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JP2004117895A - Developing device, method for controlling the same, and image forming device - Google Patents

Developing device, method for controlling the same, and image forming device Download PDF

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Publication number
JP2004117895A
JP2004117895A JP2002281753A JP2002281753A JP2004117895A JP 2004117895 A JP2004117895 A JP 2004117895A JP 2002281753 A JP2002281753 A JP 2002281753A JP 2002281753 A JP2002281753 A JP 2002281753A JP 2004117895 A JP2004117895 A JP 2004117895A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
linear velocity
control
developer
toner
control voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002281753A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazutoshi Kobayashi
小林 一敏
Yutaka Miyasaka
宮坂 裕
Kimio Nishizawa
西沢 公夫
Nobuyasu Tamura
田村 暢康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2002281753A priority Critical patent/JP2004117895A/en
Publication of JP2004117895A publication Critical patent/JP2004117895A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To insure that the control voltage after correction obtained by arithmetic processing can be supplied to a toner concentration sensor without depending on the initial regulation of the toner concentration such as in feeding of a developer during changing of a linear velocity and that the stable toner concentration can be controlled by each of the respective linear velocities. <P>SOLUTION: The developing device is provided with a developer carrier 41 disposed rotatably within a developing container 40D in order to attach the developer 18, the toner concentration sensor SD attached in the developing container 40D to detect the permeability of the developer 18, a control means 15 for controlling the concentration by replenishing toners into the developing container 40D in accordance with the output voltage from the sensor SD and the linear velocity of the developer carrier 41, and a memory means 13 for storing the correction information for regulating the control voltage of the sensor SD. The device detects the control voltage of the sensor SD in changing the linear velocity after the start of the device, reads the correction information out of the memory means 13 and drives the sensor SD by the voltage after correcting the control voltage of the sensor SD. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は複写機能、ファクシミリ機能及びプリンタ機能を備えた白黒用及びカラー用のディジタル複合機や複写機に適用して好適な現像装置、その制御方法及び画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、色付きの原稿画像から取得した赤(R)色、緑(G)色、青(B)色に係るカラー画像データに基づいてカラー画像形成を行うデジタルカラー複写機が使用されるに至っている。この複写機では原稿の画像情報がスキャナ等により読み込まれ、その原稿の画像情報に係るカラー画像データが一旦、画像メモリに蓄えられる。このカラー画像データをメモリに蓄える際に、シェーディング補正や、タイミング制御、ライン間補正等がなされる。
【0003】
これらの補正処理後のRGB色に係るカラー画像データはγ補正や、変倍処理、空間フィルタ、画像圧縮処理等がなされる。ここで画像処理されたカラー画像データに基づくカラー画像が画像形成手段(プリンタ)によって所定の用紙に形成される。このとき、各々の帯電手段によって一様に帯電されたY,M,C,BK色用の感光体に、カラー画像データに基づいて各色毎の露光手段により露光走査されて該各色用の感光体上に静電潜像を形成するようになされる。
【0004】
この静電潜像は各色毎に準備された現像装置よって現像される。このような帯電、露光、現像を少なくとも1回行い該感光体上に形成されたカラートナー像が転写手段によって転写材に転写するようになされる。所定の用紙上に転写されたトナー像は定着手段により定着される。この結果、カラー原稿画像を複写(コピー)することができる。
【0005】
この種の現像装置は特許文献1の画像形成装置に開示され、この現像装置には現像容器が設けられる。その容器内には静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤が収容される。この現像容器には、現像剤を担持して感光体に付着するために、現像容器内で回転可能に現像剤担持体が設けられている。この現像容器には、トナー濃度センサが取付けられ、トナー濃度を制御するために現像剤の透磁率を検出するようになされる。現像装置ではトナー濃度センサから出力される電圧及び現像剤担持体の線速に基づいて現像容器内にトナーを補給し濃度を制御するようになされる。
【0006】
また、カラー複写機等においては、定着性や光沢性等を確保するために、プロセス線速を変更するように操作される。この場合に少なくとも、感光体や現像剤担持体等と現像器攪拌部の駆動手段が共通である構成においては、現像剤担持体の線速変更と同時に現像器自体の線速変更も必要になってくる。
【0007】
図10は従来例に係るトナー濃度センサにおける検出例を示す特性図である。図10において、縦軸はトナー濃度センサ出力値(V)であり、横軸はセンサ駆動時間(h)である。黒抜き菱形印を実線で結んだ特性は標準線速(1/1)時のトナー濃度センサ出力特性である。黒抜き四角印を実線で結んだ特性は1/2速時のトナー濃度センサ出力特性である。白抜き三角印を実線で結んだ特性は1/3速時のトナー濃度センサ出力特性である。これらの特性は標準線速から線速を降下させるとトナー濃度センサの出力値が上昇することを示している。
【0008】
従って、正しいトナー補給制御を行うため、トナー濃度初期調整時には、各線速毎のセンサ出力が正しい出力電圧値となるように制御電圧値の補正を行っている。例えば、現像剤投入時に、Y,M,C,BK各色のトナー濃度センサについて、標準線速1/1を含む1/2、1/3速の各線速毎の所定トナー濃度に対してセンサ出力が2.5Vの閾値になる制御電圧値を決定している。ここで決定された制御電圧値は不揮発メモリに格納され、トナー濃度検出時には不揮発メモリからその制御電圧値を呼び出してトナー濃度センサに印加し、センサ出力を得ている。因みに各線速毎に制御電圧値の補正を行わないと、センサ出力が増加した分だけ、トナー濃度が増加することとなる。
【0009】
【特許文献1】
特開平11−184236号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来方式の現像装置を実装したカラー複写機によれば、以下のような問題がある。
【0011】
▲1▼ 初期調整においては良好なトナー補給がなされるが、温度・湿度等の機器内動作環境が変化したり、現像剤の劣化が進むとセンサ出力が移動し、良好なトナー補給がなされないようになる。従って、現像剤投入時以外にも、朝一のウォームアップ時、つまり、定着手段が所定の温度に達するまでの間に、トナー濃度センサの出力に応じてトナー濃度調整を実施してから、標準線速、1/2速、1/3速等の各線速についてトナー濃度初期調整を行わなければならなくなる。このことによって、朝一のウォームアップ時間が更に長くなってしまう。
【0012】
▲2▼ また、感光体や現像剤担持体等と現像器攪拌部とが共通の駆動手段で駆動される構成の現像装置によれば、定着性や光沢性の観点からプロセス線速を降下させる線速変更制御を実行した場合に、トナー濃度センサの出力自体もプロセス線速に応じて変動してしまう。このことで、正しいトナー補給制御が行われなくなり、安定したトナー濃度制御の妨げとなる。
【0013】
▲3▼ 更に、標準速度から1/2速、1/3速等の低い線速に変更してから所定時間内(約2秒〜3秒程度)は、トナー濃度センサの出力が安定せず、トナー過剰補給がなされ、トナー帯電量の立ち上がり不足によるトナー飛散や画像かぶり等の不具合が生じるおそれがある。
【0014】
そこで、この発明は上述した課題を解決したものであって、線速変更時に現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整に依存することなく、演算処理により得た補正後の制御電圧をセンサ系に供給できるようにすると共に、各線速毎に安定したトナー濃度を制御できるようにした現像装置、その制御方法及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る現像装置は帯電可能な感光体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤を収容する容器と、現像剤を担持して感光体に付着するために容器内で回転可能に設けられた現像剤担持体と、容器に取付けられて現像剤の透磁率を検出する検出手段と、この検出手段からの出力電圧及び現像剤担持体の線速に基づいて容器内にトナーを補給し濃度を制御する制御手段と、検出手段の制御電圧を調整するための補正情報を格納した記憶手段とを備え、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段は検出手段の制御電圧を検出すると共に、記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、補正後の制御電圧で当該検出手段を駆動することを特徴とするものである。
【0016】
本発明に係る現像装置によれば、帯電可能な感光体に形成された静電潜像を現像する場合に、所定の容器には静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤が収容される。この容器内には回転可能なように現像剤担持体がけられ、感光体に現像剤を担持して付着するようになされる。この容器には検出手段が取付られ、この容器内の現像剤の透磁率が検出される。
【0017】
しかも、記憶手段には、検出手段の制御電圧を調整するための補正情報が予め格納される。制御手段では検出手段からの出力電圧及び現像剤担持体の線速に基づいて容器内にトナーを補給し濃度を制御するようになされる。これを前提にして、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段は検出手段の制御電圧を検出すると共に、記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、補正後の制御電圧で当該検出手段を駆動するようになる。
【0018】
従って、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧を検出手段に供給することができる。これにより、当該装置のウォームアップ時には標準線速に係る検出手段の出力調整のみで済むので、ウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。
【0019】
本発明にか係る現像装置の制御方法は現像剤担持体を含む現像装置に取り付けられたトナー濃度検出用のセンサ系の制御電圧を調整する方法であって、現像剤投入時に、現像剤担持体の標準線速を含む所定の1/N線速(N=2,3・・・)についてトナー濃度初期調整を行ってセンサ系の制御電圧及び出力電圧を取得すると共に、当該センサ系で現像濃度一定を示す出力電圧が得られる制御電圧を取得し、標準線速時のセンサ系の出力電圧と1/N線速時におけるセンサ系の出力電圧との差及び、標準線速時のセンサ系の制御電圧と1/N線速時におけるセンサ系の制御電圧との差を各々求め、センサ系の出力電圧の差及び制御電圧の差に基づいて線速変更時の補正情報を求め、当該現像装置起動後の線速変更時には、補正情報に基づいて当該センサ系の制御電圧を演算し、ここで演算された制御電圧を当該センサ系に設定することを特徴とするものである。
【0020】
本発明に係る現像装置の制御方法によれば、現像装置に取り付けられたトナー濃度検出用のセンサ系の制御電圧を調整する場合に、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧をセンサ系に供給することができる。
【0021】
従って、当該装置のウォームアップ時には標準線速に係るセンサ出力調整のみで済むので、ウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。
【0022】
本発明に係る画像形成装置は任意の画像データに基づいて画像を形成する装置であって、回転可能な感光体と、感光体を一様に帯電する帯電手段と、帯電手段によって帯電された感光体に画像データに基づいて露光走査し該感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、露光手段によって露光された静電潜像を現像する現像装置と、帯電、露光、現像を少なくとも1回行い該感光体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、転写材上に転写されたトナー像を定着する定着手段とを備え、現像装置は静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤を収容する容器と、現像剤を担持して感光体に付着するために容器内で回転可能に設けられた現像剤担持体と、容器に取付けられて現像剤の透磁率を検出する検出手段と、この検出手段からの出力電圧及び現像剤担持体の線速に基づいて容器内にトナーを補給し濃度を制御する制御手段と、検出手段の制御電圧を調整するための補正情報を格納した記憶手段とを有し、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段は検出手段の制御電圧を検出すると共に、記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、補正後の制御電圧で当該検出手段を駆動することを特徴とするものである。
【0023】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る現像装置が応用されるので、帯電可能な感光体に形成された静電潜像を現像する場合に、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段は検出手段の制御電圧を検出すると共に、記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、補正後の制御電圧で当該検出手段を駆動するようになされる。
【0024】
従って、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧を検出手段に供給することができる。これにより、当該装置のウォームアップ時には標準線速に係る検出手段の出力調整のみで済むので、ウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る現像装置、その制御方法及び画像形成装置について説明をする。
(1)実施形態
図1は、本発明の実施形態としての現像装置40の構成例を示すブロック図である。
この実施形態では帯電可能な感光体に形成された静電潜像を現像する場合に、現像剤の透磁率の検出に基づく出力電圧及び現像剤担持体の線速に基づいて容器内にトナーを補給し濃度を制御する制御手段を備え、当該装置起動後の線速変更時に、検出手段の制御電圧を検出すると共に、記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、補正後の制御電圧で当該検出手段を駆動するようにして、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整に依存することなく、演算処理により得た補正後の制御電圧を検出手段に供給できるようにすると共に、各線速毎に安定したトナー濃度を制御できるようにしたものである。
【0026】
図1に示す現像装置40は帯電可能な感光体1に形成された静電潜像を現像する装置である。感光体1は例えばドラム状又はベルト状を想定している。感光体1には図示しない露光手段からのレーザ光Lによって画像データが書き込まれる。感光体1の周辺には帯電手段2や、像形成体用クリーニング手段8等を配置して使用される。
【0027】
この現像装置40は複写機能、ファクシミリ機能及びプリンタ機能を備えた白黒用及びカラー用のディジタル複合機や複写機に適用して好適である。現像装置40は所定形状の現像容器40Dを有しており、静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤18を収容するようになされる。この現像装置40で現像剤18には、粒径が8.0μm以下のトナーと、粒径が65μm以下のキャリヤから成る2成分混合剤が用いられる。
【0028】
この現像容器40D内には少なくとも、現像剤担持体41が回転可能に設けられ、感光体1に現像剤18を担持して付着するようになされる。図中、DRは現像ニップ部であり、現像剤担持体41から感光体1へ現像剤18を受け渡す部分である。現像剤担持体41は標準線速を含む所定の1/N線速(N=2,3・・・)により回転される。この現像容器40Dの例えば、底部には検出手段の一例となるトナー濃度センサSDが取付られ、現像容器40D内で攪拌される現像剤18の透磁率を検出するようになされる。トナー濃度は現像剤18の透磁率に基づいて検出される。
【0029】
このトナー濃度センサSDには制御手段15が接続されており、このセンサSDからの出力電圧の値VL及び、現像剤担持体41の線速(回転速度)に基づいて現像容器40D内にトナーを補給し濃度を制御するようになされる。制御手段15にはCPU(中央演算装置)等が使用される。
【0030】
制御手段15には記憶手段13が接続されており、トナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを調整するための補正情報、例えば、補正係数ΔVL/ΔVc等を格納するようになされる。記憶手段13にはフラッシュメモリ等の不揮発メモリが使用される。フラッシュメモリは情報の書き込みが可能で電源を切ってもデータが消去されない読み出し専用メモリである。
【0031】
この記憶手段13には、少なくとも、現像剤投入時に、トナー濃度初期調整を行って取得された現像剤担持体41の標準線速を含む所定の1/N線速についてのトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vc及び出力電圧の値VLと、当該トナー濃度センサSDで現像濃度一定を示す出力電圧の値VLが得られる制御電圧の値Vcと、標準線速時のトナー濃度センサSDの出力電圧の値VLと1/N線速時におけるトナー濃度センサSDの出力電圧の値VLから求められた第1の電圧差ΔVLと、標準線速時のトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcと1/N線速時におけるトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcから求められた第2の電圧差ΔVcと、トナー濃度センサSDの出力電圧の差ΔVL及び制御電圧の差ΔVcに基づいて求められた線速変更時の補正係数ΔVL/ΔVcとが格納される。
【0032】
この制御手段15に電源スイッチSWが接続され、当該装置40を起動するようになされる。当該装置起動後の線速変更時に、制御手段15はトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを検出すると共に、記憶手段13から補正係数ΔVL/ΔVcを読み出して当該トナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを補正し、補正後の制御電圧の値Vcで当該トナー濃度センサSDを駆動するようになされる。
【0033】
この例で制御手段15は、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤担持体41の標準線速におけるトナー濃度センサSDの出力電圧の値VL1と、線速変更時のトナー濃度センサSDの出力電圧の値VL2との電圧差Δ(VL1−VL2)を算出し、記憶手段13から読み出した補正係数ΔVL/ΔVcを電圧差Δ(VL1−VL2)に演算して線速変更時の制御電圧差Δ(Vc1−Vc2)を算出し、この制御電圧差Δ(Vc1−Vc2)に基づいて当該トナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを決定するようになされる。また、制御手段15にはトナー補給部410が接続され、トナー補給制御信号S21に基づいてトナー補給制御を実行するようになされる。
【0034】
続いて、本発明に係る現像装置の制御方法について、当該現像装置40のトナー濃度制御時の動作例を説明する。図2は現像装置40のトナー濃度制御時の動作例を示すフローチャートである。
【0035】
この実施形態で所定の現像容器40Dには、静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤18が収容される。この現像容器40D内には回転可能なように現像剤担持体41が設けられ、この現像容器40Dの底部にはトナー濃度センサSD(トナー濃度検出用のセンサ系)が取付られ、この現像容器40D内の現像剤18の透磁率が検出される。そして、現像剤担持体41を含む現像装置40に取り付けられたトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを調整する場合を前提とする。
【0036】
これを動作条件にして、図2に示すフローチャートのステップA1で電源スイッチをオンして当該装置40を起動する。その後、ステップA2に移行して現像剤18が投入されたかが検出される。このとき、制御手段15はトナー濃度センサSDから得られる出力電圧の値VLに基づいてトナー補給部410の制御をする。例えば、トナー補給部410へトナー補給制御信号S21を出力して現像剤投入補給を実行する。現像剤18が投入されない場合はステップA7に移行する。
【0037】
現像剤18が投入された場合はステップA3に移行して現像剤担持体41の標準線速を含む所定の1/N線速(N=2,3・・・)についてトナー濃度初期調整を行ってトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vc及び出力電圧の値VLを取得する。また、ステップA4で当該トナー濃度センサSDで現像濃度一定を示す出力電圧の値VLが得られる制御電圧の値Vcを取得する。補正係数ΔVL/ΔVcを求めるためである。
【0038】
そして、ステップA5に移行して標準線速時のセンサ系の出力電圧の値VLと1/N線速時におけるセンサ系の出力電圧の値VLとの差ΔVL及び、標準線速時のセンサ系の制御電圧の値Vcと1/N線速時におけるセンサ系の制御電圧の値Vc値との差ΔVcを各々求める。その後、ステップA6でセンサ系の出力電圧の差ΔVL及び制御電圧の差ΔVcに基づいて線速変更時の補正係数ΔVL/ΔVcを求める。これらのトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを調整するための補正係数ΔVL/ΔVc等は記憶手段13に格納される。
【0039】
そして、当該現像装置40の再起動を含む通常使用時の起動後、ステップA7に移行して線速変更が有ったかがチェックされる。線速変更は制御手段15の外部、例えば図示しない操作部等から線変更要求信号S1を入力することで現像制御がなされる。線速変更が有った場合はステップA8に移行して、補正係数ΔVL/ΔVcに基づいて当該センサ系の制御電圧の値Vcを演算する。例えば、現像剤担持体41の標準線速におけるセンサ系の出力電圧の値VL1と、線速変更時のセンサ系の出力電圧の値VL2との電圧差Δ(VL1−VL2)を算出する。その後、補正情報比率ΔVL/ΔVcに基づいて線速変更時の制御電圧差Δ(Vc1−Vc2)を算出する。この制御電圧差ΔVcに基づいて当該センサの制御電圧の値Vcを決定するようになされる。
【0040】
ここで演算された制御電圧の値VcをステップA9で当該トナー濃度センサSDに設定する。その後、ステップA11に移行する。ステップA7で線速変更要求が無い場合はステップA10に移行して他の処理を実行する。ここで言う他の処理には、例えば、帯電可能な感光体1に形成された静電潜像を現像すべく、感光体1に現像剤18を担持して付着するような処理や、トナー濃度センサSDからの出力電圧の値VL及び現像剤担持体41の線速に基づいて現像容器40D内にトナーを補給し濃度を制御手段15によって制御する処理が含まれる。
【0041】
その後、ステップA11に移行する。ステップA11では当該現像処理を終了するかが判断される。制御手段15では電源オフ情報等を検出して現像処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合はステップA7に戻って上述の処理を繰り返すようになされる。
【0042】
このように、本発明に係る実施形態としての現像装置及びその制御方法によれば、帯電可能な感光体1に形成された静電潜像を現像する場合に、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段15はトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを検出すると共に、記憶手段13から補正情報を読み出して当該トナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを補正し、補正後の制御電圧の値Vcで当該トナー濃度センサSDを駆動するようになる。
【0043】
従って、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧の値Vcをトナー濃度センサSDに供給することができる。これにより、当該装置40を画像形成装置等に実装した場合、そのウォームアップ時には標準線速に係るトナー濃度センサSDの出力調整のみで済むので、画像形成装置のウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。従って、当該現像装置40を複写機能、ファクシミリ機能及びプリンタ機能を備えた白黒用及びカラー用のディジタル複合機や複写機に十分に応用することができる。
【0044】
(2)実施例
図3は本発明に係る実施例としてのカラー画像形成装置100の構成例を示す断面の概念図である。
この実施例では現像装置40を組み入れたカラー画像形成装置100の構成すると共に、複数のプロセス速度を有して、線速変更時も、トナー濃度センサSDによって安定したトナー濃度制御をウォームアップ時間を延長すること無しに実行できるようにし、トナー飛散や画像かぶりの無いカラー画像形成装置100を提供できるようにしたものである。
【0045】
図3に示すカラー画像形成装置100は任意の画像データに基づいて画像を形成する装置であり、定着性、光沢性の観点からプロセス線速を変更させるコピーモードを有する装置である。この例でプロセス線速は複数段に切り替え可能となっていて、例えばプロセス線速は標準線速(1/1)速に対して(1/2)速、(1/3)速に切り替え駆動が可能となっている。標準線速が220mm/sの場合には1/2線速では110mm/s、1/3線速では73mm/sに可変となっている。以下の説明ではかかる可変の場合について説明するが、勿論これ以外の多段階切り替えについても本発明は適用される。
【0046】
このカラー画像形成装置100は、画像形成装置本体101と画像読取装置102から構成される。画像形成装置本体101の上部には、自動原稿送り装置201と原稿画像走査取得装置202から成る画像読取装置102が設置され、任意のカラー原稿を読み取って赤(R)色、緑(G)色、青(B)色のアナログカラー画像信号(以下単にアナログ信号Sinともいう)を出力するようになされる。例えば、自動原稿送り装置201の原稿台上に載置された色付きの原稿dは搬送手段により搬送され、原稿画像走査取得装置202の光学系により原稿dの片面又は両面の画像が走査され、ラインイメージセンサCCDに読み込まれる。
【0047】
この画像形成装置本体101には制御手段15が設けられ、カラー画像データDinを画像処理するようになされる。例えば、上述のラインイメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ信号Sinは制御手段15でアナログ信号処理され、その後、アナログ・ディジタル(A/D)変換される。A/D変換後の画像データは制御手段15でシェーディング補正や、タイミング制御、ライン間補正等がなされる。これらの補正処理後のRGB色に係るデータがカラー画像データDinとなる。
【0048】
カラー画像データDinは制御手段15で三次元色変換テーブルに基づいてイエロー(以下単にYという)色、マゼンタ(以下単にMという)色、シアン(以下単にCという)色、黒(以下単にK又はBKという)色に係るカラー画像データに変換され、変換後のカラー画像データDY,DM,DC,DKは画像形成手段の一例となる画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kの画像書き込み部(露光手段)3Y、3M、3C、3Kへ送られる。所定の動作モードに基づいてカラー画像を形成するためである。
【0049】
また、自動原稿送り装置201は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置201は原稿載置台上から給送される多数枚の原稿dの内容を連続して一挙に読み取り、原稿内容を記憶手段に蓄積するようになされる(電子RDH機能)。この電子RDH機能は、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿dを送信する場合等に便利に使用される。
【0050】
画像形成装置本体101はタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kと、転写手段の一例となる無終端状の中間転写ベルト6と、再給紙機構(ADU機構)を含む給紙搬送手段と、トナー像を定着するための定着手段17からなる。
【0051】
Y色の画像を形成する画像形成ユニット10Yは感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配置されたY色用の帯電手段2Y、露光手段3Y、現像装置4Y及び像形成体用のクリーニング手段8Yを有する。感光体ドラム1YはOPC感光体等が用いられ、所定のプロセス線速で矢示方向に回転可能となされている。
【0052】
帯電手段2Yはスコロトロン帯電器等から構成され、感光体ドラム1Yを一様に帯電するようになされる。露光手段3Yでは帯電手段2Yによって帯電された感光体ドラム1YにY画像データに基づくレーザ光Lが露光走査され、該感光体ドラム1Y上にドット露光に基づく静電潜像を形成するようになされる。現像装置4Yでは露光手段3Yによって露光された静電潜像を現像するようになされる。現像装置4Yには本発明に係る現像装置40が使用される。
【0053】
M色の画像を形成する画像形成ユニット10Mは感光体ドラム1Mと、M色用の帯電手段2M、露光手段3M、現像装置4M及び像形成体用のクリーニング手段8Mを有する。感光体ドラム1Mも所定のプロセス線速で回転可能となされている。帯電手段2Mは感光体ドラム1Mを一様に帯電するようになされる。露光手段3Mでは帯電手段2Mによって帯電された感光体ドラム1MにM画像データに基づくレーザ光Lが露光走査され、該感光体ドラム1M上に静電潜像を形成するようになされる。現像装置4Mでは露光手段3Mによって露光された静電潜像を現像するようになされる。現像装置4Mにも本発明に係る現像装置40が使用される。
【0054】
C色の画像を形成する画像形成ユニット10Cは感光体ドラム1Cと、C色用の帯電手段2C、露光手段3C、現像装置4C及び像形成体用のクリーニング手段8Cを有する。感光体ドラム1Cも所定のプロセス線速で回転可能となされている。帯電手段2Cは感光体ドラム1Cを一様に帯電するようになされる。露光手段3Cでは帯電手段2Cによって帯電された感光体ドラム1CにC画像データに基づくレーザ光Lが露光走査され、該感光体ドラム1C上に静電潜像を形成するようになされる。現像装置4Cでは露光手段3Cによって露光された静電潜像を現像するようになされる。現像装置4Cにも本発明に係る現像装置40が使用される。
【0055】
BK色の画像を形成する画像形成ユニット10Kは感光体ドラム1Kと、BK色用の帯電手段2K、露光手段3K、現像装置4K及び像形成体用のクリーニング手段8Kを有する。感光体ドラム1Kも所定のプロセス線速で回転可能となされている。帯電手段2Kは感光体ドラム1Kを一様に帯電するようになされる。露光手段3Kでは帯電手段2Kによって帯電された感光体ドラム1KにBK画像データに基づくレーザ光Lが露光走査され、該感光体ドラム1K上に静電潜像を形成するようになされる。現像装置4Kでは露光手段3Kによって露光された静電潜像を現像するようになされる。現像装置4Kにも本発明に係る現像装置40が使用される。
【0056】
帯電手段2Yと露光手段3Y、帯電手段2Mと露光手段3M、帯電手段2Cと露光手段3C及び帯電手段2Kと露光手段3Kとは画像形成手段を構成する。現像装置4Y、4M、4C、4Kによる現像は、使用するトナー極性と同極性(本実施形態においては負極性)の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される反転現像にて行われる。中間転写ベルト6は複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【0057】
ここで画像形成プロセスの概要について以下に説明する。このカラー画像形成装置100では帯電、露光、現像を少なくとも1回行われ、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K等上に形成されたトナー像が中間転写ベルト6を通じて転写材の一例となる用紙Pに転写される。つまり、画像形成ユニット10Y、10M、10C及び10Kより形成された各色の画像は、使用するトナーと反対極性(本実施形態においては正極性)の1次転写バイアス(不図示)が印加される1次転写ローラ7Y、7M、7C及び7Kにより、回動する中間転写ベルト6上に逐次転写されて(1次転写)、合成されたカラー画像(色画像:カラートナー像)が形成される。カラー画像は中間転写ベルト6から用紙Pへ転写される。
【0058】
画像形成装置本体101の下方には給紙カセット20A,20B,20Cが設けられ、各々の給紙カセット20A、20B、20C内に収容された用紙Pは、給紙カセット20A、20B、20Cにそれぞれ設けられる送り出しローラ21および給紙ローラ22Aにより給紙され、搬送ローラ22B、22C、22D、レジストローラ23等を経て、2次転写ローラ7Aに搬送され、用紙P上の一方の面(表面)にカラー画像が一括して転写される(2次転写)。
【0059】
カラー画像が転写された用紙Pは、定着手段17によりトナー像を定着するための定着処理がなされ、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。転写後の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段8Y、8M、8C、8Kによりクリーニングされ次の画像形成サイクルに入る。
【0060】
両面画像形成時には、一方の面(表面)に画像形成され、定着手段17から排出された用紙Pは、分岐手段26によりシート排紙路から分岐され、それぞれ給紙搬送手段を構成する、下方の循環通紙路27Aを経て、再給紙機構(ADU機構)である反転搬送路27Bにより表裏を反転され、再給紙搬送部27Cを通過して、給紙ローラ22Dにおいて合流する。ここで反転搬送された用紙Pは、レジストローラ23を経て、再度2次転写ローラ7Aに搬送され、用紙Pの他方の面(裏面)上にカラー画像(カラートナー像)が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Pは、定着手段17により定着処理され、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。
【0061】
一方、2次転写ローラ7Aにより用紙Pにカラー画像を転写した後、用紙Pを曲率分離した中間転写ベルト6は、中間転写ベルト用のクリーニング手段8Aにより残留トナーが除去される。これらの画像形成の際には、用紙Pとして52.3〜63.9kg/m(1000枚)程度の薄紙や64.0〜81.4kg/m(1000枚)程度の普通紙や83.0〜130.0kg/m(1000枚)程度の厚紙や150.0kg/m(1000枚)程度の超厚紙を用い、線速度を80〜350mm/sec程度とし、環境条件として温度が5〜35℃程度、湿度が15〜85%程度の設定条件とすることが好ましい。用紙Pの厚み(紙厚)としては0.05〜0.15mm程度の厚さのものが用いられる。
【0062】
図4はカラー画像形成装置100に実装される現像装置4Y等の構成例を示す断面図である。現像装置4Yは少なくとも、現像剤担持体41と現像容器40D内の攪拌部とが、図示しない共通の駆動手段(モータ)60により駆動される構造となっている。なお、他の現像装置4M、4C、4Kについては、現像装置4Yと同じ構成を採るのでその説明を省略する。
【0063】
図4に示す現像装置4Y等は所定形状の現像容器40Dを有しており、静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤18を収容するようになされる。現像装置4Yは現像容器40Dの他に、現像ローラからなる現像剤担持体41、磁界発生用のマグネットロール42、穂切り板からなる規制装置43、水車型の供給装置44、スクリューからなる供給・搬送装置45、スクリューからなる攪拌・搬送装置46、搬送ローラ47、剥ぎ取り板48、スクリューからなる回収装置49等から構成される。
【0064】
これらは、感光体ドラム1Y等と同一の図示しない駆動手段60によって駆動される。従って、現像装置4Y等で現像剤担持体41の回転数を変更した場合は、供給装置44、供給・搬送装置45及び攪拌・搬送装置46の回転数も変更するような機構を有しており、複数のプロセス線速を有するものである。
【0065】
現像容器40Dは、現像剤担持体41、搬送ローラ47、供給装置44、供給・搬送装置45及び攪拌・搬送装置46を支持する下枠体40Aと、剥ぎ取り板48及び回収装置49を支持する中枠体40Bと、中枠体40Bの上方開口部を閉蓋する上蓋40Cとから構成されている。中枠体40Bの一部は、攪拌・搬送部402の上方開口部を閉蓋する。供給部401と攪拌・搬送部402とは、下枠体40Aの底部から直立した第1隔壁404を挟んで両側に形成されている。
【0066】
更に、回収装置49を回転可能に支持する中枠体40Bの底部には第2隔壁405が形成され、供給部401と回収部403とを仕切るようになされる。この回収部403の現像剤搬送下流側と、供給部401の現像剤搬送下流側とは、第2隔壁405の端部近傍に穿設された第1開口部406により連通している。下枠体40Aは、供給装置44と供給・搬送装置45とを収容する供給部401と、攪拌・搬送装置46を収容する攪拌・搬送部402を形成する。
【0067】
現像剤担持体41は、感光体ドラム1Y等に対向して配置され、現像容器40Dに対して回転可能に支持されており、矢印で示す方向に回転して現像剤18を現像ニップ部DRに搬送し、現像ニップ部DRにおいて現像剤18を担持して現像に必要な現像剤18の層を感光体ドラム1Y等に形成する。静電潜像を可視化するためである。
【0068】
上述した下枠体40A内には第1隔壁404を介在して供給装置44、供給・搬送装置45及び攪拌・搬送装置46が設けられている。攪拌・搬送装置46では補給される新規トナーと供給・搬送装置45から環流された現像剤とを混合、攪拌して供給・搬送装置45の上流部に搬送するようになされる。この攪拌・搬送装置46に平行し、第1隔壁404を介在して下枠体40A内には供給・搬送装置45が配置され、攪拌・搬送装置46から搬送された現像剤をその回転軸方向に搬送しながら供給装置44に搬送するようになされる。
【0069】
また、供給・搬送装置45に平行し隣接して供給装置44が設けられている。供給装置44は現像剤担持体41に現像剤を供給する回転可能な水車型の搬送手段であり、供給・搬送装置45から搬送された現像剤を現像剤担持体41の現像剤受け入れ用磁極S3付近に均一に供給するようになされる。なお、供給装置44は回転軸方向に搬送機能を有するスクリューであってもよい。
【0070】
上述の現像剤担持体41の現像剤剥ぎ取り用磁極S2の近傍には、搬送ローラ47が配置されている。搬送ローラ47は、回転可能な回転部材(スリーブ)47Aと、回転部材47Aの内方に収容され現像容器40Dに固定された円柱状の磁石体47Bとからなる。更に、第2隔壁405によって仕切られた回収部403内には回収装置49が回転可能に配置され、搬送ローラ47と剥ぎ取り板48とにより剥ぎ取られて落下する現像剤を受け回収して、供給・搬送装置45の搬送方向下流側であって、現像剤担持体41の画像形成領域外に搬送する。
【0071】
なお、現像剤担持体41に現像剤が戻らない位置であれば、回収現像剤を供給・搬送装置45の搬送方向下流側であって、現像剤担持体41の現像領域相当内に投入してもよい。あるいは、回収装置49により回収された現像剤を、攪拌・搬送部402の上流部に環流させてもよい。これらの供給・搬送装置45、攪拌・搬送装置46及び回収装置49は、何れもスパイラルスクリューからなり、現像剤を攪拌しつつ回転軸方向に搬送すると共に、回転軸のほぼ直角方向に現像剤を放出するようになされる。
【0072】
上述の下枠体40A内の供給部401の現像剤搬送下流側と攪拌・搬送部402の現像剤搬送上流側とは、第1隔壁404の一方の端部近傍に穿設された開口部(図示せず)により連通している。従って、搬送ローラ47と剥ぎ取り板48により剥ぎ取られた現像剤は、回収部403内に回収されると共に、回収装置49により回収現像剤が現像剤搬送下流側に搬送され、更に、供給部401に環流する。
【0073】
この供給部401内の現像剤は、供給・搬送装置45により第1隔壁404の一方の端部に穿設された開口部(図示せず)から攪拌・搬送部402内に矢印W1で示すように搬送される。攪拌・搬送部402内に搬送された現像剤は、攪拌・搬送装置46により、トナー容器40Tから排出されトナー補給用開口部409より補給されたトナーと、現像剤とを混合攪拌され、搬送されて、第1隔壁404の他方の端部に穿設された開口部(図示せず)から排出され、供給部401内に矢印W2で示すように環流される。
【0074】
この供給部401内では、供給・搬送装置45により現像剤を軸方向に搬送しつつ放出して供給装置44に供給する。供給装置44は現像剤を軸方向に搬送しつつ放射して現像剤担持体41に供給する。なお、図4中のB(DC)は現像剤担持体41にDCバイアスを印加するDCバイアス電源、D(AC)は現像剤担持体41にACバイアスを印加するACバイアス電源で後に説明する制御手段14によって現像制御が行われ、DCバイアスにACバイアスが重畳されて印加され、現像が行われる。
【0075】
この現像装置4Y等で現像剤18には、粒径が8.0μm以下のトナーと、粒径が65μm以下のキャリヤから成る2成分現像剤を用いて現像が行われる。トナーとしては、例えば、質量平均粒径が3〜8μmの重合トナーが好ましい。重合トナーを用いることにより、解像力が高く、濃度が安定し、画像かぶりの発生が極めて少ない画像を形成することが可能となる。重合トナーは次のような製造方法により製造される。
【0076】
トナー用バインダー樹脂の生成とトナー形状とがバインダー樹脂の原料モノマー又はプレポリマーの重合及びその後の化学的処理により形成されて得られる。より具体的には、懸濁重合又は乳化重合等の重合反応と、必要によりその後に行われる粒子同士の融着工程とを経て得られ、重合トナーでは、原料モノマー又はプレポリマーを水系で均一に分散した後に重合させトナーを製造することから、トナーの粒度分布及び形状の均一なトナーが得られる。
【0077】
この実施例では質量平均粒径が3〜8μmのトナーが用いられる。質量平均粒径は、質量基準の平均粒径であって、湿式分散機を備えた「コールターカウンターTA−II」又は「コールターマルチサイザー」(何れもコールター社製)により測定した値である。質量平均粒径が3μmを下回ると、画像かぶりの発生やトナー飛散が起こりやすくなる。上限8μmは本発明で目標とする高画質を形成することを可能にする粒径の上限である。キャリアとしては、質量平均粒径が30〜65μmで磁化量が20〜70emu/gの磁性粒子からなるキャリアが好ましい。30μmよりも粒径の小さなキャリアではキャリア付着が生じやすくなる。また、65μmよりも粒径の大きなキャリアでは、均一な濃度の画像が形成されない場合が生じうる。
【0078】
この例で図4に示した現像容器40Dの下枠体40A(供給部401)内の底部であって、供給・搬送装置45の下方にはトナー濃度センサSDが取付られ、供給部401内で攪拌される現像剤18の透磁率を検出するようになされる。トナー濃度は現像剤18の透磁率に基づいて検出される。トナー濃度センサSDは一般に内部にコイルを巻いたものである(L検センサ)。
【0079】
図5はカラー画像形成装置100の制御系の構成例を示すブロック図である。図5に示すカラー画像形成装置100は制御手段15を有している。制御手段15はY、M、C、K色毎に設けても、また、Y、M、C、K色共通に1個の制御装置を設けてもよい。この例ではY色の制御系についてのみを説明する。他のM、C、K色の制御系についても同様な構成を採る。この制御手段15には、Y色用のトナー濃度センサSDが接続されており、Y色用の現像容器40D内で攪拌される現像剤18の透磁率を検出して出力電圧VLを制御手段15に出力するようになされる。制御手段15ではセンサSDからの出力電圧VL及び現像剤担持体41の線速(回転速度)に基づいて現像容器40D内にトナーを補給し濃度を制御するようになされる。制御手段15にはCPU(中央演算装置)等が使用される。
【0080】
制御手段15には記憶手段の一例となる不揮発メモリ29が接続されており、トナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを調整するための補正係数ΔVL/ΔVc等を格納するようになされる。例えば、不揮発メモリ29には、現像剤投入時に、トナー濃度初期調整を行って取得された現像剤担持体41の標準線速1/1を始め、各線速1/2、1/3速についてのトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vc1及び出力電圧の値VL1、VL2、VL3と、当該トナー濃度センサSDで現像濃度一定を示す出力電圧の値VLが得られる制御電圧の値Vc1,Vc2,Vc3が記録される。
【0081】
この実施例では、トナー濃度センサSDからの出力電圧の値VLが標準トナー濃度(Tc=8質量%)において、所定の出力電圧値(VL=2.5V)になるように制御電圧の値Vcを調整し、その調整した制御電圧の値Vcを不揮発メモリ29に格納するようになされる。
【0082】
これらの電圧の値の他に、標準線速時のトナー濃度センサSDの出力電圧の値VLと1/2、1/3速時におけるトナー濃度センサSDの出力電圧の値VLから求められた第1の電圧差ΔVLと、標準線速時のトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcと、1/2、1/3速時におけるトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcから求められた第2の電圧差ΔVcと、トナー濃度センサSDの出力電圧の差ΔVL1及び制御電圧の差ΔVcに基づいて求められた線速変更時の補正係数ΔVL/ΔVcとが格納される。
【0083】
この制御手段15には電源スイッチSWが接続され、当該装置40を起動するようになされる。当該装置起動後の線速変更時に、制御手段15はトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを検出すると共に、不揮発メモリ29から補正係数ΔVL/ΔVcを読み出して当該トナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを補正し、補正後の制御電圧の値Vcで当該トナー濃度センサSDを駆動するようになされる。
【0084】
この制御手段15では、プリント動作時における線速変更時には、現像剤担持体41の標準線速におけるトナー濃度センサSDの出力電圧の値VLと、線速変更時のトナー濃度センサSDの出力電圧の値VLとの電圧差ΔVLを算出する。例えば、標準線速1/1から1/2速へ変更指示された場合、現像剤担持体41の標準線速におけるトナー濃度センサSDの出力電圧の値VL1と、1/2速変更時のトナー濃度センサSDの出力電圧の値VL2との電圧差ΔVL12を算出する。
【0085】
また、制御手段15では補正係数ΔVL21/ΔVc21に基づいて1/2線速変更時の制御電圧の差ΔVc12を算出する。この例では制御電圧の差ΔVc12はΔVL12/補正係数で与えられることから、ΔVc12=ΔVL12/ΔVL21/ΔVc21となる。この制御電圧の差ΔVc12に基づいて当該センサSDの制御電圧の値Vcを決定するようになされる。そして、1/2線速変更時の制御電圧の値Vc2は標準線速時の制御電圧Vc+制御電圧の差ΔVc12で与えられることから、Vc2=Vc1+ΔVc12となる。
【0086】
上述の制御手段15には電源スイッチSW、トナー濃度センサSD及び不揮発メモリ29の他に、定着温度センサSTH、露光手段3Y、操作部14、給紙手段30、画像メモリ33、画像処理部35、ROM53、駆動手段60、表示部87、画像読取装置101及びトナー補給部410が接続されている。
【0087】
定着温度センサSTHは図3に示した定着手段17の定着ローラ部分に設けられ、定着手段17の温度検知して温度検知信号S3を制御手段15に出力するようになされる。露光手段3YにはY色用の画像データDYが出力され、帯電手段2Yによって帯電された感光体ドラム1YにこのY色用の画像データDYに基づくレーザ光Lが露光走査され、該感光体ドラム1Y上にドット露光に基づく静電潜像を形成するようになされる。
【0088】
操作部14ではマニュアルによりプロセス線速の変更がなされる。操作部14は表示部87と共にタッチパネルを構成し、「光沢」「厚紙」或いはプロセス線速等が表示された選択釦が設けられていて、押釦によってプロセス線速を例えば110mm/sに切り替え指示がなされる。この指示によって線速変更要求信号S1が制御手段15に出力される。表示部87には表示信号S4に基づいて画像形成条件等の設定画面が表示される。
【0089】
給紙手段30では制御手段15からのカセット制御信号S5に基づいて給紙カセット20A,20B,20C等から用紙Pを繰り出すようになされる。また、画像処理部35では制御手段15の制御を受けて画像読取装置102のラインイメージセンサCCDにより得られたA/D変換後の画像取得データがシェーディング補正や、タイミング制御、ライン間補正等がなされる。これらの補正処理後のRGB色に係るデータがカラー画像データDinとなり、画像メモリ33に記録される。
【0090】
ROM53には当該画像形成装置を制御するシステムプログラムが格納されている。例えば、システムプログラムには画像調整プログラムが含まれており、この画像調整プログラムの下位階層にはトナー濃度検出条件設定プログラムが準備されている。駆動手段60では現像剤担持体41と現像容器40D内の攪拌部とを制御手段15から出力される、回転数変更用のクロック信号CLK及びコントロール信号CNTに基づいて駆動するようになされる。
【0091】
この駆動手段60は感光体ドラム1Y等も同一に駆動する。従って、駆動手段60は現像装置4Y等で現像剤担持体41の回転数を変更した場合は、供給装置44、供給・搬送装置45及び攪拌・搬送装置46の回転数も変更するようなされ、複数のプロセス線速を有するものである。上述のトナー補給部410では制御手段15から出力されたトナー補給制御信号S21に基づいてトナー容器40Tから現像容器40Dへトナーを補給するように制御される。この現像容器40D内のトナー濃度がトナー濃度センサSDによって検出される。
【0092】
図6はトナー濃度センサSDのセンサ出力対トナー濃度Tcの関係例を示す動作特性図である。
図6に示す縦軸はトナー濃度センサSDのセンサ出力VL[V]である。横軸は現像剤18のトナー濃度Tc[%]である。トナー濃度センサSDにはトナー濃度Tcに対して、グラフのようにリニアにセンサ出力するものが使用される。制御電圧の値Vcは、センサ動作特性を調整する調整値のことである。トナー濃度初期調整とは、現像器内に現像剤18を投入した際に、トナー濃度センサSDを初期調整することをいい、当該センサSDで欲しい動作特性となるように制御電圧の値Vcを調整することをいう。
【0093】
トナー濃度初期調整とは現像剤18の透磁率を検出するトナー濃度センサSDを用いて、トナー濃度制御を実施する場合に、現像器内に現像剤18を投入した際に初期調整を実施する。これは初期調整の現像剤18において、L検センサの出力値がある所定の出力値になるようにL検センサの制御電圧の値Vcを調整する行為である。
【0094】
▲1▼は制御電圧Vc=7.0Vの動作特性である。▲2▼は制御電圧Vc=6.5Vの動作特性である。▲3▼は制御電圧Vc=6.0Vの動作特性である。例えば、動作特性▲1▼を選択したい場合は、制御電圧の値Vcを7.0Vに設定し、これを動作特性▲3▼に変えたい場合は、制御電圧の値Vcを6.0Vに設定するようになされる。
【0095】
また、センサ出力V=2.5Vでトナー濃度8%を得るためには、制御電圧Vc=6.0Vの動作特性▲3▼が設定される。制御電圧Vc=6.5Vの動作特性▲2▼を選択してセンサ出力V=2.5V及びトナー濃度8%を得るためには、トナー濃度初期調整時に、制御電圧Vcが▲2▼→▲3▼の位置に推移するようになされる。同様にして制御電圧Vc=7.0Vの動作特性▲1▼を選択してセンサ出力V=2.5V及びトナー濃度8%を得るためには、トナー濃度初期調整時に、制御電圧Vcが▲1▼→▲3▼の位置に推移するようになされる。
【0096】
続いて、本発明に係るカラー画像形成装置100におけるトナー濃度制御時の動作例を説明する。
この実施例で所定の現像容器40Dには、静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤18が収容される。この現像容器40D内には回転可能なように現像剤担持体41が設けられ、この現像容器40Dの底部にはトナー濃度センサSD(トナー濃度検出用のセンサ系)が取付られ、この現像容器40D内の現像剤18の透磁率が検出される。そして、現像剤担持体41を含むY色用の現像装置4Y等に取り付けられたトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを調整する場合を前提とする。なお、他の色用の現像装置4M、4C、4K等についても同様になされるが、Y色用の現像装置4Yと同じためその説明を省略する。
【0097】
現像条件は次の通りである。線速は180mm/sec、感光体ドラムと現像マグネットローラの周速比は1.8→可変域は0.5〜3.0である。現像マグネットローラ上の現像剤搬送量は20mg/cmである。現像バイアスDCは−500V→可変域では−200〜−700Vである。現像ACバイアスはACp−pで1.0kVであり、AC周波数は3kHz、AC波形は矩形波である。現像ローラ径は25cmφであり、剥ぎ取りローラ径は18cmφである。現像剤18には粒径35μmのキャリアと粒径6.5μmのトナーを混合した乳化重合トナーである。現像剤量は850g(Tc=8%)である。
【0098】
以下では、現像剤投入時及び現像剤投入時以外のトナー濃度初期調整に分けて説明をする。
[現像剤投入時のトナー濃度初期調整]
図7はカラー画像形成装置100のトナー濃度制御時の動作例(現像剤投入時)を示すフローチャートである。このトナー濃度初期調整では、標準線速(1/1)で電圧検出処理を実施し、その標準線速でのトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを決定する。Y,M,C,K各色のトナー濃度センサSDについて、プロセス線速220mm/s、110mm/s、73mm/sの各線速毎の所定トナー濃度(Tc=8質量%)に対してセンサ出力が2.5Vの閾値になる制御電圧Vcの値を調整し決定するためである。ここで決定された制御電圧Vc値は不揮発メモリ29に格納される。
【0099】
そして、制御電圧の値Vcで各線速毎にトナー濃度センサSDから得られる出力電圧の値VLを検出する。そして、標準線速時の出力電圧の値VLに対する各線速毎の出力電圧VLの差ΔVLを算出する。これと共に、標準線速の制御電圧Vcに対する各線速毎の制御電圧Vcの差ΔVcを求め、この差の比率、すなわち補正係数ΔVL/ΔVcを算出して、不揮発メモリ29に格納する。
【0100】
これを動作条件にして、図7に示すフローチャートのステップB1で電源スイッチSWをオンして当該カラー画像形成装置100を起動する。電源スイッチSWのONによって、制御手段15では定着手段17の定着ローラ部分に設けた定着温度センサSTHの温度検知を行う。ここで検知されたセンサ温度が所定の温度以下にあるときは、定着温度センサSTHの検知温度が定着を可能とする所定の温度に上昇するまでのウォーミングアップに入り、画像調整工程に移行する。
【0101】
この画像調整工程では、感光体ドラム1Y等の表面電位を計測する電位センサ(図示せず)によって表面電位を計測し、ここで計測された表面電位に基づいて帯電手段2Y等による印加電圧の調整を行う。また、露光手段3Yによって感光体上にソリッド及び非ソリッドのパッチを形成し、これを反射濃度センサ(図示せず)によってパッチ部の反射濃度を測定し、制御手段15では最大濃度補正やγ補正等の調整処理が行われる。
【0102】
この実施例においては、画像調整プログラムにはトナー濃度検出条件設定プログラムが準備されている。制御手段15ではこのプログラムに従って、先ず駆動手段60に対してプロセス線速が標準線速(220mm/s)となるよう回転数変更用のクロックを設定し、標準線速状態でトナー濃度センサSDによって現像剤中のトナー濃度を測定し、センサ出力が閾値(VL=2.5V)となるようトナー補給制御を行う。
【0103】
従って、ステップB2に移行して現像剤18が現像容器40Dへ投入される。このとき、制御手段15はトナー補給部410へトナー補給制御信号S2を出力して現像剤投入補給を実行する。トナー濃度センサSDから得られる出力電圧の値VLに基づいてトナー補給部410の制御をするためである。その後、ステップB3に移行して現像剤担持体41を標準線速(1/1)で回転してトナー濃度初期調整を行う。このとき、標準線速で電圧検出処理を実施し、その標準線速で例えば、出力電圧の値VL1=2.50Vが得られるトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを決定する。この例では制御電圧の値VcはVc1=7.01Vである。
【0104】
次に、ステップB4で制御電圧Vc1=7.01Vにおいて、各線速毎の当該トナー濃度センサSDの出力電圧の値VL2,VL3を検出する。この例では、1/2速時のトナー濃度センサSDの出力電圧の値VL2は2.70Vであり、1/3速時の出力電圧の値VL3は2.91Vである。そして、ステップB5に移行して標準線速に対する各線速(1/2,1/3)での出力電圧の差(ΔVL)を算出して不揮発メモリ29に格納する。この例では、1/2速時の出力電圧の差ΔVL21=(VL2−VL1)は0.2Vであり、1/3速時の出力電圧の差ΔVL31=(VL3−VL1)は0.41Vである。不揮発メモリ29には表1に示すような内容の値が格納される。
【0105】
【表1】

Figure 2004117895
【0106】
なお、このときに適用する制御電圧の値Vcは標準線速でのトナー濃度初期調整の際に決定される制御電圧の値Vcでなくても、各線速毎に同じ値であればよい。
【0107】
また、ステップB6で当該トナー濃度センサSDでトナー濃度Tc一定を示す出力電圧の値VL、例えば、2.50Vが得られる制御電圧の値Vcを各線速(1/2,1/3毎に検出する。標準線速については先に検出しているのでそれ以外の線速について検出する。補正係数ΔVL/ΔVcを求めるためである。この例では、1/2速時のトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vc2は6.64Vであり、1/3速時の制御電圧の値Vc3は6.25Vである。
【0108】
そして、ステップB7に移行して標準線速に対する各線速(1/2,1/3)での制御電圧の差(ΔVc)を算出して不揮発メモリ29に格納する。この例では、1/2速時の制御電圧の差ΔVc21=(Vc2−Vc1)は0.37Vであり、1/3速時の制御電圧の差ΔVc31=(Vc3−Vc1)は0.76Vである。不揮発メモリ29には表2に示すような内容の値が格納される。
【0109】
【表2】
Figure 2004117895
【0110】
その後、ステップB8で各線速におけるトナー濃度センサSDの出力電圧の差ΔVL21、ΔVL31及び制御電圧の差ΔVc21、ΔVc31に基づいて線速変更時の補正係数ΔVL/ΔVcを求める。この例では、1/2速時の補正係数ΔVL21/ΔVc21は0.541であり、1/3速時の補正係数ΔVL31/ΔVc31は0.539である。これらのトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを調整するための補正係数ΔVL21/ΔVc21及びΔVL31/ΔVc31は不揮発メモリ29に格納される。不揮発メモリ29には表3に示すような内容の値が格納される。
【0111】
【表3】
Figure 2004117895
【0112】
その後、ステップB9に移行して他の処理が実行される。例えば、帯電可能な感光体1に形成された静電潜像を現像すべく、感光体1に現像剤18を担持して付着するような処理や、トナー濃度センサSDからの出力電圧の値VL及び現像剤担持体41の線速に基づいて現像容器40D内にトナーを補給し濃度を制御手段15によって制御する処理が含まれる。そして、ステップB10に移行する。ステップB10では当該画像形成処理を終了するかが判断される。制御手段15では電源オフ情報等を検出して画像形成処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合はステップB9に戻って上述の処理を繰り返すようになされる。
【0113】
なお、不揮発メモリ29に格納された補正係数ΔVL21/ΔVc21及びΔVL31/ΔVc31等は、現像剤投入時以外の線速変更時に使用される。また、補正係数ΔVL/ΔVcの値は初期調整のみに行なうのではなく、所定間隔毎に求め直してもよい。例えば、現像スリーブの周動距離5kmが経過する毎といったように、ある決まった現像履歴に基づいて補正係数ΔVL/ΔVcの値を求め直してもよい。
【0114】
[現像剤投入時以外のトナー濃度初期調整時]
図8はカラー画像形成装置100のトナー濃度制御時の動作例(現像剤投入時以外)を示すフローチャートである。
この例では、当該カラー画像形成装置100のウォームアップ時には標準線速のみトナー濃度初期調整を実施する。プロセス線速は操作部14によってマニュアルにより、或いは、制御手段15によって自動によって変更がなされる。マニュアルの場合には操作部14に「光沢」「厚紙」或いはプロセス線速等が表示された選択釦が設けられていて、押釦によってプロセス線速は例えば110mm/sに切り替え指示がなされる。また自動の場合には使用する用紙Pの紙厚検知等によって制御手段15から切り替え指示がなされる。
【0115】
なお、線速変更時には、その線速変更指示が有った時から所定時間経過後(数秒後)のトナー濃度センサSDの出力電圧の値VL2や、VL3等を読み込み、標準線速時の出力電圧の値VL1との差をΔVL1−ΔVL2や、ΔVL1−ΔVL3等を算出し、その後、不揮発メモリ29から読み出した補正係数ΔVc/ΔVLや、標準線速時の制御電圧Vc及び制御電圧の差ΔVcから線速変更時の補正値ΔVc2やVc3を求めて、標準線速でのVc値に加算する。これにより、線速変更時の制御電圧の値を決定するようになされる。
【0116】
制御手段15では決定したプロセス線速に対応した回転数変更用のパルスCLKを駆動手段60に出力し、画像記録が行われる。また制御手段15は、Y,M,C,K各色毎に決定されたプロセス線速に対応した制御電圧Vc値を不揮発メモリ29から呼び出してトナー濃度センサSDに印加し、センサ出力を得る。ここで検出されたセンサ出力は閾値(2.5V)と比較され、この比較結果に基づいてトナー補給制御が行われる。
【0117】
これを動作条件にして、図8に示すフローチャートのステップC1で電源スイッチSWをオンして当該カラー画像形成装置100を起動する。このとき、電源スイッチSWのONによって制御手段15ではウォーミングアップ時間中に、ROMから画像調整プログラムを呼び出して画像調整を行う。そして、ステップC2に移行して現像剤担持体41を標準線速(1/1)で回転してトナー濃度初期調整を行う。
【0118】
このとき、制御手段15では標準線速でトナー濃度センサSDの出力に応じたトナー濃度制御を実行し、適正なトナー濃度に調整してから標準線速でトナー濃度センサSDによるトナー濃度初期調整を実行する。この例では、標準線速で例えば、出力電圧の値VL1=2.52Vが得られるトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcが決定される。この例では制御電圧の値VcはVc1=7.02Vである。
【0119】
次に、ステップC3で制御電圧の値Vc1=7.02Vにおいて、各線速毎の当該トナー濃度センサSDの出力電圧の値VL2,VL3を検出する。この例では、1/2速時のトナー濃度センサSDの出力電圧の値VL2は2.68Vであり、1/3速時の出力電圧の値VL3は2.75Vである。そして、ステップC4に移行して線速変更が有ったかがチェックされる。線速変更は制御手段15の外部、例えば図5に示した操作部14等から線速変更要求信号S1を入力することで画像成形制御がなされる。
【0120】
線速変更が有った場合はステップC5に移行して制御手段15では標準線速から線速降下への変更があったかがチェックされる。標準線速から線速降下への変更があった場合はステップC6に移行する。ステップC6では所定時間が経過したかがチェックされる。ここでは例えば、2秒〜3秒間程度が経過するまで、トナー濃度センサSDの出力値に関係なく、トナー補給制御を中止するようになされる。こうすることで、センサ出力時の不安定によるトナー過補給を防ぐことができ、トナー飛散や画像かぶりを防ぐことができる。
【0121】
この所定時間が経過すると、ステップC7に移行して、現像剤担持体41の標準線速におけるトナー濃度センサSDの出力電圧の値VLと、線速変更時のトナー濃度センサSDの出力電圧の値VLとの電圧差ΔVLを算出する。例えば、標準線速1/1から1/2速へ変更指示された場合、現像剤担持体41の標準線速におけるトナー濃度センサSDの出力電圧の値VL1=2.52Vと、1/2速変更時のトナー濃度センサSDの出力電圧の値VL2=2.68との電圧差ΔVL12を算出する。この例では電圧差ΔVL12は−0.16Vである。
【0122】
その後、ステップC8に移行して補正係数ΔVL21/ΔVc21に基づいて1/2線速変更時の制御電圧の差ΔVc12を算出する。この例では制御電圧の差ΔVc12はΔVL12/補正係数で与えられることから、ΔVc12=ΔVL12/ΔVL21/ΔVc21=−0.3Vとなる。この制御電圧の差ΔVc12に基づいて当該センサSDの制御電圧の値Vcを決定するようになされる。この例では1/2線速変更時の制御電圧の値Vc2は標準線速時の制御電圧Vc+制御電圧の差ΔVc12で与えられることから、Vc2=Vc1+ΔVc12=6.72Vとなる。表4には1/2速変更時の補正後の制御電圧の値Vc2=6.72Vや1/3速変更時の補正後の制御電圧の値Vc3=6.59Vを示している。
【0123】
【表4】
Figure 2004117895
【0124】
このように、1/N線速変更時の制御電圧の値Vcは標準線速時の制御電圧Vc+制御電圧の差ΔVcにより算出することができ、1/2速,1/3速などの制御電圧の値Vc2やVc3等を演算処理により求めることができる。ここで演算された制御電圧の値Vc2等はステップC9で当該トナー濃度センサSDに設定される。その後、ステップC11に移行する。
【0125】
なお、ステップC4で線速変更要求が無い場合はステップC10に移行して画像形成処理を実行する。このとき、帯電可能な感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに形成された静電潜像を現像すべく、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに現像剤18を担持して付着するような処理や、トナー濃度センサSDからの出力電圧の値VL及び現像剤担持体41の線速に基づいて現像容器40D内にトナーを補給し濃度を制御手段15によって制御する処理が含まれる。その後、ステップC11に移行する。ステップC11では当該画像形成処理を終了するかが判断される。制御手段15では電源オフ情報等を検出して画像形成処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合はステップC4に戻って上述の処理を繰り返すようになされる。
【0126】
図9は効果確認テストに係る対策前後のトナー濃度Tc[%]の検出例を示す特性比較図である。図9に示す縦軸は対策前後のトナー濃度Tc[%]である。横軸はコピー数[kc]であり、100000枚プリントを示している。
【0127】
この効果確認テストでは、トナー濃度制御を実行しながら、1枚目の用紙Pから100000枚目の用紙Pに至るプリントを実行し、そのトナー濃度安定性をテストしたものであって、プロセス線速を標準(1/1)速以外に、例えば、20Kc、40Kc、60Kc等で線速を、(1/2)速、(1/3)速モードに変更した形態で実施した場合の結果を示している。
【0128】
図9に示す特性比較図によれば、トナー濃度Tc=8質量%を基準にしたとき、黒抜き四角印を実線で結んだ特性は、本発明方式によるものである。黒抜き菱形印を実線で結んだ特性は従来方式によるものである。従来方式のような対策前の特性によれば、スタート時のトナー濃度Tcが8質量%であったものが、線速を変更する度に、100000プリント中逸脱して大きなバラツキが認められ、安定したトナー濃度制御がなされていなかった。
【0129】
これに対して、本発明方式によれば、定着手段17のウォームアップ時間を延長させることなく、複数のプロセス線速モードにおいて、トナー濃度Tcのほぼ8質量%前後に制御がなされ、安定したトナー濃度制御を行うことができた。この100000枚プリントにおいて、画像かぶりやトナー飛散のない良好なプリント画像が得られた。しかも、目標値のトナー濃度Tc=8質量%に対して、Y,M,C,K4色のトナー濃度Tcは何れも±0.1%以内に制御され、Y,M,C,K4色のトナー濃度Tcの平均値は±0.05%以内に維持されていることが認められた。
【0130】
このように、本発明に係る実施例としてカラー画像形成装置100によれば、Y、M、C及びK色用の現像装置4Y、4M、4C、4Kに関して、本発明に係る現像装置40が応用されるので、帯電可能な感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに形成された静電潜像を現像する場合に、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段15はトナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを検出すると共に、不揮発メモリ29から補正係数ΔVL/ΔVcを読み出して当該トナー濃度センサSDの制御電圧の値Vcを補正し、補正後の制御電圧の値Vcで当該トナー濃度センサSDを駆動するようになされる。
【0131】
従って、朝一のウォームアップ時間を延長させることなく、非常に安定したトナー濃度制御を行なうことができるばかりか、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧の値Vcをトナー濃度センサSDに印加することができる。これにより、当該装置100のウォームアップ時には標準線速に係るトナー濃度センサSDの出力調整のみで済むので、ウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。従って、当該カラー画像形成装置100を応用したカラー用のディジタル複合機等を提供することができる。
【0132】
また、線速ダウン時の初期的なセンサ出力不安定から生じるトナー飛散や、画像かぶりも発生せず、安定した画像を得ることができた。上述した感光体についてはドラム状の場合について説明したが、これに限られることはなく、中間転写体を兼用したベルト状の感光体にも本発明を適用することができる。
【0133】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る現像装置によれば、帯電可能な感光体に形成された静電潜像を現像する場合に、現像剤の透磁率を検出する検出手段からの出力電圧の値及び現像剤担持体の線速に基づいて容器内にトナーを補給し濃度を制御する制御手段を備え、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段は検出手段の制御電圧の値を検出すると共に、記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、補正後の制御電圧で当該検出手段を駆動するようにしたものである。
【0134】
この構成によって、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧を検出手段に供給することができる。従って、当該装置のウォームアップ時には標準線速に係る検出手段の出力調整のみで済むので、ウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。
【0135】
本発明に係る現像装置の制御方法によれば、現像装置に取り付けられたトナー濃度検出用のセンサ系の制御電圧の値を調整する場合に、現像剤投入時に、標準線速を含む所定の1/N線速についてトナー濃度初期調整を行い、センサ系の制御電圧の値及び出力電圧の値と、当該センサ系で現像濃度一定を示す出力電圧が得られる制御電圧と、標準線速時のセンサ系の出力電圧と1/N線速時におけるセンサ系の出力電圧との差及び、標準線速時のセンサ系の制御電圧と1/N線速時におけるセンサ系の制御電圧との差を各々求め、これらに基づいて線速変更時の補正係数を求め、当該装置起動後の線速変更時には、この補正係数に基づいて当該センサ系の制御電圧の値を演算し、ここで演算された制御電圧値を当該センサ系に設定するようになされる。
【0136】
この構成によって、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧をセンサ系に供給することができる。従って、当該装置のウォームアップ時には標準線速に係るセンサ出力調整のみで済むので、ウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。
【0137】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る現像装置が応用されるので、帯電可能な感光体に形成された静電潜像を現像する場合に、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段は検出手段の制御電圧を検出すると共に、記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、補正後の制御電圧で当該検出手段を駆動するようになされる。
【0138】
この構成によって、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧を検出手段に供給することができる。従って、当該装置のウォームアップ時には標準線速に係る検出手段の出力調整のみで済むので、ウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。
【0139】
この発明は、複写機能、ファクシミリ機能及びプリンタ機能を備えた白黒用及びカラー用のディジタル複合機や複写機等に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態としての現像装置40の構成例を示すブロック図である。
【図2】現像装置40のトナー濃度制御時の動作例を示すフローチャートである。
【図3】本発明に係る実施例としてのカラー画像形成装置100の構成例を示す断面の概念図である。
【図4】カラー画像形成装置100に実装される現像装置4Y等の構成例を示す断面図である。
【図5】カラー画像形成装置100の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図6】トナー濃度センサSDのセンサ出力対トナー濃度の関係例を示す動作特性図である。
【図7】カラー画像形成装置100のトナー濃度制御時の動作例(現像剤投入時)を示すフローチャートである。
【図8】カラー画像形成装置100のトナー濃度制御時の動作例(現像剤投入時以外)を示すフローチャートである。
【図9】効果確認テストに係る対策前後のトナー濃度Tc[%]の検出例を示す特性比較図である。
【図10】従来例に係るトナー濃度センサによる検出例を示す特性図である。
【符号の説明】
1 感光体
1Y,1M,1C,1K 感光体ドラム
2Y,2M,2C,2K 帯電手段
3Y,3M,3C,3K 露光手段
4Y,4M,4C,4K 現像手段
6 中間転写ベルト(転写手段)
10Y,10M,10C,10K 画像形成ユニット(画像形成手段)
13 記憶手段
14 操作部
15 制御手段
17 定着手段
18 現像剤
29 不揮発メモリ(記憶手段)
33 画像メモリ
40 現像装置
40D 現像容器
41 現像担持体
60 駆動手段
100 カラー画像形成装置(画像形成装置)
SD トナー濃度センサ(検出手段)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device, a control method thereof, and an image forming apparatus suitable for being applied to a black-and-white or color digital multifunction peripheral or copying machine having a copying function, a facsimile function and a printing function.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, digital color copiers that form a color image based on red (R), green (G), and blue (B) color image data acquired from a colored original image have been used. . In this copying machine, image information of a document is read by a scanner or the like, and color image data relating to the image information of the document is temporarily stored in an image memory. When the color image data is stored in the memory, shading correction, timing control, line-to-line correction, and the like are performed.
[0003]
The color image data relating to the RGB colors after the correction processing is subjected to γ correction, scaling processing, spatial filtering, image compression processing, and the like. Here, a color image based on the image-processed color image data is formed on predetermined paper by an image forming means (printer). At this time, the Y, M, C, and BK photoconductors uniformly charged by each charging unit are exposed and scanned by the exposure unit for each color based on the color image data, and the photoconductor for each color is scanned. An electrostatic latent image is formed thereon.
[0004]
This electrostatic latent image is developed by a developing device prepared for each color. Such charging, exposure and development are performed at least once, and the color toner image formed on the photoconductor is transferred to a transfer material by a transfer unit. The toner image transferred onto the predetermined sheet is fixed by a fixing unit. As a result, the color document image can be copied.
[0005]
This type of developing device is disclosed in an image forming apparatus of Patent Document 1, and this developing device is provided with a developing container. The container contains a non-magnetic toner for developing an electrostatic latent image and a developer comprising a magnetic carrier. The developer container is provided with a developer carrier rotatably in the developer container to carry the developer and adhere to the photoreceptor. A toner density sensor is attached to the developing container, and detects the magnetic permeability of the developer in order to control the toner density. The developing device replenishes the toner in the developing container and controls the density based on the voltage output from the toner density sensor and the linear velocity of the developer carrier.
[0006]
Further, in a color copying machine or the like, an operation is performed so as to change the process linear velocity in order to secure the fixing property and the glossiness. In this case, at least in the configuration in which the driving means of the developing device stirring section is common to the photosensitive member and the developer carrying member, it is necessary to change the linear speed of the developing device itself at the same time as the linear speed of the developer carrying member. Come.
[0007]
FIG. 10 is a characteristic diagram showing an example of detection by a conventional toner density sensor. In FIG. 10, the vertical axis is the output value (V) of the toner density sensor, and the horizontal axis is the sensor drive time (h). The characteristics obtained by connecting the black diamonds with solid lines are the output characteristics of the toner density sensor at the standard linear velocity (1/1). The characteristics obtained by connecting the black squares with solid lines are the output characteristics of the toner density sensor at 1/2 speed. The characteristics obtained by connecting the white triangles with solid lines are the output characteristics of the toner density sensor at 1/3 speed. These characteristics indicate that the output value of the toner density sensor increases when the linear speed is decreased from the standard linear speed.
[0008]
Therefore, in order to perform correct toner supply control, at the time of initial adjustment of toner concentration, the control voltage value is corrected so that the sensor output for each linear speed becomes a correct output voltage value. For example, when the developer is supplied, the toner density sensors of Y, M, C, and BK output sensor outputs for predetermined toner densities of 1/2 and 1/3 speeds including the standard linear speed 1/1. Determines the control voltage value at which the threshold value becomes 2.5V. The control voltage value determined here is stored in a non-volatile memory, and when the toner density is detected, the control voltage value is called from the non-volatile memory and applied to the toner density sensor to obtain a sensor output. By the way, if the control voltage value is not corrected for each linear speed, the toner density increases by an amount corresponding to the increase in the sensor output.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-11-184236
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the color copier equipped with the conventional developing device has the following problems.
[0011]
(1) In the initial adjustment, good toner replenishment is performed. However, when the operating environment in the apparatus such as temperature and humidity changes, or when the deterioration of the developer proceeds, the sensor output moves, and good toner replenishment is not performed. Become like Therefore, in addition to the time when the developer is supplied, at the time of warm-up in the morning, that is, before the fixing unit reaches a predetermined temperature, the toner density is adjusted according to the output of the toner density sensor, and then the standard line is adjusted. The initial adjustment of the toner density must be performed for each of the linear speeds, such as the speed, 1/2 speed, and 1/3 speed. This results in a longer warm-up time in the morning.
[0012]
{Circle around (2)} According to the developing device in which the photosensitive member, the developer carrying member, etc., and the developing device stirring section are driven by a common driving unit, the process linear velocity is lowered from the viewpoint of fixability and glossiness. When the linear speed change control is executed, the output itself of the toner density sensor also fluctuates according to the process linear speed. As a result, correct toner supply control is not performed, which hinders stable toner density control.
[0013]
{Circle around (3)} The output of the toner density sensor is not stabilized within a predetermined time (about 2 to 3 seconds) after changing from the standard speed to a low linear speed such as 1/2 speed or 1/3 speed. In addition, excessive replenishment of the toner may occur, and problems such as toner scattering and image fogging due to insufficient rise of the toner charge amount may occur.
[0014]
Therefore, the present invention has solved the above-mentioned problem, and does not depend on the initial adjustment of the toner concentration such as when the developer is supplied at the time of changing the linear velocity, and uses the corrected control voltage obtained by the arithmetic processing as a sensor system. And a control method and an image forming apparatus which can control the toner concentration stably for each linear speed.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a developing device according to the present invention is a developing device for developing an electrostatic latent image formed on a chargeable photoconductor, and a non-magnetic toner for developing the electrostatic latent image. A container containing a developer comprising a magnetic carrier, a developer carrier rotatably provided in the container to carry the developer and adhere to the photoreceptor, and a developer attached to the container. Detecting means for detecting the magnetic permeability, controlling means for supplying toner into the container and controlling the density based on the output voltage from the detecting means and the linear velocity of the developer carrier, and adjusting the control voltage of the detecting means Storage means for storing correction information for detecting the control voltage of the detection means and reading the correction information from the storage means at the time of changing the linear velocity after the start of the apparatus. And the corrected control voltage It is characterized in that for driving the detection means.
[0016]
According to the developing device of the present invention, when developing an electrostatic latent image formed on a chargeable photosensitive member, a non-magnetic toner and a magnetic material for developing the electrostatic latent image are provided in a predetermined container. A developer composed of a carrier is stored. A developer carrier is rotatably mounted in the container, and the developer is carried on and adhered to the photoconductor. The container is provided with detection means, and the magnetic permeability of the developer in the container is detected.
[0017]
In addition, correction information for adjusting the control voltage of the detection means is stored in the storage means in advance. The control means replenishes toner into the container and controls the density based on the output voltage from the detection means and the linear velocity of the developer carrying member. On the premise of this, when changing the linear velocity after starting the apparatus, the control means detects the control voltage of the detection means, reads correction information from the storage means, corrects the control voltage of the detection means, and corrects the control voltage of the detection means. The detection means is driven by the control voltage.
[0018]
Therefore, when the linear velocity is changed after the start of the apparatus, the corrected control voltage obtained by the arithmetic processing can be supplied to the detecting means without performing the initial adjustment of the toner concentration as when the developer is supplied. Thus, at the time of warm-up of the apparatus, only the output adjustment of the detection means relating to the standard linear velocity is required, so that stable toner density control can be performed for each linear velocity without extending the warm-up time.
[0019]
A method for controlling a developing device according to the present invention is a method for adjusting a control voltage of a sensor system for detecting a toner concentration attached to a developing device including a developer carrier. The initial adjustment of the toner density is performed for a predetermined 1 / N linear velocity (N = 2, 3...) Including the standard linear velocity of the above-mentioned standard linear velocity, and the control voltage and output voltage of the sensor system are obtained. The control voltage at which a constant output voltage is obtained is obtained, and the difference between the sensor system output voltage at the standard linear speed and the sensor system output voltage at the 1 / N linear speed and the sensor system output at the standard linear speed are obtained. A difference between the control voltage and the control voltage of the sensor system at the time of 1 / N linear velocity is obtained, and correction information for changing the linear velocity is obtained based on the difference between the output voltage of the sensor system and the difference between the control voltages. When changing the linear speed after startup, based on the correction information It calculates the control voltage of the sensor system, the calculated control voltage where is characterized in that set in the sensor system.
[0020]
According to the control method of the developing device according to the present invention, when adjusting the control voltage of the sensor system for detecting the toner concentration attached to the developing device, when changing the linear speed after the start of the device, the developer supply time is adjusted. The corrected control voltage obtained by the arithmetic processing can be supplied to the sensor system without performing such initial adjustment of the toner concentration.
[0021]
Therefore, at the time of warm-up of the apparatus, only the sensor output adjustment for the standard linear speed is required, so that stable toner density control can be performed for each linear speed without extending the warm-up time.
[0022]
An image forming apparatus according to the present invention is an apparatus for forming an image based on arbitrary image data, a rotatable photoconductor, a charging unit for uniformly charging the photoconductor, and a photoconductor charged by the charging unit. Exposure means for exposing and scanning the body based on image data to form an electrostatic latent image on the photoreceptor, a developing device for developing the electrostatic latent image exposed by the exposure means, and charging, exposing, and developing at least A transfer unit for transferring the toner image formed on the photoreceptor once to a transfer material, and a fixing unit for fixing the toner image transferred to the transfer material; Containing a developer comprising a non-magnetic toner and a magnetic carrier, a developer carrier rotatably provided in the container to carry the developer and adhere to the photoreceptor, and a container To detect the magnetic permeability of the developer Detecting means, controlling means for replenishing toner in the container and controlling the density based on the output voltage from the detecting means and the linear velocity of the developer carrier, and correction information for adjusting the control voltage of the detecting means. When the linear velocity is changed after starting the apparatus, the control means detects the control voltage of the detection means, reads correction information from the storage means and corrects the control voltage of the detection means, The detecting means is driven by the corrected control voltage.
[0023]
According to the image forming apparatus of the present invention, since the developing device of the present invention is applied, when developing an electrostatic latent image formed on a chargeable photoreceptor, changing the linear velocity after starting the apparatus. Sometimes, the control means detects the control voltage of the detection means, reads the correction information from the storage means, corrects the control voltage of the detection means, and drives the detection means with the corrected control voltage.
[0024]
Therefore, when the linear velocity is changed after the start of the apparatus, the corrected control voltage obtained by the arithmetic processing can be supplied to the detecting means without performing the initial adjustment of the toner concentration as when the developer is supplied. Thus, at the time of warm-up of the apparatus, only the output adjustment of the detection means relating to the standard linear velocity is required, so that stable toner density control can be performed for each linear velocity without extending the warm-up time.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a developing device, a control method thereof, and an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1) Embodiment
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a developing device 40 as an embodiment of the present invention.
In this embodiment, when developing an electrostatic latent image formed on a chargeable photoconductor, toner is stored in a container based on an output voltage based on detection of magnetic permeability of the developer and a linear velocity of the developer carrier. Control means for replenishing and controlling the concentration, detecting the control voltage of the detecting means when the linear velocity changes after the start of the apparatus, reading the correction information from the storage means and correcting the control voltage of the detecting means, By driving the detection means with the later control voltage, the corrected control voltage obtained by the arithmetic processing can be supplied to the detection means without depending on the initial adjustment of the toner concentration such as when the developer is supplied. In addition, a stable toner density can be controlled for each linear velocity.
[0026]
The developing device 40 shown in FIG. 1 is a device that develops an electrostatic latent image formed on the chargeable photoconductor 1. The photoconductor 1 is assumed to have a drum shape or a belt shape, for example. Image data is written on the photoreceptor 1 by laser light L from exposure means (not shown). Around the photoreceptor 1, a charging unit 2, an image forming body cleaning unit 8, and the like are arranged and used.
[0027]
The developing device 40 is suitable for being applied to a black-and-white and color digital multifunction peripheral or a copying machine having a copying function, a facsimile function and a printer function. The developing device 40 has a developing container 40D of a predetermined shape, and accommodates a developer 18 composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier for developing an electrostatic latent image. In the developing device 40, a two-component mixture of a toner having a particle size of 8.0 μm or less and a carrier having a particle size of 65 μm or less is used as the developer 18.
[0028]
At least a developer carrier 41 is rotatably provided in the developing container 40D, and the developer 18 is carried on and adhered to the photoconductor 1. In the figure, reference symbol DR denotes a development nip portion, which is a portion that transfers the developer 18 from the developer carrier 41 to the photoconductor 1. The developer carrier 41 is rotated at a predetermined 1 / N linear speed (N = 2, 3,...) Including a standard linear speed. At the bottom of the developing container 40D, for example, a toner density sensor SD as an example of a detecting unit is attached so as to detect the magnetic permeability of the developer 18 stirred in the developing container 40D. The toner density is detected based on the magnetic permeability of the developer 18.
[0029]
The control means 15 is connected to the toner density sensor SD, and the toner is stored in the developing container 40D based on the value VL of the output voltage from the sensor SD and the linear speed (rotation speed) of the developer carrier 41. It is made to supply and control the density. A CPU (Central Processing Unit) or the like is used for the control means 15.
[0030]
The control unit 15 is connected to the storage unit 13 and stores correction information for adjusting the value Vc of the control voltage of the toner density sensor SD, for example, a correction coefficient ΔVL / ΔVc. A non-volatile memory such as a flash memory is used for the storage unit 13. A flash memory is a read-only memory in which information can be written and data is not erased even when the power is turned off.
[0031]
The storage unit 13 controls the toner density sensor SD for at least a predetermined 1 / N linear velocity including the standard linear velocity of the developer carrier 41 obtained by performing the initial adjustment of the toner density when the developer is supplied. The voltage value Vc and the output voltage value VL, the control voltage value Vc at which the output voltage value VL indicating the constant development density is obtained by the toner density sensor SD, and the output voltage of the toner density sensor SD at the standard linear speed VL and the first voltage difference ΔVL obtained from the output voltage value VL of the toner density sensor SD at the 1 / N linear speed, and the control voltage value Vc of the toner density sensor SD at the standard linear speed and 1 / N linear speed, the second voltage difference ΔVc obtained from the control voltage value Vc of the toner density sensor SD, the output voltage difference ΔVL of the toner density sensor SD, and the control voltage difference ΔVc. A correction coefficient .DELTA.VL / [Delta] Vc at line speed change is stored.
[0032]
A power switch SW is connected to the control means 15 to start the device 40. When the linear velocity is changed after the start of the apparatus, the control unit 15 detects the value Vc of the control voltage of the toner density sensor SD and reads the correction coefficient ΔVL / ΔVc from the storage unit 13 to read the control voltage of the toner density sensor SD. The value Vc is corrected, and the toner density sensor SD is driven by the corrected control voltage value Vc.
[0033]
In this example, when the linear speed is changed after the start of the apparatus, the control unit 15 determines the output voltage value VL1 of the toner density sensor SD at the standard linear speed of the developer carrier 41 and the output voltage VL1 of the toner density sensor SD when the linear speed is changed. A voltage difference Δ (VL1−VL2) from the output voltage value VL2 is calculated, and a correction coefficient ΔVL / ΔVc read from the storage unit 13 is calculated as a voltage difference Δ (VL1−VL2) to control the voltage at the time of changing the linear velocity. The difference Δ (Vc1−Vc2) is calculated, and the control voltage value Vc of the toner density sensor SD is determined based on the control voltage difference Δ (Vc1−Vc2). Further, a toner replenishing unit 410 is connected to the control unit 15 so as to execute toner replenishment control based on a toner replenishment control signal S21.
[0034]
Next, an operation example of the developing device 40 according to the present invention when controlling the toner concentration of the developing device 40 will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation example of the developing device 40 when controlling the toner concentration.
[0035]
In this embodiment, a predetermined developing container 40D stores a developer 18 composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier for developing an electrostatic latent image. A developer carrier 41 is rotatably provided in the developing container 40D, and a toner density sensor SD (sensor system for detecting toner density) is attached to the bottom of the developing container 40D. The magnetic permeability of the developer 18 is detected. Then, it is assumed that the value Vc of the control voltage of the toner density sensor SD attached to the developing device 40 including the developer carrier 41 is adjusted.
[0036]
With this as an operating condition, the power switch is turned on at step A1 in the flowchart shown in FIG. Thereafter, the process shifts to step A2 to detect whether or not the developer 18 is supplied. At this time, the control unit 15 controls the toner supply unit 410 based on the output voltage value VL obtained from the toner density sensor SD. For example, a toner replenishment control signal S21 is output to the toner replenishment unit 410 to execute developer supply replenishment. When the developer 18 is not supplied, the process proceeds to Step A7.
[0037]
When the developer 18 is supplied, the process proceeds to step A3, and the toner density initial adjustment is performed for a predetermined 1 / N linear speed (N = 2, 3,...) Including the standard linear speed of the developer carrier 41. To obtain the control voltage value Vc and the output voltage value VL of the toner density sensor SD. In step A4, a control voltage value Vc at which an output voltage value VL indicating a constant development density is obtained by the toner density sensor SD is obtained. This is for obtaining the correction coefficient ΔVL / ΔVc.
[0038]
Then, the process proceeds to step A5, wherein the difference ΔVL between the output voltage value VL of the sensor system at the standard linear speed and the output voltage value VL of the sensor system at the 1 / N linear speed, and the sensor system at the standard linear speed , And the difference ΔVc between the control voltage value Vc of the sensor system at 1 / N linear speed is obtained. Thereafter, in step A6, a correction coefficient ΔVL / ΔVc for changing the linear velocity is obtained based on the difference ΔVL between the output voltages of the sensor system and the difference ΔVc between the control voltages. The correction coefficient ΔVL / ΔVc for adjusting the value Vc of the control voltage of the toner density sensor SD is stored in the storage unit 13.
[0039]
Then, after the normal use including the restart of the developing device 40, the process proceeds to step A7 to check whether the linear speed has been changed. The line speed is changed by inputting a line change request signal S1 from outside the control unit 15, for example, an operation unit (not shown) or the like, so that the development control is performed. If there is a change in the linear velocity, the process proceeds to step A8, and the control voltage value Vc of the sensor system is calculated based on the correction coefficient ΔVL / ΔVc. For example, the voltage difference Δ (VL1−VL2) between the sensor system output voltage VL1 at the standard linear speed of the developer carrier 41 and the sensor system output voltage VL2 when the linear speed is changed is calculated. After that, the control voltage difference Δ (Vc1−Vc2) when the linear velocity is changed is calculated based on the correction information ratio ΔVL / ΔVc. The value Vc of the control voltage of the sensor is determined based on the control voltage difference ΔVc.
[0040]
The control voltage value Vc calculated here is set to the toner density sensor SD in step A9. Thereafter, the process proceeds to step A11. If there is no request for changing the linear speed in step A7, the flow shifts to step A10 to execute another process. Examples of other processing here include, for example, processing for carrying and attaching the developer 18 to the photoconductor 1 in order to develop an electrostatic latent image formed on the chargeable photoconductor 1, The process includes replenishing toner in the developing container 40D based on the output voltage value VL from the sensor SD and the linear velocity of the developer carrier 41 and controlling the density by the control unit 15.
[0041]
Thereafter, the process proceeds to step A11. In step A11, it is determined whether or not to end the development processing. The control means 15 detects the power-off information and the like, and ends the development processing. If no power-off information is detected, the process returns to step A7 to repeat the above processing.
[0042]
As described above, according to the developing device and the control method thereof according to the embodiment of the present invention, when developing the electrostatic latent image formed on the chargeable photoreceptor 1, the linear velocity change after starting the device is performed. At this time, the control means 15 detects the control voltage value Vc of the toner density sensor SD, reads the correction information from the storage means 13 and corrects the control voltage value Vc of the toner density sensor SD. Is driven at the value Vc.
[0043]
Therefore, when the linear velocity is changed after the start of the apparatus, the corrected control voltage value Vc obtained by the arithmetic processing is supplied to the toner density sensor SD without performing the initial adjustment of the toner density as when the developer is supplied. Can be. Accordingly, when the device 40 is mounted on an image forming apparatus or the like, at the time of warm-up, only the output adjustment of the toner density sensor SD relating to the standard linear velocity is required, so that the warm-up time of the image forming apparatus is not extended, Stable toner density control can be performed for each linear speed. Therefore, the developing device 40 can be sufficiently applied to a black-and-white or color digital multifunction peripheral or a copying machine having a copying function, a facsimile function and a printer function.
[0044]
(2) Example
FIG. 3 is a conceptual diagram of a cross section showing a configuration example of a color image forming apparatus 100 as an embodiment according to the present invention.
In this embodiment, the color image forming apparatus 100 incorporating the developing device 40 is configured, and has a plurality of process speeds. Even when the linear speed is changed, a stable toner density control is performed by the toner density sensor SD to increase the warm-up time. The color image forming apparatus 100 can be executed without extension, and can provide a color image forming apparatus 100 free from toner scattering and image fogging.
[0045]
The color image forming apparatus 100 shown in FIG. 3 is an apparatus that forms an image based on arbitrary image data, and has a copy mode for changing a process linear velocity from the viewpoint of fixability and glossiness. In this example, the process linear speed can be switched to a plurality of stages. For example, the process linear speed is switched between (1/2) speed and (1/3) speed with respect to the standard linear speed (1/1). Is possible. When the standard linear velocity is 220 mm / s, it is variable at 110 mm / s at 1/2 linear velocity and at 73 mm / s at 1/3 linear velocity. In the following description, such a variable case will be described, but of course, the present invention is also applied to other multi-stage switching.
[0046]
The color image forming apparatus 100 includes an image forming apparatus main body 101 and an image reading apparatus 102. An image reading device 102 including an automatic document feeder 201 and a document image scanning / acquisition device 202 is installed on an upper portion of the image forming apparatus main body 101, and reads an arbitrary color document to read red (R) and green (G) colors. , An analog color image signal of blue (B) color (hereinafter also simply referred to as an analog signal Sin). For example, a colored document d placed on a document table of the automatic document feeder 201 is transported by a transport unit, and an image on one side or both sides of the document d is scanned by an optical system of the document image scanning / acquisition device 202, and a line is scanned. The data is read into the image sensor CCD.
[0047]
The image forming apparatus main body 101 is provided with a control unit 15 for performing image processing on the color image data Din. For example, the analog signal Sin photoelectrically converted by the above-described line image sensor CCD is subjected to analog signal processing by the control unit 15, and then analog-to-digital (A / D) conversion. The image data after the A / D conversion is subjected to shading correction, timing control, line-to-line correction, and the like by the control unit 15. The data relating to the RGB colors after the correction processing becomes the color image data Din.
[0048]
The color image data Din is controlled by the control unit 15 based on a three-dimensional color conversion table based on the yellow (hereinafter simply referred to as Y), magenta (hereinafter simply referred to as M), cyan (hereinafter simply referred to as C), black (hereinafter simply referred to as K or BK), and the converted color image data DY, DM, DC, and DK are converted to color image data of the image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K, which are examples of image forming means. Means) sent to 3Y, 3M, 3C, 3K. This is for forming a color image based on a predetermined operation mode.
[0049]
Further, the automatic document feeder 201 includes an automatic double-sided document transport unit. The automatic document feeder 201 reads the contents of a large number of documents d fed from a document mounting table at a time, and accumulates the contents of the documents in a storage means (electronic RDH function). This electronic RDH function is conveniently used when copying the contents of a large number of documents by the copying function, or when transmitting a large number of documents d by the facsimile function.
[0050]
The image forming apparatus main body 101 is called a tandem type color image forming apparatus, and includes a plurality of sets of image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K, an endless intermediate transfer belt 6 as an example of a transfer unit, and The image forming apparatus includes a sheet feeding / conveying unit including a sheet feeding mechanism (ADU mechanism) and a fixing unit 17 for fixing a toner image.
[0051]
The image forming unit 10Y for forming an image of Y color includes a photosensitive drum 1Y, a charging unit 2Y for Y color, an exposing unit 3Y, a developing device 4Y, and a cleaning unit for the image forming body, which are arranged around the photosensitive drum 1Y. It has means 8Y. The photoconductor drum 1Y uses an OPC photoconductor or the like, and is rotatable in a direction indicated by an arrow at a predetermined process linear velocity.
[0052]
The charging unit 2Y includes a scorotron charger and the like, and is configured to uniformly charge the photosensitive drum 1Y. In the exposing unit 3Y, the photosensitive drum 1Y charged by the charging unit 2Y is exposed and scanned with laser light L based on the Y image data, and an electrostatic latent image based on dot exposure is formed on the photosensitive drum 1Y. You. The developing device 4Y develops the electrostatic latent image exposed by the exposure unit 3Y. The developing device 40 according to the present invention is used as the developing device 4Y.
[0053]
The image forming unit 10M for forming an image of M color has a photosensitive drum 1M, a charging unit 2M for M color, an exposure unit 3M, a developing device 4M, and a cleaning unit 8M for an image forming body. The photoreceptor drum 1M is also rotatable at a predetermined process linear speed. The charging means 2M uniformly charges the photosensitive drum 1M. In the exposure unit 3M, the photosensitive drum 1M charged by the charging unit 2M is exposed and scanned with a laser beam L based on the M image data, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1M. The developing device 4M develops the electrostatic latent image exposed by the exposure unit 3M. The developing device 40 according to the present invention is also used for the developing device 4M.
[0054]
The image forming unit 10C for forming an image of C color has a photosensitive drum 1C, a charging unit 2C for C color, an exposing unit 3C, a developing device 4C, and a cleaning unit 8C for an image forming body. The photosensitive drum 1C is also rotatable at a predetermined process linear speed. The charging means 2C uniformly charges the photosensitive drum 1C. In the exposure unit 3C, the photosensitive drum 1C charged by the charging unit 2C is exposed and scanned with the laser beam L based on the C image data, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1C. The developing device 4C develops the electrostatic latent image exposed by the exposure unit 3C. The developing device 40 according to the present invention is also used for the developing device 4C.
[0055]
The image forming unit 10K for forming an image of BK color has a photosensitive drum 1K, a charging unit 2K for BK color, an exposure unit 3K, a developing device 4K, and a cleaning unit 8K for an image forming body. The photosensitive drum 1K is also rotatable at a predetermined process linear speed. The charging means 2K uniformly charges the photosensitive drum 1K. In the exposure unit 3K, the photosensitive drum 1K charged by the charging unit 2K is exposed and scanned with a laser beam L based on BK image data, so that an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1K. The developing device 4K develops the electrostatic latent image exposed by the exposure unit 3K. The developing device 40 according to the present invention is also used for the developing device 4K.
[0056]
The charging unit 2Y and the exposure unit 3Y, the charging unit 2M and the exposure unit 3M, the charging unit 2C and the exposure unit 3C, and the charging unit 2K and the exposure unit 3K constitute an image forming unit. The development by the developing devices 4Y, 4M, 4C, and 4K is performed by reversal development in which a development bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage having the same polarity (negative polarity in the present embodiment) as the polarity of the toner to be used is applied. . The intermediate transfer belt 6 is wound around a plurality of rollers and is rotatably supported.
[0057]
Here, an outline of the image forming process will be described below. In the color image forming apparatus 100, charging, exposure, and development are performed at least once, and the toner images formed on the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, 1K, etc. are transferred to the intermediate transfer belt 6 through the intermediate transfer belt 6. Transferred to P. In other words, an image of each color formed by the image forming units 10Y, 10M, 10C and 10K is applied with a primary transfer bias (not shown) having the opposite polarity (positive in this embodiment) to the toner to be used. The next transfer rollers 7Y, 7M, 7C and 7K sequentially transfer (primary transfer) onto the rotating intermediate transfer belt 6 to form a combined color image (color image: color toner image). The color image is transferred from the intermediate transfer belt 6 to the sheet P.
[0058]
Paper feed cassettes 20A, 20B, and 20C are provided below the image forming apparatus main body 101, and the sheets P stored in the respective paper feed cassettes 20A, 20B, and 20C are respectively stored in the paper feed cassettes 20A, 20B, and 20C. Paper is fed by a feed-out roller 21 and a paper feed roller 22A provided, and is conveyed to a secondary transfer roller 7A via conveyance rollers 22B, 22C, 22D, a registration roller 23, and the like. The color images are collectively transferred (secondary transfer).
[0059]
The paper P to which the color image has been transferred is subjected to a fixing process for fixing the toner image by the fixing unit 17, and is sandwiched by the paper ejection rollers 24 and placed on the paper ejection tray 25 outside the machine. The untransferred toner remaining on the peripheral surfaces of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K after the transfer is cleaned by the image forming body cleaning means 8Y, 8M, 8C, and 8K and enters the next image forming cycle.
[0060]
At the time of double-sided image formation, the sheet P on which an image is formed on one surface (front side) and discharged from the fixing unit 17 is branched from a sheet discharge path by a branching unit 26, and each of the sheets P constitutes a sheet feeding and conveying unit. After passing through the circulating paper path 27A, the sheet is turned upside down by a reversing conveyance path 27B, which is a re-feeding mechanism (ADU mechanism), passes through a re-feeding conveyance section 27C, and joins at a sheet feeding roller 22D. The sheet P that has been reversed and conveyed here is again conveyed to the secondary transfer roller 7A via the registration roller 23, and a color image (color toner image) is collectively transferred onto the other surface (back surface) of the sheet P. The paper P on which the color image has been transferred is subjected to a fixing process by the fixing unit 17, is sandwiched by the paper discharge rollers 24, and is placed on a paper discharge tray 25 outside the apparatus.
[0061]
On the other hand, after the color image is transferred to the sheet P by the secondary transfer roller 7A, the intermediate transfer belt 6 from which the sheet P is separated by the curvature is removed by a cleaning unit 8A for the intermediate transfer belt. At the time of forming these images, the paper P is 52.3-63.9 kg / m 2 (1000 sheets) of thin paper or 64.0-81.4 kg / m 2 (1000 sheets) of plain paper or 83.0 to 130.0 kg / m 2 (1000 sheets) or 150.0kg / m 2 It is preferable to use a set of super thick paper of about (1000 sheets), a linear velocity of about 80 to 350 mm / sec, and environmental conditions of a temperature of about 5 to 35 ° C. and a humidity of about 15 to 85%. The thickness (paper thickness) of the paper P is about 0.05 to 0.15 mm.
[0062]
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the developing device 4Y and the like mounted on the color image forming apparatus 100. The developing device 4Y has a structure in which at least the developer carrier 41 and the stirring unit in the developing container 40D are driven by a common driving unit (motor) 60 (not shown). Note that the other developing devices 4M, 4C, and 4K have the same configuration as the developing device 4Y, and a description thereof will be omitted.
[0063]
The developing device 4Y or the like shown in FIG. 4 has a developing container 40D of a predetermined shape, and stores a developer 18 composed of a non-magnetic toner for developing an electrostatic latent image and a magnetic carrier. . The developing device 4Y includes, in addition to the developing container 40D, a developer carrier 41 composed of a developing roller, a magnet roll 42 for generating a magnetic field, a regulating device 43 composed of a cutting board, a water wheel type supply device 44, and a supply / supply composed of a screw. It comprises a transport device 45, a stirring / transport device 46 composed of a screw, a transport roller 47, a stripping plate 48, a collecting device 49 composed of a screw, and the like.
[0064]
These are driven by the same driving means 60 (not shown) as the photosensitive drum 1Y and the like. Therefore, when the number of rotations of the developer carrier 41 is changed in the developing device 4Y or the like, a mechanism for changing the number of rotations of the supply device 44, the supply / transport device 45, and the stirring / transport device 46 is provided. , Having a plurality of process linear velocities.
[0065]
The developing container 40 </ b> D supports a lower frame body 40 </ b> A that supports the developer carrier 41, a transport roller 47, a supply device 44, a supply / transport device 45, and a stirring / transport device 46, and a stripping plate 48 and a recovery device 49. It comprises a middle frame 40B and an upper lid 40C for closing the upper opening of the middle frame 40B. Part of the middle frame 40B closes the upper opening of the stirring / transporting unit 402. The supply unit 401 and the stirring / transporting unit 402 are formed on both sides of the first partition 404 that stands upright from the bottom of the lower frame body 40A.
[0066]
Further, a second partition 405 is formed at the bottom of the middle frame 40B that rotatably supports the collection device 49, and separates the supply unit 401 from the collection unit 403. The downstream side of the developer transport of the collection unit 403 and the downstream side of the developer transport of the supply unit 401 communicate with each other through a first opening 406 formed near the end of the second partition 405. The lower frame body 40A forms a supply unit 401 that accommodates the supply device 44 and the supply / transport device 45, and a stirring / transport unit 402 that accommodates the stirring / transport device 46.
[0067]
The developer carrier 41 is disposed to face the photosensitive drum 1Y and the like, is rotatably supported by the developing container 40D, and rotates in the direction indicated by the arrow to move the developer 18 to the developing nip DR. The developer 18 is carried in the development nip DR, and a layer of the developer 18 necessary for development is formed on the photosensitive drum 1Y and the like. This is for visualizing the electrostatic latent image.
[0068]
The supply device 44, the supply / transport device 45, and the stirring / transport device 46 are provided in the lower frame body 40A with the first partition 404 interposed therebetween. In the agitating / transporting device 46, the replenished new toner and the developer circulated from the supplying / transporting device 45 are mixed, agitated, and transported to the upstream portion of the supplying / transporting device 45. A supply / transport device 45 is disposed in the lower frame body 40A in parallel with the stirring / transport device 46 via the first partition 404, and the developer conveyed from the stirring / transport device 46 is rotated in the direction of its rotation axis. While being conveyed to the supply device 44.
[0069]
Further, a supply device 44 is provided in parallel with and adjacent to the supply / transport device 45. The supply device 44 is a rotatable water wheel type transport unit that supplies the developer to the developer carrier 41, and transfers the developer transported from the supply / transport device 45 to the developer receiving magnetic pole S 3 of the developer carrier 41. It is made to supply uniformly to the vicinity. Note that the supply device 44 may be a screw having a transport function in the rotation axis direction.
[0070]
In the vicinity of the developer stripping magnetic pole S2 of the developer carrier 41, a transport roller 47 is disposed. The transport roller 47 includes a rotatable rotating member (sleeve) 47A, and a columnar magnet body 47B housed inside the rotating member 47A and fixed to the developing container 40D. Further, a collecting device 49 is rotatably arranged in the collecting section 403 partitioned by the second partition 405, and collects and collects the developer which is peeled off and dropped by the transport roller 47 and the peeling plate 48. The developer is transported downstream of the supply / transport device 45 in the transport direction and outside the image forming area of the developer carrier 41.
[0071]
If the developer does not return to the developer carrier 41, the collected developer is supplied to the downstream of the supply / transport device 45 in the transport direction and into the development area of the developer carrier 41. Is also good. Alternatively, the developer recovered by the recovery device 49 may be circulated upstream of the stirring / transporting unit 402. Each of the supply / conveyance device 45, the stirring / conveyance device 46, and the recovery device 49 is formed of a spiral screw, and conveys the developer in the rotation axis direction while stirring the developer, and transfers the developer in a direction substantially perpendicular to the rotation axis. Made to emit.
[0072]
An opening formed in the vicinity of one end of the first partition wall 404 is between the downstream side of the developer transport of the supply unit 401 and the upstream side of the developer transport of the stirring / transporting unit 402 in the lower frame body 40A. (Not shown). Therefore, the developer peeled off by the transport roller 47 and the peeling plate 48 is recovered in the recovery unit 403, and the recovered developer is transported by the recovery device 49 to the downstream side of the developer transport. Reflux to 401.
[0073]
The developer in the supply unit 401 is supplied from the supply / transport device 45 into an agitating / transport unit 402 through an opening (not shown) formed at one end of the first partition 404 as indicated by an arrow W1. Transported to The developer conveyed into the stirring / conveying unit 402 is mixed and stirred by the stirring / conveying device 46 with the toner discharged from the toner container 40T and replenished from the toner replenishing opening 409 with the developer. Then, the air is discharged from an opening (not shown) formed in the other end of the first partition 404 and returned to the supply unit 401 as shown by an arrow W2.
[0074]
In the supply unit 401, the developer is conveyed in the axial direction by the supply / conveyance device 45, discharged, and supplied to the supply device 44. The supply device 44 radiates the developer while conveying it in the axial direction, and supplies the developer to the developer carrier 41. In FIG. 4, B (DC) is a DC bias power supply for applying a DC bias to the developer carrier 41, and D (AC) is an AC bias power supply for applying an AC bias to the developer carrier 41. The development control is performed by the means 14, and the AC bias is superimposed on the DC bias and applied to perform the development.
[0075]
In the developing device 4Y or the like, the developer 18 is developed using a two-component developer composed of a toner having a particle diameter of 8.0 μm or less and a carrier having a particle diameter of 65 μm or less. As the toner, for example, a polymerized toner having a mass average particle diameter of 3 to 8 μm is preferable. By using the polymerized toner, it is possible to form an image having a high resolution, a stable density, and extremely low occurrence of image fog. The polymerized toner is manufactured by the following manufacturing method.
[0076]
The formation of the binder resin for the toner and the shape of the toner are obtained by polymerization of the raw material monomer or prepolymer of the binder resin and subsequent chemical treatment. More specifically, it is obtained through a polymerization reaction such as suspension polymerization or emulsion polymerization and, if necessary, a step of fusing particles together, and in a polymerized toner, the raw material monomer or prepolymer is uniformly dispersed in an aqueous system. Since the toner is manufactured by polymerization after dispersion, a toner having a uniform particle size distribution and shape of the toner can be obtained.
[0077]
In this embodiment, a toner having a mass average particle diameter of 3 to 8 μm is used. The mass average particle diameter is an average particle diameter on a mass basis, and is a value measured by a “Coulter counter TA-II” or a “Coulter multisizer” (both manufactured by Coulter Co., Ltd.) equipped with a wet disperser. When the mass average particle diameter is less than 3 μm, image fogging and toner scattering are likely to occur. The upper limit of 8 μm is the upper limit of the particle size that enables formation of the high image quality targeted in the present invention. As the carrier, a carrier composed of magnetic particles having a mass average particle diameter of 30 to 65 μm and a magnetization amount of 20 to 70 emu / g is preferable. Carriers having a particle size smaller than 30 μm tend to cause carrier adhesion. Further, in the case of a carrier having a particle size larger than 65 μm, a case where an image having a uniform density may not be formed may occur.
[0078]
In this example, a toner density sensor SD is attached to the bottom of the lower frame 40A (supply unit 401) of the developing container 40D shown in FIG. The magnetic permeability of the agitated developer 18 is detected. The toner density is detected based on the magnetic permeability of the developer 18. The toner density sensor SD generally has a coil wound inside (L detection sensor).
[0079]
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a control system of the color image forming apparatus 100. The color image forming apparatus 100 shown in FIG. The control means 15 may be provided for each of Y, M, C, and K colors, or one control device may be provided for Y, M, C, and K colors. In this example, only the control system for the Y color will be described. A similar configuration is adopted for the other control systems for M, C, and K colors. The control means 15 is connected to a toner concentration sensor SD for Y color, detects the magnetic permeability of the developer 18 stirred in the development container 40D for Y color, and controls the output voltage VL. Is output. The control unit 15 replenishes the toner in the developing container 40D based on the output voltage VL from the sensor SD and the linear speed (rotation speed) of the developer carrier 41, and controls the density. A CPU (Central Processing Unit) or the like is used for the control means 15.
[0080]
The control unit 15 is connected to a nonvolatile memory 29 as an example of a storage unit, and stores a correction coefficient ΔVL / ΔVc for adjusting the value Vc of the control voltage of the toner density sensor SD. For example, in the nonvolatile memory 29, when the developer is supplied, the standard linear speed of the developer carrier 41 obtained by performing the initial adjustment of the toner concentration, and the linear speeds of 1/2 and 1/3 speed are obtained. The control voltage values Vc1, Vc2, and Vc3 at which the control voltage value Vc1 and the output voltage values VL1, VL2, and VL3 of the toner density sensor SD and the output voltage value VL that indicates the constant development density at the toner density sensor SD are obtained. Is recorded.
[0081]
In this embodiment, the control voltage value Vc is set so that the output voltage value VL from the toner density sensor SD becomes a predetermined output voltage value (VL = 2.5 V) at the standard toner density (Tc = 8% by mass). Is adjusted, and the adjusted control voltage value Vc is stored in the nonvolatile memory 29.
[0082]
In addition to these voltage values, the output voltage value VL of the toner density sensor SD at standard linear speed and the output voltage value VL of the toner density sensor SD at 1/2 and 1/3 speeds are obtained. 2, the control voltage value Vc of the toner density sensor SD at the standard linear velocity, and the second control voltage value Vc of the toner density sensor SD at the 1/2 and 1/3 speeds. And a correction coefficient ΔVL / ΔVc at the time of changing the linear velocity obtained based on the difference ΔVL1 between the output voltage of the toner density sensor SD and the difference ΔVc between the control voltages.
[0083]
A power switch SW is connected to the control means 15 so as to activate the device 40. When the linear velocity is changed after the start of the apparatus, the control unit 15 detects the control voltage value Vc of the toner density sensor SD, reads the correction coefficient ΔVL / ΔVc from the nonvolatile memory 29, and reads the control voltage of the toner density sensor SD. The value Vc is corrected, and the toner density sensor SD is driven by the corrected control voltage value Vc.
[0084]
When the linear speed is changed during the printing operation, the control unit 15 controls the output voltage value VL of the toner density sensor SD at the standard linear speed of the developer carrier 41 and the output voltage of the toner density sensor SD when the linear speed is changed. The voltage difference ΔVL from the value VL is calculated. For example, when an instruction to change the standard linear speed from 1/1 to 1/2 speed is issued, the output voltage value VL1 of the toner density sensor SD at the standard linear speed of the developer carrier 41 and the toner Voltage difference ΔVL from output voltage value VL2 of density sensor SD 12 Is calculated.
[0085]
Further, the control means 15 corrects the correction coefficient ΔVL 21 / ΔVc 21 Control voltage difference ΔVc at the time of 1/2 linear velocity change based on 12 Is calculated. In this example, the control voltage difference ΔVc 12 Is ΔVL 12 / Vc given by the correction coefficient, ΔVc 12 = ΔVL 12 / ΔVL 21 / ΔVc 21 It becomes. This control voltage difference ΔVc 12 Is determined based on the control voltage value Vc of the sensor SD. Then, the control voltage value Vc2 at the time when the 1/2 linear velocity is changed is the control voltage Vc at the standard linear velocity + the difference ΔVc of the control voltage. 12 Vc2 = Vc1 + ΔVc 12 It becomes.
[0086]
The control unit 15 includes a power switch SW, a toner density sensor SD, and a non-volatile memory 29, a fixing temperature sensor STH, an exposure unit 3Y, an operation unit 14, a paper supply unit 30, an image memory 33, an image processing unit 35, The ROM 53, the drive unit 60, the display unit 87, the image reading device 101, and the toner supply unit 410 are connected.
[0087]
The fixing temperature sensor STH is provided in the fixing roller portion of the fixing unit 17 shown in FIG. 3 and detects the temperature of the fixing unit 17 and outputs a temperature detection signal S3 to the control unit 15. The image data DY for Y color is output to the exposure unit 3Y, and the photosensitive drum 1Y charged by the charging unit 2Y is exposed and scanned with the laser beam L based on the image data DY for Y color. An electrostatic latent image based on dot exposure is formed on 1Y.
[0088]
The operation unit 14 manually changes the process linear velocity. The operation unit 14 forms a touch panel together with the display unit 87, and is provided with a selection button on which “gloss”, “thick paper”, or a process linear speed is displayed, and an instruction to switch the process linear speed to, for example, 110 mm / s is provided by a push button. Done. According to this instruction, a linear speed change request signal S1 is output to the control means 15. On the display section 87, a setting screen for image forming conditions and the like is displayed based on the display signal S4.
[0089]
The paper feeding means 30 feeds the paper P from the paper feeding cassettes 20A, 20B, 20C and the like based on the cassette control signal S5 from the control means 15. In the image processing unit 35, under the control of the control unit 15, the image acquisition data after A / D conversion obtained by the line image sensor CCD of the image reading device 102 performs shading correction, timing control, line-to-line correction, and the like. Done. The data relating to the RGB colors after the correction processing becomes the color image data Din and is recorded in the image memory 33.
[0090]
The ROM 53 stores a system program for controlling the image forming apparatus. For example, the system program includes an image adjustment program, and a toner density detection condition setting program is prepared in a lower hierarchy of the image adjustment program. The driving unit 60 drives the developer carrier 41 and the stirring unit in the developing container 40D based on the clock signal CLK for changing the rotation speed and the control signal CNT output from the control unit 15.
[0091]
The driving means 60 drives the photosensitive drum 1Y and the like in the same manner. Therefore, when the rotation speed of the developer carrier 41 is changed by the developing device 4Y or the like, the driving unit 60 also changes the rotation speeds of the supply device 44, the supply / transport device 45, and the stirring / transport device 46. Of the process linear velocity. The above-described toner supply unit 410 is controlled to supply toner from the toner container 40T to the developing container 40D based on the toner supply control signal S21 output from the control unit 15. The toner density in the developing container 40D is detected by the toner density sensor SD.
[0092]
FIG. 6 is an operation characteristic diagram showing an example of the relationship between the sensor output of the toner density sensor SD and the toner density Tc.
The vertical axis shown in FIG. 6 is the sensor output VL [V] of the toner density sensor SD. The horizontal axis represents the toner concentration Tc [%] of the developer 18. As the toner density sensor SD, a sensor which outputs a sensor linearly with respect to the toner density Tc as shown in the graph is used. The control voltage value Vc is an adjustment value for adjusting the sensor operation characteristics. The initial adjustment of the toner density refers to the initial adjustment of the toner density sensor SD when the developer 18 is charged into the developing device, and the value Vc of the control voltage is adjusted so that the operating characteristics desired by the sensor SD are obtained. To do.
[0093]
In the toner density initial adjustment, when the toner density control is performed using the toner density sensor SD that detects the magnetic permeability of the developer 18, the initial adjustment is performed when the developer 18 is charged into the developing device. This is an act of adjusting the control voltage Vc of the L detection sensor so that the output value of the L detection sensor becomes a predetermined output value in the developer 18 of the initial adjustment.
[0094]
{Circle around (1)} shows the operating characteristics when the control voltage Vc is 7.0 V. {Circle around (2)} is the operating characteristic at the control voltage Vc = 6.5V. (3) is an operation characteristic when the control voltage Vc is 6.0 V. For example, when it is desired to select the operation characteristic (1), the control voltage value Vc is set to 7.0 V, and when it is desired to change this to the operation characteristic (3), the control voltage value Vc is set to 6.0 V. It is made to do.
[0095]
Further, in order to obtain a toner density of 8% with the sensor output V = 2.5V, the operation characteristic (3) of the control voltage Vc = 6.0V is set. In order to select the operation characteristic (2) of the control voltage Vc = 6.5 V and obtain the sensor output V = 2.5 V and the toner density of 8%, the control voltage Vc is changed from (2) to (▲) at the time of the initial adjustment of the toner density. The transition is made to the position 3). Similarly, in order to select the operation characteristic (1) of the control voltage Vc = 7.0 V and obtain the sensor output V = 2.5 V and the toner density of 8%, the control voltage Vc is set to (1) at the time of the initial adjustment of the toner density. The transition is made from ▼ to ③.
[0096]
Next, an operation example at the time of toner density control in the color image forming apparatus 100 according to the present invention will be described.
In this embodiment, a predetermined developing container 40D stores a developer 18 composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier for developing an electrostatic latent image. A developer carrier 41 is rotatably provided in the developing container 40D, and a toner density sensor SD (sensor system for detecting toner density) is attached to the bottom of the developing container 40D. The magnetic permeability of the developer 18 is detected. Then, it is assumed that the value Vc of the control voltage of the toner density sensor SD attached to the developing device 4Y for Y color including the developer carrier 41 is adjusted. The same applies to the developing devices 4M, 4C, 4K, etc. for the other colors, but the description is omitted because it is the same as the developing device 4Y for the Y color.
[0097]
The development conditions are as follows. The linear speed is 180 mm / sec, and the peripheral speed ratio between the photosensitive drum and the developing magnet roller is 1.8 → the variable range is 0.5 to 3.0. The amount of developer transported on the developing magnet roller is 20 mg / cm 2 It is. The developing bias DC is from -500 V to -200 to -700 V in the variable range. The developing AC bias is 1.0 kV in ACp-p, the AC frequency is 3 kHz, and the AC waveform is a rectangular wave. The developing roller diameter is 25 cmφ, and the peeling roller diameter is 18 cmφ. The developer 18 is an emulsion polymerization toner in which a carrier having a particle size of 35 μm and a toner having a particle size of 6.5 μm are mixed. The developer amount is 850 g (Tc = 8%).
[0098]
In the following, the description will be made separately for the toner concentration initial adjustment other than when the developer is supplied and when the developer is supplied.
[Initial adjustment of toner concentration when developer is supplied]
FIG. 7 is a flowchart showing an operation example (at the time of supplying a developer) of the color image forming apparatus 100 when controlling the toner density. In the initial adjustment of the toner density, the voltage detection process is performed at the standard linear speed (1/1), and the value Vc of the control voltage of the toner density sensor SD at the standard linear speed is determined. With respect to the toner density sensors SD of the Y, M, C, and K colors, sensor outputs are given for predetermined toner densities (Tc = 8% by mass) at process linear speeds of 220 mm / s, 110 mm / s, and 73 mm / s. This is for adjusting and determining the value of the control voltage Vc that becomes the threshold value of 2.5 V. The control voltage Vc value determined here is stored in the nonvolatile memory 29.
[0099]
Then, the output voltage value VL obtained from the toner density sensor SD is detected for each linear speed with the control voltage value Vc. Then, a difference ΔVL between the output voltage VL at each linear speed and the output voltage value VL at the standard linear speed is calculated. At the same time, a difference ΔVc between the control voltage Vc at each linear velocity and the control voltage Vc at the standard linear velocity is obtained, and a ratio of the difference, that is, a correction coefficient ΔVL / ΔVc is calculated and stored in the nonvolatile memory 29.
[0100]
With this as an operating condition, the power switch SW is turned on to start the color image forming apparatus 100 in step B1 of the flowchart shown in FIG. When the power switch SW is turned on, the control unit 15 detects the temperature of the fixing temperature sensor STH provided at the fixing roller portion of the fixing unit 17. If the detected sensor temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, warm-up is performed until the temperature detected by the fixing temperature sensor STH rises to a predetermined temperature at which fixing is possible, and the process proceeds to an image adjustment step.
[0101]
In this image adjustment step, the surface potential is measured by a potential sensor (not shown) for measuring the surface potential of the photosensitive drum 1Y and the like, and the applied voltage is adjusted by the charging means 2Y and the like based on the measured surface potential. I do. Also, solid and non-solid patches are formed on the photoreceptor by the exposure means 3Y, and the reflection density of the patch portion is measured by a reflection density sensor (not shown). And the like.
[0102]
In this embodiment, a toner density detection condition setting program is prepared in the image adjustment program. In accordance with this program, the control means 15 first sets a clock for changing the number of revolutions to the drive means 60 so that the process linear velocity becomes the standard linear velocity (220 mm / s). The toner concentration in the developer is measured, and toner replenishment control is performed so that the sensor output becomes a threshold value (VL = 2.5 V).
[0103]
Accordingly, the process proceeds to step B2, where the developer 18 is charged into the developing container 40D. At this time, the control unit 15 outputs a toner supply control signal S2 to the toner supply unit 410 to execute developer supply. This is for controlling the toner replenishing unit 410 based on the value VL of the output voltage obtained from the toner density sensor SD. Thereafter, the process proceeds to step B3, where the developer carrier 41 is rotated at the standard linear speed (1/1) to perform the initial adjustment of the toner concentration. At this time, the voltage detection process is performed at the standard linear speed, and the control voltage value Vc of the toner density sensor SD that can obtain, for example, the output voltage value VL1 = 2.50 V at the standard linear speed is determined. In this example, the control voltage value Vc is Vc1 = 7.01V.
[0104]
Next, in step B4, at the control voltage Vc1 = 7.01V, the output voltage values VL2 and VL3 of the toner density sensor SD for each linear speed are detected. In this example, the output voltage value VL2 of the toner density sensor SD at 1/2 speed is 2.70V, and the output voltage value VL3 at 1/3 speed is 2.91V. Then, the process shifts to step B5 to calculate the difference (ΔVL) between the output voltage at each linear speed (2 ,, 3) with respect to the standard linear speed and stores it in the nonvolatile memory 29. In this example, the output voltage difference ΔVL at the half speed 21 = (VL2−VL1) is 0.2V, and the difference ΔVL of the output voltage at the 1/3 speed 31 = (VL3-VL1) is 0.41V. The nonvolatile memory 29 stores values having the contents shown in Table 1.
[0105]
[Table 1]
Figure 2004117895
[0106]
The control voltage value Vc applied at this time is not limited to the control voltage value Vc determined at the time of the initial adjustment of the toner density at the standard linear speed, but may be the same value for each linear speed.
[0107]
In step B6, a value VL of an output voltage indicating that the toner density Tc is constant, for example, a control voltage Vc at which 2.50 V is obtained by the toner density sensor SD is detected at each linear speed (1/2, 1/3). Since the standard linear velocity has been detected first, the other linear velocity is detected to obtain the correction coefficient ΔVL / ΔVc.In this example, the control of the toner density sensor SD at the 1/2 speed is performed. The voltage value Vc2 is 6.64V, and the control voltage value Vc3 at 1/3 speed is 6.25V.
[0108]
Then, the process proceeds to step B7 to calculate the difference (ΔVc) between the standard linear speed and the control voltage at each linear speed (1 /, 3), and stores the difference in the nonvolatile memory 29. In this example, the control voltage difference ΔVc at 1/2 speed 21 = (Vc2−Vc1) is 0.37 V, and the control voltage difference ΔVc at 1/3 speed 31 = (Vc3-Vc1) is 0.76V. The nonvolatile memory 29 stores values having contents as shown in Table 2.
[0109]
[Table 2]
Figure 2004117895
[0110]
Thereafter, in step B8, the difference ΔVL between the output voltages of the toner density sensor SD at each linear velocity 21 , ΔVL 31 And control voltage difference ΔVc 21 , ΔVc 31 The correction coefficient ΔVL / ΔVc for changing the linear velocity is obtained based on In this example, the correction coefficient ΔVL at 1/2 speed 21 / ΔVc 21 Is 0.541, the correction coefficient ΔVL at the 1/3 speed 31 / ΔVc 31 Is 0.539. A correction coefficient ΔVL for adjusting the value Vc of the control voltage of the toner density sensor SD. 21 / ΔVc 21 And ΔVL 31 / ΔVc 31 Are stored in the nonvolatile memory 29. The nonvolatile memory 29 stores values having contents as shown in Table 3.
[0111]
[Table 3]
Figure 2004117895
[0112]
After that, the process shifts to step B9 to execute another process. For example, in order to develop the electrostatic latent image formed on the chargeable photoconductor 1, a process of carrying and attaching the developer 18 to the photoconductor 1 or a value VL of the output voltage from the toner density sensor SD may be used. Further, a process of replenishing the toner in the developing container 40D based on the linear velocity of the developer carrier 41 and controlling the density by the control unit 15 is included. Then, control goes to a step B10. In step B10, it is determined whether to end the image forming process. The control unit 15 detects the power-off information and the like, and ends the image forming processing. If the power-off information is not detected, the process returns to step B9 to repeat the above-described processing.
[0113]
The correction coefficient ΔVL stored in the nonvolatile memory 29 21 / ΔVc 21 And ΔVL 31 / ΔVc 31 Are used when the linear velocity is changed other than when the developer is supplied. Further, the value of the correction coefficient ΔVL / ΔVc may be obtained not only at the initial adjustment but also at predetermined intervals. For example, the value of the correction coefficient ΔVL / ΔVc may be calculated again based on a fixed development history, for example, every time when the circumferential movement distance of the developing sleeve is 5 km.
[0114]
[At the time of initial adjustment of toner concentration other than when the developer is supplied]
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of operation of the color image forming apparatus 100 at the time of toner density control (other than when the developer is supplied).
In this example, at the time of warm-up of the color image forming apparatus 100, the toner density initial adjustment is performed only at the standard linear speed. The process linear velocity is changed manually by the operation unit 14 or automatically by the control unit 15. In the case of a manual operation, the operation unit 14 is provided with a selection button on which "gloss", "thick paper", or a process linear speed is displayed. In the case of automatic operation, a switching instruction is issued from the control means 15 by detecting the thickness of the paper P to be used.
[0115]
When the linear velocity is changed, the output voltage values VL2, VL3, etc. of the toner density sensor SD after a predetermined time (several seconds) have passed from the time when the linear velocity change instruction is issued, are read, and the output at the standard linear velocity The difference from the voltage value VL1 is calculated as ΔVL1-ΔVL2, ΔVL1-ΔVL3, etc., and thereafter, the correction coefficient ΔVc / ΔVL read from the non-volatile memory 29, the difference between the control voltage Vc at the standard linear velocity and the control voltage ΔVc. Then, the correction values ΔVc2 and Vc3 at the time of changing the linear velocity are obtained and added to the Vc value at the standard linear velocity. As a result, the value of the control voltage at the time of changing the linear velocity is determined.
[0116]
The control means 15 outputs a pulse CLK for changing the rotation speed corresponding to the determined process linear velocity to the drive means 60, and the image is recorded. Further, the control unit 15 reads out the control voltage Vc value corresponding to the process linear velocity determined for each of the colors Y, M, C, and K from the nonvolatile memory 29, applies the control voltage Vc value to the toner density sensor SD, and obtains a sensor output. The detected sensor output is compared with a threshold value (2.5 V), and toner supply control is performed based on the comparison result.
[0117]
With this as an operating condition, the power switch SW is turned on in step C1 of the flowchart shown in FIG. At this time, when the power switch SW is turned on, the control unit 15 calls the image adjustment program from the ROM during the warm-up time to perform the image adjustment. Then, the process proceeds to step C2, in which the developer carrier 41 is rotated at the standard linear speed (1/1) to perform the initial adjustment of the toner concentration.
[0118]
At this time, the control means 15 executes toner density control according to the output of the toner density sensor SD at the standard linear speed, adjusts the toner density to an appropriate value, and then performs initial toner density adjustment by the toner density sensor SD at the standard linear speed. Execute. In this example, the control voltage value Vc of the toner density sensor SD that can obtain, for example, the output voltage value VL1 = 2.52 V at the standard linear speed is determined. In this example, the control voltage value Vc is Vc1 = 7.02V.
[0119]
Next, in step C3, when the control voltage value Vc1 is 7.02V, the output voltage values VL2 and VL3 of the toner density sensor SD for each linear speed are detected. In this example, the output voltage value VL2 of the toner density sensor SD at 1/2 speed is 2.68V, and the output voltage value VL3 at 1/3 speed is 2.75V. Then, the process shifts to step C4 to check whether the linear velocity has been changed. The linear velocity change is performed by inputting a linear velocity change request signal S1 from outside the control unit 15, for example, the operation unit 14 shown in FIG.
[0120]
If there is a change in the linear speed, the process proceeds to step C5, and the control unit 15 checks whether there has been a change from the standard linear speed to the linear speed drop. When there is a change from the standard linear velocity to the linear velocity descent, the flow shifts to step C6. In step C6, it is checked whether a predetermined time has elapsed. Here, for example, until about 2 to 3 seconds elapse, the toner supply control is stopped regardless of the output value of the toner density sensor SD. By doing so, it is possible to prevent excessive toner replenishment due to instability at the time of sensor output, and it is possible to prevent toner scattering and image fogging.
[0121]
After the elapse of the predetermined time, the process proceeds to step C7, in which the output voltage value VL of the toner density sensor SD at the standard linear speed of the developer carrier 41 and the output voltage value of the toner density sensor SD when the linear speed is changed A voltage difference ΔVL from VL is calculated. For example, when an instruction to change the standard linear speed from 1/1 to 1/2 speed is given, the output voltage value VL1 of the toner density sensor SD at the standard linear speed of the developer carrier 41 is VL1 = 2.52V, and Voltage difference ΔVL from output voltage value VL2 = 2.68 of toner density sensor SD at the time of change 12 Is calculated. In this example, the voltage difference ΔVL 12 Is -0.16V.
[0122]
Thereafter, the process proceeds to step C8, where the correction coefficient ΔVL 21 / ΔVc 21 Control voltage difference ΔVc at the time of 1/2 linear velocity change based on 12 Is calculated. In this example, the control voltage difference ΔVc 12 Is ΔVL 12 / Vc given by the correction coefficient, ΔVc 12 = ΔVL 12 / ΔVL 21 / ΔVc 21 = −0.3V. This control voltage difference ΔVc 12 Is determined based on the control voltage value Vc of the sensor SD. In this example, the control voltage value Vc2 when the 1/2 linear velocity is changed is the control voltage Vc at the standard linear velocity + the control voltage difference ΔVc. 12 Vc2 = Vc1 + ΔVc 12 = 6.72V. Table 4 shows the corrected control voltage value Vc2 = 6.72V when changing the 1/2 speed and the corrected control voltage value Vc3 = 6.59V when changing the 1/3 speed.
[0123]
[Table 4]
Figure 2004117895
[0124]
As described above, the control voltage value Vc at the time of changing the 1 / N linear speed can be calculated by the control voltage Vc at the time of the standard linear speed + the difference ΔVc of the control voltage. The voltage values Vc2, Vc3, and the like can be obtained by arithmetic processing. The calculated control voltage value Vc2 and the like are set in the toner density sensor SD in step C9. Thereafter, the process proceeds to step C11.
[0125]
If there is no request for changing the linear speed in step C4, the process proceeds to step C10 to execute the image forming process. At this time, in order to develop the electrostatic latent images formed on the chargeable photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K, the developer 18 is carried and adhered to the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K. And a process in which the toner is supplied into the developing container 40D based on the output voltage value VL from the toner density sensor SD and the linear velocity of the developer carrier 41, and the density is controlled by the control unit 15. Thereafter, the process proceeds to step C11. In step C11, it is determined whether to end the image forming process. The control unit 15 detects the power-off information and the like, and ends the image forming processing. If no power-off information is detected, the process returns to step C4 to repeat the above processing.
[0126]
FIG. 9 is a characteristic comparison diagram showing an example of detecting the toner concentration Tc [%] before and after the countermeasures in the effect confirmation test. The vertical axis shown in FIG. 9 is the toner concentration Tc [%] before and after the countermeasure. The horizontal axis is the number of copies [kc], and indicates 100,000 prints.
[0127]
In this effect confirmation test, printing from the first sheet P to the 100000th sheet P is performed while toner density control is being performed, and the toner density stability is tested. Shows the results when the linear speed is changed to (1/2) speed or (1/3) speed mode at, for example, 20 Kc, 40 Kc, 60 Kc, etc. in addition to the standard (1/1) speed. ing.
[0128]
According to the characteristic comparison diagram shown in FIG. 9, when the toner concentration Tc is 8% by mass as a reference, the characteristics obtained by connecting the black squares with solid lines are based on the method of the present invention. The characteristics obtained by connecting the black diamonds with solid lines are based on the conventional method. According to the characteristics before the countermeasure such as the conventional method, the toner density Tc at the start was 8% by mass, but every time the linear speed was changed, a large deviation was recognized during 100,000 prints, and stable. The toner density control has not been performed.
[0129]
On the other hand, according to the method of the present invention, without increasing the warm-up time of the fixing unit 17, in a plurality of process linear speed modes, control is performed at approximately 8% by mass of the toner concentration Tc, and stable toner Concentration control could be performed. In this 100,000-sheet print, a good print image without image fogging or toner scattering was obtained. In addition, the toner concentration Tc of each of the four colors Y, M, C, and K is controlled within ± 0.1% with respect to the target toner concentration Tc of 8% by mass. It was recognized that the average value of the toner concentration Tc was maintained within ± 0.05%.
[0130]
As described above, according to the color image forming apparatus 100 as an embodiment according to the present invention, the developing device 40 according to the present invention is applied to the developing devices 4Y, 4M, 4C, and 4K for Y, M, C, and K colors. Therefore, when developing the electrostatic latent images formed on the chargeable photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K, when the linear velocity is changed after the apparatus is started, the control unit 15 controls the toner density sensor SD. The control voltage value Vc is detected, the correction coefficient ΔVL / ΔVc is read from the non-volatile memory 29, and the control voltage value Vc of the toner density sensor SD is corrected. It is made to drive SD.
[0131]
Therefore, not only can the toner concentration control be performed very stably without extending the warm-up time in the morning, but also at the time of changing the linear speed after starting the apparatus, the initial adjustment of the toner concentration such as when the developer is supplied is performed. Without performing this, the corrected control voltage value Vc obtained by the arithmetic processing can be applied to the toner density sensor SD. As a result, at the time of warm-up of the apparatus 100, only the output adjustment of the toner density sensor SD relating to the standard linear speed is required, so that stable toner density control can be performed for each linear speed without extending the warm-up time. . Therefore, it is possible to provide a digital multifunction peripheral for color to which the color image forming apparatus 100 is applied.
[0132]
In addition, a stable image could be obtained without toner scattering or image fogging caused by initial instability of the sensor output at the time of linear velocity reduction. Although the above-described photoconductor has been described in the case of a drum, the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to a belt-shaped photoconductor that also serves as an intermediate transfer member.
[0133]
【The invention's effect】
As described above, according to the developing device of the present invention, when developing the electrostatic latent image formed on the chargeable photoconductor, the output voltage of the detecting unit that detects the magnetic permeability of the developer is developed. Control means for replenishing toner in the container and controlling the density based on the value and the linear velocity of the developer carrying member, and when the linear velocity changes after the apparatus is started, the control means detects the value of the control voltage of the detecting means In addition, the correction information is read from the storage means, the control voltage of the detection means is corrected, and the detection means is driven by the corrected control voltage.
[0134]
With this configuration, when the linear velocity is changed after the start of the apparatus, the corrected control voltage obtained by the arithmetic processing can be supplied to the detecting unit without performing the initial adjustment of the toner concentration as when the developer is supplied. Therefore, at the time of warm-up of the apparatus, only the output adjustment of the detection means relating to the standard linear velocity is required, so that stable toner density control can be performed for each linear velocity without extending the warm-up time.
[0135]
According to the control method of the developing device according to the present invention, when adjusting the value of the control voltage of the sensor system for detecting the toner concentration attached to the developing device, when the developer is supplied, the predetermined one including the standard linear velocity is used. / N linear velocity is initially adjusted for toner concentration, the control voltage value and output voltage value of the sensor system, the control voltage at which an output voltage indicating constant development density is obtained by the sensor system, and the sensor at the standard linear velocity The difference between the system output voltage and the sensor system output voltage at 1 / N linear velocity, and the difference between the sensor system control voltage at standard linear velocity and the sensor system control voltage at 1 / N linear velocity, respectively. Then, a correction coefficient at the time of changing the linear velocity is obtained based on these, and at the time of changing the linear velocity after the start of the apparatus, the control voltage value of the sensor system is calculated based on the correction coefficient. Set the voltage value to the sensor system It is.
[0136]
With this configuration, when the linear speed is changed after the apparatus is started, the corrected control voltage obtained by the arithmetic processing can be supplied to the sensor system without performing the initial adjustment of the toner concentration as when the developer is supplied. Therefore, at the time of warm-up of the apparatus, only the sensor output adjustment for the standard linear speed is required, so that stable toner density control can be performed for each linear speed without extending the warm-up time.
[0137]
According to the image forming apparatus of the present invention, since the developing device of the present invention is applied, when developing an electrostatic latent image formed on a chargeable photoreceptor, the linear velocity is changed after the start of the apparatus. Sometimes, the control means detects the control voltage of the detection means, reads the correction information from the storage means, corrects the control voltage of the detection means, and drives the detection means with the corrected control voltage.
[0138]
With this configuration, when the linear velocity is changed after the start of the apparatus, the corrected control voltage obtained by the arithmetic processing can be supplied to the detecting unit without performing the initial adjustment of the toner concentration as when the developer is supplied. Therefore, at the time of warm-up of the apparatus, only the output adjustment of the detection means relating to the standard linear velocity is required, so that stable toner density control can be performed for each linear velocity without extending the warm-up time.
[0139]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is very suitable when applied to a black-and-white or color digital multifunction peripheral or a copier having a copying function, a facsimile function and a printer function.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a developing device 40 as an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation example of the developing device 40 when controlling the toner density.
FIG. 3 is a conceptual diagram of a cross section showing a configuration example of a color image forming apparatus 100 as an embodiment according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a developing device 4Y and the like mounted on the color image forming apparatus 100.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a control system of the color image forming apparatus 100.
FIG. 6 is an operation characteristic diagram showing an example of the relationship between the sensor output of the toner density sensor SD and the toner density.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation example (at the time of supplying a developer) of the color image forming apparatus 100 when controlling the toner density.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation example (other than when a developer is supplied) of the color image forming apparatus 100 when controlling the toner density.
FIG. 9 is a characteristic comparison diagram showing an example of detecting the toner density Tc [%] before and after the countermeasure in the effect confirmation test.
FIG. 10 is a characteristic diagram illustrating an example of detection by a toner density sensor according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor
1Y, 1M, 1C, 1K photoreceptor drum
2Y, 2M, 2C, 2K Charging means
3Y, 3M, 3C, 3K exposure means
4Y, 4M, 4C, 4K developing means
6 Intermediate transfer belt (transfer means)
10Y, 10M, 10C, 10K Image forming unit (image forming means)
13 Storage means
14 Operation unit
15 control means
17 Fixing means
18 Developer
29 Nonvolatile memory (storage means)
33 Image memory
40 Developing device
40D developing container
41 Development carrier
60 Driving means
100 color image forming apparatus (image forming apparatus)
SD Toner density sensor (detection means)

Claims (14)

帯電可能な感光体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、
前記静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤を収容する容器と、
前記現像剤を担持して感光体に付着するために前記容器内で回転可能に設けられた現像剤担持体と、
前記容器に取付けられて現像剤の透磁率を検出する検出手段と、
前記検出手段からの出力電圧及び前記現像剤担持体の線速に基づいて前記容器内にトナーを補給し濃度を制御する制御手段と、
前記検出手段の制御電圧を調整するための補正情報を格納した記憶手段とを備え、
当該装置起動後の線速変更時に、
前記制御手段は、
前記検出手段の制御電圧を検出すると共に、前記記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、
補正後の前記制御電圧で当該検出手段を駆動することを特徴とする現像装置。
A developing device for developing an electrostatic latent image formed on a chargeable photoconductor,
A container containing a developer comprising a non-magnetic toner and a magnetic carrier for developing the electrostatic latent image,
A developer carrier rotatably provided in the container to carry the developer and adhere to the photoconductor,
Detecting means attached to the container for detecting the magnetic permeability of the developer,
Control means for replenishing toner in the container and controlling the density based on the output voltage from the detection means and the linear velocity of the developer carrying member;
Storage means for storing correction information for adjusting the control voltage of the detection means,
When changing the linear speed after starting the device,
The control means,
While detecting the control voltage of the detection means, read the correction information from the storage means to correct the control voltage of the detection means,
A developing device, wherein the detection unit is driven by the corrected control voltage.
前記記憶手段には、少なくとも、
現像剤投入時に、トナー濃度初期調整を行って取得された前記現像剤担持体の標準線速を含む所定の1/N線速(N=2,3・・・)についての前記検出手段の制御電圧及び出力電圧と、
当該検出手段で現像濃度一定を示す出力電圧が得られる制御電圧と、
前記標準線速時の検出手段の出力電圧と1/N線速時における検出手段の出力電圧から求められた第1の電圧差と、
前記標準線速時の検出手段の制御電圧と1/N線速時における検出手段の制御電圧から求められた第2の電圧差と、
前記検出手段の第1の電圧差及び第2の電圧差に基づいて求められた線速変更時の補正係数とが格納されることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
In the storage means, at least,
The control of the detection means for a predetermined 1 / N linear velocity (N = 2, 3,...) Including a standard linear velocity of the developer carrier obtained by performing the initial adjustment of the toner concentration when the developer is supplied. Voltage and output voltage;
A control voltage at which an output voltage indicating a constant development density is obtained by the detection means;
A first voltage difference obtained from the output voltage of the detection means at the standard linear velocity and the output voltage of the detection means at the 1 / N linear velocity;
A second voltage difference obtained from the control voltage of the detection means at the standard linear velocity and the control voltage of the detection means at the 1 / N linear velocity;
2. The developing device according to claim 1, wherein a correction coefficient at the time of changing the linear velocity obtained based on the first voltage difference and the second voltage difference of the detection unit is stored.
前記制御手段は、
当該装置起動後の線速変更時に、
前記現像剤担持体の標準線速における検出手段の出力電圧と線速変更時の検出手段の出力電圧との電圧差を算出すると共に、前記記憶手段から読み出した補正情報を前記電圧差に演算して線速変更時の制御電圧差を算出し、
前記制御電圧差に基づいて当該検出手段の制御電圧を決定するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
The control means includes:
When changing the linear speed after starting the device,
A voltage difference between the output voltage of the detecting means at the standard linear velocity of the developer carrier and the output voltage of the detecting means at the time of changing the linear velocity is calculated, and the correction information read from the storage means is calculated as the voltage difference. To calculate the control voltage difference when changing the linear velocity,
2. The developing device according to claim 1, wherein a control voltage of said detection means is determined based on said control voltage difference.
前記制御手段は、
当該装置のウォームアップ時に、
標準線速で前記検出手段の出力に応じたトナー濃度制御を実行し、
適正なトナー濃度に調整してから標準線速で前記検出手段によるトナー濃度初期調整を実行することを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
The control means,
When the device warms up,
Executing a toner density control according to the output of the detection means at a standard linear velocity;
2. The developing device according to claim 1, wherein after the toner density is adjusted to an appropriate value, the initial adjustment of the toner density by the detection unit is performed at a standard linear speed.
前記制御手段は、
標準線速から線速降下への変更時に、所定時間内は前記検出手段の出力値に関係なく、トナー補給制御を行わないことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
The control means,
2. The developing device according to claim 1, wherein when changing from the standard linear velocity to the linear velocity descent, the toner replenishment control is not performed within a predetermined time regardless of an output value of the detection unit.
前記現像剤には、
粒径が8.0μm以下のトナーと、粒径が65μm以下のキャリヤから成る2成分混合剤が用いられることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
In the developer,
2. The developing device according to claim 1, wherein a two-component mixture comprising a toner having a particle size of 8.0 [mu] m or less and a carrier having a particle size of 65 [mu] m or less is used.
現像剤担持体を含む現像装置に取り付けられたトナー濃度検出用のセンサ系の制御電圧を調整する方法であって、
現像剤投入時に、前記現像剤担持体の標準線速を含む所定の1/N線速(N=2,3・・・)についてトナー濃度初期調整を行って前記センサ系の制御電圧及び出力電圧を取得すると共に、当該センサ系で現像濃度一定を示す出力電圧が得られる制御電圧を取得し、
前記標準線速時のセンサ系の出力電圧と1/N線速時におけるセンサ系の出力電圧との差及び、前記標準線速時のセンサの制御電圧と1/N線速時におけるセンサ系の制御電圧との差を各々求め、
前記センサ系の出力電圧の差及び制御電圧の差に基づいて線速変更時の補正情報を求め、
当該現像装置起動後の線速変更時には、
前記補正情報に基づいて当該センサ系の制御電圧を演算し、
演算された前記制御電圧を当該センサ系に設定することを特徴とする現像装置の制御方法。
A method for adjusting a control voltage of a sensor system for detecting a toner concentration attached to a developing device including a developer carrier,
When the developer is supplied, the toner concentration is initially adjusted for a predetermined 1 / N linear velocity (N = 2, 3,...) Including the standard linear velocity of the developer carrier, and the control voltage and the output voltage of the sensor system are adjusted. And a control voltage at which an output voltage indicating a constant development density is obtained by the sensor system,
The difference between the output voltage of the sensor system at the standard linear velocity and the output voltage of the sensor system at the 1 / N linear velocity, and the control voltage of the sensor at the standard linear velocity and the sensor system at the 1 / N linear velocity Find the difference from the control voltage,
Find correction information at the time of linear velocity change based on the difference between the output voltage of the sensor system and the difference between the control voltages,
When changing the linear speed after starting the developing device,
Calculating a control voltage of the sensor system based on the correction information;
A control method for a developing device, wherein the calculated control voltage is set in the sensor system.
前記現像装置起動後の線速変更時に、
前記現像剤担持体の標準線速におけるセンサ系の出力電圧と線速変更時のセンサ系の出力電圧との電圧差を算出し、前記電圧差に前記補正情報を演算して線速変更時の制御電圧差を算出し、
前記制御電圧差に基づいて当該センサの制御電圧を決定するようにしたことを特徴とする請求項7に記載の現像装置の制御方法。
When changing the linear speed after starting the developing device,
Calculate the voltage difference between the output voltage of the sensor system at the standard linear speed of the developer carrier and the output voltage of the sensor system at the time of changing the linear speed, calculate the correction information for the voltage difference, and calculate the correction information at the time of changing the linear speed. Calculate the control voltage difference,
8. The method according to claim 7, wherein the control voltage of the sensor is determined based on the control voltage difference.
任意の画像データに基づいて画像を形成する装置であって、
回転可能な感光体と、
前記感光体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感光体に前記画像データに基づいて露光走査し該感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段によって露光された静電潜像を現像する現像装置と、
前記帯電、露光、現像を少なくとも1回行い該感光体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、
前記転写材上に転写されたトナー像を定着する定着手段とを備え、
前記現像装置は、
前記静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤を収容する容器と、
前記現像剤を担持して感光体に付着するために前記容器内で回転可能に設けられた現像剤担持体と、
前記容器に取付けられて現像剤の透磁率を検出する検出手段と、
前記検出手段からの出力電圧及び前記現像剤担持体の線速に基づいて前記容器内にトナーを補給し濃度を制御する制御手段と、
前記検出手段の制御電圧を調整するための補正情報を格納した記憶手段とを有し、
当該装置起動後の線速変更時に、
前記制御手段は、
前記検出手段の制御電圧を検出すると共に、前記記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、
補正後の前記制御電圧で当該検出手段を駆動することを特徴とする画像形成装置。
An apparatus for forming an image based on arbitrary image data,
A rotatable photoconductor,
Charging means for uniformly charging the photoconductor,
An exposure unit configured to form an electrostatic latent image on the photoconductor by performing exposure scanning on the photoconductor charged by the charging unit based on the image data;
A developing device for developing the electrostatic latent image exposed by the exposure unit,
Transfer means for performing the charging, exposure, and development at least once to transfer a toner image formed on the photoconductor to a transfer material;
Fixing means for fixing the toner image transferred on the transfer material,
The developing device includes:
A container containing a developer comprising a non-magnetic toner and a magnetic carrier for developing the electrostatic latent image,
A developer carrier rotatably provided in the container to carry the developer and adhere to the photoconductor,
Detecting means attached to the container for detecting the magnetic permeability of the developer,
Control means for replenishing toner in the container and controlling the density based on the output voltage from the detection means and the linear velocity of the developer carrying member;
Storage means for storing correction information for adjusting the control voltage of the detection means,
When changing the linear speed after starting the device,
The control means includes:
While detecting the control voltage of the detection means, read the correction information from the storage means to correct the control voltage of the detection means,
An image forming apparatus, wherein the detection unit is driven by the corrected control voltage.
前記記憶手段には、少なくとも、
現像剤投入時に、トナー濃度初期調整を行って取得された前記現像剤担持体の標準線速を含む所定の1/N線速(N=2,3・・・)についての前記検出手段の制御電圧及び出力電圧と、
当該検出手段で現像濃度一定を示す出力電圧が得られる制御電圧と、
前記標準線速時の検出手段の出力電圧と1/N線速時における検出手段の出力電圧から求められた第1の電圧差と、
前記標準線速時の検出手段の制御電圧と1/N線速時における検出手段の制御電圧から求められた第2の電圧差と、
前記検出手段の第1の電圧差及び第2の電圧差に基づいて求められた線速変更時の補正係数とが格納されることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
In the storage means, at least,
The control of the detection means for a predetermined 1 / N linear velocity (N = 2, 3,...) Including a standard linear velocity of the developer carrier obtained by performing the initial adjustment of the toner concentration when the developer is supplied. Voltage and output voltage;
A control voltage at which an output voltage indicating a constant development density is obtained by the detection means;
A first voltage difference obtained from the output voltage of the detection means at the standard linear velocity and the output voltage of the detection means at the 1 / N linear velocity;
A second voltage difference obtained from the control voltage of the detection means at the standard linear velocity and the control voltage of the detection means at the 1 / N linear velocity;
The image forming apparatus according to claim 9, wherein a linear velocity change correction coefficient obtained based on the first voltage difference and the second voltage difference of the detection unit is stored.
前記制御手段は、
当該装置起動後の線速変更時に、
前記現像剤担持体の標準線速における検出手段の出力電圧と当該線速変更時の前記検出手段の出力電圧との電圧差を算出し、前記記憶手段から読み出した補正情報を前記電圧差に演算して線速変更時の制御電圧差を算出し、
前記制御電圧差に基づいて当該検出手段の制御電圧を決定するようにしたことを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
The control means,
When changing the linear speed after starting the device,
A voltage difference between an output voltage of the detection unit at a standard linear speed of the developer carrier and an output voltage of the detection unit when the linear speed is changed is calculated, and correction information read from the storage unit is calculated as the voltage difference. To calculate the control voltage difference when changing the linear velocity,
The image forming apparatus according to claim 9, wherein a control voltage of the detection unit is determined based on the control voltage difference.
前記制御手段は、
当該装置のウォームアップ時に、
標準線速で前記検出手段の出力に応じたトナー濃度制御を実行し、
その後、標準線速で前記検出手段によるトナー濃度初期調整を実行することを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
The control means includes:
When the device warms up,
Executing a toner density control according to the output of the detection means at a standard linear velocity,
10. The image forming apparatus according to claim 9, wherein the toner density initial adjustment is performed by the detection unit at a standard linear speed.
前記制御手段は、
標準線速から線速降下への変更時に、所定時間内は前記検出手段の出力値に関係なく、トナー補給制御を行わないことを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
The control means,
10. The image forming apparatus according to claim 9, wherein when changing from the standard linear velocity to the linear velocity drop, the toner supply control is not performed within a predetermined time regardless of an output value of the detection unit.
前記現像剤には、
粒径が8.0μm以下のトナーと、粒径が65μm以下のキャリヤから成る2成分混合剤が用いられることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
In the developer,
10. The image forming apparatus according to claim 9, wherein a two-component mixture comprising a toner having a particle diameter of 8.0 μm or less and a carrier having a particle diameter of 65 μm or less is used.
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