても定量化をする。 Similarly, the lead white spot defect F2 is also quantified.
このように、制御手段Cは、先ず、目的とする欠陥を検出するための検知用画像パターンを出力して、このパターンが現像される際に流れる現像電流プロファイルを求め、定量化する。 Thus, the control means C first outputs a detection image pattern for detecting a target defect, and obtains and quantifies a development current profile that flows when this pattern is developed.
次いで、掃き寄せ値、又はリード部白ヌケ値の様な定量化された欠陥を基に、対象とする欠陥の補正に関わる予めメモリMに格納されているテーブル、例えば、掃き寄せ欠陥補正テーブル400、リード部白ヌケ欠陥補正テーブル500を参照して、画像形成手段3Y、3M、3C、3Kの作像条件を変更する。
Next, based on the quantified defects such as the sweeping value or the lead white blank value, a table stored in advance in the memory M related to the correction of the target defect, for example, the sweeping defect correction table 400. The image forming conditions of the
図8は、掃き寄せ欠陥補正テーブル400の例を示す図である。また、図9は、リード部白ヌケ欠陥補正テーブル500の例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the sweeping defect correction table 400. FIG. 9 is a diagram showing an example of the lead white spot defect correction table 500.
図8及び図9で示す補正テーブルを参照して行う補正は、現像バイアスの条件を変更するものであるが、定量化された掃き寄せ欠陥、リード部白ヌケ欠陥を基にトナー濃度制御の基準値を変更する補正も有効である。 The correction performed with reference to the correction tables shown in FIGS. 8 and 9 changes the condition of the developing bias. However, the toner density control standard is based on the quantified sweeping defect and lead white defect. Correction that changes the value is also effective.
図10は、その補正の際に参照されるトナー濃度基準値補正テーブル600、700の例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the toner density reference value correction tables 600 and 700 referred to in the correction.
図10(a)は、掃き寄せ値を基に参照される濃度基準値補正テーブル600であり、(b)はリード部白ヌケ値を基に参照される濃度基準値補正テーブル700である。 FIG. 10A is a density standard value correction table 600 referred to based on the sweeping value, and FIG. 10B is a density standard value correction table 700 referred to based on the lead white blank value.
以上説明したように、濃度の異なる複数の画像パターンから検知用画像パターンを生成して、この検知用画像パターンが現像される際に流れる現像電流のプロファイルから、画像の欠陥を検知して、検知した欠陥を防止するための作像条件の変更ができる。 As described above, a detection image pattern is generated from a plurality of image patterns having different densities, and a defect in the image is detected and detected from the profile of the development current that flows when the detection image pattern is developed. The image forming conditions can be changed to prevent the defect.
このような画像欠陥の程度の確認とそれに対する対応は、画像欠陥が発生する可能性のある時機に、タイムリーに行われることが望ましい。 It is desirable that the confirmation of the degree of the image defect and the response to it be performed in a timely manner when there is a possibility that the image defect may occur.
図11は、画像欠陥検知処理900の流れを示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing the flow of the image
画像形成装置Gの電源がオンになり、画像形成動作が可能になると(ステップS1:Y)、電源がオフ状態にあった時間が予め設定された時間(TT1)よりも長く継続したか否かが判定される(ステップS2)。 When the power of the image forming apparatus G is turned on and the image forming operation is enabled (step S1: Y), whether or not the time when the power is off has continued longer than a preset time (TT1). Is determined (step S2).
もし、電源がオフ状態にあった時間がTT1よりも長く継続していた場合には(ステップS2:Y)、ステップS6〜9の現像特性の検知処理を実行して、必要に応じ作像条件の変更を行う。 If the time during which the power is off has continued longer than TT1 (step S2: Y), the development characteristic detection process in steps S6 to S9 is executed, and if necessary, the image forming conditions Make changes.
電源がオフ状態にあった時間がTT1よりも短かった場合、あるいはオン状態が継続していた場合には(ステップS2:N)、現像装置の累積動作時間が予め設定された時間(TT2)よりも長くなったか否かが判定される(ステップS3)。 If the time during which the power source is in the off state is shorter than TT1, or if the on state continues (step S2: N), the cumulative operation time of the developing device is less than the preset time (TT2). It is determined whether or not the length is longer (step S3).
もし、現像装置33の累積動作時間が予め設定された時間(TT2)よりも長くなった場合(ステップS3:Y)、ステップS6〜9の現像特性の検知処理を実行して、必要に応じ作像条件の変更を行う。
If the accumulated operation time of the developing
現像装置33の累積動作時間が予め設定された時間(TT2)よりも短かった場合には(ステップS3:N)、出力しようとする画像の印字率と直前に出力した画像の印字率との差が、予め設定した値(PP1)以上であった場合には、ステップS6〜9の現像特性の検知処理を実行して、必要に応じ作像条件の変更を行う。
If the accumulated operation time of the developing
また、出力しようとする画像の印字率と直前に出力した画像の印字率との差が、予め設定した値(PP1)よりも小さかった場合には、環境条件の確認を行う(ステップS5)。 If the difference between the printing rate of the image to be output and the printing rate of the image output immediately before is smaller than a preset value (PP1), the environmental condition is confirmed (step S5).
なお、ここでいう環境条件とは、画像形成装置Gの周辺の温度、湿度又は画像形成装置Gの機内の温度、湿度のことであり、それぞれ対応する温度センサTS、湿度センサHSにより測定される。 The environmental conditions referred to here are the temperature and humidity around the image forming apparatus G or the temperature and humidity inside the image forming apparatus G, and are measured by the corresponding temperature sensor TS and humidity sensor HS, respectively. .
環境条件の測定結果、例えば、温度が予め定める値TH1以上であるか、又は湿度がHH1以上であった場合には(ステップS5:Y)、ステップS6〜9の現像特性の検知処理を実行して、必要に応じ作像条件の変更を行う。 If the measurement result of the environmental condition, for example, the temperature is equal to or higher than a predetermined value TH1 or the humidity is equal to or higher than HH1 (step S5: Y), the development characteristic detection process in steps S6 to S9 is executed. Change the imaging conditions as necessary.
また、温度が予め設定した値TH1よりも低い、又は湿度が予め設定した値HH1よりも低い場合には(ステップS5:N)、ステップS6〜9の現像特性の検知処理を実行せずにルーチンを出る。 If the temperature is lower than the preset value TH1 or the humidity is lower than the preset value HH1 (step S5: N), the routine is executed without executing the development characteristic detection process of steps S6 to S9. Exit.
なお、ステップS6〜9の現像特性の検知処理を実行するか否かの環境条件の判定については、上述したような予め定めた設定値以上であるか否かという判定に限定されない。 Note that the determination of the environmental condition as to whether or not to execute the development characteristic detection process in steps S6 to S9 is not limited to the determination as to whether or not the predetermined set value or more is as described above.
即ち、例えば、測定された値が設定範囲内であるか否か、あるいは、所定の時間内の環境変化の大きさが設定値以下であるか否かとすることもできる。 That is, for example, it can be determined whether or not the measured value is within a set range, or whether or not the magnitude of the environmental change within a predetermined time is equal to or less than the set value.
図12は、掃き寄せ値の変化を示す実験結果である。また、図13は、印字率40%の場合の実験結果を示すグラフである。 FIG. 12 is an experimental result showing a change in sweep value. FIG. 13 is a graph showing experimental results when the printing rate is 40%.
なお、ここで本発明と比較対象となっている従来の制御は、湿度検知を基にして現像バイアスを変更するもので一般に知られる制御である。 Here, the conventional control which is the object of comparison with the present invention is a generally known control that changes the developing bias based on humidity detection.
図12及び図13から明らかなように、本発明により掃き寄せ値の増加が防止されている、即ち、画像の後端にトナーが多く付着する掃き寄せと称される画像の欠陥が抑制されていることがわかる。 As apparent from FIGS. 12 and 13, the present invention prevents an increase in sweep value, that is, suppresses image defects called sweeping in which a large amount of toner adheres to the trailing edge of the image. I understand that.
以上説明したように、本発明は、濃度の異なる複数の画像パターンの配列順序、あるいは配列間隔を変えることにより、画像品質の低下をより鋭敏に現像電流の変化として検出できる画像パターンを生成するものである。 As described above, the present invention generates an image pattern capable of more sensitively detecting a decrease in image quality as a change in developing current by changing the arrangement order or arrangement interval of a plurality of image patterns having different densities. It is.
そして、得られた現像電流のプロフィルから画像の欠陥を定量化して、定量値を基に作像条件を変更するものである。 Then, the image defects are quantified from the obtained development current profile, and the image forming conditions are changed based on the quantified value.
その結果、パッチ画像の光学的濃度変化から求める従来技術に比較して、画像形成装置における現像装置の現像性能の変化を、より正確に把握できるようになり、画像欠陥の発生を未然に防止することができるようになる。 As a result, it becomes possible to more accurately grasp the change in the developing performance of the developing device in the image forming apparatus compared to the conventional technique obtained from the change in the optical density of the patch image, thereby preventing the occurrence of image defects. Will be able to.
3Y、3M、3C、3K 画像形成手段
31Y、31M、31C、31K 感光体(像担持体)
33Y、31M、31C、31K 現像装置
300 現像バイアス電源
301 現像電流検知手段
C 制御手段
G 画像形成装置
3Y, 3M, 3C, 3K Image forming means 31Y, 31M, 31C, 31K Photosensitive member (image carrier)
33Y, 31M, 31C,
Claims (7)
前記像担持体と前記現像剤担持体との間に流れる現像電流を検知する現像電流検知手段と、
濃度が各々異なる複数の画像パターンを配列して現像特性を検知するための検知用画像パターンを生成し、前記検知用画像パターンを前記像担持体に静電潜像として出力し、前記現像電流検知手段の検知信号から前記静電潜像の現像時に流れる現像電流の時間的変化を求め、
前記現像剤担持体への現像剤の付着量の増加あるいは減少による前記現像電流の増加あるいは減少の始まりから終わりまでの時間と、前記現像電流の増加量あるいは減少量とを掛け合わせて得られる数値を求めることにより、副走査方向に発生する不均一な濃度による画像の欠陥である掃き寄せあるいは白抜けの発生の検知と、前記欠陥の程度を定量化した値を得る画像欠陥検知手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 An image having a developing device that forms an alternating electric field between an image carrier on which an electrostatic latent image is formed and a developer carrier that holds a developer, and transfers toner to the image carrier to develop the image. In the forming device,
Development current detection means for detecting a development current flowing between the image carrier and the developer carrier;
A plurality of image patterns having different densities are arranged to generate a detection image pattern for detecting development characteristics, the detection image pattern is output as an electrostatic latent image to the image carrier, and the development current detection Obtaining the temporal change of the developing current that flows during the development of the electrostatic latent image from the detection signal of the means,
A value obtained by multiplying the time from the start to the end of the increase or decrease in the development current due to the increase or decrease in the amount of developer attached to the developer carrying member by the increase or decrease in the development current. By detecting the occurrence of sweeping or white spots that are image defects due to non-uniform density occurring in the sub-scanning direction, and image defect detection means for obtaining a value that quantifies the degree of the defects,
An image forming apparatus comprising:
画像形成装置の画像形成動作の中断時間が、予め定めた時間以上継続し、且つ、画像形成動作が可能な状態になったとき、
前記画像欠陥の検知と、前記欠陥の程度を定量化した値を得る画像欠陥検知動作を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載する画像形成装置。 The image defect detection means includes
When the interruption time of the image forming operation of the image forming apparatus continues for a predetermined time or more and the image forming operation is possible,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein an image defect detection operation is performed to detect the image defect and obtain a value obtained by quantifying the degree of the defect.
前記現像装置の動作累積時間が予め設定された時間に到達したとき、
前記画像欠陥の検知と、前記欠陥の程度を定量化した値を得る画像欠陥検知動作を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載する画像形成装置。 The image defect detection means includes
When the accumulated operation time of the developing device reaches a preset time,
5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an image defect detection operation for detecting the image defect and obtaining a value obtained by quantifying the degree of the defect is performed.
出力すべき画像の印字率と、直前に出力された画像の印字率との差が予め設定した値以上となったとき、
前記画像欠陥の検知と、前記欠陥の程度を定量化した値を得る画像欠陥検知動作を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載する画像形成装置。 The image defect detection means includes
When the difference between the print rate of the image to be output and the print rate of the image output immediately before is equal to or greater than the preset value,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein an image defect detection operation for detecting the image defect and obtaining a value obtained by quantifying the degree of the defect is performed.
環境変化が予め設定された範囲を超えたとき、
前記画像欠陥の検知と、前記欠陥の程度を定量化した値を得る画像欠陥検知動作を行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載する画像形成装置。 The image defect detection means includes
When the environmental change exceeds the preset range,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein an image defect detection operation is performed to detect the image defect and obtain a value obtained by quantifying the degree of the defect.
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