JP2008299315A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは、潜像担持体上の潜像を二成分現像剤により現像することで得られるトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine. Specifically, a toner image obtained by developing a latent image on a latent image carrier with a two-component developer is finally formed on a recording material. The present invention relates to an image forming apparatus that performs image formation by transferring to the above.
現像装置(現像手段)内を現像剤循環搬送路に沿って循環搬送される二成分現像剤が画像形成によりトナーを消費すると、その消費分のトナーをトナー補給手段により二成分現像剤に補給する。このトナー補給の際に採用される従来のトナー補給方法としては、次のような方法が知られている。例えば、潜像担持体上に露光装置(潜像形成手段)が潜像形成する際に用いる画素書込情報(画像情報)から、その潜像を現像することで消費すると予想されるトナー消費量を算出する。そして、算出したトナー消費量に見合った量のトナーを一括して又は一定間隔で断続的に二成分現像剤に補給するという方法である。また、現像装置内で二成分現像剤を循環搬送するための搬送スクリュー(現像剤搬送手段)上の所定箇所(所定の検出箇所)にトナー濃度センサー(トナー濃度検出手段)を設ける。そして、このトナー濃度センサーで上記所定の検出箇所におけるトナー濃度を測定し、そのトナー濃度が目標トナー濃度となるように、トナーを一括して又は一定間隔で断続的に二成分現像剤に補給するという方法もある。
しかし、いずれのトナー補給方法も、トナーを一括して又は一定間隔で断続的に二成分現像剤へ補給するものであったため、現像装置内を循環搬送される二成分現像剤の循環方向のトナー濃度ムラ(以下、単に「トナー濃度ムラ」という。)を解消することは困難であった。以下、図面を参照して詳しく説明する。
When the two-component developer circulated and conveyed in the developing device (developing unit) along the developer circulation conveyance path consumes toner due to image formation, the toner replenishment unit replenishes the two-component developer with the consumed toner. . The following methods are known as conventional toner replenishing methods employed for this toner replenishment. For example, toner consumption expected to be consumed by developing the latent image from pixel writing information (image information) used when the exposure device (latent image forming means) forms the latent image on the latent image carrier. Is calculated. In this method, toner corresponding to the calculated toner consumption is supplied to the two-component developer all at once or intermittently at regular intervals. In addition, a toner concentration sensor (toner concentration detecting means) is provided at a predetermined position (predetermined detection position) on a conveying screw (developer conveying means) for circulating and conveying the two-component developer in the developing device. The toner density sensor measures the toner density at the predetermined detection location, and replenishes the two-component developer all at once or at regular intervals so that the toner density becomes the target toner density. There is also a method.
However, since any of the toner replenishing methods replenishes the toner to the two-component developer all at once or at regular intervals, the toner in the circulation direction of the two-component developer that is circulated and conveyed in the developing device. It has been difficult to eliminate density unevenness (hereinafter simply referred to as “toner density unevenness”). Hereinafter, it will be described in detail with reference to the drawings.
図18は、現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を循環搬送する現像装置の一例を示す説明図である。
この現像装置においては、2本の搬送スクリュー8,11により図中矢印Aで示すように二成分現像剤が循環搬送される。現像剤循環搬送路のうち第2搬送スクリュー11が設置された部分には現像ロール12が対向しており、この部分では二成分現像剤が現像ロール表面に汲み上げられ、かつ、現像領域を通過した二成分現像剤が戻される。また、現像剤循環搬送路のうち第2搬送スクリュー11が設置された部分には、その上部にトナー補給口17が設けられ、このトナー補給口17を介して図示しないトナー補給手段によりトナーが補給される。また、図中Bに示す箇所は、トナー濃度センサによりトナー濃度ムラを測定する測定箇所である。
FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating an example of a developing device that circulates and conveys the two-component developer along the developer circulation and conveyance path.
In this developing device, the two-component developer is circulated and conveyed by two conveying
図19は、トナーを一括して二成分現像剤へ補給する場合のトナー補給とトナー濃度ムラとの関係を示すグラフである。
図20は、トナーを一定間隔で断続的に二成分現像剤へ補給する場合のトナー補給とトナー濃度ムラとの関係を示すグラフである。
これらのグラフにおいて細実線で示す波形(消費波形)は、トナー濃度ムラがない状態の二成分現像剤を用いて所定の潜像を現像した後の二成分現像剤について、トナー補給を行わずに上記トナー濃度センサによりトナー濃度を測定した結果を示す波形である。すなわち、この消費波形は、現像後に生じるトナー濃度ムラの一例を示している。
また、点線で示す波形(補給波形)は、トナー濃度ムラがない状態の二成分現像剤に対してそれぞれの方法でトナー補給を行った後の二成分現像剤について、上記トナー濃度センサによりトナー濃度を測定した結果を示す波形である。なお、図20における二点鎖線で示す各波形は、断続的に行われる各トナー補給の個別補給波形を示すものであり、二点鎖線で示す各波形を合成した波形が点線で示す補給波形となる。
また、太実線で示す波形は、消費波形と補給波形とを合成したものであり、所定の潜像を現像した後の二成分現像剤についてそれぞれの補給方法によりトナー補給を行った後のトナー濃度ムラを示すものである。
FIG. 19 is a graph showing the relationship between toner replenishment and toner density unevenness when toner is replenished to the two-component developer at once.
FIG. 20 is a graph showing the relationship between toner replenishment and toner density unevenness when toner is replenished to the two-component developer intermittently at regular intervals.
In these graphs, the waveform (consumption waveform) indicated by a thin solid line indicates that the toner is not replenished with respect to the two-component developer after developing a predetermined latent image using the two-component developer in a state where there is no toner density unevenness. 6 is a waveform showing a result of measuring a toner density by the toner density sensor. That is, this consumption waveform shows an example of toner density unevenness that occurs after development.
A waveform indicated by a dotted line (replenishment waveform) indicates the toner concentration of the two-component developer after toner replenishment is performed with respect to the two-component developer without toner density unevenness by the toner concentration sensor. It is a waveform which shows the result of having measured. Note that each waveform indicated by a two-dot chain line in FIG. 20 indicates an individual supply waveform of each toner supply performed intermittently, and a waveform obtained by synthesizing each waveform indicated by the two-dot chain line is a supply waveform indicated by a dotted line. Become.
The waveform indicated by the thick solid line is a composite of the consumption waveform and the replenishment waveform, and the toner density after replenishing toner by each replenishment method for the two-component developer after developing a predetermined latent image. It shows unevenness.
図19及び図20において太実線で示すように、従来のトナー補給方法のように、トナーを一括して二成分現像剤に補給する方法や、トナーを一定間隔で断続的に二成分現像剤に補給する方法では、トナー補給後の二成分現像剤においてトナー濃度ムラが存在することがわかる。
特に、実際の画像形成における消費波形は、形成する画像によって、具体的には現像対象となる潜像の位置や大きさ等によって変化するため、一定でない。そのため、従来の補給方法のように、消費波形の違いに関わらず消費分のトナーを一定のタイミング及び一定の速度で補給する場合には、トナー補給後の二成分現像剤のトナー濃度ムラを解消することはできない。
19 and 20, as shown by a thick solid line, a method of supplying toner to the two-component developer in a lump like a conventional toner replenishment method, or a method of supplying toner to the two-component developer intermittently at regular intervals. In the replenishing method, it can be seen that uneven toner density exists in the two-component developer after replenishing toner.
In particular, the consumption waveform in actual image formation is not constant because it varies depending on the image to be formed, specifically the position and size of the latent image to be developed. Therefore, as in the conventional replenishing method, when toner is replenished at a constant timing and at a constant speed regardless of the difference in consumption waveform, the toner density unevenness of the two-component developer after toner replenishment is eliminated. I can't do it.
この点について説明すると、図18に示した現像装置において、第2搬送スクリュー11により搬送される二成分現像剤は、現像ロール12による現像剤搬送方向に対して直交する方向へ現像剤循環搬送路に沿って搬送され、現像ロール12の表面に担持されて現像領域へ搬送される。そして、現像領域で現像に寄与した後、再び現像剤循環搬送路へ戻され、第2搬送スクリュー11により搬送される。潜像担持体上において潜像の位置が偏在していると、現像後の二成分現像剤にはトナーを多く消費する部分とトナーをほとんど消費していない部分とが存在し、そのような状態の二成分現像剤が現像剤循環搬送路へ戻されることになる。この場合、現像剤循環搬送路に戻された後の二成分現像剤にはトナー濃度ムラが発生する。しかも、そのトナー濃度ムラの状態は、潜像担持体上における潜像の偏在状況によって変わってくる。
This point will be described. In the developing device shown in FIG. 18, the two-component developer conveyed by the
図21は、潜像担持体上における潜像の偏在状況と、トナー濃度ムラの状態との関係を示す説明図である。なお、図中矢印Aは、第2搬送スクリュー11による二成分現像剤の搬送方向を示すものであり、図中矢印Cは、潜像担持体の表面移動方向を示すものである。
図21の上部に記載されているのは、記録材上に形成された3つの画像パターンを示すものであり、図21の下部に記載されているのは、各画像パターンにそれぞれ対応する潜像をトナー濃度ムラがない状態の二成分現像剤を用いて現像した後の二成分現像剤について、トナー補給を行わずに上記トナー濃度センサによりトナー濃度を測定したときの測定結果(消費波形)を示すグラフである。
図21に示すように、潜像担持体上における潜像の偏在状況によって、消費波形すなわちトナー濃度ムラの状態が変わってくることがわかる。なお、図中左に描かれた画像パターンと図中右に描かれた画像パターンとを比較すると、後者の方が前者よりも消費波形がブロードになっている。これは、トナーを消費した二成分現像剤の部分が現像剤循環搬送路に戻される位置からトナー濃度センサによる測定箇所Bまでの現像剤搬送距離が後者の方が長く、搬送スクリューによる攪拌を多く受けることによる違いである。すなわち、後者の方が、トナーを消費した二成分現像剤の部分がトナー濃度センサの測定箇所Bへ搬送されるまでに搬送スクリューによる攪拌を多く受けているため、前者よりもトナー濃度ムラが幾分解消された結果、消費波形がブロードになったものである。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing the relationship between the uneven distribution of the latent image on the latent image carrier and the state of toner density unevenness. In the figure, an arrow A indicates the direction of conveyance of the two-component developer by the
The upper part of FIG. 21 shows three image patterns formed on the recording material, and the lower part of FIG. 21 shows latent images corresponding to the respective image patterns. For the two-component developer developed using a two-component developer with no toner density unevenness, the measurement result (consumption waveform) when the toner concentration is measured by the toner concentration sensor without toner replenishment is shown. It is a graph to show.
As shown in FIG. 21, it can be seen that the consumption waveform, that is, the state of toner density unevenness changes depending on the uneven distribution of the latent image on the latent image carrier. In addition, when the image pattern drawn on the left in the figure is compared with the image pattern drawn on the right in the figure, the latter has a broader consumption waveform than the former. This is because the latter has a longer developer conveyance distance from the position where the toner-consumed two-component developer part is returned to the developer circulation conveyance path to the measurement point B by the toner density sensor, and the agitation by the conveyance screw is increased. It is a difference by receiving. That is, in the latter case, the toner density is more uneven than the former because the two-component developer that has consumed the toner is more agitated by the conveying screw until it is conveyed to the measurement location B of the toner concentration sensor. As a result of canceling the part, the consumption waveform becomes broad.
図22は、潜像担持体上における潜像の位置と、トナー濃度ムラの状態との関係を更に詳しく示した説明図である。
図22には、第2搬送スクリューによる二成分現像剤の搬送方向における互いに異なる3つの位置に潜像が形成された3つの画像パターンと、潜像担持体表面移動方向における互いに異なる2つの位置に潜像が形成された2つの画像パターンとが描かれている。なお、一部の画像パターンは重複している。また、いずれの画像パターンも画像面積は皆同じである。
また、図22には、第2搬送スクリューによる二成分現像剤搬送方向に関する3つの画像パターンそれぞれに対応する潜像をトナー濃度ムラがない状態の二成分現像剤を用いて現像した後の二成分現像剤について、トナー補給を行わずに上記トナー濃度センサによりトナー濃度を測定したときの測定結果(消費波形)を示すグラフを、図中下部に記載している。また、潜像担持体表面移動方向に関する2つの画像パターンそれぞれに対応する潜像をトナー濃度ムラがない状態の二成分現像剤を用いて現像した後の二成分現像剤について、トナー補給を行わずに上記トナー濃度センサによりトナー濃度を測定したときの測定結果(消費波形)を示すグラフを、図中左部に記載している。
FIG. 22 is an explanatory view showing in more detail the relationship between the position of the latent image on the latent image carrier and the state of toner density unevenness.
FIG. 22 shows three image patterns in which latent images are formed at three different positions in the transport direction of the two-component developer by the second transport screw, and two different positions in the latent image carrier surface movement direction. Two image patterns on which a latent image is formed are drawn. Note that some image patterns overlap. All image patterns have the same image area.
FIG. 22 shows two components after developing a latent image corresponding to each of the three image patterns in the two-component developer transport direction by the second transport screw using a two-component developer in a state where there is no toner density unevenness. A graph showing a measurement result (consumption waveform) of the developer when the toner concentration is measured by the toner concentration sensor without toner replenishment is shown in the lower part of the figure. Further, toner replenishment is not performed for the two-component developer after the latent image corresponding to each of the two image patterns related to the moving direction of the latent image carrier surface is developed using the two-component developer in a state where there is no toner density unevenness. A graph showing the measurement result (consumption waveform) when the toner concentration is measured by the toner concentration sensor is shown in the left part of the figure.
第2搬送スクリュー11による二成分現像剤搬送方向において互いに異なる位置に同一面積の潜像を形成した場合、図22の下部に示すように、各画像パターンに対応する消費波形は、そのピーク時期及び半値幅(ブロード状態)及び最小トナー濃度が異なる。これは、上述したように、トナーを消費した二成分現像剤の部分が現像剤循環搬送路に戻される位置からトナー濃度センサによる測定箇所Bまでの現像剤搬送距離の違いによるものである。詳しくは、ピーク時期の違いは、単純に、トナーを消費した二成分現像剤の部分がトナー濃度センサによる測定箇所Bへ到達するまでの時間の違いによるものである。また、半値幅(ブロード状態)及び最小トナー濃度の違いは、トナーを消費した二成分現像剤の部分がトナー濃度センサによる測定箇所Bへ到達するまでに受けた攪拌の量の違いによるものである。
一方、潜像担持体表面移動方向において互いに異なる位置に同一面積の潜像を形成した場合、図22の左部に示すように、各画像パターンに対応する消費波形は、そのピーク時期が異なるだけでその半値幅(ブロード状態)及び最小トナー濃度に違いはない。これは、各画像パターンは、いずれもトナーを消費した二成分現像剤の部分が現像剤循環搬送路に戻される位置が同じであるため、トナー濃度センサによる測定箇所Bまでの現像剤搬送距離に違いはなく、したがってトナー濃度センサによる測定箇所Bへ到達するまでに受ける攪拌量に違いはない。よって、半値幅(ブロード状態)及び最小トナー濃度に違いは出ない。しかし、トナーを消費した二成分現像剤の部分が現像剤循環搬送路に戻される時期が異なるため、ピーク時期に違いが出る。
When latent images of the same area are formed at different positions in the two-component developer conveying direction by the second conveying
On the other hand, when latent images having the same area are formed at different positions in the surface movement direction of the latent image carrier, as shown in the left part of FIG. 22, the consumption waveforms corresponding to the image patterns differ only in their peak times. There is no difference in the half width (broad state) and the minimum toner density. This is because each image pattern has the same position at which the portion of the two-component developer that has consumed toner is returned to the developer circulation conveyance path, so that the developer conveyance distance to the measurement point B by the toner density sensor is the same. There is no difference, and therefore there is no difference in the amount of agitation received before reaching the measurement location B by the toner concentration sensor. Therefore, there is no difference in the half width (broad state) and the minimum toner density. However, since the time when the two-component developer that has consumed the toner is returned to the developer circulation conveyance path is different, the peak time is different.
以上のように、消費波形は、潜像担持体上における潜像の大きさはもとより、潜像の位置によっても変わってくるので、実際の画像形成においては一定にならない。そのため、従来の補給方法では、現像装置内に存在する二成分現像剤全体の平均トナー濃度を目標トナー濃度に維持することはできても、二成分現像剤のトナー濃度ムラを解消することはできない。 As described above, the consumption waveform varies depending not only on the size of the latent image on the latent image carrier but also on the position of the latent image, and thus does not become constant in actual image formation. Therefore, the conventional replenishment method can maintain the average toner concentration of the entire two-component developer existing in the developing device at the target toner concentration, but cannot eliminate the uneven toner concentration of the two-component developer. .
特許文献1には、画像データの濃度分布をヒストグラム解析し、その解析結果に基づいて複数のトナー補給口から補給量を互いに独立して制御できる構成により現像装置内のトナー濃度ムラを抑えるというトナー補給方法が開示されている。この方法によれば、二成分現像剤のトナー濃度ムラを解消することも可能である。 Patent Document 1 discloses a toner that suppresses toner density unevenness in a developing device by a histogram analysis of the density distribution of image data and a configuration in which the replenishment amount can be controlled independently from a plurality of toner replenishment ports based on the analysis result. A replenishment method is disclosed. According to this method, it is possible to eliminate toner density unevenness of the two-component developer.
ところが、上記特許文献1に記載されたトナー補給方法では、トナー濃度ムラを解消するために、複数のトナー補給口から補給量を互いに独立して制御できる構成が必要である。具体的には、同特許文献1の実施例では、6つのトナー補給口から補給量を互いに独立して同時に制御できる構成を採用しており、実際にはこの程度の数のトナー補給口に対して同時に独立した補給制御ができる構成がなければトナー濃度ムラを解消することができない。複数のトナー補給口それぞれに対して独立した補給制御を同時に行うためには、各トナー補給口からトナーを補給するためのトナー補給部材を駆動する駆動源をトナー補給口ごとに個別に備えることが必要となる。そのため、トナー補給用の駆動源が1つだけである従来の一般的な装置に比べて、複数の駆動源の配置スペースが必要となるので装置が大型化するという問題や、駆動源複数個分の部品コストがかかるためコストが高騰するという問題がある。 However, the toner replenishing method described in Patent Document 1 requires a configuration in which the replenishment amounts can be controlled independently from each other from a plurality of toner replenishing ports in order to eliminate toner density unevenness. Specifically, in the embodiment of Patent Document 1, a configuration is adopted in which the replenishment amount can be controlled simultaneously from the six toner replenishing ports independently of each other. In addition, toner density unevenness cannot be solved without a configuration capable of independent replenishment control at the same time. In order to simultaneously perform independent replenishment control for each of the plurality of toner replenishing ports, a drive source for driving a toner replenishing member for replenishing toner from each toner replenishing port is individually provided for each toner replenishing port. Necessary. For this reason, compared to a conventional general apparatus having only one drive source for supplying toner, a space for arranging a plurality of drive sources is required. There is a problem that the cost increases due to the cost of parts.
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、装置の大型化やコストを高騰させることなく、二成分現像剤のトナー濃度ムラを解消することが可能な画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image that can eliminate toner density unevenness of a two-component developer without increasing the size and cost of the apparatus. A forming apparatus is provided.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上に形成された潜像を二成分現像剤により現像する現像手段とを有し、該現像手段は、現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、該現像剤循環搬送路を循環する二成分現像剤を表面に担持して該潜像担持体と対向する現像領域へ搬送し、該現像領域を通過した二成分現像剤を再び該現像剤循環搬送路へ戻す現像剤担持体と、1つの駆動源からの駆動力により駆動するトナー補給部材を駆動することで該現像剤循環搬送路における所定の補給箇所で循環中の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段とを備えており、該現像手段により現像されることで該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、上記現像剤循環搬送路における上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する所定の検出箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度を連続的又は断続的に検出するトナー濃度検出手段と、該トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて、上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤担持体へ二成分現像剤を供給する箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する任意箇所又は該所定の補給箇所である特定箇所を通過する、トナー補給を行わないときの二成分現像剤のトナー濃度の時間変化の予測データを算出する予測データ算出手段と、該現像剤循環搬送路中を二成分現像剤が循環しているときに、該予測データ算出手段が算出した予測データに基づいて上記トナー補給手段がもつ上記1つの駆動源を制御し、上記特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように、該所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する補給制御手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、潜像担持体と、画像情報を取得する画像情報取得手段と、該画像情報取得手段が取得した画像情報に基づいて該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上に形成された潜像を二成分現像剤により現像する現像手段とを有し、該現像手段は、現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、該現像剤循環搬送路を循環する二成分現像剤を表面に担持して該潜像担持体と対向する現像領域へ搬送し、該現像領域を通過した二成分現像剤を再び該現像剤循環搬送路へ戻す現像剤担持体と、1つの駆動源からの駆動力により駆動するトナー補給部材を駆動することで該現像剤循環搬送路における所定の補給箇所で循環中の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段とを備えており、該現像手段により現像されることで該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、上記画像情報取得手段が取得した画像情報に基づき、その画像情報に基づく潜像を現像した二成分現像剤について、上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤担持体へ二成分現像剤を供給する箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する任意箇所又は該所定の補給箇所である特定箇所を通過する、トナー補給を行わないときのトナー濃度の時間変化の予測データを算出する予測データ算出手段と、該現像剤循環搬送路中を二成分現像剤が循環しているときに、該予測データ算出手段が算出した予測データに基づいて上記トナー補給手段がもつ上記1つの駆動源を制御し、上記特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように、該所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する補給制御手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の画像形成装置において、上記補給制御手段は、トナー濃度ムラが無い状態の二成分現像剤に対して上記所定の補給箇所でトナー補給を行ったときにおける上記特定箇所でのトナー濃度の時間変化が、上記予測データ算出手段が算出した予測データに基づくトナー濃度の時間変化の逆位相となるように、上記トナー補給手段がもつ上記1つの駆動源を制御することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a latent image carrier, latent image forming means for forming a latent image on the latent image carrier, and a latent image formed on the latent image carrier. A developing unit that develops the image with a two-component developer, and the developing unit circulates the developer conveying unit that conveys the two-component developer along the developer circulating conveying path and the developer circulating conveying path. A developer carrying member that carries the two-component developer on the surface, conveys the two-component developer to a development region facing the latent image carrier, and returns the two-component developer that has passed through the development region to the developer circulation conveyance path again; Toner replenishing means for replenishing toner to the two-component developer circulating at a predetermined replenishment location in the developer circulation conveyance path by driving a toner replenishing member driven by a driving force from one driving source. And is formed on the latent image carrier by being developed by the developing means. In an image forming apparatus for forming an image by finally transferring a toner image onto a recording material, a predetermined detection position located upstream in the developer circulation direction from the predetermined supply position in the developer circulation conveyance path. Toner density detecting means for continuously or intermittently detecting the toner density of the two-component developer passing through, and on the downstream side in the developer circulation direction from the predetermined replenishment location based on the detection result of the toner density detecting means. When the toner is not replenished and passes through an arbitrary location upstream of the location where the two-component developer is supplied to the developer carrying member, or a specific location that is the predetermined replenishment location. Prediction data calculation means for calculating prediction data of the temporal change in the toner concentration of the two-component developer, and when the two-component developer is circulating in the developer circulation conveyance path, the prediction data calculation means The one drive source of the toner replenishing means is controlled based on the predicted data that has been output, and the change in the toner concentration of the two-component developer passing through the specific location is eliminated over time at the predetermined replenishment location. And a replenishment control means for adjusting a toner replenishment amount.
According to a second aspect of the present invention, a latent image carrier, an image information acquisition unit that acquires image information, and a latent image formed on the latent image carrier based on the image information acquired by the image information acquisition unit. Latent image forming means and developing means for developing the latent image formed on the latent image carrier with a two-component developer, the developing means being two-component developing along the developer circulation conveyance path A developer transporting means for transporting the developer and a two-component developer circulating on the developer circulation transport path on the surface, transported to the development area facing the latent image carrier, and passed through the development area. By driving a developer carrying member that returns the component developer to the developer circulation conveyance path and a toner replenishment member that is driven by a driving force from one drive source, the developer developer is driven at a predetermined supply position in the developer circulation conveyance path. Toner replenishing means for replenishing toner to the circulating two-component developer In the image forming apparatus for forming an image by finally transferring the toner image formed on the latent image carrier by being developed by the developing unit onto the recording material, the image information acquiring unit acquires the image With respect to the two-component developer that has developed the latent image based on the image information, the two-component developer is supplied to the developer carrier on the downstream side of the predetermined replenishment position in the developer circulation direction. Prediction data calculation for calculating prediction data of temporal change in toner density when toner replenishment passes through an arbitrary location located upstream of the developer circulation direction or a specific location that is the predetermined replenishment location And the one drive source of the toner replenishing means based on the prediction data calculated by the prediction data calculating means when the two-component developer is circulating in the developer circulation conveyance path. And a replenishment control means for adjusting the toner replenishment amount at the predetermined replenishment location so as to eliminate the time change of the toner density of the two-component developer passing through the specific location. is there.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the replenishment control means replenishes toner at the predetermined replenishment location with respect to the two-component developer having no toner density unevenness. The one drive of the toner replenishing means is such that the time change of the toner density at the specific location at the time becomes a phase opposite to the time change of the toner density based on the prediction data calculated by the prediction data calculation means. It is characterized by controlling the source.
本発明においては、現像を行ったことにより上記特定箇所で生じるトナー濃度の時間変化の予測データを算出し、この予測データに基づいて上記所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する。二成分現像剤は現像剤循環搬送路を循環しているので、その二成分現像剤のトナー濃度ムラは上記特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化として把握することができる。そして、このようなトナー濃度の時間変化の予測値である予測データに基づいて、上記特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように所定の補給箇所でのトナー補給量を調整するので、少なくとも上記特定箇所における二成分現像剤のトナー濃度ムラを解消することができる。この特定箇所は、現像剤担持体へ二成分現像剤を供給する箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置している。したがって、本発明によれば、現像によりトナーを消費した二成分現像剤が再び現像剤担持体へ二成分現像剤を供給する箇所へ搬送されるまでに、そのトナー濃度ムラを解消することができる。
また、本発明において、補給制御手段の制御対象は、トナー補給手段がもつ1つ(単一)の駆動源である。そのため、トナー濃度ムラを打ち消すために必要なトナー補給用の駆動源は1つで済む。したがって、トナー濃度ムラを打ち消すために駆動源が複数必要となる特許文献1に記載の装置等がもつ装置の大型化やコストの高騰の問題は発生しない。
In the present invention, prediction data of the temporal change in toner density occurring at the specific location as a result of development is calculated, and the toner replenishment amount at the predetermined supply location is adjusted based on the prediction data. Since the two-component developer circulates in the developer circulation conveyance path, the toner concentration unevenness of the two-component developer can be grasped as a change with time of the toner concentration of the two-component developer passing through the specific portion. Then, based on prediction data that is a predicted value of the change in toner density over time, the amount of toner replenishment at a predetermined replenishment location so as to eliminate the time change in the toner concentration of the two-component developer passing through the specific location. Therefore, toner density unevenness of the two-component developer at least at the specific location can be eliminated. This specific location is located upstream of the location where the two-component developer is supplied to the developer carrying member in the developer circulation direction. Therefore, according to the present invention, the toner density unevenness can be eliminated before the two-component developer that has consumed the toner by the development is transported again to the location where the two-component developer is supplied to the developer carrier. .
In the present invention, the control target of the replenishment control means is one (single) drive source of the toner replenishment means. For this reason, only one drive source for replenishing toner is required to cancel out the toner density unevenness. Therefore, there is no problem of an increase in the size of the device or an increase in cost of the device described in Patent Document 1, which requires a plurality of drive sources in order to cancel the toner density unevenness.
ここで、トナー濃度検出手段の検出結果は、上記特定箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する所定の検出箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度であって、上記特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度ではない。所定の検出箇所におけるトナー濃度の時間変化と、上記特定箇所におけるトナー濃度の時間変化とでは、その移動の間に現像剤搬送手段から受ける攪拌作用により、その半値幅(ブロード状態)及び最小トナー濃度に違いが生じる。これは、図22を参照して上述した理由と同様の理由による。よって、単に所定の検出箇所から上記特定箇所まで二成分現像剤が移動する時間分だけトナー濃度検出手段の検出結果(所定の検出箇所でのトナー濃度の時間変化)の位相を進めたものは、上記特定箇所でのトナー濃度の時間変化とは一致しない。したがって、このようにトナー濃度検出手段の検出結果から得られる上記所定の検出箇所でのトナー濃度の時間変化の位相を単に進めたものを用いて、上記特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように補給制御を行っても、トナー濃度ムラを打ち消すことができない。
そこで、請求項1に係る発明では、トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて上記特定箇所で生じるトナー濃度の時間変化の予測データを算出し、この予測データに基づいて上記所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する。この予測データを、所定の検出箇所から上記特定箇所までの間に二成分現像剤が現像剤搬送手段から受ける攪拌作用を考慮して算出される。したがって、上記特定箇所における二成分現像剤のトナー濃度ムラを上述したように解消することができる。
また、請求項2に係る発明では、上記特定箇所におけるトナー濃度の時間変化の予測データを、画像情報取得手段が取得した画像情報に基づいて算出する。この予測データも、所定の検出箇所から上記特定箇所までの間に二成分現像剤が現像剤搬送手段から受ける攪拌作用を考慮して算出される。したがって、上記特定箇所における二成分現像剤のトナー濃度ムラを上述したように解消することができる。
Here, the detection result of the toner density detection means is the toner concentration of the two-component developer that passes through a predetermined detection location located upstream in the developer circulation direction from the specific location, and passes through the specific location. It is not the toner concentration of the two-component developer. The half-width (broad state) and the minimum toner concentration of the change in time of the toner concentration at a predetermined detection location and the change in time of the toner concentration at the specific location are caused by the stirring action received from the developer conveying means during the movement. There is a difference. This is for the same reason as described above with reference to FIG. Therefore, the phase of the detection result of the toner concentration detection means (time change in toner concentration at the predetermined detection location) is advanced by the time required for the two-component developer to move from the predetermined detection location to the specific location. This does not coincide with the change in toner density over time at the specific location. Therefore, the toner of the two-component developer that passes through the specific portion using the toner density simply obtained by advancing the phase of the temporal change of the toner concentration at the predetermined detection portion obtained from the detection result of the toner concentration detecting means in this way. Even if the replenishment control is performed so as to eliminate the change in density over time, the toner density unevenness cannot be canceled.
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the prediction data of the temporal change of the toner density occurring at the specific location is calculated based on the detection result of the toner density detection means, and the predetermined replenishment location is calculated based on the prediction data. Adjust the toner replenishment amount. This predicted data is calculated in consideration of the stirring action that the two-component developer receives from the developer conveying means between a predetermined detection location and the specific location. Therefore, the toner density unevenness of the two-component developer at the specific location can be eliminated as described above.
In the invention according to
以上、本発明によれば、装置の大型化やコストを高騰させることなく、二成分現像剤のトナー濃度ムラを解消することが可能となるという優れた効果がある。 As described above, according to the present invention, the toner density unevenness of the two-component developer can be solved without increasing the size and cost of the apparatus.
〔実施形態1〕
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のプリンタ(以下、単に「プリンタ」という。)に適用した一実施形態(以下、本実施形態を「実施形態1」という。)について説明する。
まず、本実施形態1に係るプリンタの基本的な構成について説明する。
図1は、本実施形態1に係るプリンタを示す概略構成図である。
このプリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、Y、C、M、Kと記す。)用の4つのプロセスユニット1Y,1C,1M,1Kを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のY、C、M、Kのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
Embodiment 1
Hereinafter, an embodiment (hereinafter, this embodiment is referred to as “embodiment 1”) in which the present invention is applied to an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as “printer”) as an image forming apparatus will be described. .
First, the basic configuration of the printer according to the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a printer according to the first embodiment.
This printer includes four
図2は、Yトナー像を生成するためのプロセスユニット1Yの構成を示す概略図である。
図3は、プロセスユニット1Yの外観を示す斜視図である。
このプロセスユニット1Yは、感光体ユニット2Yと現像ユニット7Yとを有している。感光体ユニット2Y及び現像ユニット7Yは、図3に示すように、プロセスユニット1Yとして一体的にプリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。ただし、プリンタ本体から取り外した状態では、現像ユニット7Yを図示しない感光体ユニットに対して着脱することができる。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a
FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the
The
感光体ユニット2Yは、潜像担持体としてのドラム状の感光体3Y、ドラムクリーニング装置4Y、図示しない除電装置、帯電装置5Yなどを有している。
帯電手段である帯電装置5Yは、図示しない駆動手段によって図2中時計回り方向に回転駆動する感光体3Yの表面を帯電ローラ6Yにより一様帯電させる。具体的には、図2中反時計回りに回転駆動する帯電ローラ6Yに対して図示しない電源から帯電バイアスを印加し、その帯電ローラ6Yを感光体3Yに近接又は接触させることで、感光体3Yを一様帯電させる。なお、帯電ローラ6Yの代わりに、帯電ブラシ等の他の帯電部材を近接又は接触させるものを用いてもよい。また、スコロトロンチャージャのように、チャージャ方式によって感光体3Yを一様帯電させるものを用いてもよい。帯電装置5Yによって一様帯電した感光体3Yの表面は、後述する潜像形成手段としての光書込ユニット20から発せられるレーザー光によって露光走査されてY用の静電潜像を担持する。
The
The charging device 5Y, which is a charging unit, uniformly charges the surface of the
図4は、現像ユニット内を二成分現像剤が循環する現像剤循環搬送路周辺の現像ユニット構成を示す説明図である。
現像手段である現像ユニット7Yは、図2や図4に示すように、現像剤搬送手段としての第1搬送スクリュー8Yが配設された第1剤収容部9Yを有している。また、トナー濃度検出手段としての透磁率センサからなるトナー濃度センサ10Y、現像剤搬送手段としての第2搬送スクリュー11Y、現像剤担持体としての現像ロール12Y、現像剤規制部材としてのドクターブレード13Yなどが配設された第2剤収容部14Yも有している。これら2つの剤収容部内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のYトナーとからなる二成分現像剤である図示しないY現像剤が内包されている。第1搬送スクリュー8Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、第1剤収容部9Y内のY現像剤を図2中手前側(図4中矢印Aの方向)へ搬送する。搬送途中のY現像剤は、第1搬送スクリュー8Y上に固定されたトナー濃度センサ10Yによって、第1剤収容部9Yにおけるトナー補給口17Yに対向する箇所(以下「補給箇所」という。)よりも現像剤循環方向上流側に位置する所定の検出箇所を通過するY現像剤のトナー濃度が検知される。そして、第1搬送スクリュー8Yにより第1剤収容部9Yの端部まで搬送されたY現像剤は、連通口18Yを経て第2剤収容部14Y内に進入する。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the developing unit around the developer circulation conveyance path in which the two-component developer circulates in the developing unit.
As shown in FIGS. 2 and 4, the developing unit 7 </ b> Y that is a developing unit includes a first agent containing portion 9 </ b> Y in which a first conveying
第2剤収容部14Y内の第2搬送スクリュー11Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、Y現像剤を図2中奥側(図4中矢印Aの方向)へ搬送する。このようにしてY現像剤を搬送する第2搬送スクリュー11Yの図2中上方には、現像ロール12Yが第2搬送スクリュー11Yと平行な姿勢で配設されている。この現像ロール12Yは、図2中反時計回り方向に回転駆動する非磁性スリーブからなる現像スリーブ15Y内に固定配置されたマグネットローラ16Yを内包した構成となっている。第2搬送スクリュー11Yによって搬送されるY現像剤の一部は、マグネットローラ16Yの発する磁力によって現像スリーブ15Yの表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ15Yの表面と所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード13Yによってその層厚が規制された後、感光体3Yと対向する現像領域まで搬送され、感光体3Y上のY用の静電潜像にYトナーを付着させる。この付着により、感光体3Y上にYトナー像が形成される。現像によってYトナーを消費したY現像剤は、現像スリーブ15Yの回転に伴って第2搬送スクリュー11Y上に戻される。そして、第2搬送スクリュー11Yにより第2剤収容部14Yの端部まで搬送されたY現像剤は、連通口19Yを経て第1剤収容部9Y内に戻る。このようにして、Y現像剤は現像ユニット内を循環搬送される。
The second conveying
図5は、トナー補給制御を行う機構の機能ブロック図である。
トナー濃度センサ10YによるY現像剤のトナー濃度の検出結果は、電気信号として図示しない制御部100に送られる。この制御部100は、演算手段たるCPU(Central Processing Unit)、データ記憶手段であるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等から構成され、各種の演算処理や、制御プログラムの実行を行うことができる。制御部100は、RAMの中にトナー濃度センサ10Yからの出力電圧の目標値であるY用Vtrefや、他の現像ユニット7C,7M,7Kに搭載された各トナー濃度センサ10C,10M,10Kからの出力電圧の目標値であるC用Vtref、M用Vtref、K用Vtrefのデータを格納している。Y用の現像ユニット7Yについては、トナー濃度センサ10Yからの出力電圧の値とY用Vtrefを比較し、比較結果に応じた量のYトナーをトナー補給口17Yから供給するように、Y用のトナー補給装置70の駆動源71Yを制御する。この制御により、現像に伴うYトナーの消費によってYトナー濃度が低下したY現像剤に対し、第1剤収容部9Yで適量のYトナーが供給される。このため、第2剤収容部14Y内のY現像剤のトナー濃度は目標トナー濃度範囲内に維持される。他色用の現像ユニット7C,7M,7K内における現像剤についても同様である。なお、本実施形態1におけるトナー補給制御は、トナー濃度ムラを打ち消すように行うものであるが、その詳細については後述する。
FIG. 5 is a functional block diagram of a mechanism that performs toner supply control.
The detection result of the toner density of the Y developer by the
感光体3Y上に形成されたYトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト41に中間転写される。感光体ユニット2Yのドラムクリーニング装置4Yは、中間転写工程を経た後の感光体3Yの表面に残留したトナーを除去する。これによってクリーニング処理が施された感光体3Yの表面は、図示しない除電装置によって除電される。この除電により、感光体3Yの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他色用のプロセスユニット1C,1M,1Kにおいても、同様にして感光体3C,3M,3K上にCトナー像、Mトナー像、Kトナー像が形成されて、中間転写ベルト41上に中間転写される。
The Y toner image formed on the
プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kの図1中下方には、光書込ユニット20が配設されている。光書込ユニット20は、画像情報に基づいて発したレーザー光Lを、各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kの感光体3Y,3C,3M,3Kに照射する。これにより、感光体3Y,3C,3M,3K上には、それぞれY用、C用、M用、K用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット20は、光源から発したレーザー光Lを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー21によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体3Y,3C,3M,3Kに照射するものである。かかる構成のものに代えて、LEDアレイを採用したものを用いてもよい。
An optical writing unit 20 is disposed below the
光書込ユニット20の下方には、第1給紙カセット31、第2給紙カセット32が鉛直方向に重なるように配設されている。これらの給紙カセット内には、それぞれ、記録材である記録紙Pが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Pには、第1給紙ローラ31a及び第2給紙ローラ32aがそれぞれ当接している。第1給紙ローラ31aが図示しない駆動手段によって図1中反時計回りに回転駆動すると、第1給紙カセット31内の一番上の記録紙Pが、カセットの図1中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路33に向けて排出される。また、第2給紙ローラ32aが図示しない駆動手段によって図1中反時計回りに回転駆動すると、第2給紙カセット32内の一番上の記録紙Pが給紙路33に向けて排出される。給紙路33内には、複数の搬送ローラ対34が配設されており、給紙路33に送り込まれた記録紙Pは、これら搬送ローラ対34のローラ間に挟み込まれながら、給紙路33内を図1中下側から上側に向けて搬送される。また、給紙路33の末端には、レジストローラ対35が配設されている。レジストローラ対35は、搬送ローラ対34から送られてくる記録紙Pをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Pを適切なタイミングで後述の2次転写ニップに向けて送り出す。
A first paper feed cassette 31 and a second
各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kの図1中上方には、中間転写ベルト41を張架しながら図1中反時計回りに無端移動させる転写ユニット40が配設されている。転写ユニット40は、中間転写ベルト41のほか、ベルトクリーニングユニット42、第1ブラケット43、第2ブラケット44などを備えている。また、4つの1次転写ローラ45Y,45C,45M,45K、2次転写バックアップローラ46、駆動ローラ47、補助ローラ48、テンションローラ49なども備えている。中間転写ベルト41は、これらのローラに張架されながら、駆動ローラ47の回転駆動によって図1中反時計回りに無端移動する。4つの1次転写ローラ45Y,45C,45M,45Kは、このように無端移動する中間転写ベルト41を感光体3Y,3C,3M,3Kとの間に挟み込んでそれぞれ1次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト41の内周面にトナーとは逆極性(本実施形態1ではプラス極性)の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト41は、その無端移動に伴ってY用、C用、M用、K用の1次転写ニップを順次通過していく過程で、その外周面に感光体3Y,3C,3M,3K上の各色トナー像が重なり合うように1次転写される。これにより、中間転写ベルト41上に4色重ね合わせトナー像(以下「4色トナー像」という。)が形成される。
Above each
2次転写バックアップローラ46は、中間転写ベルト41のループ外側に配設された2次転写ローラ50との間に中間転写ベルト41を挟み込んで2次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対35は、ローラ間に挟み込んだ記録紙Pを、中間転写ベルト41上の4色トナー像に同期させ得るタイミングで、2次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト41上の4色トナー像は、2次転写バイアスが印加される2次転写ローラ50と2次転写バックアップローラ46との間に形成される2次転写電界や、ニップ圧の影響により、2次転写ニップ内で記録紙Pに一括2次転写される。そして、記録紙Pの白色と相まって、フルカラートナー像となる。 The secondary transfer backup roller 46 sandwiches the intermediate transfer belt 41 with the secondary transfer roller 50 disposed outside the loop of the intermediate transfer belt 41 to form a secondary transfer nip. The registration roller pair 35 described above feeds the recording paper P sandwiched between the rollers toward the secondary transfer nip at a timing at which the recording paper P can be synchronized with the four-color toner image on the intermediate transfer belt 41. The four-color toner image on the intermediate transfer belt 41 is affected by the secondary transfer electric field formed between the secondary transfer roller 50 to which the secondary transfer bias is applied and the secondary transfer backup roller 46, and the influence of the nip pressure. The secondary transfer is batch-transferred onto the recording paper P in the secondary transfer nip. Then, combined with the white color of the recording paper P, a full color toner image is obtained.
2次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト41には、記録紙Pに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット42によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット42は、クリーニングブレード42aを中間転写ベルト41のおもて面に当接させており、これによってベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。 Untransferred toner that has not been transferred to the recording paper P adheres to the intermediate transfer belt 41 after passing through the secondary transfer nip. This is cleaned by the belt cleaning unit 42. In the belt cleaning unit 42, the cleaning blade 42a is brought into contact with the front surface of the intermediate transfer belt 41, whereby the transfer residual toner on the belt is scraped off and removed.
なお、転写ユニット40の第1ブラケット43は、図示しないソレノイドの駆動のオンオフに伴って、補助ローラ48の回転軸線を中心にして所定の回転角度で揺動するようになっている。本実施形態1のプリンタは、モノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイドの駆動によって第1ブラケット43を図中反時計回りに少しだけ回転させる。この回転により、補助ローラ48の回転軸線を中心にしてY用、C用、M用の1次転写ローラ45Y,45C,45Mを図中反時計回りに公転させることで、中間転写ベルト41をY用、C用、M用の感光体3Y,3C,3Mから離間させる。そして、4つのプロセスユニット1Y,1C,1M,1Kのうち、K用のプロセスユニット1Kだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。これにより、モノクロ画像形成時にY用、C用、M用のプロセスユニットを無駄に駆動させることによるそれらプロセスユニットの消耗を回避することができる。
The first bracket 43 of the
2次転写ニップの図中上方には、定着手段としての定着ユニット60が配設されている。この定着ユニット60は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ61と、定着ベルトユニット62とを備えている。定着ベルトユニット62は、定着ベルト64、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ63、テンションローラ65、駆動ローラ66、図示しない温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト64を加熱ローラ63、テンションローラ65及び駆動ローラ66によって張架しながら、図1中反時計回り方向に無端移動せしめる。この無端移動の過程で、定着ベルト64は加熱ローラ63によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト64の加熱ローラ63の掛け回し箇所には、図1中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ61がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ61と定着ベルト64とが当接する定着ニップが形成されている。 A fixing unit 60 as a fixing unit is disposed above the secondary transfer nip in the figure. The fixing unit 60 includes a pressure heating roller 61 that contains a heat source such as a halogen lamp, and a fixing belt unit 62. The fixing belt unit 62 includes a fixing belt 64, a heating roller 63 containing a heat source such as a halogen lamp, a tension roller 65, a driving roller 66, a temperature sensor (not shown), and the like. Then, the endless fixing belt 64 is endlessly moved in the counterclockwise direction in FIG. 1 while being stretched by the heating roller 63, the tension roller 65, and the driving roller 66. In the process of endless movement, the fixing belt 64 is heated from the back side by the heating roller 63. A pressure heating roller 61 that is driven to rotate in the clockwise direction in FIG. 1 is in contact with the surface of the fixing belt 64 that is heated in this manner. Thereby, a fixing nip where the pressure heating roller 61 and the fixing belt 64 abut is formed.
定着ベルト64のループ外側には、図示しない温度センサが定着ベルト64のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト64の表面温度を検知する。この検知結果は、図示しない定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ63に内包される発熱源や、加圧加熱ローラ61に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。これにより、定着ベルト64の表面温度が約140℃に維持される。2次転写ニップを通過した記録紙Pは、中間転写ベルト41から分離した後、定着ユニット60内に送られる。そして、定着ユニット60内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト64によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が記録紙Pに定着する。 Outside the loop of the fixing belt 64, a temperature sensor (not shown) is disposed so as to face the front surface of the fixing belt 64 with a predetermined gap, and the fixing belt 64 just before entering the fixing nip. Detect surface temperature. The detection result is sent to a fixing power supply circuit (not shown). The fixing power supply circuit performs on / off control of power supply to the heat generation source included in the heating roller 63 and the heat generation source included in the pressure heating roller 61 based on the detection result by the temperature sensor. As a result, the surface temperature of the fixing belt 64 is maintained at about 140.degree. The recording paper P that has passed through the secondary transfer nip is separated from the intermediate transfer belt 41 and then fed into the fixing unit 60. Then, in the process of being conveyed from the lower side to the upper side in the drawing while being sandwiched by the fixing nip in the fixing unit 60, the full-color toner image is applied to the recording paper P by being heated or pressed by the fixing belt 64. To settle.
このようにして定着処理が施された記録紙Pは、排紙ローラ対67のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部68が形成されており、排紙ローラ対67によって機外に排出された記録紙Pは、このスタック部68に順次スタックされる。 The recording paper P that has been subjected to the fixing process in this manner passes through between the rollers of the paper discharge roller pair 67 and is then discharged outside the apparatus. A stack unit 68 is formed on the upper surface of the housing of the printer main body, and the recording paper P discharged to the outside by the discharge roller pair 67 is sequentially stacked on the stack unit 68.
転写ユニット40の上方には、Yトナー、Cトナー、Mトナー、Kトナーをそれぞれ収容する4つのトナー収容器であるトナーカートリッジ72Y,72C,72M,72Kが配設されている。トナーカートリッジ72Y,72C,72M,72K内の各色トナーは、トナー補給装置70により、それぞれ、プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kの現像ユニット7Y,7C,7M,7Kに適宜供給される。トナーカートリッジ72Y,72C,72M,72Kは、プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。
Above the
以下、本発明の特徴部分であるトナー補給制御について説明する。なお、トナー補給制御の内容は、各色とも同様であるので、以下はYトナーの補給制御を例に挙げて説明する。
本実施形態のトナー補給制御では、Y現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度範囲内に維持するために必要な量のYトナーをトナー補給口17Yから補給する。ただし、本実施形態では、その量のYトナーを、トナー補給口17Yに対向する箇所(補給箇所)から、現像ロール12YへY現像剤を供給する箇所(第2剤収容部14Y)までの間、詳しくは補給箇所から第2剤収容部14Yの現像剤循環方向上流端部までの間に位置する任意の箇所(特定箇所)である後述の測定箇所Bを通過するY現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるように、補給箇所でのトナー補給量を調整する。補給箇所でのトナー補給量の調整は、図5に示すように、補給制御手段として機能する制御部100の補給制御部102により、トナー補給装置70のトナー補給部材を駆動する駆動源71Yの駆動タイミング、駆動時間、駆動速度等を制御することで行う。なお、トナー補給部材は、駆動源71Yの駆動力によりトナー補給口17YからY現像剤へのトナー供給を調整できるものであれば、公知のものを広く利用できる。
Hereinafter, toner replenishment control, which is a characteristic part of the present invention, will be described. Since the contents of the toner replenishment control are the same for each color, the Y toner replenishment control will be described below as an example.
In the toner replenishment control of the present embodiment, an amount of Y toner necessary to maintain the toner concentration of the Y developer within the target toner concentration range is replenished from the
補給制御部102は、予測データ算出手段として機能する制御部100の予測データ算出部101が算出した予測データに基づいて、トナー補給装置70がもつ1つの駆動源71Yを制御する。
ここで、予測データ算出部101は、トナー濃度センサ10Yの検出結果に基づき、ROMに記憶されている演算プログラムや演算テーブルを用いて、後述の測定箇所BにおけるY現像剤のトナー濃度の時間変化の予測データを算出する。そして、補給制御手段として機能する制御部100の補給制御部102は、予測データ算出部101が算出した予測データに基づき、後述する単位補給パターンの組み合わせで1つの駆動源71Yの駆動制御を行うことで、トナー濃度ムラを解消する。
The
Here, the prediction
上記単位補給パターンは、予め実験等を行うことで得ることができる。以下、単位補給パターンの具体的な作成手順について説明する。
まず、上記トナー濃度センサ10Yとは別に、第1剤収容部9Yにおける上記トナー補給口17Yよりも現像剤循環方向下流側に位置する図4の符号Bで示す測定箇所を通過するY現像剤のトナー濃度を検出する測定用センサを実験用として配置する。この測定用センサは、上記トナー濃度センサ10Yと同じものである。
The unit supply pattern can be obtained by conducting an experiment or the like in advance. Hereinafter, a specific procedure for creating a unit supply pattern will be described.
First, separately from the
そして、最初に、トナー補給装置70によるトナー補給動作の基礎パターン(以下「補給基礎パターン」という。)を測定する。
図6は、本実施形態1におけるトナー補給装置70の補給基礎パターンを示すグラフである。
各波形H1,H2,H3,H4,H5は、トナー濃度ムラがない状態のY現像剤に対し、1回の駆動源71Yの駆動動作(以下「補給動作」という。)により補給されるトナー量(以下「単位補給量」という。)が互いに異なる5つの補給パターンでトナー補給を行ったときに、測定用センサにより測定箇所Bでのトナー濃度の時間変化を検出した結果を示す波形(以下「補給基礎波形」という。)である。なお、補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5の順に、単位補給量が多くなる。また、単位補給量は、1回の補給動作における駆動源71Yの駆動時間や駆動速度を変更することで変動させることができる。
First, a basic pattern of toner supply operation by the toner supply device 70 (hereinafter referred to as “replenishment basic pattern”) is measured.
FIG. 6 is a graph illustrating a basic supply pattern of the
The waveforms H1, H2, H3, H4, and H5 indicate the amount of toner that is replenished by a single drive operation of the
次に、上記トナー濃度センサ10Yの検出箇所における単位消費波形と、上記測定箇所Bにおける単位消費波形とを測定する。
図7は、上記トナー濃度センサ10Yの検出箇所における単位消費波形と、上記測定箇所Bにおける単位消費波形とを比較したグラフである。
図7に示す各単位消費波形S1,S2は、トナー濃度ムラがない状態のY現像剤を用い、記録紙P上でのトナー濃度検出用の単位面積に相当する同一の単位画像をそれぞれプリントしてYトナーを消費した後、トナー補給を行わずに各センサでトナー濃度の時間変化をそれぞれ検出したときの検出結果を示す波形(これを「単位消費波形」という。)である。なお、単位消費波形S1,S2を求める際のトナー濃度検出用の単位面積としては、画像情報の1ドット面積が理想ではあるが、現実的にはセンサの分解能やノイズの影響あるいはトナー補給装置70の微小量補給性能などにより制限されるので、これらを考慮してなるべく小さく設定可能なトナー濃度検出用の単位面積を決定するのがよい。
図7において、2つの単位消費波形S1,S2を比較すると、半値幅(ブロード状態)及び最小トナー濃度とが互いに異なっている。これは、各センサによる検出位置の違いにより、Yトナーを消費したY現像剤が各センサの検出箇所まで搬送される間に第1搬送スクリュー8Yから受ける攪拌量の違いによるものである。
Next, the unit consumption waveform at the detection location of the
FIG. 7 is a graph comparing the unit consumption waveform at the detection location of the
Each of the unit consumption waveforms S1 and S2 shown in FIG. 7 uses the Y developer without toner density unevenness and prints the same unit image corresponding to the unit area for toner density detection on the recording paper P. 6 is a waveform (this is referred to as a “unit consumption waveform”) indicating a detection result when each sensor detects a temporal change in toner density without supplying toner after Y toner is consumed. The unit area for detecting the toner density when determining the unit consumption waveforms S1 and S2 is ideally one dot area of the image information, but in reality, the influence of the resolution of the sensor, noise, or the
In FIG. 7, when the two unit consumption waveforms S1 and S2 are compared, the half width (broad state) and the minimum toner density are different from each other. This is due to the difference in the amount of agitation received from the first conveying
次に、上記単位消費波形S2によるトナー濃度ムラを打ち消す単位補給波形を求める。
図8は、単位消費波形S2と、この単位消費波形S2によるトナー濃度ムラを打ち消す単位補給波形とを示すグラフである。
上記測定箇所Bにおける単位消費波形S2と、各補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5とから、単位消費波形S2を打ち消すような単位補給波形H’を、各補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5を組み合わせて作成する。ここで、単位消費波形S2は、トナー濃度検出用の単位面積に相当する潜像を現像した後のY現像剤が測定箇所Bを通過するときのトナー濃度の時間変化を示している。一方、各補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5は、単位補給量が互いに異なる補給動作を1回だけ行ったときにそのトナー補給を受けたY現像剤が測定箇所Bを通過するときのトナー濃度の時間変化を示している。したがって、図8に示すように、各補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5を適宜組み合わせた単位補給波形H’が単位消費波形S2の逆位相に相当する波形に近い波形となるようにトナー補給動作を行えば、少なくとも上記測定箇所Bを通過した後のY現像剤のトナー濃度ムラを解消することができる。すなわち、トナー濃度検出用の単位面積に相当する潜像を現像したY現像剤が再び第2剤収容部14Yに搬送されて現像に寄与する前に、そのトナー濃度ムラを解消することができる。
Next, a unit supply waveform that cancels out the toner density unevenness due to the unit consumption waveform S2 is obtained.
FIG. 8 is a graph showing a unit consumption waveform S2 and a unit supply waveform that cancels toner density unevenness due to the unit consumption waveform S2.
From the unit consumption waveform S2 at the measurement location B and the replenishment basic waveforms H1, H2, H3, H4, and H5, a unit replenishment waveform H ′ that cancels the unit consumption waveform S2 is represented as each replenishment basic waveform H1, H2, and so on. Created by combining H3, H4 and H5. Here, the unit consumption waveform S2 indicates a change in toner density over time when the Y developer passes through the measurement location B after developing a latent image corresponding to a unit area for toner density detection. On the other hand, each of the replenishment basic waveforms H1, H2, H3, H4, and H5 is when the Y developer that has received the toner replenishment passes the measurement location B when the replenishment operation with different unit replenishment amounts is performed only once. The change in toner density over time is shown. Therefore, as shown in FIG. 8, the unit replenishment waveform H ′ obtained by appropriately combining the replenishment basic waveforms H1, H2, H3, H4, and H5 is a waveform close to a waveform corresponding to the opposite phase of the unit consumption waveform S2. By performing the toner replenishing operation, it is possible to eliminate the toner density unevenness of the Y developer after passing through at least the measurement location B. That is, the toner density unevenness can be eliminated before the Y developer, which has developed the latent image corresponding to the unit area for toner density detection, is conveyed again to the
このようにして単位補給波形H’を求めたら、その単位補給波形H’を構成する補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5の組み合わせに対応するトナー補給動作が、単位補給パターンとなる。図8に示したグラフでは、第2補給基礎波形H2の補給動作を行い、次に第3補給基礎波形H3の補給動作を行い、最後に第2補給基礎波形H2の補給動作を行うというトナー補給動作を行うことで、これらの補給基礎波形を合成した単位補給波形H’が単位消費波形S2の逆位相に相当する波形に近い波形となる。すなわち、このトナー補給動作が本実施形態における単位補給パターンとなる。 When the unit supply waveform H 'is obtained in this way, the toner supply operation corresponding to the combination of the basic supply waveforms H1, H2, H3, H4, and H5 constituting the unit supply waveform H' becomes the unit supply pattern. In the graph shown in FIG. 8, the replenishment operation of the second replenishment basic waveform H2 is performed, then the replenishment operation of the third replenishment basic waveform H3 is performed, and finally the replenishment operation of the second replenishment basic waveform H2 is performed. By performing the operation, the unit supply waveform H ′ obtained by synthesizing these supply basic waveforms becomes a waveform close to a waveform corresponding to the opposite phase of the unit consumption waveform S2. That is, this toner replenishment operation becomes the unit replenishment pattern in this embodiment.
次に、本実施形態におけるトナー補給制御の具体的内容について説明する。
図9は、任意の画像を形成したとき(例えばユーザーの希望に基づく画像を形成したとき)における任意消費波形Sと、その任意消費波形Sによるトナー濃度ムラを打ち消す補給波形とを示すグラフである。
実際の画像形成時において任意の画像を形成し、これによりトナーを消費したY現像剤のトナー濃度がトナー濃度センサ10Yにより連続的に又は断続的に検出され、その検出結果は制御部100の予測データ算出部101に送られる。この検出結果からは、トナー濃度センサ10Yの検出箇所におけるトナー濃度の時間変化を示す任意消費波形S’を得ることができる。ここで、このようにして得られる任意消費波形S’を、図7に示した単位消費波形S1に逐次分解する。この単位消費波形S1は、その単位消費波形S1に対応するトナー濃度センサ10Yの検出箇所から第1搬送スクリュー8Yにより現像剤が測定箇所Bまで搬送されることにより、図7に示したように測定箇所Bでは単位消費波形S2となる。したがって、任意消費波形S’を分解して得られる各単位消費波形S1に対応した各単位消費波形S2を合成して得られる任意消費波形Sは、トナー濃度センサ10Yの検出箇所において任意消費波形S’を示すトナー濃度ムラを持ったY現像剤のトナー濃度を、測定箇所Bで検出したとした場合の波形に近似した波形(予測値)となる。
Next, specific contents of the toner replenishment control in this embodiment will be described.
FIG. 9 is a graph showing an arbitrary consumption waveform S when an arbitrary image is formed (for example, when an image based on a user's desire is formed) and a replenishment waveform that cancels toner density unevenness due to the arbitrary consumption waveform S. .
An arbitrary image is formed during actual image formation, and the toner concentration of the Y developer that has consumed the toner is detected continuously or intermittently by the
本実施形態において、予測データ算出部101は、所定の演算プログラムを実行することで、上述したメカニズムに基づき、トナー濃度センサ10Yの検出結果(任意消費波形S’)から、測定箇所Bでの予測データ(任意消費波形S)を算出する。具体的には、任意消費波形S’を分解して得られる複数の単位消費波形S1の組み合わせに対応する複数の単位消費波形S2の組み合わせを、予測データとして算出する。
In the present embodiment, the prediction
このようにして予測データ算出部101が算出した予測データ(複数の単位消費波形S2の組み合わせのデータ)は、補給制御部102に送られる。ここで、これらの単位消費波形S2にそれぞれ対応した複数の単位補給波形H’を組み合わせることで、図9に示すように、任意消費波形Sが示すトナー濃度ムラを打ち消すような補給波形H、すなわち、任意消費波形Sの逆位相となる波形に近い補給波形Hを作り出すことができる。したがって、補給制御部102は、予測データに基づき、その複数の単位消費波形S2の組み合わせに対応する単位補給波形H’の組み合わせを求める。次に、求めた単位補給波形H’の組み合わせに対応するように、予めRAMに記憶しておいた単位補給パターンを複数組み合わせることで、その予測データに対応するトナー補給動作を決定する。そして、決定したトナー補給動作で駆動源71Yの駆動制御を行う。このようなトナー補給動作により得られる補給波形は、各単位補給パターンによる単位補給波形H’を合成したものとなるので、図9に示す補給波形Hとなる。したがって、任意消費波形Sが示すトナー濃度ムラは、このようなトナー補給制御により、図9の太い実線で示すように測定箇所Bでは十分に解消されることになる。
The prediction data (the combination data of the plurality of unit consumption waveforms S2) calculated by the prediction
以上、本実施形態1に係る画像形成装置としてのプリンタは、潜像担持体としての感光体3Y,3C,3M,3Kと、感光体上に潜像を形成する潜像形成手段としての光書込ユニット20と、感光体上に形成された潜像を二成分現像剤により現像する現像手段としての現像ユニット7Y,7C,7M,7Kとを有し、現像ユニットにより現像されることで感光体上に形成されたトナー像を最終的に記録材としての記録紙P上に転移させて画像形成を行う。各現像ユニットは、Y現像ユニットを例に挙げると、現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を搬送する現像剤搬送手段としての第1搬送スクリュー8Y及び第2搬送スクリュー11Yと、現像剤循環搬送路を循環する二成分現像剤を表面に担持して感光体と対向する現像領域へ搬送し、現像領域を通過した二成分現像剤を再び現像剤循環搬送路へ戻す現像剤担持体としての現像ロール12Yと、1つの駆動源71Yからの駆動力により駆動するトナー補給部材を駆動することで現像剤循環搬送路における所定の補給箇所で循環中の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段としてのトナー補給装置70と、現像剤循環搬送路における上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する所定の検出箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度を連続的又は断続的に検出するトナー濃度検出手段としてのトナー濃度センサ10Yとを備えている。そして、本プリンタは、トナー濃度センサ10Yの検出結果に基づいて、上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって現像ロール12Yへ二成分現像剤を供給する箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する任意箇所である特定箇所としての測定箇所Bを通過する、トナー補給を行わないときの二成分現像剤のトナー濃度の時間変化の予測データを算出する予測データ算出手段としての予測データ算出部101と、現像剤循環搬送路中をY現像剤が循環しているときに、予測データ算出部101が算出した予測データに基づいてトナー補給装置70がもつ上記1つの駆動源71Yを制御し、上記測定箇所Bを通過するY現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように、所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する補給制御手段としての補給制御部102とを有する。これにより、少なくとも測定箇所BにおけるY現像剤のトナー濃度ムラを解消することができるので、現像によりトナーを消費したY現像剤が再び現像ロール12YへY現像剤を供給する箇所へ搬送されるまでに、そのトナー濃度ムラを解消することができる。しかも、本プリンタでは、補給制御部102の制御対象は、トナー補給装置70がもつ1つ(単一)の駆動源71Yである。よって、トナー濃度ムラを打ち消すために必要なトナー補給用の駆動源は1つで済むので、装置の大型化やコストの高騰の問題は発生しない。
As described above, the printer as the image forming apparatus according to the first embodiment includes the photoconductors 3Y, 3C, 3M, and 3K as the latent image carrier and the optical document as the latent image forming unit that forms a latent image on the photoconductor. Unit 20 and developing
〔実施形態2〕
次に、上記実施形態1の場合と同様に、本発明をプリンタに適用した他の実施形態(以下、本実施形態を「実施形態2」という。)について説明する。
なお、本実施形態2の構成、動作は、制御部100の予測データ算出部101における予測データの算出方法が異なる点を除いて上述した実施形態1と同様であるので、以下、予測データ算出部101の予測データの算出方法について説明し、他の説明は省略する。
[Embodiment 2]
Next, as in the case of the first embodiment, another embodiment in which the present invention is applied to a printer (hereinafter, this embodiment is referred to as “second embodiment”) will be described.
The configuration and operation of the second embodiment are the same as those of the first embodiment described above except that the prediction data calculation method in the prediction
図10は、本実施形態2におけるトナー補給制御を行う機構の機能ブロック図である。
本実施形態2においては、パーソナルコンピュータや画像読取装置からの画像データ(画像情報)を取得する画像情報取得手段としての画像情報取得部103が制御部100に設けられている。画像情報取得部103は、取得した画像データの必要部分を予測データ算出手段としての予測データ算出部101へ送る。予測データ算出部101は、受信したデータから、当該画像データに基づく潜像を現像することでトナーを消費した現像剤に生じる測定箇所Bでのトナー濃度の時間変化(予測データ)を算出する。なお、本実施形態では、パーソナルコンピュータや画像読取装置からの画像データを画像情報とし、その画像情報に基づいて予測データの算出を行うが、光書込ユニット20から発せられるレーザー光の数(ドット数)をカウントした情報を画像情報とし、その画像情報に基づいて予測データの算出を行うようにしてもよい。
FIG. 10 is a functional block diagram of a mechanism that performs toner supply control according to the second embodiment.
In the second embodiment, the
補給制御部102は、予測データ算出手段として機能する制御部100の予測データ算出部101が算出した予測データに基づいて、トナー補給装置70がもつ1つの駆動源71Yを制御する。ここで、予測データ算出部101は、画像データに基づき、ROMに記憶されている演算プログラムや演算テーブルを用いて、測定箇所BにおけるY現像剤のトナー濃度の時間変化の予測データを算出する。そして、補給制御手段として機能する制御部100の補給制御部102は、予測データ算出部101が算出した予測データに基づき、後述する各種の基本補給パターンの組み合わせで1つの駆動源71Yの駆動制御を行うことで、トナー濃度ムラを解消する。
The
上記基本補給パターンは、予め実験等を行うことで得ることができる。以下、基本補給パターンの具体的な作成手順について説明する。
まず、第1剤収容部9Yにおける上記トナー補給口17Yよりも現像剤循環方向下流側に位置する測定箇所B(図4参照)を通過するY現像剤のトナー濃度を検出する測定用センサを実験用として配置する。そして、最初に、上述した実施形態1の場合と同様、トナー補給装置70によるトナー補給動作の補給基礎パターンを測定する(図6参照)。
The basic replenishment pattern can be obtained by conducting an experiment or the like in advance. Hereinafter, a specific procedure for creating a basic supply pattern will be described.
First, a measurement sensor for detecting the toner concentration of the Y developer passing through the measurement point B (see FIG. 4) located downstream of the
次に、感光体表面移動方向に対して直交する方向(以下「感光体軸方向」という。)について感光体3Yの表面を複数の領域に分割し、各領域にトナー濃度検出用の単位面積に相当する同一の単位画像の潜像をそれぞれ形成し、各潜像をトナー濃度ムラがない状態のY現像剤を用いてそれぞれ現像した後のY現像剤を、トナー補給を行わずに測定箇所Bの計測用センサでトナー濃度の時間変化(基本消費波形)を測定する。なお、基本消費波形を求める際のトナー濃度検出用の単位面積としては、画像情報の1ドット面積が理想ではあるが、現実的にはセンサの分解能やノイズの影響あるいはトナー補給装置70の微小量補給性能などにより制限されるので、これらを考慮してなるべく小さく設定可能なトナー濃度検出用の単位面積を決定するのがよい。また、感光体3Yの表面を上述したように複数の領域に分割する場合の分割間隔は、トナー濃度検出用の単位面積に応じて適宜設定される。このようにして測定される基本消費波形は、図22の下部に記載したグラフのようになる。ただし、図22の下部のグラフに描かれているのは、上述した複数の領域のうち、その両端に位置する2つの領域と中央に位置する1つの領域だけである。
Next, the surface of the
図22の下部に示すグラフにおいて、感光体表面上の感光体軸方向位置が互いに異なる3つの潜像についての基本消費波形を互いに比較すると、半値幅(ブロード状態)及び最小トナー濃度とが互いに異なっている。これは、潜像を現像してトナーを消費したY現像剤部分が現像剤循環搬送路に戻される位置から測定箇所Bまでの距離が互いに異なることにより、戻されたY現像剤が測定箇所Bまで搬送される間に第1搬送スクリュー8Yから受ける攪拌量が違うことによるものである。
In the graph shown in the lower part of FIG. 22, when the basic consumption waveforms of three latent images having different positions on the surface of the photosensitive member in the axial direction of the photosensitive member are compared with each other, the half width (broad state) and the minimum toner density are different from each other. ing. This is because the Y developer portion that has developed the latent image and consumed the toner is different in distance from the position where the Y developer portion is returned to the developer circulation conveyance path to the measurement location B, so that the returned Y developer is measured at the measurement location B. This is because the amount of agitation received from the first conveying
なお、感光体表面移動方向における互いに異なる位置に形成した各潜像を現像した後の消費波形は、上述したように、そのピーク時期が異なるだけでその半値幅(ブロード状態)及び最小トナー濃度に違いはない。よって、感光体軸方向の同一位置に形成された潜像についての基本消費波形を把握していれば、感光体表面移動方向における互いに異なる位置に形成した潜像についての消費波形は、当該基本消費波形の位相を所定時間だけ進ませる又は遅らせるだけで得ることができる。したがって、感光体軸方向について感光体3Yの表面を分割した各領域の単位画像の潜像についての各基本消費波形を測定するだけで、感光体上の全位置に形成される潜像についての消費波形を把握することができる。
As described above, the consumption waveform after developing the latent images formed at different positions in the direction of movement of the photosensitive member surface has a full width at half maximum (broad state) and a minimum toner density only with different peak times. There is no difference. Therefore, if the basic consumption waveform for the latent images formed at the same position in the photoconductor axis direction is grasped, the consumption waveforms for the latent images formed at different positions in the photosensitive body surface movement direction It can be obtained simply by advancing or delaying the phase of the waveform by a predetermined time. Therefore, the consumption of the latent image formed at all positions on the photosensitive member can be measured only by measuring each basic consumption waveform for the latent image of the unit image of each region obtained by dividing the surface of the
次に、各基本消費波形Knによるトナー濃度ムラを打ち消す基本補給波形をそれぞれ求める。
図11は、ある基本消費波形Knと、その基本消費波形Knによるトナー濃度ムラを打ち消す基本補給波形Jn’とを示すグラフである。
基本消費波形Knと、各補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5とから、基本消費波形Knを打ち消すような波形を各補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5を組み合わせて作成し、その波形を基本補給波形Jn’として求める。このようにして求めた基本補給波形Jn’となるようなトナー補給動作を行えば、当該基本消費波形Knに対応する潜像を現像したことによるトナー濃度ムラを、少なくとも上記測定箇所Bでは解消することができる。そして、各基本補給波形Jn’を構成する補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5の組み合わせにそれぞれ対応するトナー補給動作が、各基本補給パターンとなる。
Next, determine the basic supply waveform to cancel out the toner density unevenness due to the basic consumption waveform K n respectively.
FIG. 11 is a graph showing a basic consumption waveform K n and a basic supply waveform J n ′ that cancels toner density unevenness due to the basic consumption waveform K n .
The basic consumption waveform K n, from the supply basic waveforms H1, H2, H3, H4, H5 Prefecture, a waveform as to cancel out the basic consumption waveform K n by combining the supply basic waveforms H1, H2, H3, H4, H5 The waveform is created and obtained as a basic supply waveform J n ′. By performing this way the basic supply waveform J n 'become such toner supply operation as determined, the toner density unevenness due to developing the latent image corresponding to the basic consumption waveform K n, at least in the measurement point B Can be resolved. The toner replenishment operations corresponding to the combinations of the replenishment basic waveforms H1, H2, H3, H4, and H5 constituting each basic replenishment waveform J n ′ are the basic replenishment patterns.
次に、本実施形態におけるトナー補給制御の具体的内容について説明する。
図12は、図中上部に記載した任意の画像を形成したときにおける任意消費波形Kと、その任意消費波形Kによるトナー濃度ムラを打ち消す補給波形Jとを示すグラフである。
実際の画像形成時において任意の画像を形成する際、その画像データが制御部100の予測データ算出部101に送られる。予測データ算出部101では、この画像データに基づく潜像を感光体3Y上の各位置に分解し、各分解潜像に対応する基本消費波形Knを得る。このようにして得た各基本消費波形Knを合成したものは、図12に示す任意消費波形Kに近似した波形(予測値)、すなわち、当該画像データに基づく潜像を現像した現像剤が測定箇所Bを通過するときのトナー濃度の時間変化を示す消費波形に近似したものとなる。本実施形態2において、予測データ算出部101は、所定の演算プログラムを実行することで、上述したメカニズムに基づき、画像データから、その画像データに基づく潜像を現像した現像剤が測定箇所Bを通過するときのトナー濃度の時間変化である任意消費波形Kの分解成分である複数の基本消費波形Knの組み合わせを、予測データとして算出する。
Next, specific contents of the toner replenishment control in this embodiment will be described.
FIG. 12 is a graph showing an arbitrary consumption waveform K when an arbitrary image described in the upper part of the drawing is formed, and a replenishment waveform J that cancels toner density unevenness due to the arbitrary consumption waveform K.
When an arbitrary image is formed during actual image formation, the image data is sent to the prediction
このようにして予測データ算出部101が算出した予測データ(複数の基本消費波形Knの組み合わせのデータ)は、補給制御部102に送られる。ここで、これらの基本消費波形Knにそれぞれ対応した複数の基本補給波形Jn’を組み合わせることで、図12に示すように、任意消費波形Kが示すトナー濃度ムラを打ち消すような補給波形J、すなわち、任意消費波形Kの逆位相となる波形に近い補給波形Jを作り出すことができる。したがって、補給制御部102は、予測データに基づき、その複数の基本消費波形Knの組み合わせに対応する基本補給波形Jn’の組み合わせを求める。次に、求めた基本補給波形Jn’の組み合わせに対応するように、予めRAMに記憶しておいた各種基本補給パターンを組み合わせることで、その予測データに対応するトナー補給動作を決定する。そして、決定したトナー補給動作で駆動源71Yの駆動制御を行う。このようなトナー補給動作により得られる補給波形は、各基本補給パターンによる基本補給波形Jn’を合成したものとなるので、図12に示す補給波形Jとなる。したがって、任意消費波形Kが示すトナー濃度ムラは、このようなトナー補給制御により、図12の太い実線で示すように測定箇所Bでは十分に解消されることになる。
Thus prediction data predicting
〔変形例〕
本変形例では、制御部100の予測データ算出部101が算出する予測データに対して補給波形を用いて分解を行う方法と同等の効果を得る方法として、後述するように補給波形を事前に考慮して消費波形に対して逆位相となる補給波形を生成するトナー補給パターンを指示する逆位相フィルタを用いることにより、補給結果が予測データの逆位相となるための制御サンプリング毎の補給量を画像情報より直接的に算出する。
[Modification]
In this modified example, as described later, the supply waveform is considered in advance as a method for obtaining the same effect as the method of using the supply waveform to decompose the prediction data calculated by the prediction
本変形例においても、トナー補給制御を行う機構の機能ブロック図は図10に示す通りであり、パーソナルコンピュータや画像読取装置からの画像データ(画像情報)を取得する画像情報取得手段としての画像情報取得部103が制御部100に設けられている。画像情報取得部103は、取得した画像データの必要部分を逆位相フィルタへ送る。逆位相フィルタは、受信したデータから、補給結果が逆位相波形となる補給パターンを生成し、画像情報に基づく補給パターンにより、制御サンプリング周期毎の補給量を算出する。なお、本変形例でも、パーソナルコンピュータや画像読取装置からの画像データを画像情報とし、その画像情報に基づいて補給量の算出を行うが、光書込ユニット20から発せられるレーザー光の数(ドット数)をカウントした情報を画像情報とし、その画像情報に基づいて補給量の算出を行うようにしてもよい。
Also in this modification, a functional block diagram of a mechanism for performing toner replenishment control is as shown in FIG. 10, and image information as image information acquisition means for acquiring image data (image information) from a personal computer or an image reading apparatus. An
上記逆位相フィルタは、予め実験等を行うことで得ることができる。以下、逆位相フィルタの作成手順について説明する。 The antiphase filter can be obtained by conducting an experiment or the like in advance. Hereinafter, a procedure for creating an antiphase filter will be described.
まず、第1剤収容部9における上記トナー補給口17よりも現像剤循環方向下流側に位置する測定箇所B(図4参照)を通過する現像剤のトナー濃度を検出する測定用センサを実験用として配置する。そして、トナー補給口17よりトナーの補給を行い、測定箇所Bの計測用センサでトナー濃度の時間変化(補給波形)を測定する。このように測定して測定される補給波形は、図13(b)に示したグラフのようになる。また、本変形例において補給波形は代表的な補給量でトナーの補給をした際に生じる1パターンのみを単位補給波形として計測している。
First, a measurement sensor for detecting the toner concentration of the developer passing through the measurement point B (see FIG. 4) positioned downstream of the
次に、感光体表面移動方向に対して直交する方向(以下「主走査方向」という)について感光体3の表面を複数の領域に分割し、各領域にトナー濃度検出用の単位面積に相当する同一の単位画像の潜像をそれぞれ形成する。そして、各潜像をトナー濃度ムラがない状態の現像剤を用いてそれぞれ現像した後の現像剤を、トナー補給を行わずに測定箇所Bの計測用センサでトナー濃度の時間変化(消費波形)を測定する。 Next, the surface of the photosensitive member 3 is divided into a plurality of regions in a direction orthogonal to the moving direction of the photosensitive member surface (hereinafter referred to as “main scanning direction”), and each region corresponds to a unit area for toner density detection. A latent image of the same unit image is formed. Then, the developer after developing each latent image with a developer having no toner density unevenness is subjected to a change in toner concentration over time (consumption waveform) by the measuring sensor at the measurement location B without replenishing the toner. Measure.
ここで、消費波形を求める際のトナー濃度検出用の単位面積としては、画像情報の1ドット面積が理想ではある。ところが、現実的にはセンサの分解能やノイズの影響あるいはトナー補給装置70の微小量補給性能などにより制限される。よって、これらを考慮してなるべく小さく設定可能なトナー濃度検出用の単位面積を決定するのがよい。例えば、画像情報の分解能が低い場合やコントローラの処理速度に制限のある場合には、単位面積の最小単位を印刷用紙1枚全部として、消費波形の振幅を印刷1枚毎のトータル画像面積として近似しても良い。
Here, as a unit area for toner density detection when obtaining a consumption waveform, one dot area of image information is ideal. However, it is actually limited by the resolution of the sensor, the influence of noise, or the minute amount replenishment performance of the
また、感光体3Yの表面を上述したように複数の領域に分割する場合の分割間隔は、トナー濃度検出用の単位面積に応じて適宜設定される。
Further, the division interval when the surface of the
このようにして測定される消費波形は、図13(b)に示したグラフのようになる。ただし、図13(b)に描かれている消費波形のグラフは、図13(a)に示す上述した複数の領域の領域Aだけについてのものである。 The consumption waveform measured in this way is like the graph shown in FIG. However, the graph of the consumption waveform depicted in FIG. 13B is only for the region A of the plurality of regions shown in FIG.
上述したようにして求めた補給波形及び消費波形から図14の関係を満たすような逆位相フィルタを構築する。図14に示す逆位相フィルタの縦軸は、制御サンプリング周期毎の補給量指示値(トナー量[mg]やモータ駆動時間換算値[msec]など]である。また、逆位相フィルタの横軸は、制御サンプリング周期(逆位相フィルタのグラフに示される棒と棒との間が1サンプル周期であり、通常固定値であって例えば200[msec]など)である。 An antiphase filter that satisfies the relationship of FIG. 14 is constructed from the supply waveform and consumption waveform obtained as described above. The vertical axis of the antiphase filter shown in Fig. 14 is the replenishment amount instruction value (toner amount [mg], motor drive time converted value [msec], etc.) for each control sampling period. The control sampling period (the interval between bars shown in the graph of the anti-phase filter is one sample period, which is usually a fixed value, such as 200 [msec]).
ここで、図14を図15を用いて簡単に説明すると次のようになる。任意の画像面積率の消費を1回行うと、画像面積率に応じた擬似インパルス信号が逆位相フィルタに与えられる。逆位相フィルタは、この擬似インパルス信号により制御サンプリング周期毎にインパルス応答を作成し、インパルス応答の振幅に従って補給量を指示する逆位相波形が作成される。この逆位相波形により指示された補給量を補給することにより、逆位相波形は消費波形の逆位相であるので、消費波形を打ち消すこととなる。また、逆位相フィルタの作成方法としては、一般に知られている「Filtered−X LMS」というシステム同定手法を用いたが、これに限るものではない。逆位相フィルタとしては、DSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)などに実装されているFIRフィルタなどでも良いし、IIRフィルタを用いたパラトリックモデルで近似しても良い。 Here, FIG. 14 will be briefly described with reference to FIG. When consumption of an arbitrary image area ratio is performed once, a pseudo impulse signal corresponding to the image area ratio is given to the antiphase filter. The anti-phase filter creates an impulse response for each control sampling period using this pseudo impulse signal, and creates an anti-phase waveform indicating the replenishment amount according to the amplitude of the impulse response. By replenishing the replenishment amount indicated by the reverse phase waveform, the reverse phase waveform is the reverse phase of the consumption waveform, and thus the consumption waveform is canceled. In addition, as a method for creating an anti-phase filter, a generally known system identification method called “Filtered-X LMS” is used, but is not limited thereto. The antiphase filter may be an FIR filter mounted on a DSP (digital signal processor) or the like, or may be approximated by a paratric model using an IIR filter.
また、消費波形と補給波形とにタイムラグが生じる場合には、逆位相フィルタの前後に時間遅れ要素を別途設けるなどしても良い。 In addition, when a time lag occurs between the consumption waveform and the replenishment waveform, a time delay element may be separately provided before and after the antiphase filter.
図16(a)に示すような画像情報を基に主走査方向を領域A,B,C,Dに区分けした感光体3の表面に形成される画像の主走査方向の領域毎の最小単位面積での各消費波形A,B,C,Dに対する各逆位相フィルタA,B,C,Dを上述した手法により作成すると図16(b)に示すようなものになる。 The minimum unit area for each region in the main scanning direction of the image formed on the surface of the photoreceptor 3 in which the main scanning direction is divided into regions A, B, C, and D based on the image information as shown in FIG. When the anti-phase filters A, B, C, and D for the consumption waveforms A, B, C, and D are created by the above-described method, the result is as shown in FIG.
ここで、画像位置や画像面積が変化したとき、トナー補給量は最小単位面積の逆位相フィルタの出力結果の重ね合わせによって求めることができ、任意の逆位相波形を作ることができる。つまり、逆位相フィルタは、任意の時刻に任意の振幅の擬似インパルス信号を入力すると、以降入力振幅に比例した振幅の出力を自動的に行う。上記主走査方向の各領域での逆位相フィルタの形状や個数はあくまでも1つであり、逆位相フィルタに別々の擬似インパルス信号を順次入力していくと、それらが自動的に入力振幅に比例し、またタイムラグ分ずらして重ね合わせた逆位相波形を出力する。 Here, when the image position and the image area change, the toner replenishment amount can be obtained by superimposing the output results of the antiphase filter having the minimum unit area, and an arbitrary antiphase waveform can be created. In other words, when a pseudo impulse signal having an arbitrary amplitude is input at an arbitrary time, the antiphase filter automatically outputs an amplitude proportional to the input amplitude thereafter. The shape and number of anti-phase filters in each region in the main scanning direction is only one. When different pseudo impulse signals are sequentially input to the anti-phase filter, they are automatically proportional to the input amplitude. In addition, an antiphase waveform superimposed with a time lag shift is output.
また、実際の画像面積率が最小単位面積よりも小さい場合は、逆位相フィルタに与える擬似インパルス信号の振幅を、最小単位面積に対する画像面積率倍したものとする。これによって、逆位相フィルタの出力値は自動的に最小単位面積に対する画像面積率倍に変更される。 When the actual image area ratio is smaller than the minimum unit area, the amplitude of the pseudo impulse signal given to the antiphase filter is multiplied by the image area ratio with respect to the minimum unit area. As a result, the output value of the antiphase filter is automatically changed to the image area ratio times the minimum unit area.
次に、図17に示す画像情報から逆位相フィルタを用いて消費波形に対して逆位相となる逆位相波形を予測データとして算出し、その予測データに基づいた補給量でトナー補給することで測定箇所Bにおけるトナー濃度ムラを解消するする場合について説明を行う。 Next, measurement is performed by calculating, as prediction data, an antiphase waveform having an antiphase with respect to the consumption waveform using the antiphase filter from the image information shown in FIG. 17, and replenishing the toner with the replenishment amount based on the prediction data. The case where the toner density unevenness at the location B is eliminated will be described.
ユーザーが図17に示す画像情報に基づいた印刷を行うと、画像情報取得部103によって感光体3の表面における主走査方向の領域A,B,C,D毎に各最小単位面積の位置での画像面積率が算出され、それを予測データ算出部101へ送られる。そして、予測データ算出部101により印刷のタイムラグを考慮して、画像面積率に応じた振幅の擬似インパルス信号が主走査方向の領域毎の各逆位相フィルタに与えられる。各逆位相フィルタは、この擬似インパルス信号により制御サンプリング周期毎にインパルス応答を生成し、インパルス応答の振幅に従って補給量を指示する主走査方向の領域毎の消費波形に対して補給結果が逆位相波形となる補給パターンを算出する。このように算出した主走査方向の領域毎の補給量は制御サンプリング周期毎に合計され、補給結果が測定箇所Bを通過する、トナー補給を行わないときの現像剤のトナー濃度の時間変化の予測データの逆位相となる補給量が算出される。この補給量を基にして補給制御部102によってトナー補給動作を制御されたトナー補給装置70が制御サンプリング周期毎に所定の補給量でトナーを補給する。この補給に係る主走査方向の領域毎の逆位相波形を重ね合わせた予測データが消費波形の逆位相波形であるので、上記補給量に応じてトナー補給装置70がトナー補給を行うことにより、上記画像情報に基づいて印刷を行ったときの消費波形を打ち消すことができる。よって、測定箇所Bにおけるトナー濃度ムラを十分に解消することができる。
When the user performs printing based on the image information shown in FIG. 17, the image
以上、本実施形態2に係る画像形成装置としてのプリンタは、潜像担持体としての感光体3Y,3C,3M,3Kと、画像情報である画像データを取得する画像情報取得手段としての画像情報取得部103と、感光体上に潜像を形成する潜像形成手段としての光書込ユニット20と、感光体上に形成された潜像を二成分現像剤により現像する現像手段としての現像ユニット7Y,7C,7M,7Kとを有し、現像ユニットにより現像されることで感光体上に形成されたトナー像を最終的に記録材としての記録紙P上に転移させて画像形成を行う。各現像ユニットは、Y現像ユニットを例に挙げると、現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を搬送する現像剤搬送手段としての第1搬送スクリュー8Y及び第2搬送スクリュー11Yと、現像剤循環搬送路を循環する二成分現像剤を表面に担持して感光体と対向する現像領域へ搬送し、現像領域を通過した二成分現像剤を再び現像剤循環搬送路へ戻す現像剤担持体としての現像ロール12Yと、1つの駆動源71Yからの駆動力により駆動するトナー補給部材を駆動することで現像剤循環搬送路における所定の補給箇所で循環中の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段としてのトナー補給装置70とを備えている。そして、本プリンタは、画像情報取得部103が取得した画像データに基づき、その画像データに基づく潜像を現像したY現像剤について、上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって現像ロール12YへY現像剤を供給する箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する任意箇所である特定箇所としての測定箇所Bを通過する、トナー補給を行わないときのトナー濃度の時間変化の予測データを算出する予測データ算出手段としての予測データ算出部101と、現像剤循環搬送路中をY現像剤が循環しているときに、予測データ算出部101が算出した予測データに基づいてトナー補給装置70がもつ上記1つの駆動源71Yを制御し、上記測定箇所Bを通過するY現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように、所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する補給制御手段としての補給制御部102とを有する。これにより、少なくとも測定箇所BにおけるY現像剤のトナー濃度ムラを解消することができるので、現像によりトナーを消費したY現像剤が再び現像ロール12YへY現像剤を供給する箇所へ搬送されるまでに、そのトナー濃度ムラを解消することができる。しかも、本プリンタでは、補給制御部102の制御対象は、トナー補給装置70がもつ1つ(単一)の駆動源71Yである。よって、トナー濃度ムラを打ち消すために必要なトナー補給用の駆動源は1つで済むので、装置の大型化やコストの高騰の問題は発生しない。
As described above, the printer as the image forming apparatus according to the second embodiment includes the photoconductors 3Y, 3C, 3M, and 3K as the latent image carrier and the image information as the image information acquisition unit that acquires the image data as the image information. An
なお、上記実施形態1では、単一の単位消費波形S2を用いる場合について説明したが、互いに異なる複数の単位消費波形S2を用い、各単位消費波形に対応する単位補給波形H’を用いるようにしてもよい。
また、上記実施形態2では、各基本消費波形Knはいずれも同じ画像面積の潜像についてもものであるが、異なる画像面積の潜像についてのものであってもよい。
In the first embodiment, the case where a single unit consumption waveform S2 is used has been described. However, a plurality of unit consumption waveforms S2 different from each other are used, and a unit supply waveform H ′ corresponding to each unit consumption waveform is used. May be.
In the second embodiment, each basic consumption waveform Kn is for a latent image having the same image area, but may be for a latent image having a different image area.
1Y,1C,1M,1K プロセスユニット
3Y,3C,3M,3K 感光体
7Y,7C,7M,7K 現像ユニット
8Y 第1搬送スクリュー
9Y 第1剤収容部
10Y,10C,10M,10K トナー濃度センサ
11Y 第2搬送スクリュー
12Y 現像ロール
14Y 第2剤収容部
17Y トナー補給口
20 光書込ユニット
40 転写ユニット
50 2次転写ローラ
60 定着ユニット
70 トナー補給装置
71Y 駆動源
72Y,72C,72M,72K トナーカートリッジ
100 制御部
101 予測データ算出部
102 補給制御部
103 画像情報取得部
1Y, 1C, 1M,
Claims (3)
該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
該潜像担持体上に形成された潜像を二成分現像剤により現像する現像手段とを有し、
該現像手段は、現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、該現像剤循環搬送路を循環する二成分現像剤を表面に担持して該潜像担持体と対向する現像領域へ搬送し、該現像領域を通過した二成分現像剤を再び該現像剤循環搬送路へ戻す現像剤担持体と、1つの駆動源からの駆動力により駆動するトナー補給部材を駆動することで該現像剤循環搬送路における所定の補給箇所で循環中の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段とを備えており、
該現像手段により現像されることで該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、
上記現像剤循環搬送路における上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する所定の検出箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度を連続的又は断続的に検出するトナー濃度検出手段と、
該トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて、上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤担持体へ二成分現像剤を供給する箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する任意箇所又は該所定の補給箇所である特定箇所を通過する、トナー補給を行わないときの二成分現像剤のトナー濃度の時間変化の予測データを算出する予測データ算出手段と、
該現像剤循環搬送路中を二成分現像剤が循環しているときに、該予測データ算出手段が算出した予測データに基づいて上記トナー補給手段がもつ上記1つの駆動源を制御し、上記特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように、該所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する補給制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier;
Latent image forming means for forming a latent image on the latent image carrier;
Developing means for developing the latent image formed on the latent image carrier with a two-component developer;
The developing means includes a developer conveying means for conveying a two-component developer along a developer circulation conveying path, and a two-component developer that circulates in the developer circulation conveying path on the surface, and the latent image carrier. A developer carrying member that transports the two-component developer that has passed through the development region to the developer circulation transport path, and a toner replenishing member that is driven by a driving force from one drive source. A toner replenishing means for replenishing toner to the two-component developer circulating at a predetermined replenishment location in the developer circulation transport path by driving;
In an image forming apparatus for forming an image by finally transferring a toner image formed on the latent image carrier by being developed by the developing means onto a recording material,
Toner concentration detection means for continuously or intermittently detecting the toner concentration of the two-component developer passing through a predetermined detection location located upstream of the predetermined replenishment location in the developer circulation conveyance path. When,
Based on the detection result of the toner density detection means, the developer circulation direction downstream from the predetermined supply point and the developer circulation direction upstream from the point where the two-component developer is supplied to the developer carrier. Prediction data calculation means for calculating prediction data of the temporal change of the toner concentration of the two-component developer when the toner is not replenished, passing through an arbitrary location located at or a specific location that is the predetermined replenishment location;
When the two-component developer is circulating in the developer circulation conveyance path, the one drive source of the toner replenishing unit is controlled based on the prediction data calculated by the prediction data calculating unit, and the specific An image forming apparatus, comprising: a replenishment control unit that adjusts a toner replenishment amount at the predetermined replenishment location so as to eliminate a temporal change in toner density of the two-component developer passing through the location.
画像情報を取得する画像情報取得手段と、
該画像情報取得手段が取得した画像情報に基づいて該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
該潜像担持体上に形成された潜像を二成分現像剤により現像する現像手段とを有し、
該現像手段は、現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、該現像剤循環搬送路を循環する二成分現像剤を表面に担持して該潜像担持体と対向する現像領域へ搬送し、該現像領域を通過した二成分現像剤を再び該現像剤循環搬送路へ戻す現像剤担持体と、1つの駆動源からの駆動力により駆動するトナー補給部材を駆動することで該現像剤循環搬送路における所定の補給箇所で循環中の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段とを備えており、
該現像手段により現像されることで該潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、
上記画像情報取得手段が取得した画像情報に基づき、その画像情報に基づく潜像を現像した二成分現像剤について、上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤担持体へ二成分現像剤を供給する箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する任意箇所又は該所定の補給箇所である特定箇所を通過する、トナー補給を行わないときのトナー濃度の時間変化の予測データを算出する予測データ算出手段と、
該現像剤循環搬送路中を二成分現像剤が循環しているときに、該予測データ算出手段が算出した予測データに基づいて上記トナー補給手段がもつ上記1つの駆動源を制御し、上記特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように、該所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する補給制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier;
Image information acquisition means for acquiring image information;
Latent image forming means for forming a latent image on the latent image carrier based on the image information acquired by the image information acquiring means;
Developing means for developing the latent image formed on the latent image carrier with a two-component developer;
The developing means includes a developer conveying means for conveying a two-component developer along a developer circulation conveying path, and a two-component developer that circulates in the developer circulation conveying path on the surface, and the latent image carrier. A developer carrying member that transports the two-component developer that has passed through the development region to the developer circulation transport path, and a toner replenishing member that is driven by a driving force from one drive source. A toner replenishing means for replenishing toner to the two-component developer circulating at a predetermined replenishment location in the developer circulation transport path by driving;
In an image forming apparatus for forming an image by finally transferring a toner image formed on the latent image carrier by being developed by the developing means onto a recording material,
Based on the image information acquired by the image information acquisition means, the two-component developer that has developed the latent image based on the image information is downstream of the predetermined supply position in the developer circulation direction and the developer carrier. Prediction of temporal change in toner density when toner replenishment is not performed, passing through an arbitrary location located upstream in the developer circulation direction relative to the location where the two-component developer is fed to the specific location or the specific replenishment location Prediction data calculation means for calculating data;
When the two-component developer is circulating in the developer circulation conveyance path, the one drive source of the toner replenishing unit is controlled based on the prediction data calculated by the prediction data calculating unit, and the specific An image forming apparatus, comprising: a replenishment control unit that adjusts a toner replenishment amount at the predetermined replenishment location so as to eliminate a temporal change in toner density of the two-component developer passing through the location.
上記補給制御手段は、トナー濃度ムラが無い状態の二成分現像剤に対して上記所定の補給箇所でトナー補給を行ったときにおける上記特定箇所でのトナー濃度の時間変化が、上記予測データ算出手段が算出した予測データに基づくトナー濃度の時間変化の逆位相となるように、上記トナー補給手段がもつ上記1つの駆動源を制御することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
The replenishment control means includes a prediction data calculation means for calculating a change in toner density over time at the specific location when toner is replenished at the predetermined replenishment location with respect to a two-component developer having no toner density unevenness. An image forming apparatus that controls the one drive source of the toner replenishing unit so that the toner replenishment means has a phase opposite to that of the time change of the toner density based on the predicted data calculated by.
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