JP2005148281A - Image forming apparatus - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus, in which no cleaning failure occurs and a stable toner concentration detection can be carried out. <P>SOLUTION: The image forming apparatus is provided with a primary transfer roller 11 transferring a toner image formed on a plurality of photoreceptors 20 by being brought into contact with an intermediate transfer belt 10 and a secondary transfer roller 24 transferring the toner image transferred to the intermediate transfer belt 10 by being brought into contact with transfer paper 5. Concentration of a reference toner patch formed on each photoreceptor 20 is optically detected by a toner sticking quantity detecting means. Image density control is carried out on the basis of the detected result of the toner sticking quantity detecting means. The toner sticking quantity detecting means are installed by being shifted in each photoreceptor in the direction orthogonal to the moving direction and the transfer conditions for the primary transfer roller 11 are different in the reference toner patch 301 and the toner image. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数の像担持体を有する画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus having a plurality of image carriers.

カラーレーザプリンタ、カラーデジタル画像形成装置、カラーデジタルファックス或いはこれらの複合機等の画像形成装置において、高生産性の要求に伴い転写ベルトに対向して複数の像担持体を並列配置し、該像担持体に形成したトナー像を記録媒体あるいは転写ベルトに重ね転写するタンデムタイプの装置が主流を占めるようになってきた。   In an image forming apparatus such as a color laser printer, a color digital image forming apparatus, a color digital fax machine, or a combination of these, a plurality of image carriers are arranged in parallel facing a transfer belt in response to a demand for high productivity. Tandem-type devices that superimpose and transfer a toner image formed on a carrier onto a recording medium or a transfer belt have come to dominate.

また、この種の画像形成装置において像担持体や中間転写体に基準トナーパッチを形成し、光学的なトナー濃度センサを用いてトナー濃度を検知し、その検知結果に基づいて画像濃度を制御する技術が提案されており、その一例が特開２０００−２０６７６１号公報に記載されている。   Further, in this type of image forming apparatus, a reference toner patch is formed on the image carrier or intermediate transfer member, the toner density is detected using an optical toner density sensor, and the image density is controlled based on the detection result. Techniques have been proposed, and an example thereof is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-206761.

特開２０００−２０６７６１号公報JP 2000-206761 A

しかしながら、基準トナーパッチは通常のトナー像にように記録媒体に転写されないため、検知後はすべてクリーニングによって像担持体あるいは中間転写体から除去しなければならない。このため、上記した画像形成装置には次に列挙するような問題が生ずる。   However, since the reference toner patch is not transferred to the recording medium like a normal toner image, all of the reference toner patches must be removed from the image carrier or intermediate transfer member by cleaning after detection. For this reason, the above-described image forming apparatus has the following problems.

各感光体に配置するトナー濃度センサの位置を感光体の幅方向に対してすべて同じ位置にして、それらのトナー濃度センサが検知可能なように各感光体の幅方向での同位置に１または複数の基準トナーパッチを各色並行して作像すると、これら各色の基準トナーパッチが中間転写ベルト上で重なり、中間転写ベルトクリーニング、２次転写クリーニング部に入力するトナーが一箇所に集中し、該部でのクリーニング不良、トナー飛散が発生して画像品質を劣化させる。   The positions of the toner density sensors arranged on the respective photoconductors are all set to the same position with respect to the width direction of the photoconductors, and 1 or When a plurality of reference toner patches are formed in parallel for each color, the reference toner patches for the respective colors are overlapped on the intermediate transfer belt, and toner input to the intermediate transfer belt cleaning and secondary transfer cleaning unit is concentrated in one place. The image quality is degraded due to poor cleaning and toner scattering at the part.

また、このような画像形成装置において、基準トナーパッチが中間転写ベルト上で重ならないように、まず、ある１色の１または複数の基準トナーパッチの作像を終了してから、次の色の基準トナーパッチを作像する方法があるが、この方法では空回し時間が必要となり、４色を使用する場合には４色の基準トナーパッチを並行して作像する方式と比較して４倍近くの時間を要してしまい、ユーザーの待ち時間増加、生産性の低下につながる。   In such an image forming apparatus, in order to prevent the reference toner patches from overlapping on the intermediate transfer belt, first, the image formation of one or a plurality of reference toner patches of a certain color is finished, and then the next color of the next color is finished. There is a method of forming a reference toner patch. However, this method requires an idle rotation time, and in the case of using four colors, it is four times as compared with a method of forming four color reference toner patches in parallel. It takes a long time, leading to an increase in waiting time for users and a decrease in productivity.

さらにまた、中間転写ベルトの幅方向に対して、各色に対応したトナー濃度センサの設置位置及び基準トナーパッチの作像位置をずらして、基準トナーパッチのトナー濃度の検知を行うものも知られているが、中間転写ベルトは記録媒体と擦れるため傷が付きやすく、これにより、該転写ベルトの表面状態は不均一となり、中間転写ベルトの幅方向に対して異なる位置にある色毎のトナー濃度センサ間の検知にばらつきが大きくなり、検知が安定しない。   Furthermore, it is also known to detect the toner density of the reference toner patch by shifting the installation position of the toner density sensor corresponding to each color and the image formation position of the reference toner patch with respect to the width direction of the intermediate transfer belt. However, since the intermediate transfer belt is rubbed with the recording medium and easily damaged, the surface state of the transfer belt becomes non-uniform, and the toner density sensor for each color at a different position with respect to the width direction of the intermediate transfer belt. Variations in detection during the period become large, and detection is not stable.

さらにまた、中間転写ベルト上でのトナー濃度を検知する画像形成装置においては、トナー濃度が変化したときに、その原因が現像装置内のトナー濃度なのか、感光体の電位なのか、中間転写ベルトへの転写率なのか等が不明確であり、例えば原因が中間転写ベルトへの転写率の異常で中間転写ベルト上のトナー濃度が低い場合、現像装置内へトナー補給を行ってトナー濃度を上げようとすれば、トナー飛散を生じてしまう場合がある。   Further, in the image forming apparatus that detects the toner density on the intermediate transfer belt, when the toner density changes, whether the cause is the toner density in the developing device or the potential of the photosensitive member, the intermediate transfer belt. For example, when the transfer rate to the intermediate transfer belt is abnormal and the toner concentration on the intermediate transfer belt is low, the toner is replenished into the developing device to increase the toner concentration. If this is done, toner scattering may occur.

このように、中間転写ベルト上でのトナー濃度の検知においても色々問題が生じてしまう。   As described above, various problems also occur in the detection of the toner density on the intermediate transfer belt.

本発明は、上記した従来の不具合を解消し、クリーニング不良を発生させず、安定したトナー濃度検知が可能な画像形成装置を提供することを目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of solving the above-described conventional problems and capable of stably detecting toner density without causing a cleaning failure.

上記目的を達成するため、本発明は、複数の像担持体に形成したトナー像を中間転写体に接触して転写する１次転写手段と、該中間転写体に転写されたトナー像を次の転写材に接触して転写する２次転写手段とを有する画像形成装置であって、前記複数の像担持体上に形成した基準トナーパッチの濃度をトナー付着量検出手段により光学的に検出し、該トナー付着量検出手段の検出結果に基づいて画像濃度制御を行う画像形成装置において、前記トナー付着量検出手段が像担持体毎に像担持体の移動方向と直交する方向にずらして配置するとともに、前記１次転写手段が前記基準トナーパッチと前記トナー像とで転写条件が異なることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a primary transfer means for transferring a toner image formed on a plurality of image carriers in contact with an intermediate transfer member, and a toner image transferred on the intermediate transfer member as follows. An image forming apparatus having secondary transfer means for transferring in contact with a transfer material, wherein the density of reference toner patches formed on the plurality of image carriers is optically detected by a toner adhesion amount detection means; In the image forming apparatus that controls the image density based on the detection result of the toner adhesion amount detection unit, the toner adhesion amount detection unit is arranged to be shifted for each image carrier in a direction orthogonal to the moving direction of the image carrier. The primary transfer means is characterized in that transfer conditions differ between the reference toner patch and the toner image.

なお、本発明は、前記２次転写手段は前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に接触して転写し、前記中間転写体に転写された前記基準トナーパッチを転写部材に接触して転写するとともに、前記基準トナーパッチと前記トナー像とで転写条件が異なると、効果的である。   According to the present invention, the secondary transfer unit transfers the toner image transferred to the intermediate transfer member in contact with a recording medium, and contacts the reference toner patch transferred to the intermediate transfer member to a transfer member. If the transfer conditions are different between the reference toner patch and the toner image, it is effective.

さらに、本発明は、前記複数の像担持体と前記中間転写体と前記転写部材に、それぞれ転写後に残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置を備えており、各クリーニング装置のクリーニング性能は前記転写部材より前記中間転写体、前記中間転写体より前記像担持体が高いとともに、前記基準トナーパッチはクリーニング性能が高いクリーニング装置の順に多くのトナーを除去するように前記１次転写及び２次転写の転写条件を設定すると、効果的である。   Furthermore, the present invention includes a cleaning device that cleans toner remaining after transfer on each of the plurality of image bearing members, the intermediate transfer member, and the transfer member, and the cleaning performance of each cleaning device is greater than that of the transfer member. The transfer conditions of the primary transfer and the secondary transfer are such that the intermediate transfer member, the image carrier is higher than the intermediate transfer member, and the reference toner patch removes more toner in the order of the cleaning device having a higher cleaning performance. Setting is effective.

さらにまた、本発明は、前記２次転写手段は前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に接触して転写し、前記中間転写体に転写された前記基準トナーパッチは前記中間転写体から転写部材を離間させて転写しないと、効果的である。   Furthermore, in the present invention, the secondary transfer means transfers the toner image transferred to the intermediate transfer member in contact with a recording medium, and the reference toner patch transferred to the intermediate transfer member is the intermediate transfer member. It is effective if the transfer member is not separated from the transfer member.

また、上記目的を達成するため、本発明は、複数の像担持体に形成したトナー像を記録媒体に接触して順次重ね転写する転写手段を有する画像形成装置であって、前記複数の像担持体上に形成した基準トナーパッチの濃度をトナー付着量検出手段により光学的に検出し、該トナー付着量検出手段の検出結果に基づいて画像濃度制御を行う画像形成装置において、前記トナー付着量検出手段が像担持体毎に像担持体の移動方向と直交する方向にずらして配置するとともに、前記転写手段が前記記録媒体を搬送する転写搬送部材に接触して前記基準トナーパッチを転写するとともに、該基準トナーパッチと前記トナー像とで転写条件が異なることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides an image forming apparatus having transfer means for sequentially transferring toner images formed on a plurality of image carriers in contact with a recording medium. In the image forming apparatus in which the density of the reference toner patch formed on the body is optically detected by the toner adhesion amount detection means and image density control is performed based on the detection result of the toner adhesion amount detection means, the toner adhesion amount detection The means is arranged to be shifted in the direction orthogonal to the moving direction of the image carrier for each image carrier, and the transfer means contacts the transfer conveyance member that conveys the recording medium and transfers the reference toner patch, The transfer condition is different between the reference toner patch and the toner image.

なお、本発明は、前記転写手段は前記トナー像の転写率より前記基準トナーパッチの転写率を低くすると、効果的である。   According to the present invention, it is effective that the transfer unit lowers the transfer rate of the reference toner patch than the transfer rate of the toner image.

請求項１の構成によれば、トナー付着量検出手段が像担持体毎に像担持体の移動方向と直交する方向にずらして配置するとともに、１次転写手段が基準トナーパッチとトナー像とで転写条件が異なるので、中間転写体や次の転写体のクリーニング不良等を防止することができる。   According to the configuration of the first aspect, the toner adhesion amount detecting means is arranged so as to be shifted in the direction orthogonal to the moving direction of the image carrier for each image carrier, and the primary transfer means includes the reference toner patch and the toner image. Since the transfer conditions are different, it is possible to prevent the intermediate transfer member or the next transfer member from being poorly cleaned.

請求項２の構成によれば、２次転写手段は中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に接触して転写し、中間転写体に転写された基準トナーパッチを転写部材に接触して転写するとともに、基準トナーパッチとトナー像とで転写条件が異なるので、中間転写体や２次転写体のクリーニング不良等を防止することができる。   According to the configuration of the second aspect, the secondary transfer unit transfers the toner image transferred to the intermediate transfer member in contact with the recording medium, and contacts the reference toner patch transferred to the intermediate transfer member to the transfer member. In addition to the transfer, since the transfer conditions differ between the reference toner patch and the toner image, it is possible to prevent defective cleaning of the intermediate transfer member and the secondary transfer member.

請求項３の構成によれば、複数の像担持体と中間転写体と転写部材に、それぞれ転写後に残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置を備えており、各クリーニング装置のクリーニング性能は転写部材より中間転写体、中間転写体より像担持体が高いとともに、基準トナーパッチはクリーニング性能が高いクリーニング装置の順に多くのトナーを除去するように前記１次転写及び２次転写の転写条件を設定するので、記録媒体に転写しない基準トナーパッチを効率よくクリーニングすることができる。   According to the configuration of the third aspect, the plurality of image carriers, the intermediate transfer member, and the transfer member are each provided with a cleaning device that cleans the toner remaining after the transfer, and the cleaning performance of each cleaning device is intermediate to that of the transfer member. Since the image carrier is higher than the transfer body and the intermediate transfer body, and the reference toner patch sets the transfer conditions of the primary transfer and the secondary transfer so as to remove a large amount of toner in the order of the cleaning device having the high cleaning performance. The reference toner patch that is not transferred to the recording medium can be efficiently cleaned.

請求項４の構成によれば、２次転写手段は中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に接触して転写し、中間転写体に転写された基準トナーパッチは中間転写体から転写部材を離間させて転写しないので、転写部材のクリーニング装置の負担なくすことができ、また、クリーニング装置のない転写部材を用いることもできる。   According to the configuration of the fourth aspect, the secondary transfer unit transfers the toner image transferred to the intermediate transfer member in contact with the recording medium, and the reference toner patch transferred to the intermediate transfer member is transferred from the intermediate transfer member to the transfer member. Therefore, the transfer member cleaning device can be eliminated, and a transfer member without a cleaning device can also be used.

請求項５の構成によれば、トナー付着量検出手段が像担持体毎に像担持体の移動方向と直交する方向にずらして配置するとともに、転写手段が記録媒体を搬送する転写搬送部材に接触して基準トナーパッチを転写するとともに、該基準トナーパッチとトナー像とで転写条件が異なるので、像担持体に形成したトナー像を直接記録媒体に重ね転写する装置において基準トナーパッチ形成時の転写搬送部材のクリーニング装置の負担を軽減することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the toner adhesion amount detecting means is arranged to be shifted for each image carrier in the direction orthogonal to the moving direction of the image carrier, and the transfer means contacts the transfer conveyance member that conveys the recording medium. Since the transfer condition differs between the reference toner patch and the toner image, the transfer at the time of forming the reference toner patch in the apparatus for directly transferring the toner image formed on the image carrier onto the recording medium is performed. The burden on the conveying member cleaning device can be reduced.

請求項６の構成によれば、転写手段は前記トナー像の転写率より基準トナーパッチの転写率を低くので、基準トナーパッチ形成時の転写搬送部材のクリーニング装置の負担を軽減し、クリーニング不良を防止することができる。   According to the configuration of the sixth aspect, since the transfer means has a transfer rate of the reference toner patch lower than the transfer rate of the toner image, the burden on the cleaning device for the transfer conveying member at the time of forming the reference toner patch is reduced, and the cleaning failure is reduced. Can be prevented.

以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示すタンデム型のカラー画像形成装置の全体概略図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an overall schematic view of a tandem type color image forming apparatus showing an embodiment of the present invention.

図１に示した画像形成装置は、画像形成を行う画像形成装置本体１００と、該１００の下部に配置され、１００に対して記録媒体としての転写紙５の供給を行う給紙装置２００と、１００上に取り付けられ原稿画像を読み取るスキャナ３００と、このスキャナ３００の上部に設けられた自動原稿給紙装置（ＡＤＦ）４００とを備えている。１００には、転写紙５を手差し給紙する手差しトレイ６、及び１００から排出された記録済みの転写紙５を受ける排紙トレイ７が設けられている。   The image forming apparatus illustrated in FIG. 1 includes an image forming apparatus main body 100 that performs image formation, a paper feeding apparatus 200 that is disposed below the 100 and that supplies a transfer sheet 5 as a recording medium to 100, The scanner 300 is mounted on the scanner 100 and reads a document image, and an automatic document feeder (ADF) 400 provided on the scanner 300. A manual feed tray 6 for manually feeding the transfer paper 5 and a paper discharge tray 7 for receiving the recorded transfer paper 5 ejected from the 100 are provided at 100.

図２は、１００部分の構成を示す拡大図である。１００には、無端ベルト状の像担持体としての中間転写体である中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、図４に示すように、ベース層１１、弾性層１２及びコート層１３の３層構造となっている。ベース層１１は、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や、伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成される。また、弾性層１２は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどで構成され、ベース層１１の上に形成される。また、コート層１３は、弾性層１２の表面に、例えばフッ素系樹脂がコーティングされることで形成される。そして、この中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１４，１５，１６に張架された状態で、図３中時計回り方向に回転駆動される。   FIG. 2 is an enlarged view showing the configuration of 100 parts. 100 is provided with an intermediate transfer belt 10 which is an intermediate transfer member as an endless belt-like image carrier. As shown in FIG. 4, the intermediate transfer belt 10 has a three-layer structure including a base layer 11, an elastic layer 12, and a coat layer 13. The base layer 11 is made of, for example, a fluororesin that has little elongation, a rubber material that has a large elongation, or a material that hardly stretches, such as canvas. The elastic layer 12 is made of, for example, fluorine rubber or acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, and is formed on the base layer 11. The coat layer 13 is formed by coating the surface of the elastic layer 12 with, for example, a fluorine resin. The intermediate transfer belt 10 is rotationally driven in the clockwise direction in FIG. 3 while being stretched around the three support rollers 14, 15, and 16.

支持ローラのうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間のベルト張架部分には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋが並んで配置されている。これらの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの上方には、図２に示すように、露光装置２１が設けられている。この露光装置２１は、スキャナ３００で読み取った原稿の画像情報に基づいて、各画像形成ユニットに設けられる潜像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上に静電潜像を形成するためのものである。また、支持ローラのうちの第３支持ローラ１６に対向する位置には、２次転写ローラ２４が設けられている。そして、中間転写ベルト１０上のトナー像を転写紙上に２次転写する際には、２次転写ローラ２４を第３支持ローラ１６に巻回された中間転写ベルト１０部分に押し当てて２次転写を行う。なお、符号９１は２次転写ローラに付着したトナーを除去する２次転写ローラクリーニング装置である。２次転写装置としては２次転写ローラ２４を用いた構成でなくても、例えば転写ベルトや非接触の転写チャージャを用いた構成としてもよい。また、２次転写装置の２次転写ローラ２４による転写紙搬送方向下流側には、２つのローラ２３ａ，２３ｂ間に無端ベルト状の搬送ベルト２４が張架した構成を有する。またこのさらに搬送方向下流側には、転写紙上に転写されたトナー像を定着させるための定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、加熱ローラ２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成となっている。また、中間転写ベルト１０の支持ローラのうちの第２支持ローラ１５に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１７が設けられている。このベルトクリーニング装置１７は、記録材としての転写紙に中間転写ベルト１０上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去するためのものである。   Among the supporting rollers, four image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18K of yellow, cyan, magenta, and black are arranged in a belt stretch portion between the first supporting roller 14 and the second supporting roller 15. Has been placed. Above these image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18K, an exposure device 21 is provided as shown in FIG. The exposure device 21 forms an electrostatic latent image on the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20K as latent image carriers provided in the respective image forming units based on the image information of the original read by the scanner 300. Is to do. A secondary transfer roller 24 is provided at a position facing the third support roller 16 among the support rollers. When the toner image on the intermediate transfer belt 10 is secondarily transferred onto the transfer paper, the secondary transfer roller 24 is pressed against the portion of the intermediate transfer belt 10 wound around the third support roller 16 to perform secondary transfer. I do. Reference numeral 91 denotes a secondary transfer roller cleaning device that removes toner adhering to the secondary transfer roller. The secondary transfer device may not be configured using the secondary transfer roller 24 but may be configured using, for example, a transfer belt or a non-contact transfer charger. In addition, an endless belt-like conveyance belt 24 is stretched between two rollers 23a and 23b on the downstream side in the conveyance direction of the transfer paper by the secondary transfer roller 24 of the secondary transfer device. Further, a fixing device 25 for fixing the toner image transferred onto the transfer paper is provided on the further downstream side in the transport direction. The fixing device 25 has a configuration in which a pressure roller 27 is pressed against a heating roller 26. Further, a belt cleaning device 17 is provided at a position facing the second support roller 15 among the support rollers of the intermediate transfer belt 10. The belt cleaning device 17 is for removing residual toner remaining on the intermediate transfer belt 10 after the toner image on the intermediate transfer belt 10 is transferred to transfer paper as a recording material.

次に、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの構成について説明する。以下の説明では、黒色のトナー像を形成する画像形成ユニット１８Ｋを例に挙げて説明するが、他の画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍも同様の構成を有する。   Next, the configuration of the image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18K will be described. In the following description, the image forming unit 18K that forms a black toner image will be described as an example, but the other image forming units 18Y, 18C, and 18M have the same configuration.

図５は、隣り合う２つの画像形成ユニット１８Ｍ，１８Ｋの構成を示す拡大図である。なお、図中の符号では、色の区別を示す「Ｍ」及び「Ｋ」の記号を省略しており、以下の説明でも記号は適宜省略する。   FIG. 5 is an enlarged view showing the configuration of two adjacent image forming units 18M and 18K. In addition, in the code | symbol in a figure, the symbol of "M" and "K" which shows distinction of a color is abbreviate | omitted, and a symbol is abbreviate | omitted suitably also in the following description.

画像形成ユニット１８には、感光体ドラム２０の周囲に、帯電装置６０、現像装置６１及び感光体クリーニング装置６３が設けられている。また、感光体ドラム２０に対して中間転写ベルト１０を介して対向する位置には、１次転写装置６２が設けられている。   The image forming unit 18 is provided with a charging device 60, a developing device 61, and a photoconductor cleaning device 63 around the photoconductor drum 20. Further, a primary transfer device 62 is provided at a position facing the photosensitive drum 20 via the intermediate transfer belt 10.

上記帯電装置６０は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体ドラム２０に接触して電圧を印加することにより感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。この帯電装置６０には、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。   The charging device 60 is of a contact charging type employing a charging roller, and uniformly charges the surface of the photosensitive drum 20 by applying a voltage while contacting the photosensitive drum 20. As the charging device 60, a non-contact charging type using a non-contact scorotron charger or the like can be used.

また、上記現像装置６１は、一成分現像剤を使用してもよいが、本実施形態では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤を使用している。この現像装置６１は、攪拌部６６と現像部６７に大別できる。攪拌部６６では、二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ６５上に供給される。この攪拌部６６は、平行な２本のスクリュ６８が設けられており、２本のスクリュ６８の間には、両端部で互いが連通するように仕切るための仕切り板が設けられている。また、現像ケース７０には現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサ７１が取り付けられている。一方、現像部６７では、現像スリーブ６５に付着した現像剤のうちのトナーが感光体ドラム２０に転移される。この現像部６７には、現像ケース７０の開口を通して感光体ドラム２０と対向する現像スリーブ６５が設けられており、その現像スリーブ６５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ６５に先端が接近するようにドクタブレード７３が設けられている。本実施形態では、このドクタブレード７３と現像スリーブ６５との間の最接近部における間隔が０．９ｍｍとなるように設定されている。   The developing device 61 may use a one-component developer, but in the present embodiment, a two-component developer composed of a magnetic carrier and a nonmagnetic toner is used. The developing device 61 can be roughly divided into a stirring unit 66 and a developing unit 67. In the agitating unit 66, a two-component developer (hereinafter simply referred to as “developer”) is conveyed while being agitated and supplied onto a developing sleeve 65 as a developer carrying member. The stirring unit 66 is provided with two parallel screws 68, and a partition plate is provided between the two screws 68 for partitioning so as to communicate with each other at both ends. Further, a toner density sensor 71 for detecting the toner density of the developer in the developing device is attached to the developing case 70. On the other hand, in the developing unit 67, the toner of the developer attached to the developing sleeve 65 is transferred to the photosensitive drum 20. The developing portion 67 is provided with a developing sleeve 65 that faces the photosensitive drum 20 through the opening of the developing case 70, and a magnet (not shown) is fixedly disposed in the developing sleeve 65. Further, a doctor blade 73 is provided so that the tip approaches the developing sleeve 65. In this embodiment, the distance at the closest portion between the doctor blade 73 and the developing sleeve 65 is set to 0.9 mm.

この現像装置６１では、現像剤を２本のスクリュ６８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ６５に供給する。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げて保持される。現像スリーブ６５に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ６５の回転に伴って搬送され、ドクタブレード７３により適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部６６に戻される。このようにして感光体ドラム２０と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットにより穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ６５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体ドラム２０上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体ドラム２０上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム２０上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ６５から離れ、攪拌部６６に戻される。   In the developing device 61, the developer is conveyed and circulated while being stirred by the two screws 68 and supplied to the developing sleeve 65. The developer supplied to the developing sleeve 65 is pumped and held by a magnet. The developer pumped up by the developing sleeve 65 is conveyed along with the rotation of the developing sleeve 65 and is regulated to an appropriate amount by the doctor blade 73. The regulated developer is returned to the stirring unit 66. Thus, the developer transported to the developing area facing the photosensitive drum 20 is brought into a spiked state by the magnet and forms a magnetic brush. In the developing region, a developing electric field for moving the toner in the developer to the electrostatic latent image portion on the photosensitive drum 20 is formed by the developing bias applied to the developing sleeve 65. As a result, the toner in the developer is transferred to the electrostatic latent image portion on the photosensitive drum 20, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 20 is visualized to form a toner image. The developer that has passed through the developing region is transported to a portion where the magnetic force of the magnet is weak, and thus is separated from the developing sleeve 65 and returned to the stirring unit 66.

このような動作の繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部６６にトナーが補給される。   When the toner concentration in the stirring unit 66 becomes light by repeating such an operation, the toner concentration sensor 71 detects this, and the toner is supplied to the stirring unit 66 based on the detection result.

また、上記１次転写装置６２は、１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム２０に押し当てるようにして設置されている。１次転写装置６２は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。   The primary transfer device 62 employs a primary transfer roller, and is installed so as to be pressed against the photosensitive drum 20 with the intermediate transfer belt 10 interposed therebetween. The primary transfer device 62 may not be a roller shape, but may be a conductive brush shape, a non-contact corona charger, or the like.

また、上記感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体ドラム２０に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体ドラム２０に接触する導電性のファーブラシ７６を併用している。このファーブラシ７６には、金属製の電界ローラ７７からバイアスが印加されており、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード７５やファーブラシ７６により感光体ドラム２０から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置６３の内部に収容される。その後、回収スクリュ７９により感光体クリーニング装置６３の片側に寄せられ、後述するトナーリサイクル装置８０を通じて現像装置６１へと戻され、再利用する。   The photoconductor cleaning device 63 includes a cleaning blade 75 made of, for example, polyurethane rubber, which is disposed so that the front end is pressed against the photoconductor drum 20. In this embodiment, in order to improve the cleaning performance, a conductive fur brush 76 that contacts the photosensitive drum 20 is also used. A bias is applied to the fur brush 76 from a metal electric field roller 77, and the tip of a scraper 78 is pressed against the electric field roller 77. The toner removed from the photoconductor drum 20 by the cleaning blade 75 and the fur brush 76 is accommodated in the photoconductor cleaning device 63. Thereafter, the toner is brought to one side of the photoconductor cleaning device 63 by the recovery screw 79, returned to the developing device 61 through a toner recycling device 80 described later, and reused.

また、除電装置６４は、除電ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム２０の表面電位を初期化する。
本実施形態の具体的な設定について、感光体ドラム２０の直径は６０ｍｍであり、感光体ドラム２０を２８２ｍｍ／ｓの線速で駆動している。また、現像スリーブ６５の直径は２５ｍｍであり、現像スリーブ６５を５６４ｍｍ／ｓの線速で駆動している。また、現像領域に供給される現像剤中のトナーの帯電量は、およそ−（マイナス）１０〜−３０μＣ／ｇの範囲となるのが好適である。また、感光体ドラム２０と現像スリーブ６５との間隙である現像ギャップは、０．５〜０．３ｍｍの範囲で設定でき、値を小さくすることで現像効率の向上を図ることが可能である。また、感光体ドラム２０の感光層の厚みは３０μｍであり、露光装置２１の光学系のビームスポット径は５０×６０μｍであり、その光量は約０．４７ｍＷである。一例として帯電装置６０により、感光体ドラム２０の表面は−７００Ｖに一様帯電され、露光装置２１によりレーザが照射された静電潜像部分の電位は、−１２０Ｖとなる。これに対して、現像バイアスの電圧を−４７０Ｖとし、３５０Ｖの現像ポテンシャルを確保する。このようなプロセス条件は後述するプロセス制御の結果によって適時変更される。 Further, the static elimination device 64 is constituted by a static elimination lamp, and irradiates light to initialize the surface potential of the photosensitive drum 20.
Regarding a specific setting of the present embodiment, the diameter of the photosensitive drum 20 is 60 mm, and the photosensitive drum 20 is driven at a linear speed of 282 mm / s. The developing sleeve 65 has a diameter of 25 mm, and the developing sleeve 65 is driven at a linear speed of 564 mm / s. Further, the charge amount of the toner in the developer supplied to the development region is preferably in the range of about − (minus) 10 to −30 μC / g. The development gap, which is the gap between the photosensitive drum 20 and the development sleeve 65, can be set in the range of 0.5 to 0.3 mm, and the development efficiency can be improved by reducing the value. Further, the photosensitive layer of the photosensitive drum 20 has a thickness of 30 μm, the beam spot diameter of the optical system of the exposure device 21 is 50 × 60 μm, and the light quantity is about 0.47 mW. As an example, the surface of the photosensitive drum 20 is uniformly charged to −700 V by the charging device 60, and the potential of the electrostatic latent image portion irradiated with the laser by the exposure device 21 is −120 V. On the other hand, the developing bias voltage is set to -470V, and a developing potential of 350V is secured. Such process conditions are appropriately changed according to the result of process control described later.

以上の構成をもつ画像形成ユニット１８では、感光体ドラム２０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。次いでスキャナ３００により読み取った画像情報に基づいて露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込光Ｌを照射し、感光体ドラム２０上に静電潜像を形成する。その後、現像装置６１により静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写装置６２により中間転写ベルト１０上に１次転写される。１次転写後に感光体ドラム２０の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置６３により除去され、その後、感光体ドラム２０の表面は、除電装置６４により除電されて、次の画像形成に供される。   In the image forming unit 18 having the above configuration, first, the surface of the photosensitive drum 20 is uniformly charged by the charging device 60 as the photosensitive drum 20 rotates. Next, based on the image information read by the scanner 300, the exposure device 21 irradiates writing light L such as a laser or LED to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 20. Thereafter, the electrostatic latent image is visualized by the developing device 61 to form a toner image. This toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 10 by the primary transfer device 62. The transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 20 after the primary transfer is removed by the photosensitive member cleaning device 63, and thereafter, the surface of the photosensitive drum 20 is discharged by the static eliminating device 64, and the next image formation is performed. Provided.

次に、感光体クリーニング装置６３により回収された転写残トナーを現像装置６１で再利用するためのトナーリサイクル装置８０の構成及び動作について説明する。   Next, the configuration and operation of the toner recycling device 80 for reusing the transfer residual toner collected by the photoconductor cleaning device 63 in the developing device 61 will be described.

図５は、トナーリサイクル装置８０の概略構成を示す説明図である。図６は、感光体クリーニング装置６３の回収スクリュ７９の一端部分の拡大図である。
図６に示すように、トナーリサイクル装置８０は、感光体クリーニング装置６３の回収スクリュ７９の一端に設けられるローラ部８２を備えている。このローラ部８２にはピン８１が設けられている。このローラ部８２は、回転軸８６のローラ部８７とともにベルト状の回収トナー搬送部材８３を張架している。このとき、ローラ部８２のピン８１は、回収トナー搬送部材８３に設けられる長孔８４に入り込んだ状態になる。回収トナー搬送部材８３の外周面には一定間隔おきに羽根８５が設けられている。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the toner recycling apparatus 80. FIG. 6 is an enlarged view of one end portion of the recovery screw 79 of the photoconductor cleaning device 63.
As shown in FIG. 6, the toner recycling device 80 includes a roller portion 82 provided at one end of the recovery screw 79 of the photoconductor cleaning device 63. The roller portion 82 is provided with a pin 81. The roller portion 82 stretches a belt-like collected toner conveying member 83 together with the roller portion 87 of the rotating shaft 86. At this time, the pin 81 of the roller portion 82 enters a long hole 84 provided in the collected toner conveying member 83. On the outer peripheral surface of the collected toner conveying member 83, blades 85 are provided at regular intervals.

回収トナー搬送部材８３は、図５に示すように、回転軸８６とともに搬送路ケース８８内に収容されている。この搬送路ケース８８は、画像形成ユニット１８の構成部品の少なくとも一部を一体に収納するカートリッジケース８９と一体成型されている。この搬送路ケース８８の内部には、２本のスクリュ６８のうちの１本が現像装置６１内部から突出している。   As shown in FIG. 5, the collected toner conveyance member 83 is accommodated in the conveyance path case 88 together with the rotation shaft 86. The transport path case 88 is integrally formed with a cartridge case 89 that integrally stores at least a part of the components of the image forming unit 18. Inside the transport path case 88, one of the two screws 68 protrudes from the inside of the developing device 61.

このような構成において、外部から駆動力を伝達して回収スクリュ７９を回転するとともに、回収トナー搬送部材８３を回転駆動する。これにより、感光体クリーニング装置６３で回収したトナーは、搬送路ケース８８内を通して現像装置６１に向かって搬送され、スクリュ６８により現像装置６１の内部に収容される。その後、回収したトナーは、上述したように、２本のスクリュ６８で現像装置６１内の現像剤と一緒に攪拌されて循環し、再度現像に寄与することになる。   In such a configuration, the driving force is transmitted from the outside to rotate the collecting screw 79 and to rotate the collecting toner conveying member 83. As a result, the toner collected by the photoconductor cleaning device 63 is transported toward the developing device 61 through the transport path case 88 and is accommodated in the developing device 61 by the screw 68. Thereafter, the collected toner is stirred and circulated together with the developer in the developing device 61 by the two screws 68 as described above, and contributes to development again.

次に、本実施形態における画像形成装置の動作について説明する。上記構成をもつ画像形成装置を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、自動原稿給紙装置４００の原稿台３０に原稿をセットする。または、自動原稿給紙装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、自動原稿給紙装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、自動原稿給紙装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３２上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３３および第２走行体３４が走行を開始する。これにより、第１走行体３３からの光がコンタクトガラス３２上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３４のミラーで反射されて、結像レンズ３５を通じて読取センサ３６に案内される。このようにして原稿の画像情報を読み取る。   Next, the operation of the image forming apparatus in this embodiment will be described. When making a copy of a document using the image forming apparatus having the above configuration, first, the document is set on the document table 30 of the automatic document feeder 400. Alternatively, the automatic document feeder 400 is opened, a document is set on the contact glass 32 of the scanner 300, and the automatic document feeder 400 is closed and pressed by it. Thereafter, when the user presses a start switch (not shown), when the document is set on the automatic document feeder 400, the document is conveyed onto the contact glass 32. Then, the scanner 300 is driven and the first traveling body 33 and the second traveling body 34 start traveling. Thereby, the light from the first traveling body 33 is reflected by the document on the contact glass 32, and the reflected light is reflected by the mirror of the second traveling body 34 and guided to the reading sensor 36 through the imaging lens 35. . In this way, the image information of the original is read.

また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、支持ローラ１４，１５，１６のうちの１つが回転駆動して中間転写ベルト１０が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋも回転駆動する。その後、スキャナ３００の読取センサ３６で読み取った画像情報に基づいて、露光装置２１から、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上に書込光Ｌがそれぞれ照射される。これにより、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｋにより可視像化される。そして、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。このようにして形成された各色トナー像は、各１次転写装置６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｋにより、順次中間転写ベルト１０上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、２次転写後の中間転写ベルト１０上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１７により除去される。   When the start switch is pressed by the user, a drive motor (not shown) is driven, and one of the support rollers 14, 15, 16 is rotationally driven to rotate the intermediate transfer belt 10. At the same time, the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20K of the image forming units 18Y, 18C, 18M, and 18K are also rotationally driven. Thereafter, based on the image information read by the reading sensor 36 of the scanner 300, the writing light L is transferred from the exposure device 21 onto the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, 20K of the image forming units 18Y, 18C, 18M, 18K. Are each irradiated. As a result, electrostatic latent images are formed on the respective photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20K, and are visualized by the developing devices 61Y, 61C, 61M, and 61K. Then, yellow, cyan, magenta, and black toner images are formed on the photosensitive drums 20Y, 20C, 20M, and 20K, respectively. Each color toner image formed in this way is primarily transferred by the primary transfer devices 62Y, 62C, 62M, and 62K so as to sequentially overlap each other on the intermediate transfer belt 10. As a result, a composite toner image in which the toner images of the respective colors overlap is formed on the intermediate transfer belt 10. The transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 10 after the secondary transfer is removed by the belt cleaning device 17.

また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した転写紙５に応じた給紙テーブル２００の給紙ローラ４２が回転し、給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚に分離して給紙路４６に入り込み、搬送ローラ４７により画像形成装置本体１００内の給紙路４８まで搬送される。このようにして搬送された転写紙は、レジストローラ４９に突き当たったところで止められる。なお、給紙カセット４４にセットされていない転写紙を使用する場合、手差しトレイ５１にセットされた転写紙を給紙ローラ５０により送り出し、分離ローラ５２で１枚に分離した後、手差し給紙路５３を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ４９に突き当たったところで止められる。   When the user presses the start switch, the paper feed roller 42 of the paper feed table 200 corresponding to the transfer paper 5 selected by the user rotates, and the transfer paper is sent out from one of the paper feed cassettes 44. The transferred transfer sheet is separated into one sheet by the separation roller 45 and enters the sheet feeding path 46, and is conveyed by the conveying roller 47 to the sheet feeding path 48 in the image forming apparatus main body 100. The transfer paper conveyed in this way is stopped when it hits the registration roller 49. When the transfer paper not set in the paper feed cassette 44 is used, the transfer paper set in the manual feed tray 51 is sent out by the paper feed roller 50 and separated into one sheet by the separation roller 52, and then the manual paper feed path. It is conveyed through 53. Then, it stops when it hits the registration roller 49.

レジストローラ４９は、上述のようにして中間転写ベルト１０上に形成された合成トナー画像が２次転写装置２２の２次転写ローラ２４に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。ここで、レジストローラ４９は、一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。レジストローラ４９により送り出された転写紙は、中間転写ベルト１０と２次転写ローラ２４との間に送り込まれ、２次転写装置により、中間転写ベルト１０上の合成トナー像が転写紙上に２次転写される。その後、転写紙は、２次転写ローラ２４に吸着した状態で定着装置２５まで搬送され、定着装置２５で熱と圧力が加えられてトナー像の定着処理が行われる。定着装置２５を通過した転写紙は、排出ローラ５６により排紙トレイ５７に排出されスタックされる。なお、トナー像が定着された面の裏面にも画像形成を行う場合には、定着装置２５を通過した転写紙の搬送経路を切換爪５５により切り換える。そして、その転写紙は、２次転写装置の下方に位置するシート反転装置２８に送り込まれ、そこで反転し、再び２次転写部に案内される。   The registration roller 49 rotates in accordance with the timing at which the composite toner image formed on the intermediate transfer belt 10 as described above is conveyed to the secondary transfer unit facing the secondary transfer roller 24 of the secondary transfer device 22. To start. Here, in general, the registration roller 49 is often used while being grounded, but a bias may be applied to remove paper dust from the transfer paper. The transfer paper sent out by the registration roller 49 is sent between the intermediate transfer belt 10 and the secondary transfer roller 24, and the secondary transfer device transfers the composite toner image on the intermediate transfer belt 10 onto the transfer paper by the secondary transfer device. Is done. Thereafter, the transfer paper is conveyed to the fixing device 25 while being attracted to the secondary transfer roller 24, and heat and pressure are applied by the fixing device 25 to perform a toner image fixing process. The transfer paper that has passed through the fixing device 25 is discharged and stacked on a discharge tray 57 by a discharge roller 56. When image formation is also performed on the back surface of the surface on which the toner image is fixed, the transfer paper transport path that has passed through the fixing device 25 is switched by the switching claw 55. Then, the transfer paper is fed to a sheet reversing device 28 located below the secondary transfer device, where it is reversed and guided again to the secondary transfer unit.

次に、ＣＰＵなどで構成されたメイン制御部（図示せず）による電位制御について図７ないし図１１により説明する。図７はメイン制御部における電位制御ルーチンを示すフローチャート、図８は感光体ドラム上に形成するパッチパタンを説明する図、図９は電位制御時の電位データとトナー付着量データとの各潜像パタンにおける関係を示すグラフ、図１０は電位制御時のトナー付着量データに対する電位データと制御電位データとの直線近似を示すグラフ、図１１は電位制御時の電位制御テーブルである。なお、前記ＣＰＵは図示しないＲＯＭに格納されたプログラムに従ってＲＡＭをワークエリアとして使用して処理を実行する。ＲＯＭにはＣＰＵが実行するためのプログラムとＣＰＵが使用するスタティックな情報が格納され、ＲＡＭは前述のようにＣＰＵのワークエリアとして機能するとともにＣＰＵが前記処理を実行するために使用されるダイナミックな情報が格納される。   Next, potential control by a main control unit (not shown) composed of a CPU or the like will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart showing a potential control routine in the main control unit, FIG. 8 is a diagram for explaining a patch pattern formed on the photosensitive drum, and FIG. 9 is each latent image of potential data and toner adhesion amount data during potential control. FIG. 10 is a graph showing a linear approximation of potential data and control potential data with respect to toner adhesion amount data during potential control, and FIG. 11 is a potential control table during potential control. The CPU executes processing using the RAM as a work area according to a program stored in a ROM (not shown). The ROM stores a program to be executed by the CPU and static information to be used by the CPU, and the RAM functions as a work area of the CPU as described above and is a dynamic that is used by the CPU to execute the processing. Information is stored.

図７に示す電位制御のルーチンでは、基本的に装置起動時、予め定められたコピー枚数の複写毎、一定時間毎等必要に応じて行うようになっている。ここでは早期起動時の実行動作について説明する。まず電源オン時の状態をジャム等の異常処理時と区別するために、ステップ７０１で電位制御の実行条件として定着装置２５の定着温度を検知する。定着温度センサからの入力信号を基に、定着装置２５の定着温度が１００℃を越えているか否かを判断し、定着装置２５の定着温度が１００℃を越えている場合には異常と判定して電位制御は行わない。   In the potential control routine shown in FIG. 7, basically, when the apparatus is activated, it is performed as needed, for example, every time a predetermined number of copies are made or every certain time. Here, the execution operation at the time of early startup will be described. First, in order to distinguish a power-on state from an abnormal process such as a jam, the fixing temperature of the fixing device 25 is detected as a potential control execution condition in step 701. Based on an input signal from the fixing temperature sensor, it is determined whether or not the fixing temperature of the fixing device 25 exceeds 100 ° C., and if the fixing temperature of the fixing device 25 exceeds 100 ° C., it is determined as abnormal. Therefore, potential control is not performed.

定着装置２５の定着温度が１００℃を越えていない場合には、ステップ７０２に進み、表面電位センサ３２０による所定条件で一様に帯電された表面電位のチェックを行い、所定範囲に無い場合表面電位異常をシステムに通知する。次に、ステップ７０３においてＶｓｇ調整を行う。このＶｓｇ調整では、赤外光反射型センサで構成された反射濃度センサ３１０から感光体ドラム２０の地肌部に対する出力値を取り込んで反射濃度センサ３１０から感光体ドラム２０の地肌部へ照射された光の反射光が一定値になるように反射濃度センサ３１０の発光量を調整する。ここでステップ７０２〜ステップ７０３は各色の作像ユニットで並列処理を行う。   If the fixing temperature of the fixing device 25 does not exceed 100 ° C., the process proceeds to step 702, where the surface potential is uniformly charged by the surface potential sensor 320 under predetermined conditions. Notify the system of the abnormality. Next, in step 703, Vsg adjustment is performed. In this Vsg adjustment, light output from the reflection density sensor 310 to the background portion of the photosensitive drum 20 by taking an output value for the background portion of the photosensitive drum 20 from the reflection density sensor 310 configured by an infrared light reflection type sensor. The amount of light emitted from the reflection density sensor 310 is adjusted so that the reflected light at a predetermined value becomes constant. Here, in steps 702 to 703, parallel processing is performed in each color image forming unit.

ステップ７０４ではステップ７０２〜７０３で異常が無いかどうかチェックする。異常がある場合はステップ７１７へ進む。
ステップ７０５では、電位制御方式が自動に設定されているか、固定に設定されているかを判断する。 In step 704, it is checked in steps 702 to 703 whether there is any abnormality. If there is an abnormality, the process proceeds to step 717.
In step 705, it is determined whether the potential control method is set to automatic or fixed.

なお先のステップ７０３〜７０４では、電位制御方式に関わらず、他のトナー補給制御等で使用するためにステップ７０６に先立って動作を行ったものである。ステップ７０５で電位制御方式が固定であった場合は、ステップ７１７でエラーコードを設定してセルフチェックを終了し、電位制御方式が自動であった場合は、ステップ７０６〜７０７の動作を各色の作像ユニットで並行して行う。   In steps 703 to 704, the operation is performed prior to step 706 for use in other toner replenishment control, regardless of the potential control method. If the potential control method is fixed in step 705, an error code is set in step 717 and the self-check is terminated. If the potential control method is automatic, the operations in steps 706 to 707 are performed for each color. In parallel with the image unit.

ステップ７０６では、感光体ドラム２０上に潜像パタンであるパッチパタンを形成する。潜像パタンは、図１２に示すように、感光体ドラム２０の幅方向に対して色毎に４箇所ずらして作像し、例えば図９に示す用にＮ個の階調濃度を持つ静電潜像（Ｎ個の静電潜像パタン）３０１、３０２、３０３・・・を感光体ドラム２０の回転方向に沿って所定の間隔で形成する。この実施形態においては、１６個の相異なる階調濃度を持つ各辺が１５×２０ｍｍである矩形の潜像パタン３０１、３０２、３０３・・・を感光体ドラム２０の回転方向に対して、１０ｍｍの間隔をおいて、感光体ドラムの幅方向に対して５ｍｍの間隔をおいて形成している。   In step 706, a patch pattern, which is a latent image pattern, is formed on the photosensitive drum 20. As shown in FIG. 12, the latent image pattern is formed by shifting four positions for each color with respect to the width direction of the photosensitive drum 20, and for example, electrostatic images having N gradation densities as shown in FIG. Latent images (N electrostatic latent image patterns) 301, 302, 303... Are formed at predetermined intervals along the rotation direction of the photosensitive drum 20. In this embodiment, 16 latent image patterns 301, 302, 303... Each having 16 different gradation densities and each side of 15 × 20 mm are 10 mm with respect to the rotation direction of the photosensitive drum 20. Are formed at an interval of 5 mm with respect to the width direction of the photosensitive drum.

このように配置することによって、中間転写ベルト１０にパッチパタンが転写された際に図１３に示すように中間転写ベルト上で各色のパタンが重なることなく形成されるため、ベルトクリーニング１７、及び２次転写ローラクリーニング９１に対するにかかる負荷が軽くなるため、図１３のような連続パタンを作成してもクリーニング不良を発生させることが無く、セルフチェックに引き続いて通常の画像形成が可能となる（図１４にはパタン部の拡大図を示す）。   By arranging in this way, when the patch pattern is transferred to the intermediate transfer belt 10, the patterns of the respective colors are formed on the intermediate transfer belt without overlapping as shown in FIG. Since the load applied to the next transfer roller cleaning 91 is reduced, even if a continuous pattern as shown in FIG. 13 is created, a cleaning failure does not occur, and normal image formation can be performed following the self-check (FIG. 13). 14 shows an enlarged view of the pattern portion).

ここで、仮にパッチパタンを感光体２０の方向に対して同位置に各色のパッチパタンを作成すると、ベルト上では各色のパッチパタンが重なり、中間転写ベルトクリーニング１７、２次転写ローラクリーニング９１に対する入力トナー量が増えて、クリーニング不良、トナー飛散が発生し、引き続いて行われる画像形成時の画像品質が低下したり、またそれを避けるために空回し時間が必要となり、画像形成装置を使用できない無駄な待ち時間が発生してしまうことになる。   Here, if a patch pattern of each color is created at the same position with respect to the direction of the photoconductor 20, the patch pattern of each color is overlapped on the belt and input to the intermediate transfer belt cleaning 17 and the secondary transfer roller cleaning 91. The amount of toner increases, resulting in poor cleaning and toner scattering, resulting in poor image quality during subsequent image formation, and the need for idle time to avoid it, and wasteful use of the image forming device A long waiting time will occur.

パッチパタンに対する電位センサ３２０とトナー濃度センサ３１０の位置関係は図１２に示す通りである。
次のステップ７０７では、これらの静電潜像３０１、３０２、３０３・・・の電位に対する表面電位センサ３２０の出力値を読み込んでメイン制御部に接続されたＲＡＭ（図示せず）に格納する。そして１６個の潜像パタン３０１、３０２、３０３・・・を黒、シアン、マゼンタ、イエローの４色分、感光体ドラム２０上に並列に所定の間隔をおいて顕像化する。 The positional relationship between the potential sensor 320 and the toner density sensor 310 with respect to the patch pattern is as shown in FIG.
In the next step 707, the output value of the surface potential sensor 320 with respect to the potentials of these electrostatic latent images 301, 302, 303... Is read and stored in a RAM (not shown) connected to the main control unit. 16 latent image patterns 301, 302, 303,... Are visualized in parallel on the photosensitive drum 20 at predetermined intervals for four colors of black, cyan, magenta, and yellow.

次いで、上記メイン制御部は、ステップ７０７においてのパタンセンサ検知（以下、Ｐセンサ検知と称する）を行う。このＰセンサ検知では、感光体ドラム２０上の４色分の潜像パタン３０１、３０２、３０３・・・を並列に、黒現像装置２０Ｋ、シアン現像装置２０Ｃ、マゼンタ現像装置２０Ｍ、イエロー現像装置２０Ｙに現像させて顕像化させることにより各色のトナー像とし、この各色のトナー像に対する反射濃度センサ３１０の出力値を各色毎にＶｐｉ（ｉ＝１〜Ｎ）として上記ＲＡＭに格納する。   Next, the main control unit performs pattern sensor detection (hereinafter referred to as P sensor detection) in step 707. In this P sensor detection, the latent image patterns 301, 302, 303,... For four colors on the photosensitive drum 20 are arranged in parallel, the black developing device 20K, the cyan developing device 20C, the magenta developing device 20M, and the yellow developing device 20Y. The toner image of each color is developed by developing the toner image, and the output value of the reflection density sensor 310 for each color toner image is stored in the RAM as Vpi (i = 1 to N) for each color.

次に、メイン制御部は、ステップ７０９においてトナーの付着量を算出する。すなわち、上記ＲＡＭに格納した反射濃度センサ３１０の出力値をメイン制御部に接続されたＲＯＭ（図示しない）に予め格納されているテーブルを参照し、単位面積当りのトナー付着量に換算してＲＡＭに再び格納する。そして、ステップ７１０〜７１２を実行する。   Next, in step 709, the main control unit calculates the toner adhesion amount. That is, the output value of the reflection density sensor 310 stored in the RAM is converted into a toner adhesion amount per unit area by referring to a table stored in advance in a ROM (not shown) connected to the main control unit. Store again. Then, steps 710 to 712 are executed.

以下、これらのステップについて詳細に説明する。
図９は、ステップ７０７で得られた電位データとステップ７０８で得られたトナー付着量データとの各潜像パタンにおける関係をＸ−Ｙ平面上にプロットしたものである。Ｘ軸は電位ポテンシャル（現像バイアス電位ＶＢと感光体ドラム２０の表面電位との差）（単位Ｖ）を示し、Ｙ軸は単位面積当りのトナー付着量（ｍｇ/ｃｍ^２）を示している。この実施形態においては赤外光反射型センサのような光学方式のセンサで反射濃度センサ３１０を構成しており、赤外光反射型センサは、一般的に、図９に示すように、トナー付着量が多い多付着部において飽和特性を示し、得られた検出値が実際のトナー付着量に対応しなくなる。このため、多付着部において得られた反射濃度センサ３１０の検出値をそのまま用いてトナー付着量を算出してしまうと、実際の付着量とは異なった付着量を得ることになり、このトナー付着量を基に行うトナー補給制御を正確に行うことができなくなってしまう。そこで、この実施形態におけるメイン制御部は、各色の潜像パタンに、表面電位センサ３２０と反射濃度センサ３１０から得られた潜像パタンの電位と、その顕像化後のトナー付着量のデータとを後述のように電位データＸｎ（ｎ＝１〜１０）とトナー付着量データＹｎとの関係（現像装置の現像γ特性）の直線区間だけ選択し、この区間のデータに対して最小自乗法を適用することにより各現像装置の現像特性の直線近似を後述するような方法によって行い、現像特性の近似直線方程式（Ｅ）を各色毎に得、この近似直線方程式（Ｅ）により各色毎に制御電位を計算するようにしている。 Hereinafter, these steps will be described in detail.
FIG. 9 is a plot of the relationship between the potential data obtained in step 707 and the toner adhesion amount data obtained in step 708 in each latent image pattern on the XY plane. The X-axis indicates the potential (difference between the developing bias potential VB and the surface potential of the photosensitive drum 20) (unit V), and the Y-axis indicates the toner adhesion amount (mg / cm ² ) per unit area. In this embodiment, the reflection density sensor 310 is composed of an optical sensor such as an infrared light reflection type sensor, and the infrared light reflection type sensor generally has toner adhesion as shown in FIG. Saturation characteristics are exhibited in a large amount of the multi-adhesion portion, and the obtained detection value does not correspond to the actual toner adhesion amount. For this reason, if the toner adhesion amount is calculated using the detection value of the reflection density sensor 310 obtained in the multi-adhesion portion as it is, an adhesion amount different from the actual adhesion amount is obtained. The toner replenishment control based on the amount cannot be performed accurately. In view of this, the main control unit in this embodiment includes, for each color latent image pattern, the latent image pattern potential obtained from the surface potential sensor 320 and the reflection density sensor 310, and data of the toner adhesion amount after visualization. As described later, only the linear section of the relationship between the potential data Xn (n = 1 to 10) and the toner adhesion amount data Yn (development γ characteristics of the developing device) is selected, and the least square method is applied to the data in this section. By applying this method, a linear approximation of the development characteristics of each developing device is performed by a method as described later, and an approximate linear equation (E) of the development characteristics is obtained for each color, and the control potential for each color is obtained by this approximate linear equation (E). I am trying to calculate.

最小自乗法の計算は次の式を用いる。
Ｘａｖｅ＝ΣＸｎ／ｋ・・・（１）
Ｙａｖｅ＝ΣＹｎ／ｋ・・・（２）
Ｓｘ＝Σ（Ｘｎ−Ｘａｖｅ）×（Ｘｎ−Ｘａｖｅ）・・・（３）
Ｓｙ＝Σ（Ｙｎ−Ｙａｖｅ）×（Ｙｎ−Ｙａｖｅ）・・・（４）
Ｓｘｙ＝Σ（Ｘｎ−Ｘａｖｅ）×（Ｙｎ−Ｙａｖｅ）・・・（５） The following formula is used for the calculation of the least square method.
Xave = ΣXn / k (1)
Yave = ΣYn / k (2)
Sx = Σ (Xn−Xave) × (Xn−Xave) (3)
Sy = Σ (Yn−Yave) × (Yn−Yave) (4)
Sxy = Σ (Xn−Xave) × (Yn−Yave) (5)

表面電位センサ３２０と反射濃度センサ３１０から得られた潜像パタンの電位、顕像化後のトナー付着量のデータから求まる近似直線方程式（Ｅ）をＹ＝Ａ１＊Ｘ＋Ｂ１としたとき、係数Ａ１、Ｂ１は上記変数を用いて
Ａ１＝Ｓｘｙ／Ｓｘ・・・（６）
Ｂ１＝Ｙａｖｅ−Ａ１×Ｘａｖｅ・・・（７）
と表せる。 When the approximate linear equation (E) obtained from the latent image pattern potential obtained from the surface potential sensor 320 and the reflection density sensor 310 and the toner adhesion amount data after visualization is Y = A1 * X + B1, the coefficient A1, B1 uses the above variables and A1 = Sxy / Sx (6)
B1 = Yave−A1 × Xave (7)
It can be expressed.

また、近似直線方程式（Ｅ）の相関係数Ｒは、
Ｒ×Ｒ＝（Ｓｘｙ×Ｓｘｙ）／（Ｓｘ×Ｓｙ）・・・（８）
と表わせる。本実施形態では、上記メイン制御部は、ステップ７０９において、各色毎に表面電位センサ３２０と反射濃度センサ３１０とから得られた潜像パタンの電位データＸｎ、顕像化後のトナー付着量のデータＹｎの数値が若い方から５個のデータの組
（Ｘ１〜Ｘ５、Ｙ１〜Ｙ５）
（Ｘ２〜Ｘ６、Ｙ２〜Ｙ６）
（Ｘ３〜Ｘ７、Ｙ３〜Ｙ７）
（Ｘ４〜Ｘ８、Ｙ４〜Ｙ８）
（Ｘ５〜Ｘ９、Ｙ５〜Ｙ９）
（Ｘ６〜Ｘ１０、Ｙ６〜Ｙ１０）
を取り出し、上述した式（１）〜（８）に従って直線近似計算を行うとともに、相関係数Ｒを算出して下記のような６組の近似直線方程式および相関係数（９）〜（１４）を得る。
Ｙ１１＝Ａ１１× Ｘ＋Ｂ１１；Ｒ１１・・・（９）
Ｙ１２＝Ａ１２× Ｘ＋Ｂ１２；Ｒ１２・・・（１０）
Ｙ１３＝Ａ１３× Ｘ＋Ｂ１３；Ｒ１３・・・（１１）
Ｙ１４＝Ａ１４× Ｘ＋Ｂ１４；Ｒ１４・・・（１２）
Ｙ１５＝Ａ１５× Ｘ＋Ｂ１５；Ｒ１５・・・（１３）
Ｙ１６＝Ａ１６× Ｘ＋Ｂ１６；Ｒ１６・・・（１４） The correlation coefficient R of the approximate linear equation (E) is
R × R = (Sxy × Sxy) / (Sx × Sy) (8)
It can be expressed as In this embodiment, the main control unit, in step 709, the latent image pattern potential data Xn obtained from the surface potential sensor 320 and the reflection density sensor 310 for each color, and the toner adhesion amount data after visualization. A set of five data from the youngest Yn (X1 to X5, Y1 to Y5)
(X2-X6, Y2-Y6)
(X3-X7, Y3-Y7)
(X4 to X8, Y4 to Y8)
(X5 to X9, Y5 to Y9)
(X6-X10, Y6-Y10)
And the linear approximation calculation is performed according to the above-described equations (1) to (8), and the correlation coefficient R is calculated to calculate the following six sets of approximate linear equations and correlation coefficients (9) to (14). Get.
Y11 = A11 × X + B11; R11 (9)
Y12 = A12 × X + B12; R12 (10)
Y13 = A13 × X + B13; R13 (11)
Y14 = A14 × X + B14; R14 (12)
Y15 = A15 × X + B15; R15 (13)
Y16 = A16 × X + B16; R16 (14)

メイン制御部は、得られた６組の近似直線方程式のうちから相関係数Ｒ１１〜Ｒ１６内の最大値のものに対応する１組の近似直線方程式を近似直線方程式（Ｅ）として選択する。   The main control unit selects, as an approximate linear equation (E), one set of approximate linear equations corresponding to the maximum value in the correlation coefficients R11 to R16 from the obtained six sets of approximate linear equations.

次に、メイン制御部は、ステップ７１０で、各色毎に上述の選択した近似直線方程式（Ｅ）において、図１０に示すようにＹの値が必要最大トナー付着量Ｍｍａｘとなる時のＸの値、すなわち現像ポテンシャルの値Ｖｍａｘを算出する。黒現像装置２０Ｋ、シアン現像装置２０Ｃ、マゼンタ現像装置２０Ｍ、イエロー現像装置２０Ｙの各現像バイアス電位ＶＢと感光体ドラム２０上の各色の画像露光による表面電位（露光電位）ＶＬとは上述の式から次の式（１５）、（１６）で与えられる。
Ｖｍａｘ＝（Ｍｍａｘ−Ｂ１）／Ａ１・・・（１５）
ＶＢ−ＶＬ＝Ｖｍａｘ＝（Ｍｍａｘ−Ｂ１）／Ａ１・・・（１６）
ＶＢとＶＬとの関係は近似直線方式（Ｅ）の係数を用いて表わすことができる。したがって（１６）式は、
Ｍｍａｘ＝Ａ１×Ｖｍａｘ＋Ｂ１・・・（１７）
となる。 Next, in step 710, the main control unit determines the value of X when the Y value becomes the required maximum toner adhesion amount Mmax as shown in FIG. 10 in the selected approximate linear equation (E) for each color as shown in FIG. That is, the value Vmax of the development potential is calculated. The development bias potential VB of the black developing device 20K, the cyan developing device 20C, the magenta developing device 20M, and the yellow developing device 20Y and the surface potential (exposure potential) VL due to image exposure of each color on the photosensitive drum 20 are obtained from the above formula. It is given by the following equations (15) and (16).
Vmax = (Mmax−B1) / A1 (15)
VB-VL = Vmax = (Mmax-B1) / A1 (16)
The relationship between VB and VL can be expressed using the coefficient of the approximate linear method (E). Therefore, equation (16) is
Mmax = A1 × Vmax + B1 (17)
It becomes.

ここで、感光体ドラム２０の露光前の帯電電位ＶＤと現像バイアス電位ＶＢとの関係は、図１０に示すような直線方程式、すなわち、
Ｙ＝Ａ２＊Ｘ＋Ｂ２・・・（１８）
とＸ軸との交点のＸ座標ＶＫ（現像装置の現像開始電圧）と、実験的に求めた地汚れ余裕電圧Ｖαとから、
ＶＤ−ＶＢ＝ＶＫ＋Ｖα・・・（１９）
で与えられる。 Here, the relationship between the charging potential VD before exposure of the photosensitive drum 20 and the developing bias potential VB is a linear equation as shown in FIG.
Y = A2 * X + B2 (18)
From the X coordinate VK (development start voltage of the developing device) of the intersection of the X axis and the scumming margin voltage Vα obtained experimentally,
VD−VB = VK + Vα (19)
Given in.

したがって、Ｖｍａｘ、ＶＤ、ＶＢ、ＶＬの関係は、（１６）、（１９）式により決まる。この例ではＶｍａｘを参照値として、これと各制御電圧ＶＤ、ＶＢ、ＶＬの関係をあらかじめ実験等によって求め、図１１に示すようにテーブル化して上記ＲＯＭに格納しておく。そして、メイン制御部はステップ７１１で、各色毎に上記算出したＶｍａｘに最も近いＶｍａｘを有するテーブルを選択し、その選択したテーブルに対応した各制御電圧ＶＢ、ＶＤ、ＶＬを目標電位とする。   Therefore, the relationship among Vmax, VD, VB, and VL is determined by the equations (16) and (19). In this example, using Vmax as a reference value, the relationship between this and each of the control voltages VD, VB, and VL is obtained in advance through experiments or the like, tabulated as shown in FIG. 11, and stored in the ROM. In step 711, the main control unit selects a table having Vmax closest to the calculated Vmax for each color, and sets each control voltage VB, VD, VL corresponding to the selected table as a target potential.

次に、メイン制御部は、ステップ７１１で、露光装置２１のレーザ発光駆動制御部を介して半導体レーザ（図示せず）のレーザ発光パワーを最大光量となるように制御し、表面電位センサ３２０の出力値を取り込むことにより感光体ドラム２０の残留電位を検出する。そして、ステップ７１３で、その残留電位が０でない時には上記のテーブルにより決定した目標電位ＶＢ、ＶＤ、ＶＬに対してその残留電位分の補正を行って目標電位とする。   Next, in step 711, the main control unit controls the laser emission power of the semiconductor laser (not shown) to the maximum light amount via the laser emission drive control unit of the exposure apparatus 21, and the surface potential sensor 320 The residual potential of the photosensitive drum 20 is detected by taking in the output value. In step 713, when the residual potential is not 0, the target potentials VB, VD, and VL determined by the above table are corrected to the target potential.

ステップ７１３では、以上のステップ７０５〜７１２においてエラーが無いかどうか判断する。ここで１色でもエラーがあった場合は他の色だけ制御を行っても画像濃度変動が大きくなり、またこの後行うステップ７１４の動作が無駄になるために、エラーコードをセットして終了する。この場合、作像条件は更新せず、次回セルフチェックが成功するまで前回と同じ作像条件で作像する。   In step 713, it is determined whether or not there is an error in steps 705 to 712. If there is an error even for one color, the image density fluctuation becomes large even if only other colors are controlled, and the subsequent operation in step 714 is wasted, so an error code is set and the process ends. . In this case, the image forming conditions are not updated, and image formation is performed under the same image forming conditions as before until the next self-check is successful.

ステップ７１３において、エラー無しの場合は、引き続きステップ７１５で、各色並行して感光体ドラム２０の帯電ローラ６０による帯電電位が上記目標電位ＶＤになるように電源回路を調整し、レーザ光学系制御部を介してレーザ光学系におけるレーザ発光パワーを感光体ドラム２０の露光電位が上記目標電位ＶＬになるように調整し、かつ、黒現像装置２０Ｋ、シアン現像装置２０Ｃ、マゼンタ現像装置２０Ｍ、イエロー現像装置２０Ｙの各現像バイアス電圧がそれぞれ上記目標電位ＶＢになるように電源回路を調整する。   If there is no error in step 713, then in step 715, the power supply circuit is adjusted so that the charging potential by the charging roller 60 of the photosensitive drum 20 becomes the target potential VD in parallel with each color, and the laser optical system controller The laser emission power in the laser optical system is adjusted so that the exposure potential of the photosensitive drum 20 becomes the target potential VL, and the black developing device 20K, the cyan developing device 20C, the magenta developing device 20M, and the yellow developing device. The power supply circuit is adjusted so that each developing bias voltage of 20Y becomes the target potential VB.

なお、ここでＶＬ調整時においては、感光体２０にトナーパタンが形成されているため、ＶＬ調整時におけるＬＤの発光タイミングは中間転写ベルト上で各色のトナーパタンが重なることが無いように制御することで、中間転写ベルトクリーニング、２次転写ローラクリーニング９１におけるクリーニング不良を防止することが可能となる。   Here, since the toner pattern is formed on the photoconductor 20 during the VL adjustment, the light emission timing of the LD during the VL adjustment is controlled so that the toner patterns of the respective colors do not overlap on the intermediate transfer belt. Accordingly, it is possible to prevent a cleaning failure in the intermediate transfer belt cleaning and the secondary transfer roller cleaning 91.

以上のような電位制御は画像品質を一定に維持するために特にカラー画像形成装置においては重要な制御である。
この実施形態においては、このような特殊ジョブの実行を以下のａないしｃの条件に当てはまった時に実行され、その内容は上述のセルフチェックと同様である。 The potential control as described above is an important control particularly in a color image forming apparatus in order to maintain a constant image quality.
In this embodiment, the execution of such a special job is executed when the following conditions a to c are satisfied, and the content is the same as the above self-check.

ａ．電源投入時定着温度が所定温度以下であった場合
ｂ．前回のセルフチェック（電位制御）から所定枚数作像された場合
ｃ．前回のセルフチェック（電位制御）から所定時間経過した場合 a. When the fixing temperature at power-on is below a predetermined temperature b. When a predetermined number of images have been created since the previous self-check (potential control) c. When a predetermined time has elapsed since the previous self-check (potential control)

なお、トナー濃度センサをタンデムシステムの像担持体上に配置するために、本実施例においてはトナー濃度センサの小型化を図った。この小型化に重要なのは受発光素子の構成部分をいかに小さくできるかがポイントとなる。一般的に受発光素子が小型化するにつれて、発光強度、並びに受光感度（Ｓ／Ｎ）は低下する。そこで本実施例においては、像担持体の光沢度をＧＳ（２０）＞８０とした。   In order to arrange the toner density sensor on the image carrier of the tandem system, the toner density sensor is reduced in size in this embodiment. What is important for downsizing is how small the components of the light emitting / receiving element can be. In general, as the light receiving / emitting element is downsized, the light emission intensity and the light receiving sensitivity (S / N) decrease. Therefore, in this embodiment, the glossiness of the image carrier is set to GS (20)> 80.

また、本実施例においてはトナー濃度センサ３１０を入れるスペースを確保するために現像スリーブ６５を像担持体２０の中心軸の水平線に対して約１０°上方に配置している。   In this embodiment, the developing sleeve 65 is disposed approximately 10 ° above the horizontal line of the central axis of the image carrier 20 in order to secure a space for the toner density sensor 310.

そしてまた、本実施例においては４色に対して電位センサ３２０、トナー濃度センサ３１０の出力を並列に処理するために、各チャンネルで独立したサンプリング周期４ｍｓｅｃのＡ／Ｄを採用している。   In this embodiment, in order to process the outputs of the potential sensor 320 and the toner density sensor 310 in parallel for the four colors, A / D having an independent sampling period of 4 msec is adopted for each channel.

そしてまた、本実施例においては、検知位置における変動差を最少にするために、パタン同士を近接させて、かつ画像中心に集めた配置とし、具体的にはＡ６幅以内に収まるようにした。通常出力される画像はＡ６幅以上であるため、これによって各色のパタン位置における変動が少なく、検知位置による色毎の検出誤差が少なくなり、高速で精度の高い画像形成装置を提供することができる。   Further, in this embodiment, in order to minimize the variation difference at the detection position, the patterns are arranged close to each other and collected at the center of the image, and specifically, within the A6 width. Since an image that is normally output has an A6 width or more, the variation in the pattern position of each color is thereby reduced, the detection error for each color due to the detection position is reduced, and a high-speed and highly accurate image forming apparatus can be provided. .

ところで、基準パタン形成時は、通常画像と異なり転写紙５に転写しないため、通常画像と同様の条件では感光体上に乗ったトナーの９０%以上のトナーが２次転写ローラ２４上に転写されてしまう。しかも、この２次転写ローラ２４は多種多様の凹凸のある転写紙５に対して密着した転写状態を作るために弾性体であるゴムローラで形成しており、表面粗さが粗く、クリーニングに余裕がない。このため、基準パタンの９０％以上のトナーが２次転写ローラ２４上に転写されてしまうと、クリーニング装置９１の処理能力を越えたトナー入力となり、クリーニング不良となってトナー飛散、画質劣化、裏汚れ等の問題を発生させる。   By the way, when the reference pattern is formed, it is not transferred onto the transfer paper 5 unlike the normal image. Therefore, 90% or more of the toner on the photoconductor is transferred onto the secondary transfer roller 24 under the same conditions as the normal image. End up. Moreover, the secondary transfer roller 24 is formed of a rubber roller, which is an elastic body, in order to create a transfer state in close contact with a wide variety of uneven transfer papers 5, and has a rough surface and a margin for cleaning. Absent. Therefore, if 90% or more of the toner of the reference pattern is transferred onto the secondary transfer roller 24, the toner input exceeds the processing capability of the cleaning device 91, resulting in defective cleaning, toner scattering, image quality deterioration, and backside. Causes dirt and other problems.

また、感光体クリーニングに対する入力トナー量とクリーニング性の評価結果を図１７、中間転写クリーニングに対するそれを図１８、２次転写クリーニングに対するそれ図１９に示す。図１７〜図１２９は１０枚に１回、画像間の非画像部に基準パタンを作成し、それぞれのクリーニングに対する単位面積辺りの入力トナー量を変化させて評価したもので、ランクは異常なしが５、うっすらとした画像スジ、裏汚れが４、以下数字が低くなるほど画像品質が低下することを示している。   Also, FIG. 17 shows the evaluation results of the input toner amount and cleaning performance for the photoconductor cleaning, FIG. 18 shows the result for the intermediate transfer cleaning, and FIG. 19 shows the result for the secondary transfer cleaning. FIGS. 17 to 129 are obtained by creating a reference pattern in a non-image portion between images once every 10 sheets and changing the amount of input toner per unit area for each cleaning, and the rank is not abnormal. 5. It shows that the image quality decreases as the image streak, the back stain is 4, and the numerical value is lower.

図１７〜図１９から明らかなように、感光体クリーニングが最もクリーニング能力が高く、次に中間転写クリーニング、最も低いのが２次転写クリーニングである。しかし、上記したように基準パタンのトナーは最もクリーニング能力が低いのが２次転写クリーニングにその殆どのトナーが入力されてしまう。   As apparent from FIGS. 17 to 19, the photosensitive member cleaning has the highest cleaning capability, the intermediate transfer cleaning, and the lowest the secondary transfer cleaning. However, as described above, the toner of the reference pattern has the lowest cleaning ability, but most of the toner is input to the secondary transfer cleaning.

そこで、本実施形態では基準パタンのトナーのクリーニングを、感光体クリーニング、中間転写クリーニング及び２次転写クリーニングで分担して行うように構成するため、基準パタン形成時と通常画像とで転写率を変えている。   Therefore, in this embodiment, since the cleaning of the toner of the reference pattern is performed by the photosensitive member cleaning, the intermediate transfer cleaning, and the secondary transfer cleaning, the transfer rate is changed between the reference pattern formation and the normal image. ing.

通常画像の場合、1次転写及び２次転写とも転写率が高いほど良好な画像を得るために好ましいが、基準パタンの場合は1次転写で転写率を落して感光体２０に残量するトナー量が増大させる。さらに、２次転写においても転写率を落して中間転写ベルト１０に残量するトナー量が増大させることで２次転写クリーニングの負担が軽くなりクリーニング不良を抑えることができる。さらに、図１７〜図１９に示すように、感光体クリーニング、中間転写クリーニング及び２次転写クリーニングはクリーニング性能が異なるので、最もクリーニング能力が高い感光体クリーニングの負担を多くし、次に中間転写クリーニングで、２次転写クリーニングには殆どクリーニングさせないようにすればより好都合である。   In the case of a normal image, the higher the transfer rate for both the primary transfer and the secondary transfer, the better. Increase the amount. Further, also in the secondary transfer, the transfer rate is lowered and the amount of toner remaining on the intermediate transfer belt 10 is increased, so that the burden of the secondary transfer cleaning becomes light and the cleaning failure can be suppressed. Further, as shown in FIGS. 17 to 19, since the cleaning performance differs between the photoreceptor cleaning, intermediate transfer cleaning, and secondary transfer cleaning, the burden of the photoreceptor cleaning with the highest cleaning capability is increased, and then the intermediate transfer cleaning is performed. Therefore, it is more convenient if the secondary transfer cleaning is hardly performed.

具体的には、上記実施形態では１次転写は定電流制御、２次転写は低電流の斥力バイアス制御となり、通常画像形成時におけるそれぞれの最適転写電流は図１５及び図１６に示すようになり、
画像部１次転写バイアス電流値：２５μＡ
画像部２次転写バイアス電流値：５０μＡ
とすると、
基準パタン部の転写バイアス条件は以下のように設定する。
基準パタン部１次転写バイアス電流値：９μＡ
基準パタン部２次転写バイアス電流値：０μＡ Specifically, in the above embodiment, the primary transfer is constant current control and the secondary transfer is low-current repulsive bias control, and the optimum transfer currents during normal image formation are as shown in FIGS. ,
Image portion primary transfer bias current value: 25 μA
Image portion secondary transfer bias current value: 50 μA
Then,
The transfer bias condition for the reference pattern portion is set as follows.
Reference pattern portion primary transfer bias current value: 9 μA
Reference pattern portion secondary transfer bias current value: 0 μA

このように、通常画像時と基準パタン時とで転写率を異ならせることで２次転写クリーニングのクリーニング不良の発生を抑えられる。なお、基準パタン時において、２次転写ローラ２４へのトナー入力は出きれば零にしたいが、２次転写ローラ２４が中間転写ベルト１０に接している以上零にできない。そこで、２次転写ローラ２４を中間転写ベルト１０に対して接離可能に構成し、基準パタン時は転写ローラ２４を中間転写ベルト１０から離してトナー入力を零にするようにしてもよい。このとき、２次転写装置をクリーニングレスに構成することも可能である。   Thus, the occurrence of cleaning failure in the secondary transfer cleaning can be suppressed by making the transfer rate different between the normal image and the reference pattern. It should be noted that if the toner input to the secondary transfer roller 24 comes out at the reference pattern, it is desired to be zero, but cannot be zero as long as the secondary transfer roller 24 is in contact with the intermediate transfer belt 10. Therefore, the secondary transfer roller 24 may be configured to be able to contact and separate from the intermediate transfer belt 10, and the toner input may be made zero by separating the transfer roller 24 from the intermediate transfer belt 10 during the reference pattern. At this time, it is possible to configure the secondary transfer device without cleaning.

ところで、クリーニング性能は摩擦係数に大きく左右されることが知られており、摩擦係数が高い程クリーニング能力が低下する。そこで、上記実施形態において、感光体２０、中間転写ベルト１０、２次転写ローラ２４の摩擦係数は感光体２０を０．１５、中間転写ベルト１０を０．２０、２次転写ローラ２４を０．５０に設定している。なお、本摩擦係数は、新東科学株式会社製ＨＥＩＤＯＮトライボギヤ ミューズ ＴＹＰＥ９４ｉ２００により測定を行った結果である。また、ここでいうところの摩擦係数は、ステアリン酸亜鉛等の潤滑材を含むものであり、本例では感光体２０、中間転写ベルト１０にステアリン酸亜鉛を微量塗布し、上記の摩擦係数を維持している。   By the way, it is known that the cleaning performance greatly depends on the friction coefficient, and the higher the friction coefficient, the lower the cleaning ability. Therefore, in the above embodiment, the friction coefficients of the photosensitive member 20, the intermediate transfer belt 10, and the secondary transfer roller 24 are 0.15 for the photosensitive member 20, 0.20 for the intermediate transfer belt 10, and 0. 50 is set. In addition, this friction coefficient is the result of having measured by HEIDON tribogear muse TYPE94i200 by Shinto Scientific Co., Ltd. Further, the friction coefficient here includes a lubricant such as zinc stearate. In this example, a small amount of zinc stearate is applied to the photoreceptor 20 and the intermediate transfer belt 10 to maintain the above friction coefficient. doing.

このように構成すると、摩擦係数が感光体２０＜中間転写ベルト１０としても通常画像と基準パッチがともに中間転写ベルト１０に転写されるため、摩擦係数が転写率を異ならせることはない。しかし、摩擦係数が中間転写ベルト１０＜２次転写ローラ２４とすることで、通常画像は中間転写ベルト１０から転写紙５に転写されるのに対し、基準パッチは中間転写ベルト１０から２次転写ローラ２４に転写されるので、摩擦係数の差によって２次転写ローラ２４へのトナー入力量を少なくすることができる。   With this configuration, both the normal image and the reference patch are transferred to the intermediate transfer belt 10 even if the photoconductor 20 <the intermediate transfer belt 10 has a friction coefficient, so that the friction coefficient does not change the transfer rate. However, when the friction coefficient is the intermediate transfer belt 10 <secondary transfer roller 24, the normal image is transferred from the intermediate transfer belt 10 to the transfer paper 5, whereas the reference patch is transferred from the intermediate transfer belt 10 to the secondary transfer roller 24. Since the toner is transferred to the roller 24, the amount of toner input to the secondary transfer roller 24 can be reduced due to the difference in friction coefficient.

図２０は、本発明の他の実施形態を示す画像形成装置の全体概略図である。本実施形態の画像形成装置は各感光体２０に形成したトナー像を転写搬送ベルト１０Ａによって搬送される記録媒体としての転写紙５に転写手段としての転写ローラ１１Ａによって重ね転写するものである。   FIG. 20 is an overall schematic diagram of an image forming apparatus showing another embodiment of the present invention. The image forming apparatus according to the present embodiment is configured to transfer the toner image formed on each photoconductor 20 onto a transfer sheet 5 as a recording medium conveyed by a transfer conveyance belt 10A by a transfer roller 11A as a transfer unit.

かかる構成の画像形成装置においても、基準パッチを感光体２０の幅方向と直交する方向にずらして形成するとともに、通常画像と基準パッチとで転写ローラ１１Ａの転写率を変えることで、転写搬送ベルト１０Ａに設けたクリーニング装置（図示せず）の負担を軽減することができる。すなわち、基準パッチ形成時の転写率を通常画像形成時の転写率よりも悪化させることで、基準パッチのトナーを感光体クリーニングと転写ベルトクリーニングとで分担して行い、転写ベルトクリーニングの負担を軽減することができる。   Also in the image forming apparatus having such a configuration, the reference patch is formed while being shifted in the direction orthogonal to the width direction of the photoconductor 20, and the transfer rate of the transfer roller 11A is changed between the normal image and the reference patch, thereby transferring and conveying belt. The burden on the cleaning device (not shown) provided in 10A can be reduced. That is, by making the transfer rate at the time of forming the reference patch worse than the transfer rate at the time of normal image formation, the toner of the reference patch is shared between the photosensitive member cleaning and the transfer belt cleaning, thereby reducing the burden of the transfer belt cleaning. can do.

本発明の一実施形態を示す画像形成装置の概略図である。1 is a schematic view of an image forming apparatus showing an embodiment of the present invention. 画像形成装置本体の構成を示す拡大図である。2 is an enlarged view showing a configuration of an image forming apparatus main body. FIG. 中間転写ベルトの構造を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of an intermediate transfer belt. 隣り合う２つの画像形成ユニットを示す拡大図である。It is an enlarged view showing two adjacent image forming units. トナーリサイクル装置の概略構成を示す説明図である。2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a toner recycling apparatus. FIG. 感光体クリーニング装置の回収スクリューの一端部分を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the one end part of the collection | recovery screw of a photoconductor cleaning apparatus. 電位制御ルーチンを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a potential control routine. 感光体ドラム上に形成するパッチパタンを示す平面図である。It is a top view which shows the patch pattern formed on a photoconductor drum. 電位制御時の電位データとトナー付着量データとの各パッチパタンにおける関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between potential data and toner adhesion amount data for each patch pattern during potential control. 電位制御時のトナー付着量データに対する電位データと制御電位データとの直線近似を示すグラフである。6 is a graph showing linear approximation of potential data and control potential data with respect to toner adhesion amount data during potential control. 電位制御テーブルを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an electric potential control table. 反射濃度センサ、電位センサ、感光体の配置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning relationship of a reflection density sensor, an electric potential sensor, and a photoreceptor. 中間転写ベルト上に形成するパッチパタンを示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a patch pattern formed on an intermediate transfer belt. そのパッチパタンを示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the patch pattern. 転写率と１次転写電流の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a transfer rate and a primary transfer current. 転写率と２次転写電流の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a transfer rate and a secondary transfer current. 感光体クリーニングのトナー入力量とクリーニング評価の関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between a toner input amount for cleaning a photosensitive member and a cleaning evaluation. 中間転写クリーニングのトナー入力量とクリーニング評価の関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between a toner input amount of intermediate transfer cleaning and a cleaning evaluation. ２次転写クリーニングのトナー入力量とクリーニング評価の関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between a toner input amount of secondary transfer cleaning and a cleaning evaluation. 本発明の他の実施形態を示す画像形成装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the image forming apparatus which shows other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 中間転写ベルト
１０Ａ 転写搬送ベルト
１１，１１Ａ 転写ローラ
１７ 中間転写ベルトクリーニング
１８ 画像形成ユニット
２０ 感光体ドラム
２４ ２次転写ローラ
９１ ２次転写ローラクリーニング
１００ 画像形成装置本体
２００ 給紙テーブル
３００ スキャナ
３０１，３０２，３０３ パッチパタン（基準トナーパッチ） DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Intermediate transfer belt 10A Transfer conveyance belt 11, 11A Transfer roller 17 Intermediate transfer belt cleaning 18 Image forming unit 20 Photosensitive drum 24 Secondary transfer roller 91 Secondary transfer roller cleaning 100 Image forming apparatus main body 200 Paper feed table 300 Scanner 301, 302, 303 Patch pattern (reference toner patch)

Claims (6)

複数の像担持体に形成したトナー像を中間転写体に接触して転写する１次転写手段と、該中間転写体に転写されたトナー像を次の転写材に接触して転写する２次転写手段とを有する画像形成装置であって、前記複数の像担持体上に形成した基準トナーパッチの濃度をトナー付着量検出手段により光学的に検出し、該トナー付着量検出手段の検出結果に基づいて画像濃度制御を行う画像形成装置において、
前記トナー付着量検出手段が像担持体毎に像担持体の移動方向と直交する方向にずらして配置するとともに、前記１次転写手段が前記基準トナーパッチと前記トナー像とで転写条件が異なることを特徴とする画像形成装置。 Primary transfer means for transferring toner images formed on a plurality of image carriers in contact with an intermediate transfer member, and secondary transfer for transferring toner images transferred to the intermediate transfer member in contact with a next transfer material An image forming apparatus comprising: a toner adhesion amount detection unit that optically detects a density of a reference toner patch formed on the plurality of image carriers; and a detection result of the toner adhesion amount detection unit. In an image forming apparatus that performs image density control,
The toner adhesion amount detection means is arranged to be shifted in the direction orthogonal to the moving direction of the image carrier for each image carrier, and the primary transfer means has different transfer conditions for the reference toner patch and the toner image. An image forming apparatus. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記２次転写手段は前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に接触して転写し、前記中間転写体に転写された前記基準トナーパッチを転写部材に接触して転写するとともに、前記基準トナーパッチと前記トナー像とで転写条件が異なることを特徴とする画像形成装置。   2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the secondary transfer unit transfers the toner image transferred to the intermediate transfer member in contact with a recording medium, and transfers the reference toner patch transferred to the intermediate transfer member. An image forming apparatus, wherein a transfer member is transferred in contact with a transfer member, and transfer conditions are different between the reference toner patch and the toner image. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記複数の像担持体と前記中間転写体と前記転写部材に、それぞれ転写後に残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置を備えており、各クリーニング装置のクリーニング性能は前記転写部材より前記中間転写体、前記中間転写体より前記像担持体が高いとともに、前記基準トナーパッチはクリーニング性能が高いクリーニング装置の順に多くのトナーを除去するように前記１次転写及び２次転写の転写条件を設定することを特徴とする画像形成装置。   3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the plurality of image carriers, the intermediate transfer member, and the transfer member are each provided with a cleaning device that cleans toner remaining after transfer, and each of the cleaning devices includes: The primary transfer so that the cleaning performance of the intermediate transfer member is higher than that of the transfer member and the image carrier is higher than that of the intermediate transfer member, and the reference toner patch removes more toner in the order of the cleaning device having the higher cleaning performance. And an image forming apparatus, wherein transfer conditions for secondary transfer are set. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記２次転写手段は前記中間転写体に転写されたトナー像を記録媒体に接触して転写し、前記中間転写体に転写された前記基準トナーパッチは前記中間転写体から転写部材を離間させて転写しないことを特徴とする画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the secondary transfer unit transfers the toner image transferred to the intermediate transfer member in contact with a recording medium, and the reference toner patch transferred to the intermediate transfer member is An image forming apparatus, wherein a transfer member is not transferred after being separated from the intermediate transfer member. 複数の像担持体に形成したトナー像を記録媒体に接触して順次重ね転写する転写手段を有する画像形成装置であって、前記複数の像担持体上に形成した基準トナーパッチの濃度をトナー付着量検出手段により光学的に検出し、該トナー付着量検出手段の検出結果に基づいて画像濃度制御を行う画像形成装置において、
前記トナー付着量検出手段が像担持体毎に像担持体の移動方向と直交する方向にずらして配置するとともに、前記転写手段が前記記録媒体を搬送する転写搬送部材に接触して前記基準トナーパッチを転写するとともに、該基準トナーパッチと前記トナー像とで転写条件が異なることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus having transfer means for sequentially transferring toner images formed on a plurality of image carriers in contact with a recording medium, wherein the density of reference toner patches formed on the plurality of image carriers is attached to the toner. In an image forming apparatus that optically detects by an amount detection unit and performs image density control based on a detection result of the toner adhesion amount detection unit,
The toner adhesion amount detecting means is arranged to be shifted for each image carrier in a direction orthogonal to the moving direction of the image carrier, and the transfer means comes into contact with a transfer conveyance member for conveying the recording medium and the reference toner patch And a transfer condition for the reference toner patch and the toner image are different. 請求項１、２及び５の何れかに記載の画像形成装置において、前記転写手段は前記トナー像の転写率より前記基準トナーパッチの転写率を低くすることを特徴とする画像形成装置。   6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the transfer unit makes the transfer rate of the reference toner patch lower than the transfer rate of the toner image.

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