JP2010054890A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を利用した複写機・プリンタ・ファクシミリ或いはこれらを機能的に備えた複合機等の画像形成装置に搭載され、特に、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる2成分現像剤を収納した現像器を備えた現像装置に関する。 The present invention is mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile using an electrophotographic system, or a multifunction machine functionally equipped with these, and in particular, a non-magnetic toner is charged using a magnetic carrier 2. The present invention relates to a developing device provided with a developing device containing a component developer.
従来から、複数枚の転写紙に対して連続して画像形成処理を行う場合に、出力画像のドット数をドットカウンタで算出し、出力画像のドット数が閾値よりも多い場合には、転写紙の給紙間隔を長くするようにした2成分現像方式の現像増装置を搭載した画像形成装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, when image formation processing is continuously performed on a plurality of transfer sheets, the number of dots in the output image is calculated by a dot counter, and if the number of dots in the output image is greater than the threshold value, the transfer sheet There is known an image forming apparatus equipped with a two-component development type development increasing device in which the paper feeding interval is increased (see, for example, Patent Document 1).
これは、出力画像が高濃度印字の場合に、画像形成処理時の給紙間隔を長くすると共に現像器内での二成分現像剤の攪拌時間を長くすることによって、現像器中のトナーの入れ替わりを促進し得て、像担持体に転写する際の二成分現像剤が不均一となってしまったり帯電量が低下してしまうことを防止することができる。 This is because when the output image is high density printing, the toner in the developing unit is replaced by increasing the paper feeding interval during the image forming process and increasing the stirring time of the two-component developer in the developing unit. It is possible to prevent the two-component developer at the time of transferring to the image carrier from becoming non-uniform and the charge amount from being reduced.
尚、長期間にわたって現像剤の帯電量を安定化させるため、中間転写体や感光体等の像担持体上に一定条件にて形成した画像濃度検出用パッチ画像の画像濃度を画像濃度センサで読み取り、その出力値によって現像剤のトナー濃度の設定値を可変することは周知である。
ところが、上記の如く構成された現像装置にあっては、二成分現像剤のトナー濃度が高く設定されているときには二成分現像剤の帯電量も高いため、給紙間隔を長くして攪拌時間を長くしただけでは逆効果となり画像濃度低下等の不具合を発生させてしまうという問題が生じていた。また、給紙間隔を長くすると、画像処理能力が低下してしまうという問題も生じていた。 However, in the developing device configured as described above, when the toner concentration of the two-component developer is set high, the charge amount of the two-component developer is also high. If the length is increased, the effect is reversed, causing problems such as a decrease in image density. In addition, when the paper feed interval is increased, there is a problem that the image processing capability is reduced.
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、必要以上にパフォーマンスを低下させることなく画像欠陥の発生を抑制することができる現像装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a developing device that can suppress the occurrence of image defects without degrading performance more than necessary.
本発明の画像形成装置は、現像器内に収納された二成分現像剤中のトナーとキャリアとの混合比からなるトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、像担持体上に転写されたトナー量を検出する画像濃度センサと、前記像担持体上に転写される出力画像の印字率を算出する演算部と、前記像担持体上に転写された検出用パッチの画像濃度を前記画像濃度センサで検出させ且つその検出画像濃度によって前記現像器内に収納された二成分現像剤のトナー濃度の設定値を可変する制御回路と、を備えた現像装置において、前記制御回路は、前記演算部で算出された印字率が高くなるにつれて給紙間隔を長くすると共に、前記トナー濃度センサで検出されたトナー濃度が高い場合には給紙間隔を短くすることを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention includes a toner concentration sensor that detects a toner concentration including a mixing ratio of toner and carrier in a two-component developer housed in a developing device, and an amount of toner transferred onto an image carrier. An image density sensor for detecting an image, a calculation unit for calculating a printing rate of an output image transferred onto the image carrier, and an image density sensor for determining an image density of a detection patch transferred onto the image carrier. And a control circuit configured to vary a toner density setting value of the two-component developer stored in the developing device according to the detected image density. The paper feeding interval is lengthened as the printed rate increases, and the paper feeding interval is shortened when the toner density detected by the toner density sensor is high.
この際、前記制御回路は、前記トナー濃度センサで検出されたトナー濃度値について、複数の閾値を設け、トナー濃度が高くなるにつれて段階的に給紙間隔を短くするのが好ましい。 At this time, it is preferable that the control circuit provides a plurality of threshold values for the toner density value detected by the toner density sensor, and gradually shortens the paper feed interval as the toner density increases.
本発明の画像形成装置は、必要以上にパフォーマンスを低下させることなく画像欠陥の発生を抑制することができる。 The image forming apparatus of the present invention can suppress the occurrence of image defects without degrading performance more than necessary.
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。 Next, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの説明図、図2は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram of a printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of a main part of the image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
(カラープリンタ1の全体構成)税理士
図1において、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ1は、プリンタ本体2の一面(例えば、正面)から引き出し可能な給紙カセット3と、プリンタ本体2の一面に起倒可能に設けられた手差し給紙トレイ4と、給紙カセット3又は手差し給紙トレイ4にセットされた転写紙(図示せず)を搬送する搬送経路5と、搬送経路5の上流端を構成する給紙ユニット部6と、搬送経路5の中途部に配置された二次転写ローラ7と、二次転写ローラ7と協働して転写紙の表面にトナー転写像を形成する無端ベルト状の中間転写ベルト8と、中間転写ベルト8の表面に必要に応じた各色(例えば、イエロー(Y)・マゼンダ(M)・シアン(C)・ブラック(K))のトナーをトナー像として転写する複数の画像形成部9と、搬送経路5の終端寄りに配置されて転写紙の表面に形成されたトナー転写像を定着させる定着ユニット10と、定着後の転写紙を搬送経路5の下流端からプリンタ本体2の排紙トレイ部11へと排出する排出部12とを備えている。
(Overall Configuration of Color Printer 1) Tax Accountant In FIG. 1, a color printer 1 as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
中間転写ベルト8は、像担持体としての機能を具備しており、層構成に少なくとも一層の弾性層を用いた弾性中間転写ベルトが採用され、駆動ローラ13、従動ローラ(テンションローラ)14、加圧ローラ15の間で回動移動(図示矢印参照)する。
The
加圧ローラ15は中間転写ベルト8を挟んで二次転写ローラ7と対向配置されており、二次転写ローラ7に転写バイアスを印加することによって搬送経路5に搬送された転写紙の表面にトナー像を転写してトナー転写像を形成する。
The
(画像形成部9の構成)
画像形成部9は、本実施の形態では中間転写ベルト8の回動移動方向に沿ってタンデム方式で4ヶ所に配置され、実質的に同一構成のものが配置されている。また、画像形成部9は、各色のトナーを収納したトナーコンテナ16と、トナーコンテナ16に収納したトナーを供給する供給部17と、表面に供給部17からトナーが供給されるドラム状の静電潜像担持体としての感光体18と、中間転写ベルト8を挟んで感光体18に対向配置された転写ローラ19と、感光体18の表面に付着した残存トナー等を除去するクリーニングデバイス20と、感光体18の電荷を除去する除電デバイス21と、感光体18の表面を帯電する帯電デバイス22と、感光体18の表面に所定の静電潜像を形成する露光デバイス23と、を備えている。
(Configuration of the image forming unit 9)
In the present embodiment, the
尚、各画像形成部9は、本実施の形態では、中間転写ベルト8の回動移動方向に沿ってマゼンダ用の画像形成部9(M)、シアン用の画像形成部9(C)、イエロー用の画像形成部9(Y)の順で配置され、図示右側の端部にブラック用の画像形成部9(K)が配置されている。
In the present embodiment, each
(供給部17の構成)
供給部17は、図2に示すように、トナーコンテナ16から供給されたトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を撹拌・帯電する撹拌ミキサー24と、撹拌ミキサー24から供給された二成分現像剤を撹拌・搬送するパドルミキサー25と、各ミキサー24,25の間に介在された仕切板26と、内部に複数の固定磁石を配設してその周囲を回転可能としたスリーブ状の現像剤担持体としての磁気ローラ27と、磁気ローラ27上に形成された磁気ブラシ(図示せず)によってトナー層(図示せず)を形成するトナー担持体としての現像ローラ28と、磁気ローラ27上に形成された磁気ブラシの高さを一定に保つための規制ブレード29と、を備えている。また、供給部17は、トナーコンテナ16から供給されて攪拌ミキサー24で攪拌・帯電される二成分現像剤のトナー(T)とキャリア(C)との重量比(T/C)をトナー濃度として検出するトナー濃度センサ30を備えている。この際、トナー濃度センサ30によって検出されたトナー濃度は、制御回路31に出力される。
(Configuration of supply unit 17)
As shown in FIG. 2, the
(制御回路31)
制御回路31は、ROM32に格納された画像形成処理に関する制御プログラムに基づいて供給部17の駆動系等を制御する。また、制御回路31には、例えば、図示を略するパーソナルコンピュータから出力された印刷データに基づく印字率が露光デバイス23等の画像処理回路や公知のドットカウンタ(共に図示せず)等から入力されると共に、供給部17から中間転写ベルト8に転写されたトナー像の画像濃度が画像濃度センサ33から入力される。また、ROM32には、本発明に係わる給紙間隔制御プログラムも格納されており、露光デバイス23等から出力された印字率、トナー濃度センサ30から出力されたトナー濃度、画像濃度センサ33から出力された画像濃度に基づいて、給紙ユニット部6を駆動する駆動部34の駆動タイミングを制御回路31が制御して、転写紙の給紙間隔を変更する。
(Control circuit 31)
The
(画像濃度センサ33)
画像濃度センサ33は、図3に示すように、LED等の光源35から出射されたビーム光束がビームスプリッタ36を透過して中間転写ベルト8のトナー面(トナー像)に照射される。また、ビームスプリッタ36に偏向されたビーム光束が受光センサ37にてモニターされ、光源35の光量を一定に保つように構成されている。
(Image density sensor 33)
As shown in FIG. 3, in the
一方、トナー面から反射した反射光束は散乱光となり、ビームスプリッタ38にて再び2つの偏光成分に分配され、それぞれ受光センサ39,40に入射され、各受光センサ39,40に受光された光量の比率によってトナー量(画像濃度)を検知する。
On the other hand, the reflected light beam reflected from the toner surface becomes scattered light, and is again divided into two polarized light components by the
(画像形成処理)
このような構成のカラープリンタ1においては、図示を略すパーソナルコンピュータ等から印刷データが出力されると、帯電デバイス22によって感光体18の表面が帯電された後(帯電工程)、露光デバイス23によって感光体18の表面が露光されて静電潜像が形成される(露光工程)。
(Image formation processing)
In the color printer 1 having such a configuration, when print data is output from a personal computer (not shown) or the like, the surface of the
一方、供給部17においては、二成分現像剤が磁気ローラ27の表面に担持されて磁気ブラシを形成し、その磁気ローラ27の表面の磁気ブラシからトナーのみを現像ローラ28の表面に移送させて現像ローラ28の表面にトナー層を形成する。
On the other hand, in the
さらに、この現像ローラ28のトナー層からトナーを飛翔させ、感光体18の静電潜像にトナーを付着させて静電潜像をトナー像として現像した後(現像工程)、そのトナー像を転写ローラ19によって感光体18から中間転写ベルト8へと一次転写する(一次転写工程)。
Further, the toner is ejected from the toner layer of the developing
次に、中間転写ベルト8に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト8の回動移動によって二次転写ローラ7へと搬送され、この二次転写ローラ7に印加された転写バイアスによって転写紙へと転写される(二次転写工程)。
Next, the toner image primarily transferred to the
尚、二次転写ローラ7によってトナー像を二次転写した後の中間転写ベルト8の表面に残存したトナー等は、二次転写ローラ7よりも回動移動方向下流側に配置されたベルトクリーニング装置41によって除去される。
The toner remaining on the surface of the
(給紙間隔制御)
次に、本発明の制御回路31による給紙間隔制御について説明する。
(Feeding interval control)
Next, the paper feed interval control by the
制御回路31は、画像印字中に、トナー濃度センサ30によって二成分現像剤の透磁率に基づくトナー濃度を読み取らせる。
The
トナー濃度センサ30は、トナー濃度が高い場合にはトナー濃度センサ30の出力電圧は低くなり、トナー濃度が低い場合にはトナー濃度センサ30の出力電圧は高くなる。
When the toner density is high, the output voltage of the
この際、制御回路31は、トナー濃度が予め設定された制御値(例えば、ROM32に格納)よりも低い場合には、印字画像のドットカウント(印字率)によりトナーコンテナ16からのトナー補給量を算出し、消費されたトナーよりもやや多目の補給を行う。尚、制御回路31は、トナー濃度が制御値よりも高い場合には補給を行わない。
At this time, when the toner density is lower than a preset control value (for example, stored in the ROM 32), the
また、制御回路31は、例えば、キャリブレーション等の画像濃度検出時に、供給部17から中間転写ベルト8にパッチ画像を転写し、そのパッチ画像の画像濃度を画像濃度センサ33にて検出させる。
The
制御回路31は、キャリブレーション時に画像濃度センサ33にて読み取った検出用パッチの画像濃度が高い場合には、二成分現像剤の帯電量が低下しているため、二成分現像剤のトナー濃度が低くなるようにトナー濃度制御値を変更する。また、逆に検出用パッチの画像濃度が低い場合には、現像剤の帯電量が上昇しているため、現像剤のトナー濃度が高くなるようにトナー濃度制御値を変更する。
When the image density of the detection patch read by the
次に、制御回路31は、上述した印字率とトナー濃度制御値とにより、給紙間隔を設定する。
Next, the
具体的には、制御回路31は、印字率が高くなるにつれて給紙間隔が長くなるように駆動部34を制御し、現像剤のトナー濃度が高い場合には給紙間隔が短くなるように駆動部34を制御する。
Specifically, the
図4(A)は本発明に係る制御回路31による印字率とトナー濃度設定値との関係における給紙間隔制御例の図表、図4(B)は従来の印字率のみによる給紙間隔制御例(長間隔)の図表、図4(C)は従来の印字率のみによる給紙間隔制御例(短間隔)の図表である。
FIG. 4A is a chart of an example of sheet feeding interval control in the relationship between the printing rate and the toner density setting value by the
図4(A)に示すように、本発明の制御回路31では、印字率とトナー濃度設定値とに基づいて得られた長さの給紙間隔となるように給紙タイミングを調整するようにした。
As shown in FIG. 4A, the
尚、図4に示した給紙間隔の設定においては、トナー濃度が8%未満、8%以上11%未満、11%以上、の場合で段階的にトナー濃度が高い場合に給紙間隔を短くしている。 In the setting of the paper feed interval shown in FIG. 4, when the toner density is less than 8%, 8% or more and less than 11%, or 11% or more, and the toner density is gradually increased, the paper feed interval is shortened. is doing.
一例として、図5に示すように、濃度設定値がそれぞれ7%、9.5%、12%となるように調整すると共に、印字率が10%、30%、50%、70%、90%の画像を30枚連続印字した時のカブリ等の画像欠陥の発生有無を示す。 As an example, as shown in FIG. 5, the density setting values are adjusted to 7%, 9.5%, and 12%, respectively, and the printing rate is 10%, 30%, 50%, 70%, and 90%. The occurrence of image defects such as fogging when 30 images are continuously printed is shown.
図4(B),図5(B)では、画像欠陥が発生しない比較的良好な画像を得ることができたものの、本発明の制御回路31による給紙間隔が長いため、画像形成処理能力等のパフォーマンスが低下した。
In FIGS. 4B and 5B, although a relatively good image with no image defect can be obtained, the sheet feeding interval by the
また、図4(C),図5(C)では、トナー濃度設定値が低い場合に給紙間隔が短かすぎるためにカブリ等の画像不具合が発生した。 Further, in FIGS. 4C and 5C, when the toner density setting value is low, an image defect such as fogging occurs because the paper feed interval is too short.
これらに対し、本発明の制御回路31による給紙間隔制御では、現像剤のトナー濃度が低く印字率が高い条件ほど給紙間隔を長くし、逆に現像剤のトナー濃度が高く印字率が低い条件ほど給紙間隔を短くする制御を行うことにより、必要以上にパフォーマンスを低下させること無く、画像欠陥のない良好な画像を得ることができた。
On the other hand, in the paper feed interval control by the
ところで、上記実施の形態においては、トナー濃度設定値を8%未満、8%以上11%未満、11%以上、の3段階に分けた場合で示したが、例えば、10%未満と10%以上というように、2段階に分けても良いし、4段階以上に分けても良い。 By the way, in the above-described embodiment, the toner density setting value is shown in three stages of less than 8%, 8% or more and less than 11%, and 11% or more, but for example, less than 10% and 10% or more. Thus, it may be divided into two stages, or may be divided into four or more stages.
1…カラープリンタ(画像形成装置)
8…中間転写ベルト(像担持体)
9…画像形成部
23…露光デバイス(演算部)
30…トナー濃度センサ
31…制御回路
33…画像濃度センサ
1. Color printer (image forming device)
8 ... Intermediate transfer belt (image carrier)
9 ...
30 ...
Claims (2)
前記制御回路は、前記演算部で算出された印字率が高くなるにつれて給紙間隔を長くすると共に、前記トナー濃度センサで検出されたトナー濃度が高い場合には給紙間隔を短くすることを特徴とする現像装置。 A toner density sensor for detecting a toner density comprising a mixing ratio of toner and carrier in a two-component developer housed in the developing device, an image density sensor for detecting the amount of toner transferred on the image carrier, An arithmetic unit that calculates a printing rate of an output image transferred onto the image carrier, and an image density sensor that detects the image density of the detection patch transferred onto the image carrier, and the detected image density A developing device comprising: a control circuit that varies a set value of the toner concentration of the two-component developer housed in the developing device;
The control circuit lengthens the paper feed interval as the printing rate calculated by the arithmetic unit increases, and shortens the paper feed interval when the toner density detected by the toner density sensor is high. A developing device.
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