JP4991268B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明はフルカラー、マルチカラー等の多色画像をシート材に形成することが可能な電子写真方式または静電記録方式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic or electrostatic recording image forming apparatus capable of forming a multicolor image such as full color or multicolor on a sheet material.
従来、像担持体としての感光体ドラムの表面上に多色のトナー像を現像し、この多色のトナー像を給送されたシート材に一括転写し、所望の多色画像を得る画像形成装置が提案されている(特許文献1参照)。 Conventionally, image formation is performed in which a multicolor toner image is developed on the surface of a photosensitive drum as an image carrier, and the multicolor toner image is collectively transferred to a fed sheet material to obtain a desired multicolor image. An apparatus has been proposed (see Patent Document 1).
このような画像形成装置は、異なる色の現像剤(トナー)を各々収納する複数の現像器を備え、電子写真方式によって露光、現像の行程を逐次行い、複数回の現像サイクルで像担持体である感光体ドラムの表面上に多色のトナー像を形成するものである。このように、複数回の現像サイクルで単色の現像剤を重ねることで所望する色調を有する画像を得る現像法を、多重現像と称して以下説明を行う。 Such an image forming apparatus is provided with a plurality of developing units each containing a developer (toner) of a different color, and sequentially performs exposure and development processes by an electrophotographic method, and the image carrier is subjected to a plurality of development cycles. A multicolor toner image is formed on the surface of a certain photosensitive drum. In this way, a development method for obtaining an image having a desired color tone by overlapping a single color developer in a plurality of development cycles will be described as multi-development.
図1に従来例に係る画像形成装置としてのカラーレーザビームプリンタの、要部の概略構成を示す。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a main part of a color laser beam printer as an image forming apparatus according to a conventional example.
図1に示すカラーレーザビームプリンタは、像担持体としてドラム形状の導電性基体上に光導電層部材を被着した感光体ドラム1を有し、この感光体ドラム1は図中矢印方向に定常回転する。
The color laser beam printer shown in FIG. 1 has a
さらに、感光体ドラム1の回転方向に沿って、帯電手段としての帯電器2、現像手段としての現像器31〜34、転写手段4、クリーナ5、除電ランプ8、がそれぞれ配設される。また、露光手段として、リーダー部10、及びレーザ光射出部6が配設される。
Further, along the rotation direction of the
帯電手段としての帯電器2は、感光体ドラム1の表面上を一様に帯電させる為のものである。また、現像手段としての現像器31〜34は、それぞれ第1〜第4の現像剤(トナー)である、M(マゼンタ)、C(シアン)、Y(イエロー)、B(ブラック)の現像剤を収容する為のものである。
The charger 2 as a charging means is for uniformly charging the surface of the
また、転写手段4は、感光体ドラム1の表面上に現像されたトナー像を紙などのシート材へ転写するもので、クリーナ5は、感光体ドラム1上の残留トナーを除去し、除電ランプ8は、感光体ドラム1表面を除電するものである。
The transfer unit 4 transfers the toner image developed on the surface of the
さらに、露光手段としてのリーダー部10、及びレーザ光射出部6は、リーダー部10に入力される色分解画像データに基づいて、レーザ光を感光体ドラム1の表面上に照射し、感光体ドラム1の表面を露光し、静電潜像を形成するためものである。
Further, the
次に、上記のように構成される従来例に係るカラーレーザプリンタにおいて、感光体ドラム1の表面上に多重現像を行って、感光体ドラム1の表面上に多色画像を得るプロセスについて説明する。
Next, a process of obtaining a multicolor image on the surface of the
まず、帯電器2によって感光体ドラム1の表面上を一様に帯電し、リーダー部10に入力される特定の色の画像信号に基づいて、レーザ光射出部6からレーザ光を射出し、感光体ドラム1の表面上に静電潜像を形成する。
First, the surface of the
形成された静電潜像に対して、特定の色の現像剤が現像器より供給され、感光体ドラム1の表面上に特定の色のトナー像を形成する。さらに、この工程を繰り返して現像剤を重ねることで、感光体ドラム1の表面上に所望の多色画像を形成する。
With respect to the formed electrostatic latent image, a developer of a specific color is supplied from a developing unit, and a toner image of a specific color is formed on the surface of the
なお、このように感光体ドラム1の表面上に各色の現像剤を重ねて現像する多重現像においては、特定の色の現像剤を感光体ドラム1の表面上に現像する際に、他の色が現像される領域に形成された静電潜像を破壊しないようにする必要がある。
In the multiple development in which the developer of each color is superimposed and developed on the surface of the
このため、図1に示すように、感光体ドラム1と現像器31〜34は非接触に構成されることが望ましい。すなわち、感光体ドラム1の表面上に現像剤を供給して現像を行う際は、現像器31〜34と感光体ドラム1の表面上の間に形成される電界から受ける力によって、現像剤が現像器から感光体ドラム1の表面上へ移動し付着する。
しかしながら上記従来例に係る画像形成装置においては、感光体ドラム1の表面上に多重現像を行う際に、現像済みのトナー像の上から新たに現像されるトナー像の濃度が不安定になる場合があった。現像されるトナー像の濃度が不安定になると、安定して正確な色調を得ることができない。
However, in the image forming apparatus according to the above conventional example, when multiple development is performed on the surface of the
ここで図2を参照して、多重現像を行う際に、現像済みのトナー像の上から新たに現像されるトナー像の濃度が不安定になる現象について以下説明する。 Here, with reference to FIG. 2, a phenomenon in which the density of a toner image newly developed from above a developed toner image becomes unstable when performing multiple development will be described below.
よりわかりやすく説明を行うために、1色目の現像剤としてY(イエロー)、2色目の現像剤としてM(マゼンダ)を用いて多重現像を行う場合を説明する。しかしながら、3色以上の多重現像を行うフルカラー方式であっても、また再帯電プロセスのある多重現像方式であっても、問題が生じるに至るプロセスは2色によって多重現像を行う場合と何ら変わりはない。 In order to make the description easier to understand, a case will be described in which multiple development is performed using Y (yellow) as the first color developer and M (magenta) as the second color developer. However, the process leading to the problem is different from the case where multiple development is performed with two colors, whether it is a full-color system that performs multiple development of three or more colors or a multiple development system with a recharging process. Absent.
図2は、これら2色の現像剤で多重現像を行う際の、感光体ドラム1における表面電位の変化の状態を示すものである。図2において、Yのトナー像のみが現像される画像領域を(i)、Mのトナー像のみが現像される画像領域を(ii)、何も現像されない白地部の
画像領域を(iii)、Yの後からMのトナー像を重ねて現像する画像領域を(iv)とする
。
FIG. 2 shows the state of change in surface potential on the
まず、感光体ドラム1の表面上を一様に帯電し、感光体ドラム1の表面の電位をVDにする。この状態を図2(a)に示す。
First, on the surface of the
その後、帯電した感光体ドラム1の表面上にレーザ光を照射して1色目のYの露光を行う。Yの露光が行われると(i)と(iv)の領域が露光されるので、(i)と(iv)の領域の電位がVL1になる。
Thereafter, the surface of the charged
露光が終わった後、(i)と(iv)の領域に対してYの現像剤を供給して現像を行う。
この際、現像を行うためにYの現像電位をVDC1として現像を行うと、(i)と(iv)
の領域にはYの現像剤が供給され、(i)と(iv)の領域に形成されるYのトナー像の表
面電位はVT1となる。この状態を図2(b)に示す。
After the exposure is completed, development is performed by supplying a Y developer to the areas (i) and (iv).
At this time, when development is performed with the development potential of Y set to V DC1 for development, (i) and (iv)
The Y developer is supplied to this area, and the surface potential of the Y toner image formed in the areas (i) and (iv) becomes VT1 . This state is shown in FIG.
このようにして、感光体ドラム1の表面上に1色目のYのトナー像が現像されると、次いで(ii)と(iv)の領域に2色目のM(マゼンダ)の現像をするために(ii)と(iv)
の領域が露光される。
When the first color Y toner image is developed on the surface of the
Are exposed.
そして1色目の時と同様に(ii)と(iv)の領域が露光されると、(ii)の領域の電位がVL2、(iv)の領域の電位がVL3、さらに(iv)の領域に現像された1色目のYのトナー像の表面電位がVT4となる。 When the areas (ii) and (iv) are exposed as in the case of the first color, the potential of the area (ii) is V L2 , the potential of the area (iv) is V L3 , and The surface potential of the first color Y toner image developed in the region becomes VT4 .
そして、この状態で2色目のMの現像電位をVDC2としてMの現像を行うと、(ii)と(iv)の領域にはMの現像剤が供給され、(ii)と(iv)の領域に現像されるMのトナー像の表面電位がそれぞれ、VT2、VT3となる。この状態を図2(c)に示す。 In this state, when the M development potential of the second color is set to VDC2 and the M development is performed, the M developer is supplied to the areas (ii) and (iv), and (ii) and (iv) The surface potentials of the M toner image developed in the region are V T2 and V T3 , respectively. This state is shown in FIG.
しかしながら、以上で説明した多重現像のプロセスにおいては、図2(c)の(iv)の領域に示したYのトナー像の表面電位VT4は不安定である。すなわち、VT4の値の変動によって2色目のMのトナー像の厚さが変動するので、1色目のYのトナー像の上に現像される2色目のMのトナー像の濃度が不安定になってしまう。 However, in the multiple development process described above, the surface potential V T4 of the Y toner image shown in the region (iv) of FIG. 2C is unstable. That is, since the fluctuation of the value of V T4 is the thickness of the toner image of the second color M varies, second color M toner image density unstable that are developed on the toner image of the first color Y turn into.
例えば、VT4が上昇した場合は、現像コントラストが減るので現像されるMの現像剤の量が減り、VT4が下降した場合は、現像コントラストが増すので現像されるMの現像剤の量が増してしまうので、安定して正確な色調を得ることができない。なお、ここで画像コントラストとはVT3−VT4のことをいう。 For example, when VT4 increases, the development contrast decreases, so the amount of M developer to be developed decreases. When VT4 decreases, the development contrast increases, so the amount of M developer to be developed increases. Therefore, it is impossible to obtain a stable and accurate color tone. Here, the image contrast means V T3 −V T4 .
このようにVT4が不安定になってしまう原因としては、感光体ドラム1の光導電特性や、1色目のYの現像量(トナー量)が、温度、湿度に表される装置本体の使用環境、使用回数によって変動してしまうことが挙げられる。
As a cause of the instability of VT4 in this way, the use of the apparatus main body in which the photoconductive characteristics of the
そこで、VT4の変動を補正して、多重現像において安定した色調を保つ手段を有する画像形成装置が提案されている(特許文献1)。 Therefore, to compensate for variations in V T4, an image forming apparatus having a means for maintaining a stable color tone in multiple development is proposed (Patent Document 1).
これは感光体ドラムの表面上に電位測定用の画像を形成し、その画像の表面電位を表面電位計によって測定し、測定結果を2色目の現像の露光条件等にフィードバックさせることで、VT4の変動に応じて2色目の露光量の補正を行うものである。 This forms an image for potential measurement on the surface of the photosensitive drum, the surface potential of the image was measured by a surface electrometer, measurement results by feeding back to the exposure conditions and the like of the second color developing, V T4 The exposure amount of the second color is corrected in accordance with the fluctuation of.
この方法によると、VT4が変動してもVT4の変動に応じて2色目の現像の際の露光量を補正することができるので、求める色調をいくらかは安定させて再現することが可能になる。 According to this method, it is possible to correct the exposure amount upon development of the second color in response to changes in well V T4 and V T4 varies, it can be reproduced somewhat to stabilize the color tone for obtaining a Become.
しかし、現像済みの1色目のYのトナー像の上から2色目のMのトナー像を現像する場合は、1色目のYのトナー像が既に感光体ドラムの表面上にある為に、Yのトナー像の厚さ分だけ、Mの現像剤が現像器から感光体ドラムの方向へ移動する距離が短くなる。 However, when developing the second color M toner image from the developed first color Y toner image, since the first color Y toner image is already on the surface of the photosensitive drum, The distance that the M developer moves from the developing device toward the photosensitive drum is reduced by the thickness of the toner image.
そして、Mの現像器とYのトナー像の表面との間隔(ギャップ)が狭まれば狭まるほど、Mの現像器とYのトナー像の間に生じる電界の大きさが増大し、2色目のMの現像剤の充電効率が増大する。 The smaller the gap (gap) between the M developing unit and the surface of the Y toner image, the larger the electric field generated between the M developing unit and the Y toner image. The charging efficiency of the M developer increases.
この場合、Mの現像剤の充電効率の変動を考慮しないままMのトナー像を現像すると、結果的にMのトナー像の濃度が不安定になってしまうので、正確な色調を再現することが困難である。特にこの現象は一成分非接触現像法を用いてDCバイアス現像を行った場合に顕著である。 In this case, if the M toner image is developed without considering the change in charging efficiency of the M developer, the density of the M toner image becomes unstable as a result, so that an accurate color tone can be reproduced. Have difficulty. This phenomenon is particularly remarkable when DC bias development is performed using a one-component non-contact development method.
また、1色目のYのトナー像が既に存在する場合に、Yの現像剤の誘電率の影響により2色目のMのトナーの現像特性が変化する場合がある。その結果、Yのトナー像の上に現
像されるMのトナー像の濃度が不安定になり、正確な色調を再現することが困難になる。
Further, when the Y toner image of the first color already exists, the development characteristics of the M toner of the second color may change due to the influence of the dielectric constant of the Y developer. As a result, the density of the M toner image developed on the Y toner image becomes unstable, making it difficult to reproduce an accurate color tone.
これに対し、上記特許文献1に係る画像形成装置では、2色目の現像剤の充電効率の変動、現像済みの1色目のトナー像が2色目の現像剤の誘電率に及ぼす影響を考慮して、露光量等の補正を行うものではない。よって、これらの問題を解決することが困難である。
On the other hand, in the image forming apparatus according to
本発明はこのような現状に鑑みてなされたもので、安定して正確な色調を再現することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus capable of stably and accurately reproducing a color tone.
上記目的を達成するために本発明にあっては、感光体と、前記感光体の表面を一様に帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記感光体の表面を露光して、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像に対して現像剤を供給して前記静電潜像を現像する複数の現像手段と、を有し、前記帯電手段、前記露光手段、前記現像手段によって、帯電、露光、現像を繰り返すことによって、前記感光体上に複数の現像剤像を重ねて現像する画像形成装置において、前記感光体上に形成された測定用画像の表面電位を検知する表面電位検知手段と、前記測定用画像に供給された現像剤の現像量を検知する現像量検知手段と、前記表面電位検知手段と前記現像量検知手段による検知結果に基づいて、前記露光手段の露光条件を決定する計算手段と、前記計算手段によって決定された露光条件に基づいて露光を制御する露光制御手段と、を有し、前記感光体の表面に現像された第一の現像剤の上に重ねて、第二の現像剤を現像する際は、前記計算手段は、前記第一の現像剤のみで形成された測定用画像の前記表面電位検知手段、及び前記現像量検知手段による検知結果に基づいて、前記第一の現像剤の電荷密度ρ 3 を算出し、前記第二の現像剤のみで形成された測定用画像の前記表面電位検知手段、及び前記現像量検知手段による検知結果に基づいて、前記第二の現像剤の電荷密度ρ 4 を算出し、前記第一の現像剤及び前記第二の現像剤の誘電率をε 3 、前記感光体の誘電率をε 1 、前記感光体の膜
厚をd 1 、前記第一の現像剤の現像剤像の厚さをd 3 、前記第二の現像剤の現像剤像の厚さをd 4 、前記第二の現像剤の充電効率をe、前記第二の現像剤を現像する際の現像電位をV DC2 、前記第一の現像剤の現像剤像の表面電位をV T4 、前記第一の現像剤に重ねて前記第二の現像剤を現像した際の現像剤像の表面電位をV T3 、として、
から、前記V T4 を算出し、さらに、
から、前記感光体の表面に現像された前記第一の現像剤の上に重ねて、前記第二の現像剤を現像する際に前記露光手段により露光される領域の電位V L3 を算出し、前記V L3 に基づいて、前記露光制御手段は露光を制御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the present invention, a photoconductor, a charging unit for uniformly charging the surface of the photoconductor, and exposing the surface of the photoconductor charged by the charging unit, Exposure means for forming an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member; and a plurality of development means for developing the electrostatic latent image by supplying a developer to the electrostatic latent image, In an image forming apparatus that repeatedly develops a plurality of developer images on the photosensitive member by repeating charging, exposing, and developing by the charging unit, the exposing unit, and the developing unit, the image forming apparatus is formed on the photosensitive member. Surface potential detection means for detecting the surface potential of the measurement image, development amount detection means for detecting the development amount of the developer supplied to the measurement image, detection by the surface potential detection means and the development amount detection means Based on the result, the exposure of the exposure means And calculating means for determining a condition, has an exposure control means for controlling the exposure based on the determined exposure condition by said calculation means, on the first developer developed on the surface of the photosensitive member In addition, when developing the second developer , the calculation means uses the detection result of the surface potential detection means and the development amount detection means of the measurement image formed only with the first developer. The charge density ρ 3 of the first developer is calculated based on the detection result of the surface potential detection unit and the development amount detection unit of the measurement image formed only with the second developer. The charge density ρ 4 of the second developer is calculated, the dielectric constant of the first developer and the second developer is ε 3 , the dielectric constant of the photoconductor is ε 1 , and the photoconductor The membrane
The thickness is d 1 , the developer image thickness of the first developer is d 3 , the developer image thickness of the second developer is d 4 , and the charging efficiency of the second developer is e , The developing potential when developing the second developer is V DC2 , the surface potential of the developer image of the first developer is V T4 , and the second developer is superimposed on the first developer. as V T3, the surface potential of the toner image at the time of developing the,
To calculate the V T4 , and
From this, the potential V L3 of the area exposed by the exposure means when developing the second developer is superimposed on the first developer developed on the surface of the photoreceptor , The exposure control means controls exposure based on the VL3 .
本発明によれば、安定して正確な色調を得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 provide an image forming apparatus capable of obtaining a stable and accurate color tone.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.
(実施の形態)
図6に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの要部を表す。このカラーレーザプリンタは、画像データ形成装置、画像記憶装置、画像読み取り装置、画像処理装置、画像表示装置など、様々な形態の画像データ出力装置から転送される画像データに基づいてハードコピーを作成するプリンタである。
(Embodiment)
FIG. 6 shows a main part of a color laser printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. This color laser printer creates a hard copy based on image data transferred from various types of image data output devices such as an image data forming device, an image storage device, an image reading device, an image processing device, and an image display device. It is a printer.
(画像形成装置の全体構成)
図6に示すカラーレーザプリンタを参照して、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。このカラーレーザビームプリンタは、像担持体として、ドラム形状の導電性基体上に光導電層部材を被着した感光体ドラム1を有し、この感光体ドラム1は図中矢印方向に定常回転する。
(Overall configuration of image forming apparatus)
The overall configuration of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the color laser printer shown in FIG. This color laser beam printer has, as an image carrier, a
そして感光体ドラム1の回転方向に沿って、帯電手段としての帯電器2、現像手段としての現像器31〜34、転写手段4、クリーナ5、除電ランプ8、がそれぞれ配設されて
いる。また、露光手段として、リーダー部10、及びレーザ光射出部6が配設される。
A charger 2 as a charging unit, developing
帯電手段としての帯電器2は、感光体ドラム1の表面上を一様に帯電させるものであり、現像手段としての現像器31〜34は、第1〜第4の現像剤(トナー)である、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の現像剤を収容する。なお、現像器31〜34は感光体ドラム1の表面に対して非接触に配設される。
The charger 2 as the charging means uniformly charges the surface of the
また、転写手段4は、感光体ドラム1の表面上に形成されたトナー像を紙などのシート材へ転写するもので、クリーナ5は、感光体ドラム1上の残留トナーを除去し、除電ランプ8は、感光体ドラム1表面を除電するものである。
The transfer unit 4 transfers a toner image formed on the surface of the
また、リーダー部10、レーザ光射出部6は、リーダー部10に入力される色分解画像データに基づいて、レーザ光射出部6がレーザ光を感光体ドラム1の表面上に射出し、感光体ドラム1の表面上を走査して静電潜像を形成するためものである。
Further, the
さらに、本実施の形態に係る画像形成装置では、現像器31〜34の、感光体ドラム1の回転方向の隣接部に、現像量検知手段としての現像量検出器20と、表面電位検知手段としての表面電位計21が配設される。さらに現像量検出器20、表面電位計21の各々に接続されて計算手段としての計算回路22が設けられる。また、計算手段としての計算回路22はリーダー部10と、露光制御手段としてのパルス幅変調回路23と接続される。
Further, in the image forming apparatus according to the present embodiment, a developing
(多重現像のプロセス)
上記のように構成される画像形成装置によって、既に感光体ドラム1上に形成されるトナー像の上に、新たにトナー像を現像する多重現像のプロセスについて説明する。
(Multi-development process)
A multiple development process for newly developing a toner image on a toner image already formed on the
まず、感光体ドラム1の表面上に、1色目と2色目の現像剤の測定用画像としてのパッチを作成する。そして、この測定用画像のパッチから、各々のトナー像の現像量、パッチ上の表面電位を、現像量検出器20と表面電位計21によって検知する。検知結果は計算手段としての計算回路22へ送られる。
First, patches as measurement images of the first and second color developers are formed on the surface of the
計算手段としての計算回路22は、リーダー部10から入力される色分解画像データと、現像量検出器20と表面電位計21の検知結果に基づいて、感光体ドラム1の表面上に現像しようとするトナー像の露光量を計算する。この計算手法については後に詳細に説明する。
The
そして、計算回路22における計算結果に基づいて、露光量制御手段としてのパルス幅変調(PWM)回路23が、1画素あたりの露光時間を制御しつつ、駆動信号を露光手段としてのレーザ射出部6へ出力する。
Then, based on the calculation result in the
パルス幅変調(PWM)回路23から駆動信号が出力されると、レーザ光射出部6からレーザ光が射出され、感光体ドラム1の表面上に特定の色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。なお、本実施の形態ではレーザ光射出部6の光源に波長780nmの半導体レーザが用いられる。
When a drive signal is output from the pulse width modulation (PWM)
また、本実施の形態で用いられる像担持体としての感光体ドラム1の光導伝性部材には膜圧20μmのOPCが用いられ、その比誘電率は3.0である。なお、露光が行われる前には、感光体ドラム1の表面は予めVD=−1000Vに帯電される。
Further, OPC having a film pressure of 20 μm is used for the photoconductive member of the
そして、感光体ドラム1の表面上に静電潜像が形成されると、特定の色の現像剤(トナ
ー)が現像器31〜34から静電潜像へ供給される。なお、本実施の形態で使用する現像剤(トナー)はポリエステル系、粒径8μmの現像剤であり、比誘電率は1.8である。
When an electrostatic latent image is formed on the surface of the
また、現像手段としての現像器31〜34には、非磁性一成分現像器を用いており、現像器の現像ローラと感光体ドラム1のギャップは100μmに設定され、現像器の現像ローラには、図示しない電圧印加手段により直流電圧が印加される。
The developing
感光体ドラム1の表面上の静電潜像に対し特定の色の現像剤が供給されると、静電潜像は感光体ドラム1の表面上でトナー像として可視化される。多重現像の場合は、感光体ドラム1が回転して上記で説明した露光から現像までのプロセスを繰り返し、現像済みのトナー像の上に新たなトナー像を現像し、多色の画像を得る。
When a developer of a specific color is supplied to the electrostatic latent image on the surface of the
(露光量の計算方法)
以下、上記のように構成、動作する本実施の形態に係る画像形成装置において、現像量検出器20と表面電位計21の検知結果に基づいて、2色目の現像剤を現像する際の露光量を計算する計算手法について説明する。
(Exposure amount calculation method)
Hereinafter, in the image forming apparatus according to the present embodiment configured and operated as described above, the exposure amount when developing the second color developer based on the detection results of the
ここではよりわかりやすく説明を行うために、感光体ドラム1の表面上に1色目のY(イエロー)のトナー像を現像した後に、その上から2色目のM(マゼンダ)のトナー像を現像する過程を説明する。しかしながら、現像剤の組合せがこれ以外の組合せであっても、計算手法は同一であることはいうまでもない。
Here, for easier understanding, the first color Y (yellow) toner image is developed on the surface of the
図3に、感光体ドラム1の表面上に1色目のYのトナー像を現像した場合の、断面における模式図を示す。ここで、感光体ドラム1の膜厚をd1、誘電率をε1とし、現像剤Yのトナー像の厚さ(現像量)をd3、誘電率をε3、電荷密度をρ3とする。
FIG. 3 is a schematic diagram of a cross section when the first color Y toner image is developed on the surface of the
これらの値と、1色目のYのトナー像の表面電位VT1、1色目のYの露光を行った際のトナー画像形成部の電位VL1の関係を表す式を以下に示す。ただし、上記で説明したように本実施の形態においては、現像剤の比誘電率ε3を1.8としているが、数1によって実際に計算を行う際は、ε3はトナーの空隙率を考慮して、ε3=1.8ε0ではなくε3=1.2ε0として計算を行う。
An expression showing the relationship between these values and the surface potential V T1 of the Y toner image of the first color and the potential V L1 of the toner image forming portion when the Y exposure of the first color is performed is shown below. However, as described above, in the present embodiment, the relative dielectric constant ε 3 of the developer is set to 1.8. However, when the calculation is actually performed using
ここで、VT1とd3は、Yの現像剤の測定用画像のパッチ測定によって求められる値である。パッチ測定に用いられるパッチの大きさは、大きすぎると無駄な現像剤を消費し、小さすぎるとパッチ測定の誤差が生じやすいので、5×5 (mm)〜20×20 (mm)程度の大きさが望ましい。 Here, V T1 and d 3 are values obtained by patch measurement of the measurement image of the Y developer. When the size of the patch used for patch measurement is too large, useless developer is consumed, and when the size is too small, an error in patch measurement is likely to occur. Therefore, the size is about 5 × 5 (mm) to 20 × 20 (mm). Is desirable.
パッチ測定を行う際の測定用画像を作成する際は、まずYの現像剤の画像情報に基づいてレーザ露光を行い、静電潜像の電位をVL1=−500vに設定して静電潜像を形成する。続いて、Yの現像器によってYの測定用画像を現像する。この際の現像電位はVDC1=−900Vに設定される。 When creating an image for measurement when performing patch measurement, first, laser exposure is performed based on the image information of the Y developer, and the electrostatic latent image potential is set to V L1 = −500 v to set the electrostatic latent image. Form an image. Subsequently, the Y measurement image is developed by the Y developing device. The developing potential at this time is set to V DC1 = −900V.
このようにして測定用画像が現像された後、現像量検知器20によって測定用画像の現像量を検知し、トナー像の厚さd3を決定する。また、表面電位計21によってVT1を
測定する。
After thus measured for image is developed to detect the development of the measurement image by the developing
以上のようにして、測定用画像のパッチ測定から求まるd3とVT1の値を用いて数1に示す数式を計算すると、Yのトナー像の電荷密度ρ3を求めることが可能になる。
As described above, when the mathematical formula shown in
また、上記と同様にして、数1、及び2色目の現像剤Mの測定用画像のパッチ測定により、2色目の現像剤Mのトナー像の電荷密度ρ4を求めることが可能になる。 Similarly to the above, the charge density ρ 4 of the toner image of the developer M of the second color can be obtained by the patch measurement of the measurement image of the developer M of the first and second colors.
図4に、感光体ドラム1の表面上に1色目のYのトナー像を現像した後、その上から2色目のMのトナー像を現像した場合の、断面における模式図を示す。なお、2色目のMのトナー像の厚さをd4とし、誘電率ε3は1色目のYのトナー像と同じ値とする。
FIG. 4 is a schematic view in cross section when the first color Y toner image is developed on the surface of the
2色目のMのトナー像を現像するために、まず1色目のYのトナー像の上を再露光する。再露光によって、1色目のYのトナー像の表面電位がVT4となる。さらにMのトナー像をYのトナー像の上に現像した後の、Mのトナー像の表面電位をVT3とすると、VT3−VT4で表される画像コントラストは、次式(数2)で求まる。 In order to develop the second color M toner image, the first color Y toner image is first re-exposed. By re-exposure, the surface potential of the first color Y toner image becomes VT4 . Further, when the surface potential of the M toner image after the M toner image is developed on the Y toner image is V T3 , the image contrast represented by V T3 −V T4 is expressed by the following equation (Equation 2). It is obtained by.
また、Yのトナー像の厚さd3と、Mのトナー像の充電効率eには、図5に示す関係があることがわかっている。この関係を用いて、Yのトナー像の厚さd3から充電効率eの値を求める。 Further, the thickness d 3 of the toner image Y, the charging efficiency e of the toner image M, has been found to be associated as shown in FIG. Using this relation, determining the value of the charging efficiency e thick d 3 of the toner image of Y.
以上、数2で求めた画像コントラスト(VT3−VT4)、図5で求めた充電効率e、2色目のMの現像電位VDC2の値から、これらの値の関係を表す次式(数3)を用いてVT4を求めることができる。 As described above, from the image contrast (V T3 −V T4 ) obtained in Equation 2, the charging efficiency e obtained in FIG. 5, and the value of the development potential V DC2 of M for the second color, 3) can be used to determine VT4 .
そして、数式3によって求まったVT4の値を、次式(数4)に用いると、設定すべきVL3を求めることができる。
Then, when the value of V T4 obtained by
そして、得られたVL3の値に基づいて、露光制御手段としてのパルス幅変調(PMV)回路23が露光量を制御する。なお、PWMによる露光量の制御方法は、特開平5−197253号公報に示されるように、トナー透過率を考慮した方法を採用する。
Then, based on the obtained value of V L3 , a pulse width modulation (PMV)
以上に説明する現像プロセスによって、多重現像を行う際も、感光体ドラムの表面上に形成されるトナー像の濃度が不安定になることなく、安定して正確な色調を再現することが可能な画像形成装置を提供することができる。 Even when multiple development is performed by the development process described above, the density of the toner image formed on the surface of the photosensitive drum is not unstable, and a stable and accurate color tone can be reproduced. An image forming apparatus can be provided.
1 感光体ドラム
2 帯電器
4 転写手段
5 クリーナー
6 レーザー光射出部
8 除電ランプ
10 リーダー部
20 現像量検出器
21 表面電位計
22 計算回路
23 パルス幅変調回路
31 イエロー現像器
32 マゼンタ現像器
33 シアン現像器
34 ブラック現像器
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記感光体の表面を一様に帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記感光体の表面を露光して、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像に対して現像剤を供給して前記静電潜像を現像する複数の現像手段と、
を有し、
前記帯電手段、前記露光手段、前記現像手段によって、帯電、露光、現像を繰り返すことによって、前記感光体上に複数の現像剤像を重ねて現像する画像形成装置において、
前記感光体上に形成された測定用画像の表面電位を検知する表面電位検知手段と、
前記測定用画像に供給された現像剤の現像量を検知する現像量検知手段と、
前記表面電位検知手段と前記現像量検知手段による検知結果に基づいて、前記露光手段の露光条件を決定する計算手段と、
前記計算手段によって決定された露光条件に基づいて露光を制御する露光制御手段と、
を有し、
前記感光体の表面に現像された第一の現像剤の上に重ねて、第二の現像剤を現像する際は、
前記計算手段は、
前記第一の現像剤のみで形成された測定用画像の前記表面電位検知手段、及び前記現像量検知手段による検知結果に基づいて、前記第一の現像剤の電荷密度ρ 3 を算出し、
前記第二の現像剤のみで形成された測定用画像の前記表面電位検知手段、及び前記現像量検知手段による検知結果に基づいて、前記第二の現像剤の電荷密度ρ 4 を算出し、
前記第一の現像剤及び前記第二の現像剤の誘電率をε 3 、
前記感光体の誘電率をε 1 、
前記感光体の膜厚をd 1 、
前記第一の現像剤の現像剤像の厚さをd 3 、
前記第二の現像剤の現像剤像の厚さをd 4 、
前記第二の現像剤の充電効率をe、
前記第二の現像剤を現像する際の現像電位をV DC2 、
前記第一の現像剤の現像剤像の表面電位をV T4 、
前記第一の現像剤に重ねて前記第二の現像剤を現像した際の現像剤像の表面電位をV T3 、
として、
から、前記V T4 を算出し、
さらに、
から、前記感光体の表面に現像された前記第一の現像剤の上に重ねて、前記第二の現像剤を現像する際に前記露光手段により露光される領域の電位V L3 を算出し、
前記V L3 に基づいて、前記露光制御手段は露光を制御することを特徴とする画像形成装置。 A photoreceptor,
Charging means for uniformly charging the surface of the photoreceptor;
Exposure means for exposing the surface of the photoreceptor charged by the charging means to form an electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor;
A plurality of developing means for developing the electrostatic latent image by supplying a developer to the electrostatic latent image;
Have
In the image forming apparatus for developing a plurality of developer images on the photosensitive member by repeating charging, exposing, and developing by the charging unit, the exposing unit, and the developing unit.
Surface potential detection means for detecting the surface potential of the measurement image formed on the photoreceptor;
A developing amount detecting means for detecting a developing amount of the developer supplied to the measurement image;
Calculation means for determining an exposure condition of the exposure means based on detection results by the surface potential detection means and the development amount detection means;
Exposure control means for controlling exposure based on the exposure conditions determined by the calculation means;
Have
When developing the second developer on the first developer developed on the surface of the photoreceptor,
The calculating means includes
Based on the detection result by the surface potential detection unit and the development amount detection unit of the measurement image formed only by the first developer, the charge density ρ 3 of the first developer is calculated,
Based on the detection result by the surface potential detection unit and the development amount detection unit of the measurement image formed only by the second developer, the charge density ρ 4 of the second developer is calculated,
The dielectric constant of the first developer and the second developer is ε 3 ,
The dielectric constant of the photoreceptor is ε 1 ,
The film thickness of the photoreceptor is d 1 ,
The thickness of the developer image of the first developer is d 3 ,
The developer image thickness of the second developer is d 4 ,
The charging efficiency of the second developer is e,
The development potential when developing the second developer is V DC2 ,
V T4 is the surface potential of the developer image of the first developer ,
The surface potential of the developer image when the second developer is developed on the first developer is expressed as V T3 ,
As
From calculates the V T4,
further,
From this, the potential V L3 of the area exposed by the exposure means when developing the second developer is superimposed on the first developer developed on the surface of the photoreceptor ,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the exposure control unit controls exposure based on the VL3 .
露光を行う際の露光量であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The exposure conditions are
The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the exposure amount is an exposure amount when performing exposure.
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