JP5082627B2 - Image forming apparatus and program - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置、制御装置およびプログラムに関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, a control apparatus, and a program.
複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体ドラム等の像保持体に形成された静電潜像を、例えばトナーとキャリアとからなる現像剤を保持した現像装置により現像している。そして、例えば現像装置における現像剤のトナーとキャリアとの混合比率(トナー濃度)を所定範囲に維持することで、常に安定した画像濃度が得られるように制御している。
画像濃度の変動を抑制する従来技術として、例えば特許文献1には、中間転写体の表面に所定の面積率を有するパターン像のトナー像を形成し、このトナー像のトナー付着量を検出して、その検出結果に基づいて現像剤のトナー濃度を適正に制御する技術が記載されている。
In an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine or a printer, an electrostatic latent image formed on an image holding member such as a photosensitive drum is converted into a developing device holding a developer composed of toner and a carrier, for example. Developing. Then, for example, by maintaining the mixing ratio (toner concentration) of the developer toner and the carrier in the developing device within a predetermined range, control is performed so that a stable image density is always obtained.
As a conventional technique for suppressing fluctuations in image density, for example, in
本発明は、像保持体上のトナー付着量に応じて現像装置内のトナー濃度を制御する場合に、装置内外の温湿度の影響を受けにくい技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a technique that is not easily affected by temperature and humidity inside and outside the apparatus when the toner density in the developing apparatus is controlled in accordance with the toner adhesion amount on the image carrier.
請求項1に係る発明は、像保持体に形成された静電潜像をキャリアとトナーとを含む現像剤により現像する現像手段と、前記現像手段により前記像保持体上に現像されたトナー像または当該像保持体から転写媒体上に転写された当該トナー像の中の所定の孤立線または孤立ドットで構成される第1のパターンからなる当該トナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度検出手段により検出された前記第1のパターンからなる前記トナー像の濃度に基づいて、前記現像手段に供給されるトナー量を調整するトナー量調整手段と、前記像保持体上に現像された前記トナー像または前記転写媒体上に転写された当該トナー像の中の前記第1のパターンよりも画像面積率の高い第2のパターンからなる前記トナー像に関する前記濃度検出手段にて検出された前記濃度に基づいて、現像コントラスト電位を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。
なお、ここでの「孤立線」および「孤立ドット」は、画素を構成する線やドットであって、他の線やドットと交わりを持たない独立した状態で形成されたものをいう。
According to a first aspect of the present invention, there is provided developing means for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier with a developer containing a carrier and toner, and a toner image developed on the image carrier by the developing means. Or density detecting means for detecting the density of the toner image comprising a first pattern composed of predetermined isolated lines or dots in the toner image transferred from the image carrier onto the transfer medium; A toner amount adjusting unit that adjusts the toner amount supplied to the developing unit based on the density of the toner image having the first pattern detected by the density detecting unit , and developed on the image carrier. For the density detection means relating to the toner image comprising the second pattern having a higher image area ratio than the first pattern in the toner image or the toner image transferred onto the transfer medium. Based on the detected the density, a is the image forming apparatus characterized by comprising a control means for controlling the developing contrast potential.
Here, “isolated line” and “isolated dot” are lines and dots that constitute a pixel, and are formed in an independent state that does not intersect with other lines or dots.
請求項2に係る発明は、請求項1に係る画像形成装置にて、前記像保持体に静電潜像を形成する潜像形成手段をさらに備え、前記制御手段は、前記潜像形成手段にて設定される潜像形成条件および前記現像手段にて設定される現像条件のいずれか1または双方を制御することを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1に係る画像形成装置にて、前記トナー量調整手段は、線幅が20μm以上130μm以下に設定された前記孤立線で構成される前記第1のパターンからなる前記トナー像の濃度に基づいて、前記トナー量を調整することを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項3に係る画像形成装置にて、前記トナー量調整手段は、相互の間隔が170μm以上に設定された前記孤立線で構成される前記第1のパターンからなる前記トナー像の濃度に基づいて、前記トナー量を調整することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the image forming apparatus further includes a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the image holding member, and the control unit includes the latent image forming unit. One or both of the latent image forming conditions set by the developing unit and the developing conditions set by the developing unit are controlled.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the toner amount adjusting means is the first pattern configured by the isolated lines whose line width is set to 20 μm or more and 130 μm or less. The toner amount is adjusted based on the density of the toner image.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third aspect, the toner amount adjusting means includes the first pattern including the isolated lines whose mutual interval is set to 170 μm or more. The toner amount is adjusted based on the density of the toner image.
請求項5に係る発明は、請求項1に係る画像形成装置にて、前記トナー量調整手段は、ドット径が30μm以上200μm以下に設定された前記孤立ドットで構成される前記第1のパターンからなる前記トナー像の濃度に基づいて、前記トナー量を調整することを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the toner amount adjusting means is the first pattern including the isolated dots having a dot diameter set to 30 μm or more and 200 μm or less. The toner amount is adjusted based on the density of the toner image.
請求項6に係る発明は、請求項5に係る画像形成装置にて、前記トナー量調整手段は、相互の間隔が160μm以上に設定された前記孤立ドットで構成される前記第1のパターンからなる前記トナー像の濃度に基づいて、前記トナー量を調整することを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth aspect, the toner amount adjusting means includes the first pattern configured by the isolated dots whose mutual interval is set to 160 μm or more. The toner amount is adjusted based on the density of the toner image.
請求項7に係る発明は、請求項1に係る画像形成装置にて、前記現像手段にトナーを供給するトナー供給手段と、前記トナー量調整手段が前記トナー量を調整した後の前記濃度検出手段にて検出される前記濃度が所定値以下である場合に、前記トナー供給手段内のトナー残量が少ないと判定する判定手段とをさらに備えたことを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, a toner supply unit that supplies toner to the developing unit, and the density detection unit after the toner amount adjustment unit adjusts the toner amount And a determination unit that determines that the remaining amount of toner in the toner supply unit is low when the density detected in
請求項8に係る発明は、請求項1に係る画像形成装置にて、前記濃度検出手段にて検出された前記第1のパターンからなる前記トナー像の前記濃度に基づいて、現像コントラスト電位を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the development contrast potential is controlled based on the density of the toner image composed of the first pattern detected by the density detection unit. It is further characterized by further comprising a control means.
請求項9に係る発明は、請求項8に係る画像形成装置にて、前記制御手段は、前記濃度検出手段にて検出された前記第1のパターンからなる前記トナー像の前記濃度が第1の所定値よりも小さい場合に、前記現像コントラスト電位を大きく設定し、当該濃度が第2の所定値よりも大きい場合に、当該現像コントラスト電位を小さく設定することを特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eighth aspect, the control unit is configured such that the density of the toner image including the first pattern detected by the density detection unit is a first level. The developing contrast potential is set to be large when the density is smaller than a predetermined value, and the developing contrast potential is set to be small when the density is larger than a second predetermined value.
請求項10に係る発明は、像保持体に対して帯電および露光により静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像形成手段により前記像保持体に形成された静電潜像をキャリアとトナーとを含む現像剤により現像する現像手段と、前記現像手段により前記像保持体上に現像されたトナー像または当該像保持体から転写媒体上に転写された当該トナー像の中の所定の孤立線または孤立ドットで構成される第1のパターンからなる当該トナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度検出手段により検出された前記第1のパターンからなる前記トナー像の濃度に基づいて、前記現像手段に供給されるトナー量を調整するトナー量調整手段と、前記像保持体上に現像された前記トナー像または前記転写媒体上に転写された当該トナー像の中の前記第1のパターンよりも画像面積率の高い第2のパターンからなる前記トナー像に関する前記濃度検出手段にて検出された前記濃度に基づいて、前記潜像形成手段にて設定される帯電電位、露光光量または前記現像手段にて設定される現像電位のいずれか1またはこれらの組み合わせを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on an image carrier by charging and exposure, and an electrostatic latent image formed on the image carrier by the latent image forming unit. A developing unit that develops with a developer including a carrier and a toner; a toner image developed on the image holding member by the developing unit or a predetermined toner image transferred from the image holding member onto a transfer medium; Density detecting means for detecting the density of the toner image consisting of a first pattern composed of isolated lines or dots, and the density of the toner image consisting of the first pattern detected by the density detecting means. Based on the toner amount adjusting means for adjusting the toner amount supplied to the developing means, and the toner image developed on the image carrier or the front of the toner image transferred on the transfer medium. A charging potential and exposure set by the latent image forming unit based on the density detected by the density detecting unit with respect to the toner image having the second pattern having a higher image area ratio than the first pattern. An image forming apparatus comprising: a control unit that controls any one of a light amount or a developing potential set by the developing unit or a combination thereof.
請求項11に係る発明は、請求項10に係る画像形成装置にて、前記トナー量調整手段は、線幅が20μm以上130μm以下に設定された前記孤立線で構成される前記第1のパターンからなる前記トナー像の濃度に基づいて、前記トナー量を調整することを特徴とする。
請求項12に係る発明は、請求項11に係る画像形成装置にて、前記トナー量調整手段は、相互の間隔が170μm以上に設定された前記孤立線で構成される前記第1のパターンからなる前記トナー像の濃度に基づいて、前記トナー量を調整することを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the tenth aspect, the toner amount adjusting means is based on the first pattern constituted by the isolated lines whose line width is set to 20 μm or more and 130 μm or less. The toner amount is adjusted based on the density of the toner image .
According to a twelfth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eleventh aspect, the toner amount adjusting unit includes the first pattern including the isolated lines whose mutual interval is set to 170 μm or more. The toner amount is adjusted based on the density of the toner image.
請求項13に係る発明は、請求項10に係る画像形成装置にて、前記トナー量調整手段は、ドット径が30μm以上200μm以下に設定された前記孤立ドットで構成される前記第1のパターンからなる前記トナー像の濃度に基づいて、前記トナー量を調整することを特徴とする。According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the tenth aspect, the toner amount adjusting unit is configured to use the first pattern including the isolated dots having a dot diameter set to 30 μm to 200 μm. The toner amount is adjusted based on the density of the toner image.
請求項14に係る発明は、請求項13に係る画像形成装置にて、前記トナー量調整手段は、相互の間隔が160μm以上に設定された前記孤立ドットで構成される前記第1のパターンからなる前記トナー像の濃度に基づいて、前記トナー量を調整することを特徴とする。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the thirteenth aspect, the toner amount adjusting unit includes the first pattern configured by the isolated dots whose mutual interval is set to 160 μm or more. The toner amount is adjusted based on the density of the toner image.
請求項15に係る発明は、請求項10に係る画像形成装置にて、前記現像手段にトナーを供給するトナー供給手段と、前記トナー量調整手段が前記トナー量を調整した後の前記濃度検出手段にて検出される前記濃度が所定値以下である場合に、前記トナー供給手段内のトナー残量が少ないと判定する判定手段とをさらに備えたことを特徴とする。According to a fifteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the tenth aspect, a toner supply unit that supplies toner to the developing unit, and the density detection unit after the toner amount adjustment unit adjusts the toner amount And a determination unit that determines that the remaining amount of toner in the toner supply unit is low when the density detected in
請求項16に係る発明は、請求項10に係る画像形成装置にて、前記濃度検出手段にて検出された前記第1のパターンからなる前記トナー像の前記濃度に基づいて、現像コントラスト電位を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする。According to a sixteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the tenth aspect, the development contrast potential is controlled based on the density of the toner image composed of the first pattern detected by the density detecting means. It is further characterized by further comprising a control means.
請求項17に係る発明は、請求項16に係る画像形成装置にて、前記制御手段は、前記濃度検出手段にて検出された前記第1のパターンからなる前記トナー像の前記濃度が第1の所定値よりも小さい場合に、前記現像コントラスト電位を大きく設定し、当該濃度が第2の所定値よりも大きい場合に、当該現像コントラスト電位を小さく設定することを特徴とする。According to a seventeenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the sixteenth aspect, the control unit is configured such that the density of the toner image including the first pattern detected by the density detection unit is a first level. The developing contrast potential is set to be large when the density is smaller than a predetermined value, and the developing contrast potential is set to be small when the density is larger than a second predetermined value.
請求項18に係る発明は、コンピュータに、現像手段により像保持体上に現像されたトナー像または当該像保持体から転写媒体上に転写された当該トナー像の中の所定の孤立線または孤立ドットで構成される第1のパターンからなる当該トナー像に関する濃度情報を取得する機能と、前記第1のパターンからなる前記トナー像に関する前記濃度情報に基づいて、前記現像手段に供給するトナー量を調整する機能と、前記像保持体上に現像された前記トナー像または前記転写媒体上に転写された当該トナー像の中の前記第1のパターンよりも画像面積率の高い第2のパターンからなる前記トナー像に関する前記濃度情報に基づいて、現像コントラスト電位を制御する機能とを実現させることを特徴とするプログラムである。According to an eighteenth aspect of the present invention, a predetermined isolated line or dot in the toner image developed on the image carrier by the developing unit or the toner image transferred from the image carrier onto the transfer medium is stored in a computer. And adjusting the amount of toner supplied to the developing unit based on the density information regarding the toner image including the first pattern and the density information regarding the toner image including the first pattern. And a second pattern having a higher image area ratio than the first pattern in the toner image developed on the image carrier or the toner image transferred on the transfer medium. A program for realizing a function of controlling a development contrast potential based on the density information relating to a toner image.
請求項19に係る発明は、請求項18に係るプログラムにて、前記トナー量を調整した後に取得した前記濃度情報が所定値以下の濃度を示す場合に、前記現像手段にトナーを供給するトナー供給手段内のトナー残量が少ないと判定する機能をさらに実現することを特徴とする。According to a nineteenth aspect of the present invention, in the program according to the eighteenth aspect, the toner supply for supplying toner to the developing means when the density information acquired after adjusting the toner amount indicates a density equal to or lower than a predetermined value. A function of determining that the remaining amount of toner in the means is small is further realized.
請求項20に係る発明は、請求項18に係るプログラムにて、取得した前記第1のパターンからなる前記トナー像に関する前記濃度情報に基づいて、現像コントラスト電位を制御する機能をさらに実現することを特徴とする。According to a twentieth aspect of the present invention, the program according to the eighteenth aspect further realizes a function of controlling a development contrast potential based on the acquired density information regarding the toner image including the first pattern. Features.
請求項21に係る発明は、コンピュータに、潜像形成手段によって帯電および露光により像保持体上に形成された静電潜像が現像手段により現像されて当該像保持体上に形成されたトナー像または当該像保持体から転写媒体上に転写された当該トナー像の中の所定の孤立線または孤立ドットで構成される第1のパターンからなる当該トナー像に関する濃度情報を取得する機能と、前記第1のパターンからなる前記トナー像に関する前記濃度情報に基づいて、前記現像手段に供給するトナー量を調整する機能と、前記像保持体上に現像された前記トナー像または前記転写媒体上に転写された当該トナー像の中の前記第1のパターンよりも画像面積率の高い第2のパターンからなる前記トナー像に関する前記濃度情報に基づいて、前記潜像形成手段にて設定される帯電電位、露光光量または前記現像手段にて設定される現像電位のいずれか1またはこれらの組み合わせを制御する機能とを実現させることを特徴とするプログラムである。According to the twenty-first aspect of the present invention, the toner image formed on the image carrier by developing the electrostatic latent image formed on the image carrier by the charging and exposure by the latent image forming unit by the developing unit. Or a function of acquiring density information relating to the toner image composed of a first pattern composed of a predetermined isolated line or dot in the toner image transferred from the image carrier onto the transfer medium; A function of adjusting the amount of toner supplied to the developing means based on the density information relating to the toner image comprising one pattern, and the toner image developed on the image carrier or the transfer image transferred onto the transfer medium. The latent image forming hand is based on the density information relating to the toner image composed of the second pattern having a higher image area ratio than the first pattern in the toner image. Charging potential is set at a program for causing and a function of controlling any one or a combination of these developing potential set by the exposure amount or the developing means.
請求項22に係る発明は、請求項21に係るプログラムにて、前記トナー量を調整した後に取得した前記濃度情報が所定値以下の濃度を示す場合に、前記現像手段にトナーを供給するトナー供給手段内のトナー残量が少ないと判定する機能をさらに実現することを特徴とする。
請求項23に係る発明は、請求項21に係るプログラムにて、取得した前記第1のパターンからなる前記トナー像に関する前記濃度情報に基づいて、現像コントラスト電位を制御する機能をさらに実現することを特徴とする。
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the program according to the twenty-first aspect, the toner supply for supplying toner to the developing unit when the density information acquired after adjusting the toner amount indicates a density equal to or lower than a predetermined value. A function of determining that the remaining amount of toner in the means is small is further realized.
According to a twenty-third aspect of the present invention , the program according to the twenty- first aspect further realizes a function of controlling a development contrast potential based on the acquired density information regarding the toner image having the first pattern. Features.
なお、このプログラムは、例えば、ハードディスクやDVD−ROM等の予約領域に格納されたプログラムを、RAMにロードして実行される場合がある。また、予めROMに格納された状態にて、CPUで実行される形態がある。さらに、EEPROM等の書き換え可能なROMを備えている場合には、装置がアッセンブリされた後に、プログラムだけが提供されてROMにインストールされる場合がある。このプログラムの提供に際しては、インターネット等のネットワークを介して装置にプログラムが伝送され、装置の有するROMにインストールされる形態も考えられる。 This program may be executed by loading a program stored in a reserved area such as a hard disk or a DVD-ROM into the RAM, for example. In addition, there is a form that is executed by the CPU in a state stored in the ROM in advance. Further, when a rewritable ROM such as an EEPROM is provided, only a program may be provided and installed in the ROM after the apparatus is assembled. In providing this program, it is also conceivable that the program is transmitted to the apparatus via a network such as the Internet and installed in the ROM of the apparatus.
本発明の請求項1によれば、本発明を採用しない場合に比べて、温湿度の影響を受けにくい状態で、トナー濃度を制御することができる。
本発明の請求項2によれば、温湿度環境の変動により現像剤のトナー帯電量が異なる状態においても、本発明を採用しない場合に比べて、画像濃度の安定化を図ることができる。
本発明の請求項3によれば、本発明を採用しない場合に比べて、温湿度条件に依らずトナー像の濃度検出をより安定して行うことができる。
本発明の請求項4によれば、本発明を採用しない場合に比べて、温湿度条件に依らずトナー像の濃度検出をより安定して行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to control the toner density in a state that is less susceptible to the influence of temperature and humidity than in the case where the present invention is not adopted.
According to the second aspect of the present invention, the image density can be stabilized even when the toner charge amount of the developer is different due to the fluctuation of the temperature and humidity environment as compared with the case where the present invention is not adopted.
According to the third aspect of the present invention, compared to the case where the present invention is not adopted, the density detection of the toner image can be performed more stably regardless of the temperature and humidity conditions.
According to the fourth aspect of the present invention, compared to the case where the present invention is not adopted, the density detection of the toner image can be performed more stably regardless of the temperature and humidity conditions.
本発明の請求項5によれば、本発明を採用しない場合に比べて、温湿度条件に依らずトナー像の濃度検出をより安定して行うことができる。
本発明の請求項6によれば、本発明を採用しない場合に比べて、温湿度条件に依らずトナー像の濃度検出をより安定して行うことができる。
本発明の請求項7によれば、トナー供給手段内のトナー残量を推定することができる。
本発明の請求項8によれば、本発明を採用しない場合に比べて、孤立線や孤立ドットからなる画像における濃度の安定化を図ることができる。
本発明の請求項9によれば、トナー供給量制御が行われるに際して、現像剤のトナー濃度が目標値に制御されるまでの間の時間的な遅れを補完し、本発明を採用しない場合に比べ、孤立線や孤立ドットからなる画像における濃度の安定化を図ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, compared to the case where the present invention is not adopted, the density detection of the toner image can be performed more stably regardless of the temperature and humidity conditions.
According to the sixth aspect of the present invention, compared to the case where the present invention is not adopted, the density detection of the toner image can be performed more stably regardless of the temperature and humidity conditions.
According to the seventh aspect of the present invention, the remaining amount of toner in the toner supply means can be estimated.
According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to stabilize the density in an image composed of isolated lines and isolated dots as compared with the case where the present invention is not adopted.
According to the ninth aspect of the present invention, when the toner supply amount control is performed, a time delay until the toner density of the developer is controlled to the target value is compensated, and the present invention is not employed. In comparison, it is possible to stabilize the density in an image composed of isolated lines and isolated dots.
本発明の請求項10によれば、本発明を採用しない場合に比べて、温湿度の影響を受けにくい状態で、トナー濃度を制御することができる。According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to control the toner density in a state that is less susceptible to the influence of temperature and humidity than in the case where the present invention is not adopted.
本発明の請求項11によれば、本発明を採用しない場合に比べて、温湿度条件に依らずトナー像の濃度検出をより安定して行うことができる。According to the eleventh aspect of the present invention, compared to the case where the present invention is not adopted, the density detection of the toner image can be performed more stably regardless of the temperature and humidity conditions.
本発明の請求項12によれば、本発明を採用しない場合に比べて、温湿度条件に依らずトナー像の濃度検出をより安定して行うことができる。According to the twelfth aspect of the present invention, compared to the case where the present invention is not adopted, the density detection of the toner image can be performed more stably regardless of the temperature and humidity conditions.
本発明の請求項13によれば、本発明を採用しない場合に比べて、温湿度条件に依らずトナー像の濃度検出をより安定して行うことができる。According to the thirteenth aspect of the present invention, compared to the case where the present invention is not adopted, the density detection of the toner image can be performed more stably regardless of the temperature and humidity conditions.
本発明の請求項14によれば、本発明を採用しない場合に比べて、温湿度条件に依らずトナー像の濃度検出をより安定して行うことができる。According to the fourteenth aspect of the present invention, compared to the case where the present invention is not adopted, the density detection of the toner image can be performed more stably regardless of the temperature and humidity conditions.
本発明の請求項15によれば、トナー供給手段内のトナー残量を推定することができる。According to the fifteenth aspect of the present invention, the remaining amount of toner in the toner supply means can be estimated.
本発明の請求項16によれば、本発明を採用しない場合に比べて、孤立線や孤立ドットからなる画像における濃度の安定化を図ることができる。According to the sixteenth aspect of the present invention, it is possible to stabilize the density of an image composed of isolated lines and isolated dots, compared to a case where the present invention is not adopted.
本発明の請求項17によれば、トナー供給量制御が行われるに際して、現像剤のトナー濃度が目標値に制御されるまでの間の時間的な遅れを補完し、本発明を採用しない場合に比べ、孤立線や孤立ドットからなる画像における濃度の安定化を図ることができる。According to the seventeenth aspect of the present invention, when the toner supply amount control is performed, a time delay until the toner density of the developer is controlled to the target value is complemented, and the present invention is not adopted. In comparison, it is possible to stabilize the density in an image composed of isolated lines and isolated dots.
本発明の請求項18によれば、本発明を採用しない場合に比べて、温湿度の影響を受けにくい状態で、トナー濃度を制御することができる。According to the eighteenth aspect of the present invention, it is possible to control the toner concentration in a state that is less susceptible to the influence of temperature and humidity than in the case where the present invention is not adopted.
本発明の請求項19によれば、トナー供給手段内のトナー残量を推定することができる。According to the nineteenth aspect of the present invention, the remaining amount of toner in the toner supply means can be estimated.
本発明の請求項20によれば、本発明を採用しない場合に比べて、孤立線や孤立ドットAccording to claim 20 of the present invention, isolated lines and isolated dots are compared to the case where the present invention is not adopted.
からなる画像において濃度の安定化を図ることができる。It is possible to stabilize the density of an image consisting of
本発明の請求項21によれば、本発明を採用しない場合に比べて、温湿度の影響を受けにくい状態で、トナー濃度を制御することができる。
本発明の請求項22によれば、トナー供給手段内のトナー残量を推定することができる。
本発明の請求項23によれば、本発明を採用しない場合に比べて、孤立線や孤立ドット
からなる画像において濃度の安定化を図ることができる。
According to the twenty-first aspect of the present invention, it is possible to control the toner concentration in a state that is less susceptible to the influence of temperature and humidity than in the case where the present invention is not adopted.
According to the twenty-second aspect of the present invention, the remaining amount of toner in the toner supply means can be estimated.
According to the twenty-third aspect of the present invention, it is possible to stabilize the density of an image composed of isolated lines and isolated dots as compared with the case where the present invention is not adopted.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[実施の形態1]
図1は、本実施の形態が適用される画像形成装置1の構成の一例を示した図である。図1に示す画像形成装置1は、電子写真方式を用いた所謂タンデム型のデジタルカラープリンタであって、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部20、画像形成装置1全体の動作を制御する制御部60、例えばパーソナルコンピュータ(PC)3やスキャナ等の画像読取装置4等から受信した画像データに例えばスクリーン処理等の所定の画像処理を施す画像処理部69、処理プログラム等が記録される例えばハードディスク(Hard Disk Drive)にて実現される主記憶部90を備えている。
また、画像形成装置1は、後述する中間転写ベルト41上に形成された各色トナー像からなる基準濃度パターン像の濃度を検出する濃度検出手段の一例としての基準濃度検出センサ55を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an
Further, the
画像形成プロセス部20は、一定の間隔を置いて並列的に配置された、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像をそれぞれ形成する4つの画像形成ユニット30Y,30M,30C,30K(以下、これらを「画像形成ユニット30」とも総称する)を備えている。
ここで図2は、画像形成ユニット30の構成の一例を示した図である。図2に示したように、画像形成ユニット30は、矢印A方向に回転しながら静電潜像が形成される像保持体の一例としての感光体ドラム31、感光体ドラム31の表面を帯電する潜像形成手段の一例としての帯電ロール32、感光体ドラム31上に形成された静電潜像を現像する現像手段の一例としての現像器33、一次転写後の感光体ドラム31表面を清掃する感光体クリーナ36を備えている。
The image forming
Here, FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
帯電ロール32は、アルミニウムやステンレス等の導電性の芯金上に、導電性弾性体層と導電性表面層とが順次積層されたロール部材で構成されている。そして、帯電電源(不図示)から帯電バイアスの供給を受け、感光体ドラム31に対して従動回転しながら感光体ドラム31の表面を所定電位で一様に帯電する。ここで、帯電電源から供給される帯電バイアス値は、制御部60からの制御信号に基づいて設定される。
The charging
現像器33は、各画像形成ユニット30において、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色トナーを現像する現像器33Y,33M,33C,33Kとして構成される。
そして、各現像器33は、現像剤を収容する支持容器331、現像剤を保持して搬送する現像ロール332、現像剤を現像ロール332に吸着させる現像マグネット333、現像剤の層厚(塗布量)を規制する規制ブレード334、現像剤を攪拌しながら現像器33の長手方向に循環移動させる現像剤搬送スクリュー335,336、各色トナーを貯蔵するトナー供給手段の一例であるトナー容器35Y,35M,35C,35K(以下、「トナー容器35」とも総称する)からトナーを支持容器331へ供給するトナー供給路337を備えている。
The developing units 33 are configured as developing
Each developing device 33 includes a
支持容器331は、感光体ドラム31側に向けて開口を有し、内部にはトナーと磁性粒子であるキャリアとを混合させた現像剤を収容する現像剤収容部が設けられている。現像剤収容部は、現像器33の長手方向に設けられた収容部壁331aによって第1現像剤収容部331bと第2現像剤収容部331cとに分けられている。
そして、第1現像剤収容部331bには現像剤搬送スクリュー335が配置され、第2現像剤収容部331cには現像剤搬送スクリュー336が配置されている。収容部壁331aは現像器33の長手方向の両端部には設けられておらず、第1現像剤収容部331bと第2現像剤収容部331cとはこの両端部で連結されて、現像剤が互いに流通するように構成されている。
The
A
現像ロール332は、アルミニウム、SUS等の非磁性材料で構成され、図示しない駆動手段によって矢印C方向に回転する。現像ロール332には、現像電源(不図示)から直流電圧からなる現像バイアス、または交流電圧に直流電圧が重畳された現像バイアスが供給され、感光体ドラム31との間に現像電界を形成している。ここで、現像電源から供給される現像バイアス値は、制御部60からの制御信号に基づいて設定される。
また、現像ロール332の内部には、現像マグネット333が配置されている。現像マグネット333には、感光体ドラム31と対向して設けられた現像極N1、規制ブレード334と対向して設けられ、現像剤の塗布量を規制するトリミング極S1、現像された現像剤を支持容器331内に搬送する搬送極S2、現像ロール332に保持された現像剤を離脱させるために反発磁界を形成するべく、現像ロール332の回転方向上流側から順に隣り合って配置された同極性(同極反発極)の磁極N2(第1反発磁極)と磁極N3(第2反発磁極)とが円周方向に沿って配置されている。
規制ブレード334は、非磁性材料または磁性材料で構成され、現像マグネット333のトリミング極S1とともに現像ロール332に保持される現像剤の層厚を一定量に規制する。これにより、感光体ドラム31へは現像ロール332の軸方向に亘って所定量の現像剤が均一に供給され、現像電界の作用の下で感光体ドラム31上に形成された静電潜像を現像する。
The developing
A developing
The
かかる現像マグネット333を内包した現像ロール332では、同極反発極の下流側の第2反発磁極N3によって第1現像剤収容部331bに保持されている現像剤を現像ロール332に吸着させた後、現像ロール332上の現像剤量(塗布量)をトリミング極S1と規制ブレード334とによって所定量に規制する。そして、現像ロール332が回転することによって現像剤を感光体ドラム31に搬送し、現像電界の下で、現像極N1によって現像剤を穂立ちさせて感光体ドラム31に接触させ、感光体ドラム31上の静電潜像を現像する。現像を終えた現像剤は、搬送極S2によって支持容器331内に搬送され、第1反発磁極N2および第2反発磁極N3の反発磁界によって現像ロール332から離脱される。さらに現像ロール332から離脱した現像剤は、第1現像剤収容部331bに回収される。
In the developing
一方、第1現像剤収容部331bの現像剤搬送スクリュー335および第2現像剤収容部331cの現像剤搬送スクリュー336はそれぞれ軸の周囲に螺旋形状のスクリューが設けられている。そして現像剤搬送スクリュー335と現像剤搬送スクリュー336とは、図示しない駆動手段によって互いに反対方向に回転して、トナーとキャリアとを攪拌しながら互いに反対方向に搬送する。第1現像剤収容部331bと第2現像剤収容部331cとは現像器33の両端部で連結されているために現像剤が互いに流れ込み、現像剤搬送スクリュー335と現像剤搬送スクリュー336とによって第1現像剤収容部331bと第2現像剤収容部331cとの間を循環するように構成されている。したがって、現像ロール332から離脱して第1現像剤収容部331bに回収された現像剤は、現像剤搬送スクリュー335と現像剤搬送スクリュー336とによって、第2現像剤収容部331cに搬送される。
On the other hand, the
また、支持容器331には、第2現像剤収容部331cの長手方向中央部の上部に、第2現像剤収容部331cへトナーを供給するトナー供給路337が形成されている。トナー供給路337は各トナー容器35とトナー搬送路37で連結され、トナー搬送路37の中に設けられた補給用スクリュー(不図示)によりトナーが補給されるように構成されている。
第2現像剤収容部331cにおいて現像剤に各トナー容器35からトナーが供給される際には、後述する制御部60による制御の下で、現像剤中のトナーとキャリアとの混合比率(トナー濃度)が所定範囲に制御されるようにトナー供給量が調整される。そして、新たにトナーが供給された現像剤は、現像剤搬送スクリュー336によってトナーとキャリアとが充分に攪拌混合され、現像剤搬送スクリュー335と現像剤搬送スクリュー336とによる第1現像剤収容部331bと第2現像剤収容部331cとの間の循環によって、第1現像剤収容部331bに再び搬送される。そして、第1現像剤収容部331bから、トナー濃度が所定の範囲に調整されトナーに充分な帯電が付与された現像剤が現像ロール332に供給される。このようにして、現像剤の循環が行なわれている。
In addition, a
When the toner is supplied from the
次に、感光体クリーナ36は、ウレタンゴム等のゴム材料により形成された板状部材を感光体ドラム31表面に接触させて、感光体ドラム31上に付着したトナーや紙粉等を除去する。
また、画像形成ユニット30には、帯電ロール32の感光体ドラム31回転方向下流側に、感光体ドラム31の表面電位を検出する電位センサ68が備えられている。電位センサ68は、感光体ドラム31の表面電位を検出し、その検出値(表面電位検出値)を制御部60に送る。制御部60は、取得した表面電位検出値に基づいて帯電ロール32に供給される帯電バイアス値を調整して、感光体ドラム31の表面電位を制御する。
Next, the
Further, the
図1に戻り、画像形成プロセス部20は、各画像形成ユニット30に設けられた各感光体ドラム31を露光する潜像形成手段の一例としてのレーザ露光器26、各画像形成ユニット30の各感光体ドラム31上に形成された各色トナー像が多重転写される転写媒体の一例としての中間転写ベルト41、各画像形成ユニット30の各色トナー像を一次転写部T1にて中間転写ベルト41に順次転写(一次転写)する一次転写ロール42、中間転写ベルト41上に転写された重畳トナー像を二次転写部T2にて記録材(記録紙)である用紙Pに一括転写(二次転写)する二次転写ロール40、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着器80を備えている。
ここで、レーザ露光器26は、光源としての半導体レーザ27、レーザ光を感光体ドラム31に走査露光する走査光学系(不図示)、例えば正六角面体で形成された回転多面鏡(ポリゴンミラー)28、半導体レーザ27の駆動を制御するレーザドライバ29を備えている。レーザドライバ29には、画像処理部69からの画像データや制御部60からの光量制御信号等が入力され、半導体レーザ27の点灯制御や出力光量制御等を行う。
なお、本実施の形態では、レーザ露光器26を用いる構成を示したが、潜像形成手段の他の例として、LED等の発光素子をライン状に多数配列した発光素子アレイを用いてもよい。
Returning to FIG. 1, the image forming
Here, the
In the present embodiment, the configuration using the
本実施の形態の画像形成装置1では、画像形成プロセス部20は、制御部60による制御の下で画像形成動作を行う。すなわち、PC3や画像読取装置4等から入力された画像データは、画像処理部69によってスクリーン処理等の所定の画像処理が施され、レーザ露光器26に供給される。そして、例えばイエロー(Y)の画像形成ユニット30Yでは、帯電ロール32により所定電位で一様に帯電された感光体ドラム31の表面が、レーザ露光器26により画像処理部69からの画像データに基づいて点灯制御されたレーザ光で走査露光され、感光体ドラム31上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器33Yにより現像され、感光体ドラム31上にはイエロー(Y)のトナー像が形成される。画像形成ユニット30M,30C,30Kにおいても、同様にして、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色トナー像が形成される。
In the
各画像形成ユニット30で形成された各色トナー像は、図1の矢印B方向に循環移動する中間転写ベルト41上に、転写電源(不図示)から所定の一次転写バイアスが印加された一次転写ロール42により順次静電転写され、中間転写ベルト41上に重畳されたトナー像が形成される。重畳トナー像は、中間転写ベルト41の移動に伴って二次転写ロール40とバックアップロール49とが配設された二次転写部T2に向けて搬送される。
一方、転写媒体の一例としての用紙Pは送り出しのためのピックアップロール72により用紙保持部71から取り出され、搬送経路R1に沿って用紙Pの位置を規制するためのレジストロール74の位置まで搬送される。そして、用紙Pは、重畳トナー像が二次転写部T2に搬送されるタイミングに同期して、レジストロール74から二次転写部T2に向けて搬送される。二次転写部T2では、二次転写バイアス電圧が印加された二次転写ロール40とバックアップロール49との間に形成された転写電界の作用により、重畳トナー像は用紙P上に一括して静電転写(二次転写)される。
なお、二次転写部T2へは、両面搬送路R2や手差し用用紙保持部75からの搬送経路R3からも用紙Pが搬送される。
Each color toner image formed by each
On the other hand, the sheet P as an example of the transfer medium is taken out from the
Note that the sheet P is also transported to the secondary transfer portion T2 from the duplex transport path R2 and the transport path R3 from the manual
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Pは、中間転写ベルト41から剥離され、定着器80まで搬送される。定着器80に搬送された用紙P上の未定着トナー像は、定着器80によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙P上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Pは、画像形成装置1の排出部に設けられた用紙積載部91に搬送される。一方、二次転写後に中間転写ベルト41に付着しているトナー(転写残トナー)は、中間転写ベルト41に接触するように配置されたベルトクリーナ45によって除去され、次の画像形成サイクルに備えられる。
このようにして、画像形成装置1での画像形成は、指定された枚数分だけ繰り返して実行される。
Thereafter, the sheet P on which the superimposed toner image is electrostatically transferred is peeled from the
In this manner, image formation in the
続いて、本実施の形態の画像形成装置1において行う画像濃度調整処理について説明する。
本実施の形態の画像形成装置1では、例えば画像形成開始時や、画像形成動作中における所定のプリント枚数毎等といった所定のインターバルにおいて、形成される画像の濃度の変動を抑制するために、「画像濃度調整処理」を行う。本実施の形態の画像濃度調整処理では、各画像形成ユニット30にて形成される所定の基準濃度パターン像の濃度に基づいて、各現像器33での現像剤中のトナーとキャリアとの混合比率(トナー濃度)が所定範囲に制御されるように、各トナー容器35からのトナー供給量が調整される。さらには必要に応じて、例えばレーザ露光器26での半導体レーザ27の出力光量値や帯電ロール32に供給される帯電バイアス値といった潜像形成条件や現像ロール332に供給される現像バイアス等といった現像条件(以下、「画像形成条件」とも総称する)が調整される。このような画像濃度調整処理は、本実施の形態における制御手段やトナー量調整手段や判定手段として機能する制御部60による制御の下で行われる。
Subsequently, an image density adjustment process performed in the
In the
本実施の形態の画像形成装置1にて行われる画像濃度調整処理について説明する。
まず、制御部60は、各画像形成ユニット30において、感光体ドラム31の表面電位を予め定められた電位レベルに設定する。またその際に、半導体レーザ27の出力光量値、現像バイアス値、一次転写ロール42の一次転写バイアス値等の各種画像形成条件は予め定められた所定値に設定しておく。そして、各画像形成ユニット30において2つの異なる種類の基準濃度パターン像をそれぞれ形成する。
ここで、図3は、各画像形成ユニット30にて形成された2つの異なる種類の基準濃度パターン像が中間転写ベルト41上に一次転写された状態の一例を示した図である。図3に示したように、黒(K)の画像形成ユニット30Kでは、基準濃度パターン像として、例えば所定の線幅の孤立線が所定の間隔で形成された第1のパターンの一例としての孤立線基準濃度パターン像K−1と、孤立線基準濃度パターン像K−1よりも高い画像面積率(画像が占める面積の割合)で形成された第2のパターンの一例としての高面積率基準濃度パターン像K−2とが形成される。
同様にして、イエロー(Y)の画像形成ユニット30Yにおいて孤立線基準濃度パターン像Y−1および高面積率基準濃度パターン像Y−2、マゼンタ(M)の画像形成ユニット30Mにおいて孤立線基準濃度パターン像M−1および高面積率基準濃度パターン像M−2、シアン(C)の画像形成ユニット30Cにおいて孤立線基準濃度パターン像C−1および高面積率基準濃度パターン像C−2がそれぞれ形成される。
なお、孤立線基準濃度パターン像に代えて、所定の径の孤立ドットが所定の間隔で形成された第1のパターンの一例としての孤立ドット基準濃度パターン像Y−1´,M−1´,C−1´,K−1´(不図示)を用いることもできる。
ここでの「孤立線」および「孤立ドット」は、例えば画像処理部69にてスクリーン処理されて形成された画素を構成する線やドットであって、他の線やドットと交わりを持たない独立した状態で形成されたものをいう。
An image density adjustment process performed in the
First, the
Here, FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a state in which two different types of reference density pattern images formed by the
Similarly, the isolated line reference density pattern image Y-1 and the high area ratio reference density pattern image Y-2 in the yellow (Y)
It should be noted that, instead of the isolated line reference density pattern image, isolated dot reference density pattern images Y-1 ′, M-1 ′, as an example of a first pattern in which isolated dots of a predetermined diameter are formed at predetermined intervals. C-1 ′ and K-1 ′ (not shown) can also be used.
The “isolated lines” and “isolated dots” here are lines and dots that constitute pixels formed by screen processing in the
そして、中間転写ベルト41上に形成された基準濃度パターン像は、画像形成ユニット30Kの中間転写ベルト41搬送方向下流側に配置された基準濃度検出センサ55により、各色毎にそれぞれ濃度が検出される。検出された各色基準濃度パターン像の濃度検出値は濃度情報として制御部60に送られる。したがって、制御部60は、濃度情報取得手段としても機能する。
基準濃度検出センサ55から各色基準濃度パターン像の濃度検出値を取得した制御部60は、各色基準濃度パターン像の濃度検出値に対応したトナー供給量を設定する。そして、各トナー容器35から各現像器33へのトナー供給量を制御する。さらには、必要に応じて潜像形成条件や現像条件といった各種画像形成条件を設定する。それにより、用紙P上での画像濃度の変動を抑制して画像品質を高いレベルに維持している。
The density of the reference density pattern image formed on the
The
引き続き、図4は、本実施の形態の制御部60における画像濃度調整処理を行う機能構成を説明するブロック図である。図4に示したように、制御部60は、画像濃度調整処理を行う機能部の一例として、トナー量調整手段の一例としてのトナー供給量制御部61、制御手段の一例としての現像バイアス制御部62、制御手段の一例としての帯電バイアス制御部63、制御手段の一例としてのレーザ光量制御部64を備えている。基準濃度検出センサ55による各色基準濃度パターン像の濃度検出値は、トナー供給量制御部61、現像バイアス制御部62、帯電バイアス制御部63、およびレーザ光量制御部64にそれぞれ送られる。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a functional configuration for performing image density adjustment processing in the
また、図5は、本実施の形態の制御部60の内部構成を示すブロック図である。図5に示したように、制御部60は、画像濃度調整処理を行うに際して、予め定められた処理プログラムに従ってデジタル演算処理を実行するCPU601、CPU601の作業用メモリ等として用いられるRAM602、CPU601により実行される処理プログラム等が格納されるROM603、書き換え可能で電源供給が途絶えた場合にもデータを保持できる記憶手段の一例としてのEEPROM604、制御部60に接続される画像形成プロセス部20や主記憶部90や基準濃度検出センサ55等の各部との信号の入出力を制御するインターフェース部605を備えている。
FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the
そして、制御部60のCPU601が、トナー供給量制御部61、現像バイアス制御部62、帯電バイアス制御部63、およびレーザ光量制御部64の各機能を実現するプログラムを主記憶部90からRAM602等に読み込んで各種処理を行う。また、後述する各種機能部に備えられるテーブル(例えば、トナー供給量テーブル等)は、制御部60のEEPROM604に予め記憶される。
また、主記憶部90には、制御部60により実行される処理プログラムが格納されており、画像形成装置1の立ち上げ時に制御部60がこの処理プログラムを読み込むことによって、本実施の形態の制御部60での画像濃度調整処理が実行される。
Then, the
The
ここで、トナー供給量制御部61は、濃度検出値とトナー供給量との対応関係を定めたトナー供給量テーブルを備えており、このトナー供給量テーブルに基づき、各トナー容器35から各現像器33へのトナー供給量を制御する。現像バイアス制御部62は、濃度検出値と現像バイアス値との対応関係を定めた現像バイアス電圧テーブルを備えており、この現像バイアス電圧テーブルに基づき、現像ロール332に印加する現像バイアス値を制御する。帯電バイアス制御部63は、濃度検出値と帯電バイアス電圧値との対応関係を定めた帯電バイアス電圧テーブルを備えており、この帯電バイアス電圧テーブルに基づき、各画像形成ユニット30の各々の帯電ロール32に供給する帯電バイアス値を制御する。レーザ光量制御部64は、濃度検出値と出力光量との対応関係を定めた出力光量テーブルを備えており、この出力光量テーブルに基づき、レーザ露光器26から感光体ドラム31に照射される半導体レーザ27の出力光量値を制御する。
Here, the toner supply
続いて、本実施の形態のトナー供給量制御部61にて行われるトナー供給量の制御について説明する。
トナー供給量制御部61は、図3に示した各画像形成ユニット30にて形成された孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1または孤立ドット基準濃度パターン像Y−1´,M−1´,C−1´,K−1´についての基準濃度検出センサ55により検出された濃度検出値に基づいて、各トナー容器35から各現像器33へのトナー供給量を制御する。
Next, the toner supply amount control performed by the toner supply
The toner supply
図6は、孤立線基準濃度パターン像として600dpi(dot per inch)における1on4off(縦線)の20mm×20mmの四角形パターン像を形成し、画像形成ユニット30Kにおける現像剤のトナー濃度(%)と基準濃度検出センサ55での濃度検出値である濃度指数との関係を温湿度条件を変えて比較した図である。
なお、図6での600dpiにおける1on4offの孤立線基準濃度パターン像とは、600dpiである直径約42.3μmの1ビット画素(「1ドット」とも称する)により、主走査方向に1ドット点灯4ドット非点灯を繰り返し行って、副走査方向に向かう縦線からなる孤立線基準濃度パターン像を形成したものである。また、基準濃度検出センサ55の濃度検出値を8ビットデータ(0〜255)として検出した際のデータ値を「濃度指数」と定義している。また、比較する温湿度条件としては、温度28℃相対湿度80%RHと温度10℃相対湿度30%RHとを設定している。
FIG. 6 shows a 20 mm × 20 mm square pattern image of 1 on 4 off (vertical line) at 600 dpi (dot per inch) as an isolated line reference density pattern image, and the developer toner density (%) and the reference in the
Note that the 1on4off isolated line reference density pattern image at 600 dpi in FIG. 6 is 1 dot lighting 4 dots in the main scanning direction by a 1-bit pixel (also referred to as “1 dot”) having a diameter of about 42.3 μm and 600 dpi. Non-lighting is repeated to form an isolated line reference density pattern image composed of vertical lines in the sub-scanning direction. The data value when the density detection value of the reference
図6に示したように、孤立線基準濃度パターン像に関する濃度検出値(濃度指数)は、異なる温湿度条件の下においても、トナー濃度に対して一義的な相関関係を示す。したがって、孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1について基準濃度検出センサ55により濃度検出値を検出すれば、温湿度条件の如何にかかわらず、トナー濃度を高精度に検出できることとなる。
なお、図6では、基準濃度パターン像として孤立線基準濃度パターン像についての濃度検出値とトナー濃度との相関関係を示したが、孤立ドット基準濃度パターン像Y−1´,M−1´,C−1´,K−1´を用いた場合にも、濃度検出値とトナー濃度とは、孤立線基準濃度パターン像と同様に、温湿度条件に依存しない一義的な相関関係を示す。
As shown in FIG. 6, the density detection value (density index) regarding the isolated line reference density pattern image shows a unique correlation with the toner density even under different temperature and humidity conditions. Therefore, if the detected density value is detected by the reference
6 shows the correlation between the detected density value and the toner density for the isolated line reference density pattern image as the reference density pattern image, the isolated dot reference density pattern images Y-1 ′, M-1 ′, Even when C-1 ′ and K-1 ′ are used, the density detection value and the toner density show a unique correlation that does not depend on the temperature and humidity conditions, like the isolated line reference density pattern image.
また、図7は、図6での孤立線基準濃度パターン像を形成するトナーの帯電量(μC/g)と基準濃度検出センサ55での濃度検出値である濃度指数との関係を示した図である。図7に示したように、同じ濃度指数の孤立線基準濃度パターン像を形成するトナーについて着目すれば、温度28℃相対湿度80%RH環境下でのトナー帯電量は、温度10℃相対湿度30%RH環境下でのトナー帯電量よりも低い値を示す。このような図7の結果は、高温高湿環境であるほどトナー帯電量は低下する現象を裏付けるものである。しかし、図6の結果は、図7のように温湿度条件によってトナー帯電量が異なる状態でも、孤立線基準濃度パターン像に関する濃度検出値がトナー濃度に関して一義的に対応していることを意味している。
そこで、本実施の形態のトナー供給量制御部61は、各画像形成ユニット30にて形成された孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1または孤立ドット基準濃度パターン像Y−1´,M−1´,C−1´,K−1´についての基準濃度検出センサ55により検出された濃度検出値に基づいて、各トナー容器35Y,35M,35C,35Kから各現像器33へのトナー供給量を調整している。それにより、トナー帯電量の大小に拘わらず、各現像器33内のトナー濃度の高精度な制御を実現している。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the charge amount (μC / g) of the toner that forms the isolated line reference density pattern image in FIG. 6 and the density index that is the density detection value of the reference
Therefore, the toner supply
引き続き、図8は、基準濃度パターン像として孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1を形成した場合の孤立線の線幅と、基準濃度検出センサ55により検出された孤立線基準濃度パターン像の濃度検出値のばらつき(濃度変動率)との関係を示した図である。なお、図8では、温度28℃相対湿度80%RH環境および温度10℃相対湿度30%RH環境の双方の温湿度条件の下で、トナー濃度が5.2%に調整された現像器33およびトナー濃度が8.1%に調整された現像器33それぞれにおける濃度変動率を算出した。また、濃度変動率の算出は、同一の画像形成条件に設定された状態の画像形成装置1にて1000枚の画像形成動作を行った際に、100枚に1回ずつの割合で行ったものである。さらに、ここでの濃度変動率とは、各線幅にて複数回検出された各濃度検出値をn、各線幅での濃度検出値の平均値をIとして、次の(1)式により各濃度検出値に関する変動率を求め、それらを平均して各線幅での濃度変動率としたものである。
各濃度検出値に関する変動率=((n−I)/I)×100(%) …(1)
図8に示したように、温度28℃相対湿度80%RH環境および温度10℃相対湿度30%RH環境の双方の温湿度条件を含めて安定した濃度検出値が得られるように、濃度変動率を10%以下の範囲内に抑えるには、孤立線基準濃度パターン像に関しては、孤立線の線幅を20μm以上に形成することが必要となる。
Subsequently, FIG. 8 shows the line width of the isolated line when the isolated line reference density pattern images Y-1, M-1, C-1, and K-1 are formed as the reference density pattern image, and the reference
Fluctuation rate for each concentration detection value = ((n−I) / I) × 100 (%) (1)
As shown in FIG. 8, the concentration fluctuation rate is such that a stable concentration detection value is obtained including the temperature and humidity conditions of both the
同様に、図9は、基準濃度パターン像として孤立ドット基準濃度パターン像Y−1´,M−1´,C−1´,K−1´を形成した場合の孤立ドットのドット径と、基準濃度検出センサ55により検出された孤立ドット基準濃度パターン像の濃度検出値のばらつき(濃度変動率)との関係を示した図である。図9でも、図8と同様の条件の下で濃度変動率を求めた。
図9に示したように、安定した濃度検出値が得られる濃度変動率10%以下の範囲内に抑えるには、孤立ドット基準濃度パターン像に関しては、孤立ドットのドット径を30μm以上に形成することが必要となる。
Similarly, FIG. 9 shows the dot diameter of the isolated dots when the isolated dot reference density pattern images Y-1 ′, M-1 ′, C-1 ′, and K-1 ′ are formed as the reference density pattern images, and the reference 6 is a diagram showing a relationship with variation (density variation rate) in density detection values of an isolated dot reference density pattern image detected by a
As shown in FIG. 9, in order to suppress the density variation rate within a range of 10% or less at which a stable density detection value is obtained, the isolated dot reference density pattern image is formed so that the dot diameter of the isolated dot is 30 μm or more. It will be necessary.
ところで、基準濃度検出センサ55により安定した濃度検出値が得られるための孤立線基準濃度パターン像での孤立線の線幅20μm以上、および孤立ドット基準濃度パターン像での孤立ドットのドット径30μm以上という条件が生じるのは、次のような理由に基づくものであると考えられる。
まず、帯電ロール32によって帯電された感光体ドラム31の表面電位(VH:帯電電位)と、レーザ露光器26により露光された領域の潜像電位(V:露光部電位)と、現像器(現像ロール332)33に印加された現像バイアスの直流分(VDC)との関係について述べておく。図10は、帯電電位VHと露光部電位Vと現像バイアス直流分VDCとの関係を示した図である。なお、本実施の形態の画像形成装置1では、帯電ロール32による感光体ドラム31への帯電がマイナス電荷で行なわれ、現像器33での現像がマイナス帯電されたトナーで行なわれる所謂反転現像方式を用いている。したがって、図10の帯電電位VHの領域が白地部(バックグラウンド)となる。また、電位VLが感光体ドラム31に形成される最も高濃度領域の潜像電位となる。
By the way, the line width of the isolated line in the isolated line reference density pattern image for obtaining a stable density detection value by the reference
First, the surface potential (VH: charged potential) of the
図10に示した露光部電位Vと現像バイアス電圧VDCとの差(|V−VDC|)である現像コントラスト電位は、画像部の画像濃度を決定するファクターとなる。そして、現像コントラスト電位が小さくなると、充分な画像濃度を得ることができない。例えば、孤立線の線幅や孤立ドットのドット径が小さい潜像では、現像コントラスト電位V1は小さい。そのため、線幅やドット径の小さい潜像において露光部電位Vが僅かでも変動すると、現像コントラスト電位V1の変動率は大きなものとなる。それにより、濃度検出センサ55による濃度検出値は不安定となる。これに対して、孤立線の線幅や孤立ドットのドット径が大きい潜像では、現像コントラスト電位V2は大きい。そのため、線幅やドット径の大きい潜像において露光部電位Vが変動しても、現像コントラスト電位V2の変動率は小さいので、濃度検出センサ55による濃度検出値は安定的となる。
したがって、上記したように、孤立線基準濃度パターン像においては、孤立線の線幅を20μm以上、孤立ドット基準濃度パターン像においては、孤立ドットのドット径を30μm以上に設定することで、基準濃度検出センサ55により安定した濃度検出値が得られることとなる。
The development contrast potential which is the difference (| V−VDC |) between the exposure portion potential V and the development bias voltage VDC shown in FIG. 10 is a factor that determines the image density of the image portion. When the development contrast potential is small, a sufficient image density cannot be obtained. For example, the development contrast potential V1 is small in a latent image in which the line width of the isolated line and the dot diameter of the isolated dot are small. For this reason, if the exposure portion potential V fluctuates even slightly in a latent image having a small line width or dot diameter, the variation rate of the development contrast potential V1 becomes large. Thereby, the density detection value by the
Therefore, as described above, in the isolated line reference density pattern image, the line width of the isolated line is set to 20 μm or more, and in the isolated dot reference density pattern image, the dot diameter of the isolated dot is set to 30 μm or more. A stable density detection value is obtained by the
次に、温湿度条件に依らず基準濃度検出センサ55により安定した濃度検出値が得られるための孤立線基準濃度パターン像での孤立線の間隔に関する条件、および孤立ドット基準濃度パターン像での孤立ドットの間隔に関する条件について述べる。
図11は、基準濃度パターン像として孤立線基準濃度パターン像を形成した場合に、現像剤のトナー濃度(%)と基準濃度検出センサ55での濃度検出値(濃度指数)との関係を孤立線相互の間隔を変えて比較した図である。すなわち、図11では、600dpiである直径約42.3μmの1ビット画素(1ドット)により、主走査方向に1ドット点灯1ドット非点灯を繰り返す1on1off、1ドット点灯3ドット非点灯を繰り返す1on3off、1ドット点灯4ドット非点灯を繰り返す1on4off、1ドット点灯6ドット非点灯を繰り返す1on6offの孤立線基準濃度パターン像を形成して比較した。また、比較する温湿度条件は、温度28℃相対湿度80%RH環境と、温度10℃相対湿度30%RH環境とである。
Next, the condition regarding the distance between isolated lines in the isolated line reference density pattern image for obtaining a stable density detection value by the reference
FIG. 11 shows the relationship between the toner density (%) of the developer and the density detection value (density index) in the reference
図11の結果から、1ドット点灯に設定した状態で、非点灯ドットが4ドット以上である孤立線基準濃度パターン像を形成した場合に、温度28℃相対湿度80%RH環境と温度10℃相対湿度30%RH環境との間での基準濃度検出センサ55による濃度検出値は、殆ど差が生じないこととなる。したがって、温湿度条件に依らず基準濃度検出センサ55により安定した濃度検出値を得るには、孤立線基準濃度パターン像においては、線幅が600dpiである約42.3μmの場合に、孤立線と孤立線の間隔が3線分の127μmでは不充分であり、4線分の約170μm以上において充分となる。
そこで、本実施の形態の制御部60において画像濃度調整処理を行うに際しては、基準濃度パターン像として孤立線基準濃度パターン像を形成した場合に、上記した安定した濃度検出値を得るために、孤立線と孤立線との間隔を170μm以上に設定している。
From the result of FIG. 11, when an isolated line reference density pattern image with 4 or more non-lighting dots is formed in a state where 1 dot lighting is set, the temperature is 28 ° C.
Therefore, when the image density adjustment processing is performed in the
また、図12は、基準濃度パターン像として孤立ドット基準濃度パターン像を形成した場合に、現像剤のトナー濃度(%)と基準濃度検出センサ55での濃度検出値(濃度指数)との関係を孤立ドット相互の間隔を変えて比較した図である。すなわち、図12では、画像面積率を25%、20%、15%、10%とした解像度100dpiの孤立ドット基準濃度パターン像を形成して比較した。また、比較する温湿度条件は、同様に、温度28℃相対湿度80%RH環境と、温度10℃相対湿度30%RH環境とである。
FIG. 12 shows the relationship between the toner density (%) of the developer and the density detection value (density index) of the reference
図12の結果から、画像面積率を15%以下とした孤立ドット基準濃度パターン像を形成した場合に、温度28℃相対湿度80%RH環境と温度10℃相対湿度30%RH環境との間での基準濃度検出センサ55による濃度検出値は、殆ど差が生じないこととなる。100dpiの単位画素領域である254μm×254μmの正方形の領域内においては、画像面積率が15%の場合には、ドット径が98μm(ここでは孤立ドットを正方形と仮定している)となり、隣接ドットとの間隔が156μmとなる。また、画像面積率が20%の場合には、ドット径が114μmとなり、隣接ドットとの間隔が140μmとなる。したがって、温湿度条件によらず基準濃度検出センサ55により安定した濃度検出値を得るには、隣接ドットとの間隔を画像面積率が15%以下となる156μm以上に設定すればよい。
そこで、本実施の形態の制御部60において画像濃度調整処理を行うに際しては、基準濃度パターン像として孤立ドット基準濃度パターン像を形成した場合に、上記した安定した濃度検出値を得るためには、隣接ドットとの間隔を160μm以上に設定している。
なお、本実施の形態では、線幅やドット径の計算は、1インチをdpi数で割った長さを1画素(1ビット)分とし、孤立ドットに関しては孤立ドットを正方形と見なした場合の1辺の長さをドット径とした。
From the results shown in FIG. 12, when an isolated dot reference density pattern image having an image area ratio of 15% or less is formed, between a temperature of 28 ° C. relative humidity of 80% RH environment and a temperature of 10 ° C. relative humidity of 30% RH environment. The density detection values obtained by the reference
Therefore, when performing the image density adjustment process in the
In the present embodiment, the line width and the dot diameter are calculated when the length obtained by dividing 1 inch by the number of dpi is one pixel (1 bit), and regarding the isolated dot, the isolated dot is regarded as a square. The length of one side was defined as the dot diameter.
次に、孤立線基準濃度パターン像での孤立線の間隔および孤立ドット基準濃度パターン像での孤立ドットの間隔に関する上記の条件を満たす場合に、温湿度条件によらず基準濃度検出センサ55により安定した濃度検出値が得られるための孤立線の線幅に関する条件、および孤立ドットの径に関する条件について述べる。
図13は、基準濃度パターン像として孤立線基準濃度パターン像を形成した場合に、現像剤のトナー濃度(%)と基準濃度検出センサ55での濃度検出値(濃度指数)との関係を、孤立線相互の間隔が上記の条件を満たした状態で孤立線の線幅を変えて比較した図である。すなわち、図13では、600dpiである直径約42.3μmの1ビット画素(1ドット)により、主走査方向に1ドット点灯4ドット非点灯を繰り返す1on4off、2ドット点灯4ドット非点灯を繰り返す2on4off、3ドット点灯4ドット非点灯を繰り返す3on4off、4ドット点灯4ドット非点灯を繰り返す4on4off、5ドット点灯4ドット非点灯を繰り返す5on4offの孤立線基準濃度パターン像を形成して比較した。また、比較する温湿度条件は、温度28℃相対湿度80%RH環境と、温度10℃相対湿度30%RH環境とである。
Next, when the above-mentioned conditions regarding the distance between isolated lines in the isolated line reference density pattern image and the distance between isolated dots in the isolated dot reference density pattern image are satisfied, the reference
FIG. 13 shows the relationship between the toner density (%) of the developer and the density detection value (density index) in the reference
図13の結果から、4ドット非点灯に設定した状態で、点灯ドットが3ドット以下の孤立線基準濃度パターン像を形成した場合に、温度28℃相対湿度80%RH環境と温度10℃相対湿度30%RH環境との間での基準濃度検出センサ55による濃度検出値は、殆ど差が生じないこととなる。したがって、温湿度条件によらず基準濃度検出センサ55により安定した濃度検出値を得るには、孤立線基準濃度パターン像では、線幅が600dpiである約42.3μmの場合に、孤立線の線幅がほぼ3線分の130μmまでは許容範囲内であり、4線分の170μm以上においては許容範囲を外れることとなる。
そこで、本実施の形態の制御部60において画像濃度調整処理を行うに際しては、基準濃度パターン像として孤立線基準濃度パターン像を形成した場合に、上記した安定した濃度検出値を得るための孤立線の線幅20μm以上の条件(図8参照)も加味して、孤立線の線幅は20μm以上130μm以下に設定している。
From the results shown in FIG. 13, when an isolated line reference density pattern image with 3 dots or less is set in a state where 4 dots are not lit, the temperature is 28 ° C.
Therefore, when the image density adjustment processing is performed in the
また、図14は、基準濃度パターン像として孤立ドット基準濃度パターン像を形成した場合に、現像剤のトナー濃度(%)と基準濃度検出センサ55での濃度検出値(濃度指数)との関係を、孤立ドット相互の間隔が上記の条件を満たした状態で孤立ドットの径を変えて比較した図である。すなわち、図14では、画像面積率を25%、20%、15%、10%とした解像度50dpiの孤立ドット基準濃度パターン像を形成して比較した。また、比較する温湿度条件は、同様に、温度28℃相対湿度80%RH環境と、温度10℃相対湿度30%RH環境とである。
FIG. 14 shows the relationship between the toner density (%) of the developer and the density detection value (density index) of the reference
図14の結果から、画像面積率を15%以下とした孤立ドット基準濃度パターン像を形成した場合に、温度28℃相対湿度80%RH環境と温度10℃相対湿度30%RH環境との間での基準濃度検出センサ55による濃度検出値は、殆ど差が生じないこととなる。50dpiの単位画素領域である508μm×508μmの正方形の領域内においては、画像面積率が15%の場合には、ドット径が197μmとなり、隣接ドットとの間隔が311μmとなる。また、画像面積率が20%の場合には、ドット径が227μmとなり、隣接ドットとの間隔が281μmとなる。したがって、温湿度条件によらず基準濃度検出センサ55により安定した濃度検出値を得るには、ドット径を画像面積率がほぼ15%以下となる200μm以下に設定すればよい。
そこで、本実施の形態の制御部60において画像濃度調整処理を行うに際しては、基準濃度パターン像として孤立ドット基準濃度パターン像を形成した場合に、上記した安定した濃度検出値を得るための孤立ドットのドット径30μm以上の条件(図9参照)も加味して、孤立ドットのドット径は30μm以上200μm以下に設定している。
From the results shown in FIG. 14, when an isolated dot reference density pattern image having an image area ratio of 15% or less is formed, between a temperature of 28 ° C. relative humidity of 80% RH environment and a temperature of 10 ° C. relative humidity of 30% RH environment. The density detection values obtained by the reference
Therefore, when performing the image density adjustment processing in the
ところで、上記したように、孤立線基準濃度パターン像や孤立ドット基準濃度パターン像といった孤立パターン像を用いることによって現像剤のトナー濃度を高精度に検出できるのは、以下の原理に基づくものであると考えられる。図15は、(a)が孤立パターン像の静電潜像と現像器33の現像ロール332との間に形成される電界、(b)が高い濃度で形成される画像(高濃度画像)の静電潜像と現像器33の現像ロール332との間に形成される電界を説明する図である。図15(b)に示したように、高濃度画像の静電潜像は周囲の静電潜像と重ね合わせられることから、高濃度画像の静電潜像と現像バイアスが印加された現像ロール332とで形成される電界は、感光体ドラム31と現像ロール332との間隙でほぼ均一な勾配となる。そのため、高濃度画像の静電潜像からの電気力線は、現像ロール332表面方向に向かい、感光体ドラム31表面から現像剤層の奥深いところまで到達する。その一方で、図15(a)に示したように、孤立線や孤立ドットによる孤立パターン像の静電潜像と現像ロール332とで形成される電界は、孤立パターン像の静電潜像を中心として湾曲した勾配となる。それにより、孤立パターン像からの電気力線は拡散する。さらには、この場合の電界強度は小さい。そのために、トナーに対して実効的な電界力が及ぶ範囲は静電潜像周囲近傍に限定され、孤立パターン像からの電気力線は現像剤層の第1層表面近傍に到達するにすぎない。
Incidentally, as described above, the toner density of the developer can be detected with high accuracy by using an isolated pattern image such as an isolated line reference density pattern image or an isolated dot reference density pattern image based on the following principle. it is conceivable that. 15A shows an electric field formed between the electrostatic latent image of the isolated pattern image and the developing
その結果、図15(b)の高濃度画像の静電潜像においては、静電潜像の電荷が現像付着したトナー電荷によって中和されるまで現像が進行するので、高濃度画像での濃度(トナー付着量)は、トナー電荷量に依存することとなる。またその一方で、孤立線や孤立ドットといった孤立パターン像の静電潜像の場合には、現像剤層の第1層表面に存在するトナーだけが現像に寄与し、静電潜像の電荷量を充分に中和するまで現像が進行しない。すなわち、孤立線や孤立ドットに現像されるトナー量は現像剤層第1層表面に存在するトナー量で決まる。そして、この現像剤層第1層表面のトナー量は現像剤のトナー濃度に比例するため、孤立パターン像の静電潜像での濃度(トナー付着量)は、現像剤のトナー濃度を表すこととなる。
しかし、孤立線や孤立ドットの間隔が小さくなった状態や孤立線の線幅や孤立ドット径が大きくなった状態では、隣接する静電潜像による電界の重ね合わせにより高濃度画像と類似した電界が形成される。それにより、電界の及ぶ範囲が広くなり、高濃度画像と同様にトナー帯電量への依存性が強くなる。そのために、温湿度条件が変動することにより、現像されたトナー量(トナー付着量)と現像剤のトナー濃度との間の一義的な相関関係が一致しなくなると考えられる。
As a result, in the electrostatic latent image of the high density image in FIG. 15B, the development proceeds until the charge of the electrostatic latent image is neutralized by the toner charge adhered to the development. The (toner adhesion amount) depends on the toner charge amount. On the other hand, in the case of an electrostatic latent image of an isolated pattern image such as an isolated line or an isolated dot, only the toner present on the surface of the first layer of the developer layer contributes to the development, and the charge amount of the electrostatic latent image Development does not proceed until the solution is sufficiently neutralized. In other words, the amount of toner developed in isolated lines and dots is determined by the amount of toner present on the surface of the developer layer first layer. Since the toner amount on the surface of the first layer of the developer layer is proportional to the toner concentration of the developer, the density (toner adhesion amount) of the isolated pattern image in the electrostatic latent image represents the toner concentration of the developer. It becomes.
However, in the state where the distance between isolated lines and dots is reduced and the line width and isolated dot diameter of the isolated lines are increased, the electric field similar to that of a high-density image is obtained by superimposing the electric fields of adjacent electrostatic latent images. Is formed. As a result, the range covered by the electric field is widened, and the dependency on the toner charge amount is increased as in the case of the high density image. For this reason, it is considered that the unambiguous correlation between the developed toner amount (toner adhesion amount) and the toner concentration of the developer does not match due to fluctuations in the temperature and humidity conditions.
このように、本実施の形態のトナー供給量制御部61では、各画像形成ユニット30にて形成された孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1、または孤立ドット基準濃度パターン像Y−1´,M−1´,C−1´,K−1´についての基準濃度検出センサ55により検出された濃度検出値に基づいて、各トナー容器35から各現像器33へのトナー供給量を制御する。その際に、温湿度条件によらず基準濃度検出センサ55により安定した濃度検出値を得るために、孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1を用いた場合には、孤立線の線幅は20μm以上130μm以下に設定し、孤立線と孤立線の間隔は170μm以上に設定する。また、孤立ドット基準濃度パターン像Y−1´,M−1´,C−1´,K−1´を用いた場合には、孤立ドットのドット径は30μm以上200μm以下に設定し、隣接ドットとの間隔は160μm以上に設定する。
図16は、600dpiの1on4offによる孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1を形成した場合の現像剤のトナー濃度(%)と基準濃度検出センサ55での濃度検出値(濃度指数)との関係を示した図である。本実施の形態の各画像形成ユニット30では、600dpiの1on4offによる孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1を形成し、本実施の形態のトナー供給量制御部61では、図16の関係を用いて、孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1の濃度指数が、それぞれ現像剤のトナー濃度が適正範囲(適正トナー濃度範囲)である例えば7〜9%となる目標濃度指数範囲に設定されるように、各トナー容器35から各現像器33へのトナー供給量を制御している。
As described above, in the toner supply
FIG. 16 shows the toner density (%) of the developer and the reference
続いて、本実施の形態のトナー供給量制御部61以外の制御部60内の機能構成部、すなわち現像バイアス制御部62、帯電バイアス制御部63、レーザ光量制御部64にて行われる画像濃度調整処理について説明する。
上記の図3に示したように、本実施の形態の画像形成装置1では、各画像形成ユニット30において、孤立線基準濃度パターン像や孤立ドット基準濃度パターン像に加えて、孤立線基準濃度パターン像や孤立ドット基準濃度パターン像よりも高い画像面積率で形成された高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2を形成している。そして、必要に応じて、高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2についての基準濃度検出センサ55での濃度検出値に基づいて、現像バイアス制御部62は現像ロール332に印加する現像バイアス値、帯電バイアス制御部63は帯電ロール32に供給する帯電バイアス値、レーザ光量制御部64は、レーザ露光器26から感光体ドラム31に照射される半導体レーザ27の出力光量値をそれぞれ制御する。
Subsequently, image density adjustment performed by functional components in the
As shown in FIG. 3 above, in the
ここで、図17は、高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2として画像面積率60%の200線万線の20mm×20mmの四角形パターン像を形成し、現像剤のトナー濃度(%)と基準濃度検出センサ55での濃度検出値(濃度指数)との関係を温湿度条件を変えて比較した図である。また、図18は、図17での高面積率基準濃度パターン像を形成するトナーの帯電量(μC/g)と基準濃度検出センサ55での濃度検出値(濃度指数)との関係を示した図である。なお、図17および図18にて比較する温湿度条件としては、上記と同様に、温度28℃相対湿度80%RHと、温度10℃相対湿度30%RHとを設定した。
図17に示したように、高面積率基準濃度パターン像に関する濃度検出値は、異なる温湿度条件の下において、トナー濃度に対して異なる相関関係を示す。したがって、高面積率基準濃度パターン像に関する濃度検出値に基づいて各トナー容器35から各現像器33へのトナー供給量を調整すると、トナー濃度を精度良く制御することは難しい。しかしその一方で、図18に示したように、高面積率基準濃度パターン像を用いた場合には、温度28℃相対湿度80%RH環境および温度10℃相対湿度30%RH環境のいずれにおいても、濃度検出値(濃度指数)は、トナー帯電量に対して一義的な相関関係を示す。そして、トナー帯電量が高い状態にある場合には、濃度指数は低下し、トナー帯電量が低い状態にある場合には、濃度指数は増加する。
Here, in FIG. 17, a 20 mm × 20 mm square pattern image of a 200-line line with an image area ratio of 60% is formed as the high area ratio reference density pattern images Y-2, M-2, C-2, and K-2. 6 is a diagram comparing the relationship between the toner density (%) of the developer and the density detection value (density index) of the reference
As shown in FIG. 17, the density detection value for the high area ratio reference density pattern image shows a different correlation with the toner density under different temperature and humidity conditions. Therefore, if the toner supply amount from each
ところで、本実施の形態のトナー供給量制御部61は、各画像形成ユニット30にて形成された孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1や孤立ドット基準濃度パターン像Y−1´,M−1´,C−1´,K−1´についての基準濃度検出センサ55により検出された濃度検出値に基づいて、各トナー容器35Y,35M,35C,35Kから各現像器33へのトナー供給量を制御している。ところが、孤立線基準濃度パターン像や孤立ドット基準濃度パターン像を用いて、高精度に現像剤のトナー濃度を制御したとしても、トナー帯電量が例えば温湿度条件によって変動し、用紙P上に形成される画像濃度が所定濃度よりも濃くなる場合や薄くなる場合が生じる。
そこで、本実施の形態の制御部60は、トナー帯電量に対して一義的な相関関係を示す高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2についての基準濃度検出センサ55での濃度検出値に基づいて、必要に応じて、現像ロール332に印加する現像バイアス値、帯電ロール32に供給する帯電バイアス値、半導体レーザ27の出力光量値をそれぞれ制御することで、用紙P上に形成される画像濃度を調整している。
By the way, the toner supply
Therefore, the
本実施の形態の制御部60は、次のように現像バイアス値、帯電バイアス値、半導体レーザ27の出力光量値をそれぞれ制御する。すなわち、上記した図18に示したように、トナー帯電量は、温度28℃相対湿度80%RH環境および温度10℃相対湿度30%RH環境のいずれにおいても、濃度指数に対して一義的な相関関係を示す。そして、トナー帯電量が高い状態にある場合には、濃度指数は低下し、トナー帯電量が低い状態にある場合には、濃度指数は増加する。したがって、トナー供給量制御部61により各現像器33へのトナー供給量を制御した際に、基準濃度検出センサ55による高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2についての濃度検出値が所定の濃度レベルを超えていれば、現像剤のトナー濃度は適正であるが、その現像器33でのトナー帯電量は低いと判定できる。また、濃度検出値が所定の濃度レベルよりも低ければ、現像剤のトナー濃度は適正であるが、その現像器33でのトナー帯電量は高いと判定できる。
The
そこで、本実施の形態の制御部60は、基準濃度検出センサ55による高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2についての濃度検出値が所定の濃度レベル以上の場合には、現像ロール332に印加する現像バイアス値、帯電ロール32に供給する帯電バイアス値、半導体レーザ27の出力光量値のいずれかまたは複数において、低いトナー帯電量に対応させて、用紙P上に形成される画像濃度を低くするような設定を行う。また、高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2についての濃度検出値が所定の濃度レベル以下の場合には、高いトナー帯電量に対応させて、用紙P上に形成される画像濃度を高くするような設定を行う。
Therefore, the
ここで図19は、現像バイアス制御部62、帯電バイアス制御部63、レーザ光量制御部64にて画像濃度調整処理が行われる濃度検出値領域を説明する図である。図19に示したように、孤立線基準濃度パターン像または孤立ドット基準濃度パターン像についての濃度検出値(濃度指数)が現像剤のトナー濃度を所定の範囲に設定する領域(濃度設定範囲)に制御された際に、高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2についての濃度検出値が所定の濃度レベル1以上の領域(濃度領域1)である場合に、現像バイアス制御部62、帯電バイアス制御部63、レーザ光量制御部64のいずれか一または複数は、用紙P上に形成される画像濃度を低くするような設定を行う。また、高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2についての濃度検出値が所定の濃度レベル2以下の領域(濃度領域2)である場合に、現像バイアス制御部62、帯電バイアス制御部63、レーザ光量制御部64のいずれか一または複数は、用紙P上に形成される画像濃度を高くするような設定を行う。
Here, FIG. 19 is a diagram for explaining a density detection value region in which image density adjustment processing is performed by the developing
その一例を説明すると、高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2についての濃度検出値が濃度レベル1以上(図19の濃度領域1)である場合には、現像器33へのトナー供給を行わず、かつ、感光体ドラム31に形成される最も高濃度領域の潜像電位である電位VLと現像ロール332に印加する現像バイアス電圧VDCとの差(|VDC−VL|)が小さくなるように、現像バイアス制御部62は現像バイアス電圧VDCを制御し、レーザ光量制御部64はレーザ露光器26から感光体ドラム31に照射される半導体レーザ27の出力光量値を制御する。それにより、露光部電位Vと現像バイアス電圧VDCとの差(|V−VDC|)である現像コントラスト電位は小さくなり、用紙P上に形成される画像濃度は低く設定される。
なお、この場合には、現像バイアス電圧VDCと帯電電位VHとの差(|VH−VDC|)、または|VH−VDC|と|VDC−VL|との比が変動しないように、現像バイアス制御部62は現像バイアス電圧VDCを制御し、レーザ光量制御部64は半導体レーザ27の出力光量値を制御する。白地部(バックグラウンド)での所謂「地かぶり」を抑えるためである。
As an example, when the density detection values for the high area ratio reference density pattern images Y-2, M-2, C-2, and K-2 are
In this case, the development bias control is performed so that the difference between the development bias voltage VDC and the charging potential VH (| VH−VDC |) or the ratio between | VH−VDC | and | VDC−VL | does not fluctuate. The
また、高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2についての濃度検出値が濃度レベル2以下(図19の濃度領域2)である場合には、現像器33へのトナー供給を行わず、かつ、電位VLと現像バイアス電圧VDCとの差(|VDC−VL|)が大きくなるように、現像バイアス制御部62は現像バイアス電圧VDCを制御し、レーザ光量制御部64は半導体レーザ27の出力光量値を制御する。それにより、露光部電位Vと現像バイアス電圧VDCとの差(|V−VDC|)である現像コントラスト電位は大きくなり、用紙P上に形成される画像濃度は高く設定される。
なお、この場合には、現像バイアス電圧VDCと帯電電位VHとの差(|VH−VDC|)、または|VH−VDC|と|VDC−VL|との比が変動しないように、現像バイアス制御部62は現像バイアス電圧VDCを制御し、レーザ光量制御部64は半導体レーザ27の出力光量値を制御する。同様に、白地部(バックグラウンド)での所謂「地かぶり」を抑えるためである。
このようにして、本実施の形態の制御部60においては、トナー帯電量の変動に対応させて、用紙P上に形成される画像濃度を安定的に維持している。
Further, when the density detection values for the high area ratio reference density pattern images Y-2, M-2, C-2, and K-2 are equal to or lower than the density level 2 (
In this case, the development bias control is performed so that the difference between the development bias voltage VDC and the charging potential VH (| VH−VDC |) or the ratio between | VH−VDC | and | VDC−VL | does not fluctuate. The
In this way, in the
また、図20は、画像面積率60%の200線万線の高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2を形成した場合の現像剤のトナー濃度(%)と基準濃度検出センサ55での濃度検出値(濃度指数)との関係を示した図である。本実施の形態の各画像形成ユニット30では、画像面積率60%の200線万線の高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2を形成し、制御部60は、図20の関係から、例えば現像剤のトナー濃度が適正トナー濃度範囲である例えば7〜9%に設定された場合における濃度指数に基づいて、現像バイアス制御部62、帯電バイアス制御部63、レーザ光量制御部64での制御の基準となる図19の濃度レベル1および濃度レベル2を設定する。そして、本実施の形態の現像バイアス制御部62、帯電バイアス制御部63、レーザ光量制御部64では、基準濃度検出センサ55による高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2についての濃度検出値を設定された濃度レベル1および濃度レベル2と比較して、上記した制御を行う。
Further, FIG. 20 shows the toner density of the developer when forming a high area ratio reference density pattern image Y-2, M-2, C-2, K-2 of 200 lines with an image area ratio of 60% ( %) And a density detection value (density index) in the reference
なお、現像バイアス制御部62、帯電バイアス制御部63、およびレーザ光量制御部64による画像濃度調整処理は、現像バイアス制御部62、帯電バイアス制御部63、およびレーザ光量制御部64のいずれか1または複数により行う形態や、現像バイアス制御部62、帯電バイアス制御部63、およびレーザ光量制御部64のすべてを用いて行う形態を採用することができる。
また、潜像形成条件としての半導体レーザ27の出力光量値および帯電ロール32に供給される帯電バイアス値や、現像条件としての現像ロール332に供給される現像バイアスに加えて、定着器80の温度や一次転写ロール42の一次転写バイアス値、二次転写ロール40の二次転写バイアス値等を用いた画像濃度調整処理を行うこともできる。
さらには、上記の図20では、画像面積率60%の200線万線の高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2を形成した場合を例に示したが、これとは別に行った実験の結果から、画像面積率50%以上の高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2を用いた現像コントラスト電位に関する上記の制御を行えば、画像濃度が安定的に維持される。
The image density adjustment processing by the developing
In addition to the output light quantity value of the
Furthermore, in FIG. 20, the case where the high area ratio reference density pattern images Y-2, M-2, C-2, and K-2 of 200 lines with an image area ratio of 60% are formed is shown as an example. However, from the results of experiments conducted separately from this, the development contrast potential using the high area ratio reference density pattern images Y-2, M-2, C-2, and K-2 having an image area ratio of 50% or more is described. If the above control is performed, the image density is stably maintained.
続いて、本実施の形態の制御部60が行う各トナー容器35内のトナーの空検知について述べる。
本実施の形態のトナー供給量制御部61は、上記した図16の関係に基づいて、孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1の濃度指数が目標濃度指数範囲に設定されるように、各トナー容器35から各現像器33へのトナー供給量を制御する。本実施の形態の制御部60は、その際に、トナー供給量制御部61から各トナー容器35に対してトナーを補給することを指示する制御信号を送信したにも拘わらず、孤立線基準濃度パターン像または孤立ドット基準濃度パターン像について基準濃度検出センサ55により検出される濃度検出値(濃度指数)が所定値を超えない場合に、濃度指数が所定値を超えない孤立線基準濃度パターン像または孤立ドット基準濃度パターン像を形成した画像形成ユニット30にトナーを補給するトナー容器35内のトナー量は“0”(所謂「空」)であると判定する。例えば、画像形成ユニット30Yにより形成された孤立線基準濃度パターン像Y−1の濃度指数が、トナー供給量制御部61からトナー容器35Yに対してトナーを供給することを指示する制御信号を送信したにも拘わらず所定値を超えない場合には、トナー容器35Y内のトナー量は、“0”であると判定する。ここでの制御部60は、判定手段として機能する。
そして、制御部60がトナー容器35内のトナー量は“0”であると判定した場合には、画像形成装置1の操作表示パネル(不図示)に、該当するトナー容器35、例えばトナー容器35Y内のトナーは「空」であることをユーザに対して警告する警告表示を行う。その際に、音声で警告することもできる。さらには、画像形成装置1の動作を停止することもできる。
Subsequently, toner empty detection in each
The toner supply
When the
なお、高面積率基準濃度パターン像についての濃度検出値を用いて、トナー容器35内のトナー量が“0”であるか否かを判定することもできる。
また、トナー容器35内のトナー量は“0”であるとする判定は、トナー供給量制御部61による各トナー容器35から各現像器33へのトナー供給量の制御と、その後の孤立線基準濃度パターン像または孤立ドット基準濃度パターン像についての基準濃度検出センサ55による検出とを複数回繰り返し行い、それにも拘らず基準濃度検出センサ55により検出される濃度検出値が所定値を超えない場合に、該当するトナー容器35内のトナー量は“0”であると判定することもできる。
Note that it is also possible to determine whether or not the toner amount in the
The determination that the toner amount in the
このように、本実施の形態の画像形成装置1では、孤立線基準濃度パターン像または孤立ドット基準濃度パターン像や、高面積率基準濃度パターン像についての濃度検出値(濃度指数)と、トナー供給量制御部61からトナー容器35に対してトナーを補給することを指示する制御信号とに基づいて、特定のトナー容器35が空か否かを判定している。そして、特定のトナー容器35が空であると判定された場合には、ユーザに対して特定のトナー容器35が空になったことを知らせている。
As described above, in the
なお、本実施の形態の画像形成装置1では、中間転写ベルト41上に形成された孤立線基準濃度パターン像または孤立ドット基準濃度パターン像や、高面積率基準濃度パターン像の濃度を濃度検出手段の一例としての基準濃度検出センサ55で検出する構成について述べた。しかし、感光体ドラム31上や用紙P上に形成された孤立線基準濃度パターン像または孤立ドット基準濃度パターン像や、高面積率基準濃度パターン像の濃度を基準濃度検出センサ55で検出する構成を採用することもできる。
Note that in the
以上説明したように、本実施の形態の制御部60では、各画像形成ユニット30にて形成された孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1または孤立ドット基準濃度パターン像Y−1´,M−1´,C−1´,K−1´についての基準濃度検出センサ55により検出された濃度検出値に基づいて、各トナー容器35から各現像器33へのトナー供給量を制御する。その際に、孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1を用いた場合には、孤立線の線幅は20μm以上130μm以下に設定し、孤立線と孤立線の間隔は170μm以上に設定する。また、孤立ドット基準濃度パターン像Y−1´,M−1´,C−1´,K−1´を用いた場合には、孤立ドットのドット径は30μm以上200μm以下に設定し、隣接ドットとの間隔は160μm以上に設定する。それにより、温湿度条件によらず各現像器33に保持される現像剤のトナー濃度を高い精度で制御している。そのため、画像濃度が安定し、色ムラの少ない高品位の画像を形成することができる。
As described above, in the
また、本実施の形態の制御部60は、現像剤のトナー濃度を制御した際に、高面積率基準濃度パターン像Y−2,M−2,C−2,K−2についての濃度検出値に基づいて各種画像形成条件を調整することで、用紙P上に形成される画像濃度を安定化させている。それにより、トナー帯電量の変動に対応させて、用紙P上に形成される画像濃度の安定化を図っている。
さらには、本実施の形態の制御部60がトナー供給量制御を行った際に、孤立線基準濃度パターン像や孤立ドット基準濃度パターン像、高面積率基準濃度パターン像についての基準濃度検出センサ55により検出された濃度検出値と、トナー供給量制御部61からトナー容器35に対するトナーを補給することを指示する制御信号とに基づいて、特定のトナー容器35が空か否かを判定している。それにより、ユーザに対して特定のトナー容器35が空になったことを知らせることができる。また、濃度の低い画像が形成されることを抑制している。
Further, the
Furthermore, when the
[実施の形態2]
実施の形態1では、各画像形成ユニット30にて形成された孤立線基準濃度パターン像や孤立ドット基準濃度パターン像についての基準濃度検出センサ55により検出された濃度検出値に基づいて、各トナー容器35から各現像器33へのトナー供給量を制御する構成について説明した。本実施の形態では、実施の形態1に示したトナー供給量制御が行われる際に、現像剤のトナー濃度が目標値に制御されるまでの間の時間的な遅れを補完する機構をさらに備えた構成について述べる。なお、実施の形態1と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, each toner container is based on the detected density value detected by the reference
制御部60は、実施の形態1にて説明したように、トナー供給量制御部61が、各画像形成ユニット30にて形成された孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1または孤立ドット基準濃度パターン像Y−1´,M−1´,C−1´,K−1´についての基準濃度検出センサ55により検出された濃度検出値に基づいて、各トナー容器35Y,35M,35C,35Kから各現像器33へのトナー供給量を制御する。
さらには、本実施の形態の制御部60は、トナー供給量を制御するのに合わせて、各画像形成ユニット30にて形成された孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1または孤立ドット基準濃度パターン像Y−1´,M−1´,C−1´,K−1´についての基準濃度検出センサ55により検出された濃度検出値に基づき、現像コントラストV1を制御する。
As described in the first exemplary embodiment, the
Further, the
本実施の形態のトナー供給量制御部61では、例えば上記した図16の関係を用いて、孤立線基準濃度パターン像Y−1,M−1,C−1,K−1や孤立ドット基準濃度パターン像Y−1´,M−1´,C−1´,K−1´の濃度指数が、それぞれ現像剤のトナー濃度の適正範囲(適正トナー濃度範囲)である例えば7〜9%となるように、各トナー容器35から各現像器33へのトナー供給量を制御する。ところが、基準濃度検出センサ55により検出された濃度検出値が適正範囲よりも低い場合には、トナー供給量制御部61の制御に基づいて各トナー容器35から各現像器33へのトナー供給が開始されても、各現像器33内の現像剤のトナー濃度が適正範囲に到達するまでの間に時間的な遅れが生じる。濃度検出値が適正範囲よりも高い場合にも同様である。そのため、各現像器33へのトナー供給の開始からトナー濃度が適正範囲に到達されるまでの間は、現像器33内の現像剤のトナー濃度にばらつきが生じる。すなわち、例えば現像器33内の幅方向において、現像剤のトナー濃度が高い領域と低い領域とが存在する状態が生じる。また、現像器33内の現像剤の循環経路中において、現像剤のトナー濃度が高い領域と低い領域とが存在する状態が生じる。
In the toner supply
一方、上記の図10に示したように、孤立線の線幅や孤立ドットのドット径が小さい潜像では、現像コントラスト電位V1は小さい。それにより、線幅やドット径の小さい潜像において露光部電位Vが僅かでも変動すると、現像コントラスト電位V1の変動率は大きなものとなる。そのため、現像剤のトナー濃度にばらつきが存在すると、トナー濃度の大きな現像剤により現像される領域では、太く現像され、その反対に、トナー濃度の小さな現像剤により現像される領域では、全く現像されない場合も生じる。このように、孤立線の線幅や孤立ドットのドット径が小さい潜像においては、現像剤のトナー濃度のばらつきが孤立線の線幅や孤立ドットのドット径の大きさに多大な影響をもたらす。 On the other hand, as shown in FIG. 10 described above, the development contrast potential V1 is small in a latent image in which the line width of the isolated line and the dot diameter of the isolated dot are small. As a result, if the exposure portion potential V fluctuates even slightly in a latent image with a small line width or dot diameter, the variation rate of the development contrast potential V1 becomes large. For this reason, if there is a variation in the toner density of the developer, the area that is developed with the developer having a high toner density is developed thicker, whereas the area that is developed with the developer having a low toner density is not developed at all. Sometimes it happens. As described above, in a latent image having a small line width of isolated lines and a dot diameter of isolated dots, the variation in the toner density of the developer greatly affects the line width of the isolated lines and the size of the dot diameter of the isolated dots. .
そこで、本実施の形態の制御部60では、基準濃度検出センサ55により検出された濃度検出値が適正範囲よりも低い状況にて各現像器33へのトナー供給を制御する場合には、現像器33へのトナー供給を行うとともに、現像コントラスト電位V1を大きくするように設定する。
ここで図21は、基準濃度検出センサ55により検出された濃度検出値が適正範囲よりも低い場合に、制御部60が行う現像コントラストV1の制御の一例を説明する図である。図21(a)は、現像コントラストV1を制御する前の電位状態を示し、(b)は、現像コントラストV1を制御した後の電位状態を示している。図21に示したように、基準濃度検出センサ55での濃度検出値が適正範囲よりも低い場合には、現像バイアス制御部62は、画像形成ユニット30の各々の現像ロール332に印加する現像バイアス電圧VDCを帯電電位VHとの差(|VH−VDC|)が小さくなるように制御する。それにより、露光部電位Vと現像バイアス電圧VDCとの差(|V−VDC|)である現像コントラスト電位V1は、大きく設定される。
なお、この場合には、感光体ドラム31に形成される最も高濃度領域の潜像電位である電位VLと現像バイアス電圧VDCとの差(|VDC−VL|)が変動しないように、レーザ光量制御部64は、レーザ露光器26から感光体ドラム31に照射される半導体レーザ27の出力光量値を低減する。|VDC−VL|が変動しないように制御するのは、高濃度領域での画像濃度の変動を抑えるためである。
このようにして、各現像器33内の現像剤のトナー濃度が適正範囲よりも低い状態で不安定な場合に、孤立線の線幅や孤立ドットのドット径が小さい潜像に対する現像能力を高め、孤立線の線幅や孤立ドットのドット径の安定化を図っている。
Therefore, in the
Here, FIG. 21 is a diagram illustrating an example of the control of the development contrast V1 performed by the
In this case, the amount of laser light is not changed so that the difference (| VDC−VL |) between the potential VL, which is the latent image potential in the highest density region formed on the
In this way, when the developer toner concentration in each developing device 33 is unstable in a state where it is lower than the appropriate range, the developing capability for a latent image with a small line width of isolated lines and a small dot diameter of isolated dots is improved. The line width of the isolated line and the dot diameter of the isolated dot are stabilized.
また、本実施の形態の制御部60では、基準濃度検出センサ55により検出された濃度検出値が適正範囲よりも高い状況にて各現像器33へのトナー供給を制御する場合には、現像器33へのトナー供給を行わないとともに、現像コントラスト電位V1を小さくするように設定する。
ここで図22は、基準濃度検出センサ55により検出された濃度検出値が適正範囲よりも高い場合に、制御部60が行う現像コントラストV1の制御の一例を説明する図である。図22(a)は、現像コントラストV1を制御する前の電位状態を示し、(b)は、現像コントラストV1を制御した後の電位状態を示している。図22に示したように、基準濃度検出センサ55での濃度検出値が適正範囲よりも高い場合には、現像バイアス制御部62は、画像形成ユニット30の各々の現像ロール332に印加する現像バイアス電圧VDCを帯電電位VHとの差(|VH−VDC|)が大きくなるように制御する。それにより、露光部電位Vと現像バイアス電圧VDCとの差(|V−VDC|)である現像コントラスト電位V1は、小さく設定される。
なお、この場合には、感光体ドラム31に形成される最も高濃度領域の潜像電位である電位VLと現像バイアス電圧VDCとの差(|VDC−VL|)が変動しないように、レーザ光量制御部64は、レーザ露光器26から感光体ドラム31に照射される半導体レーザ27の出力光量値を増加する。|VDC−VL|が変動しないように制御するのは、上記の場合と同様に、高濃度領域での画像濃度の変動を抑えるためである。
これにより、各現像器33内の現像剤のトナー濃度が適正範囲よりも高い状態で不安定な場合に、孤立線の線幅や孤立ドットのドット径が小さい潜像に対する現像能力を下げ、孤立線の線幅や孤立ドットのドット径の安定化を図っている。
In the
Here, FIG. 22 is a diagram illustrating an example of the control of the development contrast V1 performed by the
In this case, the amount of laser light is not changed so that the difference (| VDC−VL |) between the potential VL, which is the latent image potential in the highest density region formed on the
As a result, when the toner density of the developer in each developing device 33 is unstable in a state where it is higher than the appropriate range, the developing ability for a latent image having a small line width of isolated lines or a small dot diameter of isolated dots is lowered, and The line width of the line and the dot diameter of the isolated dot are stabilized.
ここで、図23は、各現像器33へのトナー供給を制御するに際して、現像コントラスト電位V1を制御した場合と、制御しない場合とを比較した図である。図23において、横軸はプリント枚数を表し、縦軸は画像濃度を表している。また、縦軸の画像濃度は、1on1offの孤立線基準濃度パターン像でのものである。さらに、プリント中は、温湿度環境を、温度22℃相対湿度55%RH環境と、温度28℃相対湿度80%RH環境と、温度10℃相対湿度30%RH環境とで変化させて、濃度評価を行った。
図23に示したように、現像コントラスト電位V1を制御することで、1on1offの孤立線基準濃度パターン像の濃度は、温湿度環境の変動にも拘わらず、目標画像濃度(目標値)よりも高い濃度値で安定することが実証された。このように、目標画像濃度よりも高い濃度値で安定することで、孤立線の線幅や孤立ドットのドット径の小さな画像が全く現像されないという事態の発生が抑制される。
Here, FIG. 23 is a diagram comparing the case where the development contrast potential V1 is controlled and the case where it is not controlled when the toner supply to each developing device 33 is controlled. In FIG. 23, the horizontal axis represents the number of prints, and the vertical axis represents the image density. The image density on the vertical axis is a 1 on 1 off isolated line reference density pattern image. Furthermore, during printing, the temperature and humidity environment is changed between a 22 ° C.
As shown in FIG. 23, by controlling the development contrast potential V1, the density of the 1 on 1 off isolated line reference density pattern image is higher than the target image density (target value) regardless of changes in the temperature and humidity environment. It was proved to be stable at the concentration value. As described above, by stabilizing at a density value higher than the target image density, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which an image with a small line width of isolated lines or a dot diameter of isolated dots is not developed at all.
上記のように、本実施の形態の制御部60では、各現像器33へのトナー供給を制御するに際して、現像剤のトナー濃度が目標値(適正範囲)に到達するまでの間にトナー濃度が不安定な状態となる状況下において、現像コントラスト電位V1を制御している。それにより、現像剤のトナー濃度が目標値に制御されるまでの間の時間的な遅れを補完し、孤立線の線幅や孤立ドットのドット径の安定化を図っている。
As described above, in the
1…画像形成装置、20…画像形成プロセス部、30(30Y,30M,30C,30K)…画像形成ユニット、31…感光体ドラム、32…帯電ロール、33(33Y,33M,33C,33K)…現像器、35Y,35M,35C,35K…トナー容器、41…中間転写ベルト、55…基準濃度検出センサ、60…制御部、61…トナー供給量制御部、62…現像バイアス制御部、63…帯電バイアス制御部、64…レーザ光量制御部
DESCRIPTION OF
Claims (23)
前記現像手段により前記像保持体上に現像されたトナー像または当該像保持体から転写媒体上に転写された当該トナー像の中の所定の孤立線または孤立ドットで構成される第1のパターンからなる当該トナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、
前記濃度検出手段により検出された前記第1のパターンからなる前記トナー像の濃度に基づいて、前記現像手段に供給されるトナー量を調整するトナー量調整手段と、
前記像保持体上に現像された前記トナー像または前記転写媒体上に転写された当該トナー像の中の前記第1のパターンよりも画像面積率の高い第2のパターンからなる前記トナー像に関する前記濃度検出手段にて検出された前記濃度に基づいて、現像コントラスト電位を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 Developing means for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with a developer containing a carrier and toner;
From the toner pattern developed on the image carrier by the developing means or the first pattern composed of predetermined isolated lines or dots in the toner image transferred from the image carrier onto the transfer medium. Density detecting means for detecting the density of the toner image,
A toner amount adjusting means for adjusting the amount of toner supplied to the developing means based on the density of the toner image comprising the first pattern detected by the density detecting means ;
The toner image comprising the second pattern having a higher image area ratio than the first pattern in the toner image developed on the image carrier or the toner image transferred on the transfer medium. An image forming apparatus comprising: control means for controlling a development contrast potential based on the density detected by the density detection means .
前記制御手段は、前記潜像形成手段にて設定される潜像形成条件および前記現像手段にて設定される現像条件のいずれか1または双方を制御することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 Further comprising latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the image carrier,
2. The image according to claim 1 , wherein the control unit controls one or both of a latent image forming condition set by the latent image forming unit and a developing condition set by the developing unit. Forming equipment.
前記トナー量調整手段が前記トナー量を調整した後の前記濃度検出手段にて検出される前記濃度が所定値以下である場合に、前記トナー供給手段内のトナー残量が少ないと判定する判定手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 Toner supply means for supplying toner to the developing means;
Determination means for determining that the remaining amount of toner in the toner supply means is low when the density detected by the density detection means after the toner amount adjustment means has adjusted the toner amount is below a predetermined value. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising:
前記潜像形成手段により前記像保持体に形成された静電潜像をキャリアとトナーとを含む現像剤により現像する現像手段と、
前記現像手段により前記像保持体上に現像されたトナー像または当該像保持体から転写媒体上に転写された当該トナー像の中の所定の孤立線または孤立ドットで構成される第1のパターンからなる当該トナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、
前記濃度検出手段により検出された前記第1のパターンからなる前記トナー像の濃度に基づいて、前記現像手段に供給されるトナー量を調整するトナー量調整手段と、
前記像保持体上に現像された前記トナー像または前記転写媒体上に転写された当該トナー像の中の前記第1のパターンよりも画像面積率の高い第2のパターンからなる前記トナー像に関する前記濃度検出手段にて検出された前記濃度に基づいて、前記潜像形成手段にて設定される帯電電位、露光光量または前記現像手段にて設定される現像電位のいずれか1またはこれらの組み合わせを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 A latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the image carrier by charging and exposure;
Developing means for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier by the latent image forming means with a developer containing a carrier and toner;
From the toner pattern developed on the image carrier by the developing means or the first pattern composed of predetermined isolated lines or dots in the toner image transferred from the image carrier onto the transfer medium. Density detecting means for detecting the density of the toner image,
A toner amount adjusting means for adjusting the amount of toner supplied to the developing means based on the density of the toner image comprising the first pattern detected by the density detecting means ;
The toner image comprising the second pattern having a higher image area ratio than the first pattern in the toner image developed on the image carrier or the toner image transferred on the transfer medium. Based on the density detected by the density detecting means, one of the charging potential set by the latent image forming means, the exposure light quantity, the developing potential set by the developing means, or a combination thereof is controlled. An image forming apparatus, comprising:
前記トナー量調整手段が前記トナー量を調整した後の前記濃度検出手段にて検出される前記濃度が所定値以下である場合に、前記トナー供給手段内のトナー残量が少ないと判定する判定手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。 Toner supply means for supplying toner to the developing means;
Determination means for determining that the remaining amount of toner in the toner supply means is low when the density detected by the density detection means after the toner amount adjustment means has adjusted the toner amount is below a predetermined value. The image forming apparatus according to claim 10 , further comprising:
現像手段により像保持体上に現像されたトナー像または当該像保持体から転写媒体上に転写された当該トナー像の中の所定の孤立線または孤立ドットで構成される第1のパターンからなる当該トナー像に関する濃度情報を取得する機能と、
前記第1のパターンからなる前記トナー像に関する前記濃度情報に基づいて、前記現像手段に供給するトナー量を調整する機能と、
前記像保持体上に現像された前記トナー像または前記転写媒体上に転写された当該トナー像の中の前記第1のパターンよりも画像面積率の高い第2のパターンからなる前記トナー像に関する前記濃度情報に基づいて、現像コントラスト電位を制御する機能と
を実現させることを特徴とするプログラム。 On the computer,
The toner image developed on the image carrier by the developing means or the first pattern composed of a predetermined isolated line or dot in the toner image transferred from the image carrier onto the transfer medium. A function for acquiring density information about a toner image;
A function of adjusting the amount of toner supplied to the developing means based on the density information relating to the toner image comprising the first pattern ;
The toner image comprising the second pattern having a higher image area ratio than the first pattern in the toner image developed on the image carrier or the toner image transferred on the transfer medium. A program for realizing a function of controlling a development contrast potential based on density information .
潜像形成手段によって帯電および露光により像保持体上に形成された静電潜像が現像手段により現像されて当該像保持体上に形成されたトナー像または当該像保持体から転写媒体上に転写された当該トナー像の中の所定の孤立線または孤立ドットで構成される第1のパターンからなる当該トナー像に関する濃度情報を取得する機能と、
前記第1のパターンからなる前記トナー像に関する前記濃度情報に基づいて、前記現像手段に供給するトナー量を調整する機能と、
前記像保持体上に現像された前記トナー像または前記転写媒体上に転写された当該トナー像の中の前記第1のパターンよりも画像面積率の高い第2のパターンからなる前記トナー像に関する前記濃度情報に基づいて、前記潜像形成手段にて設定される帯電電位、露光光量または前記現像手段にて設定される現像電位のいずれか1またはこれらの組み合わせを制御する機能と
を実現させることを特徴とするプログラム。 On the computer,
The electrostatic latent image formed on the image carrier by charging and exposure by the latent image forming unit is developed by the developing unit and transferred from the toner image formed on the image carrier to the transfer medium. A function of acquiring density information relating to the toner image composed of a first pattern composed of predetermined isolated lines or dots in the toner image,
A function of adjusting the amount of toner supplied to the developing means based on the density information relating to the toner image comprising the first pattern ;
The toner image comprising the second pattern having a higher image area ratio than the first pattern in the toner image developed on the image carrier or the toner image transferred on the transfer medium. A function of controlling any one of a charging potential set by the latent image forming unit, an exposure light amount or a developing potential set by the developing unit, or a combination thereof based on density information ; A program characterized by being realized.
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