JP4991268B2

JP4991268B2 - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP4991268B2
Application number: JP2006333156A
Authority: JP
Inventors: 隆二山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2026-12-11
Also published as: JP2008145745A

Description

本発明はフルカラー、マルチカラー等の多色画像をシート材に形成することが可能な電子写真方式または静電記録方式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic or electrostatic recording image forming apparatus capable of forming a multicolor image such as full color or multicolor on a sheet material.

従来、像担持体としての感光体ドラムの表面上に多色のトナー像を現像し、この多色のトナー像を給送されたシート材に一括転写し、所望の多色画像を得る画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。 Conventionally, image formation is performed in which a multicolor toner image is developed on the surface of a photosensitive drum as an image carrier, and the multicolor toner image is collectively transferred to a fed sheet material to obtain a desired multicolor image. An apparatus has been proposed (see Patent Document 1).

このような画像形成装置は、異なる色の現像剤（トナー）を各々収納する複数の現像器を備え、電子写真方式によって露光、現像の行程を逐次行い、複数回の現像サイクルで像担持体である感光体ドラムの表面上に多色のトナー像を形成するものである。このように、複数回の現像サイクルで単色の現像剤を重ねることで所望する色調を有する画像を得る現像法を、多重現像と称して以下説明を行う。 Such an image forming apparatus is provided with a plurality of developing units each containing a developer (toner) of a different color, and sequentially performs exposure and development processes by an electrophotographic method, and the image carrier is subjected to a plurality of development cycles. A multicolor toner image is formed on the surface of a certain photosensitive drum. In this way, a development method for obtaining an image having a desired color tone by overlapping a single color developer in a plurality of development cycles will be described as multi-development.

図１に従来例に係る画像形成装置としてのカラーレーザビームプリンタの、要部の概略構成を示す。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a main part of a color laser beam printer as an image forming apparatus according to a conventional example.

図１に示すカラーレーザビームプリンタは、像担持体としてドラム形状の導電性基体上に光導電層部材を被着した感光体ドラム１を有し、この感光体ドラム１は図中矢印方向に定常回転する。 The color laser beam printer shown in FIG. 1 has a photosensitive drum 1 in which a photoconductive layer member is deposited on a drum-shaped conductive substrate as an image carrier, and this photosensitive drum 1 is steady in the direction of the arrow in the figure. Rotate.

さらに、感光体ドラム１の回転方向に沿って、帯電手段としての帯電器２、現像手段としての現像器３１〜３４、転写手段４、クリーナ５、除電ランプ８、がそれぞれ配設される。また、露光手段として、リーダー部１０、及びレーザ光射出部６が配設される。 Further, along the rotation direction of the photosensitive drum 1, a charger 2 as a charging unit, developing units 31 to 34 as a developing unit, a transfer unit 4, a cleaner 5, and a static elimination lamp 8 are disposed. Further, a reader unit 10 and a laser beam emitting unit 6 are disposed as exposure means.

帯電手段としての帯電器２は、感光体ドラム１の表面上を一様に帯電させる為のものである。また、現像手段としての現像器３１〜３４は、それぞれ第１〜第４の現像剤（トナー）である、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の現像剤を収容する為のものである。 The charger 2 as a charging means is for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 1. Further, developing devices 31 to 34 as developing means are M (magenta), C (cyan), Y (yellow), and B (black) developers, which are first to fourth developers (toners), respectively. It is for accommodating.

また、転写手段４は、感光体ドラム１の表面上に現像されたトナー像を紙などのシート材へ転写するもので、クリーナ５は、感光体ドラム１上の残留トナーを除去し、除電ランプ８は、感光体ドラム１表面を除電するものである。 The transfer unit 4 transfers the toner image developed on the surface of the photosensitive drum 1 to a sheet material such as paper, and the cleaner 5 removes residual toner on the photosensitive drum 1 and discharges the charge. 8 is for discharging the surface of the photosensitive drum 1.

さらに、露光手段としてのリーダー部１０、及びレーザ光射出部６は、リーダー部１０に入力される色分解画像データに基づいて、レーザ光を感光体ドラム１の表面上に照射し、感光体ドラム１の表面を露光し、静電潜像を形成するためものである。 Further, the reader unit 10 and the laser beam emitting unit 6 as exposure means irradiate the surface of the photosensitive drum 1 with laser light based on the color separation image data input to the reader unit 10, and the photosensitive drum. The surface of 1 is exposed to form an electrostatic latent image.

次に、上記のように構成される従来例に係るカラーレーザプリンタにおいて、感光体ドラム１の表面上に多重現像を行って、感光体ドラム１の表面上に多色画像を得るプロセスについて説明する。 Next, a process of obtaining a multicolor image on the surface of the photosensitive drum 1 by performing multiple development on the surface of the photosensitive drum 1 in the color laser printer according to the conventional example configured as described above will be described. .

まず、帯電器２によって感光体ドラム１の表面上を一様に帯電し、リーダー部１０に入力される特定の色の画像信号に基づいて、レーザ光射出部６からレーザ光を射出し、感光体ドラム１の表面上に静電潜像を形成する。 First, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the charger 2, and laser light is emitted from the laser light emitting unit 6 based on an image signal of a specific color input to the reader unit 10. An electrostatic latent image is formed on the surface of the body drum 1.

形成された静電潜像に対して、特定の色の現像剤が現像器より供給され、感光体ドラム１の表面上に特定の色のトナー像を形成する。さらに、この工程を繰り返して現像剤を重ねることで、感光体ドラム１の表面上に所望の多色画像を形成する。 With respect to the formed electrostatic latent image, a developer of a specific color is supplied from a developing unit, and a toner image of a specific color is formed on the surface of the photosensitive drum 1. Further, by repeating this process and stacking the developer, a desired multicolor image is formed on the surface of the photosensitive drum 1.

なお、このように感光体ドラム１の表面上に各色の現像剤を重ねて現像する多重現像においては、特定の色の現像剤を感光体ドラム１の表面上に現像する際に、他の色が現像される領域に形成された静電潜像を破壊しないようにする必要がある。 In the multiple development in which the developer of each color is superimposed and developed on the surface of the photosensitive drum 1 in this way, when developing a developer of a specific color on the surface of the photosensitive drum 1, other colors are developed. It is necessary not to destroy the electrostatic latent image formed in the area to be developed.

このため、図１に示すように、感光体ドラム１と現像器３１〜３４は非接触に構成されることが望ましい。すなわち、感光体ドラム１の表面上に現像剤を供給して現像を行う際は、現像器３１〜３４と感光体ドラム１の表面上の間に形成される電界から受ける力によって、現像剤が現像器から感光体ドラム１の表面上へ移動し付着する。
特開平３−２５３８７３号公報 For this reason, as shown in FIG. 1, it is desirable that the photosensitive drum 1 and the developing devices 31 to 34 are configured in a non-contact manner. That is, when developing is performed by supplying a developer onto the surface of the photosensitive drum 1, the developer is applied by the force received from the electric field formed between the developing units 31 to 34 and the surface of the photosensitive drum 1. It moves from the developing unit onto the surface of the photosensitive drum 1 and adheres.
JP-A-3-253873

しかしながら上記従来例に係る画像形成装置においては、感光体ドラム１の表面上に多重現像を行う際に、現像済みのトナー像の上から新たに現像されるトナー像の濃度が不安定になる場合があった。現像されるトナー像の濃度が不安定になると、安定して正確な色調を得ることができない。 However, in the image forming apparatus according to the above conventional example, when multiple development is performed on the surface of the photosensitive drum 1, the density of the toner image newly developed from the developed toner image becomes unstable. was there. If the density of the developed toner image becomes unstable, a stable and accurate color tone cannot be obtained.

ここで図２を参照して、多重現像を行う際に、現像済みのトナー像の上から新たに現像されるトナー像の濃度が不安定になる現象について以下説明する。 Here, with reference to FIG. 2, a phenomenon in which the density of a toner image newly developed from above a developed toner image becomes unstable when performing multiple development will be described below.

よりわかりやすく説明を行うために、１色目の現像剤としてＹ（イエロー）、２色目の現像剤としてＭ（マゼンダ）を用いて多重現像を行う場合を説明する。しかしながら、３色以上の多重現像を行うフルカラー方式であっても、また再帯電プロセスのある多重現像方式であっても、問題が生じるに至るプロセスは２色によって多重現像を行う場合と何ら変わりはない。 In order to make the description easier to understand, a case will be described in which multiple development is performed using Y (yellow) as the first color developer and M (magenta) as the second color developer. However, the process leading to the problem is different from the case where multiple development is performed with two colors, whether it is a full-color system that performs multiple development of three or more colors or a multiple development system with a recharging process. Absent.

図２は、これら２色の現像剤で多重現像を行う際の、感光体ドラム１における表面電位の変化の状態を示すものである。図２において、Ｙのトナー像のみが現像される画像領域を（i）、Ｍのトナー像のみが現像される画像領域を（ii）、何も現像されない白地部の
画像領域を（iii）、Ｙの後からＭのトナー像を重ねて現像する画像領域を（iv）とする
。 FIG. 2 shows the state of change in surface potential on the photosensitive drum 1 when multiple development is performed with these two color developers. In FIG. 2, the image area where only the Y toner image is developed is (i), the image area where only the M toner image is developed (ii), the image area of the white background where nothing is developed (iii), Let (iv) denote an image area where the M toner image is developed after Y after being overlapped.

まず、感光体ドラム１の表面上を一様に帯電し、感光体ドラム１の表面の電位をＶ_Ｄにする。この状態を図２（ａ）に示す。 First, on the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a potential of the surface of the photosensitive drum 1 to V _D. This state is shown in FIG.

その後、帯電した感光体ドラム１の表面上にレーザ光を照射して１色目のＹの露光を行う。Ｙの露光が行われると（i）と（iv）の領域が露光されるので、（i）と（iv）の領域の電位がＶ_Ｌ１になる。 Thereafter, the surface of the charged photosensitive drum 1 is irradiated with laser light to perform Y exposure of the first color. When the exposure of Y is performed, the areas (i) and (iv) are exposed, so that the potentials of the areas (i) and (iv) become _VL1 .

露光が終わった後、（i）と（iv）の領域に対してＹの現像剤を供給して現像を行う。
この際、現像を行うためにＹの現像電位をＶ_ＤＣ１として現像を行うと、（i）と（iv）
の領域にはＹの現像剤が供給され、（i）と（iv）の領域に形成されるＹのトナー像の表
面電位はＶ_Ｔ１となる。この状態を図２（ｂ）に示す。 After the exposure is completed, development is performed by supplying a Y developer to the areas (i) and (iv).
At this time, when development is performed with the development potential of Y set to V _DC1 for development, (i) and (iv)
The Y developer is supplied to this area, and the surface potential of the Y toner image formed in the areas (i) and (iv) becomes _VT1 . This state is shown in FIG.

このようにして、感光体ドラム１の表面上に１色目のＹのトナー像が現像されると、次いで（ii）と（iv）の領域に２色目のＭ（マゼンダ）の現像をするために（ii）と（iv）
の領域が露光される。 When the first color Y toner image is developed on the surface of the photosensitive drum 1 in this manner, the second color M (magenta) is developed in the areas (ii) and (iv). (Ii) and (iv)
Are exposed.

そして１色目の時と同様に（ii）と（iv）の領域が露光されると、（ii）の領域の電位がＶ_Ｌ２、（iv）の領域の電位がＶ_Ｌ３、さらに（iv）の領域に現像された１色目のＹのトナー像の表面電位がＶ_Ｔ４となる。 When the areas (ii) and (iv) are exposed as in the case of the first color, the potential of the area (ii) is V _L2 , the potential of the area (iv) is V _L3 , and The surface potential of the first color Y toner image developed in the region becomes _VT4 .

そして、この状態で２色目のＭの現像電位をＶ_ＤＣ２としてＭの現像を行うと、（ii）と（iv）の領域にはＭの現像剤が供給され、（ii）と（iv）の領域に現像されるＭのトナー像の表面電位がそれぞれ、Ｖ_Ｔ２、Ｖ_Ｔ３となる。この状態を図２（ｃ）に示す。 In this state, when the M development potential of the second color is set to _VDC2 and the M development is performed, the M developer is supplied to the areas (ii) and (iv), and (ii) and (iv) The surface potentials of the M toner image developed in the region are V _T2 and V _T3 , respectively. This state is shown in FIG.

しかしながら、以上で説明した多重現像のプロセスにおいては、図２（ｃ）の（iv）の領域に示したＹのトナー像の表面電位Ｖ_Ｔ４は不安定である。すなわち、Ｖ_Ｔ４の値の変動によって２色目のＭのトナー像の厚さが変動するので、１色目のＹのトナー像の上に現像される２色目のＭのトナー像の濃度が不安定になってしまう。 However, in the multiple development process described above, the surface potential V _T4 of the Y toner image shown in the region (iv) of FIG. 2C is unstable. That is, since the fluctuation of the value of V _T4 is the thickness of the toner image of the second color M varies, second color M toner image density unstable that are developed on the toner image of the first color Y turn into.

例えば、Ｖ_Ｔ４が上昇した場合は、現像コントラストが減るので現像されるＭの現像剤の量が減り、Ｖ_Ｔ４が下降した場合は、現像コントラストが増すので現像されるＭの現像剤の量が増してしまうので、安定して正確な色調を得ることができない。なお、ここで画像コントラストとはＶ_Ｔ３−Ｖ_Ｔ４のことをいう。 For example, when _VT4 increases, the development contrast decreases, so the amount of M developer to be developed decreases. When _VT4 decreases, the development contrast increases, so the amount of M developer to be developed increases. Therefore, it is impossible to obtain a stable and accurate color tone. Here, the image contrast means V _T3 −V _T4 .

このようにＶ_Ｔ４が不安定になってしまう原因としては、感光体ドラム１の光導電特性や、１色目のＹの現像量（トナー量）が、温度、湿度に表される装置本体の使用環境、使用回数によって変動してしまうことが挙げられる。 As a cause of the instability of _{VT4 in} this way, the use of the apparatus main body in which the photoconductive characteristics of the photosensitive drum 1 and the Y development amount (toner amount) of the first color are expressed by temperature and humidity. It may vary depending on the environment and the number of uses.

そこで、Ｖ_Ｔ４の変動を補正して、多重現像において安定した色調を保つ手段を有する画像形成装置が提案されている（特許文献１）。 Therefore, to compensate for variations in V _T4, an image forming apparatus having a means for maintaining a stable color tone in multiple development is proposed (Patent Document 1).

これは感光体ドラムの表面上に電位測定用の画像を形成し、その画像の表面電位を表面電位計によって測定し、測定結果を２色目の現像の露光条件等にフィードバックさせることで、Ｖ_Ｔ４の変動に応じて２色目の露光量の補正を行うものである。 This forms an image for potential measurement on the surface of the photosensitive drum, the surface potential of the image was measured by a surface electrometer, measurement results by feeding back to the exposure conditions and the like of the second color developing, V _T4 The exposure amount of the second color is corrected in accordance with the fluctuation of.

この方法によると、Ｖ_Ｔ４が変動してもＶ_Ｔ４の変動に応じて２色目の現像の際の露光量を補正することができるので、求める色調をいくらかは安定させて再現することが可能になる。 According to this method, it is possible to correct the exposure amount upon development of the second color in response to changes in well V _T4 and V _T4 varies, it can be reproduced somewhat to stabilize the color tone for obtaining a Become.

しかし、現像済みの１色目のＹのトナー像の上から２色目のＭのトナー像を現像する場合は、１色目のＹのトナー像が既に感光体ドラムの表面上にある為に、Ｙのトナー像の厚さ分だけ、Ｍの現像剤が現像器から感光体ドラムの方向へ移動する距離が短くなる。 However, when developing the second color M toner image from the developed first color Y toner image, since the first color Y toner image is already on the surface of the photosensitive drum, The distance that the M developer moves from the developing device toward the photosensitive drum is reduced by the thickness of the toner image.

そして、Ｍの現像器とＹのトナー像の表面との間隔（ギャップ）が狭まれば狭まるほど、Ｍの現像器とＹのトナー像の間に生じる電界の大きさが増大し、２色目のＭの現像剤の充電効率が増大する。 The smaller the gap (gap) between the M developing unit and the surface of the Y toner image, the larger the electric field generated between the M developing unit and the Y toner image. The charging efficiency of the M developer increases.

この場合、Ｍの現像剤の充電効率の変動を考慮しないままＭのトナー像を現像すると、結果的にＭのトナー像の濃度が不安定になってしまうので、正確な色調を再現することが困難である。特にこの現象は一成分非接触現像法を用いてＤＣバイアス現像を行った場合に顕著である。 In this case, if the M toner image is developed without considering the change in charging efficiency of the M developer, the density of the M toner image becomes unstable as a result, so that an accurate color tone can be reproduced. Have difficulty. This phenomenon is particularly remarkable when DC bias development is performed using a one-component non-contact development method.

また、１色目のＹのトナー像が既に存在する場合に、Ｙの現像剤の誘電率の影響により２色目のＭのトナーの現像特性が変化する場合がある。その結果、Ｙのトナー像の上に現
像されるＭのトナー像の濃度が不安定になり、正確な色調を再現することが困難になる。 Further, when the Y toner image of the first color already exists, the development characteristics of the M toner of the second color may change due to the influence of the dielectric constant of the Y developer. As a result, the density of the M toner image developed on the Y toner image becomes unstable, making it difficult to reproduce an accurate color tone.

これに対し、上記特許文献１に係る画像形成装置では、２色目の現像剤の充電効率の変動、現像済みの１色目のトナー像が２色目の現像剤の誘電率に及ぼす影響を考慮して、露光量等の補正を行うものではない。よって、これらの問題を解決することが困難である。 On the other hand, in the image forming apparatus according to Patent Document 1, the influence of the charging efficiency of the second color developer and the influence of the developed first color toner image on the dielectric constant of the second color developer are taken into consideration. The exposure amount is not corrected. Therefore, it is difficult to solve these problems.

本発明はこのような現状に鑑みてなされたもので、安定して正確な色調を再現することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus capable of stably and accurately reproducing a color tone.

上記目的を達成するために本発明にあっては、感光体と、前記感光体の表面を一様に帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記感光体の表面を露光して、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像に対して現像剤を供給して前記静電潜像を現像する複数の現像手段と、を有し、前記帯電手段、前記露光手段、前記現像手段によって、帯電、露光、現像を繰り返すことによって、前記感光体上に複数の現像剤像を重ねて現像する画像形成装置において、前記感光体上に形成された測定用画像の表面電位を検知する表面電位検知手段と、前記測定用画像に供給された現像剤の現像量を検知する現像量検知手段と、前記表面電位検知手段と前記現像量検知手段による検知結果に基づいて、前記露光手段の露光条件を決定する計算手段と、前記計算手段によって決定された露光条件に基づいて露光を制御する露光制御手段と、を有し、前記感光体の表面に現像された第一の現像剤の上に重ねて、第二の現像剤を現像する際は、前記計算手段は、前記第一の現像剤のみで形成された測定用画像の前記表面電位検知手段、及び前記現像量検知手段による検知結果に基づいて、前記第一の現像剤の電荷密度ρ _３を算出し、前記第二の現像剤のみで形成された測定用画像の前記表面電位検知手段、及び前記現像量検知手段による検知結果に基づいて、前記第二の現像剤の電荷密度ρ _４を算出し、前記第一の現像剤及び前記第二の現像剤の誘電率をε _３、前記感光体の誘電率をε _１、前記感光体の膜
厚をｄ _１、前記第一の現像剤の現像剤像の厚さをｄ _３、前記第二の現像剤の現像剤像の厚さをｄ _４、前記第二の現像剤の充電効率をｅ、前記第二の現像剤を現像する際の現像電位をＶ _ＤＣ２、前記第一の現像剤の現像剤像の表面電位をＶ _Ｔ４、前記第一の現像剤に重ねて前記第二の現像剤を現像した際の現像剤像の表面電位をＶ _Ｔ３、として、

から、前記Ｖ _Ｔ４を算出し、さらに、

から、前記感光体の表面に現像された前記第一の現像剤の上に重ねて、前記第二の現像剤を現像する際に前記露光手段により露光される領域の電位Ｖ _Ｌ３を算出し、前記Ｖ _Ｌ３に基づいて、前記露光制御手段は露光を制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the present invention, a photoconductor, a charging unit for uniformly charging the surface of the photoconductor, and exposing the surface of the photoconductor charged by the charging unit, Exposure means for forming an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member; and a plurality of development means for developing the electrostatic latent image by supplying a developer to the electrostatic latent image, In an image forming apparatus that repeatedly develops a plurality of developer images on the photosensitive member by repeating charging, exposing, and developing by the charging unit, the exposing unit, and the developing unit, the image forming apparatus is formed on the photosensitive member. Surface potential detection means for detecting the surface potential of the measurement image, development amount detection means for detecting the development amount of the developer supplied to the measurement image, detection by the surface potential detection means and the development amount detection means Based on the result, the exposure of the exposure means And calculating means for determining a condition, has an exposure control means for controlling the exposure based on the determined exposure condition by said calculation means, on the first developer developed on the surface of the photosensitive member In addition, when developing the second developer , the calculation means uses the detection result of the surface potential detection means and the development amount detection means of the measurement image formed only with the first developer. The charge density ρ ₃ of the first developer is calculated based on the detection result of the surface potential detection unit and the development amount detection unit of the measurement image formed only with the second developer. The charge density ρ ₄ of the second developer is calculated, the dielectric constant of the first developer and the second developer is ε ₃ , the dielectric constant of the photoconductor is ε ₁ , and the photoconductor The membrane
The thickness is d ₁ , the developer image thickness of the first developer is d ₃ , the developer image thickness of the second developer is d ₄ , and the charging efficiency of the second developer is e , The developing potential when developing the second developer is V _DC2 , the surface potential of the developer image of the first developer is V _T4 , and the second developer is superimposed on the first developer. as V _T3, the surface potential of the toner image at the time of developing the,

To calculate the V _T4 , and

From this, the potential V _L3 of the area exposed by the exposure means when developing the second developer is superimposed on the first developer developed on the surface of the photoreceptor , The exposure control means controls exposure based on the _VL3 .

本発明によれば、安定して正確な色調を得ることが可能な画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of obtaining a stable and accurate color tone.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.

（実施の形態）
図６に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの要部を表す。このカラーレーザプリンタは、画像データ形成装置、画像記憶装置、画像読み取り装置、画像処理装置、画像表示装置など、様々な形態の画像データ出力装置から転送される画像データに基づいてハードコピーを作成するプリンタである。 (Embodiment)
FIG. 6 shows a main part of a color laser printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. This color laser printer creates a hard copy based on image data transferred from various types of image data output devices such as an image data forming device, an image storage device, an image reading device, an image processing device, and an image display device. It is a printer.

（画像形成装置の全体構成）
図６に示すカラーレーザプリンタを参照して、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。このカラーレーザビームプリンタは、像担持体として、ドラム形状の導電性基体上に光導電層部材を被着した感光体ドラム１を有し、この感光体ドラム１は図中矢印方向に定常回転する。 (Overall configuration of image forming apparatus)
The overall configuration of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the color laser printer shown in FIG. This color laser beam printer has, as an image carrier, a photosensitive drum 1 in which a photoconductive layer member is deposited on a drum-shaped conductive substrate, and this photosensitive drum 1 rotates in a steady direction in the direction of the arrow in the figure. .

そして感光体ドラム１の回転方向に沿って、帯電手段としての帯電器２、現像手段としての現像器３１〜３４、転写手段４、クリーナ５、除電ランプ８、がそれぞれ配設されて
いる。また、露光手段として、リーダー部１０、及びレーザ光射出部６が配設される。 A charger 2 as a charging unit, developing units 31 to 34 as a developing unit, a transfer unit 4, a cleaner 5, and a charge eliminating lamp 8 are disposed along the rotation direction of the photosensitive drum 1. Further, a reader unit 10 and a laser beam emitting unit 6 are disposed as exposure means.

帯電手段としての帯電器２は、感光体ドラム１の表面上を一様に帯電させるものであり、現像手段としての現像器３１〜３４は、第１〜第４の現像剤（トナー）である、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の現像剤を収容する。なお、現像器３１〜３４は感光体ドラム１の表面に対して非接触に配設される。 The charger 2 as the charging means uniformly charges the surface of the photosensitive drum 1, and the developers 31 to 34 as the developing means are the first to fourth developers (toners). , Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black) developers are accommodated. The developing devices 31 to 34 are disposed in a non-contact manner with respect to the surface of the photosensitive drum 1.

また、転写手段４は、感光体ドラム１の表面上に形成されたトナー像を紙などのシート材へ転写するもので、クリーナ５は、感光体ドラム１上の残留トナーを除去し、除電ランプ８は、感光体ドラム１表面を除電するものである。 The transfer unit 4 transfers a toner image formed on the surface of the photosensitive drum 1 to a sheet material such as paper, and the cleaner 5 removes residual toner on the photosensitive drum 1 and discharges the charge. 8 is for discharging the surface of the photosensitive drum 1.

また、リーダー部１０、レーザ光射出部６は、リーダー部１０に入力される色分解画像データに基づいて、レーザ光射出部６がレーザ光を感光体ドラム１の表面上に射出し、感光体ドラム１の表面上を走査して静電潜像を形成するためものである。 Further, the reader unit 10 and the laser beam emitting unit 6 are configured so that the laser beam emitting unit 6 emits a laser beam onto the surface of the photosensitive drum 1 based on the color separation image data input to the reader unit 10. This is for forming an electrostatic latent image by scanning the surface of the drum 1.

さらに、本実施の形態に係る画像形成装置では、現像器３１〜３４の、感光体ドラム１の回転方向の隣接部に、現像量検知手段としての現像量検出器２０と、表面電位検知手段としての表面電位計２１が配設される。さらに現像量検出器２０、表面電位計２１の各々に接続されて計算手段としての計算回路２２が設けられる。また、計算手段としての計算回路２２はリーダー部１０と、露光制御手段としてのパルス幅変調回路２３と接続される。 Further, in the image forming apparatus according to the present embodiment, a developing amount detector 20 serving as a developing amount detecting unit and a surface potential detecting unit are disposed adjacent to the developing units 31 to 34 in the rotation direction of the photosensitive drum 1. The surface electrometer 21 is provided. Further, a calculation circuit 22 is provided as a calculation means connected to each of the development amount detector 20 and the surface potential meter 21. The calculation circuit 22 as calculation means is connected to the reader unit 10 and the pulse width modulation circuit 23 as exposure control means.

（多重現像のプロセス）
上記のように構成される画像形成装置によって、既に感光体ドラム１上に形成されるトナー像の上に、新たにトナー像を現像する多重現像のプロセスについて説明する。 (Multi-development process)
A multiple development process for newly developing a toner image on a toner image already formed on the photosensitive drum 1 by the image forming apparatus configured as described above will be described.

まず、感光体ドラム１の表面上に、１色目と２色目の現像剤の測定用画像としてのパッチを作成する。そして、この測定用画像のパッチから、各々のトナー像の現像量、パッチ上の表面電位を、現像量検出器２０と表面電位計２１によって検知する。検知結果は計算手段としての計算回路２２へ送られる。 First, patches as measurement images of the first and second color developers are formed on the surface of the photosensitive drum 1. The development amount of each toner image and the surface potential on the patch are detected by the development amount detector 20 and the surface potential meter 21 from the measurement image patch. The detection result is sent to a calculation circuit 22 as calculation means.

計算手段としての計算回路２２は、リーダー部１０から入力される色分解画像データと、現像量検出器２０と表面電位計２１の検知結果に基づいて、感光体ドラム１の表面上に現像しようとするトナー像の露光量を計算する。この計算手法については後に詳細に説明する。 The calculation circuit 22 as calculation means tries to develop on the surface of the photosensitive drum 1 based on the color separation image data input from the reader unit 10 and the detection results of the development amount detector 20 and the surface potential meter 21. The exposure amount of the toner image to be calculated is calculated. This calculation method will be described later in detail.

そして、計算回路２２における計算結果に基づいて、露光量制御手段としてのパルス幅変調（ＰＷＭ）回路２３が、１画素あたりの露光時間を制御しつつ、駆動信号を露光手段としてのレーザ射出部６へ出力する。 Then, based on the calculation result in the calculation circuit 22, the pulse width modulation (PWM) circuit 23 as the exposure amount control means controls the exposure time per pixel, and the drive signal is emitted from the laser emitting section 6 as the exposure means. Output to.

パルス幅変調（ＰＷＭ）回路２３から駆動信号が出力されると、レーザ光射出部６からレーザ光が射出され、感光体ドラム１の表面上に特定の色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。なお、本実施の形態ではレーザ光射出部６の光源に波長７８０ｎｍの半導体レーザが用いられる。 When a drive signal is output from the pulse width modulation (PWM) circuit 23, laser light is emitted from the laser light emitting unit 6, and an electrostatic latent image corresponding to an image signal of a specific color on the surface of the photosensitive drum 1. Is formed. In the present embodiment, a semiconductor laser having a wavelength of 780 nm is used as the light source of the laser beam emitting unit 6.

また、本実施の形態で用いられる像担持体としての感光体ドラム１の光導伝性部材には膜圧２０μｍのＯＰＣが用いられ、その比誘電率は３．０である。なお、露光が行われる前には、感光体ドラム１の表面は予めＶ_Ｄ＝−１０００Ｖに帯電される。 Further, OPC having a film pressure of 20 μm is used for the photoconductive member of the photosensitive drum 1 as the image carrier used in the present embodiment, and the relative dielectric constant thereof is 3.0. Note that before exposure is performed, the surface of the photosensitive drum 1 is charged to V _D = −1000 V in advance.

そして、感光体ドラム１の表面上に静電潜像が形成されると、特定の色の現像剤（トナ
ー）が現像器３１〜３４から静電潜像へ供給される。なお、本実施の形態で使用する現像剤（トナー）はポリエステル系、粒径８μｍの現像剤であり、比誘電率は１．８である。 When an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 1, a developer (toner) of a specific color is supplied from the developing devices 31 to 34 to the electrostatic latent image. The developer (toner) used in the present embodiment is a polyester-based developer having a particle size of 8 μm, and has a relative dielectric constant of 1.8.

また、現像手段としての現像器３１〜３４には、非磁性一成分現像器を用いており、現像器の現像ローラと感光体ドラム１のギャップは１００μｍに設定され、現像器の現像ローラには、図示しない電圧印加手段により直流電圧が印加される。 The developing devices 31 to 34 as developing means use non-magnetic one-component developing devices, and the gap between the developing roller of the developing device and the photosensitive drum 1 is set to 100 μm. A DC voltage is applied by voltage application means (not shown).

感光体ドラム１の表面上の静電潜像に対し特定の色の現像剤が供給されると、静電潜像は感光体ドラム１の表面上でトナー像として可視化される。多重現像の場合は、感光体ドラム１が回転して上記で説明した露光から現像までのプロセスを繰り返し、現像済みのトナー像の上に新たなトナー像を現像し、多色の画像を得る。 When a developer of a specific color is supplied to the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1, the electrostatic latent image is visualized as a toner image on the surface of the photosensitive drum 1. In the case of multiple development, the photosensitive drum 1 rotates and the above-described process from exposure to development is repeated, and a new toner image is developed on the developed toner image to obtain a multicolor image.

（露光量の計算方法）
以下、上記のように構成、動作する本実施の形態に係る画像形成装置において、現像量検出器２０と表面電位計２１の検知結果に基づいて、２色目の現像剤を現像する際の露光量を計算する計算手法について説明する。 (Exposure amount calculation method)
Hereinafter, in the image forming apparatus according to the present embodiment configured and operated as described above, the exposure amount when developing the second color developer based on the detection results of the development amount detector 20 and the surface potential meter 21. A calculation method for calculating the above will be described.

ここではよりわかりやすく説明を行うために、感光体ドラム１の表面上に１色目のＹ（イエロー）のトナー像を現像した後に、その上から２色目のＭ（マゼンダ）のトナー像を現像する過程を説明する。しかしながら、現像剤の組合せがこれ以外の組合せであっても、計算手法は同一であることはいうまでもない。 Here, for easier understanding, the first color Y (yellow) toner image is developed on the surface of the photosensitive drum 1, and then the second color M (magenta) toner image is developed from above. Explain the process. However, it goes without saying that the calculation method is the same even if the combination of the developer is other than this.

図３に、感光体ドラム１の表面上に１色目のＹのトナー像を現像した場合の、断面における模式図を示す。ここで、感光体ドラム１の膜厚をｄ_１、誘電率をε_１とし、現像剤Ｙのトナー像の厚さ（現像量）をｄ_３、誘電率をε_３、電荷密度をρ_３とする。 FIG. 3 is a schematic diagram of a cross section when the first color Y toner image is developed on the surface of the photosensitive drum 1. Here, the film thickness of the photosensitive drum 1 is d ₁ , the dielectric constant is ε ₁ , the toner image thickness (development amount) of the developer Y is d ₃ , the dielectric constant is ε ₃ , and the charge density is ρ ₃ . To do.

これらの値と、１色目のＹのトナー像の表面電位Ｖ_Ｔ１、１色目のＹの露光を行った際のトナー画像形成部の電位Ｖ_Ｌ１の関係を表す式を以下に示す。ただし、上記で説明したように本実施の形態においては、現像剤の比誘電率ε_３を１．８としているが、数１によって実際に計算を行う際は、ε_３はトナーの空隙率を考慮して、ε_３＝１．８ε_０ではなくε_３＝１．２ε_０として計算を行う。 An expression showing the relationship between these values and the surface potential V _T1 of the Y toner image of the first color and the potential V _L1 of the toner image forming portion when the Y exposure of the first color is performed is shown below. However, as described above, in the present embodiment, the relative dielectric constant ε ₃ of the developer is set to 1.8. However, when the calculation is actually performed using Equation 1, ε ₃ represents the porosity of the toner. in view, perform calculations as _{_{ε 3 = 1.8ε ε 3 = 1.2ε}} 0 not _zero.

ここで、Ｖ_Ｔ１とｄ_３は、Ｙの現像剤の測定用画像のパッチ測定によって求められる値である。パッチ測定に用いられるパッチの大きさは、大きすぎると無駄な現像剤を消費し、小さすぎるとパッチ測定の誤差が生じやすいので、５×５ (ｍｍ)〜２０×２０ (ｍｍ)程度の大きさが望ましい。 Here, V _T1 and d ₃ are values obtained by patch measurement of the measurement image of the Y developer. When the size of the patch used for patch measurement is too large, useless developer is consumed, and when the size is too small, an error in patch measurement is likely to occur. Therefore, the size is about 5 × 5 (mm) to 20 × 20 (mm). Is desirable.

パッチ測定を行う際の測定用画像を作成する際は、まずＹの現像剤の画像情報に基づいてレーザ露光を行い、静電潜像の電位をＶ_Ｌ１＝−５００ｖに設定して静電潜像を形成する。続いて、Ｙの現像器によってＹの測定用画像を現像する。この際の現像電位はＶ_ＤＣ１＝−９００Ｖに設定される。 When creating an image for measurement when performing patch measurement, first, laser exposure is performed based on the image information of the Y developer, and the electrostatic latent image potential is set to V _L1 = −500 v to set the electrostatic latent image. Form an image. Subsequently, the Y measurement image is developed by the Y developing device. The developing potential at this time is set to V _DC1 = −900V.

このようにして測定用画像が現像された後、現像量検知器２０によって測定用画像の現像量を検知し、トナー像の厚さｄ_３を決定する。また、表面電位計２１によってＶ_Ｔ１を
測定する。 After thus measured for image is developed to detect the development of the measurement image by the developing amount detector 20, determining the thickness d ₃ of the toner image. Further, _VT1 is measured by the surface potential meter 21.

以上のようにして、測定用画像のパッチ測定から求まるｄ_３とＶ_Ｔ１の値を用いて数１に示す数式を計算すると、Ｙのトナー像の電荷密度ρ_３を求めることが可能になる。 As described above, when the mathematical formula shown in Equation 1 is calculated using the values of d ₃ and V _T1 obtained from the patch measurement of the measurement image, the charge density ρ ₃ of the Y toner image can be obtained.

また、上記と同様にして、数１、及び２色目の現像剤Ｍの測定用画像のパッチ測定により、２色目の現像剤Ｍのトナー像の電荷密度ρ_４を求めることが可能になる。 Similarly to the above, the charge density ρ ₄ of the toner image of the developer M of the second color can be obtained by the patch measurement of the measurement image of the developer M of the first and second colors.

図４に、感光体ドラム１の表面上に１色目のＹのトナー像を現像した後、その上から２色目のＭのトナー像を現像した場合の、断面における模式図を示す。なお、２色目のＭのトナー像の厚さをｄ_４とし、誘電率ε_３は１色目のＹのトナー像と同じ値とする。 FIG. 4 is a schematic view in cross section when the first color Y toner image is developed on the surface of the photosensitive drum 1 and then the second color M toner image is developed from the top. Note that the thickness of the M toner image of the second color is d ₄ and the dielectric constant ε ₃ is the same value as the Y toner image of the first color.

２色目のＭのトナー像を現像するために、まず１色目のＹのトナー像の上を再露光する。再露光によって、１色目のＹのトナー像の表面電位がＶ_Ｔ４となる。さらにＭのトナー像をＹのトナー像の上に現像した後の、Ｍのトナー像の表面電位をＶ_Ｔ３とすると、Ｖ_Ｔ３−Ｖ_Ｔ４で表される画像コントラストは、次式（数２）で求まる。 In order to develop the second color M toner image, the first color Y toner image is first re-exposed. By re-exposure, the surface potential of the first color Y toner image becomes _VT4 . Further, when the surface potential of the M toner image after the M toner image is developed on the Y toner image is V _T3 , the image contrast represented by V _T3 −V _T4 is expressed by the following equation (Equation 2). It is obtained by.

また、Ｙのトナー像の厚さｄ_３と、Ｍのトナー像の充電効率ｅには、図５に示す関係があることがわかっている。この関係を用いて、Ｙのトナー像の厚さｄ_３から充電効率ｅの値を求める。 Further, the thickness d ₃ of the toner image Y, the charging efficiency e of the toner image M, has been found to be associated as shown in FIG. Using this relation, determining the value of the charging efficiency e thick d ₃ of the toner image of Y.

以上、数２で求めた画像コントラスト（Ｖ_Ｔ３−Ｖ_Ｔ４）、図５で求めた充電効率ｅ、２色目のＭの現像電位Ｖ_ＤＣ２の値から、これらの値の関係を表す次式（数３）を用いてＶ_Ｔ４を求めることができる。 As described above, from the image contrast (V _T3 −V _T4 ) obtained in Equation 2, the charging efficiency e obtained in FIG. 5, and the value of the development potential V _DC2 of M for the second color, 3) can be used to determine _VT4 .

そして、数式３によって求まったＶ_Ｔ４の値を、次式（数４）に用いると、設定すべきＶ_Ｌ３を求めることができる。 Then, when the value of V _T4 obtained by Equation 3 is used in the following equation (Equation 4), V _L3 to be set can be obtained.

そして、得られたＶ_Ｌ３の値に基づいて、露光制御手段としてのパルス幅変調（ＰＭＶ）回路２３が露光量を制御する。なお、ＰＷＭによる露光量の制御方法は、特開平５−１９７２５３号公報に示されるように、トナー透過率を考慮した方法を採用する。 Then, based on the obtained value of V _L3 , a pulse width modulation (PMV) circuit 23 as an exposure control means controls the exposure amount. As a method for controlling the exposure amount by PWM, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 5-197253, a method that considers toner transmittance is adopted.

以上に説明する現像プロセスによって、多重現像を行う際も、感光体ドラムの表面上に形成されるトナー像の濃度が不安定になることなく、安定して正確な色調を再現することが可能な画像形成装置を提供することができる。 Even when multiple development is performed by the development process described above, the density of the toner image formed on the surface of the photosensitive drum is not unstable, and a stable and accurate color tone can be reproduced. An image forming apparatus can be provided.

従来例に係る画像形成装置の概略構成図Schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a conventional example 多重現像プロセスにおける感光体ドラムの表面電位の変化を表した図Diagram showing change in surface potential of photoconductor drum in multiple development process 感光体にトナー像が現像された時の模式図Schematic diagram when toner image is developed on photoconductor 感光体に２色目のトナー像が１色目のトナー像の上に現像された時の模式図Schematic diagram when the second color toner image is developed on the first color toner image on the photoreceptor. １色目のトナー像の現像量ｄ_３と、２色目現像剤の充電効率ｅの関係を示したグラフA first color development amount d ₃ of the toner image, showing the relationship of charging efficiency e of the second color developer graph 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１感光体ドラム
２帯電器
４転写手段
５クリーナー
６レーザー光射出部
８除電ランプ
１０リーダー部
２０現像量検出器
２１表面電位計
２２計算回路
２３パルス幅変調回路
３１イエロー現像器
３２マゼンタ現像器
３３シアン現像器
３４ブラック現像器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Charger 4 Transfer means 5 Cleaner 6 Laser light emission part 8 Static elimination lamp 10 Leader part 20 Development amount detector 21 Surface potential meter 22 Calculation circuit 23 Pulse width modulation circuit 31 Yellow developing device 32 Magenta developing device 33 Cyan Developer 34 Black developer

Claims

感光体と、
前記感光体の表面を一様に帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記感光体の表面を露光して、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像に対して現像剤を供給して前記静電潜像を現像する複数の現像手段と、
を有し、
前記帯電手段、前記露光手段、前記現像手段によって、帯電、露光、現像を繰り返すことによって、前記感光体上に複数の現像剤像を重ねて現像する画像形成装置において、
前記感光体上に形成された測定用画像の表面電位を検知する表面電位検知手段と、
前記測定用画像に供給された現像剤の現像量を検知する現像量検知手段と、
前記表面電位検知手段と前記現像量検知手段による検知結果に基づいて、前記露光手段の露光条件を決定する計算手段と、
前記計算手段によって決定された露光条件に基づいて露光を制御する露光制御手段と、
を有し、
前記感光体の表面に現像された第一の現像剤の上に重ねて、第二の現像剤を現像する際は、
前記計算手段は、
前記第一の現像剤のみで形成された測定用画像の前記表面電位検知手段、及び前記現像量検知手段による検知結果に基づいて、前記第一の現像剤の電荷密度ρ _３を算出し、
前記第二の現像剤のみで形成された測定用画像の前記表面電位検知手段、及び前記現像量検知手段による検知結果に基づいて、前記第二の現像剤の電荷密度ρ _４を算出し、
前記第一の現像剤及び前記第二の現像剤の誘電率をε _３、
前記感光体の誘電率をε _１、
前記感光体の膜厚をｄ _１、
前記第一の現像剤の現像剤像の厚さをｄ _３、
前記第二の現像剤の現像剤像の厚さをｄ _４、
前記第二の現像剤の充電効率をｅ、
前記第二の現像剤を現像する際の現像電位をＶ _ＤＣ２、
前記第一の現像剤の現像剤像の表面電位をＶ _Ｔ４、
前記第一の現像剤に重ねて前記第二の現像剤を現像した際の現像剤像の表面電位をＶ _Ｔ３、
として、

から、前記Ｖ _Ｔ４を算出し、
さらに、

から、前記感光体の表面に現像された前記第一の現像剤の上に重ねて、前記第二の現像剤を現像する際に前記露光手段により露光される領域の電位Ｖ _Ｌ３を算出し、
前記Ｖ _Ｌ３に基づいて、前記露光制御手段は露光を制御することを特徴とする画像形成装置。 A photoreceptor,
Charging means for uniformly charging the surface of the photoreceptor;
Exposure means for exposing the surface of the photoreceptor charged by the charging means to form an electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor;
A plurality of developing means for developing the electrostatic latent image by supplying a developer to the electrostatic latent image;
Have
In the image forming apparatus for developing a plurality of developer images on the photosensitive member by repeating charging, exposing, and developing by the charging unit, the exposing unit, and the developing unit.
Surface potential detection means for detecting the surface potential of the measurement image formed on the photoreceptor;
A developing amount detecting means for detecting a developing amount of the developer supplied to the measurement image;
Calculation means for determining an exposure condition of the exposure means based on detection results by the surface potential detection means and the development amount detection means;
Exposure control means for controlling exposure based on the exposure conditions determined by the calculation means;
Have
When developing the second developer on the first developer developed on the surface of the photoreceptor,
The calculating means includes
Based on the detection result by the surface potential detection unit and the development amount detection unit of the measurement image formed only by the first developer, the charge density ρ ₃ of the first developer is calculated,
Based on the detection result by the surface potential detection unit and the development amount detection unit of the measurement image formed only by the second developer, the charge density ρ ₄ of the second developer is calculated,
The dielectric constant of the first developer and the second developer is ε ₃ ,
The dielectric constant of the photoreceptor is ε ₁ ,
The film thickness of the photoreceptor is d ₁ ,
The thickness of the developer image of the first developer is d ₃ ,
The developer image thickness of the second developer is d ₄ ,
The charging efficiency of the second developer is e,
The development potential when developing the second developer is V _DC2 ,
V _{T4 is} the surface potential of the developer image of the first developer ,
The surface potential of the developer image when the second developer is developed on the first developer is expressed as V _T3 ,
As

From calculates the _{V T4,}
further,

From this, the potential V _L3 of the area exposed by the exposure means when developing the second developer is superimposed on the first developer developed on the surface of the photoreceptor ,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the exposure control unit controls exposure based on the _VL3 .

前記露光条件とは、
露光を行う際の露光量であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 The exposure conditions are
The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the exposure amount is an exposure amount when performing exposure.