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JP2011154087A - Method for adjusting developing roller position and image forming apparatus - Google Patents

Method for adjusting developing roller position and image forming apparatus Download PDF

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JP2011154087A
JP2011154087A JP2010014160A JP2010014160A JP2011154087A JP 2011154087 A JP2011154087 A JP 2011154087A JP 2010014160 A JP2010014160 A JP 2010014160A JP 2010014160 A JP2010014160 A JP 2010014160A JP 2011154087 A JP2011154087 A JP 2011154087A
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JP
Japan
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developing roller
image
image carrier
toner
forming apparatus
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Application number
JP2010014160A
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Japanese (ja)
Inventor
Futoshi Okazaki
太 岡崎
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Konica Minolta Business Technologies Inc
Original Assignee
Konica Minolta Business Technologies Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for adjusting the width of a development nip area to a predetermined value. <P>SOLUTION: In the image forming apparatus provided with a developing roller by which a developer containing toner and carrier is brought into contact with an image carrier, the developing roller is rotated in a state that relative movement of the image carrier relative to the developing roller is stopped. Thus, two toner adhesion patterns are formed on the image carrier along each other across a belt area, the belt area extending in the direction of the rotary shaft of the developing roller. The width of the belt area sandwiched between the toner attached patterns is measured. According to the measurement result of the width, the dimension of the gap between the developing roller and image carrier is adjusted. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真式の画像形成装置に現像ローラ位置の調整方法に関する。画像形成装置には、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置および複合機(MFP:Multifunction Peripheralsともいう)が含まれる。   The present invention relates to a developing roller position adjusting method for an electrophotographic image forming apparatus. The image forming apparatus includes a printer, a copier, a facsimile machine, and a multifunction peripheral (also referred to as MFP: Multifunction Peripherals).

電子写真法による画像形成では、トナーと磁性のキャリアとを主成分とする現像剤を用いた磁気ブラシ現像が行われる。潜像を担持する像担持体としての感光体ドラムに近接させて現像ローラを配置し、この現像ローラの周面を覆う磁気ブラシを接触させることによって感光体ドラム表面にトナーを付着させる。磁気ブラシは、磁気作用で現像ローラの周面に吸着するキャリアとキャリアに静電吸着したトナーで構成される。感光体ドラムをそれにおける磁気ブラシと接触する部位(現像ニップ領域と呼ばれる)が変わるように回転させるとともに、現像ローラを回転させて磁気ブラシにおけるトナーの豊富な部分を感光体ドラム表面に接触させる。これにより感光体ドラム表面の潜像がトナー像に現像される。現像の後、記録用紙へのトナー像の転写および加熱加圧による定着を経て画像形成が完了する。   In image formation by electrophotography, magnetic brush development using a developer mainly composed of toner and a magnetic carrier is performed. A developing roller is arranged in the vicinity of a photosensitive drum as an image carrier that carries a latent image, and a magnetic brush that covers the peripheral surface of the developing roller is brought into contact with the toner to adhere the toner to the surface of the photosensitive drum. The magnetic brush is composed of a carrier that is attracted to the peripheral surface of the developing roller by magnetic action and toner that is electrostatically attracted to the carrier. The photosensitive drum is rotated so that a portion (referred to as a developing nip region) in contact with the magnetic brush is changed, and the developing roller is rotated to bring a toner-rich portion of the magnetic brush into contact with the surface of the photosensitive drum. As a result, the latent image on the surface of the photosensitive drum is developed into a toner image. After development, the image formation is completed through transfer of the toner image onto a recording sheet and fixing by heating and pressing.

このような現像では、現像ニップ領域の幅(感光体ドラムの周方向の寸法)がトナー像の濃淡に影響する。一般に、現像ニップ領域の幅が大きければトナー像は濃く、幅が小さければトナー像は淡い。現像ニップ領域の幅は現像ローラと感光体ドラムとの距離(以下、現像ギャップという)に依存するので、所望の画質の画像を得るには、現像ギャップを適切に設定する必要がある。   In such development, the width of the development nip region (the dimension in the circumferential direction of the photosensitive drum) affects the density of the toner image. Generally, the toner image is dark when the width of the development nip region is large, and the toner image is light when the width is small. Since the width of the developing nip region depends on the distance between the developing roller and the photosensitive drum (hereinafter referred to as a developing gap), it is necessary to set the developing gap appropriately in order to obtain an image with a desired image quality.

現像ギャップの設定に関係して、トナーとキャリアとの吸着力に影響する像担持体近傍の湿度を測定し、測定結果に応じてトナーの付着が良好になるように現像ギャップを自動調整する技術がある(特許文献1)。また、現像ギャップを光学的に測定するギャップ測定装置を有した画像形成装置が知られている(特許文献2)。   Technology that measures the humidity near the image carrier that affects the attractive force between the toner and the carrier in relation to the setting of the development gap, and automatically adjusts the development gap so that the toner adheres well according to the measurement results (Patent Document 1). Further, an image forming apparatus having a gap measuring device that optically measures a development gap is known (Patent Document 2).

特開平10−333435号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-333435 特開平8−286508号公報JP-A-8-286508

現像ニップ領域の幅には、現像ギャップだけでなく、現像ローラの径方向における磁気ブラシの寸法も影響する。したがって、現像ギャップの大きさを測定して調整したり、湿度や温度といった動作環境に応じて現像ギャップを調整したりしても、必ずしも現像ニップ領域の幅が適正になるとは限らない。   The width of the developing nip region is affected not only by the developing gap but also by the size of the magnetic brush in the radial direction of the developing roller. Therefore, even if the size of the development gap is measured and adjusted, or the development gap is adjusted according to the operating environment such as humidity and temperature, the width of the development nip region is not always appropriate.

本発明は、現像ニップ領域の幅を所望値に調整するための方法および装置を提供することを目的としている。   The present invention aims to provide a method and apparatus for adjusting the width of the development nip region to a desired value.

上記目的を達成する方法は、トナーおよびキャリアを含む現像剤を像担持体に接触させる現像ローラを備えた画像形成装置における現像ローラ位置の調整方法であって、前記現像ローラに対する前記像担持体の相対移動を停止させた状態で前記現像ローラを回転させ、それによって前記像担持体上に前記現像ローラの回転軸方向に延びる帯状の領域を隔てて互いに沿う二つのトナー付着パターンを形成し、前記トナー付着パターンで挟まれた前記帯状の領域の幅を測定し、前記幅の測定結果に応じて、前記現像ローラと前記像担持体との間隙寸法を調整するものである。   A method for achieving the above object is a method for adjusting the position of a developing roller in an image forming apparatus having a developing roller for bringing a developer containing toner and a carrier into contact with the image bearing member. The developing roller is rotated in a state where the relative movement is stopped, thereby forming two toner adhering patterns along each other across a belt-like region extending in the rotation axis direction of the developing roller on the image carrier, The width of the band-like region sandwiched between the toner adhesion patterns is measured, and the gap dimension between the developing roller and the image carrier is adjusted according to the measurement result of the width.

上記目的を達成する装置は、トナーおよびキャリアを含む現像剤を用いて記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体に前記現像剤を接触させる現像ローラとを備え、前記現像ローラに対する前記像担持体の相対移動を停止させた状態で前記現像ローラを回転させることによって、前記像担持体上に前記現像ローラの回転軸方向に延びる帯状の領域を隔てて互いに沿う二つのトナー付着パターンを形成するものである。   An apparatus that achieves the above object is an image forming apparatus that forms an image on a recording medium using a developer containing toner and a carrier, the image carrier carrying a toner image, and the development on the image carrier. A developing roller that contacts the developer, and rotating the developing roller in a state in which the relative movement of the image bearing member with respect to the developing roller is stopped, thereby rotating the developing roller on the image bearing member in the rotation axis direction of the developing roller. Two toner adhesion patterns are formed along each other across an extending belt-like region.

本発明によれば、現像ローラにおける現像剤の担持状態に依存する現像ニップ領域の幅そのものを測定し、現像ニップ領域の幅を所望値に調整することができる。   According to the present invention, it is possible to measure the width of the development nip region itself depending on the state of the developer on the developing roller and adjust the width of the development nip region to a desired value.

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を示す図である。1 is a diagram illustrating an outline of a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 画像形成装置における現像ローラを含む要部の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a main part including a developing roller in the image forming apparatus. トナー付着パターンの形成状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the formation state of a toner adhesion pattern. トナー付着パターンの形成の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of formation of a toner adhesion pattern. トナー付着パターンを検出するセンサの出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of the sensor which detects a toner adhesion pattern. 現像ニップ幅を示す図である。It is a figure which shows the image development nip width. 現像ギャップ調整の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of development gap adjustment. 現像ギャップ調整の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of development gap adjustment. 現像ローラの位置決め機構の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the positioning mechanism of a developing roller. 現像ギャップと現像ニップ幅との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between a development gap and a development nip width.

図1に例示される画像形成装置1は、電子写真法によってカラー画像またはモノクロ画像を形成するタンデム式のカラープリンタである。カラー画像形成時に黒(K)、シアン(C)、マゼンダ(M)およびイエロー(Y)の4色のトナー像を並行して形成するため、画像形成装置1は4個のプロセスユニットUK,UC,UM,UYを有する。黒(K)の像形成のためのプロセスユニットUKは、感光体ドラム11、帯電装置12、プリントヘッド13、現像装置14、一次転写装置15、および清掃装置16を備える。比較的に使用頻度が大きいプロセスユニットUKが他のプロセスユニットUC,UM,UYよりも大型であることを除いて、4個のプロセスユニットUK,UC,UM,UYは基本的に同様の構成要素を備えている。   An image forming apparatus 1 illustrated in FIG. 1 is a tandem color printer that forms a color image or a monochrome image by electrophotography. Since four color toner images of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) are formed in parallel during color image formation, the image forming apparatus 1 includes four process units UK, UC. , UM, UY. The process unit UK for forming a black (K) image includes a photosensitive drum 11, a charging device 12, a print head 13, a developing device 14, a primary transfer device 15, and a cleaning device 16. The four process units UK, UC, UM, UY are basically similar components except that the process unit UK, which is relatively frequently used, is larger than the other process units UC, UM, UY. It has.

なお、各プロセスユニットUK,UC,UM,UYにおいて、その構成要素の全てが一体化されている必要はない。例えばプロセスユニットUKにおいて、帯電装置12および一次転写装置15を他の要素と分けて画像形成装置1に組み付ける構成であってもよい。4個のプロセスユニットUK,UC,UM,UYを作動させるため、画像形成装置1には単一または複数のモータとクラッチとを組み合わせた図示しない駆動機構が備えられる。   It should be noted that not all of the components need to be integrated in each process unit UK, UC, UM, UY. For example, in the process unit UK, the charging device 12 and the primary transfer device 15 may be assembled to the image forming apparatus 1 separately from other elements. In order to operate the four process units UK, UC, UM, UY, the image forming apparatus 1 is provided with a drive mechanism (not shown) that combines a single or a plurality of motors and clutches.

画像形成装置1は、例えば黒色のモノクロ画像の形成において次のように動作する。   The image forming apparatus 1 operates as follows in forming a black monochrome image, for example.

像担持体である感光体ドラム11の表面を帯電装置12が一様に帯電させる。プリントヘッド13が感光体ドラム11に対して光ビーム走査によるパターン露光を行い、形成すべき画像に応じた潜像を感光体ドラム11上に形成する。現像装置14が感光体ドラム11の表面におけるパターン露光によって電荷の消失した部位にトナーを付着させて潜像をトナー像に現像する。一次転写装置15が中間転写ベルト20を感光体ドラム11に押し付ける。これにより感光体ドラム11から中間転写ベルト20へトナー像が一次転写される。中間転写ベルト20の移動に伴って、トナー像は二次転写ローラ23の配置された二次転写位置へ向かう。一方、トナー像の形成と並行して多段式の用紙収納部から所定サイズの記録用紙Pが取り出されて搬送される。記録用紙Pが二次転写位置を通過するとき、二次転写ローラ23が搬送中の記録用紙Pを中間転写ベルト20に押し付ける。これにより中間転写ベルト20から記録用紙Pへトナー像が二次転写される。その後、定着装置24が加熱と加圧とによって記録用紙P上のトナー像を定着させる。定着プロセスを経た記録用紙Pを排紙ローラ対26が排紙トレイへ送り出した時点で、1枚の記録用紙Pへの画像形成が完了する。画像形成中の適切なタイミングで、清掃装置16が感光体ドラム11の表面に残る現像剤を除去し、清掃装置28が中間転写ベルト20の表面に残る現像剤を除去する。   The charging device 12 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 11 as an image carrier. The print head 13 performs pattern exposure by light beam scanning on the photosensitive drum 11 to form a latent image corresponding to the image to be formed on the photosensitive drum 11. The developing device 14 develops the latent image into a toner image by attaching toner to a portion where the charge has disappeared due to pattern exposure on the surface of the photosensitive drum 11. The primary transfer device 15 presses the intermediate transfer belt 20 against the photosensitive drum 11. As a result, the toner image is primarily transferred from the photosensitive drum 11 to the intermediate transfer belt 20. As the intermediate transfer belt 20 moves, the toner image moves to the secondary transfer position where the secondary transfer roller 23 is disposed. On the other hand, in parallel with the formation of the toner image, the recording paper P having a predetermined size is taken out from the multistage paper storage unit and conveyed. When the recording paper P passes the secondary transfer position, the secondary transfer roller 23 presses the recording paper P being conveyed against the intermediate transfer belt 20. As a result, the toner image is secondarily transferred from the intermediate transfer belt 20 to the recording paper P. Thereafter, the fixing device 24 fixes the toner image on the recording paper P by heating and pressing. When the recording paper P that has undergone the fixing process is sent out by the paper discharge roller pair 26 to the paper discharge tray, the image formation on one recording paper P is completed. At an appropriate timing during image formation, the cleaning device 16 removes the developer remaining on the surface of the photosensitive drum 11, and the cleaning device 28 removes the developer remaining on the surface of the intermediate transfer belt 20.

画像形成装置1の動作は制御ユニット100によって制御される。画像形成装置1に内蔵された制御ユニット100は、制御プログラムを実行するコンピュータを備える。制御ユニット100は、画像形成時におけるプロセスユニットUK,UC,UM,UYの駆動制御とともに、後述する現像ニップ幅の測定時におけるプロセスユニットUK,UC,UM,UYの駆動制御を担う。   The operation of the image forming apparatus 1 is controlled by the control unit 100. The control unit 100 built in the image forming apparatus 1 includes a computer that executes a control program. The control unit 100 is responsible for driving control of the process units UK, UC, UM, UY at the time of image formation, and driving control of the process units UK, UC, UM, UY when measuring the development nip width described later.

以下、プロセスユニットUKにおける現像ギャップを調整する方法を説明する。ただし、以下の方法は他のプロセスユニットUC,UM,UYにおける現像ギャップの調整にも適用することができる。   Hereinafter, a method for adjusting the development gap in the process unit UK will be described. However, the following method can also be applied to the adjustment of the development gap in the other process units UC, UM, UY.

図2(A)のように、感光体ドラム11に近接させて現像装置14が配置されている。現像装置14は、装置内を循環する現像剤に図示しないトナー収納器から供給されるトナーを混合する循環混合部14Aと、現像剤からなる図示しない磁気ブラシを感光体ドラム11の表面に接触させる現像ヘッド部14Bとから構成される。現像ヘッド部14Bが現像剤担持体としての現像ローラ40を有しており、現像時に現像ローラ40を回転させて感光体ドラム11の表面にトナーを連続的に供給する。現像ローラ40については、循環混合部14Aにおける現像剤の攪拌および循環のための可動部が停止した状態でも回転させることができる回転力伝達機構46(図6(B)参照)が設けられている。現像ローラ40の周面と感光体ドラム11の周面との間の間隙が現像ギャップDgである。一般に現像ギャップDgの値は0.5mm程度とされる。   As shown in FIG. 2A, the developing device 14 is disposed in the vicinity of the photosensitive drum 11. The developing device 14 contacts the surface of the photosensitive drum 11 with a circulating mixing unit 14A that mixes toner supplied from a toner container (not shown) with the developer circulating in the device, and a magnetic brush (not shown) made of the developer. And a developing head portion 14B. The developing head unit 14B has a developing roller 40 as a developer carrying member, and rotates the developing roller 40 during development to continuously supply toner to the surface of the photosensitive drum 11. The developing roller 40 is provided with a rotational force transmission mechanism 46 (see FIG. 6B) that can be rotated even when the movable part for stirring and circulating the developer in the circulating and mixing unit 14A is stopped. . A gap between the peripheral surface of the developing roller 40 and the peripheral surface of the photosensitive drum 11 is a development gap Dg. Generally, the value of the development gap Dg is about 0.5 mm.

現像ギャップDgの調整に関係する濃度計測装置43が、感光体ドラム11の近傍に配置されている。濃度計測装置43の配置位置は、感光体ドラム11の回転方向(図では時計周り)において、現像装置14よりも下流で一次転写位置よりも上流の位置である。図2(B)のように、濃度計測装置43は感光体ドラム11の回転軸方向(長手方向)の一端部と他端部とにそれぞれ配置され、感光体ドラム11の表面の反射濃度に応じた検出信号を出力する。各濃度計測装置43の検出信号は上述の制御ユニット100へ入力され、現像ニップ幅の測定に用いられる。例示では反射濃度の検出ポイントが2箇所であるが、これに限らない。例えば、長手方向の中央の1箇所のみを検出ポイントとしてもよいし、3箇所以上の検出ポイントを設けて現像ニップ幅の長手方向のばらつきを詳しく測定するようにしてもよい。   A density measuring device 43 related to the adjustment of the development gap Dg is disposed in the vicinity of the photosensitive drum 11. The arrangement position of the density measuring device 43 is a position downstream of the developing device 14 and upstream of the primary transfer position in the rotation direction of the photosensitive drum 11 (clockwise in the drawing). As shown in FIG. 2B, the density measuring device 43 is disposed at one end and the other end in the rotation axis direction (longitudinal direction) of the photosensitive drum 11, and corresponds to the reflection density on the surface of the photosensitive drum 11. The detected signal is output. The detection signal of each density measuring device 43 is input to the above-described control unit 100 and used for measuring the development nip width. In the illustration, there are two reflection density detection points, but the present invention is not limited to this. For example, only one central point in the longitudinal direction may be used as the detection point, or three or more detection points may be provided to measure the variation in the longitudinal direction of the development nip width in detail.

現像ギャップDgの調整は現像ニップ幅の測定結果に基づいて行われる。現像ニップ幅とは、感光体ドラム11の表面のうちの現像ローラ40から実質的にトナー供給を受ける現像ニップ領域の周方向寸法である。現像ニップ領域は図3に模式的に示される高さ1mm弱程度の磁気ブラシ90と実質的に接触する領域であって、図3では現われていないが長手方向に延びる帯状の領域である。現像ニップ幅を測定するため、画像形成装置1は感光体ドラム11の表面に二つのトナー付着パターン91,92を形成する。現像ニップ幅の測定手順が図4(A)〜(D)によって示される。   The adjustment of the development gap Dg is performed based on the measurement result of the development nip width. The development nip width is a circumferential dimension of a development nip region that is substantially supplied with toner from the development roller 40 on the surface of the photosensitive drum 11. The development nip region is a region that is substantially in contact with the magnetic brush 90 having a height of less than 1 mm schematically shown in FIG. 3, and is a strip-like region that does not appear in FIG. 3 but extends in the longitudinal direction. In order to measure the development nip width, the image forming apparatus 1 forms two toner adhesion patterns 91 and 92 on the surface of the photosensitive drum 11. The procedure for measuring the development nip width is shown in FIGS.

図4(A)のように、感光体ドラム11の回転が停止した状態で現像ローラ40を回転させる。このとき、感光体ドラム11を接地して表面電位をほぼ0ボルトにしておく。現像ローラ40の回転数については、検出に十分な濃さのトナー像が形成される数以上であればよいが、必要以上にトナーを飛散させないために最小限の数に選定するのが望ましい。例えば2〜10回転程度とする。また、現像ローラ40には適度のバイアス電圧を印加する。バイアス電圧については、感光体ドラム11にトナーが付着しかつキャリアが付着しないように設定する必要があり、例えば現像ローラ40の表面電位が感光体ドラム11の表面電位に対して300〜1200ボルト程度低い電位(−300〜−1200ボルト)となるようにする。   As shown in FIG. 4A, the developing roller 40 is rotated while the rotation of the photosensitive drum 11 is stopped. At this time, the photosensitive drum 11 is grounded and the surface potential is set to approximately 0 volts. The number of rotations of the developing roller 40 may be equal to or greater than the number at which a toner image having a sufficient density for detection is formed, but it is desirable to select the minimum number so that the toner is not scattered more than necessary. For example, about 2 to 10 rotations. An appropriate bias voltage is applied to the developing roller 40. The bias voltage needs to be set so that the toner adheres to the photosensitive drum 11 and the carrier does not adhere. For example, the surface potential of the developing roller 40 is about 300 to 1200 volts with respect to the surface potential of the photosensitive drum 11. A low potential (−300 to −1200 volts) is set.

現像ローラ40の回転によって、図4(B)のとおり感光体ドラム11における現像ニップ領域の周方向の両側に溜るようにトナーが付着する。磁気ブラシ90との接触によって現像ニップ領域とその近傍に付着したトナーのうち、現像ニップ領域に付着したトナーは現像ローラ40の回転に追従する磁気ブラシ90の移動に伴って、磁気ブラシ90中のキャリアによって掻き取られる。掻き取られたトナーは磁気ブラシ90に戻ったり、現像ニップ領域の近傍に掃き出されたりする。これにより、現像ニップ領域にはトナーがほとんど付着しておらず現像ニップ領域の近傍にトナーが付着した状態が得られる。   As the developing roller 40 rotates, the toner adheres so as to accumulate on both sides of the developing nip region in the photosensitive drum 11 in the circumferential direction as shown in FIG. Of the toner adhering to and near the developing nip region due to contact with the magnetic brush 90, the toner adhering to the developing nip region moves in the magnetic brush 90 as the magnetic brush 90 moves following the rotation of the developing roller 40. It is scraped off by the carrier. The toner scraped off returns to the magnetic brush 90 or is swept out in the vicinity of the developing nip region. As a result, almost no toner is attached to the development nip region, and a state where the toner is attached in the vicinity of the development nip region is obtained.

現像ニップ領域の両側にトナー付着パターンを形成した後、現像ローラ40の回転を停止させる。そして、図4(C),(D)のように、トナー付着パターンが濃度計測装置43の検出ポイントを通過するように感光体ドラム11を一定速度で回転させる。感光体ドラム11の表面におけるトナーの付着した部分の反射濃度は他の部分の反射濃度よりも大きいので、濃度計測装置43によってトナー付着パターンを検出することができる。   After the toner adhesion pattern is formed on both sides of the development nip area, the rotation of the development roller 40 is stopped. Then, as shown in FIGS. 4C and 4D, the photosensitive drum 11 is rotated at a constant speed so that the toner adhesion pattern passes the detection point of the density measuring device 43. Since the reflection density of the toner-attached portion on the surface of the photosensitive drum 11 is higher than the reflection density of the other portions, the toner measurement pattern can be detected by the density measuring device 43.

図5に示されるような濃度計測装置43の出力信号において、現像ニップ領域の一端側のトナー付着パターンが通過してから他端側のトナー付着パターンが検出ポイントに到着するまでの時間Tdが現像ニップ幅に対応する。時間Tdが長いほど現像ニップ幅は大きい。この時間Tdと感光体ドラム11の回転周速度との積が現像ニップ幅の値となる。   In the output signal of the density measuring device 43 as shown in FIG. 5, the time Td from when the toner adhesion pattern at one end of the development nip region passes until the toner adhesion pattern at the other end arrives at the detection point is the development time. Corresponds to the nip width. The longer the time Td, the larger the development nip width. The product of the time Td and the rotational peripheral speed of the photosensitive drum 11 is the value of the development nip width.

濃度計測装置43の出力信号に基づく時間Tdの判定では、現像ニップ領域における反射濃度がトナーの掻き取りの状況によっては地肌濃度より大きいことがあるので、信号のカットオフを行い、あるレベル以上の濃度を検出する。図5のように二つのピークを呈する濃度の時間的変化において、ピークからピークまでの時間を測定すると、トナーの付着状態や飛散状態といった不定要素の影響を受ける。このため、最初のピーク時点の後、検出濃度がカットオフレベルに低下した時点から次のピーク時点以前であって検出濃度がカットオフレベルから増大し始めた時点までの時間、すなわち検出濃度がカットレベルである期間を時間Tdとして測定する。   In the determination of the time Td based on the output signal of the density measuring device 43, the reflection density in the development nip region may be larger than the background density depending on the state of scraping of the toner. Detect concentration. As shown in FIG. 5, when the time from peak to peak is measured in the time-dependent change in density that exhibits two peaks, it is affected by indefinite factors such as the toner adhesion state and the scattering state. For this reason, after the first peak time, the time from when the detected concentration drops to the cutoff level to the time before the next peak time and when the detected concentration starts to increase from the cutoff level, that is, the detected concentration is cut. A period that is a level is measured as time Td.

図6(A),(B)に示されるとおり、現像ニップ幅Dnの測定のために形成されるトナー付着パターン91,92は、感光体ドラム11および現像ローラ40の長手方向に延びる帯状の現像ニップ領域93を隔てて互いに沿う。トナー付着パターン91,92の形状は巨視的には帯状となる。重要なのは各トナー付着パターン91,92における現像ニップ領域93の側の端縁であり、各トナー付着パターン91,92における現像ニップ領域93から遠い側の端縁の位置や形状は重要ではない。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the toner adhesion patterns 91 and 92 formed for the measurement of the development nip width Dn are belt-like developments extending in the longitudinal direction of the photosensitive drum 11 and the development roller 40. The nip regions 93 are separated from each other. The shapes of the toner adhesion patterns 91 and 92 are macroscopically band-like. What is important is the edge on the development nip region 93 side in each toner adhesion pattern 91, 92, and the position and shape of the edge on the side far from the development nip region 93 in each toner adhesion pattern 91, 92 is not important.

図6(B)の例示では、トナー付着パターン91,92における現像ニップ領域93の側の端縁どうしが実質的に平行である。つまり、現像ニップ幅Dnが現像ニップ領域93の全長にわたって均等である。したがって、二つの濃度計測装置43の出力は実質的に同じになる。この場合、実際の画像形成において現像以外のプロセスが正常であれば、長手方向のムラがない画像が形成される。ただし、現像ニップ幅Dnが予め定められた適正範囲内でなければ、現像ニップ幅Dnの適正化が必要である。   In the example of FIG. 6B, the edges on the developing nip region 93 side in the toner adhesion patterns 91 and 92 are substantially parallel to each other. That is, the development nip width Dn is uniform over the entire length of the development nip region 93. Accordingly, the outputs of the two concentration measuring devices 43 are substantially the same. In this case, if processes other than development are normal in actual image formation, an image having no longitudinal unevenness is formed. However, if the development nip width Dn is not within a predetermined appropriate range, it is necessary to optimize the development nip width Dn.

画像形成装置1は、現像ニップ幅Dnを適正化するために上述の現像ギャップDgを自動調整する。濃度計測装置43の出力に基づいて測定した現像ニップ幅Dnの値が適正値よりも小さい場合には、感光体ドラム11と現像ローラ40とを相対的に近づける。例えば、現像ローラ40の両側に配置された位置決め機構48を同様に駆動することによって、現像ローラ40を長手方向の全長にわたって均等に感光体ドラム11に近づける。また、逆に現像ニップ幅Dnの測定値が適正値よりも大きい場合には、現像ローラ40を長手方向の全長にわたって均等に感光体ドラム11から遠ざける。どちらの場合も現像ローラ40と一体に現像装置14全体を移動させ、現像装置14内部の動作条件を変化させないのが望ましい。   The image forming apparatus 1 automatically adjusts the above-described development gap Dg in order to optimize the development nip width Dn. When the value of the developing nip width Dn measured based on the output of the density measuring device 43 is smaller than the appropriate value, the photosensitive drum 11 and the developing roller 40 are brought relatively close to each other. For example, by similarly driving the positioning mechanisms 48 arranged on both sides of the developing roller 40, the developing roller 40 is brought close to the photosensitive drum 11 uniformly over the entire length in the longitudinal direction. Conversely, when the measured value of the development nip width Dn is larger than the appropriate value, the developing roller 40 is evenly moved away from the photosensitive drum 11 over the entire length in the longitudinal direction. In either case, it is desirable that the entire developing device 14 is moved integrally with the developing roller 40 and the operating conditions inside the developing device 14 are not changed.

図7および図8では現像ニップ幅が均等でない場合の現像ギャップ調整が例示されている。   7 and 8 illustrate the development gap adjustment when the development nip width is not uniform.

図7(A)の例では、二つの帯状のトナー付着パターン91b,92bの間の現像ニップ領域93bが、図における左側から右側に向かうにつれて細くなっている。すなわち、左側の現像ニップ幅Dn1の値よりも右側の現像ニップ幅Dn2の値が小さい。このように左右の現像ニップ幅Dn1,Dn2の値が異なる典型的な状況は、感光体ドラム11に対して現像ローラ40が傾いている状況である。これの発生原因として、組み付け誤差や経年変化が挙げられる。   In the example of FIG. 7A, the development nip region 93b between the two belt-like toner adhesion patterns 91b and 92b becomes narrower from the left side to the right side in the drawing. That is, the value of the right development nip width Dn2 is smaller than the value of the left development nip width Dn1. A typical situation in which the values of the left and right development nip widths Dn 1 and Dn 2 are different is a situation in which the developing roller 40 is inclined with respect to the photosensitive drum 11. The cause of this is assembly error and secular change.

ムラのない画像を形成するには、左右の現像ニップ幅Dn1,Dn2を均等にする必要がある。現像ニップ幅Dn1,Dn2を均等にするには、測定した2箇所の現像ニップ幅Dn1,Dn2のうちの広い方に対応する現像ローラ40の一端側(本例では左側)を感光体ドラム11から遠ざけるか、現像ローラ40の他端側(本例では右側)を感光体ドラム11に近づけるか、または一端側を遠ざけかつ他端側を近づけるかの、いずれかの位置調整を行えばよい。図7(B)では位置調整後の現像ローラ40が実線で描かれ、位置調整前の現像ローラ40の位置が一点鎖線で示されている。   In order to form a uniform image, it is necessary to make the left and right development nip widths Dn1 and Dn2 uniform. In order to make the developing nip widths Dn1 and Dn2 uniform, one end side (left side in this example) of the developing roller 40 corresponding to the wider one of the two measured developing nip widths Dn1 and Dn2 is separated from the photosensitive drum 11. It is only necessary to adjust the position of the developer roller 40, or move the other end side (right side in this example) of the developing roller 40 closer to the photosensitive drum 11, or move one end side away and bring the other end side closer. In FIG. 7B, the developing roller 40 after the position adjustment is drawn by a solid line, and the position of the developing roller 40 before the position adjustment is shown by a one-dot chain line.

図8(A)の例では、現像ローラ40が感光体ドラム11に対して傾いていないにもかかわらず、二つの帯状のトナー付着パターン91c,92cの間の現像ニップ領域93cが図における左側から右側に向かうにつれて太くなっている。すなわち、左側の現像ニップ幅Dn3の値よりも右側の現像ニップ幅Dn4の値が大きい。この場合、磁気ブラシ90cの高さ(現像ローラ40の径方向寸法)が一様でない状況が考えられる。磁気ブラシ90cの高さを規制するために現像装置14に備わるブレードのばらつきや取り付け誤差に起因してこの状況が生じる。   In the example of FIG. 8A, the developing nip region 93c between the two belt-like toner adhesion patterns 91c and 92c is seen from the left side in the drawing even though the developing roller 40 is not inclined with respect to the photosensitive drum 11. It gets thicker as you go to the right. That is, the value of the right development nip width Dn4 is larger than the value of the left development nip width Dn3. In this case, a situation is considered in which the height of the magnetic brush 90c (the radial dimension of the developing roller 40) is not uniform. This situation occurs due to variations in blades provided in the developing device 14 and mounting errors in order to regulate the height of the magnetic brush 90c.

図8(A)のような場合にも、現像ローラ40の位置調整によって現像ニップ幅Dn3,Dn4を均等にすることができる。測定した2箇所の現像ニップ幅Dn3,Dn4のうちの広い方に対応する現像ローラ40の一端側(本例では右側)を感光体ドラム11から遠ざけるか、現像ローラ40の他端側(本例では左側)を感光体ドラム11に近づけるか、または一端側を遠ざけかつ他端側を近づけるかの、いずれかの位置調整を行えばよい。図8(B)において位置調整後の現像ローラ40が実線で描かれ、位置調整前の現像ローラ40の位置が一点鎖線で示されている。   Also in the case of FIG. 8A, the development nip widths Dn3 and Dn4 can be made uniform by adjusting the position of the developing roller 40. One end side (right side in this example) of the developing roller 40 corresponding to the wider one of the measured two development nip widths Dn3 and Dn4 is moved away from the photosensitive drum 11 or the other end side of the developing roller 40 (this example). The left side) may be moved closer to the photosensitive drum 11 or one end side may be moved away and the other end side moved closer. In FIG. 8B, the developing roller 40 after the position adjustment is drawn by a solid line, and the position of the developing roller 40 before the position adjustment is shown by a one-dot chain line.

図9は位置決め機構48の構成を示す。位置決め機構48は、現像装置14の支持体によって支持される付勢部材482および調整ネジ484を備える。付勢部材482は、現像ローラ40の回転シャフト401を感光体ドラム11から遠ざけるように付勢する。調整ネジ484は付勢部材482の付勢方向に沿って移動可能に配置されている。先端が回転シャフト401と当接する状態の調整ネジ484を図示しない駆動源が前進させると、付勢部材482の付勢力に打ち勝って現像ローラ40が感光体ドラム11に近づく。調整ネジ484が後進すると、付勢部材482の付勢力によって現像ローラ40が感光体ドラム112から遠ざかる。   FIG. 9 shows the configuration of the positioning mechanism 48. The positioning mechanism 48 includes an urging member 482 and an adjustment screw 484 that are supported by the support of the developing device 14. The urging member 482 urges the rotating shaft 401 of the developing roller 40 to move away from the photosensitive drum 11. The adjustment screw 484 is disposed so as to be movable along the urging direction of the urging member 482. When a driving source (not shown) advances the adjustment screw 484 whose tip is in contact with the rotating shaft 401, the developing roller 40 approaches the photosensitive drum 11 by overcoming the urging force of the urging member 482. When the adjustment screw 484 moves backward, the developing roller 40 is moved away from the photosensitive drum 112 by the biasing force of the biasing member 482.

図10のグラフで示されるとおり、現像ニップ幅は現像ローラ40が担持する現像剤の量(現像装置内で現像ローラ40に搬送される現像剤の量)に依存する。現像剤量が少ない時には、比較的に現像ニップ領域が狭く現像ニップ幅が小さい。現像剤量が多い時には、比較的に現像ニップ領域が広く現像ニップ幅が大きい。現像剤量には、キャリアとトナーとの混合比に依存するかさ密度の変化、環境による現像剤の帯電量の変化、現像剤の劣化、現像ローラの劣化などが関係する。   As shown in the graph of FIG. 10, the development nip width depends on the amount of developer carried by the developing roller 40 (the amount of developer conveyed to the developing roller 40 in the developing device). When the developer amount is small, the development nip region is relatively narrow and the development nip width is small. When the amount of developer is large, the development nip region is relatively wide and the development nip width is large. The developer amount is related to a change in the bulk density depending on the mixing ratio of the carrier and the toner, a change in the charge amount of the developer due to the environment, the deterioration of the developer, the deterioration of the developing roller, and the like.

現像ニップ幅は現像剤量に依存するものの、現像ニップ幅が長手方向に沿って均一になるように、トナー付着パターンの検出情報に基づいて現像ギャップを調整することは可能である。例えば、感光体ドラム11の回転周速度が50mm/secであって、2個の濃度計測装置43の片方に出力においてカットオフレベル期間である時間Tdが0.11secであったとする。この場合に現像ニップ幅を計算すると、5.5mmとなる。仮に現像剤量が少なかったとすると、グラフから現像ギャップはおよそ0.35mmであるとわかる。残りの片方の濃度計測装置43の出力に基づく時間Tdが上記0.11secと異なるときには、現像ニップ幅が長手方向において均等でないので、2個の濃度計測装置43の出力に基づく時間Tdが同一になるように、画像形成装置1は現像ギャップを調整する。調整後に時間Tdを再度測定して調整する動作を繰り返し、より精密に調整することもできる。   Although the development nip width depends on the developer amount, it is possible to adjust the development gap based on the detection information of the toner adhesion pattern so that the development nip width becomes uniform along the longitudinal direction. For example, it is assumed that the rotational peripheral speed of the photosensitive drum 11 is 50 mm / sec, and the time Td, which is a cutoff level period at the output to one of the two density measuring devices 43, is 0.11 sec. In this case, the development nip width is calculated to be 5.5 mm. If the amount of developer is small, the graph shows that the development gap is about 0.35 mm. When the time Td based on the output of the remaining one of the density measuring devices 43 is different from 0.11 sec, the developing nip width is not uniform in the longitudinal direction, so the times Td based on the outputs of the two density measuring devices 43 are the same. Thus, the image forming apparatus 1 adjusts the development gap. After the adjustment, the operation of measuring and adjusting the time Td again can be repeated to adjust more precisely.

現像ギャップ調整の実施時期は、画像形成中を除いて任意である。例えば、画像形成装置1を製造する工場での出荷前の調整として、または出荷後の適時のメンテナンス調整として現像ギャップ調整を行うことができる。制御ユニット100に調整のための駆動制御を実行させる操作スイッチをハードウェアまたはソフトウェアによって設けておけばよい。   The timing of developing gap adjustment is arbitrary except during image formation. For example, the development gap can be adjusted as an adjustment before shipment at a factory that manufactures the image forming apparatus 1 or as a timely maintenance adjustment after shipment. An operation switch that causes the control unit 100 to execute drive control for adjustment may be provided by hardware or software.

以上の実施形態によれば、現像ニップ領域の幅を2箇所で測定して現像ギャップを調整するので、感光体ドラム11の回転軸に対して現像ローラ40の回転軸が傾いていたり、磁気ブラシ90,90cに高さが単調に変化する傾斜分布があったりしても、回転軸方向の濃度ムラの低減された画像を形成することができる。   According to the above embodiment, the width of the development nip region is measured at two locations to adjust the development gap, so that the rotation shaft of the developing roller 40 is inclined with respect to the rotation shaft of the photosensitive drum 11, or the magnetic brush Even if there is an inclination distribution whose height changes monotonically at 90 and 90c, an image with reduced density unevenness in the direction of the rotation axis can be formed.

上述の実施形態の画像形成装置1は現像ギャップを自動調整する機能を有するが、これに限らない。位置決め機構48の調整ネジ484を手動で移動させる構成を採用することができる。その場合、濃度計測装置43の出力に基づく時間Tdの測定結果、または測定結果に応じた調整量を示す情報を、操作パネルのディスプレイに表示したり、外部の表示装置にデータ信号の形で出力したりすれば、手動調整の作業者が測定結果を作業に反映させることができる。   The image forming apparatus 1 of the above-described embodiment has a function of automatically adjusting the development gap, but is not limited thereto. A configuration in which the adjustment screw 484 of the positioning mechanism 48 is manually moved can be employed. In that case, the measurement result of the time Td based on the output of the concentration measuring device 43 or information indicating the adjustment amount corresponding to the measurement result is displayed on the display of the operation panel or output in the form of a data signal to an external display device. Then, the manual adjustment operator can reflect the measurement result in the work.

また、必ずしも画像形成装置1が現像ニップ幅を測定する必要はない。トナー付着パターン91、92、91b、92b、91c、92cを形成した後、通常の画像形成と同様にトナー付着パターン91、92、91b、92b、91c、92cを記録用紙Pに転写して排紙するように動作を設定してもよい。排紙された記録用紙Pに定着している二つのトナー付着パターンの間の寸法を作業者または測定装置が測れば、現像ニップ幅がわかる。   Further, it is not always necessary for the image forming apparatus 1 to measure the development nip width. After the toner adhesion patterns 91, 92, 91b, 92b, 91c, and 92c are formed, the toner adhesion patterns 91, 92, 91b, 92b, 91c, and 92c are transferred to the recording paper P and discharged in the same manner as normal image formation. The operation may be set so as to. If the operator or measuring device measures the dimension between the two toner adhesion patterns fixed on the discharged recording paper P, the developing nip width can be determined.

上述の実施形態の他の変形として、位置決め機構48を現像ローラ40の片側のみに配置し、現像ローラ40の片側の端部を前方または後方に移動させて、現像ギャップDgの長手方向の均等化を行うようにしてもよい。   As another modification of the above-described embodiment, the positioning mechanism 48 is disposed only on one side of the developing roller 40, and the end of one side of the developing roller 40 is moved forward or backward to equalize the developing gap Dg in the longitudinal direction. May be performed.

現像する潜像を担持する像担持体として感光体ドラム以外の感光体ローラや感光体ベルトといった、現像ローラ40と巨視的に線接触の形で対向する構造体を用いることができる。   As an image carrier for carrying a latent image to be developed, a structure such as a photoreceptor roller other than the photoreceptor drum or a photoreceptor belt, which is opposed to the developing roller 40 in a macroscopic line contact manner, can be used.

画像形成装置1はカラープリンタに限らず、モノクロプリンタ、複写機、複合機など、電子写真プロセスによる画像形成を行うものであればよい。   The image forming apparatus 1 is not limited to a color printer, and may be any apparatus that forms an image by an electrophotographic process, such as a monochrome printer, a copying machine, or a multifunction machine.

1 画像形成装置
11 感光体ドラム(像担持体)
40 現像ローラ
90,90c 磁気ブラシ(現像剤)
91,92,91b,92b,91c,92c トナー付着パターン
93,93b,93c 現像ニップ領域(帯状の領域)
Dn,Dn1,Dn2,Dn3,Dn4 現像ニップ幅
Dg 現像ギャップ(現像ローラと像担持体との間の間隙)
48 位置決め機構
43 濃度計測装置(センサ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 11 Photosensitive drum (image carrier)
40 Developing roller 90, 90c Magnetic brush (developer)
91, 92, 91b, 92b, 91c, 92c Toner adhesion pattern 93, 93b, 93c Development nip area (band-like area)
Dn, Dn1, Dn2, Dn3, Dn4 Development nip width Dg Development gap (gap between development roller and image carrier)
48 Positioning mechanism 43 Concentration measuring device (sensor)

Claims (6)

トナーおよびキャリアを含む現像剤を像担持体に接触させる現像ローラを備えた画像形成装置における現像ローラ位置の調整方法であって、
前記現像ローラに対する前記像担持体の相対移動を停止させた状態で前記現像ローラを回転させ、それによって前記像担持体上に前記現像ローラの回転軸方向に延びる帯状の領域を隔てて互いに沿う二つのトナー付着パターンを形成し、
前記トナー付着パターンで挟まれた前記帯状の領域の幅を測定し、
前記幅の測定結果に応じて、前記現像ローラと前記像担持体との間の間隙寸法を調整する
ことを特徴とする現像ローラ位置の調整方法。
A method for adjusting a developing roller position in an image forming apparatus including a developing roller for bringing a developer including toner and a carrier into contact with an image carrier,
The developing roller is rotated in a state in which the relative movement of the image carrier with respect to the developing roller is stopped, and thereby, two belts are formed along each other across a belt-like region extending in the direction of the rotation axis of the developing roller on the image carrier. Forming two toner adhesion patterns,
Measure the width of the band-like region sandwiched between the toner adhesion patterns,
A developing roller position adjusting method, wherein a gap dimension between the developing roller and the image carrier is adjusted according to the measurement result of the width.
前記帯状の領域における前記の回転軸方向の両端部の幅を測定し、
測定した2箇所の幅のうちの広い方に対応する前記現像ローラの一端側を前記像担持体から遠ざけるか、前記現像ローラの他端側を前記像担持体に近づけるか、または前記一端側を前記像担持体から遠ざけかつ前記他端側を前記像担持体に近づける
請求項1記載の現像ローラ位置の調整方法。
Measure the width of both ends in the direction of the rotation axis in the band-shaped region,
The one end side of the developing roller corresponding to the wider one of the two measured widths is moved away from the image carrier, the other end side of the developing roller is brought closer to the image carrier, or the one end side is moved The developing roller position adjusting method according to claim 1, wherein the developing roller position is moved away from the image carrier and the other end side is brought closer to the image carrier.
トナーおよびキャリアを含む現像剤を用いて記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
トナー像を担持する像担持体と
前記像担持体に前記現像剤を接触させる現像ローラとを備え、
前記現像ローラに対する前記像担持体の相対移動を停止させた状態で前記現像ローラを回転させることによって、前記像担持体上に前記現像ローラの回転軸方向に延びる帯状の領域を隔てて互いに沿う二つのトナー付着パターンを形成する
ことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus for forming an image on a recording medium using a developer containing toner and a carrier,
An image carrier that carries a toner image; and a developing roller that brings the developer into contact with the image carrier;
By rotating the developing roller in a state where the relative movement of the image carrier with respect to the developing roller is stopped, two belts that extend along the rotation axis of the developing roller are separated from each other with a belt-like region extending on the developing roller. An image forming apparatus that forms two toner adhesion patterns.
前記現像ローラを位置調整可能に位置決めする機構と、
前記像担持体上のトナー像の濃度を検出するセンサとをさらに備え、
前記トナー付着パターンが形成された前記像担持体を前記センサに対して相対移動させ、
前記センサによる前記二つのトナー付着パターンの検出時期の差に応じて、前記機構によって前記現像ローラと前記像担持体との間隙寸法を自動調整する
請求項3記載の画像形成装置。
A mechanism for positioning the developing roller so that the position can be adjusted;
A sensor for detecting the density of the toner image on the image carrier,
Moving the image carrier on which the toner adhesion pattern is formed relative to the sensor;
The image forming apparatus according to claim 3, wherein a gap dimension between the developing roller and the image carrier is automatically adjusted by the mechanism according to a difference in detection timing of the two toner adhesion patterns by the sensor.
前記像担持体上のトナー像の濃度を検出するセンサをさらに備え、
前記二つのトナー付着パターンが形成された前記像担持体を前記センサに対して相対移動させ、
前記センサによる前記二つのトナー付着パターンの検出時期の差を示す測定情報を出力する
請求項3記載の画像形成装置。
A sensor for detecting the density of the toner image on the image carrier;
Moving the image carrier on which the two toner adhesion patterns are formed relative to the sensor;
The image forming apparatus according to claim 3, wherein measurement information indicating a difference between detection times of the two toner adhesion patterns by the sensor is output.
前記二つのトナー付着パターンを記録用紙に転写して排出する
請求項3記載の画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the two toner adhesion patterns are transferred to a recording sheet and discharged.
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