JP4517720B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、現像剤のライフを正確に決定し、画像濃度が常に適正値に維持され、かぶりや飛散やキャリア付着等現像時に起こる故障が無く安定した画像が得られるように制御できる画像形成装置に関する。 The present invention is an image forming apparatus that can accurately control the life of a developer, control the image density so that the image density is always maintained at an appropriate value, and a stable image can be obtained without trouble such as fogging, scattering, and carrier adhesion. About.
従来から、現像剤の使用過程を通じて、常に安定した画像が形成できるように画像形成装置を制御する試みが為されてきた。例えば、特許文献１に示すように消耗品としてのトナーの残量を検知記憶して残りプリント可能枚数を表示するようにしたものや、特許文献２に示すように、プロセスカートリッジ内のトナー情報を読み取り帯電バイアス条件を補正して適正画像を維持させようとするものや、特許文献３に示すように第１の画像面積率（以下印字率とも言う）で印字したときの印字枚数及びトナー濃度センサー出力の関係データと、第２の印字率で印字したときの印字枚数及びトナー濃度センサー出力の関係データと、を記憶し記憶されたデータに基づく所定計算式から推定した出力電圧とトナー濃度出力値によってトナー補給を制御するようにしたものや、特許文献４に示すように、１プリント毎の印字率が所定値より小さい場合に、画像形成を行う前に帯電露光現像の各手段を動作させ、印字率の割合に応じて市松模様パターンを形成させ転写をさせないように切り替えてそのパターンのトナーを強制排出させるようにしたものや、特許文献５に示すように、トナー濃度センサの検出値に基づくトナー消費量と、印字枚数，印字率，高圧手段のバイアス値に基づき算出されるトナー消費量との差分に応じてトナー帯電量を予測し、その予測トナー帯電量に基づき、トナー付着量が所定値になるように高圧手段の電圧値を調整するようにしたものや、特許文献６に示すように、現像剤搬送部材の温度情報と現像剤搬送部材の動作時間を積算し、その積算値に基づきライフエンドをを表示するようにしたものや、特許文献７に示すように、現像剤カートリッジのトナーシール開封検知をして開封スタート後からの画像形成時間を測定し、所定時間が経過したら、感光体帯電及び現像バイアスを変更してゆくようにしたもの等が知られている。
Conventionally, attempts have been made to control the image forming apparatus so that a stable image can always be formed throughout the process of using the developer. For example, as shown in
また、キャリア膜厚やスペント等は、現像剤担持体としての現像ローラの現像剤駆動距離（現像剤摺動距離）に応じて変化することは従来から知られていて、現像剤駆動距離（現像剤摺動距離）のカウント値で現像剤交換のメッセージをだしたり、トナー補給制御を実施していた。しかし、比較的高い印字率のコピーが行われるカラー画像形成装置においては、所定の現像剤駆動距離（現像剤摺動距離）に達していないにもかかわらず、トナーのかぶりや飛散が多くなったり、膜厚減耗の進行によりキャリア付着が発生しやすくなるといった問題が起こって来た。 Further, it has been conventionally known that the carrier film thickness, spent, etc. change according to the developer driving distance (developer sliding distance) of the developing roller as the developer carrying member. The developer replacement message or the toner replenishment control is performed based on the count value of the agent sliding distance. However, in a color image forming apparatus in which copying at a relatively high printing rate is performed, toner fog and scattering increase even though the predetermined developer driving distance (developer sliding distance) has not been reached. However, there has been a problem that carrier adhesion tends to occur due to the progress of film thickness wear.
そして、何れも正確な現像剤のライフエンドを把握できず、的確なトナー濃度や画像濃度に制御することが困難であった。 In both cases, it is difficult to accurately determine the life end of the developer, and it is difficult to control the toner density and image density accurately.
また、テスト時には比較的トナー濃度がばらつかないように制御されていても、市場においては、狙いより大きくばらつき、その結果かぶりや飛散の発生や、画像濃度が薄くなってしまう等の問題もあった。
本発明は上述のような問題点を解消して現像剤ライフを通して、常に安定した画像濃度制御を行えると共に、モノクロやカラーに関係なくトナーのかぶりや飛散を起こすことのない画像形成装置を提供することを課題目的にする。 The present invention provides an image forming apparatus that solves the above-described problems and can always stably control image density throughout the developer life and does not cause toner fogging or scattering regardless of monochrome or color. That is the purpose of the task.
この目的は次の（１）〜（４）の技術手段の何れかによって達成される。 This object is achieved by any of the following technical means (1) to ( 4 ).
（１）像担持体としての感光体上に静電潜像を形成し、現像装置の現像剤担持体から供給される現像剤のトナーによって前記静電潜像を現像する画像形成装置において、作像する画像の面積率を検知する画像面積率検知手段と、前記現像装置の現像剤駆動距離を検知する現像剤駆動距離検知手段とを有し、前記の各検知手段によって検知される現像剤駆動距離Ｙと平均画像面積率Ｘを、現像剤駆動距離Ｙがある特定値Ｐ未満のときは下記の数式数１に入力し演算されて求まるキャリア膜厚減耗量Ｚ１、現像剤駆動距離Ｙがある特定値Ｐ以上のときは下記の数式数２に入力し、演算されて求まるキャリア膜厚減耗量Ｚ２が、規定された所定値に達したときを現像剤ライフに決定することを特徴とする画像形成装置。
ただし、α１、α２は現像剤駆動距離Ｙがそれぞれある特定値Ｐ未満のとき及びＰ以上のとき、補正係数を表す関数の方向係数であり、β１，β２は切片であり、α３、β３は数２の最終項の切片を構成する係数である。
Here, α1 and α2 are direction coefficients of a function representing a correction coefficient when the developer driving distance Y is less than a specific value P and greater than or equal to P, β1 and β2 are intercepts, and α3 and β3 are numerical values. 2 is a coefficient constituting the intercept of the last term of 2.
（２）前記現像剤ライフが決定されて現像剤の交換時期が来たときには現像剤交換のメッセイジが表示されるようにしたことを特徴とする（１）項に記載の画像形成装置。 ( 2 ) The image forming apparatus according to item (1 ), wherein a message for developer replacement is displayed when the developer life is determined and the developer replacement time comes.
（３）像担持体としての感光体上に静電潜像を形成し、現像装置の現像剤担持体から供給される現像剤のトナーによって前記静電潜像を現像する画像形成装置において、作像する画像の面積率を検知する画像面積率検知手段と、前記現像装置の現像剤駆動距離を検知する現像剤駆動距離検知手段と、前記現像装置の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給手段とを有し、前記現像剤駆動距離検知手段によって検知される現像剤駆動距離Ｙと前記画像面積率検知手段によって検知される平均画像面積率Ｘを、現像剤駆動距離Ｙがある特定値Ｐ未満のときは下記の数式数３に、現像剤駆動距離Ｙがある特定値Ｐ以上のときは下記の数式数４に入力し、演算されてトナー濃度検知手段に印加するコントロール電圧の補正値Ｖｃ１が求められ、下記の数式数５に示すように、そのコントロール電圧の補正値Ｖｃ１を、初期現像剤で決定したトナー濃度検知手段に印加するコントロール電圧の初期値Ｖｏから差し引いた値Ｖｃをトナー濃度検知手段に印加するとともにトナー濃度検知手段によって検知されるトナー濃度に基づいてトナー補給手段を制御するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
ただしＺ１、Ｚ２はそれぞれ現像剤駆動距離Ｙがある特定値Ｐ未満及びＰ以上の場合のキャリア膜厚減耗量であり、α４はキャリア膜厚減耗量とセンサ補正値Ｖｃ１のステップ値との関係を示す関数の方向係数である。
However, Z1 and Z2 are carrier film thickness wear amounts when the developer driving distance Y is less than a certain value P and greater than or equal to P, respectively, and α4 is the relationship between the carrier film thickness wear amount and the step value of the sensor correction value Vc1. This is the direction factor of the function shown.
（４）前記画像形成装置はカラー画像形成装置であることを特徴とする（１）〜（３）項の何れか１項に記載の画像形成装置。 ( 4 ) The image forming apparatus according to any one of (1) to ( 3 ), wherein the image forming apparatus is a color image forming apparatus.
本発明により、次のような効果を奏することができた。 According to the present invention, the following effects could be achieved.
第１に現像剤担持体としての現像ローラによる現像剤駆動距離と平均画像の面積率から現像剤ライフの警告を表示し、画像形成のダメージとなる不具合を防止することができる。 First, a developer life warning is displayed from the developer driving distance by the developing roller as the developer carrying member and the area ratio of the average image, thereby preventing a problem that causes damage in image formation.
第２に現像剤のライフを正確に判断することができるため、適切なトナー濃度補正が可能となり常に安定した画像濃度制御が行われ、画像形成のダメージとなる不具合を防止することができる。 Secondly, since the life of the developer can be accurately determined, appropriate toner density correction can be performed, and stable image density control is always performed, and problems that cause damage in image formation can be prevented.
第３に現像剤のライフを通して、キャリア現像を防ぐことができるため、ベタパッチ画像上にキャリアが付着するといった問題も発生しなくなり、パッチ検査においても正確な画像濃度検知が可能になり、常に安定した画像濃度制御が行われ、画像形成のダメージとなる不具合を防止することができる。 Thirdly, since carrier development can be prevented throughout the life of the developer, the problem of carrier adhesion on a solid patch image does not occur, and accurate image density detection is possible even in patch inspection, which is always stable. Image density control is performed, and it is possible to prevent problems that cause damage in image formation.
第４に現像剤のライフと共に現像ローラの回転数をアップすることで、現像ＤＣバイアスやＡＣバイアスを下げることが可能になり、現像剤のライフを通してキャリア現像を防ぐことができるため、正確な画像濃度検知が可能になり、常に安定した画像濃度制御が行われ、画像形成のダメージとなる不具合を防止することができる。 Fourthly, by increasing the rotation speed of the developing roller along with the life of the developer, it becomes possible to lower the development DC bias and AC bias, and it is possible to prevent carrier development throughout the life of the developer. Density detection is possible, stable image density control is always performed, and problems that cause damage in image formation can be prevented.
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. The description in this column does not limit the technical scope of the claims or the meaning of terms. In addition, the following assertive description in the embodiment of the present invention shows the best mode, and does not limit the meaning or technical scope of the terms of the present invention.
図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態としてのカラー画像形成装置を示す断面構成図である。 FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing a color image forming apparatus as an embodiment of the image forming apparatus of the present invention.
このカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７と、給紙搬送手段２１及び定着手段としてのベルト式定着装置２４とから成る。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。
This color image forming apparatus is called a tandem type color image forming apparatus, and includes a plurality of sets of
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
An
無端ベルト状中間転写体ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の第２の像担持体としての無端ベルト状中間転写体７０を有する。
The endless belt-like intermediate
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、回動する無端ベルト状中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録媒体として用紙等の転写材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写手段５Ａに搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着装置、例えばベルト式定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
The respective color images formed by the
一方、二次転写手段としての二次転写ローラ５Ａにより転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した無端ベルト状中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。
On the other hand, after the color image is transferred to the transfer material P by the
画像形成処理中、一次転写ローラ５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃに圧接する。
During the image forming process, the primary transfer roller 5K is always in pressure contact with the
二次転写ローラ５Ａは、ここを転写材Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写体７０に圧接する。
The
また、装置本体Ａから筐体８を支持レール８２Ｌ，８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。
Further, the
筐体８は、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とから成る。
The
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット７は、ローラ７１，７２，７３，７４，７６を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体７０、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ及びクリーニング手段６Ａとから成る。
The
筐体８の引き出し操作により、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とは、一体となって、本体Ａから引き出される。
The
このように感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、転写ベルト２６０上で各色を重ね合わせ、一括して転写材Ｐに転写し、定着装置、例えばベルト式定着装置２４で加圧及び加熱により固定して定着する。トナー像を転写材Ｐに転移させた後の感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、クリーニング装置６Ａで転写時に感光体に残されたトナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。
In this way, a toner image is formed on the
本発明の画像形成装置の各現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋには、現像剤担持体としての現像ローラ４０１とそれにＤＣバイアスを印加するＤＣバイアス印加手段４０３又は直流と共に交流のバイアスも印加させるＤＣ−ＡＣバイアス印加手段４０５が設けられている。更に各現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋには、トナー濃度検知手段４１０とトナー補給手段４２０が設けられ、それぞれＹＭＣＫのトナー濃度が検知され、トナー濃度が適正値になるようにトナーが補給されるようになっている。また、それとは別に感光体上に形成されるパッチ画像の画像濃度を検知する画像濃度検知手段４３０が設けられている。
The developing devices 4Y, 4M, 4C, and 4K of the image forming apparatus of the present invention are applied with a developing roller 401 as a developer carrier and a DC bias applying unit 403 that applies a DC bias to the developing roller 401 or an AC bias as well as a direct current. DC-AC bias applying means 405 is provided. Further, each of the developing devices 4Y, 4M, 4C, and 4K is provided with a toner
本発明は現像剤耐久力が画像面積率（印字率）に依存するものであり、その現像剤耐久力に対して、現像剤駆動距離の要素も取り入れて現像装置中のトナー濃度を常に適正に保持するためにトナー補給量を制御したり、画像濃度を適正にするために、更にはキャリア現像やトナー飛散を防止するために、現像ローラに印加するＤＣバイアスやＡＣバイアスを制御する手段を提供するものである。 In the present invention, the developer durability depends on the image area ratio (printing rate), and the developer driving distance is incorporated into the developer durability, so that the toner density in the developing device is always properly set. Provides a means to control the DC bias and AC bias applied to the developing roller in order to control the toner replenishment amount for holding, to make the image density appropriate, and to prevent carrier development and toner scattering To do.
以下に本発明についての詳細を説明する。 Details of the present invention will be described below.
画像形成装置として、上記のようなタンデムフルカラー複写機を用いて本発明を展開したが、その諸元を記すと以下のようになる。
ラインスピードＬ／Ｓ＝２２０ｍｍ／ｓであり、
感光体のドラム外径は６０ｍｍであり、有機半導体層としてフタロシアニン顔料をポリカーボネイトに分散させたものを塗布してある。電荷輸送層を含めた感光体層の膜厚は２５μｍである。
感光体非画像部電位：フィードバック制御され、制御可能範囲は−２５０Ｖ〜−９００Ｖである。
感光体の全露光電位：−４０〜１５０Ｖ。
露光：レーザー走査方式であり、半導体レーザー（ＬＤ）のパワーは３００μＷである。
現像：２成分現像方式
現像ローラ：外径３０ｍｍ
現像ローラ駆動モータとしてはＤＣモータが用いられている。
現像バイアス印加手段として
ＤＣバイアス：−２００〜−７００Ｖ、
ＡＣバイアス：０．５ｋＶｐ−ｐ〜２．０ｋＶｐ−ｐ、２ｋＨｚ〜７ｋＨｚ
トナー濃度検知手段（以下トナー濃度センサとも言う）：キャリアの透磁率を用いてキャリアに対するトナーの比率を検出するセンサである。
トナー補給器：トナー濃度センサの検知情報に応じてトナー補給量を決めて現像装置へ補給する。
Ｄｏｔカウンタ：各プリントにおいてプリント画像を構成するドット数がカウントされフルカウントに対する割合が画像の面積率即ち印字率として正確に記禄され、それまでの累積と平均印字率を正確に割り出すことができる。
摺動距離（現像剤駆動距離）カウンタ：現像ローラの周速に時間を乗じた累積量である。
２成分現像剤：
キャリアはそのコアにコーティング樹脂をコートしたものであり、バージンのキャリア粒径を４２μｍにしてある。
The present invention has been developed using the tandem full-color copying machine as described above as an image forming apparatus. The specifications are as follows.
Line speed L / S = 220 mm / s,
The drum has an outer diameter of 60 mm, and an organic semiconductor layer in which a phthalocyanine pigment is dispersed in polycarbonate is applied. The film thickness of the photoreceptor layer including the charge transport layer is 25 μm.
Photoconductor non-image portion potential: feedback-controlled, and controllable range is -250V to -900V.
Total exposure potential of photoconductor: -40 to 150V.
Exposure: This is a laser scanning method, and the power of the semiconductor laser (LD) is 300 μW.
Development: Two-component development system Development roller:
A DC motor is used as the developing roller drive motor.
As a developing bias applying means, DC bias: -200 to -700 V,
AC bias: 0.5 kVp-p to 2.0 kVp-p, 2 kHz to 7 kHz
Toner density detection means (hereinafter also referred to as toner density sensor): a sensor that detects the ratio of toner to carrier using the magnetic permeability of the carrier.
Toner replenisher: A toner replenishment amount is determined according to the detection information of the toner density sensor and replenished to the developing device.
Dot counter: In each print, the number of dots constituting the print image is counted, and the ratio to the full count is accurately recorded as the area ratio of the image, that is, the print ratio, and the cumulative and average print ratio so far can be accurately calculated.
Sliding distance (developer driving distance) counter: A cumulative amount obtained by multiplying the peripheral speed of the developing roller by time.
Two-component developer:
The carrier has a core coated with a coating resin, and the carrier particle size of virgin is 42 μm.
重合トナーとしての、トナー粒径は６．５μｍである。
無端ベルト状中間転写体は、シームレス半導電樹脂ベルトであり、材質がポリイミド、表面抵抗率が１×１０11Ω／□、体積抵抗率が１×１０8Ω・ｃｍである。
１次転写手段：無端ベルト状中間転写体背面に発泡ローラを設置（外径２０ｍｍ、抵抗値は１×１０6Ω）し、温湿度とカウンタでマトリックスを組んだ電流値テーブルから所定の電流値を選択し印加する。
無端ベルト状中間転写体の張力は４９Ｎにした。
１次転写導電性部材は電性ローラを使用、該導電性ローラの押圧力は４．９Ｎにした。
２次転写手段は無端ベルト状中間転写体をバックアップローラと二次転写ローラで挟み込んだ構成で抵抗値はともに１×１０7Ω、温湿度とカウンターでマトリックスを組んだ電流値テーブルから所定の電流値を選択して印加するようにした。
無端ベルト状中間転写体のクリーニングブレードはウレタンブレードを用い、自由長９ｍｍ、厚さ２ｍｍ、当接角１７度にした。
無端ベルト状転写体の駆動ローラ外径は３０ｍｍのものを用いた。
The particle diameter of the polymerized toner is 6.5 μm.
The endless belt-shaped intermediate transfer member is a seamless semiconductive resin belt, which is made of polyimide, has a surface resistivity of 1 × 10 11 Ω / □, and a volume resistivity of 1 × 10 8 Ω · cm.
Primary transfer means: A foam roller is installed on the back of the endless belt-shaped intermediate transfer member (
The tension of the endless belt-shaped intermediate transfer member was 49N.
The primary transfer conductive member was an electric roller, and the pressing force of the conductive roller was 4.9N.
The secondary transfer means has an endless belt-like intermediate transfer member sandwiched between a backup roller and a secondary transfer roller, both having a resistance value of 1 × 10 7 Ω, a predetermined current from a current value table in which a matrix is formed by temperature and humidity and a counter. A value was selected and applied.
A cleaning blade for the endless belt-shaped intermediate transfer member was a urethane blade, having a free length of 9 mm, a thickness of 2 mm, and a contact angle of 17 degrees.
An endless belt-shaped transfer member having a driving roller outer diameter of 30 mm was used.
［現像剤耐久力の印字率依存性について］
現像剤耐久力の指標としては従来から認知されているものとして
１．キャリア膜厚（コーティング樹脂の質量％）
２．トナースペント
がある。これら指標の測定方法としては、現像剤を界面活性剤（洗剤等）で溶かしてトナーとキャリアとに分割し、キャリアに対して有機溶剤ＭＥＫ（メチルエチルケトン）でキャリアのコア表面に付着している樹脂とスペントトナーを溶剤中に溶解する。キャリア膜厚については、その溶剤にて樹脂を溶かした前後のキャリア重量比から算出し、トナースペントに関しては顔料の溶け出した溶剤を、所定の波長の光を透過させた際の透過率で計測する
これら現像剤耐久力を示す指標は現像ローラの現像剤駆動距離（現像剤摺動距離）に応じて変化し、距離が進むほどキャリア膜厚の減耗は進み、スペントするトナー量は増えて行って透過率は減少していく。図２と図３のグラフに、印字率を変えたときの現像剤摺動距離に対するキャリア膜減耗量と、トナースペント量（透過率）を示す。
[About the printing rate dependency of developer durability]
As an index of developer durability, it has been recognized conventionally. Carrier film thickness (mass% of coating resin)
2. Toner spent. As a method for measuring these indicators, a developer is dissolved in a surfactant (detergent, etc.), divided into a toner and a carrier, and the resin is attached to the carrier core surface with an organic solvent MEK (methyl ethyl ketone) against the carrier. And spent toner are dissolved in a solvent. The carrier film thickness is calculated from the weight ratio of the carrier before and after the resin is dissolved in the solvent. For the toner spent, the solvent in which the pigment has dissolved is measured by the transmittance when light of a predetermined wavelength is transmitted. The index indicating the developer durability varies depending on the developer driving distance (developer sliding distance) of the developing roller. As the distance increases, the carrier film thickness decreases and the spent toner amount increases. As a result, the transmittance decreases. The graphs of FIGS. 2 and 3 show the carrier film depletion amount and the toner spent amount (transmittance) with respect to the developer sliding distance when the printing rate is changed.
上記図２のグラフのように、現像剤摺動距離が進むほど、キャリア膜減耗量は大きくなる。また、図３のグラフのように、トナースペント量を示す透過率（％Ｔ）は現像剤摺動距離が進むほど低下している。これはキャリア表面に対するトナースペント量が多くなって溶剤中に溶け出したトナー量も多くなり、透過率（％Ｔ）が低下していることを示す。 As shown in the graph of FIG. 2, the carrier film depletion amount increases as the developer sliding distance increases. Further, as shown in the graph of FIG. 3, the transmittance (% T) indicating the toner spent amount decreases as the developer sliding distance increases. This indicates that the amount of toner spent with respect to the carrier surface is increased and the amount of toner dissolved in the solvent is increased, and the transmittance (% T) is lowered.
また、印字率依存性について見てみると、印字率が高い時の方がキャリア膜減耗量、トナースぺント量（透過率％Ｔ）ともに悪化していることがわかる。キャリア膜減耗量に関しては、トナーが消費される課程においてキャリア側がトナーから何らかのストレスを受けてキャリアコーティング剤が削られると推定。トナースペントに関しては、現像剤中を通過するトナーの量が大きいほど、トナースペント量は大きくなると推定しており、キャリア膜減耗、トナースペント、ともに印字率が高いほど（トナーの消費量が大きいほど）キャリアの劣化が進むということを示している。 Further, looking at the printing rate dependency, it can be seen that both the carrier film depletion amount and the toner spent amount (transmittance% T) are worse when the printing rate is high. Regarding the amount of carrier film depletion, it is estimated that the carrier coating is subjected to some stress from the toner and the carrier coating agent is scraped off during the toner consumption process. Regarding toner spent, it is estimated that the larger the amount of toner passing through the developer, the larger the amount of toner spent. The higher the print rate of both carrier film depletion and toner spent (the larger the toner consumption, the greater the amount of toner spent). ) Shows that carrier deterioration is progressing.
キャリア膜減耗量の増加や、トナースペント量の増加が発生すると、トナー帯電量が低下し、それにともなってトナー飛散や「カブリ」といった不具合を発生するようになる。また、トナー濃度制御についても、印字率に応じて膜減耗量やトナースペント量が変化してくれば、それらの違いによってトナー濃度のバラツキが生じてくる。また、高い印字率（トナー消費量）で使用しつづけた場合、キャリア膜減耗量が大きく進んでキャリア膜厚が薄くなり、現像剤ライフ後半においてＤＣバイアスが高くなった時にキャリアがトナーと一緒に現像されてしまう現象である「キャリア現像」といった不具合も生じてくる。 When an increase in the amount of carrier film wear or an increase in the amount of toner spent occurs, the charge amount of toner decreases, which causes problems such as toner scattering and “fogging”. As for toner density control, if the film wear amount and the toner spent amount change according to the printing rate, the toner density varies due to the difference therebetween. In addition, when the printer is used at a high printing rate (toner consumption), the carrier film wear-out amount greatly increases, the carrier film thickness decreases, and when the DC bias increases in the second half of the developer life, the carrier is combined with the toner. There also arises a problem such as “carrier development”, which is a phenomenon of development.
これらのことより、印字率（トナー消費量）に応じてキャリア劣化（キャリア膜減耗量やトナースペント量の増加）の進み具合が異なり、現像剤ライフは使用の仕方（どれくらいの印字率で使用するか？、どのくらいのトナー消費量で使用するか？）によって異なってくるということを示す。従って、現像剤に対するライフの決め方、また現像剤の耐久補正などは印字率（トナー消費量）を考慮したものにしなければならない。 As a result, the progress of carrier deterioration (increase in carrier film wear and toner spent) differs according to the printing rate (toner consumption), and the developer life is used (how much printing rate is used) , How much toner consumption is used?). Accordingly, how to determine the life for the developer and the durability correction of the developer must be in consideration of the printing rate (toner consumption).
尚、トナースペントも耐久性に影響を及ぼしているが、下限値７０％に対して殆ど影響しない汚れであり、キャリア膜減耗量の影響の方がはるかに大きいといえる。 The toner spent also affects the durability, but it is a stain that hardly affects the lower limit of 70%, and it can be said that the influence of the carrier film depletion amount is much greater.
次に各請求項についての実施の形態例について述べる。 Next, embodiments of the claims will be described.
［現像剤摺動距離と平均画像面積率からの現像剤ライフ決定について］
これは請求項１、２、３に関連するものである。すでに述べたように、キャリア膜減耗量が進むとキャリアの帯電性能が衰え、トナー帯電量の低下を引き起こしてトナー飛散やカブリと言った不具合を生じるようになる。また、膜減耗がある一定の値以上になるまで進むとキャリア抵抗の低下がさらに進み、キャリアに電荷が注入されるようになって「キャリア現像」といった不具合が生じるようになる。従来からの知見として、キャリア粒径が４２μｍの場合はキャリア膜厚が１．３％まで低下してくると上記のような「キャリア現像」といった不具合を生じるようになるため、キャリア膜厚限界としては１．３％とし、キャリア膜厚が１．３％に達したら現像剤のライフエンドとする。こうすることで「キャリア現像」のような不具合も生じることなく、現像剤ライフエンドまで良好な画像が得られるようになる。
[Determination of developer life from developer sliding distance and average image area ratio]
This relates to
そこで、以下の手段によって現像剤摺動距離と現像剤の平均画像面積率からキャリア膜減耗量を算出し、現像剤のライフエンドを決定するようにした。 Therefore, the carrier film depletion amount is calculated from the developer sliding distance and the average image area ratio of the developer by the following means to determine the life end of the developer.
［現像剤耐久力の印字率依存性について］
以下に、平均画像面積率を変えたときのキャリア膜減耗量の推移を示す。現像剤摺動距離が増加するに応じてキャリア膜減耗量は大きくなり、また現像剤を使用する際の平均画像面積率が高いほどその傾きは高くなっているのがわかる。
[About the printing rate dependency of developer durability]
The transition of the carrier film depletion amount when the average image area ratio is changed is shown below. It can be seen that as the developer sliding distance increases, the amount of carrier film depletion increases, and the slope increases as the average image area ratio increases when the developer is used.
また、現像剤摺動距離に対するキャリア膜減耗量と画像面積率（印字率）との関係を図４に示すグラフから、印字率に対する補正係数α０１と方向係数α１、切片β１との関係式は、摺動距離Ｙのある特定値Ｐとしての実施の形態例としてＰが１０ｋｍに算出された例について述べると次のようになる。Ｐ未満、即ちＰが１０ｋｍ未満のときＺ１＝（α１・Ｘ＋β１）Ｙとなり、摺動距離のＹのある特定値Ｐが１０ｋｍ以上のときＺ２＝（α２・Ｘ＋β２）Ｙ＋α３・Ｘ＋β３となることは、グラフで示せば図５、図６、図７のようになる。それらのグラフより、現像剤摺動距離と平均画像面積率からキャリア膜減耗量の推定値を具体的に算出することが出来る。その算出式を以下の数６及び数７に示す。
Also, from the graph shown in FIG. 4 showing the relationship between the carrier film depletion amount and the image area ratio (printing ratio) with respect to the developer sliding distance, the relational expression between the correction coefficient α01, the direction coefficient α1, and the intercept β1 with respect to the printing ratio is An example in which P is calculated to be 10 km as an embodiment as a specific value P of the sliding distance Y is as follows. When P is less than P, that is, when P is less than 10 km, Z1 = (α1 · X + β1) Y, and when a specific value P of the sliding distance Y is 10 km or more, Z2 = (α2 · X + β2) Y + α3 · X + β3. If it shows with a graph, it will become like FIG.5, FIG.6, FIG.7. From these graphs, an estimated value of the carrier film depletion amount can be specifically calculated from the developer sliding distance and the average image area ratio. The calculation formulas are shown in the following
上記に示したキャリア膜減耗量の印字率に対する依存性や、上記算出式に示した各係数は、現像剤（キャリア粒径やキャリアコアの抵抗値、トナー粒径、トナーの外添剤処方等）や現像システムの違いによって変わってくるものである。 The dependency on the printing rate of the carrier film depletion amount shown above and the coefficients shown in the above calculation formula are expressed in terms of developer (carrier particle size, carrier core resistance, toner particle size, toner external additive formulation, etc. ) And differences in development systems.
尚、上記のある特定値Ｐは現像剤の処方や現像システムの違い等によって変わるものであるが、極一般的なトナー現像においてテストを試みた結果ではＰ＝１０ｋｍとして差し支えないことを確認した。しかし、このようにＰは上記現像条件によって変わるので１０ｋｍに限定されるものではない。 The specific value P described above varies depending on the developer formulation, the development system, and the like, but it was confirmed that P = 10 km could be obtained as a result of a test in an extremely general toner development. However, P is not limited to 10 km because it varies depending on the development conditions.
上記の算出式、数１１及び数１２は極く一般の現像や現像システムに適用されるものであるが、現像条件や現像システムが変わってきても、数１〜数４の一般式の係数や定数を実験的テストに基づいて変更することにより、簡単に再構築することが可能である。 The above formulas (11) and (12) are applicable to general development and development systems. However, even if development conditions and development systems are changed, It can be easily reconstructed by changing the constants based on experimental tests.
上記式より、算出したキャリア膜減耗量がある一定値を超えた場合に現像剤ライフエンドとする。例えばキャリア４２μｍ、初期キャリア膜厚を１．８％とした場合は「キャリア現像」が発生するキャリア膜厚限界が１．３％のため、キャリア膜減耗量の限界値としては１．８％−１．３％＝０．５％となる。 From the above formula, when the calculated carrier film depletion amount exceeds a certain value, the developer life end is determined. For example, when the carrier is 42 μm and the initial carrier film thickness is 1.8%, the carrier film thickness limit at which “carrier development” occurs is 1.3%. 1.3% = 0.5%.
従って、上記式より算出した膜減耗量が「０．５％」となった場合に現像剤ライフエンドとすれば、上記計算を実施するタイミングは、朝の一番に本画像形成装置を立ち上げて運転開始したとき、もしくは環境変動時、あるいはある定期プリント数（例えば１０００プリント）毎に行い、算出された「予想キャリア膜減耗量」が０．５％を超えていれば現像剤ライフエンドに到達したと判断して、ユーザーに「現像剤交換」を伝える。 Therefore, if the film wear amount calculated from the above formula is “0.5%”, the end of the developer life is assumed. At the start of operation or when the environment changes, or every certain number of regular prints (for example, 1000 prints). If the calculated “expected carrier film wear amount” exceeds 0.5%, the developer life end is reached. It is determined that it has arrived, and the user is informed of “developer replacement”.
また算出した減耗量から、基本印字率＝５％の関係式を用いて、実際の想定現像剤摺動距離が算出でき、平均印字率を加味した摺動距離を求めることができる。従って、平均印字率が高いユーザーに対しては、早めのライフエンドを表示できる。このような使い方も可能になる。 Further, from the calculated amount of wear, the actual assumed developer sliding distance can be calculated using the relational expression of basic printing rate = 5%, and the sliding distance can be obtained taking into account the average printing rate. Therefore, an early life end can be displayed for a user with a high average printing rate. Such usage is also possible.
上記の請求項１〜３の発明の実施の形態の一例によって現像剤ライフエンドをユーザーに正確に伝えることができるので、トナー飛散やカブリと言った不具合を起こさず、スタートから現像剤ライフエンドまで良好な画像を得ることが可能となる。
Since the developer life end can be accurately transmitted to the user by the example of the embodiment of the invention described in
［現像剤摺動距離と平均画像面積率からトナー補給手段の制御を行うことについて］
これは請求項４、５に関するものであり、現像剤の摺動距離や印字率の違いによってキャリア膜減耗量が異なり、現像剤の使い方によって現像剤の劣化度合いは異なってくる。そのため、その劣化度合いのバラツキに応じてトナー濃度も当然、バラツキが生じるようになる。従って、この現像剤の劣化度合いのバラツキを現像剤の使用環境から予想し、劣化度合いに応じたトナー濃度制御の補正が必要となってくる。
[About controlling toner replenishing means based on developer sliding distance and average image area ratio]
This relates to
現像剤の劣化因子（キャリア膜減耗量とトナースペント量）は画像の印字率（トナー消費量）に依存しており、印字率が高いほど（トナーの消費量が高いほど）現像剤の劣化は進む。従って、その使用した平均画像面積率（平均印字率）に対しても補正が必要になってくる。 Deterioration factors of developer (carrier film depletion amount and toner spent amount) depend on the image printing rate (toner consumption). The higher the printing rate (the higher the toner consumption), the more the developer deterioration move on. Therefore, it is necessary to correct the average image area ratio (average print ratio) used.
上記の請求項１、２及び３の現像剤のライフ決定手段として、現像剤摺動距離と使用した平均画像面積率からのキャリア膜減耗量の推定値算出方法はすでに述べた。このキャリア膜減耗量推定値から、トナー濃度検知手段（以下トナー濃度センサということもある）４１０に対する補正量を決定する。 The method for calculating the estimated value of the carrier film depletion amount from the developer sliding distance and the average image area ratio used as the developer life determining means of the first, second and third aspects has already been described. From this estimated carrier film depletion amount, a correction amount for the toner density detecting means (hereinafter also referred to as a toner density sensor) 410 is determined.
このトナー濃度センサは現像装置内のキャリアとトナーの割合を測定するものであり、図１４の模式図のように電源電圧Ｖｉの入力部とセンサ出力電圧ＶＬの出力部とコントロール電圧Ｖｃ印加部とアース機能を持たせる部とで結線部が構成されており、その機能を簡単に具体的に説明すると図１５の線図に示すように、トナー濃度が例えば６．０％の初期現像剤に対する、トナー濃度センサ出力値ＶＬが２．５Ｖとなるためのコントロール電圧値Ｖｃの初期値を９．０Ｖとした場合に、初期現像剤に対してＶｃ＝９．０Ｖの制御電圧を印加することで、ＶＬが２．５Ｖより大きくなって行くときにトナー補給を行えばトナー濃度を６．０％前後で制御が可能である。これに対してＶｃ＝８．５Ｖで印加すると、ＶＬは１．９Ｖ付近にずれるため、ＶＬが２．５Ｖとなるまでトナー補給が行われず、トナー濃度は５．４％まで低下させることができる。この状態を維持して制御すればトナー濃度は５．４％前後で制御される。 This toner density sensor measures the ratio of carrier to toner in the developing device. As shown in the schematic diagram of FIG. 14, the input part for the power supply voltage Vi, the output part for the sensor output voltage VL, and the control voltage Vc application part. A connecting portion is constituted by a portion having an earth function, and the function will be briefly described in detail. As shown in a diagram of FIG. 15, the toner concentration is, for example, 6.0% for an initial developer. By applying a control voltage of Vc = 9.0V to the initial developer when the initial value of the control voltage value Vc for the toner density sensor output value VL of 2.5V is set to 9.0V, If the toner is replenished when VL becomes larger than 2.5V, the toner density can be controlled at around 6.0%. On the other hand, when applied at Vc = 8.5V, VL shifts to around 1.9V, so that toner is not replenished until VL reaches 2.5V, and the toner density can be lowered to 5.4%. . If this state is maintained and controlled, the toner density is controlled at around 5.4%.
現像剤摺動距離とその時の平均画像面積率から各数１及び数２の一般式やそれを具体化した数１１及び数１２を用いてキャリア膜厚減耗量の推定値を算出し、実験より求めた以下の関係式（キャリア膜減耗量に対するトナー濃度検知手段に印加するコントロール電圧値Ｖｃの関係式）を用いてＶｃを割り出す。（ここで言っているＶｃとはキャリアの透磁率を検出するトナー濃度センサの出力値を可変できる制御電圧値であるコントロール電圧値を示し、グラフでは２〜１２Ｖの電圧値を０〜２５５ｓｔｅｐのデジタル値で示し、１ｓｔｅｐは１０Ｖ／２５５＝０．０３９Ｖにしてある。）
キャリアの膜減耗量が大きくなるとキャリアの抵抗値は下がり、トナー帯電量が低下するためトナー濃度としては、一般的に上昇傾向になる。従って、トナー濃度センサに印加するコントロール電圧値としてはトナー濃度を下げる方向（Ｖｃを下げる方向）に補正を加える必要がある。膜減耗量に対するＶｃの下げ量Ｖｃ１を示したグラフが図８のようになる。
From the developer sliding distance and the average image area ratio at that time, the estimated values of the carrier film thickness are calculated by using the general formulas of
When the carrier film wear amount increases, the carrier resistance value decreases and the toner charge amount decreases, so the toner concentration generally tends to increase. Therefore, the control voltage value applied to the toner density sensor needs to be corrected in the direction of decreasing the toner density (the direction of decreasing Vc). A graph showing the decrease amount Vc1 of Vc with respect to the film depletion amount is as shown in FIG.
従って上記式数１及び数２を具体化した、数６及び数７を用いて現像剤摺動距離とその時の平均印字率より求まる、トナー濃度センサに印加するコントロール電圧値の補正値は前述の数３及び数４を具体化した以下の数８及び数９の数式より求まる。
Therefore, the correction value of the control voltage value to be applied to the toner density sensor, which is obtained from the developer sliding distance and the average printing rate at that time using the
現像剤摺動距離と平均画像面積率によるキャリア膜減耗量のバラツキに対して、上記式より算出されるトナー濃度センサに印加する前記補正値Ｖｃ１の分だけ、数式数１０に示すようにトナー濃度センサのＶｃの初期値Ｖｏから差し引いたコントロール電圧値をトナー濃度センサに印加することで安定したトナー濃度制御が可能となる。（平均画像面積率のトナースペントに対する補正は、前述のように、トナースペントより影響の大きいキャリア膜厚減耗量に対する補正値の中でカバーされるものとした。）
As shown in
［効果確認実写テスト］
上記補正値の算出はプリント中でも常に行い、その補正値を加算したコントロール電圧値Ｖｃで現像剤駆動距離に対するトナー濃度制御を行う。以下に、その補正値を加えない従来のトナー濃度制御を行った時のトナー濃度推移を図９のグラフに、上記のように今回コントロール電圧値Ｖｃに補正を加えてトナー濃度制御を行った時のトナー濃度推移を図１０のグラフに示す。
[Effect confirmation live-action test]
The calculation of the correction value is always performed even during printing, and toner density control with respect to the developer driving distance is performed with a control voltage value Vc obtained by adding the correction value. In the following, the transition of toner density when conventional toner density control without adding the correction value is performed is shown in the graph of FIG. 9, and when the control of the current control voltage value Vc is corrected and the toner density control is performed as described above. The transition of the toner density is shown in the graph of FIG.
今回の補正を加えたトナー濃度制御時のトナー濃度推移の方が安定したトナー濃度推移を得られているのがわかる。 It can be seen that the toner density transition during the toner density control to which the correction has been made can obtain a more stable toner density transition.
［現像剤摺動距離と平均画像面積率から現像ＤＣバイアス値と現像剤担持体の回転数の制御について］
これは請求項６に関連するものである。
[Control of Development DC Bias Value and Rotation Number of Developer Carrier from Developer Sliding Distance and Average Image Area Ratio]
This is related to
現像剤摺動距離（現像剤駆動距離）が進むと、キャリア膜減耗量も進んで膜厚が薄くなり、現像ＤＣバイアスが高くなった時に「キャリア現像」が発生するようになることはすでに述べた。 As described above, as the developer sliding distance (developer driving distance) advances, the amount of carrier film depletion also advances, the film thickness becomes thinner, and when the development DC bias increases, “carrier development” will occur. It was.
また、キャリア膜厚が薄くなってくるほどキャリアの抵抗は下がってトナー帯電量も下がり、現像性は高い方向になるため、「キャリア現像」を発生させない観点からも現像ＤＣバイアスを高く設定してしまうことは好ましくない。 Also, as the carrier film thickness decreases, the carrier resistance decreases and the toner charge amount decreases, and the developability tends to increase. Therefore, the development DC bias is set high from the viewpoint of preventing “carrier development”. It is not preferable to end up.
通常、現像ＤＣバイアス値は「画像安定化制御」にて決定されるもので、この画像安定化制御とは、例えば中間転写ベルト上にパッチ画像を作成し、そのパッチ画像を光学センサなどで読み取り、その出力に応じて目標の画像濃度に達しているかどうかを判断し、達していない場合には現像ＤＣバイアスを変えて目標の現像性が得られるような現像ＤＣバイアス値を決定する制御のことである。 Usually, the development DC bias value is determined by “image stabilization control”. This image stabilization control is, for example, creating a patch image on an intermediate transfer belt and reading the patch image with an optical sensor or the like. The control determines whether or not the target image density is reached according to the output, and determines the development DC bias value so as to obtain the target developability by changing the development DC bias if not reached. It is.
従って、上記「画像安定化制御」時に決定される現像ＤＣバイアス値の上限値を、キャリア膜減耗量に応じて「キャリア現像」が発生してしまう「限界ＤＣバイアス値」以下にしてやることで現像剤ライフを通して「キャリア現像」の発生ない、安定した画像を得ることが可能となる。しかし、上限値を超えたＤＣバイアスで現像した場合、キャリア現像が発生するために画像濃度としては淡いと判断し、ＤＣバイアスを更に高い設定としてしまうため、結果的に適正な濃度の画像が得られなくなってしまう。図１１のグラフにその例を示す。 Therefore, development is performed by setting the upper limit value of the development DC bias value determined at the time of the “image stabilization control” to be equal to or less than the “limit DC bias value” at which “carrier development” occurs according to the amount of carrier film depletion. It is possible to obtain a stable image without occurrence of “carrier development” throughout the agent life. However, when development is performed with a DC bias exceeding the upper limit, carrier development occurs, so it is determined that the image density is low, and the DC bias is set to a higher value. As a result, an image with an appropriate density is obtained. It will not be possible. An example is shown in the graph of FIG.
上記、図１１のグラフのように、現像剤摺動距離に応じて現像ＤＣバイアス値の上限値を小さくしてやることで、現像剤摺動距離が進んでキャリア膜減耗量が大きくなった時に発生しやすくなる「キャリア現像」を回避し、安定した画像を得ることが可能となる。 As shown in the graph of FIG. 11 above, it occurs when the developer sliding distance increases and the carrier film depletion amount increases by reducing the upper limit value of the development DC bias value according to the developer sliding distance. It becomes possible to avoid “carrier development” that becomes easy and to obtain a stable image.
［効果確認実写テスト］
安定化制御で決定される際の現像ＤＣバイアスの上限値を上記のグラフのように決めて行った時の実写テストの評価の結果を以下の表１に示す。ここに○はキャリア現像が全く無く良好、△はキャリア現像が僅か見られるが実用上差し支えない程度、×はキャリア現像が多く実用不可を表す。
[Effect confirmation live-action test]
Table 1 below shows the results of evaluation of the live-action test when the upper limit value of the development DC bias determined by the stabilization control is determined as shown in the above graph. Here, ◯ indicates that there is no carrier development and is good, Δ indicates that carrier development is slightly observed but is practically acceptable, and x indicates that carrier development is large and impractical.
従来の制御では現像剤ライフの後半でキャリア現像が発生する場合があり、不安定であったのに対し、新しい制御によって、高温高湿（ＨＨ）、常温常湿（ＮＮ）、低温低湿（ＬＬ）の全ての環境条件において本発明の制御はキャリア現像の発生は全くないことが分かる。 In the conventional control, carrier development may occur in the latter half of the developer life, which is unstable. However, the new control enables high temperature and high humidity (HH), normal temperature and normal humidity (NN), and low temperature and low humidity (LL). It can be seen that the control of the present invention does not cause any carrier development at all environmental conditions.
現像剤摺動距離に応じて現像ＤＣバイアスを制御することで、現像剤ライフ後半で発生
していたキャリア現像の抑制をすることが出来た。
By controlling the development DC bias according to the developer sliding distance, it was possible to suppress carrier development that occurred in the latter half of the developer life.
特に、パッチの濃度を検出し、画像濃度制御にフィードバックさせる制御において、上記ＤＣ現像バイアス範囲内で行うことで、適正な制御が行われることになる。範囲外（高い場合）であると、キャリア現像によるパッチ濃度が低下するため、ＤＣバイアスを制御して画像濃度を所定範囲に押さえる系においては、さらに、ＤＣバイアスを上げてしまい、悪循環に入ることになる。 In particular, in the control for detecting the density of the patch and feeding it back to the image density control, proper control is performed by performing the control within the DC developing bias range. If it is out of range (if it is high), the patch density due to carrier development decreases, so in a system that controls the DC bias and keeps the image density within a predetermined range, the DC bias is further increased and a vicious circle is entered. become.
［現像剤摺動距離と平均画像面積率から現像ＡＣバイアス値を制御する手段］
これは請求項７に関連するものである。
[Means for controlling development AC bias value from developer sliding distance and average image area ratio]
This is related to
キャリア膜減耗量が進み、膜厚が薄くなってくると、現像バイアスが高くなった時に「キャリア現像」が発生するようになる。これは、キャリアの膜厚が薄くなって来たことでキャリアの抵抗値が下がり、キャリアに電荷が注入され、トナーと一緒にキャリアも現像されてしまう現象である。 As the amount of carrier film depletion proceeds and the film thickness decreases, "carrier development" occurs when the development bias increases. This is a phenomenon in which the carrier thickness decreases, the carrier resistance value decreases, charges are injected into the carrier, and the carrier is developed together with the toner.
従って、平均画像面積率が非常に大きい状態で現像剤を使用していた場合、キャリアの膜減耗量も大きくなって現像剤ライフに到達する前に上記のような不具合を発生してしまう可能性がある。 Therefore, if the developer is used in a state where the average image area ratio is very large, the amount of film loss of the carrier may increase and the above-described problems may occur before reaching the developer life. There is.
それを防ぐためには、キャリア膜厚の低下に応じて現像バイアス値をキャリア現像が発生しないような低いバイアス値に変更して行く必要がある。現像バイアスとして「ＤＣバイアス」と「ＡＣバイアス」を重畳している場合は、「ＡＣバイアス」を低くしていくことの方がキャリア現像に対して特に効果的であり、現像ＤＣバイアス値の操作は従来と同じであっても、ＡＣバイアスを低くすることで図１３のグラフに示すようにキャリア現像に対するＤＣバイアス値のマージンがかなり広がることがわかった。 In order to prevent this, it is necessary to change the development bias value to a low bias value that does not cause carrier development as the carrier film thickness decreases. When “DC bias” and “AC bias” are superimposed as development biases, it is particularly effective for carrier development to lower “AC bias”. Even in the same manner as in the prior art, it was found that by reducing the AC bias, the margin of the DC bias value for carrier development is considerably widened as shown in the graph of FIG.
そこで、キャリア現像が発生しやすくなる現像剤ライフ後半では、キャリア膜減耗量に応じて「現像ＡＣバイアス」を下げることでキャリア現像を回避し、安定した画像を得るようにした。 Therefore, in the latter half of the developer life in which carrier development is likely to occur, carrier development is avoided by lowering the “development AC bias” in accordance with the amount of carrier film depletion, and a stable image is obtained.
図１２にキャリア膜減耗量に応じた現像ＡＣバイアス値の制御テーブルをグラフにしたものを示す。 FIG. 12 is a graph showing a development AC bias value control table corresponding to the carrier film depletion amount.
本実施例では、前提条件として現像ＤＣバイアス値は「画像安定化制御」にて決定されるものとする。 In this embodiment, as a precondition, the development DC bias value is determined by “image stabilization control”.
この画像安定化制御とは例えば中間転写ベルト上にパッチ画像を作成し、そのパッチ画像を光学センサなどで読み取り、その出力に応じて目標の画像濃度に達しているかどうかを判断し、達していない場合には現像ＤＣバイアスを変えて目標の現像性が得られるような現像ＤＣバイアス値を決定する制御のことである。 This image stabilization control, for example, creates a patch image on the intermediate transfer belt, reads the patch image with an optical sensor, etc., determines whether the target image density is reached according to the output, and does not reach it. In this case, the development DC bias value is controlled so as to obtain the target developability by changing the development DC bias.
また、現像ＡＣバイアス値は安定化制御内では使用しないが可変可能なものとしている。 The development AC bias value is not used in the stabilization control but can be varied.
上記図１２のグラフのように、現像剤膜減耗量に応じて現像ＡＣバイアス値を小さくしてやることで、キャリア膜減耗量が大きくなった時に発生しやすくなる「キャリア現像」を回避し、安定した画像を得ることが可能となる。 As shown in the graph of FIG. 12, by reducing the development AC bias value in accordance with the developer film depletion amount, “carrier development” that tends to occur when the carrier film depletion amount increases is avoided and stable. An image can be obtained.
［効果確認実写テスト］
上記制御テーブルをグラフで示す図１２に従って、現像ＡＣバイアスを制御したときの結果を表２に示すが、上記表１の結果と同様に、環境条件を変えても従来の制御条件に較べてキャリア現像の発生のない安定した制御が得られることが分かる。
[Effect confirmation live-action test]
Table 2 shows the results when the development AC bias is controlled according to FIG. 12 showing the above control table in a graph. Similar to the results in Table 1, the carrier is compared with the conventional control conditions even if the environmental conditions are changed. It can be seen that stable control without development occurs.
従来の制御では現像剤ライフの後半でキャリア現像が発生する場合があり、不安定であったのに対し、新しい制御ではキャリア膜減耗量に応じて現像ＡＣバイアスを制御することで、現像剤ライフ後半で発生していたキャリア現像の抑制をより大きくすることが出来た。 In the conventional control, carrier development may occur in the latter half of the developer life, which is unstable. In the new control, the developer AC bias is controlled in accordance with the amount of carrier film depletion. The suppression of carrier development that occurred in the latter half could be further increased.
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 感光体
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 現像手段
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ 一次転写手段としての一次転写ローラ
５Ａ 二次転写手段としての二次転写ローラ
６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ クリーニング手段
７ 無端ベルト状中間転写体ユニット
２４ ベルト式定着装置
７０ 無端ベルト状中間転写体
４０１ 現像ローラ
４０３ ＤＣバイアス印加手段
４０５ ＤＣ−ＡＣバイアス印加手段
４１０ トナー濃度検知手段
４２０ トナー補給手段
４３０ 画像濃度検知手段
Ｐ 転写材
1Y, 1M, 1C, 1K Photosensitive members 4Y, 4M, 4C, 4K Developing means 5Y, 5M, 5C, 5K Primary transfer roller as primary transfer means 5A Secondary transfer roller as secondary transfer means 6Y, 6M, 6C, 6K Cleaning means 7 Endless belt-like
Claims (4)
ただし、α１、α２は現像剤駆動距離Ｙがそれぞれある特定値Ｐ未満のとき及びＰ以上のとき、補正係数を表す関数の方向係数であり、β１，β２は切片であり、α３、β３は数２の最終項の切片を構成する係数である。
Here, α1 and α2 are direction coefficients of a function representing a correction coefficient when the developer driving distance Y is less than a specific value P and greater than or equal to P, β1 and β2 are intercepts, and α3 and β3 are numerical values. 2 is a coefficient constituting the intercept of the last term of 2.
ただしＺ１、Ｚ２はそれぞれ現像剤駆動距離Ｙがある特定値Ｐ未満及びＰ以上の場合のキャリア膜厚減耗量であり、α４はキャリア膜厚減耗量とセンサ補正値Ｖｃ１のステップ値との関係を示す関数の方向係数である。However, Z1 and Z2 are carrier film thickness wear amounts when the developer driving distance Y is less than a certain value P and greater than or equal to P, respectively, and α4 is the relationship between the carrier film thickness wear amount and the step value of the sensor correction value Vc1. This is the direction factor of the function shown.
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5910966A (en) * | 1982-07-12 | 1984-01-20 | Fujitsu Ltd | Developing device |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5910966A (en) * | 1982-07-12 | 1984-01-20 | Fujitsu Ltd | Developing device |
| JPH0419764A (en) * | 1990-05-15 | 1992-01-23 | Minolta Camera Co Ltd | Toner concentration controller for image forming device |
| JPH05346724A (en) * | 1992-06-13 | 1993-12-27 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
| JPH09179458A (en) * | 1995-12-25 | 1997-07-11 | Minolta Co Ltd | Image forming device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9223247B2 (en) | 2013-03-27 | 2015-12-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
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