JP3825184B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー複写機、カラープリンタ、カラーファクシミリなどの画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真プロセスを行うカラー複写機、カラープリンタ、カラーファクシミリなどの画像形成装置においては、像担持体としての感光体を副走査方向に移動させながら帯電器により一様に帯電させた後に露光手段で露光して静電潜像を形成し、この感光体上の静電潜像を現像装置で現像して転写装置により紙などに転写している。
【0003】
現像装置は現像ローラを有し、この現像ローラは現像バイアス電源から現像バイアスが印加されるとともに、駆動部により回転駆動される。そして、現像ローラは内部の磁石により装置内の現像剤を磁気的に吸引して担持し、この現像ローラ上の現像剤が現像ローラの回転に伴って搬送されて現像ローラと感光体との間の現像領域で感光体上の静電潜像を現像する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記画像形成装置では、現像ローラの周方向(回転方向)の抵抗むらにより感光体上のトナー像に副走査方向の濃度むらが生じてしまう。
本発明は、副走査方向の画像濃度むらを軽減することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0005】
本発明は、現像ローラの回転周期を検出して副走査方向の画像濃度むらを軽減することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、画像濃度むら量を検出して画像濃度むらを軽減することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0006】
本発明は、現像バイアスを変化させて副走査方向の画像濃度むらを軽減することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、現像ローラ回転周期検知装置の出力信号と濃度むら量検知装置の出力信号により位相整合を行って副走査方向の画像濃度むらを軽減することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、像担持体上に静電潜像を形成し、所定の周期で回転する現像ローラを有する現像装置で前記像担持体上の静電潜像を現像してトナー像とする画像形成装置において、前記現像ローラの回転周期に応じてプロセス条件を変化させる制御手段と、前記現像ローラの回転周期を検知する現像ローラ回転周期検知装置と、前記像担持体上のトナー像の濃度むら量を検知する濃度むら量検知装置と、この濃度むら量検知装置の出力信号と前記現像ローラ回転周期検知装置の出力信号の位相整合を行うためのパターンを前記像担持体上に形成するためのパターン発生装置とを備え、前記像担持体上の前記パターンに対する前記濃度むら量検知装置の出力信号及び前記現像ローラ回転周期検知装置の出力信号により位相整合を行うものである。
【0008】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記制御手段は前記プロセス条件として前記現像装置の現像バイアスを前記現像ローラの回転周期に応じて変化させるものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
図2は本発明の一実施形態を示す。この実施形態はカラー画像形成装置としてのカラープリンタの一実施形態である。図2において、1は可撓性のベルト状感光体からなるベルト状像担持体であり、このベルト状感光体1は回動ローラ2,3の間に架設されていて回動ローラ2により駆動されて副走査方向(時計方向)に搬送される。なお、ベルト状感光体1はドラム状感光体などを用いるようにしてもよい。
【0013】
4は帯電手段としての帯電ローラからなる帯電部材、5は像露光手段としてのレーザ書き込み系ユニット、6〜9は回転型現像ユニットにおける互いに異なる特定色の現像剤をそれぞれ収容した複数の現像手段としての現像器である。レーザ書き込み系ユニット5は上面にスリット状の露光用開口部を設けた保持筐体に納めて装置本体に組み込まれる。帯電手段としての帯電部材4及び像露光手段としてのレーザ書き込み系ユニット5は潜像形成手段を構成する。
【0014】
レーザ書き込み系ユニット5には図示の光学系のものの他に、発光部と収束性光伝送体を一体とした光学系等も使用される。帯電ローラ4、レーザ書き込み系ユニット5のレーザ書き込み光5Dをベルト状感光体1に照射する部分、感光体用クリーニング装置15はベルト状感光体1を架設している複数のローラ2,3のうちの1本のローラ2の付近に設けられている。
【0015】
各現像器6〜9は、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、黒色の各色のトナーを有する現像剤をそれぞれ収容したものであって、所定の位置でベルト状感光体1と近接あるいは接触する現像スリーブ6a〜9aからなる現像剤担持部材を備え、感光体ベルト1上の静電潜像を非接触現像法あるいは接触現像法により顕像化する機能を有している。10は転写像担持体としての中間転写体であり、この中間転写体10は回動ローラ11、12の間に架設されていてその一方の回動ローラにより駆動されて反時計回りに回転する中間転写ベルトからなる。
【0016】
ベルト状感光体1と中間転写ベルト10は回動ローラ3の所で接触しており、中間転写ベルト10の内側に接触している転写手段としてのバイアスローラ13に高圧電源から転写バイアスが印加されてベルト状感光体1上の第一回目に形成された1つの色版の単色画像が中間転写ベルト10上に転写される。同様にベルト状感光体1上に第二回目乃至第四回目に形成された他の各色版の単色画像が中間転写ベルト10上に、第一回目に形成された1つの色版の単色画像と重ねられて位置ズレを生じないように転写される。
【0017】
転写手段を構成する転写ローラ14は接離機構により中間転写ベルト10に対して接離するように設けられている。15はベルト状感光体1をクリーニングする感光体用クリーニング装置、16は中間転写ベルト10をクリーニングする中間転写ベルト用クリーニング装置であり、このクリーニング装置16のブレード16Aは接離機構により画像形成中には中間転写ベルト10の表面より離間した位置に保たれて画像転写後のクリーニング時のみ図示のごとく中間転写ベルト10の表面に圧接される。
【0018】
このカラープリンタにおける多色画像の形成は、次のように遂行される。即ち、本カラープリンタとは別体の画像読み取り装置は、オリジナル画像を走査して撮像素子で読み取り、その読み取りカラー画像データを画像データ処理部で演算処理して各色の画像データ、つまり、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の画像データを作成し、これを一旦画像メモリに格納する。
【0019】
次いで、各色の画像データがその画像メモリから画像形成時にとり出されて本カラープリンタにおけるレーザ書き込み系ユニット5に入力される。すなわち、本カラープリンタとは別体の画像読み取り装置から出力される各色の画像データが画像データ処理部を介して順次にレーザ書き込み系ユニット5に入力される。
【0020】
レーザ書き込み系ユニット5においては、駆動モータからなる回転多面鏡駆動装置5Aにより回転多面鏡5Bが回転駆動され、半導体レーザは画像読み取り装置から画像データ処理部を介して順次に入力される各色の画像データにより半導体レーザ駆動回路で変調駆動されて各色の画像データに対応して強度が変化するレーザビームを発生する。このレーザビームは、回転多面鏡5Bにより偏向走査され、fθレンズ5Cを経てミラー5Gにより光路が曲げられてベルト状感光体1の周面上に照射される。
【0021】
ベルト状感光体1は、除電ランプ21により除電されて帯電ローラ4によって一様に帯電された後にミラー5Gからのレーザビーム5Dで露光されて各色の画像信号に対応した静電潜像が順次に形成される。ここで、帯電ローラ4は高圧電源からバイアスが印加されてベルト状感光体1を一様に帯電し、レーザ書き込み系ユニット5によりベルト状感光体1に露光する画像パターンは所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン、黒に色分解したときの単色の画像パターンである。
【0022】
ベルト状感光体1上に順次に形成された各色の画像信号に対応した静電潜像はそれぞれ回転型現像ユニットにおけるイエロー、マゼンタ、シアン、黒の現像器6〜9による現像で顕色化されて各色の単色化された単色画像となる。現像器6はベルト状感光体1上にイエローの画像信号に対応した静電潜像が形成された時に回転により現像位置に移動してその静電潜像を現像してイエローの単色画像とし、同様に他の現像器7〜9はベルト状感光体1上にマゼンタ、シアン、黒の各画像信号に対応した静電潜像が形成された時にそれぞれ回転により現像位置に移動してそのマゼンタ、シアン、黒の静電潜像をそれぞれ現像してマゼンタ、シアン、黒の各単色画像とする。
【0023】
中間転写ベルト10は高圧電源からバイアスローラ13を介して転写バイアスが印加され、ベルト状感光体1上に順次に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各単色画像はベルト状感光体1に接触しながら反時計回りに回転する中間転写ベルト10上に順次に重ね合わせて転写される。中間転写ベルト10上にイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各単色画像が重ね合わせて転写されることによりフルカラーの画像が形成され、このフルカラーの画像は給紙台17から給紙ローラ18により給紙されてレジストローラ19を経て転写部へ搬送されて来た転写紙に転写ローラ14により転写される。
【0024】
この転写紙は、定着装置20により画像が定着されてフルカラー画像が完成し、トレイ23へ排出される。中間転写ベルト10及びベルト状感光体1はシームレスである。ベルト状感光体1はイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各単色画像が中間転写ベルト10へ転写された後に感光体用クリーニング装置15によりクリーニングされ、中間転写ベルト10は転写紙へ画像を転写した後に中間転写ベルト用クリーニング装置16によりクリーニングされる。
【0025】
図3は本カラープリンタの一部を拡大して示す図である。
中間転写ベルト10の端部には6個のマーク41A〜41Fが所定の間隔で設けられており、マーク検知センサ40からなるマーク検出手段は中間転写ベルト10上のマーク41A〜41Fを回動ローラ12よりも中間転写ベルト10回転方向下流側で検出する。
【0026】
マーク検知センサ40が6個のマーク41A〜41Fのうちの任意のマーク、例えばマーク41Aを検出することによりレーザ書き込み系ユニット5がベルト状感光体1に対する1色目の画像の書き込み(イエローの画像信号に対応したレーザビームによる露光)を開始し、マーク41Aが一周して再度マーク検知センサ40がマーク41Aを検出したときに2色目の画像の書き込み(マゼンタの画像信号に対応したレーザビームによる露光)を開始する。
【0027】
この時、マーク検知センサ40のマーク41B〜41Fに対する検出信号はマーク検知センサ40で検出されたマークの個数管理により画像の書き込みタイミングとして使用できないようにマスクがかけられる。フォトセンサ(以下Pセンサという)22からなる濃度むら量検知装置は、感光体ベルト1上の中間転写ベルト10と接する部分よりも感光体ベルト1回転方向上流側の箇所に対向して設置され、感光体ベルト1上のトナー像の濃度むら量を光学的に検出する。
【0028】
図4は上記回転型現像ユニットの一部を示す。現像器6は、現像ローラ6aの軸に、現像ローラ6aの回転を検出するための、1個所欠けの入った検出板31が直結され、この検出板31は現像ローラ6aと連動して回転する。検出板31の欠けが検出板31の1回転毎に透過型のフォトインタラプタ32で検知されることにより、現像ローラ6aの回転位置(回転周期)が検知される。検出板31及びフォトインタラプタ32は現像ローラ6aの回転位置(回転周期)を検知する現像ローラ回転位置(回転周期)検知装置を構成している。
【0029】
図1は本実施形態の濃度むら制御部を示す。現像バイアス電源としての高圧パワーパック(PP)33は現像ローラ6aにプロセス条件としての現像バイアスを印加し、制御手段としての制御信号発生器34は現像ローラ回転位置(回転周期)検知装置からの検知信号(現像ローラ信号)及び後述する位相情報に基づいて高圧PP33を制御して現像バイアスを制御することで画像濃度むらを軽減する。
【0030】
図5は現像ローラ回転位置検知装置からの検知信号及びPセンサ22からの検知信号の位相整合を行うためのパターンを示す。イエローの画像信号に対応した静電潜像を形成する時には、図示しないパターン発生装置は任意の大きさの矩形のパターンを感光体ベルト1上に形成するためのイエローパターン信号を発生してレーザ書き込み系ユニット5へ出力する。
【0031】
レーザ書き込み系ユニット5は、半導体レーザをパターン発生装置からのイエローパターン信号により半導体レーザ駆動回路で変調駆動し、半導体レーザからのレーザビームで上述のように感光体ベルト1を露光する。感光体ベルト1は帯電ローラ4により一様に帯電された後にレーザ書き込み系ユニット5による露光で図5(a)に示すように矩形パターンの静電潜像35が形成される。この静電潜像35の副走査方向の中間部が露光位置から現像位置に移動した時点で高圧PP33から現像ローラ6aへ印加されている現像バイアスが図示しない制御装置により一時的にオフされて再度オンする。現像器6は静電潜像35を現像して図5(b)に示すようなイエロートナー像36,37とする。
【0032】
静電潜像35はレーザ書き込み系ユニット5により最大パワーのレーザビームによる書き込みで形成されるため、現像バイアスのオン時には静電潜像35が現像器6により現像されてしっかりトナー像36,37となり、現像バイアスのオフ時には静電潜像35が現像器6により現像されてもトナー像が形成されなくなる。
【0033】
感光体ベルト1上のトナー像36,37はPセンサ22により濃度むら量が検知される。上記制御装置は、現像ローラ6aの現像バイアスをオン/オフさせるタイミングと現像ローラ6aの検出位置(以下ホームという)からの回転角(ホーム通過時からの経過時間)を計測してそれらに対応する位置をそれぞれ基準位置とする。
【0034】
図6は本実施形態の動作タイミングを示す。現像ローラ6aの現像バイアスをオン/オフさせる現像バイアスオン/オフ時の上記現像ローラ回転位置検知装置からの検知信号(フォトインタラプタ32からの現像ローラ信号)を基準とした位相(時間)a、現像バイアスオン/オフ時から上記パターンのトナー像36,37がPセンサ22で検知される迄の時間tは上記制御装置により計測され、その結果が位相情報として制御信号発生器34に入力されて現像器6の現像位置と上記現像ローラ回転位置検知装置の検知位置とが整合するようにPセンサ22からの検知信号が現像バイアスオン/オフ時に対応した位相に整合される。
【0035】
図7は本実施形態の濃度検知時の動作タイミングを示す。濃度むら検知時には図示しないパターン発生装置は約20%程度の書き込みレベルのパターンを感光体ベルト1上に形成するためのイエローパターン信号を発生してレーザ書き込み系ユニット5へ出力する。レーザ書き込み系ユニット5は、半導体レーザをパターン発生装置からのイエローパターン信号により半導体レーザ駆動回路で変調駆動し、半導体レーザからのレーザビームで上述のように感光体ベルト1を露光する。
【0036】
感光体ベルト1は帯電ローラ4により一様に帯電された後にレーザ書き込み系ユニット5による露光で矩形パターンの静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器6により現像されてイエロートナー像となり、このイエロートナー像はPセンサ22により濃度むら量が検知される。
【0037】
ここに、矩形パターンは感光体ベルト1の回転方向に現像ロー6aの5周期分(5回転分)ぐらいの長さを持ち、制御信号発生器34は、上記現像ローラ回転位置検知装置からの現像ローラ信号と上記位相情報をもとに、現像器6の現像位置と上記現像ローラ回転位置検知装置の検知位置とが整合するように(Pセンサ22からの検知信号が上記現像バイアスオン/オフ時に対応した位相に整合されて上記現像ローラ回転位置検知装置の検知信号とPセンサ22の検知信号とが位相整合するように)Pセンサ22に繰り返して感光体ベルト1上のイエロートナー像を検知させ、このPセンサ22の検知結果を上記現像ローラ回転位置検知装置からの現像ローラ信号の周期で平均化して濃度むら補正用のプロフィールとする。
【0038】
その後、制御信号発生器34は、上記濃度むら補正用プロフィールについてその前後の濃度むら補正用プロフィールとの加重平均をとることにより濃度むら補正用プロフィールの平滑化を行う。そして、制御信号発生器34は、上記現像ローラ回転位置検知装置からの現像ローラ信号及び上記位相情報により上記平滑化後の濃度むら補正用プロフィールに応じたアナログ信号を高圧PP33へ出力する。
【0039】
すなわち、制御信号発生器34は、上記平滑化後の濃度むら補正用プロフィールに応じたアナログ信号を出力すると同時に、このアナログ信号を感光体ベルト1上のトナー像の副走査方向の濃度むらが軽減されるように上記現像ローラ回転位置検知装置からの現像ローラ信号及び上記位相情報により現像ローラ6aの周方向(回転方向)の抵抗むらに応じて変化させる。
【0040】
従って、現像ローラ6aの現像バイアスは、感光体ベルト1上のトナー像の濃度が高くなっていた周期(現像ローラ6aの周期)にはトナー像の濃度を下げるような現像バイアスに変化し、逆に感光体ベルト1上のトナー像の濃度が低くなっていた周期(現像ローラ6aの周期)にはトナー像の濃度を高くするような現像バイアスに変化する。
【0041】
制御信号発生器34は、制御ゲインにより現像バイアス可変の効果が変化するため、第1回目の現像バイアス可変時には一定のゲインで現像バイアスを可変し、第2回目の現像バイアス可変時にはゲインを強めて現像バイアスを可変する。制御信号発生器34は、感光体ベルト1上のトナー像の濃度が定められた濃度むらにおさまった時点で動作を終了する。
このような現像バイアス制御動作は所定のタイミング毎に繰り返して行われる。
【0042】
他の現像器7〜9の各現像ローラ7a〜9aの現像バイアスをそれぞれ制御する動作は上述した現像器6の現像ローラ6aの現像バイアスを制御する動作と同様に行われる。すなわち、現像ローラ7a〜9aの回転位置(回転周期)がそれぞれ現像ローラ回転位置(回転周期)検知装置により検知される。各現像ローラ7a〜9aはそれぞれ現像バイアス電源としての高圧パワーパック(PP)により現像バイアスが印加され、制御手段としての制御信号発生器は上述と同様に各色毎に現像ローラ回転位置(回転周期)検知装置からの検知信号(現像ローラ信号)及び位相情報に基づいて高圧PPを制御して現像バイアスを制御することで画像濃度むらを軽減する。
【0043】
また、感光体ベルト1上には各色毎に各現像ローラ回転位置検知装置からの検知信号及びPセンサ22からの検知信号の位相整合を行うためのパターンが形成される。この場合、パターン発生装置は任意の大きさの矩形のパターンを感光体ベルト1上に形成するためのマゼンタパターン信号、シアンパターン信号、ブラックパターン信号をそれぞれ発生してレーザ書き込み系ユニット5へ出力し、レーザ書き込み系ユニット5がパターン発生装置からのマゼンタパターン信号、シアンパターン信号、ブラックパターン信号により感光体ベルト1を帯電ローラ4による一様帯電後に露光して感光体ベルト1上に矩形パターンの静電潜像を形成する。
【0044】
この静電潜像の副走査方向の中間部が露光位置から現像位置に移動した時点で高圧PPから現像ローラ7a〜9aへに印加されている現像バイアスが制御装置により一時的にオフされて再度オンし、現像器7〜9はそれぞれ静電潜像を現像してマゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像とする。感光体ベルト1上のトナー像はPセンサ22により濃度むら量が検知される。
【0045】
各色毎に、現像ローラ7a〜9aの現像バイアスをオン/オフさせる現像バイアスオン/オフ時の上記現像ローラ回転位置検知装置からの検知信号(現像ローラ信号)を基準とした位相(時間)、現像バイアスオン/オフ時から上記パターンのトナー像がPセンサ22で検知される迄の時間は制御装置により計測され、その結果が位相情報として制御信号発生器に入力される。
【0046】
濃度むら検知時にはパターン発生装置は約20%程度の書き込みレベルのパターンを感光体ベルト1上に形成するためのマゼンタパターン信号、シアンパターン信号、ブラックパターン信号を発生してレーザ書き込み系ユニット5へ出力し、レーザ書き込み系ユニット5がパターン発生装置からのマゼンタパターン信号、シアンパターン信号、ブラックパターン信号により感光体ベルト1を帯電ローラ4による一様帯電後に露光して感光体ベルト1上に矩形パターンの静電潜像を形成する。現像器7〜9はそれぞれマゼンタパターン信号、シアンパターン信号、ブラックパターン信号に対応する感光体ベルト1上の静電潜像を現像してマゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像とし、このトナー像はPセンサ22により濃度むら量が検知される。
【0047】
各色毎に制御信号発生器が現像ローラ回転位置検知装置からの現像ローラ信号と上記位相情報をもとに、現像器7〜9の現像位置と上記現像ローラ回転位置検知装置の検知位置とが整合するように(Pセンサ22からの検知信号が現像バイアスオン/オフ時に対応した位相に整合されて上記現像ローラ回転位置検知装置の検知信号とPセンサ22の検知信号とが位相整合するように)Pセンサ22に繰り返して感光体ベルト1上の各色のトナー像を検知させ、このPセンサ22の検知結果を各色毎に上記現像ローラ回転位置検知装置からの現像ローラ信号の周期で平均化して濃度むら補正用のプロフィールとする。
【0048】
その後、各色毎に、制御信号発生器が上記濃度むら補正用プロフィールについてその前後のものとの加重平均をとることにより濃度むら補正用プロフィールの平滑化を行う。そして、各色毎に、制御信号発生器が現像ローラ回転位置検知装置からの現像ローラ信号及び上記位相情報により上記平滑化後の濃度むら補正用プロフィールに応じたアナログ信号を高圧PPへ出力する。
【0049】
すなわち、各色毎に、制御信号発生器は、上記平滑化後の濃度むら補正用プロフィールに応じたアナログ信号を高圧PPへ出力すると同時に、このアナログ信号を上記現像ローラ回転位置検知装置からの現像ローラ信号及び上記位相情報により現像ローラ7a〜9aの周方向(回転方向)の抵抗むらに応じて感光体ベルト1上の各色のトナー像の副走査方向の濃度むらが軽減されるように変化させる。
【0050】
この実施形態は、本発明の一実施形態であり、像担持体としての感光体ベルト1上に静電潜像を形成し、所定の周期で回転する現像ローラ6a〜9aを有する現像装置6〜9で前記像担持体1上の静電潜像を現像してトナー像とする画像形成装置において、前記現像ローラ6a〜9aの回転周期に応じてプロセス条件を変化させる制御手段としての制御信号発生器34を備えたので、副走査方向の画像濃度むらを軽減することができる。
【0051】
また、この実施形態は、前記現像ローラ6a〜9aの回転周期を検知する現像ローラ回転周期検知装置を有し、この現像ローラ回転周期検知装置からの検知信号を前記制御手段34に入力するので、現像ローラの回転周期を検出して副走査方向の画像濃度むらを軽減することができる。
【0052】
また、この実施形態は、前記像担持体1上のトナー像の濃度むら量を検知する濃度むら量検知装置としてのPセンサ22を備え、前記制御手段34は前記濃度むら量検知装置22からの検知信号によりプロセス条件を制御するので、画像濃度むら量を検出して画像濃度むらを軽減することができる。
【0053】
また、この実施形態は、前記制御手段34は前記プロセス条件として前記現像装置としての現像器6〜9の現像バイアスを前記現像ローラ6a〜9aの回転周期に応じて変化させるので、現像バイアスを変化させて副走査方向の画像濃度むらを軽減することができる。
【0054】
また、この実施形態は、前記現像ローラ6a〜9aの回転周期を検知する現像ローラ回転周期検知装置と、前記像担持体1上のトナー像の濃度むら量を検知する濃度むら量検知装置22と、この濃度むら量検知装置22の出力信号と前記現像ローラ回転周期検知装置の出力信号の位相整合を行うためのパターンを前記像担持体1上に形成するためのパターン発生装置とを備え、前記像担持体1上の前記パターンに対する前記濃度むら量検知装置22の出力信号及び前記現像ローラ回転周期検知装置の出力信号により位相整合を行うので、現像ローラ回転周期検知装置の出力信号と濃度むら量検知装置の出力信号により位相整合を行って副走査方向の画像濃度むらを軽減することができる。
【0055】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えばカラー複写機、カラーファクシミリなどの画像形成装置に適用することもできる。
【0056】
【発明の効果】
以上のように請求項1に係る発明によれば、上記構成により、副走査方向の画像濃度むらを軽減することができ、現像ローラ回転周期検知装置の出力信号と濃度むら量検知装置の出力信号により位相整合を行って副走査方向の画像濃度むらを軽減することができる。
【0057】
請求項2に係る発明によれば、上記構成により、現像バイアスを変化させて副走査方向の画像濃度むらを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の濃度むら制御部を示すブロック図である。
【図2】同実施形態を示す断面図である。
【図3】同実施形態の一部を拡大して示す概略図である。
【図4】同実施形態における回転型現像ユニットの一部を示す概略図である。
【図5】同実施形態における現像ローラ回転位置検知装置からの検知信号及びPセンサからの検知信号の位相整合を行うためのパターンを示す図である。
【図6】同実施形態の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図7】同実施形態の濃度検知時の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 感光体ベルト
6〜9 現像装置
6a〜9a現像ローラ
22 Pセンサ
34 制御信号発生器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a color copying machine, a color printer, and a color facsimile.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an image forming apparatus such as a color copying machine, a color printer, or a color facsimile that performs an electrophotographic process, exposure is performed after a photosensitive member as an image carrier is uniformly charged by a charger while moving in the sub-scanning direction. An electrostatic latent image is formed by exposure by means, and the electrostatic latent image on the photosensitive member is developed by a developing device and transferred to paper or the like by a transfer device.
[0003]
The developing device includes a developing roller. The developing roller is applied with a developing bias from a developing bias power source and is rotationally driven by a driving unit. The developing roller magnetically attracts and carries the developer in the apparatus by an internal magnet, and the developer on the developing roller is conveyed along with the rotation of the developing roller to be between the developing roller and the photosensitive member. The electrostatic latent image on the photosensitive member is developed in the developing area.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the image forming apparatus, unevenness in the sub-scanning direction occurs in the toner image on the photosensitive member due to uneven resistance in the circumferential direction (rotating direction) of the developing roller.
The present inventionAn object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing uneven image density in the sub-scanning direction.
[0005]
The present inventionAn object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing the uneven image density in the sub-scanning direction by detecting the rotation period of the developing roller.
The present inventionAn object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing image density unevenness by detecting the amount of image density unevenness.
[0006]
The present inventionAn object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can reduce unevenness in image density in the sub-scanning direction by changing the developing bias.
The present inventionAn object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing image density unevenness in the sub-scanning direction by performing phase matching by using an output signal of the developing roller rotation period detecting device and an output signal of the uneven density detecting device. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a development device having a developing roller that forms an electrostatic latent image on an image carrier and rotates at a predetermined cycle. Control means for changing a process condition in accordance with a rotation period of the developing roller in an image forming apparatus that develops an image into a toner imageA developing roller rotation period detecting device for detecting the rotation period of the developing roller, a density unevenness detecting device for detecting the density unevenness amount of the toner image on the image carrier, and an output signal of the density unevenness detecting device And a pattern generator for forming on the image carrier a pattern for phase matching of the output signal of the developing roller rotation period detector, and the density unevenness with respect to the pattern on the image carrier Phase matching is performed by the output signal of the detection device and the output signal of the developing roller rotation period detection device.Is.
[0008]
The invention according to claim 2 is the image forming apparatus according to claim 1,The control means changes the developing bias of the developing device according to the rotation period of the developing roller as the process condition.Is.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention. This embodiment is an embodiment of a color printer as a color image forming apparatus. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a belt-like image carrier made of a flexible belt-like photoreceptor, and this belt-like photoreceptor 1 is constructed between the rotation rollers 2 and 3 and is driven by the rotation roller 2. And conveyed in the sub-scanning direction (clockwise). The belt-like photoreceptor 1 may be a drum-like photoreceptor.
[0013]
4 is a charging member composed of a charging roller as a charging means, 5 is a laser writing system unit as an image exposure means, and 6 to 9 are a plurality of developing means each containing developers of different specific colors in a rotary developing unit. Development unit. The laser writing system unit 5 is housed in a holding housing having a slit-shaped exposure opening on the upper surface and is incorporated in the apparatus main body. The charging member 4 as the charging means and the laser writing system unit 5 as the image exposure means constitute a latent image forming means.
[0014]
In addition to the optical system shown in the drawing, the laser writing system unit 5 may be an optical system in which a light emitting unit and a convergent light transmission body are integrated. The charging roller 4, the portion of the laser writing system unit 5 that irradiates the belt-shaped photoconductor 1 with the
[0015]
Each of the developing units 6 to 9 contains a developer having toners of, for example, yellow, magenta, cyan, and black, respectively, and is in the vicinity of or in contact with the belt-like photoreceptor 1 at a predetermined position. And a developer carrying member having a function of developing an electrostatic latent image on the photosensitive belt 1 by a non-contact developing method or a contact developing method.
[0016]
The belt-like photosensitive member 1 and the
[0017]
The
[0018]
The formation of a multicolor image in this color printer is performed as follows. That is, an image reading apparatus separate from the color printer scans an original image and reads it with an image sensor, and performs an arithmetic process on the read color image data in an image data processing unit, that is, yellow, Magenta, cyan, and black image data are created and stored once in the image memory.
[0019]
Next, the image data of each color is extracted from the image memory at the time of image formation and is input to the laser writing system unit 5 in the color printer. That is, image data of each color output from an image reading device separate from the color printer is sequentially input to the laser writing system unit 5 via the image data processing unit.
[0020]
In the laser writing system unit 5, the rotary polygon mirror 5B is rotationally driven by a rotary polygon
[0021]
The belt-like photosensitive member 1 is discharged by the
[0022]
The electrostatic latent images corresponding to the image signals of the respective colors sequentially formed on the belt-shaped photosensitive member 1 are developed by developing with yellow, magenta, cyan and black developing units 6 to 9 in the rotary developing unit. As a result, each color becomes a single color image. When the electrostatic latent image corresponding to the yellow image signal is formed on the belt-like photoreceptor 1, the developing device 6 moves to the developing position by rotation and develops the electrostatic latent image into a yellow single color image, Similarly, when the electrostatic latent images corresponding to the magenta, cyan, and black image signals are formed on the belt-like photosensitive member 1, the other developing
[0023]
A transfer bias is applied to the
[0024]
The transfer paper is fixed by the fixing
[0025]
FIG. 3 is an enlarged view showing a part of the color printer.
Six marks 41 </ b> A to 41 </ b> F are provided at predetermined intervals at the end of the
[0026]
When the
[0027]
At this time, the detection signals for the
[0028]
FIG. 4 shows a part of the rotary developing unit. In the developing device 6, a
[0029]
FIG. 1 shows a density unevenness control unit of this embodiment. A high voltage power pack (PP) 33 as a developing bias power source applies a developing bias as a process condition to the developing roller 6a, and a
[0030]
FIG. 5 shows a pattern for performing phase matching between the detection signal from the developing roller rotation position detection device and the detection signal from the
[0031]
The laser writing system unit 5 modulates and drives a semiconductor laser by a semiconductor laser driving circuit with a yellow pattern signal from a pattern generator, and exposes the photosensitive belt 1 with a laser beam from the semiconductor laser as described above. The photosensitive belt 1 is uniformly charged by the charging roller 4 and then exposed by the laser writing system unit 5 to form an electrostatic
[0032]
Since the electrostatic
[0033]
The
[0034]
FIG. 6 shows the operation timing of this embodiment. Phase (time) a based on a detection signal (development roller signal from the photo interrupter 32) from the development roller rotation position detection device at the time of development bias on / off for turning on / off the development bias of the development roller 6a, development The time t from when the bias is turned on / off until the
[0035]
FIG. 7 shows the operation timing at the time of density detection of the present embodiment. When density unevenness is detected, a pattern generator (not shown) generates a yellow pattern signal for forming a pattern having a writing level of about 20% on the photosensitive belt 1 and outputs it to the laser writing system unit 5. The laser writing system unit 5 modulates and drives a semiconductor laser by a semiconductor laser driving circuit with a yellow pattern signal from a pattern generator, and exposes the photosensitive belt 1 with a laser beam from the semiconductor laser as described above.
[0036]
The photosensitive belt 1 is uniformly charged by the charging roller 4 and then exposed by the laser writing system unit 5 to form an electrostatic latent image having a rectangular pattern. The electrostatic latent image is developed by the developing device 6 to become a yellow toner image, and the yellow toner image is detected by the
[0037]
Here, the rectangular pattern has a length of about five cycles (five rotations) of the developing row 6a in the rotation direction of the photosensitive belt 1, and the
[0038]
Thereafter, the
[0039]
That is, the
[0040]
Accordingly, the developing bias of the developing roller 6a changes to a developing bias that lowers the density of the toner image during the period in which the density of the toner image on the photosensitive belt 1 is high (the period of the developing roller 6a). In the period when the density of the toner image on the photosensitive belt 1 is low (the period of the developing roller 6a), the developing bias is changed so as to increase the density of the toner image.
[0041]
Since the effect of varying the developing bias varies depending on the control gain, the
Such a developing bias control operation is repeatedly performed at predetermined timings.
[0042]
The operation of controlling the developing bias of the developing rollers 7a to 9a of the other developing
[0043]
On the photosensitive belt 1, a pattern is formed for each color to match the phase of the detection signal from each developing roller rotational position detection device and the detection signal from the
[0044]
When the intermediate portion of the electrostatic latent image in the sub-scanning direction is moved from the exposure position to the developing position, the developing bias applied from the high pressure PP to the developing rollers 7a to 9a is temporarily turned off by the control device and again. The developing
[0045]
For each color, the phase (time) based on the detection signal (development roller signal) from the development roller rotation position detection device when the development bias is on / off for turning on / off the development bias of the development rollers 7a to 9a, and development The time from when the bias is turned on / off until the toner image of the above pattern is detected by the
[0046]
When density unevenness is detected, the pattern generator generates a magenta pattern signal, a cyan pattern signal, and a black pattern signal for forming a pattern having a writing level of about 20% on the photosensitive belt 1 and outputs it to the laser writing system unit 5. Then, the laser writing system unit 5 exposes the photosensitive belt 1 after uniform charging by the charging roller 4 with a magenta pattern signal, a cyan pattern signal, and a black pattern signal from the pattern generator, and forms a rectangular pattern on the photosensitive belt 1. An electrostatic latent image is formed. The developing
[0047]
For each color, the control signal generator matches the developing position of the developing
[0048]
Thereafter, for each color, the control signal generator smoothes the density unevenness correction profile by taking a weighted average of the density unevenness correction profile with the previous and subsequent ones. Then, for each color, the control signal generator outputs an analog signal corresponding to the smoothed density unevenness correction profile to the high-pressure PP based on the developing roller signal from the developing roller rotational position detector and the phase information.
[0049]
That is, for each color, the control signal generator outputs an analog signal corresponding to the smoothed density unevenness correction profile to the high-pressure PP and simultaneously outputs the analog signal to the developing roller from the developing roller rotational position detecting device. Based on the signal and the phase information, the density unevenness in the sub-scanning direction of each color toner image on the photosensitive belt 1 is changed according to the resistance unevenness in the circumferential direction (rotation direction) of the developing rollers 7a to 9a.
[0050]
This embodiment isThe present inventionThe image carrier 1 is formed by developing devices 6 to 9 having developing rollers 6a to 9a that form an electrostatic latent image on a photosensitive belt 1 serving as an image carrier and rotate at a predetermined cycle. In the image forming apparatus that develops the electrostatic latent image above into a toner image, the image forming apparatus includes a
[0051]
Also this embodimentSaidA developing roller rotation period detecting device for detecting the rotation period of the developing rollers 6a to 9a is provided, and a detection signal from the developing roller rotation period detecting device is input to the control means 34. Therefore, the rotation period of the developing roller is detected. Thus, image density unevenness in the sub-scanning direction can be reduced.
[0052]
Also this
[0053]
Also this embodimentSaidThe control means 34 changes the developing bias of the developing devices 6-9 as the developing device as the process condition according to the rotation period of the developing rollers 6a-9a, so that the image density in the sub-scanning direction is changed by changing the developing bias. Unevenness can be reduced.
[0054]
Also this embodimentSaidA developing roller rotation period detecting device for detecting the rotation period of the developing rollers 6a to 9a, a density
[0055]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can also be applied to an image forming apparatus such as a color copying machine or a color facsimile.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, the image density unevenness in the sub-scanning direction can be reduced by the above configuration.In addition, phase matching can be performed by the output signal of the developing roller rotation period detection device and the output signal of the density unevenness detection device to reduce image density unevenness in the sub-scanning direction.
[0057]
Claim2According to the invention relating to the above, with the above-described configuration, it is possible to reduce the uneven image density in the sub-scanning direction by changing the developing bias.it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a density unevenness control unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing the same embodiment;
FIG. 3 is an enlarged schematic view showing a part of the embodiment.
FIG. 4 is a schematic view showing a part of a rotary developing unit in the embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a pattern for performing phase matching between a detection signal from a developing roller rotation position detection device and a detection signal from a P sensor in the same embodiment;
FIG. 6 is a timing chart showing the operation timing of the embodiment.
FIG. 7 is a timing chart showing operation timing at the time of density detection of the same embodiment;
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor belt
6-9 Development device
6a-9a developing roller
22 P sensor
34 Control signal generator
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