JP2007121940A - Electrophotographic image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリそれらの複合機などの電子写真画像形成装置に関し、特に、2成分現像剤を磁気ロール上に保持して混合することでトナーを帯電させ、トナーのみを現像ロール上に均一に薄層形成し、静電潜像担持体との空間に直流、交流電圧を重畳しトナーを静電潜像に飛翔させるハイブリッド現像装置を有し、静電潜像担持体に形成したトナー像を記録材上に形成する画像形成装置において、パターン原稿により形成されたトナー画像の画像濃度を検知する濃度検知手段を備え、磁気ロール及び現像ロールにそれぞれ直流交流重畳電圧を印加し、画像濃度の検知結果に基づき、画像濃度が目標濃度となるよう磁気ロール及び現像ロールにそれぞれ印加する直流電圧を制御する電子写真画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a composite machine using an electrophotographic method, and more particularly, a toner is charged by holding and mixing a two-component developer on a magnetic roll. A hybrid developing device that uniformly forms a thin layer of toner only on the developing roll, superimposes DC and AC voltages in the space with the electrostatic latent image carrier, and causes the toner to fly to the electrostatic latent image. In an image forming apparatus for forming a toner image formed on an electrostatic latent image carrier on a recording material, the image forming apparatus includes density detecting means for detecting an image density of a toner image formed by a pattern original, and each of a magnetic roll and a developing roll is subjected to direct current. Electrophotography that applies an AC superimposed voltage and controls the DC voltage applied to the magnetic roll and the developing roll so that the image density becomes the target density based on the detection result of the image density About the image forming apparatus.
従来のハイブリッド現像装置では、多数回の画像形成を行っても画像濃度を一定に維持するため、パターン原稿からトナー像を形成し、その画像濃度を検知し、それに基づき、磁気ロールに印加する直流交流重畳電圧のうちの印加直流電圧(DCシフトバイアス値)を制御していた。 In a conventional hybrid developing device, a toner image is formed from a pattern original, the image density is detected, and a direct current applied to a magnetic roll based on the image density in order to maintain a constant image density even after many image formations. The applied DC voltage (DC shift bias value) of the AC superimposed voltage was controlled.
これに対して、例えば、特許文献1に開示された画像形成装置における現像方法では、感光体上のトナー像の濃度を検知して、現像ロールへの直流印加電圧を制御する。具体的には、現像ロール印加直流交流重畳電圧を印加し始めてから2周目に形成されたトナー層により現像されるタイミングでベタパターンを書き込むことで、現像ローラ上のトナー層を消費し、3週目に形成されたトナー層により現像されるタイミングでハーフトーンパターンを書き込んで、そのトナー濃度を検知することにより、2周目に形成されたトナー層が所定層厚に達していたか否かを検出するものである。
On the other hand, for example, in the developing method in the image forming apparatus disclosed in
また、特許文献2に開示された電子写真記録装置では、1成分2段階現像方式において感光体上の画像濃度を検知し、2段階現像方式における第1トナー搬送手段のバイアスを制御することにより、経時的な画像濃度変化を抑制する。
The electrophotographic recording apparatus disclosed in
しかし、トナー帯電量が経時変化した時は、磁気ロールによる現像ロール表面へのトナー薄層形成能力が変化しているのと同様に、現像ロール表面のトナー薄層による感光体上の静電潜像に対する現像能力も変化している。特許文献1、特許文献2では、それぞれ、現像ロール、第1トナー搬送手段のバイアスのみを単独で制御することにより、経時的な画像濃度変化に対応できるよう制御しているが、例えばトナー帯電量が高い場合には、磁気ロールによるトナー薄層形成能力は低下し、また現像ロールの現像能力も低下している。ここで磁気ロールのバイアス値を制御しトナー画像濃度を一定に維持しようとすると、現像ロールの現像能力低下分を含めて、磁気ロールの薄層形成能力が向上されることとなり、現像ロールのトナー層厚を過度に厚くすることになる。また逆にトナー帯電量が低い場合には、磁気ロールによるトナー薄層形成能力は向上し、また現像ロールの現像能力も向上している。ここで磁気ロールのバイアス値を制御しトナー画像濃度を一定に維持しようとすると、現像ロールの現像能力向上分を含めて、磁気ロールの薄層形成能力が低下されることになり、現像ロールのトナー層厚を過度に薄くすることとなる。このように現像ロール上のトナー層厚が0.5mg/cm2以下と薄くなり過ぎると高濃度画像の連続出力で濃度低下及び画像ムラが発生しやすくなる。また、トナー層が1.5mg/cm2以上と厚くなり過ぎると現像ゴーストが発生し、トナー飛散が起こる。
However, when the toner charge amount changes with time, the electrostatic latent image on the photosensitive member by the toner thin layer on the developing roll surface is changed in the same manner as the toner thin layer forming ability on the developing roll surface by the magnetic roll changes. The developing ability for images has also changed. In
そこで、本発明の課題は、直流交流重畳電圧を印加された磁気ロール上に2成分現像剤からなる磁気ブラシを形成し、前記磁気ブラシの中のトナーのみを、直流交流重畳電圧を印加された現像ロールに転移させ、前記現像ロール上のトナー薄層により静電潜像を現像するハイブリッド現像方式の電子写真画像形成装置において、長期にわたって一定濃度で高画質のトナー画像を得ることである。 Accordingly, an object of the present invention is to form a magnetic brush made of a two-component developer on a magnetic roll to which a DC / AC superimposed voltage is applied, and to apply only the toner in the magnetic brush to the DC / AC superimposed voltage. In a hybrid developing type electrophotographic image forming apparatus that transfers to a developing roll and develops an electrostatic latent image with a thin toner layer on the developing roll, a high-quality toner image is obtained at a constant density over a long period of time.
本発明においては、パターン原稿によりトナー画像を形成し、その画像濃度を画像濃度センサーで検知し、それに基いて磁気ロールと現像ロールに印加する直流電圧を制御し、トナー画像を所定画像濃度に維持するものである。磁気ロールおよび現像ロールの直流電圧を制御することにより、現像ロール上のトナー層厚の薄過ぎ及び厚過ぎを防止し、高濃度画像の連続出力での画像濃度の低下、画像ムラや現像ゴーストの発生を防止し、現像器内でのトナー飛散の発生を防止する。 In the present invention, a toner image is formed from a pattern original, the image density is detected by an image density sensor, and the DC voltage applied to the magnetic roll and the developing roll is controlled based on the image density sensor to maintain the toner image at a predetermined image density. To do. By controlling the DC voltage of the magnetic roll and the developing roll, the toner layer thickness on the developing roll is prevented from being too thin and too thick, resulting in a decrease in image density in continuous output of high density images, image unevenness and development ghosting. Generation of toner is prevented, and toner scattering in the developing device is prevented.
上述した課題を解決するための第1の手段は、直流交流重畳電圧を印加された磁気ロール上に2成分現像剤からなる磁気ブラシを形成し、磁気ブラシの中のトナーのみを、直流交流重畳電圧を印加された現像ロールに転移させ、現像ロール上のトナー薄層により静電潜像を現像するハイブリッド現像器と、所定のキャリブレーションパターン原稿から形成されたトナー画像の画像濃度を検知する画像濃度検出手段とを備え、検知結果に基づいて、画像濃度が目標濃度となるよう、前記磁気ロール及び現像ロールにそれぞれ印加する直流電圧を制御することを特徴とする電子写真画像形成装置を使用することである。 The first means for solving the above-mentioned problem is to form a magnetic brush made of a two-component developer on a magnetic roll to which a DC / AC superimposed voltage is applied, and to apply only the toner in the magnetic brush to the DC / AC superimposed. A hybrid developer that develops an electrostatic latent image with a thin toner layer on the developing roll by transferring voltage to the developing roll, and an image that detects the image density of a toner image formed from a predetermined calibration pattern document An electrophotographic image forming apparatus comprising: a density detecting unit; and controlling a DC voltage applied to each of the magnetic roll and the developing roll so that the image density becomes a target density based on a detection result. That is.
これにより、現像ロール上のトナー薄層が薄過ぎ・厚過ぎとなることを防止し、良好な画像を維持することができる。 Thereby, it is possible to prevent the toner thin layer on the developing roll from being too thin or too thick and maintain a good image.
現像ロール印加直流電圧変化量ΔVdに対する磁気ロール印加直流電圧変化量ΔVmの比ΔVm/ΔVdは、1.5以上で6.0以下であることを特徴とする。 The ratio ΔVm / ΔVd of the magnetic roll applied DC voltage change amount ΔVm to the developing roll applied DC voltage change amount ΔVd is 1.5 or more and 6.0 or less.
これにより、印加電圧変化量と画像濃度の関係が定まり、検出された画像濃度に基づいて画像濃度を目標濃度に到達する制御を自動的に行うことができる。 Thereby, the relationship between the applied voltage change amount and the image density is determined, and it is possible to automatically perform control to reach the target density based on the detected image density.
磁気ロール印加直流電圧Vmと現像ロール印加直流電圧Vdの差(Vm−Vd)は、50V以上で300V以下であることを特徴とする。 A difference (Vm−Vd) between the DC voltage Vm applied to the magnetic roll and the DC voltage Vd applied to the developing roll is 50 V or more and 300 V or less.
これにより、印加電圧差と画像濃度の関係が定まり、検出された画像濃度に基づいて画像濃度を目標濃度に到達する制御を自動的に行うことができる。 As a result, the relationship between the applied voltage difference and the image density is determined, and it is possible to automatically perform control to reach the target density based on the detected image density.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
[本実施形態の構成]
図1には、電子写真画像形成装置の一例として、ハイブリッド現像器を有するカラー複写機(タンデム機)の一例の正面図を示す。なお、本発明は、単色の画像形成装置にも当然利用できる。
[Configuration of this embodiment]
FIG. 1 shows a front view of an example of a color copying machine (tandem machine) having a hybrid developing device as an example of an electrophotographic image forming apparatus. Note that the present invention can also be applied to a monochrome image forming apparatus.
タンデム機の本体1の中には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(順不同)各色ごとに、画像形成ユニット(感光体30の周りに帯電器70、露光ユニット20、現像器40、転写手段90、クリーニング装置80を有する。また、用紙を搬送する転写ベルト50、定着装置120を有する。
In the
図示しない記録媒体(用紙など)は、図中右から転写ベルト50上に供給され、用紙は感光体30に接触し転写手段9により感光体上のトナー像が用紙上に転写される。各色のトナー像が転写された後、定着器120によってトナー像が用紙に定着され、その用紙は本体11外に排出される。タンデム型プリンタではこれらをコンパクトに設計することが重要である。
A recording medium (such as paper) (not shown) is supplied onto the
次に、図2を参照して、各部について説明する。図2は、現像器40の概念図であり、
図中、3は感光体静電潜像担持体、2は現像ロール、1は磁気ロール、5はトナー、4はキャリア、感光体3と現像ロール2との間にはバイアスが印加される。電源7a、7bは現像ロール2に印加される直流バイアス電圧Vdc2と交流電圧をそれぞれ出力する。電源8a、8bは磁気ロール1に印加される直流バイアス電圧Vdc1、交流電圧をそれぞれ出力する。6は現像ロール2上のトナー薄層、10は磁気ブラシ、9は磁気ブラシの厚さを制御する規制ブレードである。
Next, each part will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a conceptual diagram of the developing device 40.
In the figure,
静電潜像担時体3を露光する光源(図示しない)には、半導体レーザーもしくはLEDを用いることができる。正帯電有機感光材(正OPC)に対しては770nm付近の波長が有効であり、a−Si感光体では685nm付近の波長が有効である。
A semiconductor laser or LED can be used as a light source (not shown) for exposing the electrostatic
以下、正のOPC用いた場合の例を示す。図示しない帯電器によって静電潜像担持体である正OPC3を400Vに帯電する。その後、770nmの波長のLEDによって露光を行うと露光後電位は70Vとなる。正OPC感光体は現像ロール2に対し、約250μmの空間をもって配置される。この空間にはワイヤー電極等は用いない。感光体3に感光材料として、正OPCを用いた場合、オゾンなどの発生が少なく帯電が安定しており、特に単層構造の正OPCは長期にわたって使用し膜厚が変化した場合においても、感光特性に変化が少なく画質も安定するため、長寿命のシステムには最適である。この他にa−Si感光体を用いることも同様に可能である。長寿命のシステムを用いる場合、正OPCの膜厚を20μmから40μm程度に設定する。20μm以下の場合、膜が減少し10μmに達すると絶縁破壊によって黒点の発生が目だってくる。また、40μm以上に膜厚が厚いと感度が低下し画質低下の要因となる。
Hereinafter, an example in the case of using positive OPC will be described. The
次に、ハイブリッド現像器について説明する。まず、磁気ロール1の表面に保持されたトナー5とキャリア4からなる現像剤を保持させ、攪拌しながら、トナー5を適正なレベルに帯電させる。現像剤は規制ブレード9を通過し一定の層厚で現像ロール2に接触する。規制ブレード9と磁気ロール2とのギャップは例えば0.3mm〜1.5mm、磁気ロール1と現像ロール2間のギャップは例えば0.3mm〜0.5mmで、好ましくは0.2mm〜0.4mm程度である。現像ロール2上のトナーの薄層6は、例えば20μm〜100μm、好ましくは30μm〜70μmの厚さに設定される。この厚さはトナー5の平均粒径を7μmとした場合にトナー5の5層から10層程度に相当する値である。現像ロール2と静電潜像担持体3との間のギャップは例えば150μm〜400μm、好ましくは200μm〜300μmである。150μmより狭いとカブリの要因になり、400μmより広いとトナー5を感光体3に飛翔させることが困難になり、十分な画像濃度得ることが出来ない。また、選択現像を発生させる要因にもなる。ここで選択現像というのは、現像性の高いトナー(比較的粒子径が大きく帯電量が低いトナー)が選択的に静電潜像担持体3に現像されやすく、連続印刷を行うと帯電量の高いトナー(比較的粒子径が小さいトナー)が現像ロール2上に堆積して残るという現象であり、この帯電量の大きな比較的粒子径の小さいトナーが現像ロール2上に堆積してくると、これらのトナーは現像されないため、現像を行っても充分な画像濃度が得られず好ましくない現象である。
一方、磁気ロール1や現像ロール2の表面は導電性のアルミニウムからなる回転体(導電性スリーブ)である。導電性スリーブの材質としては均一な導電体であれば良く、SUS、導電樹脂被覆、などが適用できる。
そして、電源7b、8bにて交番電界を導電性の現像ロール2及び磁気ロール1に印加することにより、静電潜像体(感光体)3への現像が正確に出来、磁気ロール1への現像残トナーの回収が容易となる。
電源7a、7bからの直流電圧、交流電圧は現像ロール2のシャフトを介して導電性スリーブに伝達される。電源7aの出力は、100V、電源7bの出力は、Vppが1.6kV、周波数2.7kHz、Duty27%である。また、磁気ロール回転体は電源8a,8bからの直流電圧、交流電圧を磁気ロール1のシャフトに受けて磁気ロール回転体に伝達する。電源8aの出力は350〜500v(キャリブレーションにより可変)、電源8bはVppが300V、周波数2.7kHz、Duty73%である。交流成分の波形は矩形波が好ましい。これらの重畳されたバイアスを現像ロール及び磁気ロールに印加することで、静電潜像担持体3の静電潜像に対し良好な現像性とともに、磁気ロール1に対してのトナー薄層6の回収性が高まり、連続印字の安定性が改善される。
連続印字での画像濃度を安定させるためには、前述した選択現像を防止するためにも、例えば印刷データに基づいて、現像ロール上の現像剤の現像状況を把握することによって定期的に現像ロール2からトナーを剥ぎ取り、リフレッシュすることが好ましい。この理由は、現像ロール上に堆積した現像されにくい帯電量の大きなトナー(過剰帯電トナー)を、現像バイアス電圧を調整することで、強制的に現像ロール2上から静電潜像担持体3に移行させることで、現像ロール上の過剰帯電トナーを除去するのである。
現像終了時毎に現像ロールからトナーを剥ぎ取ればトナーは常にリフレッシュされるが、再度安定なトナー層を形成するのに時間を要し,十分な印刷速度を達成できない。用紙間隔を大きくせず、感光体の潜像に十分なトナーを供給するためには静電潜像担持体3に対し、現像ロール2の周速を1.5倍以上に設定すると、短時間にトナーの出し入れが可能になる。また、磁気ロール1を現像ロール2に対し1〜2倍の速度に設定するとトナーの入れ替えが促進される。この時、磁気ロールの回転方向が現像ロールに対し逆方向である方が好ましい。現像ロール2上のトナー薄層6を入れ替えるには、現像終了時に交流を印加された状態で、直流電圧を変化させて現像スリーブのトナー薄層6を磁気ブラシ10に回収する。
Next, the hybrid developer will be described. First, the developer composed of the toner 5 and the carrier 4 held on the surface of the
On the other hand, the surfaces of the
Then, by applying an alternating electric field to the conductive developing
The DC voltage and AC voltage from the
In order to stabilize the image density in continuous printing, in order to prevent the above-described selective development, for example, based on the print data, the development roll is periodically checked by grasping the development status of the developer on the development roll. It is preferable to remove the toner from 2 and refresh. The reason for this is that toner with a large charge amount that is difficult to be developed (overcharged toner) deposited on the developing roll is forcibly applied from the developing
The toner is always refreshed if the toner is peeled off from the developing roll at the end of development, but it takes time to form a stable toner layer again, and a sufficient printing speed cannot be achieved. In order to supply sufficient toner to the latent image on the photosensitive member without increasing the sheet interval, the peripheral speed of the developing
トナー薄層6の飽和トナー量は、磁気ロール1に印加される電源8aのVdc1と現像ロールに印加される電源7aのVdc2の差によって決定される。Vdc2を150V、Vdc1の値を400Vに設定すると、現像ロール2周目で約1.0mg/cm2のトナー層が得られる。トナー層の調整は基本的には(Vdc2−Vdc1)の電位差によって得られるが、トナーの帯電量や磁気ロールの磁極の強さなどの要因も寄与する場合がある。
The saturated toner amount of the toner thin layer 6 is determined by the difference between Vdc1 of the
トナー層厚を制御するため、実際に得られる画像に基づいてVdc2を制御すると、目標とする濃度で、均一な、良好な画像を得ることができる。高濃度印刷を連続して行う場合には、(Vdc2−Vdc1)の値を少し大きめに設定すると磁気ロール1から現像ロール2へ移行するトナー量が増加するため有利である。トナー層が0.5mg/cm2以下と薄すぎると高濃度画像が連続した場合の濃度の追随性が低下し、画像ムラが発生しやすくなる。また、トナー層が1.5mg/cm2を超えて厚すぎると現像ゴーストが目立ち、トナー飛散が目立つ傾向がある。トナー層厚はトナーの帯電量によっても左右され、トナー帯電量が10μC/g以下、特に5μC/g以下と低いとトナー層厚が厚くなり、飛散が増大する。また、現像ゴーストも顕著になる。一方、トナー帯電量が20μC/g以上になるとトナー層厚が薄くなり、帯電が上昇しトナーの現像性が低下する。
If Vdc2 is controlled based on an actually obtained image in order to control the toner layer thickness, a uniform and good image can be obtained at a target density. When continuously performing high density printing, it is advantageous to set the value of (Vdc2−Vdc1) slightly larger because the amount of toner transferred from the
現像ロール2のトナー薄層6は、磁気ロール1に保持された磁気ブラシ10によって回収され、新たな現像剤が規制ブレード9を通って現像ロール2に運ばれる。
The toner thin layer 6 of the developing
トナー5は、前述したような選択現像性を回避するためには例えば5.0μmから10.0μmの範囲に粒子径を調整し、この範囲より小さい微粉やこの範囲よりも大きな粗粉を除くように粒度分布を規定することが有効である。一般的にトナーの粒度分布はコールカウンターで測定され、粒度分布の広がりはその体積分布平均径と個数分布平均径の比でもって表現される。選択現像を防止するためにはその比率を小さくすることが重要である。分布が広いと、連続印刷において現像ロール2に比較的粒度の小さなトナーが堆積し現像性を低下させる。
To avoid the selective developability as described above, the toner 5 is adjusted to have a particle diameter of, for example, 5.0 μm to 10.0 μm, and fine powder smaller than this range or coarse powder larger than this range should be removed. It is effective to define the particle size distribution. Generally, the particle size distribution of the toner is measured by a coal counter, and the spread of the particle size distribution is expressed by the ratio of the volume distribution average diameter to the number distribution average diameter. In order to prevent selective development, it is important to reduce the ratio. When the distribution is wide, toner having a relatively small particle size is deposited on the developing
2成分現像剤は磁気ロール1上にトナー5とキャリア4からなる磁気ブラシ10を形成し、トナー5は攪拌によって帯電される。磁気ロール1上の磁気ブラシ10は規制ブレード9によって層規制され、磁気ロール1と現像ロール2間の電位差によって現像ロール2にトナーのみの薄層6を形成する。キャリア4としては、体積固有抵抗が108Ωcmのフェライトにシリコーン樹脂被覆をし、飽和磁化が40emu/g、平均粒径35μmのフェライトキャリアを用いてもよい。平均粒度が50μmを超えるとキャリアのストレスが増大すると共に、現像剤中のトナー濃度を上げられず現像ロール2へのトナー供給量が減少する。キャリアとしては、マグネタイトキャリア、Mn系フェライト、Mn−Mg系フェライトなどを用いることができる。これらのキャリアをそのまま用いても良いが、適正な抵抗範囲で表面処理して用いることも可能である。トナーの混合割合は、キャリアおよびトナーの合計量に対しトナー5〜20重量%、好ましくは5〜15重量%である。トナーの混合割合が5重量%未満であると、トナー帯電量が高くなって、十分な画像濃度が得られなくなり、20重量%を超えると十分な帯電量が得られなくなるため、トナーが現像器から飛散し画像形成装置内を汚染したり、画像上にトナーカブリが生じる。
The two-component developer forms a magnetic brush 10 composed of toner 5 and carrier 4 on the
図3は、紙間(イメージ間)での、現像ロール2および磁気ロール1への直流電圧を示すタイミングチャートである。静電潜像を現像した後、現像ロール2の直流電圧Vdc2をゼロとし、現像ロール2が1回転する間にトナー薄層を引き剥がし、次に静電潜像の現像を開始するまでの間にトナー薄層を再形成する。
FIG. 3 is a timing chart showing the DC voltage to the developing
[本実施形態の動作]
本実施形態では、現像器40(図1)は、上述したハイブリッド現像装置である。ここに、ハイブリッド現像装置とは、2成分現像剤を磁気ロール上に保持して混合することでトナーを帯電させ、トナーのみを現像ロール上に均一に薄層形成し、静電潜像担持体との空間に直流交流重畳電圧を印加しトナーを静電潜像に飛翔させる現像装置である。
[Operation of this embodiment]
In the present embodiment, the developing device 40 (FIG. 1) is the hybrid developing device described above. Here, the hybrid developing device means that a two-component developer is held on a magnetic roll and mixed to charge the toner, and only a thin layer of toner is uniformly formed on the developing roll. Is a developing device that applies a DC / AC superimposed voltage to the space and causes the toner to fly to the electrostatic latent image.
また、パターン原稿により形成されたトナー画像の画像濃度を検知する濃度検知手段(図1の濃度センサー60、例えば発光素子・受光素子を1対と摺る光学式濃度センサー)も使用する。ここに、図1の例では、トナー画像は、図1に図示しない用紙上のトナー画像である。 Further, density detecting means for detecting the image density of the toner image formed by the pattern original (the density sensor 60 in FIG. 1, for example, an optical density sensor that slides the light emitting element / light receiving element as a pair) is also used. Here, in the example of FIG. 1, the toner image is a toner image on a sheet (not shown in FIG. 1).
濃度センサー60の検知結果に基づき、トナー画像濃度が所定濃度となるよう磁気ロール及び現像ロールにそれぞれ印加する直流電圧を制御する。そのため、印加直流電圧とトナー画像濃度との関係を示すルックアップテーブルを各色ごとに用意する。得られたトナー画像濃度が目標画像濃度と異なるときは、ルックアップテーブルに従って印加直流電圧を変更する。 Based on the detection result of the density sensor 60, the DC voltage applied to the magnetic roll and the developing roll is controlled so that the toner image density becomes a predetermined density. Therefore, a lookup table showing the relationship between the applied DC voltage and the toner image density is prepared for each color. When the obtained toner image density is different from the target image density, the applied DC voltage is changed according to the lookup table.
[実施例]
図4は、キャリブレーションを行う画像濃度パターン原稿の一例である。キャリブレーション画像濃度パターン原稿(キャリブレーション原稿)は、図中上よりM/C/Y/BKの4色で構成されている。各4色は印字率25%のハーフトーンパッチと100%ソリッドパッチがある。25%ハーフトーンパッチは、磁気ロール1の直流電圧(バイアス値)Vdc1及び現像ロール2の直流電圧(バイアス値)Vdc2の条件を3通りとする。バイアス条件は、磁気ロール印加直流電圧Vmag、現像ロール印加直流電圧Vslvとすると、(Vmag、Vslv)の組み合わせで、25%ハーフトーンパッチに対して、(350V,80V)、(400V、100V)、(450V、120V)の3種類である。また、100%ソリッドパッチに対しては、(400V、100V)のひとつだけである。
[Example]
FIG. 4 is an example of an image density pattern original to be calibrated. A calibration image density pattern document (calibration document) is composed of four colors M / C / Y / BK from the top in the figure. Each of the four colors has a halftone patch with a printing rate of 25% and a 100% solid patch. The 25% halftone patch has three conditions for the DC voltage (bias value) Vdc1 of the
図5は、キャリブレーション直線の一例である。濃度キャリブレーションを行うために、キャリブレーションパターン原稿である25%ハーフトーンパッチで画像形成し、磁気ロール1及び現像ロール2のバイアス値と画像濃度センサー出力の3点間を直線あるいは近似曲線で結び、結果を図示しないメモリに格納する。これが予め定めるキャリブレーション曲線となる。
FIG. 5 is an example of a calibration line. In order to perform density calibration, an image is formed with a 25% halftone patch that is a calibration pattern original, and the bias values of the
そこで、実際の画像形成結果を見て、画質が劣化していることを発見した場合、上述したキャリブレーション直線を用いて、画像濃度を目標濃度の到達するよう、現状の設定印加電圧を変更する。そのため、25%ハーフトーンパッチを使用し、現状で得られる各色ごとの濃度を測定し、図示しない入力手段に入力する。入力された濃度センサー60の出力は、図示しない演算装置において、ルックアップテーブルの目標画像濃度と比較され、目標画像濃度を与える印加電圧が決定される。こうして、各色の現像器40(図1)の現像条件が最適化される。 Therefore, when the actual image formation result is seen and it is found that the image quality is deteriorated, the current set application voltage is changed so that the image density reaches the target density using the calibration straight line described above. . Therefore, using a 25% halftone patch, the density of each color obtained at present is measured and input to an input means (not shown). The input output of the density sensor 60 is compared with the target image density of the look-up table in an arithmetic unit (not shown) to determine an applied voltage that gives the target image density. In this way, the development conditions of each color developing device 40 (FIG. 1) are optimized.
図5に示すように、現像ロールバイアス基準値を100Vとするとき、Vslvの変化量をΔVslvとすると、その時の磁気ロールバイアス値Vmagの変化量は、ΔVslvの2.5倍(変化比α)となっている。具体的には、Vslvを80Vから100Vへ変化させた場合のVslvの変化量(ΔVslv)であり、このときVmagは350vから400Vに変化しているのでVmagの変化量(ΔVmag)は50vであることから、変化比α(ΔVmag/ΔVslv)は2.5となる。しかし、これは典型例であり、1.5≦α≦6.0であればよい。 As shown in FIG. 5, assuming that the developing roll bias reference value is 100 V, and the change amount of Vslv is ΔVslv, the change amount of the magnetic roll bias value Vmag at that time is 2.5 times ΔVslv (change ratio α). It has become. Specifically, it is the amount of change in Vslv (ΔVslv) when Vslv is changed from 80 V to 100 V. At this time, Vmag is changed from 350 v to 400 V, so the amount of change in Vmag (ΔVmag) is 50 v. Therefore, the change ratio α (ΔVmag / ΔVslv) is 2.5. However, this is a typical example, and it may be 1.5 ≦ α ≦ 6.0.
また、図5に示すように、磁気ロール印加直流電圧Vmagは、現像ロール2印加電圧Vslvより高く、その電圧差は50V〜350vに設定することが好ましい。50V以下では、現像ローラからの剥ぎ取りが不十分で、350V以上になると逆に剥ぎ取りが強まりすぎて、連続する印字時に次の薄層形成が困難となり、2枚目の画像が薄くなる等の問題が生じる。また、剥ぎ取り時はduty比を50%以上にすることで、磁気ロール表面へのトナー固着を防止する効果もあり、より効果的に現像ロール表面のトナーの付着性を低減させることが出来る。
Further, as shown in FIG. 5, the magnetic roll applied DC voltage Vmag is higher than the developing
図6は、印加電圧差(磁気ロール印加直流電圧Vmagと現像ローラ印加直流電圧Vslvの差(Vmag−Vslv))と現像ローラ2上のトナー量との関係を示すグラフである。電圧差(Vmag−Vslv)に対し、現像ローラ2上のトナー量が比例的に変化していることが分かる。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the applied voltage difference (difference between the magnetic roll applied DC voltage Vmag and the developing roller applied DC voltage Vslv (Vmag−Vslv)) and the amount of toner on the developing
図7は、現像ロール2上のトナー量(1.0mg/cm2)を一定に保つときの、現像ロールバイアス値Vslvと静電潜像担持体3上のトナー量との関係を示すグラフである。現像ロール2のバイアス値に対し、静電潜像担持体3上のトナー量は、現像ローラ印加直流電圧(Vslv)に対して比例的に変化することが理解できる。その結果、図6の実験結果と併せて考慮すると、電圧差(Vmag−Vslv)を制御して適切なトナー量現像ロール2上に供給する場合には、現像ローラの印加直流電圧(Vslv)を制御することで適切な現像条件を設定できることが理解できる。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the developing roll bias value Vslv and the toner amount on the electrostatic
これらのことから、25%ハーフトーンパッチの画像濃度を検知し、磁気ロール及び現像ロールバイアス値の双方をキャリブレーション直線に沿って目標値へ変更することが有効であることがわかる。 From these, it can be seen that it is effective to detect the image density of the 25% halftone patch and change both the magnetic roll and developing roll bias values to the target values along the calibration line.
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリそれらの複合機などの電子写真画像形成装置に利用できる。 The present invention can be used in electrophotographic image forming apparatuses such as copiers, printers, facsimiles, and complex machines using electrophotographic methods.
1 磁気ロール
2 現像ロール
3 静電潜像担持体(感光体)
4 キャリア
5 トナー
6 トナー薄層
9 規制ブレード
10 磁気ブラシ
11 タンデム型カラー画像形成装置の本体
20 露光ユニット
30 感光体
40 現像器
50 転写ベルト
60 濃度センサー
70 帯電器
80 クリーニング装置
90 転写手段
120 定着装置
DESCRIPTION OF
4 Carrier 5 Toner 6 Toner thin layer 9 Regulating blade 10 Magnetic brush 11 Main body 20 of tandem type color image forming apparatus Exposure unit 30 Photoconductor 40
Claims (3)
画像濃度パターンにより形成されたトナー画像の画像濃度を検知する画像濃度検出手段とを備え、
前記検知結果に基づいて、前記画像濃度が目標濃度となるよう、前記磁気ロール及び現像ロールにそれぞれ印加する直流電圧を制御することを特徴とする電子写真画像形成装置。 A magnetic brush composed of a two-component developer is formed on a magnetic roll to which a DC / AC superimposed voltage is applied, and only the toner in the magnetic brush is transferred to the developing roll to which a DC / AC superimposed voltage is applied, and the development is performed. A hybrid developer for developing an electrostatic latent image with a thin toner layer on a roll;
Image density detecting means for detecting the image density of the toner image formed by the image density pattern,
An electrophotographic image forming apparatus, wherein a DC voltage applied to each of the magnetic roll and the developing roll is controlled based on the detection result so that the image density becomes a target density.
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