JP6021390B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式で像担持体上に形成したトナー像を転写材に転写し、その後定着することによって転写材上に定着画像を得るカラー複写機、カラープリンタ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a color copying machine or a color printer that obtains a fixed image on a transfer material by transferring a toner image formed on an image carrier by an electrophotographic method onto a transfer material and then fixing it.
像担持体表面に形成したトナー像を、紙等の転写材に転写する工程を含む周知の電子写真方式の画像形成装置がある。また、カラー画像形成装置としては、複数の感光ドラムを並列に配して、各感光ドラムで順次トナー像を形成し、そのトナー像を転写材に直接又は中間転写ベルトを介して転写する構成が実用化されている。このようなカラー画像形成装置では、一般にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の4色のトナーを用いてフルカラー画像を形成し、各色に対応した感光ドラムを備えている。また、1つの感光ドラム上にイエローから順にトナー像を形成し、順次、中間転写ベルト上に転写して、各色のトナー像を重ねることによりフルカラー画像を形成する構成も実用化されている。上記の構成では、いずれも、複数回の転写工程があり、既に中間転写ベルト上に転写されているトナー像に対し、感光ドラムから別のトナー像を重ねて転写する工程がある。ここで、複数回の転写工程のうち、2回目以降の転写工程では、既にベルト上に転写されているトナー像に、新たなトナー像を重ねて転写する感光ドラムが重なる。その際、感光ドラムのトナー像の無い部分が、その電位次第では、既にベルト上に転写されているトナー像に対して静電的な作用を及ぼし、既にベルト上に転写されているトナー像等を乱す虞がある。このため、感光ドラムのトナーを付着させない部分(背景部)に対して弱露光(微小露光)を行うことで、電位を安定させ、この静電的な作用を軽減して、画像乱れや転写効率低下を防ぐ装置が考案されている(特許文献1参照)。 There is a known electrophotographic image forming apparatus including a step of transferring a toner image formed on the surface of an image carrier onto a transfer material such as paper. The color image forming apparatus has a configuration in which a plurality of photosensitive drums are arranged in parallel, toner images are sequentially formed on the photosensitive drums, and the toner images are transferred directly to a transfer material or via an intermediate transfer belt. It has been put into practical use. In such a color image forming apparatus, generally, a full-color image is formed using toners of four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk), and a photosensitive drum corresponding to each color is provided. I have. Also, a configuration in which a toner image is formed in order from yellow on one photosensitive drum, sequentially transferred onto an intermediate transfer belt, and a full color image is formed by superimposing toner images of respective colors has been put into practical use. In each of the above configurations, there are multiple transfer processes, and there is a process in which another toner image is transferred from the photosensitive drum to the toner image already transferred onto the intermediate transfer belt. Here, in the second and subsequent transfer processes among the plurality of transfer processes, a photosensitive drum that superimposes and transfers a new toner image is superimposed on the toner image that has already been transferred onto the belt. At that time, the portion of the photosensitive drum where there is no toner image electrostatically acts on the toner image already transferred onto the belt, depending on the potential, and the toner image already transferred onto the belt, etc. May be disturbed. For this reason, weak exposure (micro exposure) is performed on the portion of the photosensitive drum where the toner is not adhered (background portion), thereby stabilizing the potential and reducing this electrostatic effect, thereby causing image disturbance and transfer efficiency. An apparatus for preventing the reduction has been devised (see Patent Document 1).
しかしながら、感光ドラム等の装置内の部品の性質や特性は、使用量に応じて変化する。このため、上述した弱露光(微小露光)の露光量が常に一定に設定されていると、感光ドラムのトナーを付着させない部分(背景部)の電位を適切に保つことができない。その結果、装置の使用量によって画像の濃度や色度、文字の太さが変化したり、トナーを付着させない背景部にもトナーが付着して現像されてしまう、所謂かぶり画像等の画像不良が発生したりする虞がある。 However, the properties and characteristics of components in the apparatus such as the photosensitive drum vary depending on the amount of use. For this reason, when the exposure amount of the above-described weak exposure (micro exposure) is always set to be constant, the potential of the portion (background portion) on the photosensitive drum where the toner is not attached cannot be appropriately maintained. As a result, the image density, chromaticity, character thickness changes depending on the amount of use of the device, and the image defect such as a so-called fogging image in which the toner adheres to the background portion where the toner is not adhered and is developed. May occur.
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、感光ドラムのトナーを付着させない背景部の電位を適正に保ち、安定した画質で画像形成を行うことを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to perform image formation with stable image quality while keeping the potential of a background portion to which toner on a photosensitive drum is not attached appropriately.
本発明は、上述の目的を達成するため、以下の構成を備える。 In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
(1)感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電された感光体に光を照射し潜像を形成する光照射手段と、潜像にトナーを付着させて現像する現像手段と、前記現像手段により形成されたトナー像の濃度に関する値を検出する検出手段と、を備え、前記光照射手段は、画像形成を行う画像のデータに応じて、前記感光体のトナーを付着させる画像部に対し第一露光量で光を照射し、前記感光体のトナーを付着させない非画像部に対し第二露光量で光を照射し、画像形成を行う画像形成装置において、前記光照射手段の前記第二露光量を補正する補正手段を備え、前記光照射手段は、前記第一露光量で光を照射した第一領域と前記第二露光量で光を照射した第二領域とが交互に並んだ潜像パターンを前記感光体に形成し、前記検出手段は、前記潜像パターンを前記現像手段により現像して得られるトナー像を検出し、前記補正手段は、検出した値に基づいて前記第二露光量の補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
(2)感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電された感光体に光を照射し潜像を形成する光照射手段と、潜像にトナーを付着させて現像する現像手段と、前記現像手段により形成されたトナー像の濃度に関する値を検出する検出手段と、を備え、前記光照射手段は、画像形成を行う画像のデータに応じて、前記感光体のトナーを付着させる画像部に対し第一露光量で光を照射し、前記感光体のトナーを付着させない非画像部に対し第二露光量で光を照射し、画像形成を行う画像形成装置において、前記光照射手段の前記第二露光量を補正する補正手段を備え、前記光照射手段は、前記第一露光量で光を照射した第一領域を前記第二露光量で光を照射した第二領域が取り囲んだ部分を有する潜像パターンを前記感光体に形成し、前記検出手段は、前記潜像パターンを前記現像手段により現像して得られるトナー像を検出し、前記補正手段は、検出した値に基づいて前記第二露光量の補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
(3)感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電された感光体に光を照射し潜像を形成する光照射手段と、潜像にトナーを付着させて現像する現像手段と、前記現像手段により形成されたトナー像の濃度に関する値を検出する検出手段と、を備え、前記光照射手段は、画像形成を行う画像のデータに応じて、前記感光体のトナーを付着させる画像部に対し第一露光量で光を照射し、前記感光体のトナーを付着させない非画像部に対し第二露光量で光を照射し、画像形成を行う画像形成装置において、前記光照射手段の前記第二露光量を補正する補正手段を備え、前記光照射手段は、前記第一露光量で光を照射した第一領域と前記第二露光量で光を照射した第二領域との比率が等しい潜像パターンを前記感光体に形成し、前記検出手段は、前記潜像パターンを前記現像手段により現像して得られるトナー像を検出し、前記補正手段は、検出した値に基づいて前記第二露光量の補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
(1) Photoconductor, charging unit for charging the photoconductor, light irradiation unit for irradiating light to the photoconductor charged by the charging unit to form a latent image, and developing by attaching toner to the latent image Developing means, and detecting means for detecting a value relating to the density of the toner image formed by the developing means, wherein the light irradiating means has a toner on the photoconductor according to image data for image formation. in the image forming apparatus is irradiated with light, light is irradiated to the second exposure to the non-image area which does not adhere to the toner of the photoconductor is performed the images formed by the first exposure to the image portion to deposit, a correction means for correcting the second exposure amount of the light irradiation unit, before Symbol light irradiation means is first irradiated with light in the second exposure amount and the first region irradiated with the light in the first exposure form the aligned latent image pattern and a secondary area alternately on the photosensitive member And said detecting means, the latent image pattern detected a toner image obtained by developing by the developing unit, said correction means, characterized in that the correction of the second exposure amount based on the detected value An image forming apparatus.
(2) Photoconductor, charging unit for charging the photoconductor, light irradiation unit for irradiating light to the photoconductor charged by the charging unit to form a latent image, and developing the toner by attaching toner to the latent image Developing means, and detecting means for detecting a value relating to the density of the toner image formed by the developing means, wherein the light irradiating means has a toner on the photoconductor according to image data for image formation. In an image forming apparatus for performing image formation by irradiating light at a first exposure amount to an image portion to which toner is adhered and irradiating light at a second exposure amount to a non-image portion to which toner of the photoreceptor is not adhered, A correction unit that corrects the second exposure amount of the light irradiation unit, wherein the light irradiation unit is configured to irradiate the first region irradiated with the light with the first exposure amount and the second region irradiated with the light with the second exposure amount; The latent image pattern having a portion surrounded by The detection unit detects a toner image obtained by developing the latent image pattern by the development unit, and the correction unit corrects the second exposure amount based on the detected value. An image forming apparatus.
(3) Photoconductor, charging unit for charging the photoconductor, light irradiation unit for irradiating light to the photoconductor charged by the charging unit to form a latent image, and developing the toner by attaching toner to the latent image Developing means, and detecting means for detecting a value relating to the density of the toner image formed by the developing means, wherein the light irradiating means has a toner on the photoconductor according to image data for image formation. In an image forming apparatus for performing image formation by irradiating light at a first exposure amount to an image portion to which toner is adhered and irradiating light at a second exposure amount to a non-image portion to which toner of the photoreceptor is not adhered, The light irradiation unit includes a correction unit that corrects the second exposure amount, and the light irradiation unit includes a first region irradiated with light at the first exposure amount and a second region irradiated with light at the second exposure amount. A latent image pattern with the same ratio to The detecting unit detects a toner image obtained by developing the latent image pattern by the developing unit, and the correcting unit corrects the second exposure amount based on the detected value. An image forming apparatus.
本発明によれば、感光ドラムのトナーを付着させない背景部の電位を適正に保ち、安定した画質で画像形成を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform image formation with stable image quality while keeping the potential of the background portion where the toner on the photosensitive drum is not adhered appropriately.
以下、本発明を実施するための形態を、実施例により詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本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。 Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated in detail by an Example. However, the constituent elements described in this embodiment are merely examples, and are not intended to limit the scope of the present invention only to them.
[画像形成システム図]
図1(a)は画像形成装置と画像送信装置の接続を示す画像形成システム図である。実施例1の画像形成装置100は、外部機器である画像送信装置としてのパーソナルコンピュータ(以下PCとする)101と、例えばケーブル102を介して有線により接続される。尚、画像形成装置100は、無線通信により画像送信装置と接続される構成であってもよい。画像情報は、PC101からケーブル102を経由してコントローラ103に送信され、後述する画像データ処理を実施した後に、プリンタエンジン制御部104に送信される。
[Image forming system diagram]
FIG. 1A is an image forming system diagram showing the connection between the image forming apparatus and the image transmitting apparatus. The
[画像形成装置の構成図]
図1(b)は本実施例の画像形成装置100を示す断面図である。本実施例の画像形成装置として、感光体である感光ドラムを4つ備え、第一の像担持体である中間転写ベルト(中間転写体)を介して、最終的な像担持体である記録材に転写する中間転写方式のタンデム方式のフルカラープリンタを用いて説明する。ここでは画像解像度が600dpi(1インチ当たり600画素)で画像形成速度(感光ドラムの回転周速)が100mm/sの例を用いる。本実施例の画像形成装置は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の4色の画像形成手段である画像形成ステーションを有し、中間転写ベルト1を含む転写装置及び定着器(定着装置)3を有する。尚、4色の画像形成装置に必ずしも限定されることはなく、例えば、薄シアン、薄マゼンタなどを更に加えた6色画像形成装置であっても良い。
[Configuration of Image Forming Apparatus]
FIG. 1B is a cross-sectional view showing the
各画像形成ステーションは画像形成ユニット10a〜10dとしてユニット化され、それぞれ感光ドラム(ドラム状電子写真感光体)11a〜11dが矢印方向(時計周り方向)に回転可能に設置される。尚、符号a,b,c,dは、それぞれY,M,C,Bkに対応しており、以下、必要な場合を除き省略する。感光ドラム11の外周表面上に、それぞれ感光ドラム表面を一様に帯電する帯電装置である帯電ローラ12が配置される。帯電ローラ12の感光ドラム回転方向下流側には、プリンタエンジン制御部104により変調されたレーザ光を感光ドラム表面に発光(照射)し感光ドラム表面を露光する露光装置であるレーザ露光器13(光照射手段)が配置される。更にレーザ露光器13の下流側には、レーザ露光により形成された感光ドラム表面上の各色の静電潜像を、対応する色のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて現像する現像装置である現像器14が配置される。各現像器14a〜14dには、それぞれイエロートナーtY、マゼンタトナーtM、シアントナーtC、ブラックトナーtBkが充填されている。
Each of the image forming stations is unitized as
感光ドラム11の中間転写ベルト1を挟んだ位置(転写位置)には、感光ドラム11とともに一次転写部を形成する一次転写ローラ15が対向設置される。この一次転写ローラ15には、一次転写電源16が接続され、一次転写電圧が印加される。中間転写ベルト1は、駆動ローラ1a、テンションローラ1b、二次転写対向ローラ1cの3本のローラに張架して設置され、各画像形成ステーション10a〜10dを縦貫して、感光ドラム11a〜11dに接触配置される。中間転写ベルト1は、駆動ローラ1aにより図の矢印方向(反時計回り方向)に回転駆動される。感光ドラム11の一次転写ローラ15の下流側には、ドラムクリーナ17が設置される。また中間転写ベルト1の表面には、ベルトクリーナ4が当接配置される。
A primary transfer roller 15 that forms a primary transfer portion together with the photosensitive drum 11 is disposed opposite to a position (transfer position) of the photosensitive drum 11 with the
プリンタエンジン制御部104は、コントローラ103から受信した画像情報や各種指示に従い、プリンタエンジンの各部を制御する。尚、ここでのプリンタエンジンとは、概ね図1(b)の画像形成装置100におけるコントローラ103を除く画像形成に係る動作を行う部分を指す。
The printer
以上のように構成された画像形成装置の画像形成動作について、イエローの画像形成ステーション10aを例にして説明する。イエロー画像形成ステーション10aの感光ドラム11aは、アルミニウムの円筒体表面に光導電層が形成されており、矢印方向へ回転する過程で帯電電源19より帯電電圧が印加された帯電ローラ12aにより、表面を一様にマイナス帯電される。ついで、コントローラ103が、PC101から送られた画像情報に対して画像データ処理を実行しレーザ露光量に対応する信号に変換してレーザ露光器13aに信号を出力する。レーザ露光器13aは、コントローラ103から出力されたレーザ露光量に対応する信号に基づいて画像露光を行う。その結果、トナー像部(画像部)の電位は背景部(非画像部)より減衰して電位差が形成され、感光ドラム11aの表面に元画像のイエロー画像成分に対応した静電潜像が形成される。尚、本実施例では帯電及び現像において負極性の電圧を用いており、便宜上、これら負極性の電圧に関しては、電圧の絶対値が大きい場合を高いと表現し、絶対値が小さい場合に低いと表現する。
The image forming operation of the image forming apparatus configured as described above will be described using the yellow
現像器14aでは、感光ドラム表面のトナー像部より高く、背景部より低い電圧(現像電圧)を現像電源18からトナー供給部に供給する。これにより、マイナス帯電したイエロートナーが、感光ドラム11aのトナー像部のみへ選択的に移動し、静電潜像に対応する現像が行われて、イエロートナー像として可視化される。得られたイエロートナー像は、一次転写ローラ15aに一次転写電源16から一次転写電圧を印加することによって、中間転写ベルト1上(中間転写体上)に転写される(以下、一次転写という)。転写後の感光ドラム11aは、表面に付着しているトナー(以下、転写残トナーという)がドラムクリーナ17aによって除去され、次の画像形成に供される。
In the developing
以上の画像形成動作を、他の画像形成ステーション10b〜10dにおいて所定のタイミングで行い、感光ドラム11b〜11d上のトナー像をそれぞれの一次転写部で中間転写ベルト1上に順次重ねて一次転写する。フルカラーモードの場合は、中間転写ベルト1に対してイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順でトナー像を順次転写し、モノカラーモードの場合は、例えばブラックトナー像が上記と同じ工程で形成されて転写される。その後、中間転写ベルト1上の4色のトナー像は、中間転写ベルト1の矢印方向の回動に伴い、二次転写ニップ部に移動される。二次転写ニップ部とは、二次転写ローラ2が中間転写ベルト1を挟んで、接地された二次転写対向ローラ1cと当接された部分である。そこに転写材Pがカセット5から給紙され給送ローラ9により所定のタイミングで搬送される。二次転写電源21は、二次転写ニップ部に搬送された転写材P上に接する二次転写ローラ2に、二次転写電圧を印加する。これによりトナー像は一括して転写材Pに転写される(以下、二次転写という)。二次転写後の中間転写ベルト1表面に付着している転写残トナーはベルトクリーナ4によって除去され、次の画像形成に供される。
The above image forming operation is performed at a predetermined timing in the other
二次転写ニップ部を通過した未定着トナー像を担持した転写材Pは、定着器3の定着フィルム30と加圧ローラ31とのニップ部へと搬送され、加熱・加圧されて定着画像となる。また、定着器3を通過した転写材Pは、画像形成装置外の不図示の排出トレイに排出される。濃度センサ40は、中間転写ベルト1上に形成された後述する補正用画像のトナー濃度に関する値を検出する。
The transfer material P carrying the unfixed toner image that has passed through the secondary transfer nip portion is conveyed to the nip portion between the fixing film 30 and the pressure roller 31 of the fixing
[感光ドラムについて]
図2(a)を用いて本実施例の感光ドラム11aを説明する。感光ドラム11aは、導電性支持基体22a上に電荷発生層23a、電荷輸送層24aを積層させたもので、通紙寿命5000枚に対応している。ここで、通紙寿命とは、感光ドラムの使用可能な保証期間を通紙枚数で表したものである。導電性支持基体22aは外径30mm、厚み1mmのアルミシリンダーである。電荷発生層23aは、厚み0.2μmのフタロシアニン系顔料である。電荷輸送層24aは、厚み20μmのポリカーボネイトを結着樹脂として電荷輸送物質としてアミン化合物を配合したものである。
[About photosensitive drum]
The
尚、本実施例で示す構成は特に限定されるものではなく、導電性支持基体22aは、アルミニウム、SUSなどの金属を用いてもよい。また、電荷発生層23aとしては、例えばアゾ系顔料(例えば、モノアゾ、ビスアゾ、トリスアゾなど)、金属及び無金属のフタロシアニン系顔料、インジゴ系顔料(例えば、インジゴ、チオインジゴなど)などが挙げられる。更に電荷発生層23aとしては、キノン系顔料(例えば、アントアントロン、ピレンキノンなど)、ペリレン系顔料(例えば、ペリレン酸無水物、ペリレン酸イミドなど)、スクワリウム系色素などが挙げられる。更に電荷発生層23aとしては、ピリリウム、チアピリリウム塩類、トリフェニルメタン系色素などが挙げられる。電荷輸送層24aの結着樹脂としては、例えばポリビニルアセタール、ポリカーボネイト、ポリアリレート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ酢酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリル樹脂、セルロース系樹脂などが好ましく用いられる。電荷輸送物質としては、例えば多環芳香族化合物(例えば、ピレン、アントラセンなど)などが挙げられる。更に電荷輸送物質としては、例えば複素環化合物(例えば、カルバゾール、インドール、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、ピラゾリン、チアジアゾール、トリアゾールなど)などが挙げられる。更に電荷輸送物質としては、例えばヒドラゾン系化合物(例えば、p−ジエチルアミノベンズアルデヒド−N、N−ジフェニルヒドラゾン、N,N−ジフェニルヒドラジノ−3−メチリデン−9−エチルカルバゾールなど)などが挙げられる。更に電荷輸送物質としては、例えばスチリル系化合物(例えば、α−フェニル−4′−N,N−ジアミノスチルベン、5−[4−(ジ−p−トリルアミノ)ベンジリデン]−5H−ジベンゾ[a,d]ジシクロヘプテンなど)などが挙げられる。更に電荷輸送物質としては、例えばベンジジン系化合物、トリアリールアミン系化合物などが挙げられる。
The configuration shown in the present embodiment is not particularly limited, and the
電荷発生層23aの厚みは0.001〜5μm、更には0.05〜2μmが好ましく、電荷輸送層24aの厚みは5〜40μm、更には10〜30μmが好ましい。電荷発生層23aには、電荷発生物質を10〜100質量%、更には40〜100質量%含有するのが好ましい。電荷輸送層24aには、電荷輸送物質を20〜80質量%、更には30〜70質量%含有するのが好ましい。
The thickness of the
図2(b)は本実施例で用いる感光ドラムのEVカーブと呼ばれるもので、表面をV0に帯電させた感光ドラム11に対して、露光量E(μJ/cm2)のレーザ光で露光した場合の電位減衰を示すもので、感光特性を示すグラフである。図2(b)のグラフの横軸は露光量E(μJ/cm2)、縦軸は帯電電源19により直流電圧Va=−1180Vを帯電ローラ12に印加した際の感光ドラム電位V(V)である。このEVカーブは感光ドラムにより異なるものの、露光量Eを増やすことで、より大きな電位減衰が得られる傾向がある。また、高電位部では強電界によりキャリアの再結合が発生しにくいため、低い露光量でも大きな電位減衰を示す。これに対し、低電位部は発生キャリアが再結合しやすいため、高い露光量の露光に対しても電位減衰が小さいという傾向が見られ、図2(b)に示すような曲線になるのが一般的である。尚、実線は感光ドラム11の初期、破線は感光ドラム11の寿命到達時のEVカーブを示す。
FIG. 2B is called an EV curve of the photosensitive drum used in this embodiment. The photosensitive drum 11 whose surface is charged to V 0 is exposed to laser light having an exposure amount E (μJ / cm 2 ). This is a graph showing the potential attenuation in the case of the photosensitivity, and showing the photosensitive characteristics. The horizontal axis of the graph of FIG. 2B is the exposure amount E (μJ / cm 2 ), and the vertical axis is the photosensitive drum potential V (V) when the DC voltage Va = −1180 V is applied to the charging roller 12 by the charging
[帯電について]
本実施例の帯電ローラ12は芯金上に、厚み3mmのニトリルブタジエンゴム(NBR)からなる弾性層を形成し、その上に厚み10μmのポリウレタン樹脂からなる表面層を形成したものを用いている。弾性層の体積抵抗率は104Ω・cm、表面層の体積抵抗率は1011Ω・cmに調整している。これらの帯電ローラ12は6Nの加圧力で感光ドラム11に当接され、従動回転する。
[Charging]
The charging roller 12 of this embodiment uses a core bar in which an elastic layer made of nitrile butadiene rubber (NBR) having a thickness of 3 mm is formed, and a surface layer made of polyurethane resin having a thickness of 10 μm is formed thereon. . The volume resistivity of the elastic layer is adjusted to 10 4 Ω · cm, and the volume resistivity of the surface layer is adjusted to 10 11 Ω · cm. These charging rollers 12 are brought into contact with the photosensitive drum 11 with a pressurizing force of 6 N and are driven to rotate.
尚、本実施例で示す構成は特に限定されるものではなく、弾性層の材質としてはポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフエン等の導電性高分子、カーボン、導電性金属酸化物、金属、イオン導電性物質等を分散させて導電性処理したヒドリンゴムを用いてもよい。更に、弾性層の材質としては、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、ニトリルゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリルゴム(ACM)を用いてもよい。更に、弾性層の材質としては、シリコーンゴム及びフッ素ゴム等のゴム材料、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエステル及びポリアミド系等の熱可塑性エラストマー等)を用いてもよい。また、表面層の材質としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などや、それらに導電性処理材を分散させたものを用いることができる。表面層の膜厚は柔軟性と耐久性を損なわない程度の0.1〜500μm、特には0.2〜250μmの範囲が好ましい。弾性層の体積抵抗率としては、良好な帯電を得るために102〜1011Ω・cm、特には102〜1010Ω・cmの範囲が好ましく、表面層の体積抵抗率は同様に106〜1013Ω・cmの範囲が好ましい。 The structure shown in the present embodiment is not particularly limited, and the elastic layer is made of a conductive polymer such as polyacetylene, polypyrrole, or polythiophene, carbon, a conductive metal oxide, a metal, an ion conductive material, or the like. You may use the hydrin rubber which disperse | distributed and electroconductively processed. Further, the elastic layer is made of ethylene propylene rubber (EPDM), nitrile rubber (NBR), styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), chloroprene rubber (CR), acrylic rubber ( ACM) may be used. Furthermore, as the material of the elastic layer, rubber materials such as silicone rubber and fluororubber, thermoplastic elastomers such as polystyrene, polyolefin, polyvinyl chloride, polyurethane, polyester, and polyamide may be used. Moreover, as a material of the surface layer, for example, a polyamide resin, a polyurethane resin, a fluororesin, a silicone resin, or a material in which a conductive treatment material is dispersed can be used. The film thickness of the surface layer is preferably in the range of 0.1 to 500 [mu] m, particularly 0.2 to 250 [mu] m, so as not to impair flexibility and durability. The volume resistivity of the elastic layer is preferably in the range of 10 2 to 10 11 Ω · cm, particularly 10 2 to 10 10 Ω · cm in order to obtain good charge, and the volume resistivity of the surface layer is similarly 10 A range of 6 to 10 13 Ω · cm is preferable.
本実施例では帯電ローラ12の芯金に、帯電電源19より直流電圧Va=−1180Vを定電圧供給する。帯電ローラ12と感光ドラム表面の微小空隙をz(μm)、感光ドラム11の誘電体の厚みをd(μm)、帯電後の感光ドラム表面の電位(上述した感光ドラム電位)をV0、空気と感光ドラム11の誘電率比をk(≒3)とする。そうすると、微小空隙にかかる電位差Vgは式1で表わされる。
Vg=(Va−V0)・z/(d/k+z) (式1)
In this embodiment, a constant voltage is supplied from the charging
V g = (V a -V 0 ) · z / (d / k + z) ( Equation 1)
一方、パッシェン則に従って空隙zに対して放電が発生し、z≧8μmの領域では空隙電圧Vgは式2で近似される。
−Vg=312+6.2・z (式2)
従ってこれらより、放電開始点において式3により与えられる電位に収束する。
V0=Va+(312+6.2・d/k)+(7737.6・d/k)1/2
≒−868+2・d+51√d (式3)
式3から、感光ドラム11の膜厚dが使用により摩耗する場合には、感光ドラム11の表面電位V0の絶対値は上昇することがわかる。
On the other hand, discharge occurs with respect to the gap z in accordance with Paschen's law, and the gap voltage V g is approximated by
−V g = 312 + 6.2 · z (Formula 2)
Therefore, the potential converges to the potential given by
V 0 = V a + (312 + 6.2 · d / k) + (7737.6 · d / k) 1/2
≒ -868 + 2 ・ d + 51√d (Formula 3)
From
また、本実施例で用いている直流電圧による帯電は、交流電圧による帯電に比較して、振動や音が発生しない点や放電量が抑えられて感光ドラム11の劣化が抑えられる点で優れている。しかし、直流電圧による帯電は、放電が一方向で行われるために、収束電位より高い部位に対して均し作用に乏しく、帯電状態が不均一になりやすい傾向がある。下流側の画像形成ステーションの転写部においては、そのステーションの背景部が、上流ステーションのトナー像部と重ねられる場合がある。そのようなケースでは下流側の画像形成ステーションの背景部の電位ムラが、既に転写済みのトナー像に作用し、再転写が発生して、不均一な画像になる場合がある。ここで、再転写とは、転写部で感光ドラム11との電位差が過大となって放電が発生し、トナー帯電が反転することで、感光ドラム11にトナー像が戻ってしまう現象をいう。このような不均一性を改善するために本実施例では次に述べる背景部における微小露光を行っている。 Further, the charging by the DC voltage used in the present embodiment is superior to the charging by the AC voltage in that no vibration or sound is generated and the amount of discharge is suppressed and the deterioration of the photosensitive drum 11 is suppressed. Yes. However, since charging with a DC voltage is performed in one direction, the leveling action is poor with respect to a portion higher than the convergence potential, and the charged state tends to be uneven. In the transfer portion of the downstream image forming station, the background portion of the station may overlap the toner image portion of the upstream station. In such a case, potential unevenness in the background portion of the downstream image forming station may act on the already transferred toner image and retransfer may occur, resulting in a non-uniform image. Here, retransfer refers to a phenomenon in which a toner image is returned to the photosensitive drum 11 by causing an electric potential difference with the photosensitive drum 11 at the transfer portion to cause discharge and reversing the toner charge. In order to improve such non-uniformity, in this embodiment, minute exposure is performed on the background portion described below.
[露光及び微小露光について]
通常露光量及び微小露光量は、図3(a)に示すパルス幅信号60aにより制御される場合と、輝度信号61aにより制御される場合とがある。以下にそれぞれの場合について説明する。
[Exposure and micro exposure]
The normal exposure amount and the minute exposure amount may be controlled by the
(露光量をパルス幅信号60aにより制御する場合)
レーザ露光器13について、イエロー感光ドラム11aに対するレーザ露光器13aを例に図3(a)を用いて説明する。レーザドライバ62aは、画像データを基にプリンタエンジン制御部104で生成された、輝度信号61a及びパルス幅信号60aにより、レーザダイオード63aの発光輝度及び時間を制御して露光駆動する。発光輝度はレーザダイオード63aに供給する電流により決定する。一方、露光量はある発光輝度で照射されたレーザ光が感光ドラム上に照射されたときの、単位面積当たりの光エネルギーであり、発光輝度と1画素当たりの照射時間の積に比例する。
(When the exposure amount is controlled by the
The laser exposure unit 13 will be described with reference to FIG. 3A by taking the
本実施例では、輝度信号61aがアクティブではない、若しくは固定されている例を説明する。レーザドライバ62aは所定の発光輝度になるように、レーザダイオード63aに供給する電流を制御して、1走査ごとにフィードバックをかけて安定した輝度を得る。感光ドラム11a上に静電潜像を形成する露光において、背景部の露光に用いる微小露光用の露光量E0(微小露光用の第二露光量)は、パルス幅信号60aにより発光時間を変化させて調整される。同様に、トナー像部の露光に用いる通常露光用の露光量Ex(プリント用の第一露光量)は、パルス幅信号60aにより発光時間を変化させて調整される。
In this embodiment, an example in which the
具体的には、パルス幅信号60aは、8ビット=256階調の多値信号(0〜255)の画像データから生成される。例えば、画像データが0(背景部)のときパルス幅はPWMIN(1画素分の12.5%)、255のときはフル露光でパルス幅は1画素分(PW255)、1〜254の値の画像データに対しては両者の中間のパルス幅(PWx)が生成される。このパルス幅信号60aを基に、レーザドライバ62aがレーザダイオード63aを駆動し、レーザ光6aが出射される。このレーザ光6aは、ポリゴンミラー64a、レンズ65a、折り返しミラー66aを含んだ補正光学系67aを経て、走査光として感光ドラム11aに照射される。
Specifically, the
プリンタエンジン制御部104はPWMINを適宜変更し、背景部の微小露光量E0を最適化する。この微小露光量E0は、露光時に得られる1画像当たりの平均表面電位が現像電位(約−400V)を下回らず且つ、後述する帯電均一化が得られる電位減衰となるように設定する。本実施例では、プリンタエンジン制御部104が、PWMINを1画素分PW255の12.5%の値で出力することで、初期の微小露光量E0を0.03μJ/cm2とし、感光ドラム11の背景部電位減衰100Vを得ている(図2(b)参照)。また、PW255で露光するフル露光のときの最大露光量E255は、露光による表面電位のばらつきが現れにくいように、図2(b)におけるEVカーブが水平に近くなる領域での露光量である0.25μJ/cm2としている。尚、微小露光量E0と最大露光量E255の中間の露光量をExとする。
The printer
以上の様な設定で、最大露光量E255で露光されたトナー像部の露光電位は、VL=−150Vに減衰し、背景部は露光前の帯電電位V0(≒−600V)からVD(≒−500V)に下がる。 With the above settings, the exposure potential of the toner image portion exposed at the maximum exposure amount E 255 is attenuated to V L = −150 V, and the background portion is changed from the charged potential V 0 (≈−600 V) before exposure to V V. Decrease to D (≈-500V).
図3(b−1)〜図3(b−4)を用いて、この微小露光による作用を説明する。図3(b−1)、図3(b−2)は露光前の感光ドラム11の表面電位を示す図であり、それぞれV0、VDに帯電した様子の模式図である。尚、図3(b−1)は、微小露光を行う分予め感光ドラム11の表面電位がV0となるように帯電を行っている。前述の通り、図3(b−1)、図3(b−2)のどちらも収束電位より高い電位の部分が存在して不均一な状態となっている。図3(b−1)、図3(b−2)のように帯電された感光ドラム11に対して、微小露光を行った場合と微小露光を行わなかった場合の露光後の感光ドラム11の表面電位を示す図が図3(b−3)、図3(b−4)である。ここで、VT1は転写電圧、Vthは放電閾値である。図3(b−4)は図3(b−2)に示す露光前電位に対して、微小露光を行わずトナー像のみの露光を行った場合の模式図である。図3(b−4)では、背景部(図中、画素2で示す部分)に局所的に存在する高電位部と転写電圧VT1との電位差が放電閾値Vthを超えて、両者間で放電が発生する場合がある。例えば、図3(b−4)中の画素2における「放電発生部」と記した箇所である。その条件下で、上流画像形成ステーションで形成されたトナー像が存在すると、放電による帯電反転を起こし、再転写現象が発生する。
The effect | action by this micro exposure is demonstrated using FIG.3 (b-1)-FIG.3 (b-4). 3 (b-1) and 3 (b-2) are diagrams showing the surface potential of the photosensitive drum 11 before exposure, and are schematic views showing a state in which they are charged to V 0 and V D , respectively. In FIG. 3B-1, charging is performed in advance so that the surface potential of the photosensitive drum 11 becomes V 0 for the minute exposure. As described above, both FIG. 3 (b-1) and FIG. 3 (b-2) are in an inhomogeneous state with a potential portion higher than the convergence potential. 3B-1 and FIG. 3B-2, the photosensitive drum 11 is exposed after exposure when the micro exposure is performed and when the micro exposure is not performed. FIGS. 3 (b-3) and 3 (b-4) show the surface potential. Here, V T1 is a transfer voltage, and V th is a discharge threshold. FIG. 3B-4 is a schematic diagram when the pre-exposure potential shown in FIG. 3B-2 is exposed only to the toner image without performing micro exposure. In FIG. 3 (b-4), the potential difference between the high potential portion locally present in the background portion (portion indicated by
一方、図3(b−3)は図3(b−1)に示す露光前電位に対して、背景部に微小露光を行ってVDに下げつつ、トナー像の潜像形成を行った場合の模式図で、本実施例で実施している潜像形成を示す。背景部の微小露光は、図2(b)に示すEVカーブに従って表面電位の高い部分ほど電位減衰させて、電位の不均一性を改善する「均し効果」を生む。この均し効果により図3(b−3)の画素2(露光後背景部電位)に示すように、背景部電位VDと転写電圧VT1との電位差は放電閾値Vth未満となり、結果として再転写現象が抑えられ濃度の均一なカラー画像を得ることができる。 On the other hand, FIG. 3 (b-3) for the pre-exposure potential shown in FIG. 3 (b-1), while lowering the V D by performing a minute exposure to the background portion, in the case of performing the latent image forming a toner image This is a schematic diagram showing the latent image formation performed in this embodiment. The microexposure of the background portion causes a “leveling effect” that improves potential non-uniformity by decreasing the potential of the portion having a higher surface potential according to the EV curve shown in FIG. Due to this leveling effect, the potential difference between the background potential V D and the transfer voltage V T1 becomes less than the discharge threshold V th as shown in the pixel 2 (post-exposure background potential) in FIG. A re-transfer phenomenon is suppressed, and a color image having a uniform density can be obtained.
(露光量を輝度信号61aにより制御する場合)
図3(a)に示す輝度信号61aはレーザダイオード63aの発光輝度を指定する信号であり、レーザドライバ62aはこの信号に基づいて、レーザダイオード63aに供給する電流を制御して、1走査ごとにフィードバックをかけて安定した輝度を得る。本実施例の輝度信号61aは、レーザドライバ62aに対して、微小露光用の発光輝度A0と、通常露光用の発光輝度A1を指定する。本実施例では、感光ドラム11a上に静電潜像を形成する露光量として、微小露光用の発光輝度A0で1画素時間の発光をさせたときの露光量E0を、背景部の露光に用いる。一方、トナー像部の露光は、微小露光用の発光輝度A0から発光輝度A1にした状態を保持する時間を、パルス幅信号60aに基づいて制御することで、1画素当たりの露光量Exを決定する。尚、本実施例において、微小露光量E0と最大露光量E255の比は、発光輝度A0とA1の比に等しく、発光輝度A1に対する発光輝度A0の割合を変えることで、最大露光量E255に対する割合で微小露光量E0を直線的に増減させることができる。
(When the exposure amount is controlled by the
The
パルス幅信号60aは、8ビット=256階調の多値信号(0〜255)の画像データから生成される。例えば、画像データが0のときパルス幅も0、255のときはフル露光でパルス幅は1画素分(PW255)、1〜254の値の画像データに対しては両者の中間のパルス幅(PWx)が生成される。このパルス幅信号60aに従って、レーザドライバ62aは発光輝度A1の保持時間を制御する。パルス幅が0の画素に対する露光では、発光輝度A1の保持時間は0であり、背景部の露光量E0となる。パルス幅が1画素分PW255であるフル露光のときは、発光輝度A1が1画素保持されて、最大露光量E255となり、それらの間のパルス幅PWxでは、露光量E0とE255の間の露光量Exに制御される。
The
[微小露光量補正について]
上述の式3からもわかるように、帯電後の感光ドラム11の表面電位は、感光ドラム11の膜厚に応じて変化する。そして、この膜厚は、感光ドラム11を使用する程薄くなっていく。このため、微小露光量が常に一定であると、感光ドラム11の背景部が適切な電位でなくなる。その結果、装置の使用量によって画像の濃度や色度、文字の太さが変化したり、トナーを付着させない背景部にもトナーが付着して現像されてしまう、所謂かぶり画像等の画像不良が発生したりする虞がある。
[About small exposure correction]
As can be seen from
そこで本実施例の画像形成装置は適切な微小露光量を決定するための制御を行っている。 Therefore, the image forming apparatus according to the present embodiment performs control for determining an appropriate minute exposure amount.
本実施例の画像形成装置は、背景部露光量決定する制御を図4の制御により行う。本実施例の画像形成装置は、濃度センサ40を備える。濃度センサ40は、図1(b)に示すように中間転写ベルト1の表面に対向して設置され、一次転写ローラ15a〜15dにより中間転写ベルト1上に形成された画像に光を照射し、その反射光量の値をプリンタエンジン制御部104に出力する。プリンタエンジン制御部104は、濃度センサ40から入力された反射光量の値を濃度の値に変換し、その情報から画像形成状態を判断して、それぞれのレーザドライバ62に送る輝度信号61やパルス幅信号60の補正を行う。本実施例では、補正手段としてのプリンタエンジン制御部104がレーザ露光器13を用いて通常画像形成とは別の補正用画像形成を行わせ、形成された補正用画像の濃度を濃度センサ40により測定することで、最適な微小露光量の補正量を求め、補正する。図4を用いて、背景部露光量補正の動作を説明する。
The image forming apparatus of the present embodiment performs control for determining the background portion exposure amount by the control of FIG. The image forming apparatus of this embodiment includes a
[背景部露光量補正]
(補正用画像形成)
本実施例における補正は、4つの画像形成ステーションすべてに対して行うものであり、各画像形成ステーションで形成された画像の測定結果を、各々のレーザ露光器13の背景部露光量に反映させるものである。ここでは、イエロー画像形成ステーション10aを例に説明する。また、露光量は輝度信号61aにより制御することとする。ここで、レーザダイオード63aを高周波でスイッチング動作させて行うパルス幅信号60aによる露光量の制御の場合に対し、輝度信号61aによる露光量の制御の場合はスイッチング動作を伴わない。その結果、輝度信号61aにより制御する場合は、パルス幅信号60aにより制御する場合に比べ、高周波ノイズなどを低減しやすい利点がある。
[Background exposure correction]
(Correction image formation)
The correction in this embodiment is performed for all four image forming stations, and the measurement result of the image formed in each image forming station is reflected in the background portion exposure amount of each laser exposure unit 13. It is. Here, the yellow
感光ドラム11aは露光工程の前に、帯電ローラ12aにより帯電電圧Vaで帯電される。感光ドラム11aに対して初めて画像形成を行う場合は、予め決められた初期値を使って、輝度信号61aにより、微小露光量用の発光輝度A0と、通常露光用の発光輝度A1を指定し、前述の画像形成工程に従って露光する。本実施例での初期値は、微小露光量E0=0.03μJ/cm2となるように、発光輝度A0を通常露光用の発光輝度A1の12%としており、感光ドラム11aの背景部は前述同様VD≒−500Vに電位減衰する(図2(b)参照)。
本実施例では、感光ドラム11上(感光体上)に、微小露光量E0による背景部の露光と最大露光量E255(0.25μJ/cm2)によるトナー像の露光によりパッチ画像を形成する。具体的には、最大露光量E255による主走査方向に延びる1画素幅のラインと、微小露光量E0による主走査方向に延びる1画素幅のラインを交互に繰り返して隣に並べた7mm四方の潜像パターンを形成する。なお、本発明では、感光ドラム11上の、通常露光量(プリント用の第一露光量)(本実施例では最大露光量)で露光された領域(第一領域)だけでなく、微小露光量(微小露光用の第二露光量)で露光された領域(第二領域)も含めて潜像パターンと呼んでいる。 In this embodiment, a patch image is formed on the photosensitive drum 11 (on the photosensitive member) by exposing a background portion with a minute exposure amount E 0 and exposing a toner image with a maximum exposure amount E 255 (0.25 μJ / cm 2 ). To do. Specifically, a 1-pixel width line extending in the main scanning direction by the maximum exposure amount E 255 and a 1-pixel width line extending in the main scanning direction by the minute exposure amount E 0 are alternately repeated and arranged next to each other. The latent image pattern is formed. In the present invention, not only the area (first area) exposed on the photosensitive drum 11 with the normal exposure amount (first exposure amount for printing) (the maximum exposure amount in this embodiment), but also the minute exposure amount. The area (second area) exposed at (second exposure amount for fine exposure) is also called a latent image pattern.
そして現像器14によってこの潜像パターンにトナーを付着させて現像し、トナー像としてのパッチ画像PY(第一画像)を形成する。パッチ画像PYは、例えば図5のパッチ画像(ア)に示すように、通常露光量(プリント用の第一露光量)(本実施例では最大露光量)で露光された部分には、トナー像が形成される。また、パッチ画像PYは、例えば図5のパッチ画像(ア)のように、微小露光量(微小露光用の第二露光量)で露光されトナー像は形成されていない部分(白で示された部分)(第二領域)を含む。即ち、本実施例のパッチ画像PYは、通常露光量(例えば、本実施例では最大露光量E255)で露光された部分(パッチ画像の黒いラインの部分)と、微小露光量E0で露光された部分(パッチ画像の白いラインの部分)とを含んでいる。感光ドラム上に形成された補正用画像であるパッチ画像PYとしてのトナー像は、転写工程により中間転写ベルト1上に転写される。
Then, the developing unit 14 attaches toner to the latent image pattern and develops it to form a patch image PY (first image) as a toner image. For example, as shown in the patch image (a) in FIG. 5, the patch image PY has a toner image on a portion exposed with a normal exposure amount (first exposure amount for printing) (maximum exposure amount in this embodiment). Is formed. Further, the patch image PY is exposed with a minute exposure amount (second exposure amount for minute exposure) and has no toner image formed (shown in white), for example, as in the patch image (a) of FIG. Part) (second region). That is, the patch image PY of the present embodiment is exposed with a portion exposed with a normal exposure amount (for example, the maximum exposure amount E 255 in this embodiment) (a black line portion of the patch image) and with a minute exposure amount E 0 . Part (white line part of the patch image). A toner image as a patch image PY, which is a correction image formed on the photosensitive drum, is transferred onto the
本実施例では、感光ドラム11aに対して初めて画像形成を行う際に、このようにパッチ画像PYを形成し、この中間転写ベルト1上のパッチ画像PYの反射濃度を画像検出手段である濃度センサ40で測定する。濃度センサ40は、約3mm径のアパーチャーに入光する反射光量を測定するので、ベルト上の反射光量を測定されるスポット内にはパッチ画像PYの最大露光量のライン及び微小露光量のラインが複数含まれる構成となっている。従って、濃度センサ40で測定した反射光量はパッチ画像PYを広視野でみた平均トナー濃度を反映したものとなる。そして、濃度センサ40により検出した値を、画像解析手段を兼ねるプリンタエンジン制御部104が濃度(反射濃度ともいう)D0に換算し、例えば不図示のメモリ等に記憶する。
In this embodiment, when an image is formed for the first time on the
以後、イエロー画像形成ステーションに対する補正は、この初期濃度D0を基準にして、感光ドラム11が交換されるまで例えば使用量500ページごと(所定枚数ごと)に行う。他の色の画像形成ステーションについても同様である。
Thereafter, correction for the yellow image forming station performs the initial concentration D 0 as a reference, for example every
補正を行う際の補正用画像形成は、プリンタエンジン制御部104が発光輝度A0の設定を変えることにより、レーザ露光器13が例えば5水準(本実施例では、例えば0.03〜0.07μJ/cm2で0.01μJ/cm2刻み)の微小露光量E0で背景部を露光しながら行う。即ち、n水準の露光量をB(n)μJ/cm2とすると、例えば、B(1)=0.03μJ/cm2、B(2)=0.04μJ/cm2、B(3)=0.05μJ/cm2、B(4)=0.06μJ/cm2、B(5)=0.07μJ/cm2等となる。この補正用画像形成は感光ドラム1周の間に行うのが好ましく、帯電装置の帯電能力が低く一度の帯電で飽和しない場合であっても帯電状態を揃えられる利点があり、また補正用画像形成に要する時間も短縮できる。
Correction image forming when performing correction by the printer
(背景部露光量補正制御)
図4のフローチャートを用いて背景部露光量の補正制御処理を説明する。プリンタエンジン制御部104は、ステップ(以下、Sとする)202でカウンタnを1とする。S203でプリンタエンジン制御部104は、微小露光量E0に、例えばn=1である場合にはB(1)=0.03μJ/cm2を設定する。S204でプリンタエンジン制御部104は、S203で設定した微小露光量E0で補正用画像形成を行い、中間転写ベルト1上にパッチ画像PYを形成する。尚、S204で形成する補正用画像は、上述した最大露光量による1画素幅の横ラインと微小露光量による1画素横ライン繰り返しのパターンで形成された7mm四方のパッチ画像である。
(Background exposure correction control)
The background portion exposure correction control process will be described with reference to the flowchart of FIG. The printer
その後、ステップS205で、プリンタエンジン制御部104は、カウンタnをインクリメントする(n=n+1)。S206でプリンタエンジン制御部104は、nが5より大きいか否かを判断し、nが5以下である場合はS203の処理に戻り、nが5より大きいと判断した場合はS207の処理に進む。このように、プリンタエンジン制御部104は、5水準の微小露光量E0を背景部露光に用いた場合のパッチ画像PYを、中間転写ベルト1上に連続して形成する。即ち、プリンタエンジン制御部104は、微小露光量E0が異なるパッチ画像PYを複数形成する。これらの補正用画像形成は他の画像形成ステーションに対してもほぼ同時に実施し、中間転写ベルト1上にはそれらの画像が重ならないように一連のパッチ画像が形成される。中間転写ベルト1上の一連のパッチ画像は、中間転写ベルト1の回動に伴い搬送されて濃度センサ40に到達する。
Thereafter, in step S205, the printer
S207でプリンタエンジン制御部104は、中間転写ベルト1上に形成したパッチ画像PYの反射光量R(n)を濃度センサ40により検出(測定)する。S208でプリンタエンジン制御部104は、濃度センサ40により検出した反射光量R(n)を画像の濃度D(n)に換算し、背景部の微小露光量B(n)に対する画像濃度D(n)の関係を1次近似する。この関係からS209でプリンタエンジン制御部104は、初期濃度D0と一致、又は、近い画像濃度になる露光量を求め、求めた露光量を微小露光量E0として設定する。即ち、プリンタエンジン制御部104は、濃度センサ40により複数のパッチ画像PYの濃度を各々検出し、複数の検出結果に基づいて、微小露光量E0の補正を行う。
In step S <b> 207, the printer
[パッチ画像の濃度と背景部の電位の関係]
図5を用いて本実施例での補正用画像形成を用いた背景部の微小露光量補正の原理を説明する。図5で、横軸は微小露光量E(μJ/cm2)、縦軸は反射濃度を示し、白い四角印は図4のS208でプリンタエンジン制御部104が各微小露光量B(n)(n=1〜5)に対して求めた反射濃度D(n)をプロットした点を示す。また、図5の外挿線は、図4のS208でプリンタエンジン制御部104が、微小露光量B(n)と反射濃度D(n)の関係に基づいて1次近似により求めた直線を示す。
[Relationship between patch image density and background potential]
The principle of correcting the minute exposure amount of the background portion using the correction image formation in this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the horizontal axis represents the microexposure amount E (μJ / cm 2 ), the vertical axis represents the reflection density, and the white square mark indicates the microexposure amount B (n) ( The points where the reflection density D (n) obtained for n = 1 to 5) are plotted are shown. Further, the extrapolated line in FIG. 5 indicates a straight line obtained by linear approximation by the printer
濃度センサ40は、約3mm径のアパーチャーに入光する反射光量を測定するので、測定した反射光量はトナー像を広視野でみた平均濃度に比例する。本実施例におけるパッチ画像PYは図5に示すような主走査方向の線で構成された横線画像である。このため、パッチ画像(ウ)のようにトナーによって現像されたライン幅が太いと濃度が高く、パッチ画像(ア)のようにトナーによって現像されたライン幅が細いと濃度は低い。感光ドラム上のライン部の潜像電位は、十分な露光量E255で減衰させられるので図2(b)のEVカーブに従って、ほぼ一定となる。この状態で、図4のS203〜S206の処理のように微小露光量E0を変更して背景部の電位を変えながらパッチ画像PYを形成すると、背景部の電位が高いほどトナーによって現像されるライン幅が細くなる傾向がある。これは、背景部とトナー像部の電位差が広がって、潜像間に存在する電気力線の作用が強くなると、トナーを中心に寄せる働きが強くなるためと考えられている。つまり、パッチ画像のトナー濃度は、背景部の電位を反映しており、背景部の電位を使用期間中一定に保つためには、得られた画像の反射濃度の外挿線が、初期濃度D0と等しくなる微小露光量E0を背景部の露光に用いれば良い。即ち、プリンタエンジン制御部104は、図4のS208で求めた濃度センサ40の検出結果に基づく1次近似の直線と、予め記憶しておいた初期濃度D0とから、感光ドラム11の使用量に関わらず安定した画像形成を行うことが可能な微小露光量E0を求める。
Since the
図6は上述した方法により、微小露光量の補正を行いながら装置を使用した際の、微小露光量E(μJ/cm2)(白い四角印)と、感光ドラム11の背景部の電位(背景部電位VD(V))(×印)の推移を表したもので、横軸は通紙枚数(枚)である。本実施例によれば、上述した補正用画像によるフィードバック補正を行うことで、微小露光量の補正幅を使用量に応じて変化させる必要がある場合でも、適切な微小露光量を導くことができる。従って、感光ドラム11の使用量に関わらず、高い精度で背景部電位VDを一定(VD=−600V)に保って、反転かぶり(反転トナーが、かぶり取り電圧により現像されてしまう現象)の増加を抑えることができる。 FIG. 6 shows the microexposure amount E (μJ / cm2) (white square mark) and the potential of the background portion of the photosensitive drum 11 (background portion) when the apparatus is used while correcting the microexposure amount by the method described above. This represents the transition of the potential VD (V)) (x mark), and the horizontal axis represents the number of sheets passed (sheets). According to the present embodiment, by performing the feedback correction using the correction image described above, it is possible to derive an appropriate minute exposure amount even when it is necessary to change the correction range of the minute exposure amount according to the usage amount. . Therefore, regardless of the usage amount of the photosensitive drum 11, the background portion potential VD is kept constant (VD = −600 V) with high accuracy, and the reversal fog (a phenomenon in which the reversal toner is developed by the fog removal voltage) increases. Can be suppressed.
また、本実施例のフィードバック補正においても、式3による感光ドラム膜厚dと帯電電位との関係は保たれているから、必然的に感光ドラムの使用量に応じた背景部露光量は、図6に示すように増加傾向で補正される。この結果、使用に伴い発生する帯電ローラ汚れ等による帯電電位の均一性低下に対して、大きな均し効果を確保することができるため、斑点画像の発生などが抑えられる。
Also, in the feedback correction of this embodiment, since the relationship between the photosensitive drum film thickness d and the charging potential according to
尚、本実施例では、パッチ画像としてのパターンを形成する際に1画素幅のラインを組み合わせたが、これに限定されない。例えば、現像器14の特性に応じて2画素幅のラインや3画素幅のラインを交互に形成するものでもよい。また、最大露光量で露光したラインと微小露光量で露光したラインの幅が異なっていてもよい。また、副走査方向に延びるラインを組み合わせたパターンや、主走査方向に対し傾斜したラインを組み合わせたパターンでもよい。また、背景部の電位の影響を受ける画像として、パッチ画像PYにおける微小露光量で露光した領域が通常露光量で露光した領域を取り囲むように形成されるような画像でもよいし、最大露光量で露光したドットと微小露光量で露光したドットを交互に配置したパターンを用いてもよい。また、本実施例では、図5のパッチ画像(ア)等に示すように、微小露光量で露光した領域と通常露光量で露光した領域との比率がほぼ等しくなるようにパッチ画像を形成しているが、複数のパッチ画像において濃度の変化が現れるような比率であればよい。また、最大露光量で露光した領域の代わりに、トナーが付着するレベル以上の露光量で露光した領域のパターンであってもよい。 In this embodiment, a line having a width of one pixel is combined when forming a pattern as a patch image, but the present invention is not limited to this. For example, two pixel width lines or three pixel width lines may be alternately formed according to the characteristics of the developing device 14. Further, the width of the line exposed at the maximum exposure amount and the line exposed at the minute exposure amount may be different. Further, a pattern combining lines extending in the sub-scanning direction or a pattern combining lines inclined with respect to the main scanning direction may be used. Further, the image affected by the potential of the background portion may be an image in which the region exposed with the minute exposure amount in the patch image PY is formed so as to surround the region exposed with the normal exposure amount, or the maximum exposure amount. A pattern in which exposed dots and dots exposed with a minute exposure amount are alternately arranged may be used. In this embodiment, as shown in the patch image (a) in FIG. 5 and the like, the patch image is formed so that the ratio of the area exposed with the minute exposure amount and the area exposed with the normal exposure amount is substantially equal. However, it is sufficient that the ratio is such that density changes appear in a plurality of patch images. Further, instead of the region exposed at the maximum exposure amount, a pattern of the region exposed at an exposure amount equal to or higher than the level to which the toner adheres may be used.
このように、微小露光量E0を変更して背景部の電位を変えることにより、トナーが付着するレベル以上の露光量(一定)で露光した領域(最大露光量E255で形成した領域)と背景部の電位との電位差が変化し、パッチ画像のトナー濃度の変化として現れるようなパターンを用いたパッチ画像であればよい。 In this way, by changing the minute exposure amount E 0 and changing the potential of the background portion, an area exposed with an exposure amount (constant) that is equal to or higher than the level to which the toner adheres (an area formed with the maximum exposure amount E 255 ) and Any patch image using a pattern in which the potential difference from the potential of the background portion changes and appears as a change in toner density of the patch image may be used.
また、本実施例では5水準の微小露光量E0でパッチ画像を形成したが、複数の水準の微小露光量E0でパッチ画像を形成すればよい。 Although the formation of the patch image with small exposure amount E 0 of 5 levels in this embodiment, may be formed a patch image with small exposure amount E 0 of a plurality of levels.
以上本実施例によれば、感光ドラムのトナーを付着させない背景部の電位を適正に保ち、安定した画質で画像形成を行うことができる。 As described above, according to the present exemplary embodiment, it is possible to appropriately form the image with stable image quality while keeping the potential of the background portion to which the toner on the photosensitive drum is not attached appropriately.
実施例2の画像形成装置は、実施例1の画像形成装置との対比において、背景部露光量決定手段としての制御のなかで、微小露光量E0の補正に先だって通常露光量E255の補正を行う点を除いて同じである。本実施例の画像形成装置も、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色の画像形成手段を有し、更に中間転写ベルト1を含む転写装置及び定着器等を有するものとする。濃度センサ40は中間転写ベルト1の表面に対向し、中間転写ベルト1上に形成された画像の反射光量の値をプリンタエンジン制御部104に出力する。プリンタエンジン制御部104は、この値から画像形成状態を判断し、それぞれのレーザドライバ62に送る輝度信号61やパルス幅信号60の補正を行う。尚、本実施例でも、露光量は輝度信号61aにより制御することとする。
In contrast to the image forming apparatus of the first embodiment, the image forming apparatus of the second embodiment corrects the normal exposure amount E 255 prior to the correction of the minute exposure amount E 0 in the control as the background portion exposure amount determining means. Is the same except that The image forming apparatus of the present embodiment also includes four color image forming units of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), and further includes an
本実施例では、通常画像形成とは別に補正用画像形成を行って、その補正用画像の濃度を測定することで最適な微小露光量及び通常露光量の補正量を求める。図7を用いて、背景部露光量補正の動作を説明する。 In this embodiment, an image for correction is formed separately from normal image formation, and the density of the image for correction is measured to obtain the optimum fine exposure amount and normal exposure amount correction amount. The operation of the background portion exposure amount correction will be described with reference to FIG.
[露光量補正]
本実施例の補正は、4つの画像形成ステーションすべてに対して行うものであり、各画像形成ステーションで形成された画像の測定結果を、各々のレーザ露光器13の背景部露光量及びトナー像部露光量に反映させるものである。ここでは、イエロー画像形成ステーション10aを例に説明する。感光ドラム11aは露光工程の前に、帯電ローラ12aにより帯電電圧Vaで帯電される。感光ドラム11aに対して初めて画像形成を行う場合は、予め決められた初期値を使って、輝度信号61aにより、微小露光用の発光輝度A0と、通常露光用の発光輝度A1を指定し、前述の画像形成工程に従って露光する。本実施例での初期値は、微小露光量E0=0.03μJ/cm2、最大露光量E255=0.25μJ/cm2となるように、発光輝度A0を通常露光用の発光輝度A1の12%としている。そして、感光ドラム11aのトナー像部をVL≒−150V、背景部を同様にVD≒−500Vに減衰させる。
[Exposure correction]
The correction in this embodiment is performed for all four image forming stations, and the measurement results of the images formed in each image forming station are used as the background portion exposure amount and the toner image portion of each laser exposure unit 13. This is reflected in the exposure amount. Here, the yellow
微小露光量による背景部の露光を行いながら1画素横ライン/1画素横スペース繰り返しのパターンで7mm四方のパッチ画像PY及び、ベタパターンで7mm四方のパッチ画像PX(第二潜像パターン)を形成し、転写工程により中間転写ベルト1上にそれらを転写する。パッチ画像PXは、通常露光量(本実施例では、最大露光量E255)で露光された部分のみからなるパッチ画像である。この中間転写ベルト1上のパッチ画像PYとパッチ画像PXの反射光量を濃度センサ40で測定し、プリンタエンジン制御部104は、初期濃度D0及び初期濃度F0として換算し記憶する。以後イエロー画像形成ステーションに対する補正は、この初期濃度D0及び初期濃度F0を基準にして、感光ドラム11が交換されるまで例えば使用量500ページごとに行う。
A 7mm square patch image PY and a 7mm square patch image PX (second latent image pattern) are formed by repeating a pattern of 1 pixel horizontal line / 1 pixel horizontal space while exposing the background portion with a minute exposure amount. Then, they are transferred onto the
S302でプリンタエンジン制御部104は、カウンタnを1とする。S303からS306において、プリンタエンジン制御部104は、背景部を現行の微小露光量E0(例えば、0.03μJ/cm2)としたままで、パッチ画像PXを5水準C(n)の最大露光量E255を用いて画像形成する。本実施例では、例えば0.25〜0.45μJ/cm2で0.05μJ/cm2刻みの5水準で画像形成を行う。即ち、C(1)=0.25μJ/cm2、C(2)=0.30μJ/cm2、C(3)=0.35μJ/cm2、C(4)=0.40μJ/cm2、C(5)=0.45μJ/cm2とする。具体的には、S303でプリンタエンジン制御部104は、最大露光量E255に、例えばn=1である場合にはC(1)=0.25μJ/cm2を設定する。
In step S302, the printer
S304でプリンタエンジン制御部104は、S303で設定した最大露光量E255で補正用画像形成を行い、中間転写ベルト1上にパッチ画像PX(ベタパターンのパッチ)を形成する。そして、S305でプリンタエンジン制御部104は、カウンタnをインクリメントする(n=n+1)。S306でプリンタエンジン制御部104は、nが5より大きいか否かを判断し、nが5以下である場合はS303の処理に戻り、nが5より大きいと判断した場合はS307の処理に進む。このように、プリンタエンジン制御部104は、これらの補正用画像形成を他の画像形成ステーションに対してもほぼ同時に実施し、中間転写ベルト1上にはそれらの画像が重ならないように一連のパッチ画像が形成される。
In step S <b> 304, the printer
S307でプリンタエンジン制御部104は、中間転写ベルト1上に形成したパッチ画像PXの反射光量S(n)を、濃度センサ40により測定する。S308でプリンタエンジン制御部104は、濃度センサ40により測定した反射光量S(n)を画像の濃度F(n)に換算し、最大露光量C(n)に対する画像濃度F(n)の関係を1次近似する。S309でプリンタエンジン制御部104は、求めた1次近似の直線から初期濃度F0と一致、又は、近い画像濃度になる露光量を求め、求めた露光量を最大露光量E255として設定する。
In step S <b> 307, the printer
次にS310からS314で5水準の微小露光量で背景部を露光しながら、パッチ画像PYを中間転写ベルト1上に連続して同様に形成する。本実施例では、実施例1同様、0.03〜0.07μJ/cm2で0.01μJ/cm2刻みとする。尚、S310〜S314の処理は、実施例1の図4で説明したS202〜S206の処理と同様であるため説明を省略する。ここで、S312でプリンタエンジン制御部104は、パッチ画像PYを形成する。また、S315〜S317の処理は、実施例1の図4で説明したS207〜S209の処理と同様であるため説明を省略する。
Next, in S310 to S314, the patch image PY is continuously formed in the same manner on the
以上説明したように、本実施例の露光量補正は、微小露光量E0の補正用画像形成に先だって、最大露光量E255の補正用画像形成を行う。ベタパターンであるパッチ画像PXは、感光ドラム11の背景部の電位の影響を受けにくいので、感光ドラム11の使用が進んで膜厚が摩耗した場合でも、最大露光量E255によるトナー像部電位VLが支配する。従って、図7のS302〜S309の処理で得られる最大露光量E255は、感光ドラム11の摩耗具合によらず、感光ドラム初期のVL(≒−150V)に電位減衰する最大露光量に設定される。この後引き続き、背景部に対する微小露光量の補正を行うことにより、感光ドラム11の経時変化や環境変化等でVLが変化する場合であっても、適切な微小露光量を設定できる。 As described above, in the exposure amount correction of this embodiment, the correction image formation with the maximum exposure amount E 255 is performed prior to the correction image formation with the minute exposure amount E 0 . The patch image PX which is a solid pattern is not easily affected by the potential of the background portion of the photosensitive drum 11, so even if the use of the photosensitive drum 11 progresses and the film thickness wears, the toner image portion potential by the maximum exposure amount E 255. V L dominates. Accordingly, the maximum exposure amount E 255 obtained by the processing of S302 to S309 in FIG. 7 is set to the maximum exposure amount that attenuates the potential to V L (≈−150 V) at the initial stage of the photosensitive drum regardless of the degree of wear of the photosensitive drum 11. Is done. Subsequently, by correcting the microexposure amount for the background portion, an appropriate microexposure amount can be set even when VL changes due to a change in the photosensitive drum 11 with time or an environmental change.
以上本実施例によれば、感光ドラムのトナーを付着させない背景部の電位を適正に保ち、安定した画質で画像形成を行うことができる。 As described above, according to the present exemplary embodiment, it is possible to appropriately form the image with stable image quality while keeping the potential of the background portion to which the toner on the photosensitive drum is not attached appropriately.
[微小露光量補正について]
実施例3においては、背景部露光量決定手段として、例えば感光ドラム11の積算回転数を使った背景部露光量最適化制御を備える。この制御により、前述の背景部の微小露光量E0を感光ドラム11の電荷輸送層の膜厚d(μm)に応じて補正する。式3によれば、感光ドラム11の誘電体層の厚みdが減少すると、帯電電位V0は高くなる。電荷輸送層の厚み減少は、すなわち誘電体層の厚み減少を意味するので、この補正の役割は、この膜厚変化による帯電電位V0の上昇を抑えることにより、背景部電位VDの上昇を抑え、一定に保つためのものである。背景部電位VDの上昇は現像電位に対する、かぶり取り電圧を上昇させることになる。一方で、かぶり取り電圧は、反転トナー(逆極性に帯電したトナー)に対しては現像電圧と等価であるから、反転かぶりが増加する。そのため、本実施例では背景部電位VDを一定に維持することで、感光ドラム11の使用が進んだ場合でも反転かぶりを抑える構成としている。
[About small exposure correction]
In the third embodiment, as background portion exposure amount determination means, for example, background portion exposure amount optimization control using the integrated rotational speed of the photosensitive drum 11 is provided. By this control, the above-described minute exposure amount E 0 of the background portion is corrected according to the film thickness d (μm) of the charge transport layer of the photosensitive drum 11. According to
イエロー画像形成ステーションを例に、図8を用いて具体的に微小露光量補正について説明する。尚、本実施例において、微小露光量は、図3(a)に示すパルス幅信号60aにより制御されるものとする。画像形成ユニット10aは感光ドラム11aの積算回転数を記憶する記憶部材(不図示)を備えている。ステップ(以下、Sとする)101で、プリンタエンジン制御部104は、記憶部材に記憶された感光ドラム11aの積算回転数を読み出す(図中、LOADと記す)。S102ではプリンタエンジン制御部104は、S101で読み出した積算回転数に基づいて背景部露光の微小露光量E0を決定する。S103でプリンタエンジン制御部104は、画像形成を行う。S104でプリンタエンジン制御部104は、一連の画像形成動作で回転させた感光ドラム11a(図中、単にドラムと記す)の回転数を計測(カウント)する。S105でプリンタエンジン制御部104は、プリントジョブ(図中、JOBと記す)が終了したか否かを判断し、プリントジョブが終了していないと判断した場合はS103の処理に戻り、プリントジョブが終了したと判断した場合はS106の処理に進む。S106でプリンタエンジン制御部104は、画像形成終了時に感光ドラム11aの回転数を積算回転数に加算し、S107で画像形成ユニット内の記憶部材の積算回転数を更新する(図中、SAVEと記す)。
Using the yellow image forming station as an example, the minute exposure amount correction will be specifically described with reference to FIG. In this embodiment, it is assumed that the minute exposure amount is controlled by a
微小露光量の補正に関しては、図2(b)のEVカーブに基づいて算出する。前述の通り、初期状態の感光ドラム11aの電荷輸送層24aの膜厚が20μmのときは、背景部露光時の露光量を0.03μJ/cm2に設定している(図2(b)の実線曲線)。図2(b)の破線曲線は、寿命到達時の感光ドラム11aにおける帯電電位V0及びEVカーブを示すもので、電荷輸送層24aの膜厚が10μmに減るために、帯電電位V0の上昇がみられる。また、図2(b)のグラフから、感光ドラム11aの寿命到達時において、上昇した帯電電位V0(=−686V)に対し、初期と同じ−500Vの背景部電位VDに保つためには、露光量を0.06μJ/cm2に設定するのが最適であることがわかる。
The correction of the minute exposure amount is calculated based on the EV curve in FIG. As described above, when the film thickness of the
感光ドラム11aの電荷輸送層24aの摩耗は、当接するドラムクリーナ17aや帯電部における放電浸食などによって促進されるため、感光ドラム11aの摩耗量は積算回転数に比例すると考えてよい。本実施例においては、電荷輸送層24aが、15000回転(500ページ印字相当)で1μm摩耗するという事前実験結果より、積算回転数と電荷輸送層24aの膜厚d(μm)との関連付けを行う。
Wear of the
以上の論理計算により、積算回転数15000回転毎にPWMINを増加させることで、0.003μJ/cm2背景部の露光量E0を増やし、初期0.03μJ/cm2から0.06μJ/cm2へと線形推移させて、背景部露光量を決定する。この制御により、感光ドラム11aの電荷輸送層24aの膜厚によらず、背景部電位VDを−500Vに略一定に保つ構成とする。
The logic calculation of the above, each cumulative revolution number 15,000 rpm to increase the PW MIN, increasing the exposure amount E 0 of 0.003μJ / cm 2 background section, 0.06μJ / cm from the initial 0.03μJ / cm 2 The background portion exposure amount is determined by linear transition to 2 . This control regardless of the thickness of the
ここで、感光ドラム11の摩耗による背景部電位VDの変動に対して、帯電電圧Vaを変更して補正する方法もある。今回のVa=−1180Vを、使用量に応じて例えば−1094Vへ向けて下げることで、背景部電位VDの変動を抑えることができる。しかしながら、帯電装置は使用に伴い劣化していくために、帯電装置自身の帯電能力或いは、帯電均一化能力が低下する。従って、帯電電圧Vaを下げて補正した場合、帯電能力の低い部分で現像電圧との電位差が小さくなって、かぶり現象が増加するという問題が発生することがわかった。本実施例で用いている帯電ローラ12による帯電装置は、最小限の放電で帯電を行うため、オゾンなどの発生を抑えられる利点があるものの、表面が汚れやすく、使用が進むと帯電不足を生じることがある。また、非接触のコロナ帯電器を用いた場合でも、ワイヤーが汚れて同様に帯電不良が発生する。このような現象に対して、本実施例で示した構成の優れている点を検証したので結果を次に記す。 Here, relative to the variation of the background portion potential V D by abrasion of the photosensitive drum 11, a method of correcting and changing the charging voltage V a. By reducing the current V a = −1180 V toward, for example, −1094 V according to the amount of use, fluctuations in the background portion potential V D can be suppressed. However, since the charging device deteriorates with use, the charging capability of the charging device itself or the charge uniformizing capability is reduced. Accordingly, when corrected by lowering the charging voltage V a, smaller potential difference between the developing voltage in low charge capacity portion, a problem that fogging phenomenon increase was found to occur. The charging device using the charging roller 12 used in this embodiment has the advantage of suppressing generation of ozone and the like because charging is performed with a minimum discharge, but the surface is easily soiled and causes insufficient charging as usage progresses. Sometimes. In addition, even when a non-contact corona charger is used, the wire is soiled and a charging failure occurs similarly. With respect to such a phenomenon, the superiority of the configuration shown in the present embodiment was verified, and the results will be described below.
[比較実験]
背景部電位VDの変動に対する補正に関して、実施しない場合を比較例1、帯電電圧Vaで補正する場合を比較例2とし、本実施例の画像形成装置と比較実験を行った。プレーン記録紙(坪量68g/m2)通紙によるフルカラー画像形成を繰り返し、感光ドラム11の初期から寿命到達までトナー像比率1%の画像をプリントした場合に、1000枚ごと画像を確認して、かぶり量及び画像均一性に関して評価を行った。かぶり量は光学反射率測定機により、記録紙上の背景部の光学反射率を測定し、記録紙のみの反射率から差し引いて、反射率変化量を求め、記録紙上を中央と端部それぞれの領域で10点以上測定しその平均値とした。画像均一性は、記録紙上の局所的な濃度変化の発生に着目して、視覚的に目立つ場合を「×」、兆候が見られる場合を「△」、発生しない場合を「○」として評価した。
[Comparison experiment]
Regard correction for variations in the background portion potential V D, Comparative Example 1 If not performed, the case of correcting the charging voltage V a and Comparative Example 2 were carried out comparative experiments with the image forming apparatus of the present embodiment. When full-color image formation by passing plain recording paper (basis weight 68 g / m 2 ) is repeated and an image with a toner image ratio of 1% is printed from the beginning of the photosensitive drum 11 to the end of its life, the image is checked every 1000 sheets. The fogging amount and the image uniformity were evaluated. The amount of fogging is measured by measuring the optical reflectance of the background on the recording paper with an optical reflectance measuring machine and subtracting it from the reflectance of only the recording paper to obtain the amount of change in reflectance. 10 or more points were measured and taken as the average value. Image uniformity was evaluated as “X” when visually noticeable, “△” when visually noticeable, and “◯” when no sign was observed, focusing on the occurrence of local density change on the recording paper. .
図9(a)はかぶり量(%)の推移を示したものである。比較例1(白四角、破線)では、通紙枚数の増加に伴い帯電電位V0が上昇するため、背景部電位VDと現像電位の電位差拡大による反転かぶりが大きく増加している。また、比較例2(白三角、一点鎖線)では反転かぶりは増加しないものの、帯電ローラ12が汚れて背景部電位VDの低い部分で局所的なかぶりが発生し、かぶり量の総和としては増加傾向にある。 FIG. 9A shows the transition of the fogging amount (%). In Comparative Example 1 (white squares, broken lines), the charging potential V 0 increases with an increase in the number of sheets to be passed, so that the reversal fog due to the increase in the potential difference between the background portion potential V D and the developing potential is greatly increased. Also, Comparative Example 2 (white triangles, dashed line) Although reversal fog in does not increase, the charging roller 12 is soiled with the local head with the lower part of the background portion potential V D occurs, increasing the total head weight There is a tendency.
図9(b)は画像均一性の推移を示したものである。比較例2においては、通紙寿命後半で帯電ローラ12汚れが増加して、帯電ローラ周期の斑点画像(背景部電位VDが現像電圧より低くなり、背景部が部分的に現像されてしまう現象)が発生する。帯電ローラ12の汚れは、表面の高抵抗被膜と等価と考えられるから、微小空隙の分圧を小さくして放電を阻害する。このような傾向は帯電電圧Vaを下げることより顕著になり、比較例2による背景部電位VDの補正は、「かぶり」に比べてより視覚的に目立つ「斑点画像」の増加を招くおそれがあることを示している。 FIG. 9B shows a transition of image uniformity. In Comparative Example 2, increasing the charging roller 12 contamination later sheet passing life, spots image (background portion potential V D of the charging roller cycle is lower than the developing voltage, the background portion from being developed in part phenomenon ) Occurs. Since the contamination of the charging roller 12 is considered equivalent to the high-resistance coating on the surface, the partial pressure of the minute gap is reduced to inhibit discharge. This tendency becomes more pronounced lowering the charging voltage V a, it may lead to an increase in correction of the background portion potential V D of Comparative Example 2, more noticeable visually compared to "head", "spot image" It shows that there is.
本実施例によれば、背景部電位VDを一定に保って反転かぶりの増加を抑えるだけでなく、背景部露光量E0を上昇させることで十分な均し効果を確保することができる。そして本実施例によれば更に、帯電ローラ汚れ等による帯電電位の均一性低下を招くことなく、背景部電位VDを形成することができる。従って、使用度合いの進行に伴う背景部電位VDの上昇及び均一性低下に対して、効果的な対策を施すことが可能であるといえる。 According to this embodiment, it is possible to ensure a sufficient leveling effect by keeping constant the background portion potential V D not only suppress the increase of the reversal fog, increasing the background area exposure amount E 0. And further, according to the present embodiment, the charging roller contamination without causing the uniformity decrease in charge potential by the like, it is possible to form the background portion potential V D. Therefore, it can be said that it is possible to apply with the rise and uniformity decrease in the background portion potential V D with the progress of the use degree, effective measures.
また、背景部電位VDが各画像形成ステーションで一定に保たれているため、各現像装置に同一の電源から電圧を供給する場合であっても、かぶりの増加を抑えられる利点もある。 Further, since the background portion potential V D is kept constant in each image forming station, there is an advantage that increase in fog can be suppressed even when a voltage is supplied from the same power source to each developing device.
以上本実施例によれば、感光ドラムのトナーを付着させない背景部の電位を適正に保ち、安定した画質で画像形成を行うことができる。 As described above, according to the present exemplary embodiment, it is possible to appropriately form the image with stable image quality while keeping the potential of the background portion to which the toner on the photosensitive drum is not attached appropriately.
実施例4の画像形成装置は、実施例3の画像形成装置との対比において、背景部露光量決定手段により決定された露光量のデータの出力先として図3(a)に示す輝度信号61aによって、微小露光量E0を制御する点を除いて同じである。本実施例の画像形成装置も、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色の画像形成手段を有し、更に中間転写体としての中間転写ベルトを含む転写装置及び定着器等を有するものとする。
In contrast to the image forming apparatus of the third embodiment, the image forming apparatus of the fourth embodiment uses a
[微小露光量補正について]
本実施例においては、実施例1と同様に、背景部の微小露光量E0を感光ドラム11a〜11dの電荷輸送層の膜厚d(μm)に応じて補正する。微小露光量の補正は、感光ドラム11aの積算回転数15000回転毎に0.003μJ/cm2露光量を増やし、初期0.03μJ/cm2から0.06μJ/cm2へと線形推移させる。これにより、感光ドラム11aの電荷輸送層の膜厚d(μm)によらず、背景部電位VDを−500Vに略一定に保つ構成とする。
[About small exposure correction]
In the present embodiment, as in the first embodiment, the minute exposure amount E 0 of the background portion is corrected according to the film thickness d (μm) of the charge transport layers of the
本実施例では背景部の微小露光量E0は、輝度信号61aにより指定される微小露光用の発光輝度A0が支配する。プリンタエンジン制御部104は、感光ドラム11aの積算回転数に応じて、発光輝度A0を上昇させることで微小露光量E0を増加させる。実施例3においては、パルス幅信号60aを用いたPWMINにより、レーザダイオード63aを高周波でスイッチング動作させて微小露光量E0を作り出している。これに対し、本実施例では背景部の微小露光におけるスイッチング動作は伴わない。その結果、高周波ノイズなどを低減しやすい利点がある。
In this embodiment, the light exposure luminance A 0 for fine exposure specified by the
以上本実施例によれば、感光ドラムのトナーを付着させない背景部の電位を適正に保ち、安定した画質で画像形成を行うことができる。 As described above, according to the present exemplary embodiment, it is possible to appropriately form the image with stable image quality while keeping the potential of the background portion to which the toner on the photosensitive drum is not attached appropriately.
上述した実施例1〜4の画像形成装置は、中間転写体1上にパッチ画像PYとしてのトナー像を転写し、それを濃度センサ40で検知する構成だったが、これに限られない。つまり、中間転写体1の代わりに、静電搬送ベルト(ETB)上に転写し、これを検知する構成でもよい。また、感光ドラム11周面に対向して濃度センサ40を配置し、中間転写体1等に転写することなくパッチ画像PYの濃度を検知してもよい。また、光照射手段としてレーザ露光器13を備える画像形成装置100について説明したが、レーザ露光器13はこれに限られない。つまり、感光ドラム11の軸線方向に配列した複数の発光部(LED等)を有し、複数の発光部の夫々を画像データに応じて発光させ、感光ドラム11の回転による感光ドラム11の表面の移動方向にのみ走査を行うような光照射手段を用いてもよい。
In the image forming apparatuses according to the first to fourth embodiments described above, the toner image as the patch image PY is transferred onto the
13 レーザ露光器
40 濃度センサ
104 プリンタエンジン制御部
13
Claims (9)
前記感光体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された感光体に光を照射し潜像を形成する光照射手段と、
潜像にトナーを付着させて現像する現像手段と、
前記現像手段により形成されたトナー像の濃度に関する値を検出する検出手段と、を備え、
前記光照射手段は、画像形成を行う画像のデータに応じて、前記感光体のトナーを付着させる画像部に対し第一露光量で光を照射し、前記感光体のトナーを付着させない非画像部に対し第二露光量で光を照射し、画像形成を行う画像形成装置において、
前記光照射手段の前記第二露光量を補正する補正手段を備え、
前記光照射手段は、前記第一露光量で光を照射した第一領域と前記第二露光量で光を照射した第二領域とが交互に並んだ潜像パターンを前記感光体に形成し、
前記検出手段は、前記潜像パターンを前記現像手段により現像して得られるトナー像を検出し、
前記補正手段は、検出した値に基づいて前記第二露光量の補正を行うことを特徴とする画像形成装置。 A photoreceptor,
Charging means for charging the photoreceptor;
Light irradiating means for irradiating the photosensitive member charged by the charging means to form a latent image; and
Developing means for developing the toner by attaching toner to the latent image;
Detecting means for detecting a value relating to the density of the toner image formed by the developing means,
The light irradiating means irradiates light at a first exposure amount to an image portion to which the toner of the photoconductor is attached in accordance with image data for image formation, and a non-image portion that does not attach the toner of the photoconductor in the image forming apparatus is irradiated with light, it performs the images formed by the second exposure amount to,
A correction means for correcting the second exposure amount of the light irradiation means;
Before Symbol light irradiation means forms the first exposure amount latent image pattern alternating a second region irradiated with the light in the second exposure amount and the first region irradiated with the light to the photosensitive member ,
It said detecting means detected a toner image obtained by developing by the developing unit to the latent image pattern,
The image forming apparatus , wherein the correction unit corrects the second exposure amount based on the detected value.
前記感光体を帯電する帯電手段と、Charging means for charging the photoreceptor;
前記帯電手段により帯電された感光体に光を照射し潜像を形成する光照射手段と、Light irradiating means for irradiating the photosensitive member charged by the charging means to form a latent image; and
潜像にトナーを付着させて現像する現像手段と、Developing means for developing the toner by attaching toner to the latent image;
前記現像手段により形成されたトナー像の濃度に関する値を検出する検出手段と、を備え、Detecting means for detecting a value relating to the density of the toner image formed by the developing means,
前記光照射手段は、画像形成を行う画像のデータに応じて、前記感光体のトナーを付着させる画像部に対し第一露光量で光を照射し、前記感光体のトナーを付着させない非画像部に対し第二露光量で光を照射し、画像形成を行う画像形成装置において、The light irradiating means irradiates light at a first exposure amount to an image portion to which the toner of the photoconductor is attached in accordance with image data for image formation, and a non-image portion that does not attach the toner of the photoconductor In an image forming apparatus that irradiates light with a second exposure amount to form an image,
前記光照射手段の前記第二露光量を補正する補正手段を備え、A correction means for correcting the second exposure amount of the light irradiation means;
前記光照射手段は、前記第一露光量で光を照射した第一領域を前記第二露光量で光を照射した第二領域が取り囲んだ部分を有する潜像パターンを前記感光体に形成し、The light irradiation means forms a latent image pattern on the photoconductor having a portion surrounded by a second region irradiated with light at the second exposure amount in a first region irradiated with light at the first exposure amount,
前記検出手段は、前記潜像パターンを前記現像手段により現像して得られるトナー像を検出し、The detecting means detects a toner image obtained by developing the latent image pattern by the developing means;
前記補正手段は、検出した値に基づいて前記第二露光量の補正を行うことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus, wherein the correction unit corrects the second exposure amount based on the detected value.
前記補正手段は、前記光照射手段に、前記第一露光量で光を照射させた前記第一領域のみからなる第二潜像パターンを前記感光体上に形成させ、前記第二潜像パターンを前記現像手段により現像して得られたトナー像を前記検出手段により検出し、検出した値に基づいて、前記第一露光量の補正を行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The correction means further corrects the first exposure amount,
The correcting means causes the light irradiating means to form a second latent image pattern consisting only of the first region irradiated with light at the first exposure amount on the photoconductor, and to form the second latent image pattern. the toner image obtained by developing the developing means is detected by said detecting means, based on the detected value, any one of claims 1 to 4, characterized in that the correction of the first exposure amount 1 The image forming apparatus described in the item.
前記感光体を帯電する帯電手段と、Charging means for charging the photoreceptor;
前記帯電手段により帯電された感光体に光を照射し潜像を形成する光照射手段と、Light irradiating means for irradiating the photosensitive member charged by the charging means to form a latent image; and
潜像にトナーを付着させて現像する現像手段と、Developing means for developing the toner by attaching toner to the latent image;
前記現像手段により形成されたトナー像の濃度に関する値を検出する検出手段と、を備え、Detecting means for detecting a value relating to the density of the toner image formed by the developing means,
前記光照射手段は、画像形成を行う画像のデータに応じて、前記感光体のトナーを付着させる画像部に対し第一露光量で光を照射し、前記感光体のトナーを付着させない非画像部に対し第二露光量で光を照射し、画像形成を行う画像形成装置において、The light irradiating means irradiates light at a first exposure amount to an image portion to which the toner of the photoconductor is attached in accordance with image data for image formation, and a non-image portion that does not attach the toner of the photoconductor In an image forming apparatus that irradiates light with a second exposure amount to form an image,
前記光照射手段の前記第二露光量を補正する補正手段を備え、A correction means for correcting the second exposure amount of the light irradiation means;
前記光照射手段は、前記第一露光量で光を照射した第一領域と前記第二露光量で光を照射した第二領域との比率が等しい潜像パターンを前記感光体に形成し、The light irradiating unit forms a latent image pattern on the photoconductor in which the ratio of the first region irradiated with light at the first exposure amount and the second region irradiated with light at the second exposure amount is equal,
前記検出手段は、前記潜像パターンを前記現像手段により現像して得られるトナー像を検出し、The detecting means detects a toner image obtained by developing the latent image pattern by the developing means;
前記補正手段は、検出した値に基づいて前記第二露光量の補正を行うことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus, wherein the correction unit corrects the second exposure amount based on the detected value.
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