JP7216890B2 - image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus.
ある画像形成装置は、互いに異なるレーザー光強度で生成された2つのパッチ像について、現像電流値の差と光学式センサーで得られたトナー付着密度の差との比に基づいて、トナー帯電量(単位重量あたりの電荷)を導出している(例えば特許文献1参照)。 An image forming apparatus calculates the toner charge amount ( charge per unit weight) is derived (see, for example, Patent Document 1).
図5は、一般的な、トナー帯電量とトナー濃度測定値との関係について説明する図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a general relationship between toner charge amount and toner concentration measurement value.
一般的に、上述のような光学式のトナー濃度センサーでは、トナー像の高さ(つまり、トナーの積載高さ)がある程度大きくなると、センサー出力値が飽和する。他方、図5に示すように、トナー帯電量が低いほど、転写されたトナー像の高さが大きくなる。したがって、上述の画像形成装置では、トナー帯電量が低い場合に、センサー出力値が飽和し、トナー濃度(上述のトナー付着密度に相当)の測定誤差が大きくなる可能性がある。トナー濃度の測定誤差が大きい場合、トナー濃度から導出されるトナー重量の測定誤差も大きくなるため、トナー帯電量の測定誤差も大きくなる。 In general, with the optical toner density sensor as described above, the sensor output value saturates when the height of the toner image (that is, the height of the toner stack) increases to some extent. On the other hand, as shown in FIG. 5, the lower the toner charge amount, the higher the height of the transferred toner image. Therefore, in the image forming apparatus described above, when the toner charge amount is low, the sensor output value is saturated, and there is a possibility that the measurement error of the toner density (corresponding to the toner adhesion density described above) increases. If the measurement error of the toner concentration is large, the measurement error of the toner weight derived from the toner concentration also becomes large, so the measurement error of the toner charge amount also becomes large.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、トナー帯電量の測定誤差を低減する画像形成装置を得ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of reducing toner charge amount measurement errors.
本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、前記感光体ドラム上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を現像する現像装置と、前記トナー像を担持する像担持体と、前記トナー像を前記感光体ドラムから前記像担持体へ転写する転写ローラーと、キャリブレーション用の前記トナー像としてのトナーパッチ像が前記像担持体に転写された後、前記像担持体上の前記トナーパッチ像の濃度を光学的に検出する濃度センサーと、前記キャリブレーションにおいて、前記トナーパッチ像の現像電流値と前記濃度センサーにより検出された前記トナーパッチ像の濃度とに基づいて、前記トナーのトナー帯電量を特定するトナー帯電量特定部と、前記転写ローラーの転写電流を制御する制御部とを備える。そして、前記制御部は、プリント画像の転写の際の前記転写ローラーの転写電流より、前記トナーパッチ像の転写の際の前記転写ローラーの転写電流を高くし、かつ、プリント画像の転写の際の前記転写ローラーの転写電流の場合に比べ前記トナーパッチ像の高さが低くなるように、前記トナーパッチ像の転写の際の前記転写ローラーの転写電流を制御する。
An image forming apparatus according to the present invention includes a photosensitive drum, a developing device that develops a toner image by attaching toner to an electrostatic latent image on the photosensitive drum, and an image carrier that carries the toner image. a transfer roller for transferring the toner image from the photoreceptor drum to the image carrier; a density sensor that optically detects the density of the toner patch image; A toner charge amount specifying unit that specifies the toner charge amount, and a control unit that controls the transfer current of the transfer roller. The control unit makes the transfer current of the transfer roller during transfer of the toner patch image higher than the transfer current of the transfer roller during transfer of the print image, and increases the transfer current of the transfer roller during transfer of the print image. A transfer current of the transfer roller during transfer of the toner patch image is controlled so that the height of the toner patch image is lower than that of the transfer current of the transfer roller.
本発明によれば、トナー帯電量の測定誤差を低減する画像形成装置が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an image forming apparatus that reduces the measurement error of the toner charge amount.
本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。 The above and other objects, features and advantages of the present invention will become further apparent from the following detailed description together with the accompanying drawings.
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成を示す側面図である。この画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式のプリント機能を有する装置である。 FIG. 1 is a side view showing the mechanical internal configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the invention. This image forming apparatus is an apparatus having an electrophotographic printing function, such as a printer, a facsimile machine, a copier, a multifunction machine, or the like.
この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム1a~1d、露光装置2および現像装置3a~3dを有する。感光体ドラム1a~1dは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの4色の感光体であり、感光体ドラム1a~1d上には静電潜像が形成される。露光装置2は、感光体ドラム1a~1dへレーザー光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置2は、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム1a~1dへ導く光学素子(レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど)を有する。
The image forming apparatus of this embodiment has a tandem color developing device. This color developing device has
現像装置3a~3dは、トナーカートリッジ内のトナーを感光体ドラム1a~1d上の静電潜像に付着させてトナー像を現像する。感光体ドラム1aおよび現像装置3aにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム1bおよび現像装置3bにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム1cおよび現像装置3cにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム1dおよび現像装置3dにより、ブラックの現像が行われる。
The developing
中間転写ベルト5は、感光体ドラム1a~1dに接触し、感光体ドラム1a~1d上のトナー像を転写され担持する環状の像担持体である。中間転写ベルト5は、駆動ローラー6aおよびテンションローラー6bに張架され、駆動ローラー6aからの駆動力によって、感光体ドラム1aとの接触位置から感光体ドラム1dとの接触位置への方向へ周回していく。
The
2次転写ローラー7は、搬送されてくるプリントシート(プリント用紙など)を中間転写ベルト5に接触させ、中間転写ベルト5上のトナー像をプリントシートに2次転写する。なお、トナー像を2次転写されたプリントシートは、図示せぬ定着器へ搬送され、トナー像がプリントシートへ定着される。
The secondary transfer roller 7 brings the conveyed print sheet (print paper, etc.) into contact with the
濃度センサー8は、中間転写ベルト5に光を照射し、その反射光(例えば正反射光と拡散反射光)を受光し、受光した反射光の光量に対応する電気信号を出力する反射型光学式センサーである。濃度センサー8は、キャリブレーション用のトナー像としてのトナーパッチ像が中間転写ベルト5に1次転写された後、中間転写ベルト5上のトナーパッチ像の濃度を光学的に検出する。
The
1次転写ローラー9a~9dは、それぞれ、中間転写ベルト5を挟んで、感光体ドラム1a~1dに対向して配置され、感光体ドラム1a~1d上のトナー像を感光体ドラム1a~1dから中間転写ベルト5へ1次転写する。
The
図2は、図1に示す画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。図2に示すように、図1に示す画像形成装置は、コントローラー31、現像バイアス回路32、および転写バイアス回路33をさらに備える。
FIG. 2 is a block diagram showing part of the electrical configuration of the image forming apparatus shown in FIG. As shown in FIG. 2, the image forming apparatus shown in FIG. 1 further includes a
コントローラー31は、画像形成装置内の各部を電気的に制御する。コントローラー31は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、マイクロコンピューターなどを備え、ハードウェア処理およびソフトウェア処理の一方または両方を行う各種処理部として動作する。
The
現像バイアス回路32は、制御信号により指定された電圧の現像バイアスを現像装置3aと感光体ドラム1aとの間に印加する。現像バイアス回路32は、トナーパッチ像の現像時の現像電流値(直流電流値)を検出する現像電流検出部32aを備える。
The developing
転写バイアス回路33は、制御信号により指定された電圧の1次転写バイアスを感光体ドラム1aと1次転写ローラー9aの間に印加する。転写バイアス回路33は、トナーパッチ像の1次転写時の転写電流値を検出する転写電流検出部33aを備える。
A
ここでは、コントローラー31は、制御部41、およびトナー帯電量特定部42として動作する。
Here, the
制御部41は、図1に示す機械的構成、現像バイアス回路32、転写バイアス回路33などを制御して、プリントやキャリブレーションを実行する。
The
キャリブレーションにおいて、制御部41は、感光体ドラム1a、露光装置2、現像装置3a、1次転写ローラー9aなどを制御し、トナーパッチ像(一定濃度で所定形状のトナー像)の形成および1次転写を実行する。
In calibration, the
図3は、トナーパッチ像の一例を示す図である。例えば図3に示すように、互いの濃度の異なる複数のトナーパッチ像21~25が中間転写ベルト5に転写される。トナーパッチ像21~25は、中間転写ベルト5の幅方向において、濃度センサー8の配置位置に対応する位置に転写される。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a toner patch image. For example, as shown in FIG. 3, a plurality of toner patch images 21 to 25 having different densities are transferred to the
なお、トナーパッチ像21~25の濃度は、印字率(つまり、トナードット密度) で表現される。つまり、トナーパッチ像21~25では、トナードットがある画素位置と、ナードットがない画素位置とが混在している。 Note that the densities of the toner patch images 21 to 25 are expressed by the printing rate (that is, toner dot density). That is, in the toner patch images 21 to 25, pixel positions with toner dots and pixel positions without toner dots are mixed.
制御部41は、制御信号を現像バイアス回路32に供給して現像バイアスや現像電流を制御するとともに、制御信号を転写バイアス回路33に供給して1次転写バイアスや転写電流を制御する。
The
特に、制御部41は、通常のプリント画像の転写の際の1次転写ローラー9aの転写電流より、トナーパッチ像2i(ここでは、i=1,・・・,5)の転写の際の1次転写ローラー9aの転写電流を高くする。
In particular, the
その際、制御部41は、トナーパッチ像2iの濃度が高いほど、トナーパッチ像2iの転写の際の転写ローラーの転写電流を高くする。つまり、トナー濃度が高いほど、濃度センサー8のセンサー出力値が飽和しやすいので、転写電流値が高められる。
At this time, the higher the density of the toner patch image 2i, the higher the
また、制御部41は、プリント画像の転写の際の1次転写ローラー9aの転写電流の場合に比べトナーパッチ像2iの高さが低くなるように、トナーパッチ像2iの転写の際の1次転写ローラー9aの転写電流を制御する。
In addition, the
図4は、図1および図2に示す画像形成装置におけるキャリブレーション時のトナー帯電量とトナー濃度測定値との関係について説明する図である。図4に示すように、トナーパッチ像2iの積載高さが高くなる条件(トナー帯電量が低いときなど)であっても、転写電流値が高くなるように制御されるため、トナーパッチ像2iのトナーが中間転写ベルト5上で周囲に分散し、トナーパッチ像2iの高さが減る。したがって、濃度センサー8のセンサー出力値の飽和が発生しにくくなり、濃度測定値の測定誤差が小さくなる。これにより、トナー重量Mの測定誤差、ひいては、トナー帯電量Q/Mの誤差も小さくなる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the toner charge amount and the toner density measurement value during calibration in the image forming apparatus shown in FIGS. 1 and 2. In FIG. As shown in FIG. 4, even under conditions where the stacking height of the toner patch image 2i is high (such as when the toner charge amount is low), the transfer current value is controlled to be high. of toner is dispersed on the
なお、ここでは、感光体ドラム1a、現像装置3a、および1次転写ローラー9aに対するコントローラー31の機能について説明するが、他の感光体ドラム1b~1d、現像装置3b~3d、および1次転写ローラー9b~9dに対するコントローラー31の機能も同様である。
Here, the functions of the
トナー帯電量特定部42は、キャリブレーションにおいて、現像電流検出部32aにより検出されたトナーパッチ像2iの現像電流値と濃度センサー8により検出されたトナーパッチ像2iの濃度測定値とに基づいて、トナーのトナー帯電量を特定する。
The toner charge
具体的には、トナー帯電量特定部42は、現像に使用されたトナーの電荷Qを現像電流値から導出し、現像に使用されたトナーの重量Mをトナーパッチ像2iの濃度測定値から導出し、両者の比Q/Mをトナー帯電量として導出する。
Specifically, the toner charge
なお、現像電流値と電荷Qとの対応関係、および濃度測定値と電荷Qとの対応関係は、それぞれ、予め実験などで特定され、テーブル、変換式などとして、トナー帯電量特定部42に実装され、トナー帯電量特定部42は、そのテーブル、変換式などを使用して、現像電流値から電荷Qを導出し、濃度測定値から重量Mを導出する。
Note that the correspondence between the development current value and the charge Q and the correspondence between the density measurement value and the charge Q are specified in advance by experiments or the like, and are implemented in the toner charge
次に、上記画像形成装置の動作について説明する。 Next, the operation of the image forming apparatus will be described.
通常プリント動作(つまり、ユーザーにより指定された画像のプリント時)においては、制御部41は、感光体ドラム1a~1d、露光装置2、現像装置3a~3d、1次転写ローラー9a~9dなどを制御して、ユーザーにより指定された画像に対応するトナー像の形成および1次転写を実行する。
In a normal print operation (that is, when printing an image designated by the user), the
その際、画質が低下しないように、制御部41は、転写電流値を、転写されたトナーが中間転写ベルト5上で周囲に分散しないような基準値になるように制御する。
At this time, the
そして、制御部41は、2次転写ローラー7で、プリントシートに、中間転写ベルト5上のトナー像をプリントシートに2次転写させる。2次転写後、そのトナー像は、図示せぬ定着器でプリントシートへ定着される。その後、そのプリントシートは、印刷物として排出される。
Then, the
このようにして、通常プリント動作が実行される。 In this manner, a normal print operation is performed.
また、制御部41は、所定のタイミングで自動的に、あるいは、ユーザーやサービスパーソンに手動で指示されると、キャリブレーションを実行する。
Further, the
キャリブレーションにおいては、制御部41は、感光体ドラム1a~1d、露光装置2、現像装置3a~3d、1次転写ローラー9a~9dなどを制御して、所定のトナーパッチ像2iの形成および1次転写を実行する。その際、制御部41は、現像電流の測定値を取得するとともに、転写電流値を、上述の基準値より高くなるように制御し、積載高さの大きいトナーパッチ像2iを意図的に周囲に分散させてその高さを減らす。
In calibration, the
そのようにして中間転写ベルト5上に転写されたトナーパッチ像2iは、中間転写ベルト5の進行とともに移動し、トナーパッチ像2iが濃度センサー8の測定位置に到達すると、濃度センサー8は、トナーパッチ像2iの濃度に対応するセンサー信号を出力する。制御部41は、そのセンサー信号を、トナーパッチ像2iの濃度に対応するセンサー出力値として受け付ける。
The toner patch image 2i thus transferred onto the
そして、トナー帯電量特定部42は、トナーパッチ像2iの、その現像電流値とその濃度測定値とに基づいて、トナーのトナー帯電量を特定する。なお、互いに濃度の異なる複数のトナーパッチ像21~25を使用する場合には、例えば、複数のトナーパッチ像21~25について得られたトナー帯電量の平均値が、トナーのトナー帯電量として特定される。
Then, the toner charge
制御部41は、今回のキャリブレーションで特定されたトナー帯電量で、現時点で設定されているトナー帯電量を更新し、更新後のトナー帯電量を使用して、現像バイアスの電圧値などのプロセス条件を更新し、以後の通常プリント動作などに適用する。
The
以上のように、上記実施の形態によれば、キャリブレーションにおいて、制御部41は、プリント画像の転写の際の(つまり、通常プリント動作時の)1次転写ローラー9a~9dの転写電流より、トナーパッチ像2iの転写の際の1次転写ローラー9a~9dの転写電流を高くする。トナー帯電量特定部42は、キャリブレーションにおいて、トナーパッチ像2iの現像電流値と濃度センサー8により検出されたトナーパッチ像2iの濃度とに基づいて、トナーのトナー帯電量を特定する。
As described above, according to the above embodiment, in the calibration, the
これにより、中間転写ベルト5上でのトナーパッチ像2iの高さが抑制され濃度センサー8のセンサー出力値が飽和しにくくなる。ひいては、トナー帯電量の測定誤差が低減する。
As a result, the height of the toner patch image 2i on the
なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。 Various changes and modifications to the above-described embodiments will be apparent to those skilled in the art. Such changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of its subject matter and without diminishing its intended advantages. It is therefore intended that such changes and modifications be covered by the claims.
例えば、上記実施の形態に係る画像形成装置は、カラー画像形成装置であるが、モノクロ画像形成装置でもよい。 For example, although the image forming apparatus according to the above embodiment is a color image forming apparatus, it may be a monochrome image forming apparatus.
本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。 The present invention is applicable to, for example, an electrophotographic image forming apparatus.
1a~1d 感光体ドラム
2 露光装置
3a~3d 現像装置
5 中間転写ベルト(像担持体の一例)
9a~9d 1次転写ローラー(転写ローラーの一例)
41 制御部
42 トナー帯電量特定部
1a to 1d
9a to 9d primary transfer rollers (an example of transfer rollers)
41
Claims (2)
前記感光体ドラム上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を現像する現像装置と、
前記トナー像を担持する像担持体と、
前記トナー像を前記感光体ドラムから前記像担持体へ転写する転写ローラーと、
キャリブレーション用の前記トナー像としてのトナーパッチ像が前記像担持体に転写された後、前記像担持体上の前記トナーパッチ像の濃度を光学的に検出する濃度センサーと、
前記キャリブレーションにおいて、前記トナーパッチ像の現像電流値と前記濃度センサーにより検出された前記トナーパッチ像の濃度とに基づいて、前記トナーのトナー帯電量を特定するトナー帯電量特定部と、
前記転写ローラーの転写電流を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、プリント画像の転写の際の前記転写ローラーの転写電流より、前記トナーパッチ像の転写の際の前記転写ローラーの転写電流を高くし、かつ、プリント画像の転写の際の前記転写ローラーの転写電流の場合に比べ前記トナーパッチ像の高さが低くなるように、前記トナーパッチ像の転写の際の前記転写ローラーの転写電流を制御すること、
を特徴とする画像形成装置。 a photoreceptor drum;
a developing device that develops a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image on the photosensitive drum;
an image carrier that carries the toner image;
a transfer roller for transferring the toner image from the photosensitive drum to the image carrier;
a density sensor that optically detects the density of the toner patch image on the image carrier after the toner patch image as the toner image for calibration is transferred to the image carrier;
a toner charge amount specifying unit that specifies the toner charge amount of the toner based on the development current value of the toner patch image and the density of the toner patch image detected by the density sensor in the calibration;
a control unit that controls the transfer current of the transfer roller,
The control unit makes the transfer current of the transfer roller when the toner patch image is transferred higher than the transfer current of the transfer roller when the print image is transferred, and the transfer current when the print image is transferred. controlling the transfer current of the transfer roller during transfer of the toner patch image such that the height of the toner patch image is lower than the transfer current of the roller;
An image forming apparatus characterized by:
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