JP2013114252A

JP2013114252A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2013114252A
Application number: JP2011263505A
Authority: JP
Inventors: Akira Yamauchi; 暁山内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2013-06-10

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus which is capable of reducing developer deterioration without generating fogging and image defects, and suppressing decrease in image density and image quality.SOLUTION: An image forming apparatus is characterized in comprising: a photosensitive drum having an electrostatic latent image formed thereon; a developing sleeve which develops the electrostatic latent image as a toner image; a printer control part which changes a rotation speed of the developing sleeve; a CPU which detects a maximum image density formed on a sheet among a prescribed number of sheets; an image processing unit which controls to execute a first mode for forming an image at a first rotation speed of the developer sleeve when the maximum image density detected by the CPU is a prescribed value or greater, and execute a second mode for forming an image at a second rotation speed lower than the first rotation speed of the developer sleeve when the maximum image density detected by the CPU is the prescribed value or lower; and a first and a second lookup table for determining an image density gradation property according to the first and the second mode.

Description

本発明は、静電潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus including a developing device that develops an electrostatic latent image.

従来の現像装置として、いわゆる磁気ブラシ現像法を用いたものがある（特許文献１参照）。磁気ブラシ現像法では、磁性キャリアとトナーからなる二成分現像剤により、内部に磁界発生手段である磁石（マグネットロール）を配置した現像スリーブの表面に磁気ブラシを形成させる。そして、微小な現像間隙を保持して対向させた感光ドラムにこの磁気ブラシを摺擦または近接させ、同時に現像スリーブと感光ドラムの間に連続的に交番電界を印加する。これにり、トナーの現像スリーブ側から感光ドラム側への転移及び逆転移を繰り返し行わせて現像を行う。 As a conventional developing device, there is one using a so-called magnetic brush developing method (see Patent Document 1). In the magnetic brush developing method, a magnetic brush is formed on the surface of a developing sleeve in which a magnet (magnet roll) serving as a magnetic field generating means is disposed by a two-component developer composed of a magnetic carrier and toner. Then, the magnetic brush is rubbed or brought close to the opposing photosensitive drum while holding a minute development gap, and at the same time, an alternating electric field is continuously applied between the developing sleeve and the photosensitive drum. In this way, the development is performed by repeatedly transferring and reversely transferring the toner from the developing sleeve side to the photosensitive drum side.

一般に、トナー及びキャリアは、現像装置の駆動に伴って機械的摩擦を受けて劣化する。特にトナーの劣化に着目した場合、出力画像が低画像比率（低印字比率）の場合は、トナーが長時間消費されずに現像装置内に滞留したまま摩擦を受け続けるため、摩擦によるトナー劣化の影響が大きい。トナー劣化は、帯電能低下による画像濃度変化や流動性変化による画質低下を引き起こす。 Generally, the toner and the carrier are deteriorated due to mechanical friction as the developing device is driven. In particular, when focusing on toner deterioration, if the output image has a low image ratio (low print ratio), the toner remains in the developing device without being consumed for a long time and continues to receive friction. A large impact. The toner deterioration causes a decrease in image density due to a change in image density and a change in fluidity due to a decrease in charging ability.

そこで、特許文献２では、出力画像の画像比率が小さい場合には、現像スリーブの回転速度を低下させることによってトナー劣化を軽減している。しかし、単に現像スリーブの回転速度を低下させるだけでは、単位時間に現像スリーブから感光ドラムに供給されるトナー量が減少し、画像濃度が低下してしまう。 Therefore, in Patent Document 2, when the image ratio of the output image is small, toner deterioration is reduced by reducing the rotation speed of the developing sleeve. However, if the rotational speed of the developing sleeve is simply lowered, the amount of toner supplied from the developing sleeve to the photosensitive drum per unit time is reduced, and the image density is lowered.

そこで、特許文献３では、現像スリーブの回転速度の低下にあわせて交番電界を変化させ、より高濃度に現像することによって、現像スリーブの回転速度低下に伴う画像濃度低下を補償している。 Therefore, in Patent Document 3, an alternating electric field is changed in accordance with a decrease in the rotation speed of the developing sleeve, and development is performed at a higher density, thereby compensating for a decrease in image density accompanying a decrease in the rotation speed of the developing sleeve.

特開昭５５−３２０６０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-3260 特開２００１−７５３５８号公報JP 2001-75358 A 特開２００９−１６３１０７号公報JP 2009-163107 A

しかしながら、高濃度に現像する場合、通常、現像電圧の交流成分は、非画像部へのトナー付着（かぶり）、異物への放電による画像不良（リングマーク）を許容できる限界が決められている。このため、濃度を補償するためさらに高濃度化する余地は残っていない場合が多い。すなわち、特許文献３の技術で、現像スリーブの速度低下時に、さらに現像交流電圧を高濃度化させると、かぶりやリングマークを許容できなくなる。 However, when developing at a high density, the AC component of the development voltage usually has a limit that allows for image adhesion (ring mark) due to toner adhesion (fogging) to non-image areas and discharge to foreign matter. For this reason, there is often no room for increasing the density to compensate for the density. That is, with the technique of Patent Document 3, if the development AC voltage is further increased when the speed of the developing sleeve is reduced, fog and ring marks cannot be allowed.

そこで本発明は、かぶりや画像不良が発生することなく、現像剤劣化を軽減でき、画像濃度や画質の低下をおさえることができる画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing developer deterioration without causing fogging or image defects and suppressing image density and image quality from being lowered.

上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、静電潜像が形成される像担持体と、担持したトナーを前記像担持体に転移させて前記静電潜像をトナー像として現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の回転速度を変更する変更手段と、所定の枚数中のシートに形成される最大画像濃度を検知する検知手段と、前記検知手段により検知した最大画像濃度が所定の値以上の場合に、前記現像剤担持体を第１の回転速度にて画像形成する第１モードを実行し、前記検知手段により検知した最大画像濃度が所定の値以下の場合に、前記現像剤担持体を第１の回転速度よりも小さい第２の回転速度にて画像形成する第２モードを実行するように制御する制御部と、前記第１モード及び前記第２モードに応じて、画像濃度階調性を決定するための第１及び第２のルックアップテーブルと、を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a typical configuration of an image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and the carried toner is transferred to the image carrier to form the electrostatic latent image. A developer carrying member that develops an image as a toner image; a changing unit that changes a rotation speed of the developer carrying member; a detecting unit that detects a maximum image density formed on a predetermined number of sheets; and the detection When the maximum image density detected by the means is equal to or higher than a predetermined value, the first mode for forming an image of the developer carrier at the first rotation speed is executed, and the maximum image density detected by the detection means is predetermined. A control unit that controls to execute a second mode for forming an image of the developer carrying member at a second rotation speed smaller than the first rotation speed when the value is equal to or less than the first value; Depending on the second mode, And having a first and second look-up table for determining the sex, the.

本発明によれば、かぶりや画像不良が発生することなく、現像剤劣化を軽減でき、画像濃度や画質の低下をおさえることができる According to the present invention, it is possible to reduce developer deterioration without causing fogging and image defects, and to suppress a decrease in image density and image quality.

（ａ）第１実施形態に係る画像形成装置の構成図である。（ｂ）第１実施形態に係る現像装置の構成図である。1A is a configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment. FIG. FIG. 2B is a configuration diagram of the developing device according to the first embodiment. 第１実施形態に係る画像形成装置の画像処理ユニットのシステム構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a system configuration of an image processing unit of an image forming apparatus according to a first embodiment. ３種類のプロセス条件を示す図である。It is a figure which shows three types of process conditions. ３種類のプロセス条件１〜３の各γＬＵＴを示す図である。It is a figure which shows each (gamma) LUT of three types of process conditions 1-3. プロセス条件選択動作のフローチャートである。It is a flowchart of process condition selection operation. 出力画像の画像濃度推移を示す図である。It is a figure which shows the image density transition of an output image. 第２実施形態に係るプロセス条件選択動作のフローチャートである。It is a flowchart of the process condition selection operation | movement which concerns on 2nd Embodiment.

［第１実施形態］
本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について、図を用いて説明する。図１（ａ）は本実施形態に係る画像形成装置１の構成図である。図１（ａ）に示すように、本実施形態の画像形成装置１において、一次帯電器１０１は、感光ドラム（像担持体）１００の外周表面上に配置され感光ドラム表面を一様に帯電する。帯電された感光ドラム１００は、画像情報に合わせたレーザー光Ｌを照射され、静電潜像が形成される。 [First Embodiment]
A first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a configuration diagram of an image forming apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1A, in the image forming apparatus 1 of the present embodiment, the primary charger 101 is disposed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum (image carrier) 100 and uniformly charges the surface of the photosensitive drum. . The charged photosensitive drum 100 is irradiated with a laser beam L according to image information, and an electrostatic latent image is formed.

静電潜像は、現像装置１０２により磁性キャリアと非磁性トナーとを含む二成分現像剤を用いてトナー像として現像される。トナー像は、転写ローラ１０３により、転写部に搬送されたシート１１０に転写される。トナー像が転写されたシート１１０は、定着器１０５に搬送されてトナー像が定着された後、画像形成装置外へ排出される。トナー像が転写された後、感光ドラム１００に残留している転写残トナーは、クリーナー１０４によって除去され、次の画像形成に供される。 The electrostatic latent image is developed as a toner image by the developing device 102 using a two-component developer containing a magnetic carrier and a non-magnetic toner. The toner image is transferred by the transfer roller 103 to the sheet 110 conveyed to the transfer unit. The sheet 110 on which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 105, where the toner image is fixed, and then discharged out of the image forming apparatus. After the toner image is transferred, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 100 is removed by the cleaner 104 and used for the next image formation.

（現像装置１０２）
図１（ｂ）は本実施形態に係る現像装置１０２の構成図である。図１（ｂ）に示すように現像装置１０２は、現像容器３００と、現像スリーブ（現像剤担持体）３０１とを有している。現像容器３００は、二成分現像剤を収容している。現像スリーブ３０１は、現像容器３００の感光ドラム１００に対向した位置に矢印ｂ方向に回転自在に設けられている。 (Developing device 102)
FIG. 1B is a configuration diagram of the developing device 102 according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 1B, the developing device 102 includes a developing container 300 and a developing sleeve (developer carrying member) 301. The developing container 300 contains a two-component developer. The developing sleeve 301 is rotatably provided in the arrow b direction at a position facing the photosensitive drum 100 of the developing container 300.

現像スリーブ３０１の内側には、マグネットロール（磁界発生手段）３０２が設置されており、現像スリーブ３０１の表面はマグネットロール３０２の外周に沿って回転するようになっている。また、現像スリーブ３０１の外側には、規制ブレード（現像剤規制手段）３０３が、現像スリーブ３０１と３５０［ｍｍ］の間隔を空けて最近接点が位置するように配置されている。 Inside the developing sleeve 301, a magnet roll (magnetic field generating means) 302 is installed, and the surface of the developing sleeve 301 rotates along the outer periphery of the magnet roll 302. Further, a regulating blade (developer regulating means) 303 is arranged outside the developing sleeve 301 so that the closest contact point is located with a spacing of 350 [mm] from the developing sleeve 301.

現像装置１０２の内部には、スクリュー（現像剤搬送部材）３０４、３０５が配置されている。現像容器３００内に収容された二成分現像剤は、スクリュー３０５により攪拌されながら、紙面に垂直方向において、手前側から奥側に搬送され、スクリュー３０４により奥側から手前側に搬送される。その際、一部の現像剤がマグネットロール３０２の磁力によって現像スリーブ３０１に供給され、現像スリーブ３０１表面周上を搬送される。 Screws (developer conveying members) 304 and 305 are disposed inside the developing device 102. The two-component developer accommodated in the developing container 300 is conveyed from the near side to the far side in the direction perpendicular to the paper surface while being stirred by the screw 305, and is conveyed from the far side to the near side by the screw 304. At that time, a part of the developer is supplied to the developing sleeve 301 by the magnetic force of the magnet roll 302 and is conveyed on the surface circumference of the developing sleeve 301.

そして、現像部において磁力によって穂立ちした現像剤は、感光ドラム１００の表面に接触する。そして、現像スリーブ３０１に印加される現像バイアスによりトナーのみが、感光ドラム１００の表面に形成された静電潜像に転移し、感光ドラム１００表面に静電潜像に応じたトナー像を形成する。ここで、現像バイアスは、所定の直流成分Ｖ_ｄｅｖ［Ｖ］に交流成分を重畳した現像バイアスを印加する。 Then, the developer spiked by the magnetic force in the developing unit comes into contact with the surface of the photosensitive drum 100. Then, only the toner is transferred to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 100 by the developing bias applied to the developing sleeve 301, and a toner image corresponding to the electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 100. . Here, as the developing bias, a developing bias in which an AC component is superimposed on a predetermined DC component V _dev [V] is applied.

（画像処理ユニット２）
図２は画像形成装置１の画像処理ユニット２のシステム構成を示すブロック図である。図２に示すように、画像処理ユニット（制御部）２において、外部入力インタフェース２０１は、原稿スキャナ・コンピュータ（情報処理装置）等の不図示の外部装置からＲＧＢ画像データとしてカラー画像データを入力される。ＬＯＧ変換部２０２は、ＲＯＭ２０８に格納されているデータ等に基づいて、外部入力インタフェース２０１に入力されたＲＧＢ画像データの輝度データをＣＭＹの濃度データ（ＣＭＹ画像データ）に変換する。マスキング・ＵＣＲ部２０３は、ＣＭＹ画像データから黒成分データを抽出し、記録色剤の色濁りを補正すべく、ＣＭＹＫ画像データにマトリクス演算を施す。 (Image processing unit 2)
FIG. 2 is a block diagram showing a system configuration of the image processing unit 2 of the image forming apparatus 1. As shown in FIG. 2, in the image processing unit (control unit) 2, the external input interface 201 receives color image data as RGB image data from an external device (not shown) such as a document scanner / computer (information processing device). The The LOG conversion unit 202 converts luminance data of RGB image data input to the external input interface 201 into CMY density data (CMY image data) based on data stored in the ROM 208 or the like. The masking / UCR unit 203 extracts black component data from the CMY image data, and performs a matrix operation on the CMYK image data in order to correct the color turbidity of the recording colorant.

ルックアップテーブル部（ＬＵＴ部）２０４は、画像データを画像形成時の画像濃度階調特性に合わせるため、ＣＭＹＫ画像データの各色毎にガンマルックアップテーブル（γＬＵＴ）を参照して、濃度補正を施す。なお、γＬＵＴは、ＲＡＭ２０９上に展開されたデータに基づいて作成され、そのテーブル内容はプリンタ制御部２１０の演算装置であるＣＰＵ２０７によって設定される。 A lookup table unit (LUT unit) 204 performs density correction with reference to a gamma lookup table (γLUT) for each color of CMYK image data in order to match the image data with image density gradation characteristics at the time of image formation. . Note that the γLUT is created based on the data developed on the RAM 209, and the contents of the table are set by the CPU 207 which is an arithmetic unit of the printer control unit 210.

パルス幅変調部２０５は、ＬＵＴ部２０４から入力された画像データ（画像信号）のレベルに対応するパルス幅のパルス信号を出力する。このパルス信号に基づいて、レーザードライバ２０６がレーザーを駆動し、感光ドラム１００上を照射することで静電潜像が形成される。 The pulse width modulation unit 205 outputs a pulse signal having a pulse width corresponding to the level of the image data (image signal) input from the LUT unit 204. Based on this pulse signal, the laser driver 206 drives the laser and irradiates the photosensitive drum 100 to form an electrostatic latent image.

（プロセス条件）
図３は３種類のプロセス条件１〜３を示す図である。図４は３種類のプロセス条件１〜３の各γＬＵＴを示す図である。ＲＯＭ２０８には、図３に示す３種類のプロセス条件が記憶してあり、画像データに応じてこれらのプロセス条件を切り替える。ここでプロセス条件とは、現像スリーブ３０１の回転速度、スクリュー３０４、３０５の回転速度、γＬＵＴをいう。なお、本実施形態においては、感光ドラム１００の回転速度は変化せず、常に２６０ｍｍ／ｓとした。現像スリーブ３０１の回転速度、スクリュー３０４、３０５の回転速度は、プリンタ制御部（変更手段）２１０により変更される。 (Process conditions)
FIG. 3 is a diagram showing three types of process conditions 1 to 3. FIG. 4 is a diagram showing each γLUT under three types of process conditions 1 to 3. The ROM 208 stores three types of process conditions shown in FIG. 3 and switches these process conditions according to image data. Here, the process conditions refer to the rotation speed of the developing sleeve 301, the rotation speeds of the screws 304 and 305, and the γLUT. In this embodiment, the rotational speed of the photosensitive drum 100 does not change and is always 260 mm / s. The rotational speed of the developing sleeve 301 and the rotational speed of the screws 304 and 305 are changed by the printer control unit (changing unit) 210.

プロセス条件１は、従来の画像形成装置におけるプロセス条件に準じるものであり、本構成における一般的に最適なプロセス条件である。プロセス条件２は、プロセス条件１よりも現像スリーブ３０１、スクリュー３０４、３０５の回転速度を遅くしている。プロセス条件３は、さらにプロセス条件２よりも現像スリーブ３０１、スクリュー３０４、３０５の回転速度を遅くしている。 The process condition 1 conforms to the process condition in the conventional image forming apparatus, and is generally the optimum process condition in this configuration. In process condition 2, the rotational speeds of developing sleeve 301 and screws 304 and 305 are slower than in process condition 1. In the process condition 3, the rotational speeds of the developing sleeve 301 and the screws 304 and 305 are further slower than in the process condition 2.

また、図３、図４に示すように、プロセス条件２は、プロセス条件１よりもγＬＵＴの立ち上がりが急峻になっている。プロセス条件３は、さらにプロセス条件２よりもγＬＵＴの立ち上がりが急峻になっている。 Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the rising of the γLUT is sharper in the process condition 2 than in the process condition 1. In process condition 3, the rise of γLUT is steeper than in process condition 2.

現像スリーブ３０１、スクリュー３０４、３０５の回転速度が低下すると、感光ドラム１００に供給する単位時間あたりのトナー量が減少するため、他の条件が同じなら画像濃度は低下する。一方、γＬＵＴの立ち上がりが急になるということは、同じ画像信号に対してより長い露光パルス幅を対応させることになるため、他の条件が同じなら画像濃度は増加する。 When the rotation speeds of the developing sleeve 301 and the screws 304 and 305 are decreased, the toner amount per unit time supplied to the photosensitive drum 100 is decreased. Therefore, if other conditions are the same, the image density is decreased. On the other hand, the sudden rise of γLUT means that a longer exposure pulse width is associated with the same image signal, so that the image density increases if other conditions are the same.

従って、３つのプロセス条件１〜３は、回転速度、γＬＵＴの変化による画像濃度変化がちょうどキャンセルして、同じ画像データに対して同じ画像濃度となるように設定されているため、３つのプロセス条件は全て同じ画像濃度階調特性を与える。 Accordingly, since the three process conditions 1 to 3 are set so that the image density change due to the change in the rotation speed and the γLUT is canceled and the same image density is obtained for the same image data, the three process conditions are set. All give the same image density gradation characteristics.

ただし、次に述べるように例外が存在する。すなわち、プロセス条件２、３においては、γＬＵＴの立ち上がりを急峻にした結果として、一定以上の高濃度な画像信号値に対して露光パルス幅が上限値Ｐ_ｍａｘに張り付いており、階調性が失われている。露光パルス幅の上限とは、感光ドラム１００の全領域に渡る露光を意味しているため、レーザー光強度一定の条件下では本質的な上限である。従って、プロセス条件２、３は、ある濃度以下の画像データに対してはプロセス条件１と同じ画像濃度階調特性を与える。 However, there are exceptions as described below. That is, in process conditions 2 and 3, as a result of the steep rise of the γLUT, the exposure pulse width sticks to the upper limit value P _max for a high density image signal value above a certain level, and the gradation is Is lost. The upper limit of the exposure pulse width means exposure over the entire area of the photosensitive drum 100, and thus is an essential upper limit under the condition of constant laser light intensity. Therefore, the process conditions 2 and 3 give the same image density gradation characteristics as the process condition 1 to image data having a certain density or less.

そこで本実施形態では、入力した画像データの最大画像濃度信号値が、図４におけるＤ_２３未満の場合にはプロセス条件３を用いる。そして、図４におけるＤ_２３以上Ｄ_１２未満の場合にはプロセス条件２を用い、図４におけるＤ_１２以上場合にはプロセス条件１を用いて画像形成を行う。 In this embodiment, the maximum image density signal values of the image data input, used process conditions 3 in the case of less than D ₂₃ in FIG. Then, using the process conditions 2 in the case of less than D ₂₃ or D ₁₂ in FIG. 4, an image is formed using the process conditions 1 if D ₁₂ or more in FIG.

現像スリーブ３０１、スクリュー３０４、３０５の回転速度を下げたプロセス条件２、３が選択されることで、現像剤の劣化を軽減することができる。また、入力した画像データの最大画像濃度信号値に合わせて、γＬＵＴが露光パルス幅上限値に張り付かないγＬＵＴを選択しているため、階調性が失われることなく、画像濃度変化をおさえることができる。 By selecting the process conditions 2 and 3 in which the rotation speeds of the developing sleeve 301 and the screws 304 and 305 are reduced, deterioration of the developer can be reduced. In addition, since the γLUT is selected so that the γLUT does not stick to the upper limit of the exposure pulse width in accordance with the maximum image density signal value of the input image data, the change in image density is suppressed without losing the gradation. Can do.

（プロセス条件選択動作）
図５はプロセス条件動作のフローチャートである。図５に示すように、まず、出力すべき画像データが外部入力インタフェース２０１に入力される（Ｓ５０１）。なお、フルカラー画像は単色画像の組み合わせであるため、ここでは単色画像を考える。 (Process condition selection operation)
FIG. 5 is a flowchart of the process condition operation. As shown in FIG. 5, first, image data to be output is input to the external input interface 201 (S501). Since a full-color image is a combination of single-color images, a single-color image is considered here.

最大画像濃度検知手段であるＣＰＵ２０７は、所定の枚数中のシートに形成される入力画像データ（すなわち画素数と同個数の濃度値の集まり）の中から最も濃度信号が大きい点を検索し、その最大画像濃度をＤ_ｍａｘとする（Ｓ５０２）。本実施形態では、本実施形態では１枚のシートに形成される入力画像毎にＤ_ｍａｘを決定する。最大画像濃度Ｄ_ｍａｘがＤ_２３未満か否かを検知する（Ｓ５０３）。Ｓ５０３で最大画像濃度Ｄ_ｍａｘがＤ_２３未満の場合には、プロセス条件３を選択し（Ｓ５０５）、１枚目の画像形成を行う（Ｓ５０８）。 The CPU 207 serving as the maximum image density detection means searches for a point having the highest density signal from input image data (that is, a collection of density values equal to the number of pixels) formed on a predetermined number of sheets. The maximum image density is set to D _max (S502). In this embodiment, D _max is determined for each input image formed on one sheet in this embodiment. It is detected whether or not the maximum image density D _max is less than D ₂₃ (S503). If the maximum image density _{D max} of less than _{D 23} in S503, select the process conditions 3 (S505), it performs a first image forming (S508).

Ｓ５０３で最大画像濃度Ｄ_ｍａｘがＤ_２３以上の場合には、最大画像濃度Ｄ_ｍａｘがＤ_１２未満か否かを検知する（Ｓ５０４）。Ｓ５０４で最大画像濃度Ｄ_ｍａｘがＤ_１２未満の場合には、プロセス条件２を選択し（Ｓ５０６）、１枚目の画像形成を行う（Ｓ５０８）。Ｓ５０４で最大画像濃度Ｄ_ｍａｘがＤ_１２以上の場合には、プロセス条件１を選択し（Ｓ５０７）、１枚目の画像形成を行う（Ｓ５０８）。 Maximum image density _{D max} in step S503 is in the case of more than _{D 23,} the maximum image density _{D max} for detecting whether less than _{D 12} (S504). If the maximum image density _{D max} of less than _{D 12} in S504, select the process conditions 2 (S506), it performs a first image forming (S508). If the maximum image density _{D max} of _{D 12} or more in S504, select the process conditions 1 (S507), it performs a first image forming (S508).

残りの入力画像がある場合にはＳ５０２に戻って同様の処理を繰り返し、残りの入力画像がない場合には画像形成を終了する（Ｓ５０９）。 If there is a remaining input image, the process returns to S502 and the same processing is repeated. If there is no remaining input image, the image formation is terminated (S509).

（実験）
本実施形態における発明の効果を述べる実験を行った。図６は常にプロセス条件１を用いる場合（本発明を用いない場合）と、常にプロセス条件３を用いる場合（本発明を用いる場合）とで、それぞれ１００００枚の画像出力を行った場合の画像濃度推移を示す図である。図６において、初期の反射光量を１とし、初期に対する反射光量比率として示した。１枚当たりの形成画像は１ｃｍ四方のパッチとし、その画像濃度信号値はγ_２３に０．９を乗じた値とした。なお、１０００枚出力毎に理論上消費されるトナーと同量の新たなトナーを補給しているため、図６においては１０００枚毎に不連続に濃度が増加している。 (Experiment)
An experiment describing the effect of the invention in this embodiment was conducted. FIG. 6 shows the image density when 10000 images are always output when the process condition 1 is always used (when the present invention is not used) and when the process condition 3 is always used (when the present invention is used). It is a figure which shows transition. In FIG. 6, the initial reflected light amount is 1, and the reflected light amount ratio with respect to the initial value is shown. And forming images of 1cm square patches per sheet, the image density signal value was a value obtained by multiplying 0.9 to the gamma _23. In addition, since the same amount of new toner as that theoretically consumed is supplied every 1000 sheets output, the density increases discontinuously every 1000 sheets in FIG.

なお、トナーとキャリアのそれぞれが劣化し、独立な各々の寄与の総和として帯電能低下及び画像濃度変化を引き起こしているが、いずれも機械的摩擦がその原因であることには変わりない。そこで、単に画像濃度変化によって現像剤劣化の総量を評価する。 Each of the toner and the carrier deteriorates and causes a decrease in charging ability and a change in image density as the sum of independent contributions. However, both of them are caused by mechanical friction. Therefore, the total amount of developer deterioration is evaluated simply by changing the image density.

本発明は、画像中の最大画像濃度信号値が異なるようなさまざまな画像が入力されることを前提としている。すなわち、プロセス条件２、３が選択される場合に、本発明の効果が発揮される。常にプロセス条件３が適用される場合は、本発明の効果が最も発揮される。一方、常に全色の最大画像濃度信号値が想定される最大の濃度に一致するような画像のみが入力されるようなケースにおいては、常にプロセス条件１が適用され、現像剤劣化に対して何ら効果は無い。 The present invention presupposes that various images having different maximum image density signal values in the image are input. That is, the effects of the present invention are exhibited when the process conditions 2 and 3 are selected. When the process condition 3 is always applied, the effect of the present invention is most exerted. On the other hand, in a case where only an image in which the maximum image density signal value of all colors always matches the assumed maximum density is input, process condition 1 is always applied, and there is no problem with respect to developer deterioration. There is no effect.

図６に示すように、本発明を用いない場合には最終的に３５％の画像濃度変化が生じたのに対し、本発明を用いた場合には１５％程度に抑えられている。これらの画像濃度変化（濃度の上昇）は、トナー及びキャリアの帯電能が機械的摩擦によって劣化した結果、同じ静電潜像を充電するために必要なトナーの個数が変化（増加）して生じたものである。本発明を用いた場合に、画像濃度変化を小さく抑えられることは、現像装置１０２の駆動速度（（現像スリーブ３０１、スクリュー３０４、３０５の回転速度）が小さいことが帯電能劣化軽減に寄与したためである。 As shown in FIG. 6, when the present invention is not used, an image density change of 35% is finally generated, whereas when the present invention is used, it is suppressed to about 15%. These image density changes (increased density) are caused by changes (increases) in the number of toners required to charge the same electrostatic latent image as a result of deterioration of the charging ability of the toner and carrier due to mechanical friction. It is a thing. When the present invention is used, the change in image density can be kept small because the low driving speed of the developing device 102 ((the rotational speed of the developing sleeve 301, the screws 304, 305) contributes to the reduction of charging ability deterioration. is there.

一般に、トナーの帯電量は、現像剤に占めるトナー量（トナー比率）の減少に従って増加し、トナー劣化に伴って減少する。このため、トナーの帯電量と反比例の関係にある画像濃度は、トナーが補給されない１０００枚毎の中ではトナー比率が減少するため減少する。また、画像濃度は、１００００枚全体としては、トナー劣化の影響により、緩やかな増加を示す。１００００枚目出力時はトナー補給を行っていないため、前述の画像濃度の変化量はトナー比率の変化による寄与を含んでいる。 Generally, the toner charge amount increases as the toner amount (toner ratio) in the developer decreases, and decreases as the toner deteriorates. For this reason, the image density that is inversely proportional to the charge amount of the toner decreases because the toner ratio decreases in every 1000 sheets where the toner is not replenished. Further, the image density of the entire 10,000 sheets shows a gradual increase due to the effect of toner deterioration. Since the toner supply is not performed at the time of outputting the 10,000th sheet, the above-described change amount of the image density includes a contribution due to a change in the toner ratio.

さて、本発明を用いない場合と用いた場合の違いはプロセス条件のみであるため、画像濃度変化の差分は、概ね現像装置１０２の駆動速度の低下による現像剤劣化の軽減を示していると考えられる。ただし、本発明を用いた場合においては、現像装置１０２の駆動速度とγＬＵＴを同時に変更している。このため、純粋に現像剤劣化の度合いを濃度変化によって評価するためには、本来ならγＬＵＴ変更の効果を差し引く必要がある。 Since the difference between the case where the present invention is not used and the case where the present invention is used is only the process condition, it is considered that the difference in the image density change generally indicates the reduction of the developer deterioration due to the decrease in the driving speed of the developing device 102. It is done. However, when the present invention is used, the driving speed of the developing device 102 and the γLUT are simultaneously changed. For this reason, in order to purely evaluate the degree of developer deterioration by changing the density, it is necessary to subtract the effect of changing the γLUT.

そこで、本発明を用いた場合において、１００００枚の画像出力を終えた時点で、プロセス条件１を適用して１０００１枚目の画像を出力した（この際、当然トナー補給は行っていない）。その結果、プロセス条件３を用いた１００００枚目の画像とプロセス条件１を用いた１０００１枚目の画像の濃度差は１％未満となり、γＬＵＴによって現像装置駆動速度低下による濃度変化をちょうど打ち消す効果は保たれている。すなわち、本発明により、画像濃度変動を伴うことなく、現像剤の劣化を軽減できた。 Therefore, in the case of using the present invention, when the image output of 10,000 sheets is completed, the 10001st image is output by applying the process condition 1 (in this case, toner replenishment is naturally not performed). As a result, the density difference between the 10,000th image using the process condition 3 and the 10001th image using the process condition 1 is less than 1%, and the effect of just canceling the density change due to the decrease in the developing device drive speed by the γLUT is It is kept. That is, according to the present invention, the deterioration of the developer can be reduced without accompanying the image density fluctuation.

なお、本実施形態においてはプロセス条件毎に現像スリーブ３０１とスクリュー３０４、３０５の回転速度を全て変更したが、これらのうち一部の回転速度は一定値としてもよい。ただし、その場合には、現像装置１０２の内部で現像剤の分布に変化が生じる可能性があるため、この変化が画像形成に悪影響を及ぼさないように配慮する必要がある。 In this embodiment, the rotational speeds of the developing sleeve 301 and the screws 304 and 305 are all changed for each process condition, but some of these rotational speeds may be constant values. In this case, however, there is a possibility that the developer distribution may change inside the developing device 102, so that it is necessary to consider that this change does not adversely affect image formation.

また、本実施形態においては３種類のプロセス条件を切り替える構成であるが、３種類に限定する必要はない。たとえば、現像装置１０２の駆動速度及びγＬＵＴを連続的に変化させることが可能な構成とし、入力された画像データに応じてその都度算出してもよい。 In the present embodiment, the three types of process conditions are switched. However, it is not necessary to limit to three types. For example, the driving speed and γLUT of the developing device 102 may be continuously changed, and may be calculated each time according to input image data.

また、従来知られているような、出力画像の階調をフィードバックしてγＬＵＴに補正をかける方式、あるいは画像形成装置内部・外部の温湿度や出力画像履歴に基づいてγＬＵＴに補正をかける方式と組み合わせてもよい。例えば、補正後のγＬＵＴに対して所定の計算式によって各プロセス条件に適合するγＬＵＴを求めた上で本発明を適用してもよい。 Further, as is known in the art, a method of correcting the γLUT by feeding back the gradation of the output image, or a method of correcting the γLUT based on the temperature / humidity inside and outside the image forming apparatus and the output image history You may combine. For example, the present invention may be applied after obtaining a γLUT that matches each process condition with a predetermined calculation formula for the corrected γLUT.

さらに、本発明はもともと特定の入力画像に対して効果を発揮するものであるため、本発明の実施に際し、画像形成装置としていついかなる時も本発明に係る動作を忠実に実行する必要はない。例えば、特定の高画質モード、あるいは特定の高画質紙対応時には、無条件にプロセス条件１を適用するような構成を採用したとしても、プロセス条件２又はプロセス条件３が適用されるような別の機会が存在していれば、現像剤劣化はトータルで軽減される。 Furthermore, since the present invention is originally effective for a specific input image, it is not necessary to faithfully execute the operation according to the present invention at any time as an image forming apparatus when the present invention is implemented. For example, even when a configuration in which the process condition 1 is applied unconditionally when a specific high-quality mode or a specific high-quality paper is supported, the process condition 2 or the process condition 3 is applied. If the opportunity exists, developer degradation is reduced in total.

また、本実施形態では、３つのプロセス条件を用いたが、本発明において、プロセス条件の数は３つに限定されず、２つ以上のプロセス条件を用いるものであればよい。すなわち、検知手段により検知した最大画像濃度が所定の値以上の場合に、現像スリーブ３０１を第１の回転速度にて画像形成する第１モードを実行し、スクリュー３０４、３０５を第３の回転速度とし、第１のルックアップテーブルを用いる。 In this embodiment, three process conditions are used. However, in the present invention, the number of process conditions is not limited to three, and any process condition may be used as long as two or more process conditions are used. That is, when the maximum image density detected by the detection unit is equal to or higher than a predetermined value, the first mode in which the developing sleeve 301 forms an image at the first rotation speed is executed, and the screws 304 and 305 are moved to the third rotation speed. And the first lookup table is used.

そして、検知手段により検知した最大画像濃度が所定の値未満の場合に、現像スリーブ３０１を第１の回転速度よりも小さい第２の回転速度にて画像形成する第２モードを実行し、スクリュー３０４、３０５を前記第３の回転速度より小さい第４の回転速度とする。そして、前記第１のルックアップテーブルよりも画像濃度を増加させる第２のルックアップテーブルを用いる。第１及び第２のルックアップテーブルは、第１モード及び第２モードに応じて、画像濃度階調性を決定する。 Then, when the maximum image density detected by the detection unit is less than a predetermined value, the second mode is executed in which the developing sleeve 301 forms an image at a second rotational speed smaller than the first rotational speed, and the screw 304 is used. , 305 is a fourth rotational speed smaller than the third rotational speed. Then, a second look-up table that increases the image density as compared with the first look-up table is used. The first and second look-up tables determine the image density gradation according to the first mode and the second mode.

［第２実施形態］
次に本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。図７は本実施形態に係るプロセス条件選択動作のフローチャートである。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. FIG. 7 is a flowchart of the process condition selection operation according to this embodiment.

上記第１実施形態においては、入力された１枚分の画像データにおける最大画像濃度信号値を基準としてプロセス条件を決定した。すなわち、複数の入力画像に対して、場合によっては１枚毎にプロセス条件を変更することを前提としている。 In the first embodiment, the process conditions are determined based on the maximum image density signal value in the input image data for one sheet. That is, it is assumed that the process conditions are changed for each of a plurality of input images depending on the situation.

これに対し、本実施形態では、複数の入力画像が与えられた場合に、全ての入力画像の中（所定枚数のシートに形成される入力画像全体中）で最大となる濃度信号値を見出し、この値を基準にプロセス条件を決定する。そして、これら一連の画像出力においては同一のプロセス条件を採用する。 On the other hand, in the present embodiment, when a plurality of input images are given, the maximum density signal value is found among all the input images (in the entire input images formed on a predetermined number of sheets), The process conditions are determined based on this value. The same process conditions are employed in the series of image outputs.

図７に示すように、まず、出力すべき画像データが外部入力インタフェース２０１に入力される（Ｓ７０１）。なお、フルカラー画像は単色画像の組み合わせであるため、ここでは単色画像を考える。 As shown in FIG. 7, first, image data to be output is input to the external input interface 201 (S701). Since a full-color image is a combination of single-color images, a single-color image is considered here.

最大画像濃度検知手段であるＣＰＵ２０７は、全ての入力画像データ（すなわち、全入力画像の画素数の合計値と同個数の濃度値の集まり）の中から最も濃度信号が大きい点を検索し、その最大画像濃度をＤ_ｍａｘとする（Ｓ７０２）。最大画像濃度Ｄ_ｍａｘがＤ_２３未満か否かを検知する（Ｓ７０３）。Ｓ７０３で最大画像濃度Ｄ_ｍａｘがＤ_２３未満の場合には、プロセス条件３を選択し（Ｓ７０５）、全ての画像形成を行う（Ｓ７０８）。 The CPU 207 serving as the maximum image density detection means searches for a point having the largest density signal from all input image data (that is, a collection of density values having the same number as the total number of pixels of all input images). The maximum image density is set to D _max (S702). Maximum image density _{D max} for detecting whether less than _{D 23} (S703). If the maximum image density D _max is less than D _{23 in} S703, process condition 3 is selected (S705), and all image formation is performed (S708).

Ｓ７０３で最大画像濃度Ｄ_ｍａｘがＤ_２３以上の場合には、最大画像濃度Ｄ_ｍａｘがＤ_１２未満か否かを検知する（Ｓ７０４）。Ｓ７０４で最大画像濃度Ｄ_ｍａｘがＤ_１２未満の場合には、プロセス条件２を選択し（Ｓ７０６）、全ての画像形成を行う（Ｓ７０８）。Ｓ７０４で最大画像濃度Ｄ_ｍａｘがＤ_１２以上の場合には、プロセス条件１を選択し（Ｓ７０７）、全ての画像形成を行う（Ｓ７０８）。 Maximum image density _{D max} in S703 is the case of the above _{D 23,} the maximum image density _{D max} for detecting whether less than _{D 12} (S704). If the maximum image density D _max is less than D _{12 in} S704, process condition 2 is selected (S706), and all image formation is performed (S708). If the maximum image density _{D max} of _{D 12} or more in S704, select the process conditions 1 (S707), it performs all the image forming (S 708).

本実施形態の構成によれば、特に連続出力時にプロセス条件が毎回切り替わることがなく、上記第１実施携帯に比べて、生産性を向上させることができる。また、同じ画像濃度階調特性を示すべき複数のプロセス条件が環境変化等の理由によって異なる画像濃度階調特性を示すようになった場合に、少なくとも連続出力画像の中で色味が不整合となることを抑制できる。 According to the configuration of the present embodiment, the process conditions are not switched every time particularly during continuous output, and productivity can be improved as compared with the first embodiment mobile phone. In addition, when a plurality of process conditions that should exhibit the same image density gradation characteristics show different image density gradation characteristics due to environmental changes or the like, the color tone is inconsistent at least in the continuous output image. Can be suppressed.

なお、本実施形態では、複数の入力画像全体の中から最大画像濃度信号値を算出した。しかし、本発明はかかる構成に限定されるものではない。例えば、複数の入力画像を所定の枚数（例えば、１０枚）ごとに、最大画像濃度信号値を算出してもよい。具体的には、まず最初に出力する１０枚の中から最大画像濃度信号値を得てプロセス条件を決定し、その出力が終わった時点で改めて次の１０枚に対して同じ手続きを繰り返す。これにより、低濃度画像出力時に高濃度画像用プロセス条件を適用して、現像剤劣化軽減の効果が低下する割合を改善することができる。 In the present embodiment, the maximum image density signal value is calculated from the entire plurality of input images. However, the present invention is not limited to such a configuration. For example, the maximum image density signal value may be calculated for every predetermined number of input images (for example, 10). Specifically, first, the maximum image density signal value is obtained from the 10 sheets to be output first, the process condition is determined, and when the output is completed, the same procedure is repeated for the next 10 sheets. Accordingly, it is possible to improve the rate at which the effect of reducing the developer deterioration is reduced by applying the high density image process conditions when outputting the low density image.

１ …画像形成装置
２ …画像処理ユニット
１００ …感光ドラム（像担持体）
１０２ …現像装置
２０１ …外部入力インタフェース
２０２ …ＬＯＧ変換部
２０３ …マスキング・ＵＣＲ部
２０４ …ＬＵＴ部
２０５ …パルス幅変調部
２０６ …レーザードライバ
２０７ …ＣＰＵ（検知手段）
２０８ …ＲＯＭ
２０９ …ＲＡＭ
２１０ …プリンタ制御部（回転速度変更手段）
３００ …現像容器
３０１ …現像スリーブ（現像剤担持体）
３０２ …マグネットロール
３０３ …規制ブレード
３０４、３０５ …スクリュー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus 2 ... Image processing unit 100 ... Photosensitive drum (image carrier)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 ... Development apparatus 201 ... External input interface 202 ... LOG conversion part 203 ... Masking / UCR part 204 ... LUT part 205 ... Pulse width modulation part 206 ... Laser driver 207 ... CPU (detection means)
208… ROM
209 ... RAM
210 ... Printer control unit (rotation speed changing means)
300... Development container 301... Development sleeve (developer carrier)
302 ... Magnet roll 303 ... Regulator blades 304 and 305 ... Screw

Claims

静電潜像が形成される像担持体と、
担持したトナーを前記像担持体に転移させて前記静電潜像をトナー像として現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の回転速度を変更する変更手段と、
所定の枚数中のシートに形成される最大画像濃度を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知した最大画像濃度が所定の値以上の場合に、前記現像剤担持体を第１の回転速度にて画像形成する第１モードを実行し、前記検知手段により検知した最大画像濃度が所定の値未満の場合に、前記現像剤担持体を第１の回転速度よりも小さい第２の回転速度にて画像形成する第２モードを実行するように制御する制御部と、
前記第１モード及び前記第２モードに応じて、画像濃度階調性を決定するための第１及び第２のルックアップテーブルと、を有することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier on which an electrostatic latent image is formed;
A developer carrier that transfers the carried toner to the image carrier and develops the electrostatic latent image as a toner image;
Changing means for changing the rotation speed of the developer carrier;
Detection means for detecting the maximum image density formed on a predetermined number of sheets;
When the maximum image density detected by the detection unit is equal to or higher than a predetermined value, the first mode for forming an image of the developer carrier at a first rotation speed is executed, and the maximum image density detected by the detection unit A control unit that controls to execute a second mode of forming an image of the developer carrying member at a second rotation speed smaller than the first rotation speed when the value is less than a predetermined value;
An image forming apparatus comprising: first and second look-up tables for determining image density gradation in accordance with the first mode and the second mode.

前記ルックアップテーブルは、前記検知手段により検知した最大画像濃度の画像に対しても階調性が失われないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the look-up table does not lose gradation even for an image having a maximum image density detected by the detecting unit.

前記第１の回転速度、前記第１のルックアップテーブルを用いた場合と、前記第２の回転速度、前記第２のルックアップテーブルを用いた場合とで、同じ画像濃度階調特性となることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
When the first rotation speed and the first look-up table are used, the same image density gradation characteristics are obtained when the second rotation speed and the second look-up table are used. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:

トナーを前記現像剤担持体へ搬送する現像剤搬送部材を有し、
前記変更手段は、前記現像剤搬送部材の回転速度を変更し、
前記検知手段により検知した最大画像濃度が所定の値以上の場合に、前記現像剤担持体を第１の回転速度とし、前記現像剤搬送部材を第３の回転速度とし、第１のルックアップテーブルを用い、
前記検知手段により検知した最大画像濃度が所定の値未満の場合に、前記現像剤担持体を前記第１の回転速度より小さい第２の回転速度とし、前記現像剤搬送部材を前記第３の回転速度より小さい第４の回転速度とし、前記第１のルックアップテーブルよりも画像濃度を増加させる第２のルックアップテーブルを用いる制御部と、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
A developer conveying member that conveys toner to the developer carrying member;
The changing unit changes a rotation speed of the developer conveying member,
When the maximum image density detected by the detection means is equal to or higher than a predetermined value, the developer carrying member is set to a first rotation speed, the developer conveying member is set to a third rotation speed, and a first look-up table is used. Use
When the maximum image density detected by the detection means is less than a predetermined value, the developer carrying member is set to a second rotation speed lower than the first rotation speed, and the developer transport member is moved to the third rotation speed. 4. A control unit that uses a second look-up table that has a fourth rotation speed smaller than the speed and increases an image density more than the first look-up table. 5. The image forming apparatus according to claim 1.

前記検知手段による前記最大画像濃度の検知は、１枚のシートに形成される入力画像毎に行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the detection of the maximum image density by the detection unit is performed for each input image formed on one sheet.

前記検知手段により検知される前記最大画像濃度は、所定枚数のシートに形成される入力画像全体中の最大画像濃度であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。 5. The image according to claim 1, wherein the maximum image density detected by the detection unit is a maximum image density in an entire input image formed on a predetermined number of sheets. 6. Forming equipment.