JP4732261B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ等に用いられ、像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって現像し、これを記録材上に転写定着させる電子写真方式の画像形成装置に関するものである。 The present invention is used in, for example, copying machines, printers, facsimiles, and the like, and develops an electrostatic latent image formed on an image carrier with toner, and transfers and fixes the image onto a recording material. It is about.
近年、電子写真方式を用いた画像形成装置において、高速化、カラー化、高画質化、高信頼性化の流れが加速している。これに加え、トナーの消費量を低減し、環境に配慮するといった市場の様々な要求に応じるべく研究開発が行われている。 In recent years, in an image forming apparatus using an electrophotographic system, the flow of speeding up, colorization, high image quality, and high reliability is accelerating. In addition to this, research and development are being conducted to meet various market demands such as reducing toner consumption and considering the environment.
各種の検知/制御技術の進歩に伴い、電子写真方式の画像形成装置においても、所謂プロセスコントロール(以下「プロコン」という)を行い、画質を高品位な状態に安定して保つための制御が多数実施あるいは提案されている。一般的なプロコンには、以下のような手法が用いられる。 Along with the advancement of various detection / control technologies, electrophotographic image forming apparatuses also perform so-called process control (hereinafter referred to as “procon”), and many controls are used to stably maintain high image quality. Implemented or proposed. The following methods are used for general process control.
(A−1)感光体上に形成された基準トナーパッチの光学反射率(反射光濃度)を検知し、これに基づいて、トナー像に含まれるトナー量が最適になるように各部を制御する手法
モノクロ機などでは中間転写体あるいは用紙搬送も兼用した転写ベルトがないため、感光体上に形成された基準トナーパッチのトナー付着量(トナー濃度)を検知する手法が一般的である。そして、得られたトナー付着量(トナー濃度)に基づいて、所望の現像トナー量を得るための現像バイアス条件などを調節する。
(A-1) The optical reflectance (reflected light density) of the reference toner patch formed on the photoconductor is detected, and based on this, each unit is controlled so that the amount of toner contained in the toner image is optimized. Method Since a monochrome machine or the like does not have an intermediate transfer member or a transfer belt also used for paper conveyance, a method of detecting a toner adhesion amount (toner density) of a reference toner patch formed on a photosensitive member is generally used. Then, based on the obtained toner adhesion amount (toner concentration), a developing bias condition for obtaining a desired developing toner amount is adjusted.
(A−2)中間転写体上の基準トナーパッチの光学反射率(反射光濃度)を検知し、これに基づいて各部を制御する手法
この手法は、カラー機においてよく用いられ、感光体上に形成された基準トナーパッチを中間転写体(用紙搬送も兼用した転写ベルトなど)上に一旦転写し、転写した基準トナーパッチのトナー付着量(トナー濃度)を検知するとともに、得られたトナー付着量(トナー濃度)に基づいて、所望の現像トナー量あるいは転写トナー量が得られるように、現像条件や転写条件を制御する。
(A-2) A method of detecting the optical reflectance (reflected light density) of the reference toner patch on the intermediate transfer member and controlling each part based on this. This method is often used in a color machine, and is applied on the photosensitive member. The formed reference toner patch is temporarily transferred onto an intermediate transfer member (such as a transfer belt also used for paper conveyance), and the toner adhesion amount (toner density) of the transferred reference toner patch is detected, and the obtained toner adhesion amount Based on (toner density), the development conditions and transfer conditions are controlled so that a desired amount of developed toner or transferred toner can be obtained.
以上の手法に加えて、さらに、感光体の表面電位(帯電電位および中間調状態を含む露光電位)を検知し、最適な帯電条件および露光条件となるように各部を制御する手法や、2成分系の現像システムではトナー濃度(キャリヤとトナーの比率)を検知して、所望のトナー濃度となるようにトナー補給条件を制御する手法を併用する場合もある。 In addition to the above methods, a method of detecting the surface potential of the photosensitive member (exposure potential including charging potential and halftone state) and controlling each part so as to obtain optimum charging conditions and exposure conditions, and two components In a development system of the type, there is a case where a method of detecting the toner concentration (ratio of carrier to toner) and controlling the toner replenishment condition so as to obtain a desired toner concentration may be used together.
しかしながら、これらの手法には以下の問題点がある。例えば、(A−1)の手法によれば、現像工程直後のトナー像は所望のトナー量になるものの、転写工程後のトナー像のトナー量が最適になるとは限らない。これは、トナーパッチの帯電量が分からないために最適な転写電圧条件にすることができず、転写工程後にはトナー像が最適なトナー量になっていない可能性があるためである。特に2成分系の現像システムでは、トナー濃度を検知・制御することにより、現像されたトナー像が所定の帯電量となるように制御する工夫がなされているが、環境条件や使用状況(経時変化やトナー補給履歴等)によっては、現像されたトナー像が所定の帯電量とならない場合がある。そのため、感光体上には所定のトナー量が存在していたとしても、帯電量が高い場合には転写効率が低下したり、その逆の場合には再転写や飛び散りが起こりやすくなったりするといった問題が発生する。 However, these methods have the following problems. For example, according to the technique (A-1), although the toner image immediately after the development process has a desired toner amount, the toner amount of the toner image after the transfer process is not always optimal. This is because the charge amount of the toner patch is unknown, so that the optimum transfer voltage condition cannot be obtained, and the toner image may not have the optimum toner amount after the transfer process. In particular, in a two-component development system, the toner density is detected and controlled so as to control the developed toner image to have a predetermined charge amount. However, environmental conditions and usage conditions (change over time) Depending on the toner replenishment history and the like, the developed toner image may not have a predetermined charge amount. For this reason, even if a predetermined amount of toner is present on the photosensitive member, the transfer efficiency is lowered when the charge amount is high, and vice versa, retransfer and scattering are likely to occur. A problem occurs.
一方、(A−2)の手法においても、(A−1)の手法と同様の問題が発生する。その上、この手法では現像工程と転写工程を経た後のトナーパッチの状態を検知するため、中間転写体上のトナーパッチが所望のトナー量になっていない場合に、その原因が現像工程に由来するのか、転写工程に由来するのかを特定することが困難である。そのため、プロコンに要する時間が長くなったり、精度が低下したりするといった不具合が生じる場合もある。 On the other hand, the method (A-2) also has the same problem as the method (A-1). In addition, since this method detects the state of the toner patch after the development process and the transfer process, if the toner patch on the intermediate transfer body does not have the desired toner amount, the cause is derived from the development process. It is difficult to specify whether it is derived from the transfer process. For this reason, there may be a problem that the time required for the process control becomes longer or the accuracy is lowered.
電子写真方式を用いた画像形成において、最も基本的かつ重要な物理現象は、荷電粒子であるトナーが、現像工程や転写工程において周囲に形成される電界に従って転移していく挙動である。このとき、トナーに作用する力Ftは、トナーの電荷量(帯電量)Qtと各工程での電界強度Eとの積に強く依存する。ここで、各工程での電界強度は、画像形成装置の構成要件や設計条件を予め最適化しておくことによって所望の状態にすることができるが、トナーの帯電量については周囲環境や経時変化の影響を強く受けるため、画像形成装置の構成要件や設計条件のみでは所望の状態にすることができない。従って、感光体上に形成されたトナー像の帯電量を実際に求め、この帯電量が適切な値となるように各部を適宜制御する必要があり、この処理は形成画像の質を向上させる上で重要な鍵となる。このような考えに基づき、プロコンにおいてトナー帯電量を求めるための技術が幾つか提案されている。 In image formation using an electrophotographic system, the most basic and important physical phenomenon is a behavior in which toner, which is a charged particle, is transferred in accordance with an electric field formed around in a development process or a transfer process. At this time, the force Ft acting on the toner strongly depends on the product of the charge amount (charge amount) Qt of the toner and the electric field strength E in each step. Here, the electric field strength in each step can be set to a desired state by optimizing the configuration requirements and design conditions of the image forming apparatus in advance, but the toner charge amount varies depending on the surrounding environment and changes over time. Since it is strongly affected, it cannot be brought into a desired state only by the configuration requirements and design conditions of the image forming apparatus. Therefore, it is necessary to actually determine the charge amount of the toner image formed on the photoconductor and to appropriately control each part so that the charge amount becomes an appropriate value. This process improves the quality of the formed image. It is an important key. Based on this idea, several techniques for obtaining the toner charge amount in the process computer have been proposed.
特許文献1には、感光体上に形成されたトナー像の表面電位とトナー付着量とを検出することによりトナー像の帯電量を求め、求めたトナー像の帯電量に基づいて各種のプロコンを行うことが開示されている。 In Patent Document 1, the charge amount of the toner image is obtained by detecting the surface potential of the toner image formed on the photosensitive member and the toner adhesion amount, and various procomputers are provided based on the obtained charge amount of the toner image. It is disclosed to do.
また、特許文献2には、中間転写体に形成されたトナー像について、上記特許文献1と同様の方法によって帯電量を求めることが開示されている。
特許文献1,2の技術を用いてプロコンを行うことにより、形成画像の質を向上させることができるようになるが、従来の技術には以下のような問題点がある。 Although the quality of the formed image can be improved by performing the process control using the techniques of Patent Documents 1 and 2, the conventional techniques have the following problems.
プロコン用の基準トナーパッチに使用されたトナーは、トナー量や表面電位の検知後に感光体や中間転写体のクリーニングブレードで回収され、廃棄トナーとして処理される。また、プロコンの精度向上のために、複数回のパッチ作成、パッチ検出および各部の制御が繰り返される場合には、トナー消費がさらに多くなる。 The toner used in the reference toner patch for the process control is collected by the cleaning blade of the photosensitive member or intermediate transfer member after detecting the toner amount and the surface potential, and is processed as waste toner. Further, in order to improve the accuracy of the process control, when the patch creation, patch detection, and control of each unit are repeated a plurality of times, toner consumption is further increased.
昨今では、環境負荷の軽減が重視されており、電子写真装置においても、消費電力の削減や有害物質の発生の抑制、トナー消費量の削減などが求められているが、このような観点からすると、基準トナーパッチの形成によって大量のトナーが消費されることは好ましいこととはいえない。 Recently, emphasis has been placed on reducing environmental impact, and electrophotographic devices are also required to reduce power consumption, reduce the generation of harmful substances, reduce toner consumption, and so on. It is not preferable that a large amount of toner is consumed by forming the reference toner patch.
ところで、感光体上に基準トナーパッチを形成する方法として、通常の電子写真プロセスの原理に則り、均一に帯電された感光体表面の所定領域を露光して基準パッチの静電潜像を作成するとともに、この静電潜像を現像して基準トナーパッチを得る方法がある。しかしながら、感光体の光感度特性は、環境条件や使用状況などに応じて変化するため、静電潜像における露光部の電位(露光電位)が安定しない。その結果、現像工程での現像電界が変化して、現像された基準トナーパッチに含まれるトナー量が変化したり、基準トナーパッチの表面電位の検知精度に誤差が生じたりすることがある。 By the way, as a method of forming a reference toner patch on the photoreceptor, an electrostatic latent image of the reference patch is created by exposing a predetermined area of the uniformly charged photoreceptor surface in accordance with the principle of a normal electrophotographic process. In addition, there is a method of developing the electrostatic latent image to obtain a reference toner patch. However, since the photosensitivity characteristics of the photoreceptor change according to environmental conditions and usage conditions, the potential of the exposed portion (exposure potential) in the electrostatic latent image is not stable. As a result, the development electric field in the development process changes, and the amount of toner contained in the developed reference toner patch may change, or an error may occur in the detection accuracy of the surface potential of the reference toner patch.
そこで、これを防止するために、通常の電子写真プロセスに則った感光体への帯電や露光を行うことなく、感光体の基体層(通常は接地電位もしくは任意のバイアス電位)と現像ローラとの間に電位差(現像バイアス)を生じさせるとともに、この電位差(現像バイアス)を利用してトナーを感光体上へ転移させるバイアス現像を行う方法もある。この方法によれば、感光体の光感度特性の変化による影響を抑制することができる。しかしながら、バイアス現像を行うと、現像ローラの長手方向全域にわたって基準トナーパッチが形成されるため、プロコン時に廃棄されるトナー量が一層増加し、環境に対する負荷がさらに大きくなる。 Therefore, in order to prevent this, without charging or exposing the photoconductor in accordance with a normal electrophotographic process, the substrate layer (usually ground potential or arbitrary bias potential) of the photoconductor and the developing roller are used. There is also a method of performing bias development in which a potential difference (development bias) is generated between them and toner is transferred onto the photoreceptor using this potential difference (development bias). According to this method, it is possible to suppress the influence due to the change in the photosensitivity characteristics of the photoconductor. However, when bias development is performed, since the reference toner patch is formed over the entire length of the developing roller, the amount of toner discarded at the time of the process control is further increased, and the burden on the environment is further increased.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、プロセスコントロールを行う画像形成装置において、高精度のプロセスコントロールを行い、かつ、環境に対する負荷を軽減することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to perform high-precision process control and reduce an environmental load in an image forming apparatus that performs process control.
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、回転駆動され静電潜像およびトナー像を担持する像担持体と、該像担持体が担持する静電潜像にトナーを付着させることによりトナー像を形成する現像装置と、上記像担持体に当接して設けられ上記像担持体上のトナー像を転写対象物に転写する転写部材と、上記像担持体上に形成される基準トナー像に基づいてプロセスコントロールを行うプロセス制御手段とを備えた電子写真方式の画像形成装置であって、上記像担持体に形成された上記基準トナー像が上記転写対象物に転写されないように、上記転写部材を上記像担持体から離間させる転写部材離間手段と、上記転写部材を通過した上記像担持体上の基準トナー像のトナーを上記現像装置に再利用させるよう回収するトナー回収手段とをさらに備え、上記プロセス制御手段は、上記基準トナー像のトナー量およびトナー帯電量に基づいて上記プロセスコントロールを行うことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an image forming apparatus according to the present invention is configured to attach an image carrier that rotates and carries an electrostatic latent image and a toner image, and toner to the electrostatic latent image carried by the image carrier. A developing device for forming a toner image, a transfer member provided in contact with the image carrier for transferring the toner image on the image carrier to a transfer object, and formed on the image carrier. An electrophotographic image forming apparatus comprising process control means for performing process control based on a reference toner image so that the reference toner image formed on the image carrier is not transferred to the transfer object. A transfer member separating means for separating the transfer member from the image carrier, and a toner cycle for collecting the toner of the reference toner image on the image carrier that has passed through the transfer member so as to be reused by the developing device. And means, said process control means, and performs the process control based on the toner amount and the toner charge amount of the reference toner image.
上記構成によれば、プロセス制御手段によるプロセスコントロールは、上記基準トナー像のトナー量およびトナー帯電量に基づいて行われる。このように、プロセスコントロールを、基準トナー像のトナー量だけでなく、基準トナー像のトナー帯電量も考慮して行うので、プロセスコントロールの精度を向上させることができ、高品位な画像形成が可能になる。 According to the above configuration, the process control by the process control unit is performed based on the toner amount and the toner charge amount of the reference toner image. As described above, the process control is performed in consideration of not only the toner amount of the reference toner image but also the toner charge amount of the reference toner image, so that the accuracy of the process control can be improved and high-quality image formation is possible. become.
加えて、上記構成によれば、転写部材離間手段によって転写部材が像担持体から離間されることにより、プロセスコントロールに用いられる基準トナー像は、転写対象物(例えば、転写部材そのもの、または、転写部材と像担持体とに挟持される中間転写体や記録用紙など)に転写されることがない。そして、転写対象物に転写されなかった像担持体上の基準トナー像は、下流においてトナー回収手段によって回収される。これにより、プロセスコントロールに用いる基準トナー像を再利用することによりトナー消費量を低減させることができるので、環境に対する負荷を軽減することができる。 In addition, according to the above configuration, the transfer member is separated from the image carrier by the transfer member separation unit, so that the reference toner image used for the process control is the transfer object (for example, the transfer member itself or the transfer member). The toner image is not transferred to an intermediate transfer member or a recording sheet sandwiched between the member and the image carrier. The reference toner image on the image carrier that has not been transferred to the transfer object is recovered downstream by the toner recovery means. As a result, the toner consumption can be reduced by reusing the reference toner image used for process control, so the burden on the environment can be reduced.
また、上記画像形成装置は、上記トナー回収手段として、上記転写部材を通過した上記像担持体上の上記基準トナー像を除去するクリーニング部材と、上記クリーニング部材によって除去された上記基準トナー像のトナーを上記現像装置へ搬送するトナー搬送手段とを備えていてもよい。 Further, the image forming apparatus includes, as the toner collecting unit, a cleaning member that removes the reference toner image on the image carrier that has passed through the transfer member, and a toner of the reference toner image that is removed by the cleaning member. And a toner conveying means for conveying the toner to the developing device.
上記構成によれば、転写部材を通過した像担持体上の基準トナー像は、クリーニング手段によって除去され、その後、トナー搬送手段によって現像装置へ搬送される。従って、比較的簡易に、像担持体上の基準トナー像を回収することができる。 According to the above configuration, the reference toner image on the image carrier that has passed through the transfer member is removed by the cleaning unit, and then conveyed to the developing device by the toner conveyance unit. Therefore, the reference toner image on the image carrier can be collected relatively easily.
また、上記現像装置は、上記トナー回収手段として、上記転写部材を通過した上記像担持体上の基準トナー像のトナーを回収してもよい。 The developing device may collect the toner of the reference toner image on the image carrier that has passed through the transfer member as the toner collecting unit.
上記構成によれば、クリーナレス方式を実現でき、現像装置によって像担持体上の基準トナー像のトナーを回収することができる。この方式によれば、基準トナー像のトナーを回収するために、新たな部材を設ける必要がなく、コストを削減することができる。 According to the above configuration, the cleanerless system can be realized, and the toner of the reference toner image on the image carrier can be collected by the developing device. According to this method, it is not necessary to provide a new member for collecting the toner of the reference toner image, and the cost can be reduced.
また、この場合、上記画像形成装置は、上記転写部材よりも上記像担持体の回転方向下流側に配置され、上記転写部材を通過した上記像担持体上のトナー像を該像担持体に当接して除去するクリーニング部材と、上記像担持体に形成された上記基準トナー像が上記クリーニング部材によって除去されないように、上記クリーニング部材を上記像担持体から離間させるクリーニング部材離間手段とをさらに備え、上記現像装置は、上記クリーニング部材を通過した上記像担持体上の基準トナー像のトナーを回収してもよい。 In this case, the image forming apparatus is disposed downstream of the transfer member in the rotation direction of the image carrier, and the toner image on the image carrier that has passed through the transfer member is applied to the image carrier. A cleaning member that contacts and removes, and a cleaning member separation unit that separates the cleaning member from the image carrier so that the reference toner image formed on the image carrier is not removed by the cleaning member; The developing device may collect the toner of the reference toner image on the image carrier that has passed through the cleaning member.
上記構成によれば、基準トナー像についてはクリーナレス方式により現像装置によって回収される一方、基準トナー像以外の通常のトナー像については、転写部材によって転写された後に、残留トナーがクリーニング部材によって除去される。従って、プロセスコントロール時以外の通常の画像形成時において、クリーニングの際にトナーと一緒に回収される可能性のある紙粉やゴミが現像装置に紛れ込むリスクを低減できる。このように現像工程に悪影響を及ぼす物質が現像装置に入り込むのを抑制することにより、より高品位な画像形成を行うことができる。 According to the above configuration, the reference toner image is collected by the developing device in a cleanerless manner, while the normal toner image other than the reference toner image is removed by the cleaning member after being transferred by the transfer member. Is done. Therefore, during normal image formation other than during process control, it is possible to reduce the risk that paper dust and dust that may be collected together with toner during cleaning will be mixed into the developing device. In this way, it is possible to perform higher-quality image formation by suppressing substances that adversely affect the developing process from entering the developing device.
また、上記画像形成装置は、上記像担持体に形成された上記基準トナー像の表面電位を検出する電位検出手段と、上記像担持体に形成された上記基準トナー像のトナー量を検出するトナー量検出手段とをさらに備え、上記プロセス制御手段は、上記トナー量検出手段によって検出される上記基準トナー像のトナー量と上記電位検出手段および上記トナー量検出手段による検出結果から算出される上記基準トナー像のトナー帯電量とに基づいて上記プロセスコントロールを行うことが好ましい。 In addition, the image forming apparatus includes a potential detection unit that detects a surface potential of the reference toner image formed on the image carrier and a toner that detects a toner amount of the reference toner image formed on the image carrier. An amount detection unit, wherein the process control unit is configured to calculate the reference amount calculated from the toner amount of the reference toner image detected by the toner amount detection unit and the detection results of the potential detection unit and the toner amount detection unit. The process control is preferably performed based on the toner charge amount of the toner image.
上記構成によれば、トナー量検出手段によって基準トナー像のトナー量が検出される。また、検出された基準トナー像のトナー量と、電位検出手段によって検出された基準トナー像の表面電位とから、基準トナー像のトナー帯電量が算出される。そして、求められたこれらの基準トナー像のトナー量およびトナー帯電量に基づいてプロセスコントロールが行われる。このように、プロセスコントロールを、基準トナー像のトナー量だけでなく、基準トナー像のトナー帯電量も考慮して行うので、プロセスコントロールの精度を向上させることができ、高品位な画像形成が可能になる。 According to the above configuration, the toner amount of the reference toner image is detected by the toner amount detection unit. Further, the toner charge amount of the reference toner image is calculated from the detected toner amount of the reference toner image and the surface potential of the reference toner image detected by the potential detection means. Then, process control is performed based on the obtained toner amount and toner charge amount of the reference toner image. As described above, the process control is performed in consideration of not only the toner amount of the reference toner image but also the toner charge amount of the reference toner image, so that the accuracy of the process control can be improved and high-quality image formation is possible. become.
あるいは、上記像担持体上の基準トナー像は、上記像担持体上の基準静電潜像を上記現像装置が現像することにより形成され、上記像担持体に形成された上記基準トナー像の表面電位を検出する電位検出手段と、上記現像装置が上記基準静電潜像を現像する際に上記現像装置から上記像担持体へ流れる現像電流を検出する現像電流検出手段とをさらに備え、上記プロセス制御手段は、上記電位検出手段および上記現像電流検出手段による検出結果から算出される上記基準トナー像のトナー帯電量およびトナー量に基づいて上記プロセスコントロールを行ってもよい。 Alternatively, the reference toner image on the image carrier is formed by developing the reference electrostatic latent image on the image carrier by the developing device, and the surface of the reference toner image formed on the image carrier. A potential detecting means for detecting a potential; and a developing current detecting means for detecting a developing current flowing from the developing device to the image carrier when the developing device develops the reference electrostatic latent image. The control unit may perform the process control based on a toner charge amount and a toner amount of the reference toner image calculated from detection results by the potential detection unit and the development current detection unit.
上記構成によれば、電位検出手段および現像電流検出手段による検出結果から基準トナー像のトナー帯電量およびトナー量が算出され、プロセスコントロールが算出された基準トナー像のトナー量およびトナー帯電量に基づいて行われる。このように、プロセスコントロールを、基準トナー像のトナー量だけでなく、基準トナー像のトナー帯電量も考慮して行うので、プロセスコントロールの精度を向上させることができ、高品位な画像形成が可能になる。 According to the above configuration, the toner charge amount and toner amount of the reference toner image are calculated from the detection results of the potential detection means and the development current detection means, and the process control is based on the calculated toner amount and toner charge amount of the reference toner image. Done. As described above, the process control is performed in consideration of not only the toner amount of the reference toner image but also the toner charge amount of the reference toner image, so that the accuracy of the process control can be improved and high-quality image formation is possible. become.
さらにあるいは、上記像担持体上の基準トナー像は、上記像担持体上の基準静電潜像を上記現像装置が現像することにより形成され、上記像担持体に形成された上記基準トナー像のトナー量を検出するトナー量検出手段と、上記現像装置が上記基準静電潜像を現像する際に上記現像装置から上記像担持体へ流れる現像電流を検出する現像電流検出手段とをさらに備え、上記プロセス制御手段は、上記トナー量検出手段によって検出される上記基準トナー像のトナー量と上記トナー量検出手段および上記現像電流検出手段による検出結果から算出される上記基準トナー像のトナー帯電量とに基づいて上記プロセスコントロールを行ってもよい。 Further alternatively, the reference toner image on the image carrier is formed by developing the reference electrostatic latent image on the image carrier by the developing device, and the reference toner image formed on the image carrier is A toner amount detecting means for detecting a toner amount; and a developing current detecting means for detecting a developing current flowing from the developing device to the image carrier when the developing device develops the reference electrostatic latent image; The process control means includes: a toner amount of the reference toner image detected by the toner amount detection means; a toner charge amount of the reference toner image calculated from detection results of the toner amount detection means and the development current detection means; The process control may be performed based on the above.
上記構成によれば、トナー量検出手段によって基準トナー像のトナー量が検出される。また、検出された基準トナー像のトナー量と、現像電流検出手段による検出結果とから、基準トナー像のトナー帯電量が算出される。そして、求められたこれらの基準トナー像のトナー量およびトナー帯電量に基づいてプロセスコントロールが行われる。このように、プロセスコントロールを、基準トナー像のトナー量だけでなく、基準トナー像のトナー帯電量も考慮して行うので、プロセスコントロールの精度を向上させることができ、高品位な画像形成が可能になる。 According to the above configuration, the toner amount of the reference toner image is detected by the toner amount detection unit. Further, the toner charge amount of the reference toner image is calculated from the detected toner amount of the reference toner image and the detection result by the developing current detecting means. Then, process control is performed based on the obtained toner amount and toner charge amount of the reference toner image. As described above, the process control is performed in consideration of not only the toner amount of the reference toner image but also the toner charge amount of the reference toner image, so that the accuracy of the process control can be improved and high-quality image formation is possible. become.
また、上記画像形成装置は、上記像担持体上の静電潜像が上記現像装置によって現像されないように、上記現像装置を上記像担持体から離間させる現像装置離間手段をさらに備え、上記電位検出手段は、上記現像装置よりも上記像担持体の回転方向下流側で、かつ、上記トナー回収手段よりも上記像担持体の回転方向上流側に配置され、上記現像装置によって上記像担持体に形成された上記基準トナー像の表面電位と、上記現像装置離間手段が上記現像装置を上記像担持体から離間させることにより上記現像装置によって現像されなかった上記像担持体上の静電潜像の表面電位とを検出し、上記プロセス制御手段は、上記電位検出手段によって検出された上記基準トナー像および上記静電潜像の表面電位から、上記基準トナー像におけるトナー層の表面−底部間の電位差であるトナー層電位差を求めるとともに、求めたトナー層電位差に基づいて上記基準トナー像のトナー帯電量を算出することが好ましい。 The image forming apparatus further includes a developing device separating means for separating the developing device from the image carrier so that the electrostatic latent image on the image carrier is not developed by the developing device. The means is disposed downstream of the developing device in the rotational direction of the image carrier and upstream of the toner collecting means in the rotational direction of the image carrier, and is formed on the image carrier by the developing device. The surface potential of the developed reference toner image and the surface of the electrostatic latent image on the image carrier that was not developed by the developing device by the developing device separating means separating the developing device from the image carrier. The process control means detects the toner in the reference toner image from the surface potential of the reference toner image and the electrostatic latent image detected by the potential detection means. Surface of layer - together with obtaining the toner layer potential is the potential difference between the bottom, it is preferable to calculate the toner charge amount of the reference toner image based on the toner layer potential difference obtained.
基準トナー像の表面電位は、静電潜像の表面電位にトナー層電位差を足したものに相当するため、上記構成によれば、電位検出手段によって検出された基準トナー像および静電潜像の表面電位から、基準トナー像のトナー層電位差が求められる。そして、このトナー層電位差に基づいて基準トナー像のトナー帯電量が算出される。このように、静電潜像の表面電位の実測値を用いて求められたトナー層電位差を用いてトナー帯電量を算出するため、トナー帯電量を正確に求めることができる。 Since the surface potential of the reference toner image corresponds to the surface potential of the electrostatic latent image plus the toner layer potential difference, according to the above configuration, the reference toner image and electrostatic latent image detected by the potential detecting means The toner layer potential difference of the reference toner image is obtained from the surface potential. The toner charge amount of the reference toner image is calculated based on the toner layer potential difference. Thus, since the toner charge amount is calculated using the toner layer potential difference obtained using the actual measured value of the surface potential of the electrostatic latent image, the toner charge amount can be obtained accurately.
さらに、上記構成によれば、静電潜像の表面電位を電位検出手段によって検出する際に、現像装置が現像装置離間手段によって像担持体から離間されるため、現像装置が静電潜像の電位を変化させるなど、静電潜像に悪影響を及ぼすのを防止することができる。従って、静電潜像の表面電位を正確に求めることができ、ひいてはトナー帯電量を正確に求めることができる。 Further, according to the above configuration, when the surface potential of the electrostatic latent image is detected by the potential detecting means, the developing device is separated from the image carrier by the developing device separating means. It is possible to prevent adverse effects on the electrostatic latent image, such as changing the potential. Accordingly, the surface potential of the electrostatic latent image can be accurately determined, and thus the toner charge amount can be accurately determined.
また、上記現像装置は、上記現像装置は、上記像担持体に直流電圧のみの現像バイアスを用いてトナーを付着させることにより、上記基準トナー像を上記像担持体に形成することが好ましい。 In the developing device, it is preferable that the developing device forms the reference toner image on the image carrier by attaching toner to the image carrier using a developing bias having only a DC voltage.
通常では、現像性や均一性を向上させることを目的として、現像の際に交番電圧を重畳した現像バイアスを用いることが多いが、このような現像バイアスをプロコン時の現像電流の検出に用いると、現像電流の検出が正確に検出できず、トナー帯電量の検出が不正確になるおそれがある。 Usually, for the purpose of improving developability and uniformity, a development bias in which an alternating voltage is superimposed is often used at the time of development. However, when such a development bias is used for detection of a development current at the time of a process control. In other words, the development current cannot be detected accurately, and the toner charge amount may not be detected correctly.
ここで上記構成によれば、基準トナー像の形成に直流電圧のみの現像バイアスを用いることにより、現像電流を正確に検知することができ、その結果、トナー帯電量を正確に検出することができる。よって、プロコンの精度を向上させることができる。 Here, according to the above configuration, the development current of only the DC voltage can be used to form the reference toner image, so that the development current can be accurately detected, and as a result, the toner charge amount can be accurately detected. . Therefore, the accuracy of the process control can be improved.
また、上記画像形成装置は、上記像担持体を均一に帯電させる帯電装置と、上記帯電装置によって均一に帯電された後の上記像担持体を露光することによって上記像担持体上に静電潜像を形成する露光装置とをさらに備え、上記現像装置は、上記帯電装置による帯電、および、上記露光装置による露光の何れも行われていない上記像担持体に現像バイアスを用いてトナーを付着させるバイアス現像により、上記基準トナー像を上記像担持体に形成してもよい。 The image forming apparatus also includes a charging device that uniformly charges the image carrier and an electrostatic latent image on the image carrier by exposing the image carrier that has been uniformly charged by the charging device. And an exposure device that forms an image, and the developing device attaches toner to the image carrier, which is not charged by the charging device and exposed by the exposure device, using a developing bias. The reference toner image may be formed on the image carrier by bias development.
上記の構成によれば、通常のトナー像の形成は、像担持体の表面の所定領域を帯電装置が均一に帯電させた後に、露光装置がその所定領域を露光することにより静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置が現像する電子写真プロセスによって行われる。ところが、この電子写真プロセスでは、像担持体の特性の変動に応じて帯電電位や露光電位が変動し、意図した条件にならない場合がある。それゆえ、この電子写真プロセスをプロセスコントロール用の基準トナー像の形成に用いると、プロセスコントロール時の条件が不正確になり、その結果、プロセスコントロールの精度が低下してしまうおそれがある。また、基準トナー像の表面電位の計測過程においても、トナー層下の像担持体表面の電位(すなわち露光領域の電位)が変動してしまうと、基準トナー像のトナー層電位差を正確に測定できなくなることがある。 According to the above configuration, a normal toner image is formed by uniformly charging a predetermined area on the surface of the image carrier with the charging device and then exposing the predetermined area to the electrostatic latent image by exposing the predetermined area. It is formed by an electrophotographic process in which the electrostatic latent image is formed and developed by a developing device. However, in this electrophotographic process, the charging potential or the exposure potential varies depending on the variation in the characteristics of the image carrier, and the intended conditions may not be achieved. Therefore, when this electrophotographic process is used to form a reference toner image for process control, the process control conditions become inaccurate, and as a result, the accuracy of process control may be reduced. Also, in the process of measuring the surface potential of the reference toner image, if the potential of the surface of the image carrier under the toner layer (that is, the potential of the exposure area) fluctuates, the toner layer potential difference of the reference toner image can be accurately measured. It may disappear.
ここで上記構成によれば、基準トナー像の形成は、像担持体への帯電および露光を行わず、現像バイアスのみを利用したバイアス現像によって行われる。従って、像担持体の特性の変動に起因するプロセスコントロールの精度の低下を防止することができる。 According to the above configuration, the reference toner image is formed by bias development using only the development bias without charging and exposing the image carrier. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in the accuracy of process control due to a change in characteristics of the image carrier.
なお、バイアス現像を行う場合には、像担持体の長手方向全域わたって基準トナー像が形成されるため、基準トナー像の形成に必要なトナー量が増大するが、本発明の構成によれば、上述したようにトナー回収手段によって基準トナー像のトナーが回収されないので、トナー消費量が増大せずに好適である。 In the case of performing bias development, since the reference toner image is formed over the entire longitudinal direction of the image carrier, the amount of toner necessary for forming the reference toner image is increased. As described above, since the toner of the reference toner image is not collected by the toner collecting means, it is preferable that the toner consumption does not increase.
また、上記プロセス制御手段は、上記プロセスコントロールとして、上記像担持体を均一に帯電させる際の帯電電位、上記像担持体に静電潜像を形成する際の像担持体への露光量、上記像担持体上の静電潜像を現像する際に用いる現像電圧、上記像担持体上のトナー像を上記転写対象物に転写する際に用いる転写電圧、および上記像担持体上の静電潜像を現像するのに用いる2成分系トナーのトナー濃度、のうちの少なくとも1つを調節することが好ましい。 In addition, the process control means, as the process control, a charging potential when the image carrier is uniformly charged, an exposure amount to the image carrier when forming an electrostatic latent image on the image carrier, A development voltage used when developing the electrostatic latent image on the image carrier, a transfer voltage used when transferring the toner image on the image carrier to the transfer object, and an electrostatic latent image on the image carrier. It is preferable to adjust at least one of the toner concentrations of the two-component toner used to develop the image.
上記構成によれば、プロセス制御手段によって、画像形成時の諸条件を調節することができる。 According to the above configuration, various conditions at the time of image formation can be adjusted by the process control means.
以上のように、本発明に係る画像形成装置は、上記像担持体に形成された上記基準トナー像が上記転写対象物に転写されないように、上記転写部材を上記像担持体から離間させる転写部材離間手段と、上記転写部材を通過した上記像担持体上の基準トナー像のトナーを上記現像装置に再利用させるよう回収するトナー回収手段とを備え、上記プロセス制御手段は、上記基準トナー像のトナー量およびトナー帯電量に基づいて上記プロセスコントロールを行う構成となっている。 As described above, in the image forming apparatus according to the present invention, the transfer member that separates the transfer member from the image carrier so that the reference toner image formed on the image carrier is not transferred to the transfer object. A separation unit, and a toner collection unit that collects the toner of the reference toner image on the image carrier that has passed through the transfer member so as to be reused by the developing device. The process control unit includes: The process control is performed based on the toner amount and the toner charge amount.
従って、上述したように高精度のプロセスコントロールを行い、かつ、環境に対する負荷を軽減できるという効果を奏する。 Therefore, as described above, it is possible to perform highly accurate process control and to reduce the load on the environment.
〔実施形態〕
本発明の一実施形態について図1から図8に基づいて説明すると以下の通りである。なお、以下の説明は本発明を具体化する一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。この項では、各実施形態に共通の構成について説明する。
Embodiment
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The following description is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention. In this section, a configuration common to the embodiments will be described.
図2は、本発明の一実施形態を示すものであり、画像形成装置10の概略構成を示す断面図である。図2に示すように、画像形成装置10は、感光体(像担持体)1、帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写部材5、定着装置6、除電装置7を備えた電子写真方式の画像形成装置である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
感光体1は円筒形状であり、図2に示す矢印方向に回転駆動される。そして、この感光体1の周囲に、帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写部材5、除電装置7が、感光体1の回転方向上流側から下流側にかけてこの順で配置されている。また、後述する各実施形態では、さらに他の部材が配置されていることもある。感光体1と転写部材5との間には、例えばPPC用紙などの用紙(記録媒体)Pが搬送される用紙搬送路が配置されている。そして、用紙搬送路の感光体よりも搬送方向下流側には、定着装置6が配置されている。
The photosensitive member 1 has a cylindrical shape and is driven to rotate in the direction of the arrow shown in FIG. Around the photoreceptor 1, a charging device 2, an exposure device 3, a developing
感光体は、図2に示すように、基材1a上に光導電層1bが形成されたものであり、静電潜像やトナー像を担持する。基材1aとしては、例えばアルミニウムなどの金属ドラムを用いることができ、一方、光導電層1bとしては、例えばアモルファスシリコン(a−Si)もしくはセレン(Se)または有機光半導体(OPC)などを薄膜状に形成したものを用いることができるが、特に限定されるものではない。
As shown in FIG. 2, the photoconductor has a
帯電装置2は、感光体1の表面を所定の均一な電位になるように帯電させるものである。帯電装置2としては、例えばタングステンワイヤなどの帯電線、金属製のシールド板およびグリッド板などからなる非接触帯電方式のコロナ帯電器や、接触帯電方式の帯電ローラまたは帯電ブラシなどを用いることができるが、特に限定されるものではない。 The charging device 2 charges the surface of the photoreceptor 1 so as to have a predetermined uniform potential. As the charging device 2, for example, a charging wire such as a tungsten wire, a non-contact charging corona charger including a metal shield plate and a grid plate, a contact charging charging roller or a charging brush, or the like can be used. However, it is not particularly limited.
露光装置3は、均一に帯電された感光体1の表面に対して露光を行うことにより、感光体1の表面に静電潜像を形成するものである。露光装置3としては、レーザ光を照射する半導体レーザや、発光ダイオードなどを用いることができるが、特に限定されるものではない。 The exposure device 3 forms an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member 1 by exposing the surface of the uniformly charged photosensitive member 1 to light. As the exposure apparatus 3, a semiconductor laser that emits laser light, a light emitting diode, or the like can be used, but is not particularly limited.
現像装置4は、感光体1の静電潜像にトナーを付着させ、トナー像を形成するものである。現像装置4は容器16を有し、この容器16の内部にはマグネットローラからなる現像ローラ17と、攪拌手段としての攪拌搬送スクリュー18・19とが回転可能に配設されている。図2では、攪拌手段としてスクリュータイプのものを用いているが本発明はこれに限定されず、パドル状のものを使用してもよい。
The developing
また、容器16内には、トナーとキャリヤとを含む2成分系の現像剤が収容されている。容器16内において、トナーは、キャリヤに対して重量比が数%程度になるように混合される。キャリヤは、磁性を有する粒子の表面に、帯電性を制御したり、トナーの粘着を抑制したりするための樹脂コート層を有したものである。また、樹脂粒子中に磁性体微粉末を分散させた樹脂キャリヤ等を用いることもできる。
The
このキャリヤとトナーとが攪拌搬送スクリュー18・19によって撹拌されると、トナーが摩擦により帯電する。そして、マグネットローラからなる現像ローラ17がキャリヤを磁力によって吸着し、磁気ブラシを形成する。また、現像装置4には、現像ローラ17と対向してドクタ20が設けられており、現像ローラ17に形成された磁気ブラシの穂立ちの高さが規制されるようになっている。
When the carrier and toner are agitated by the agitating and conveying
また、図示しない電源装置が現像ローラ17に所定の電圧を印加することにより、現像ローラ17と感光体1との間には、所定の電界(現像バイアス)が形成される。
Further, a predetermined electric field (developing bias) is formed between the developing
容器16の上壁部には、補給用開口が設けられ、この補給用開口に補給現像剤供給ユニット25が上方から嵌着されている。補給現像剤供給ユニット25の底部には、図示しない制御装置により駆動制御される現像剤供給ローラ22が設けられている。現像剤供給ローラ22は、回転駆動されることによって、駆動時間に応じた量だけ現像剤を容器16内へ供給する。
A replenishment opening is provided in the upper wall portion of the
また、容器16の内部には、容器16内のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ21が設けられている。このトナー濃度センサ21は、透磁率センサからなり、容器16内を搬送される現像剤に接触して透磁率を検知する。ここで検知された透磁率は、図示しない演算装置において、キャリヤとトナーの比率を求めるために用いられる。
A
例えば、トナー濃度センサ21近傍の現像剤中に含まれるキャリヤ量が少ない場合には、トナー比率が高いと判断され、一方、トナー濃度センサ21に接触するキャリヤ量が多い場合には、トナー比率が低いと判断される。このトナー濃度センサ21の検出信号は、図示しない制御装置に入力され、この検出信号に基づいて補給現像剤供給ユニット25の現像剤供給ローラ22が駆動され、該ローラ22が容器16内に補給現像剤を適宜供給することにより、容器16内の現像剤が適切なトナー濃度(トナー比率)になるように調節される。
For example, when the amount of carrier contained in the developer near the
転写部材5は、感光体1の表面に形成されたトナー像を用紙(転写対象物)Pに転写するものである。転写部材5は、感光体1に所定の圧力で当接しており、この当接部にはトナー像の転写に必要な電界(転写電界)が形成される。転写部材5としては、図2に示す転写ローラを用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、転写ベルトやコロナ帯電器、転写ブラシであってもよい。
The
なお、本実施形態では、転写部材5によって感光体1上のトナー像が直接用紙Pに転写される構成となっているが、本発明はこれに限定されず、感光体1上のトナー像を転写ローラや中間転写ベルトなどの中間転写体に一旦転写し、その後用紙Pに転写するものであってもよい。
In the present embodiment, the toner image on the photoconductor 1 is directly transferred to the paper P by the
転写部材5は、感光体1に対して離接可能に設けられている。すなわち、転写部材5には転写部材離接機構(転写部材離間手段)30が備えられ、転写部材離接機構30により、転写部材5は必要に応じて感光体1に当接したり、感光体1から離間したりする。この転写部材離接機構30は、具体的には、偏心カムにより、あるいは、スプリングおよび電磁クラッチなどを組み合わせることにより実現できる。
The
定着装置6は、一対の加熱ローラおよび加圧ローラからなり、トナー像が転写された用紙Pを加熱および圧接することにより、用紙Pにトナー像を定着させるものである。
The fixing
除電装置7は、感光体1の表面に残存する電荷を除去するものである。除電装置7としては、例えば除電ランプを用いることができるが特に限定されるものではない。 The static eliminator 7 removes charges remaining on the surface of the photoreceptor 1. For example, a static elimination lamp can be used as the static elimination device 7, but is not particularly limited.
次に、この画像形成装置10による画像形成プロセスについて説明する。
Next, an image forming process by the
まず、帯電装置2が、感光体1の表面を所定の電位になるよう均一に帯電する(帯電工程)。そして、感光体1が回転駆動されることにより、感光体1の表面上の均一に帯電された領域が露光装置3に到達する。続いて、この均一に帯電された感光体1の表面に対して、形成したい画像に応じた露光を露光装置3が行うことにより、静電潜像が形成される(露光工程)。この静電潜像は、スキャナによって読み取った原稿画像のデータやホストコンピュータから送信された画像データに対応した画像となっている。 First, the charging device 2 uniformly charges the surface of the photoreceptor 1 to a predetermined potential (charging process). Then, the uniformly charged region on the surface of the photoreceptor 1 reaches the exposure device 3 by rotating the photoreceptor 1. Subsequently, the exposure apparatus 3 performs exposure according to the image to be formed on the surface of the uniformly charged photoreceptor 1 to form an electrostatic latent image (exposure process). This electrostatic latent image is an image corresponding to document image data read by a scanner or image data transmitted from a host computer.
そして、感光体1の表面に形成された静電潜像が感光体1の回転により現像装置4に到達すると、現像装置4が現像ローラ17を回転駆動させ、磁気ブラシに含まれるトナーが静電潜像に当接する。このとき、磁気ブラシに含まれるトナーは、現像電界(現像バイアス)によってキャリヤから静電潜像へ転移する。その結果、静電潜像が可視化され、静電潜像に対応したトナー像が形成される(現像工程)。
When the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive member 1 reaches the developing
続いて、感光体1の表面に形成されたトナー像が感光体1の回転により転写部材5の近傍に到達する。ここで、プロセスコントロールのための基準トナーパッチを作成しない場合は、転写部材5が感光体1側に圧接されるとともに、用紙Pが感光体1と転写部材5との間に搬送される。そして、転写電界により、感光体1上のトナー像が用紙Pに転写される(転写工程)。トナー像が転写された用紙Pは定着装置6へ搬送されるとともに、定着装置6がトナー像を用紙P上に定着する(定着工程)。
Subsequently, the toner image formed on the surface of the photoconductor 1 reaches the vicinity of the
一方、トナー像が転写された感光体1の表面は、クリーニング部材(クリーニングブレードなど)が設けられている場合は、クリーニング装置によって残留トナーや紙粉が除去される(クリーニング工程)。そして、除電装置7が感光体1の表面の電荷を除電する(除電工程)。一方、クリーニング部材が設けられていないクリーナレス方式の場合は、除電装置7によって感光体1の表面の除電が行われるとともに、現像装置4によって残余のトナーが回収される。
On the other hand, when a cleaning member (such as a cleaning blade) is provided on the surface of the photoreceptor 1 to which the toner image has been transferred, residual toner and paper dust are removed by a cleaning device (cleaning step). Then, the static elimination device 7 neutralizes the charge on the surface of the photoreceptor 1 (static elimination process). On the other hand, in the case of the cleanerless system in which no cleaning member is provided, the surface of the photoreceptor 1 is neutralized by the neutralizing device 7 and the remaining toner is collected by the developing
以上のような一連の処理により、画像形成プロセスが終了する。 The image forming process is completed by the series of processes as described above.
なお、上述した実施形態では、単色画像を形成する画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されず、カラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。カラー画像を形成する画像形成装置の場合には、異なるトナー色について現像装置と感光体とを少なくとも3組以上有するタンデム型や、1つの感光体を有するとともに色を順次重ねていく3ないし4回転型の画像形成装置などであってもよい。これらについては公知の技術を用いればよく、本明細書では詳細な説明を省略する。 In the above-described embodiment, the image forming apparatus that forms a monochromatic image has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be an image forming apparatus that forms a color image. In the case of an image forming apparatus for forming a color image, a tandem type having at least three sets of developing devices and photoconductors for different toner colors, or 3 to 4 rotations having one photoconductor and sequentially superimposing colors. It may be a type of image forming apparatus. A known technique may be used for these, and detailed description thereof is omitted in this specification.
〔実施形態1〕
本発明の第1の実施形態を図1に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態を示すものであり、画像形成装置10aの概略構成を示す断面図である。
[Embodiment 1]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an
本実施形態の画像形成装置10aは、上述した画像形成装置10の各部材に加えて、さらに、電位センサ(電位検出手段)31、パッチ濃度センサ(トナー量検出手段)32、クリーニング部材(トナー回収手段)33、トナー循環回収機構(トナー回収手段、トナー搬送手段)34、演算装置(電位検出手段、トナー量検出手段)35、制御装置(プロセス制御手段)36を備えている。
In addition to the members of the
電位センサ31は、感光体1の各部の表面電位を非接触で検知するものである。電位センサ31が検知する電位としては、(イ)感光体1表面の均一帯電領域の電位、(ロ)感光体1表面の露光領域の電位、(ハ)感光体1上に形成された基準トナーパッチの表面電位、などが挙げられる。この電位センサ31は、現像装置4よりも感光体1の回転方向下流側で、かつ、転写部材5よりも回転方向上流側の所定の位置において、感光体1に対向して配置されている。
The
パッチ濃度センサ32は、プロコン時に形成される基準トナーパッチに対して光を照射するとともに該パッチからの反射光を受光して、受光した反射光の光量に基づいて基準トナーパッチのトナー量を光学的に検知するものである。このパッチ濃度センサ32は、LEDなどの発光素子と反射光を検知する受光素子とが一体化されたものであり、現像装置4よりも感光体1の回転方向下流側で、かつ、転写部材5よりも回転方向上流側の所定の位置において、感光体1に対向して配置されている。
The
転写部材5は、通常の画像形成時には感光体に対して当接しているが、プロコン時には、転写部材離接機構30によって感光体1から離間するようになっている。これにより、プロコンに用いられる基準トナーパッチのトナーが転写部材5に付着することがない。
The
クリーニング部材33は、転写部材5を通過した感光体1の表面に残存するトナーを除去するものであり、例えばトナー像を掻き取ることにより除去するクリーニングブレードを用いることができるが、特に限定されるものではない。このクリーニング部材33は、転写部材5よりも感光体1の回転方向下流側で、かつ、除電装置7よりも回転方向上流側において、感光体1に当接して設けられている。クリーニング部材33は、通常の画像形成時においては、転写工程にて感光体1の表面から用紙Pに転写されずに残った残留トナーを除去し、一方、プロコン時には、転写部材5を通過した基準トナーパッチを除去する。
The cleaning
トナー循環回収機構34は、クリーニング部材33によって除去された基準トナーパッチのトナーを現像装置4へ搬送するものである。このトナー循環回収機構34は、例えば、クリーニング部材33と現像装置4とを連結する搬送管の内部に、トナー搬送部材としてスクリューなどを回動自在に設けることによって実現できる。なお、トナー循環回収機構34は、クリーニング部材33によって除去されたトナーを現像装置4の補給現像剤供給ユニット25に戻してもよいし、容器16内に戻してもよい。また、トナー循環回収機構34は、搬送するトナーから紙粉などの異物を除去するフィルターを有していることが好ましい。
The toner
演算装置35は、電位センサ31およびパッチ濃度センサ32の検知結果を取得するとともに、これらの検知結果に基づいて基準トナーパッチのトナー付着量およびトナー帯電量を求めるものである。
The
制御装置36は、プロコンを行うものであり、具体的には、演算装置35が求めた基準トナーパッチのトナー付着量(例えば単位面積あたりのトナーの重量)およびトナー帯電量(例えばトナーの比電荷)に基づいて画像形成プロセスの諸条件を調節する。
The
例えば、用紙Pや転写ベルト上に転写されたトナー像のトナー付着量が少ない場合に、現像バイアスや転写電圧をどの程度上げるべきなのかは、トナー像のトナー帯電量に依存する。ここで、本実施形態の画像形成装置10aのように、感光体1上に形成された基準トナーパッチのトナー帯電量を検知することにより、例えば所定のトナー付着量であってもトナー帯電量が高いと検知された場合には、転写工程の電圧を上げて所望の転写効率が得られるように制御することができる。
For example, when the toner adhesion amount of the toner image transferred onto the paper P or the transfer belt is small, how much the development bias or the transfer voltage should be increased depends on the toner charge amount of the toner image. Here, as in the
また、トナー帯電量が高い場合には、現像工程で必要な現像トナー量を得るために、現像バイアスを増加させる必要があるが、その場合、感光体1上への地カブリを防止するために感光体の非画像部の電位(均一帯電電位)Voを上げ、さらには露光部電位VLを一定レベルに維持するために露光量を上げるといった制御を行う。 In addition, when the toner charge amount is high, it is necessary to increase the developing bias in order to obtain a developing toner amount necessary in the developing process. In this case, in order to prevent background fogging on the photoreceptor 1. Control is performed such as increasing the potential (uniform charging potential) Vo of the non-image portion of the photoreceptor, and further increasing the exposure amount in order to maintain the exposure portion potential VL at a constant level.
あるいは、2成分系の現像システムの場合、トナー帯電量の高低により、適切なトナー濃度となるようにトナー補給条件を制御する。 Alternatively, in the case of a two-component development system, the toner replenishment conditions are controlled so that an appropriate toner density is obtained depending on the toner charge amount.
このように、基準トナーパッチのトナー帯電量を検知することで、帯電、露光、現像、転写の各工程の条件を最適化することが可能となる。 In this way, by detecting the toner charge amount of the reference toner patch, it is possible to optimize the conditions of the charging, exposure, development, and transfer processes.
本実施形態において、制御装置36が調節する条件としては、(1)転写部材5への印加電圧(すなわち転写電界の強度)、(2)現像装置4の現像ローラ17へ印加する現像電圧(すなわち現像電界の強度)、(3)帯電装置2による感光体1への帯電電圧(すなわち感光体1上の帯電電位)、(4)露光装置3による感光体1への露光量(すなわち感光体1上の露光電位)、(5)現像装置4の容器16に含まれる2成分現像剤のトナー濃度、のうちの少なくとも1つを調節する。
In the present embodiment, the conditions adjusted by the
上記(1)を実際のトナー像の帯電量に応じた適切な値に調節すれば、転写効率が向上する。従って、形成画像の画質を向上させたり、未転写トナーの増加によるトナー消費量増大を抑制したりできるといった効果がある。 If the above (1) is adjusted to an appropriate value according to the charge amount of the actual toner image, the transfer efficiency is improved. Therefore, it is possible to improve the image quality of the formed image and to suppress an increase in toner consumption due to an increase in untransferred toner.
上記(2)を実際のトナー像の帯電量に応じた適切な値に調節すれば、現像工程において静電潜像に対して適切な量のトナーが付着するようになるので、適切なトナー量のトナー像が形成される。従って、形成画像の画質を向上させたり、入力画像データに対する出力画像の再現性を高めたりできるといった効果がある。 If the above (2) is adjusted to an appropriate value according to the charge amount of the actual toner image, an appropriate amount of toner will be attached to the electrostatic latent image in the development process. The toner image is formed. Therefore, there are effects that the image quality of the formed image can be improved and the reproducibility of the output image with respect to the input image data can be improved.
一方、トナー像の帯電量の変化に対応するために上記(2)を調節するときに、上記(3)または(4)も調節すれば、所望のトナー量を静電潜像に付着させつつ、地カブリやキャリヤ付着などの画像欠陥を抑制できるといった効果がある。 On the other hand, when adjusting the above (2) in order to cope with the change in the charge amount of the toner image, if the above (3) or (4) is also adjusted, the desired toner amount is attached to the electrostatic latent image. There is an effect that image defects such as ground fog and carrier adhesion can be suppressed.
また、実際のトナー像の帯電量に基づいて上記(5)を調節することにより、感光体1上に形成されるトナー像を所望の帯電量にできるといった効果がある。 Further, by adjusting the above (5) based on the actual charge amount of the toner image, there is an effect that the toner image formed on the photoreceptor 1 can be set to a desired charge amount.
次に、本実施形態の画像形成装置10aによるプロセスコントロール動作について説明する。まず、帯電装置2が、感光体1表面を所定の均一な電位になるように帯電させる。次に、露光装置3が、均一に帯電された感光体1表面を露光して、基準トナーパッチに対応する静電潜像である基準パッチ潜像を形成する。続いて、現像装置4がトナーによって基準パッチ潜像を現像し、基準トナーパッチを形成する。
Next, a process control operation by the
そして、電位センサ31が基準トナーパッチの表面電位を検出するとともに、パッチ濃度センサ32が基準トナーパッチからの反射光強度を検出する。そして、演算装置35が、各センサ31・32によって検出された表面電位および反射光強度を取得し、基準トナーパッチのトナー帯電量およびトナー付着量を算出する。なお、この工程の詳細については後述する。そして、演算装置によって求められたトナー帯電量およびトナー付着量に基づいて、制御装置36がプロコンを行う。
The
一方、電位センサ31およびパッチ濃度センサ32を基準トナーパッチ像が通過すると、転写部材離接機構30が転写部材5を感光体1から離間させる。その結果、感光体1上の基準トナーパッチは、転写部材5や用紙Pに転写されることなく、転写部材5を通過する。なお、この離間動作のタイミングは、プロコン開始直後などであってもよく、特に限定されない。
On the other hand, when the reference toner patch image passes through the
そして、感光体1上の基準トナーパッチは、クリーニング部材33によって掻き取られ除去されるとともに、そのトナーがトナー循環回収機構34によって現像装置4へ搬送される。これにより、基準トナーパッチの回収が完了する。
The reference toner patch on the photoreceptor 1 is scraped off and removed by the cleaning
その後は、通常の画像形成モードに戻り画像形成を実行してもよいし、調節された画像形成条件で本当に適正な帯電量やトナー付着量になるかどうかを確認するとともに、必要に応じて再度プロコンを実施して所望の画像形成条件となるよう調整を継続したりしてもよい。 After that, you may return to the normal image formation mode to execute image formation, check if the charge amount and toner adhesion amount are really appropriate under the adjusted image formation conditions, and again if necessary. The adjustment may be continued by executing the process control so that a desired image forming condition is obtained.
以上のように、本実施形態の画像形成装置10aによれば、プロコンに使用したトナーを廃棄することなく有効に再利用できるため、環境への負荷を軽減するとともに、ランニングコストを低減することができる。
As described above, according to the
次に、演算装置35による、プロコンに必要な各種パラメータの詳細な求め方について説明する。
Next, how to obtain various parameters necessary for the process control by the
演算装置35は、パッチ濃度センサ32が検出した基準トナーパッチの反射率を取得し、この反射率から基準トナーパッチの単位面積あたりのトナー重量であるトナー付着量mtを求める。反射率からトナー付着量mtを算出する方法としては、予め実験によりパッチ濃度センサ32が検出する反射率とトナー付着量mtとの関係を調べておき、反射率ごとのトナー付着量mtの値をテーブルとして図示しない記憶部に格納し、演算装置35がこのテーブルを参照して求めればよい。
The
また、演算装置35は、電位センサ31が検出した基準トナーパッチの表面電位Vsの値を取得する。ここで、基準トナーパッチの表面電位Vsは、感光体1の露光領域の電位(露光電位)VLと、基準トナーパッチのトナー層における表面−底面間の電位差(トナー層電位差)Vtとの和であるため、トナー層電位差Vtは、表面電位Vsから露光電位VLを引くことにより求めることができる。
In addition, the
なお、露光電位VLの値は、帯電条件や露光条件に応じて変化するので、予め実験などにより条件ごとの値を求め、テーブルとして図示しない記憶部に格納しておき、演算装置がこれを参照するように構成することが好ましい。また、トナー付着量mtや露光電位VLの値を、環境条件や経年変化を考慮したテーブルとして準備すれば、一層正確なプロコンを行うことが可能になる。 Since the value of the exposure potential VL changes according to the charging condition and the exposure condition, a value for each condition is obtained in advance by experiments or the like, stored as a table in a storage unit (not shown), and the arithmetic unit refers to this. It is preferable to configure so as to. Further, if the values of the toner adhesion amount mt and the exposure potential VL are prepared as a table in consideration of environmental conditions and secular change, it becomes possible to perform more accurate control.
基準トナーパッチのトナー帯電量、換言すれば、トナー比電荷qt(C/g)は、上記のトナー付着量mt(g/cm2)およびトナー層電位差Vt(V)から次のようにして求めることができる。 The toner charge amount of the reference toner patch, in other words, the toner specific charge qt (C / g) is obtained from the toner adhesion amount mt (g / cm 2 ) and the toner layer potential difference Vt (V) as follows. be able to.
実測されないが、トナー付着量mtのときのトナー層の厚みをdt(cm)、トナー層の見かけ上の誘電率をεt(F/cm)、トナー層の見かけ上の密度(嵩密度)をkt(g/cm3)とすると、単位面積あたりの基準トナーパッチのトナー電荷量の総和Qt(C/cm2)は、次の式(1)
Qt=mt×qt …(1)
によって表すことができる。また、基準トナーパッチのトナー層の厚みdtは、次の式(2)
dt=mt/kt …(2)
によって表すことができる。また、トナー層の体積電荷密度をρtとすると、ρtは、次の式(3)
ρt=Qt/dt …(3)
によって表すことができる。また、トナー層電位差Vtは、次の式(4)
Although not actually measured, the thickness of the toner layer when the toner adhesion amount mt is dt (cm), the apparent dielectric constant of the toner layer is εt (F / cm), and the apparent density (bulk density) of the toner layer is kt. Assuming that (g / cm 3 ), the total toner charge amount Qt (C / cm 2 ) of the reference toner patch per unit area is expressed by the following equation (1):
Qt = mt × qt (1)
Can be represented by The thickness dt of the toner layer of the reference toner patch is expressed by the following formula (2)
dt = mt / kt (2)
Can be represented by Further, when the volume charge density of the toner layer is ρt, ρt is expressed by the following equation (3).
ρt = Qt / dt (3)
Can be represented by Further, the toner layer potential difference Vt is expressed by the following equation (4).
によって表すことができる。
Can be represented by
そして、上記の式(4)から次の式(5) From the above equation (4), the following equation (5)
qt=2×Vt×εt×kt/(mt^2) …(7)
によって求めることができる。
qt = 2 × Vt × εt × kt / (mt ^ 2) (7)
Can be obtained.
従って、使用するトナーの見かけ上の比誘電率εtとトナー層の嵩密度ktとを予め求めておけば、表面電位Vsとトナー付着量mtとから、トナー比電荷qtを推定することができる。 Therefore, if the apparent relative dielectric constant εt of the toner to be used and the bulk density kt of the toner layer are obtained in advance, the toner specific charge qt can be estimated from the surface potential Vs and the toner adhesion amount mt.
なお、実際のトナー層は体積電荷密度が一様ではない場合がある。これは現像工程(転写工程)において粒径選択性や帯電量選択性があり、トナー層厚み方向に沿って体積電荷密度が変化するためである。よって、任意の帯電量条件下で現像トナー量を変化させたときの表面電位変化を予め求めておき、その情報を基に上記式(7)で導かれたトナー比電荷の値を補正して、プロコン中の帯電量としてもよい。 The actual toner layer may not have a uniform volume charge density. This is because there is particle size selectivity and charge amount selectivity in the development process (transfer process), and the volume charge density changes along the toner layer thickness direction. Therefore, the surface potential change when the developing toner amount is changed under an arbitrary charge amount condition is obtained in advance, and the value of the toner specific charge derived by the above equation (7) is corrected based on the information. The charge amount in the process computer may be used.
以上のように、本実施形態の画像形成装置10aによれば、電位センサ31およびパッチ濃度センサ32の検出値から基準トナーパッチのトナー帯電量を求め、このトナー帯電量を考慮してプロコンを行うため、高精度なプロコンを行うことができる。
As described above, according to the
〔実施形態2〕
本発明の第2の実施形態を図3に基づいて説明する。図3は、本発明の一実施形態を示すものであり、画像形成装置10bの概略構成を示す断面図である。
[Embodiment 2]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows an embodiment of the present invention and is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
本実施形態の画像形成装置10bは、上述した実施形態1の画像形成装置10aと比べて、クリーニング部材33およびトナー循環回収機構34が省略されている点と、現像装置4が現像装置4’になっている点とが異なっており、その他は同一である。同一の構成については説明を省略する。
The
本実施形態の画像形成装置10bは、所謂クリーナレス方式を採用している。つまり、現像ローラ17における現像バイアス電位の設定条件を最適化することにより、現像装置4が現像とクリーニングとを同時に行うようになっている。
The
この構成によれば、転写部材5を通過した感光体1上の残留トナーおよび基準トナーパッチは、クリーニング部材によって除去されることなく、帯電装置2に到達する。そして、帯電工程において感光体表面およびトナー自身が帯電されるとともに、露光工程において露光を受ける。このとき、感光体1の非画像領域は露光を受けないため、現像工程において非画像領域のトナーは現像ローラ17に転移して回収される。
According to this configuration, the residual toner and the reference toner patch on the photoreceptor 1 that have passed through the
このように、本実施形態では、現像装置4が、トナー回収手段として機能し、転写部材5を通過した感光体1上の基準トナーパッチのトナーを回収する。従って、クリーニング部材や、現像装置への還流機構などを設ける必要がなく、画像形成装置を低コスト化、小型化することができる。
As described above, in the present embodiment, the developing
なお、この構成の場合、露光装置3は、プロコン時(すなわち基準トナーパッチ形成時)には、感光体1上の既に基準トナーパッチが形成されている領域に対して露光を行わず、基準トナーパッチのトナーがすべて現像装置4に回収されるようにすることが好ましい。換言すれば、露光装置3は、基準トナーパッチが形成されていない領域に対して露光を行うことによって、基準トナーパッチに対応する新たな基準パッチ潜像を形成することが好ましい。これにより、新たに形成された基準トナーパッチは、以前に形成された基準トナーパッチの影響を受けることがなく、適切な表面電位およびトナー付着量となる。
In the case of this configuration, the exposure device 3 does not expose the area where the reference toner patch is already formed on the photosensitive member 1 during the process control (that is, when the reference toner patch is formed). It is preferable that all the toner of the patch is collected by the developing
〔実施形態3〕
本発明の第3の実施形態を図4に基づいて説明する。図4は、本発明の一実施形態を示すものであり、画像形成装置10cの概略構成を示す断面図である。
[Embodiment 3]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows an embodiment of the present invention and is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
本実施形態の画像形成装置10cは、上述した実施形態2の画像形成装置10bと比べて、クリーニング部材33およびクリーニング部材離接機構(クリーニング部材離接手段)37が設けられている点が異なっており、その他は同一である。同一の構成については説明を省略する。
The
本実施形態の画像形成装置10cは、実施形態2の画像形成装置10bと同じクリーナレス方式を利用することができる。ただし、通常の画像形成時(すなわちプロコン時の基準トナーパッチを形成するとき以外)には、クリーナレス方式を用いず、クリーニング部材33によって、転写部材5を通過した感光体1上の残留トナーを除去する。そして、プロコン時には、クリーニング部材離接機構37がクリーニング部材33を感光体1から離間させることにより、転写部材5を通過した感光体1上の基準トナーパッチは、クリーニング部材33によって除去されることなく、クリーニング部材33を通過する。そして、実施形態2の画像形成装置10bと同様に、基準トナーパッチは現像装置4’によってそのトナーが回収される。
The
なお、クリーニング部材離接機構37は、転写部材離接機構30と同様に、偏心カムにより、あるいは、スプリングおよび電磁クラッチなどを組み合わせることにより実現できる。
The cleaning member separation /
本実施形態の構成によれば、プロコン時(基準トナーパッチ形成時)にクリーニング部材33を感光体1から離間させてクリーナレス方式を用いる一方、通常の画像形成時にはクリーニング部材33によって感光体1上の表面の残留トナーを除去する構成を採っている。よって、クリーニングの際にトナーと一緒に回収される可能性のある紙粉やゴミが現像装置4’に紛れ込むリスクを低減できる上、長期にわたりクリーニング部材33に滞留して粗大化したトナーが現像装置4’に還流してしまうリスクも低減できる。このように現像工程に悪影響を及ぼす物質が現像装置4’に入り込むのを抑制できるので、より高品位な画像形成を行うことができる。
According to the configuration of the present embodiment, the cleaning
また、クリーナーレスプロセス(現像クリーニング)がプロコン時にのみ行われるため、仮に現像クリーニング不良による弊害が発生したとしても、通常の用紙Pへの画像形成への影響はないため、本実施形態の構成は好適である。 In addition, since the cleaner-less process (development cleaning) is performed only at the time of the process control, even if an adverse effect due to poor development cleaning occurs, there is no effect on image formation on the normal paper P. Is preferred.
〔実施形態4〕
本発明の第4の実施形態を図5に基づいて説明する。図5は、本発明の一実施形態を示すものであり、画像形成装置10dの概略構成を示す断面図である。
[Embodiment 4]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows an embodiment of the present invention and is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
本実施形態の画像形成装置10dは、上述した実施形態1の画像形成装置10aと比べて、パッチ濃度センサ32の代わりに現像電流検出装置38が設けられ、電位センサ31および現像電流検出装置38によってトナー付着量およびトナー帯電量の算出する点が異なっており、その他は同一である。同一の構成については説明を省略する。なお、本実施形態は、トナー付着量およびトナー帯電量の算出方法の別の態様を示すものであるため、トナーを回収する手法については特に限定されず、上述した実施形態2のクリーナレス方式を採用してもよいし、実施形態3のクリーナレス方式および通常のクリーナ方式を併用する手法を採用してもよい。
Compared to the
本実施形態では、基準トナーパッチのトナー帯電量を検出するために、感光体1上に形成された基準トナーパッチの表面電位と、基準パッチ潜像を現像して基準トナーパッチを形成する際に現像ローラ17と感光体1との間を流れる電流(以下、「現像電流」という)を検知する。この現像電流は、基準トナーパッチを形成するときに、トナーの移動に伴って現像ローラ17に流れる電流を現像電流検出装置38で検出することで測定できる。
In this embodiment, in order to detect the toner charge amount of the reference toner patch, the surface potential of the reference toner patch formed on the photoreceptor 1 and the reference patch latent image are developed to form the reference toner patch. A current flowing between the developing
以下では、電位センサ31および現像電流検出装置38の検出結果からトナー付着量およびトナー帯電量を求める方法について説明する。
Hereinafter, a method of obtaining the toner adhesion amount and the toner charge amount from the detection results of the
基準トナーパッチ形成時の感光体1の移動速度をvp(cm/s)、基準トナーパッチの巾をw(cm)、現像電流をId(A)とする。ここで、時間t(s)の間に現像されるトナーの総電荷量をQt(C)とすると、総電荷量Qtは、次の式(8)
Qt=Id×t …(8)
によって表すことができる。そして、基準トナーパッチにおける単位面積(1cm2)あたりのトナーの電荷量Qo(C/cm2)は、次の式(9)
Qo=Qt/(vp×t×w)
=Id/(vp×w) …(9)
によって表すことができる。
It is assumed that the moving speed of the photosensitive member 1 at the time of forming the reference toner patch is vp (cm / s), the width of the reference toner patch is w (cm), and the developing current is Id (A). Here, assuming that the total charge amount of the toner developed during the time t (s) is Qt (C), the total charge amount Qt is expressed by the following equation (8).
Qt = Id × t (8)
Can be represented by The toner charge amount Qo (C / cm 2 ) per unit area (1 cm 2 ) in the reference toner patch is expressed by the following equation (9).
Qo = Qt / (vp × t × w)
= Id / (vp × w) (9)
Can be represented by
このときの基準トナーパッチのトナー層電位差をVt(V)とし、単位面積あたりのトナー層の容量をCt(F)とすると、容量Ctは、次の式(10)
Ct=Qo/Vt
=Id/(Vt×vp×w) …(10)
によって表すことができる。ここで、容量Ctは、トナー付着量mt(g/cm2)、誘電率εt(F/cm)、嵩密度kt(g/cm3)、トナー層厚みdt(cm)との間で次の式(11)
Ct≒εt×S(=1)/dt
=εt/(mt/kt) …(11)
を満たす
そして、上記の式(10),(11)から、次の式(12)
mt=εt×kt×(Vt×vp×w)/Id …(12)
が導かれ、トナー比電荷qt(C/g)は、上述した式(5)および上記の式(12)から、次の式(13)
qt=Vt×εt×kt/{εt×kt×(Vt×vp×w)/Id}^2
=Id^2/{εt×kt×Vt×(vp×w)^2} …(13)
によって求めることができる。
When the toner layer potential difference of the reference toner patch at this time is Vt (V) and the capacity of the toner layer per unit area is Ct (F), the capacity Ct is expressed by the following equation (10).
Ct = Qo / Vt
= Id / (Vt × vp × w) (10)
Can be represented by Here, the capacitance Ct is the following among the toner adhesion amount mt (g / cm 2 ), the dielectric constant εt (F / cm), the bulk density kt (g / cm 3 ), and the toner layer thickness dt (cm). Formula (11)
Ct≈εt × S (= 1) / dt
= Εt / (mt / kt) (11)
And from the above equations (10) and (11), the following equation (12)
mt = εt × kt × (Vt × vp × w) / Id (12)
The toner specific charge qt (C / g) is calculated from the above equation (5) and the above equation (12) by the following equation (13).
qt = Vt × εt × kt / {εt × kt × (Vt × vp × w) / Id} ^ 2
= Id ^ 2 / {εt × kt × Vt × (vp × w) ^ 2} (13)
Can be obtained.
従って、基準トナーパッチ形成時のプロセススピードvpと、パッチ巾wと、使用するトナーの見かけ上の比誘電率εtと、トナー層の嵩密度ktとを予め求めておけば、基準トナーパッチの表面電位Vsと、基準トナーパッチ形成時の現像電流Idとによって、トナーの比電荷を推定することができる。またトナー付着量については、上記の式(12)を用いれば、パッチ濃度センサからの反射率を用いることなく推定することができる。 Accordingly, if the process speed vp, the patch width w, the apparent relative dielectric constant εt of the toner to be used, and the bulk density kt of the toner layer are obtained in advance, the surface of the reference toner patch can be obtained. The specific charge of the toner can be estimated from the potential Vs and the developing current Id at the time of forming the reference toner patch. Further, the toner adhesion amount can be estimated without using the reflectance from the patch density sensor by using the above equation (12).
なお、本実施形態の画像形成装置10dのように現像電流を検知する場合、現像ローラ17と感光体1の静電潜像との間に印加される現像バイアスを直流電圧のみとすることが好ましい。すなわち、電源39は、プロコン時(基準トナーパッチの形成時)には、現像ローラ17と感光体1との間に直流電圧のみからなる現像バイアスを印加することが好ましい。
In the case where the developing current is detected as in the
通常、現像性や均一性を向上させることを目的として、交番電圧を重畳した現像バイアスを用いる場合が多いが、プロコン時のトナー帯電量を現像電流に基づいて検出する際に、交番電圧が現像電流の正確な検知に悪影響を及ぼす場合がある。ここで、プロコン時には直流電圧のみからなる現像バイアスを用いることにより、現像電流を正確に検知することができ、その結果、トナー帯電量を正確に検出することができる。 Usually, a development bias with an alternating voltage is used for the purpose of improving developability and uniformity, but when detecting the toner charge amount during the process control based on the development current, the alternating voltage is developed. It may adversely affect the accurate detection of current. Here, the developing current can be accurately detected by using a developing bias consisting of only a DC voltage during the process control, and as a result, the toner charge amount can be accurately detected.
なお、トナー帯電量とは別にトナー付着量をパッチ濃度センサなどによって検出する場合には、基準トナーパッチが均一であることが望ましいため、現像バイアスに交番電圧を重畳したものを用いることが好ましい。従って、現像電流に基づいてトナー帯電量を求める際には、直流電圧のみからなる現像バイアスによって基準トナーパッチを形成し、一方、パッチ濃度センサなどによってトナー付着量を求める際には、交番電圧を重畳した現像バイアスによって基準トナーパッチを形成すれば、トナー帯電量およびトナー付着量を正確に求めることができ、プロコンの精度を向上させることができる。
よって、このトナー帯電量の情報を基に、交番電圧を印加した状態で所望の現像トナー付着量の確認を行うことで、より高精度なプロコンを行うことができる。
When the toner adhesion amount is detected by a patch density sensor or the like in addition to the toner charge amount, it is desirable that the reference toner patch is uniform, and therefore, it is preferable to use a developing bias with an alternating voltage superimposed thereon. Therefore, when determining the toner charge amount based on the development current, the reference toner patch is formed by the development bias consisting only of a DC voltage, while when determining the toner adhesion amount by a patch density sensor or the like, an alternating voltage is set. If the reference toner patch is formed by the superimposed developing bias, the toner charge amount and the toner adhesion amount can be accurately obtained, and the accuracy of the process control can be improved.
Therefore, based on the information on the toner charge amount, it is possible to perform a more accurate process control by confirming the desired developer toner adhesion amount with an alternating voltage applied.
なお、上述した実施形態1と同様に、実際のトナー層では体積電荷密度が一定ではない場合がある。これは現像工程(転写工程)において粒径選択性や帯電量選択性があり、トナー層の厚み方向に沿って体積電荷密度が変化するためである。よって、任意の帯電量条件下で現像トナー量を変化させたときの、現像電流や表面電位変化、トナー付着量の関係を予め求めておき、その情報を基に上記の各式で導かれたトナー比電荷やトナー付着量の値を補正して、プロコン中の帯電量やトナー付着量としてもよい。 Note that the volume charge density may not be constant in the actual toner layer, as in Embodiment 1 described above. This is because there is particle size selectivity and charge amount selectivity in the development process (transfer process), and the volume charge density changes along the thickness direction of the toner layer. Therefore, the relationship between the development current, the surface potential change, and the toner adhesion amount when the development toner amount is changed under an arbitrary charge amount condition is obtained in advance, and the above formulas are derived based on the information. It is also possible to correct the toner specific charge and the toner adhesion amount to obtain the charge amount and toner adhesion amount in the process control.
以上のように、本実施形態の画像形成装置10dによれば、電位センサ31および現像電流検出装置38の検出値から基準トナーパッチのトナー帯電量およびトナー付着量を求め、トナー帯電量を考慮してプロコンを行うため、高精度なプロコンを行うことができる。また、パッチ濃度センサを用いずに感光体1上の基準トナーパッチのトナー付着量を推定することができるため、低コスト化が可能である。
As described above, according to the
〔実施形態5〕
本発明の第5の実施形態を図6に基づいて説明する。図6は、本発明の一実施形態を示すものであり、画像形成装置10eの概略構成を示す断面図である。
[Embodiment 5]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an embodiment of the present invention and is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
本実施形態の画像形成装置10eは、上述した実施形態1の画像形成装置10aと比べて、電位センサ31の代わりに現像電流検出装置38が設けられ、パッチ濃度センサ32および現像電流検出装置38によってトナー付着量およびトナー帯電量の算出する点が異なっており、その他は同一である。同一の構成については説明を省略する。なお、本実施形態は、トナー付着量およびトナー帯電量の算出方法の別の態様を示すものであるため、トナーを回収する手法については特に限定されず、上述した実施形態2のクリーナレス方式を採用してもよいし、実施形態3のクリーナレス方式および通常のクリーナ方式を併用する手法を採用してもよい。
The
本実施形態では、基準トナーパッチのトナー帯電量を検出するために、感光体1上に形成された基準トナーパッチのトナー付着量と、基準パッチ潜像を現像して基準トナーパッチを形成する際に現像ローラ17と感光体1との間を流れる現像電流を検知する。
In this embodiment, in order to detect the toner charge amount of the reference toner patch, the toner adhesion amount of the reference toner patch formed on the photoreceptor 1 and the reference patch latent image are developed to form the reference toner patch. The developing current flowing between the developing
以下では、パッチ濃度センサ32および現像電流検出装置38の検出結果からトナー付着量およびトナー帯電量を求める方法について説明する。
Hereinafter, a method for obtaining the toner adhesion amount and the toner charge amount from the detection results of the
トナー付着量mt(g/cm2)については、パッチ濃度センサ32の検出結果から実施形態1と同様にして求めることができる。
The toner adhesion amount mt (g / cm 2 ) can be obtained from the detection result of the
基準トナーパッチ形成時の感光体1の移動速度をvp(cm/s)、基準トナーパッチの巾をw(cm)、現像電流をId(A)とする。ここで、時間t(s)の間に現像されるトナーの総電荷量をQt(C)とすると、総電荷量Qtは、次の式(14)
Qt=Id×t …(14)
によって表すことができる。そして、基準トナーパッチにおける単位面積(1cm2)あたりのトナーの電荷量Qo(C/cm2)は、次の式(15)
Qo=Qt/(vp×t×w)
=Id/(vp×w) …(15)
によって表すことができる。
It is assumed that the moving speed of the photosensitive member 1 at the time of forming the reference toner patch is vp (cm / s), the width of the reference toner patch is w (cm), and the developing current is Id (A). Here, assuming that the total charge amount of the toner developed during the time t (s) is Qt (C), the total charge amount Qt is expressed by the following equation (14).
Qt = Id × t (14)
Can be represented by The toner charge amount Qo (C / cm 2 ) per unit area (1 cm 2 ) in the reference toner patch is expressed by the following equation (15).
Qo = Qt / (vp × t × w)
= Id / (vp × w) (15)
Can be represented by
基準トナーパッチのトナー帯電量、換言すれば、トナー比電荷qt(C/g)は、上記のトナー付着量mt(g/cm2)および基準トナーパッチにおける単位面積(1cm2)あたりのトナーの電荷量Qo(C/cm2)から次の式(16)
qt=Qo/mt
=Id/(mt×vp×w) …(16)
によって求めることができる。
The toner charge amount of the reference toner patch, in other words, the toner specific charge qt (C / g) is the toner adhesion amount mt (g / cm 2 ) and the toner per unit area (1 cm 2 ) in the reference toner patch. From the charge amount Qo (C / cm 2 ), the following equation (16)
qt = Qo / mt
= Id / (mt × vp × w) (16)
Can be obtained.
従って、基準トナーパッチ形成時の感光体1の移動速度vp(cm/s)と、基準トナーパッチの巾w(cm)とを予め求めておけば、トナー付着量mtと基準トナーパッチ形成時の現像電流Idとによって、トナーの比電荷を推定することができる。 Accordingly, if the moving speed vp (cm / s) of the photosensitive member 1 at the time of forming the reference toner patch and the width w (cm) of the reference toner patch are obtained in advance, the toner adhesion amount mt and the reference toner patch forming time are formed. The specific charge of the toner can be estimated from the developing current Id.
なお、上述した実施形態1と同様に、任意の帯電量条件下で現像トナー量を変化させたときの、トナー付着量と現像電流の関係を予め求めておき、その情報を基に上記の各式で導かれたトナー比電荷量の値を補正して、プロコン中のトナー帯電量としてもよい。 As in the first embodiment, the relationship between the toner adhesion amount and the development current when the development toner amount is changed under an arbitrary charge amount condition is obtained in advance, and each of the above-described information is based on the information. The toner charge amount in the process computer may be corrected by correcting the value of the toner specific charge amount derived by the equation.
また、本実施形態においても、上述した実施形態4と同様に、現像電流の検知時には現像電圧を直流電圧のみとすることが好ましい。 Also in the present embodiment, it is preferable that the developing voltage is only a DC voltage when the developing current is detected, as in the fourth embodiment.
以上のように、本実施形態の画像形成装置10eによれば、パッチ濃度センサ32および現像電流検出装置38の検出値から基準トナーパッチのトナー帯電量およびトナー付着量を求め、トナー帯電量を考慮してプロコンを行うため、高精度なプロコンを行うことができる。また、電位センサを用いずに感光体1上の基準トナーパッチのトナー帯電量(比電荷)を推定することができるため、低コスト化が可能である。
As described above, according to the
〔実施形態6〕
本発明の第6の実施形態を図7に基づいて説明する。図7は、本発明の一実施形態を示すものであり、画像形成装置10fの概略構成を示す断面図である。
[Embodiment 6]
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 illustrates an embodiment of the present invention and is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the
本実施形態の画像形成装置10fは、上述した実施形態1の画像形成装置10aと比べて、現像装置4を感光体1に対して離接させる現像装置離接機構40が設けられている点が異なっており、その他は同一である。同一の構成については説明を省略する。なお、本実施形態は、トナー付着量およびトナー帯電量の算出方法の好ましい態様を示すものであるため、トナーを回収する手法については特に限定されず、上述した実施形態2のクリーナレス方式を採用してもよいし、実施形態3のクリーナレス方式および通常のクリーナ方式を併用する手法を採用してもよい。
Compared to the
本実施形態の画像形成装置10fにおいて、電位センサ31は、基準トナーパッチの表面電位Vsを測定する役割に加えて、基準パッチ潜像における露光領域の電位(露光電位)VLや均一帯電領域の電位を測定する役割も担っている。
In the
ここで、露光電位VLを測定する際に、電位センサ31は、現像装置4よりも感光体1の回転方向下流側に設けられているため、基準パッチ潜像が現像装置4によって現像されてしまい、露光電位VLを正確に測定できないおそれがある。これを回避するために、例えば、露光電位VLを検知するモードのときは、現像装置4に現像バイアスを印加せず、トナーが感光体1上の基準パッチ潜像に付着しないようにするといった手法も考えられるが、現像ローラ17上のトナー層や磁気ブラシが基準パッチ潜像の露光領域と接触することにより、露光電位が変化してしまう懸念がある。
Here, when measuring the exposure potential VL, since the
そこで、本実施形態の画像形成装置10fでは、電位センサ31が基準パッチ潜像における露光電位VLを測定する際に、現像装置離接機構40が現像装置4を感光体1から離間させる構成となっている。従って、基準パッチ潜像の露光量域が現像装置4の影響を受けることなく、正確な露光電位VLを測定することができる。
Therefore, in the
そして、演算装置35は、上述の実施形態1において説明した基準トナーパッチの表面電位Vsの値から露光電位VLを引いてトナー層電位差Vtを求める際に、電位センサ31によって測定された露光電位VLを用いる。このように、トナー層電位差Vtを求める際に、実測した露光電位VLを用いることにより、感光体1の特性が変化してもトナー層電位差Vtを正確に求めることができ、トナー帯電量や付着量の検出精度をより向上させ、一層正確なプロコンを行うことが可能になる。
Then, the
なお、現像装置離接機構40は、転写部材離接機構30と同様に、偏心カムにより、あるいは、スプリングおよび電磁クラッチなどを組み合わせることにより実現できる。
The developing device attaching /
また、本実施形態の構成は、電位センサ31を有する画像形成装置に適用することができ、実施形態1の画像形成装置10aの外、実施形態4の画像形成装置10dにも適用することができる。
Further, the configuration of the present embodiment can be applied to an image forming apparatus having the
〔実施形態7〕
本発明の第7の実施形態を説明する。上述した実施形態1〜6の画像形成装置10a〜10fでは、プロコン用の基準トナーパッチを形成する際に、通常の電子写真プロセスを用いていたが、本実施形態では、プロコン用の基準トナーパッチをバイアス現像によって形成する。
[Embodiment 7]
A seventh embodiment of the present invention will be described. In the
通常の電子写真プロセスによってプロコン用の基準トナーパッチを作成する場合、感光体1の特性の変動により帯電電位や露光電位VLが変化してしまうことがある。このような問題が生じると、プロコン時の条件が不正確になり、その結果、プロコン精度が低下してしまう懸念がある。また、基準トナーパッチの表面電位Vsの計測過程においても、トナー層下の感光体電位(すなわち露光電位VL)が変動してしまうと、基準トナーパッチのトナー層電位差Vtを正確に測定できなくなることがある。 When a reference toner patch for a process computer is created by a normal electrophotographic process, the charging potential or the exposure potential VL may change due to the fluctuation of the characteristics of the photoreceptor 1. When such a problem occurs, there is a concern that the conditions at the time of the process control become inaccurate, and as a result, the process control accuracy decreases. Also, in the process of measuring the surface potential Vs of the reference toner patch, if the photoreceptor potential under the toner layer (that is, the exposure potential VL) fluctuates, the toner layer potential difference Vt of the reference toner patch cannot be measured accurately. There is.
そこで、本実施形態の画像形成装置10gでは、プロコン用の基準トナーパッチを形成する際に、感光体への帯電および露光を行わず、現像ローラ17と感光体1との間に生じる現像バイアスを利用して、感光体1上に基準トナーパッチを形成する。以下では、この現像方法をバイアス現像と呼ぶ。
Therefore, in the image forming apparatus 10g of the present embodiment, when forming a reference toner patch for a professional computer, the photosensitive member is not charged and exposed, and a developing bias generated between the developing
バイアス現像を用いれば、基準トナーパッチの形成の際に、帯電装置2による均一帯電や露光装置3による露光が不要となり、感光体1の特性の変動に起因するプロコン精度の低下を防止することが可能となる。 If bias development is used, uniform charging by the charging device 2 and exposure by the exposure device 3 are not required when forming the reference toner patch, and it is possible to prevent a decrease in the accuracy of the process control due to fluctuations in the characteristics of the photoreceptor 1. It becomes possible.
現像バイアスを発生させる手法としては、例えば以下の(1)〜(3)が挙げられる。
(1)感光体1への帯電・露光を行わず、感光体1の表面電位をほぼ0V(厳密には除電ランプ7等によって形成された電位なので、−10〜50V程度になる)にした状態で、電源39によって現像ローラ17に所定のバイアス電圧を印加して現像ローラ17の電位を変化させる。
(2)感光体1への帯電・露光を行わず、図示しない電源装置によって感光体1の基材1a(Al素管など)に所定のバイアス電圧を印加して感光体1の電位を変化させる。
(3)感光体1への帯電・露光を行わず、電源39によって現像ローラ17に所定のバイアス電圧を印加して現像ローラ17の電位を変化させるとともに、図示しない電源装置によって感光体1の基材1aに所定のバイアス電圧を印加して感光体1の電位を変化させる。
Examples of the method for generating the development bias include the following (1) to (3).
(1) The state where the surface potential of the photoconductor 1 is set to approximately 0 V (strictly, it is a potential formed by the static elimination lamp 7 and the like, and is about −10 to 50 V) without charging and exposing the photoconductor 1. Thus, a predetermined bias voltage is applied to the developing
(2) Without charging or exposing the photoconductor 1, a predetermined bias voltage is applied to the
(3) The photosensitive member 1 is not charged and exposed, and a predetermined bias voltage is applied to the developing
なお、上記のバイアス現像を用いる場合、基準トナーパッチの形成領域が感光体1の長手方向全域にわたるため、バイアス現像を用いない場合に比べて基準トナーパッチに必要なトナー量が増加するが、上述した各実施形態に示したトナーの回収構成を併用することで、トナーの消費量増大を抑制しつつ、安定したプロコンを行うことができる。 Note that when the bias development is used, the amount of toner required for the reference toner patch is increased as compared with the case where the bias development is not used because the reference toner patch formation region extends over the entire longitudinal direction of the photoreceptor 1. By using the toner collection configuration shown in each of the embodiments together, a stable process control can be performed while suppressing an increase in toner consumption.
ところで、上述したバイアス現像を実施形態2,3の画像形成装置10b,10cに適用する場合、さらに以下の構成とすることが好ましい。
By the way, when the bias development described above is applied to the
バイアス現像によって基準トナーパッチを形成する場合、上述したように、基準トナーパッチは、感光体1の長手方向において、現像装置4/4’によって現像可能な領域(すなわち現像ローラ17と対向する領域)の全域にわたって形成される。実施形態2,3の画像形成装置10b,10cでは、基準トナーパッチを形成した後、該パッチのトナーを現像装置4’が回収する方式を採用しているが、この現像装置4がトナーを回収できる領域は、現像ローラ17が対向する領域であり、現像装置4が現像可能な領域と等しい。
When the reference toner patch is formed by bias development, as described above, the reference toner patch is an area that can be developed by the developing
従って、基準トナーパッチの巾が少しでも現像可能領域よりも感光体1の長手方向に広がってしまうと、感光体1上の基準トナーパッチの端部のトナーを現像装置4’によって回収することができない。その結果、残存した基準トナーパッチのトナーが画像面の汚れや機内の汚染をもたらすおそれがある。
Accordingly, if the width of the reference toner patch extends in the longitudinal direction of the photoconductor 1 beyond the developable area, the toner at the end of the reference toner patch on the photoconductor 1 can be collected by the developing
図8は、本発明の一実施形態を示すものであり、画像形成装置を上方から見下ろした模式図である。図8に示すように、本実施形態の画像形成装置10gでは、現像装置4’の現像ローラ17よりも感光体1の回転方向上流側に、トナー掻き寄せ部材41a・41bが設けられている。このトナー掻き寄せ部材41a・41bは、バイアス現像によって形成された感光体1上の基準トナーパッチの巾方向の端部が中央側に寄せられるよう、換言すれば、基準トナーパッチの巾が狭くなるよう、基準トナーパッチを掻き寄せる。その結果、基準トナーパッチの巾は、現像ローラ17の巾(長手方向の長さ)よりも短くなり、現像ローラ17が基準トナーパッチに含まれるトナーを確実に回収することができるようになる。
FIG. 8 shows an embodiment of the present invention and is a schematic view of the image forming apparatus as viewed from above. As shown in FIG. 8, in the image forming apparatus 10g of this embodiment,
以上では本発明を好ましい実施形態に基づいて説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 Although the present invention has been described above based on the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims, and different embodiments are possible. Embodiments obtained by appropriately combining the respective technical means disclosed are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、例えば複写機、ファクシミリ、プリンタなどの電子写真方式を用いる画像形成装置に適用することができる。 The present invention can be applied to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer.
1 感光体(像担持体)
1a 基材
1b 光導電層
2 帯電装置
3 露光装置
4 現像装置
4’ 現像装置(トナー回収手段)
5 転写部材
6 定着部材
7 除電装置
10a〜10f 画像形成装置
17 現像ローラ
30 転写部材離接機構(転写部材離間手段)
31 電位センサ(電位検出手段)
32 パッチ濃度センサ(トナー量検出手段)
33 クリーニング部材
34 トナー循環回収機構(トナー搬送手段)
35 演算装置(プロセス制御手段)
36 制御装置(プロセス制御手段)
37 クリーニング部材離接機構(クリーニング部材離間手段)
38 現像電流検出装置(現像電流検出手段)
40 現像装置離接機構(現像装置離間手段)
41a・41b トナー掻き寄せ部材
P 用紙(転写対象物)
1 Photoconductor (image carrier)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
31 Potential sensor (potential detection means)
32 Patch density sensor (toner amount detection means)
33
35 arithmetic unit (process control means)
36 Control device (process control means)
37 Cleaning member separation / contact mechanism (cleaning member separation means)
38 Development current detection device (development current detection means)
40 Developing device separation / contact mechanism (developing device separating means)
41a / 41b Toner scraping member P paper (transfer object)
Claims (8)
上記像担持体に形成された上記基準トナー像が上記転写対象物に転写されないように、上記転写部材を上記像担持体から離間させる転写部材離間手段と、
上記転写部材を通過した上記像担持体上の基準トナー像のトナーを上記現像装置に再利用させるよう回収するトナー回収手段とをさらに備え、
上記プロセス制御手段は、上記基準トナー像のトナー量およびトナー帯電量に基づいて上記プロセスコントロールを行い、
上記転写部材よりも上記像担持体の回転方向下流側に配置され、上記転写部材を通過した上記像担持体上のトナー像を該像担持体に当接して除去するクリーニング部材と、
上記像担持体に形成された上記基準トナー像が上記クリーニング部材によって除去されないように、上記クリーニング部材を上記像担持体から離間させるクリーニング部材離間手段とをさらに備え、
上記現像装置は、上記トナー回収手段として、上記クリーニング部材を通過した上記像担持体上の基準トナー像のトナーを回収することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that rotates and carries an electrostatic latent image and a toner image, a developing device that forms a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image carried by the image carrier, and the image carrier A transfer member provided in contact with the transfer member for transferring a toner image on the image carrier to a transfer target; and a process control unit for performing process control based on a reference toner image formed on the image carrier. An electrophotographic image forming apparatus,
Transfer member separating means for separating the transfer member from the image carrier so that the reference toner image formed on the image carrier is not transferred to the transfer object;
A toner collecting means for collecting the toner of the reference toner image on the image carrier that has passed through the transfer member so as to be reused by the developing device;
The process control means performs the process control based on a toner amount and a toner charge amount of the reference toner image,
A cleaning member that is disposed downstream of the transfer member in the rotation direction of the image carrier and removes a toner image on the image carrier that has passed through the transfer member by contacting the image carrier;
Cleaning member separating means for separating the cleaning member from the image carrier so that the reference toner image formed on the image carrier is not removed by the cleaning member;
The developing device collects toner of a reference toner image on the image carrier that has passed through the cleaning member as the toner collecting unit.
上記像担持体に形成された上記基準トナー像のトナー量を検出するトナー量検出手段とをさらに備え、
上記プロセス制御手段は、上記トナー量検出手段によって検出される上記基準トナー像のトナー量と上記電位検出手段および上記トナー量検出手段による検出結果から算出される上記基準トナー像のトナー帯電量とに基づいて上記プロセスコントロールを行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 A potential detecting means for detecting a surface potential of the reference toner image formed on the image carrier;
A toner amount detecting means for detecting a toner amount of the reference toner image formed on the image carrier,
The process control means includes a toner amount of the reference toner image detected by the toner amount detection means and a toner charge amount of the reference toner image calculated from detection results by the potential detection means and the toner amount detection means. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the process control is performed based on the process control.
上記像担持体に形成された上記基準トナー像の表面電位を検出する電位検出手段と、
上記現像装置が上記基準静電潜像を現像する際に上記現像装置から上記像担持体へ流れる現像電流を検出する現像電流検出手段とをさらに備え、
上記プロセス制御手段は、上記電位検出手段および上記現像電流検出手段による検出結果から算出される上記基準トナー像のトナー帯電量およびトナー量に基づいて上記プロセスコントロールを行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The reference toner image on the image carrier is formed by developing the reference electrostatic latent image on the image carrier by the developing device.
A potential detecting means for detecting a surface potential of the reference toner image formed on the image carrier;
A developing current detecting means for detecting a developing current flowing from the developing device to the image carrier when the developing device develops the reference electrostatic latent image;
2. The process control unit according to claim 1, wherein the process control unit performs the process control based on a toner charge amount and a toner amount of the reference toner image calculated from detection results of the potential detection unit and the development current detection unit. The image forming apparatus described in 1.
像することにより形成され、
上記像担持体に形成された上記基準トナー像のトナー量を検出するトナー量検出手段と、
上記現像装置が上記基準静電潜像を現像する際に上記現像装置から上記像担持体へ流れる現像電流を検出する現像電流検出手段とをさらに備え、
上記プロセス制御手段は、上記トナー量検出手段によって検出される上記基準トナー像のトナー量と上記トナー量検出手段および上記現像電流検出手段による検出結果から算出される上記基準トナー像のトナー帯電量とに基づいて上記プロセスコントロールを行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The reference toner image on the image carrier is formed by developing the reference electrostatic latent image on the image carrier by the developing device.
A toner amount detecting means for detecting a toner amount of the reference toner image formed on the image carrier;
A developing current detecting means for detecting a developing current flowing from the developing device to the image carrier when the developing device develops the reference electrostatic latent image;
The process control means includes: a toner amount of the reference toner image detected by the toner amount detection means; a toner charge amount of the reference toner image calculated from detection results of the toner amount detection means and the development current detection means; The image forming apparatus according to claim 1, wherein the process control is performed based on the process.
上記電位検出手段は、上記現像装置よりも上記像担持体の回転方向下流側で、かつ、上記クリーニング部材よりも上記像担持体の回転方向上流側に配置され、上記現像装置によって上記像担持体に形成された上記基準トナー像の表面電位と、上記現像装置離間手段が上記現像装置を上記像担持体から離間させることにより上記現像装置によって現像されなかった上記像担持体上の静電潜像の表面電位とを検出し、
上記プロセス制御手段は、上記電位検出手段によって検出された上記基準トナー像および上記静電潜像の表面電位から、上記基準トナー像におけるトナー層の表面−底部間の電位差であるトナー層電位差を求めるとともに、求めたトナー層電位差に基づいて上記基準トナー像のトナー帯電量を算出することを特徴とする請求項2または3に記載の画像形成装置。 A developing device separating means for separating the developing device from the image carrier so that the electrostatic latent image on the image carrier is not developed by the developing device;
The potential detecting means is disposed downstream of the developing device in the rotational direction of the image carrier and upstream of the cleaning member in the rotational direction of the image carrier, and is developed by the developing device. And the electrostatic latent image on the image carrier that was not developed by the developing device by the developing device separating means separating the developing device from the image carrier. Detecting the surface potential of
The process control means obtains a toner layer potential difference which is a potential difference between the surface and bottom of the toner layer in the reference toner image from the surface potential of the reference toner image and the electrostatic latent image detected by the potential detection means. 4. The image forming apparatus according to claim 2, wherein a toner charge amount of the reference toner image is calculated based on the obtained toner layer potential difference.
上記帯電装置によって均一に帯電された後の上記像担持体を露光することによって上記像担持体上に静電潜像を形成する露光装置とをさらに備え、
上記現像装置は、上記帯電装置による帯電、および、上記露光装置による露光の何れも行われていない上記像担持体に現像バイアスを用いてトナーを付着させるバイアス現像により、上記基準トナー像を上記像担持体に形成することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 A charging device for uniformly charging the image carrier;
An exposure device that forms an electrostatic latent image on the image carrier by exposing the image carrier after being uniformly charged by the charging device;
The developing device converts the reference toner image into the image by bias development in which toner is attached to the image carrier, which is not charged by the charging device and exposed by the exposure device, using a developing bias. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is formed on a carrier.
上記像担持体を均一に帯電させる際の帯電電位、
上記像担持体に静電潜像を形成する際の像担持体への露光量、
上記像担持体上の静電潜像を現像する際に用いる現像電圧、
上記像担持体上のトナー像を上記転写対象物に転写する際に用いる転写電圧、および
上記像担持体上の静電潜像を現像するのに用いる2成分系トナーのトナー濃度、
のうちの少なくとも1つを調節することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The process control means, as the process control,
A charging potential for uniformly charging the image carrier,
Exposure amount to the image carrier when forming an electrostatic latent image on the image carrier,
Development voltage used when developing the electrostatic latent image on the image carrier,
A transfer voltage used to transfer the toner image on the image carrier to the transfer object, and a toner concentration of a two-component toner used to develop the electrostatic latent image on the image carrier;
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein at least one of the two is adjusted.
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