(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を帯電する帯電手段と、帯電手段により帯電された像担持体を露光する露光手段と、露光手段により形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、を有する画像形成装置において、
露光条件と帯電条件を変更することなく現像条件を変更することにより形成された複数の基準トナー像の濃度を濃度検知手段にて検出すると共にこの検出された濃度に応じて仮の現像条件を決定し、
露光条件を変更することなく仮の現像条件に応じて設定された複数組の互いに異なる現像条件と帯電条件にて形成された複数の基準トナー像の濃度を濃度検知手段にて検出すると共にこの検出された濃度に応じて現像条件と帯電条件を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体を帯電する帯電手段と、帯電手段により帯電された像担持体を露光する露光手段と、露光手段により形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、を有する画像形成装置において、
露光条件と現像条件を変更することなく帯電条件を変更することにより形成された複数の基準トナー像の濃度を濃度検知手段にて検出すると共にこの検出された濃度に応じて仮の帯電条件を決定し、
露光条件を変更することなく仮の帯電条件に応じて設定された複数組の互いに異なる現像条件と帯電条件にて形成された複数の基準トナー像の濃度を濃度検知手段にて検出すると共にこの検出された濃度に応じて現像条件と帯電条件を決定することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものであり、特に出力画像の階調安定性に優れた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、帯電手段、即ち、一次帯電器にて像担持体である例えば電子写真感光体ドラムを一様帯電し、露光手段により画像露光することにより感光体ドラム上に潜像を形成し、この潜像を現像手段にて現像して画像を得る電子写真方式の画像形成装置において、高度に階調特性を要求される場合には、電子写真感光体ドラム上の表面電位を検知するセンサを設け、画像形成シーケンスとは別に基準となる潜像パターンを形成し、その領域を検知してその情報に基づき一次帯電器のグリッドの印加電圧と、現像手段に印加される現像バイアスの直流成分の電圧を最適な状態にセットする、といった制御が行なわれている。
【０００３】
このような制御により、階調再現のための始点（トナーが付着するポイント）と終点（トナーが最大付着するポイント）のレンジを最適に保つことが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような電位センサを使用した一次帯電器と現像バイアスの電位制御による階調レンジの確保では、現像における経時変動に対応することが原理的に困難であり、最終的に記録材上で得られる画像濃度レンジを保証するに至らない、という問題がある。
【０００５】
又、この制御で使用する電位センサは、そのコストが、記録材搬送経路に使用されるジャム検知センサなどと比較しても高く、結果的に製品の製造価格を高くすることとなる。
【０００６】
従って、本発明の目的は、現像における経時変動に対応することができ、出力される画像の階調安定性を向上させ、しかも製造価格を高くすることのない画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体を帯電する帯電手段と、帯電手段により帯電された像担持体を露光する露光手段と、露光手段により形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、を有する画像形成装置において、
露光条件と帯電条件を変更することなく現像条件を変更することにより形成された複数の基準トナー像の濃度を濃度検知手段にて検出すると共にこの検出された濃度に応じて仮の現像条件を決定し、
露光条件を変更することなく仮の現像条件に応じて設定された複数組の互いに異なる現像条件と帯電条件にて形成された複数の基準トナー像の濃度を濃度検知手段にて検出すると共にこの検出された濃度に応じて現像条件と帯電条件を決定することを特徴とする画像形成装置である。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、像担持体を帯電する帯電手段と、帯電手段により帯電された像担持体を露光する露光手段と、露光手段により形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、を有する画像形成装置において、
露光条件と現像条件を変更することなく帯電条件を変更することにより形成された複数の基準トナー像の濃度を濃度検知手段にて検出すると共にこの検出された濃度に応じて仮の帯電条件を決定し、
露光条件を変更することなく仮の帯電条件に応じて設定された複数組の互いに異なる現像条件と帯電条件にて形成された複数の基準トナー像の濃度を濃度検知手段にて検出すると共にこの検出された濃度に応じて現像条件と帯電条件を決定することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１２】
実施例１
図１に本発明の画像形成装置の一実施例の概略全体構成を示す。本実施例にて画像形成装置は、電子写真方式の多色画像形成装置とされ、矢印方向に回転する像担持体、即ち、本実施例では感光体ドラム１を備え、その周囲には帯電手段である一次帯電器（帯電手段）２、現像器Ｍ、Ｃ、Ｙ、ＢＫを備えた回転式現像装置（現像手段）３、転写帯電手段４、クリーニング手段５、及び感光体ドラム１の図中上方に配置したレーザービーム露光装置のような露光手段６を備えている。次に、斯かる構成の画像形成装置における画像形成手順について説明する。
【００１３】
上述したように、感光体ドラム１は矢印の方向に回転し、一次帯電器２により一様帯電を受ける。即ち、本実施例にて一次帯電器２はグリッド２Ａを備えたスコロトロンタイプのコロナ帯電器とされ、一次帯電器２のグリッド２Ａには、ＣＰＵ１３により設定された電圧が直流高圧電源１１から印加され、それによって感光体ドラム表面は均一に帯電される。
【００１４】
画像信号は、露光手段の６レーザドライバ及びレーザ光源（図示せず）を介してレーザ光に変換され、そのレーザ光はポリゴンミラー７及びミラー８により反射され、感光体ドラム１上に照射される。レーザ光の走査により感光体ドラム１上には静電潜像が形成される。感光体ドラム１上の潜像は、現像装置３により各色毎の現像がなされ、トナー像とされる。現像手段、特に感光体ドラム１と対向して配置された現像スリーブのような現像剤担持体には、ＣＰＵ１３により設定された現像バイアス電圧が交流高圧電源１２から印加される。図１には、現像器Ｙが現像位置に位置しており、イエロートナーによる現像状態を示している。
【００１５】
一方、反射型記録シート或は透過性記録シートなどとされる記録材Ｐは、記録材担持体としての転写ドラム９に巻き付けられ、本実施例では、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、ＢＫ（ブラック）の順番に１回づつ回転し、感光体ドラム上のトナー像が記録材Ｐ上に重ね転写される。
【００１６】
転写が終了すると、記録材Ｐは転写ドラム９から分離され、定着ローラ対からなる定着手段１０へと搬送され、記録材Ｐ上のトナー像は永久像（カラー画像プリント）とされる。
【００１７】
又、転写仕切れずに感光体ドラム１上に残ったトナーは、クリーニング手段５により払拭され、感光体ドラム１上は次の画像形成に支障がないように清掃される。
【００１８】
尚、詳しくは後で詳述するが、図１に示すように、感光体ドラム１の周囲には、更に、感光体ドラム１に形成された基準パッチ画像を読み取るための検知手段１４が配置されている。検知手段１４は、本実施例では、近赤外光（約９５０ｎｍに主波長を持つ光）を出射する照射手段としてのＬＥＤ１５と、感光体ドラム１によって反射された近赤外光を受光する受光素子（光学センサ）１６とを有する。
【００１９】
図２に、本実施例による階調画像を得るための画像信号処理回路の概略を示す。
【００２０】
本実施例によると、画像の輝度信号がＣＣＤ２１で得られ、輝度信号はＡ／Ｄ変換回路２２によってデジタルに変換される。得られた輝度信号は、個々のＣＣＤ素子の感度バラツキがシェーディング回路２３により修正され、修正された輝度信号はＬＯＧ変換回路２４により濃度信号に変換される。このようにして得られた濃度信号は、原画像濃度と出力画像濃度が一致するように、プリンタのγ特性を逆変換して得られるＬＵＴ２５にて変換される。変換された信号は、パルス幅変換回路２６により、信号がドット幅に対応した信号に変換され、露光手段のレーザドライバ２７に送られる。信号は、全て８ｂｉｔの２５６階調信号で処理される。
【００２１】
このように、画像信号は、レーザドライバ及びレーザ光源（図示せず）を介してレーザ光に変換され、そのレーザ光をポリゴンミラー７により走査することにより感光体ドラム１上に照射される。上述したように、レーザ光走査により感光体ドラム１上にはドットの面積変化による階調特性を有する潜像が形成され、現像、転写、定着という過程を経て階調画像が形成される。
【００２２】
本実施例にて、画像形成装置は、図２に示すように、テストパターンジェネレータ２９を内蔵している。テストパターンジェネレータ２９により発生する特定パターン、即ち、基準パッチ画像１２１が感光体ドラム１上に形成される様子を図１３に示す。
【００２３】
つまり、特定パターン１２１は、ＬＥＤ１５と受光素子（光学センサ）１６とからなる検知手段１４と対応する感光体ドラム１上の位置に形成される。形成された特定パターン１２１は、ＬＥＤ１５によって出射された近赤外光により照射され、その反射光が受光素子、即ち、光学センサ１６により受光される。
【００２４】
図３は、検知手段１４、即ち、センサ１６からの信号を処理するための処理回路を示す。
【００２５】
本実施例にて、センサ１６に入射した近赤外光は、センサ１６により電気信号に変換され、この電気信号はＡ／Ｄ変換器４１によりディジタル信号に変換される。次いで、このディジタル信号は、濃度換算回路４２により濃度変換され、換算された濃度値に基づきセンサ個体の偏差を補正するために、センサ個体と対応した補正値の補正値演算回路４３により補正値が演算され、ＣＰＵ１３に送られる。
【００２６】
次に、各現像器にて使用する現像剤について説明する。本実施例では、色純度、透過性に有利であるという理由から、現像剤としては、キャリアとトナーを有する２成分現像剤が使用される。
【００２７】
トナーについて説明すると、本実施例で使用したトナーは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーで、スチレン系共重合樹脂をバインダーとして、各色の色材を分散させて形成されたものである。
【００２８】
イエロー、マゼンタ、シアンの色トナーの分光特性は、この順に図４〜図６に示す通りであり、近赤外光（９５０ｎｍ）の反射率が８０％以上とされる。
【００２９】
一方、ブラックトナーは、色材としてカーボンブラックを使用しているために、図７に示す通り、近赤外光（９５０ｎｍ）の反射率は１０％程度である。
【００３０】
又、使用したトナーの粒径は体積平均で６〜８μｍのものを用い、公知の粉砕法によるものである。又、懸濁重合法による重合トナーについても同等の結果が得られることを確認した。
【００３１】
図１４には、感光体ドラム１の反射率特性を示す。近赤外光（９５０ｎｍ）の反射率は４０％程度である。
【００３２】
図８に、感光体ドラム１上のトナー濃度と対応する記録材Ｐ上の画像濃度と、センサ１６の出力との関係を示す。本実施例では、トナーが感光体ドラム１上に付着していない状態におけるセンサ１６の出力を２．５Ｖに設定した。
【００３３】
図８から分かるように、イエロー、マゼンタ、シアンの色トナーは、画像濃度が大きくなるに従い感光体ドラム１からの反射光量が多くなり、センサ出力が大きくなる。一方、ブラックは、画像濃度が大きくなるに従い感光体ドラム１からの反射光量が少なくなり、センサ出力が小さくなる。
【００３４】
これらの関係を利用すると、反射特性の異なるトナーでも、センサ出力から記録材Ｐにトナー画像を転写すること無しに出力画像の状態を知ることができる。
【００３５】
図９に、本発明に従った本実施例における、一次帯電器グリッド電圧（Ｖｐｒｉ）、感光ドラム表面電位、現像バイアス電位（Ｖｄｅｖ）の制御フローチャートを示す。
【００３６】
この制御の起動は、画像形成装置本体のメイン電源を投入した後、画像が形成できる状態になった時点、例えば、定着温度が規定の温度に達したか、或はその直後とされ、更には、装置本体内にタイマーが設定してある場合には、定期的に、例えば２時間毎に起動する、という具合に、画像の階調特性が変化することがユーザに分からないようなインターバルで起動させることが望ましい。
【００３７】
本制御が起動され、スタートすると、既に登録されているＶｐｒｉ１とＶｄｅｖ１をセットして、濃度信号１４４レベルのパッチ画像１を形成する（Ｓ９１）。次に、Ｖｐｒｉ２とＶｄｅｖ２をセットして、濃度信号１４４レベルのパッチ画像２を形成する（Ｓ９２）。このとき、ＶｐｒｉとＶｄｅｖを変化させたとしても、画像形成装置の構成上瞬時に感光体ドラム４上の電位設定が切り替わるわけではなく変化途中の傾斜領域が発生するので、シーケンス的にマージンを見込み、図１３のように、各パッチ画像１２１は間隔を開けて形成するようにする。
【００３８】
次に、Ｖｐｒｉ３とＶｄｅｖ３をセットして、濃度信号１４４レベルのパッチ画像３を形成する（Ｓ９３）。
【００３９】
濃度信号のレベルは、理想的には２５５レベルにて画像形成するのが望ましいと思われるが、本実施例では、１４４レベルに設定した。つまり、濃度が高すぎると、センサ１６による読み取り分解能が低下する傾向にあり、そのために、濃度信号レベルは１４４レベルとした。しかしながら、濃度信号レベルは１４４レベルに限定されるものではない。
【００４０】
更に、一次帯電器グリッド電圧（Ｖｐｒｉ）と現像バイアス電位（Ｖｄｅｖ）について説明する。
【００４１】
図１０に、一次帯電器グリッド電圧（Ｖｐｒｉ）と、感光体ドラム表面電位、現像バイアス電位（Ｖｄｅｖ）との関係を示す。Ｖ００の実線は、この画像形成装置の００ｈの画像信号をセットしたときの露光後の感光体ドラム表面電位である。ＶＦＦの実線は、この画像形成装置のＦＦｈの画像信号をセットしたときの露光後の感光体ドラム表面電位である。一次帯電器グリッド電圧（Ｖｐｒｉ）が大きくなるに従って、ＶＦＦ、Ｖ００共に大きくなる。
【００４２】
図１０中の破線は、この画像形成装置における最適な現像バイアス電位を示す。この現像バイアスの破線と、ＶＦＦの線との差、即ち、図１０中のＶｃｏｎｔ１、Ｖｃｏｎｔ２、Ｖｃｏｎｔ３は、コントラスト電位と呼ばれる値で、このＶｃｏｎｔが大きくなるに従い、この画像形成装置の最大濃度が高くなる関係にある。
【００４３】
尚、本実施例では、事前に図１０の特性を調べておき、Ｖｐｒｉ１、Ｖｄｅｖ１、Ｖｐｒｉ２、Ｖｄｅｖ２、Ｖｐｒｉ３、Ｖｄｅｖ３の値をＲＯＭ（図示せず）に登録しておき、何時でも引き出せるように構成する。
【００４４】
再度、図９に戻って説明すると、上述のようにして形成されたパッチ画像１、２、３をセンサ１６で読み取り、濃度Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に変換する（Ｓ９４）。次いで、目標濃度Ｄ＝１．５を得るためのＶｐｒｉ、Ｖｄｅｖを計算で求め、セットする（Ｓ９５）。尚、本実施例では、１４４レベルの目標濃度Ｄを１．５とすることで、２５５レベルで濃度１．６が間接的に達成できるようにしてある。
【００４５】
Ｖｐｒｉ、Ｖｄｅｖを求める方法を図１１を用いて説明する。図１１は、Ｓ９４で得られた濃度Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を一次帯電器グリッド電圧（Ｖｐｒｉ）に対してプロットしたものである。
【００４６】
ここで、目標濃度１．５が濃度Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のどの間にくるか、或は、Ｄ１以下か、Ｄ３以上かを調べる。図１１に示す本実施例では、Ｄ２とＤ３の間に目標濃度１．５がある。
【００４７】
従って、Ｖｐｒｉ２、Ｖｐｒｉ３と、Ｄ２、Ｄ３のデータより線形補間することにより、本実施例では４４０ＶのＶｐｒｉと、４００ＶのＶｄｅｖの設定を行なった。
【００４８】
図９にて、以上のシーケンスが全色終了したかどうかを判断し（Ｓ９６）、４色分同様のシーケンスを独立に行ない、各色のＶｐｒｉ、Ｖｄｅｖを決定し、設定する。全色完了した時に、本制御を終了する。
【００４９】
上述の本発明の制御に従えば、画像形成装置で確保したい濃度レンジの設定が実画像濃度に対応する感光体ドラム１上のトナー画像で制御されるために、現像での濃度の振れも十分に対応した濃度レンジ設定が可能となり、結果として、出力される画像の階調安定性を向上させることができた。
【００５０】
実施例２
図１２に、本発明の第２の実施例における、一次帯電器グリッド電圧（Ｖｐｒｉ）、感光ドラム表面電位、現像バイアス電位（Ｖｄｅｖ）の制御フローチャートを示す。
【００５１】
本実施例にて、制御シーケンスは大きく２つのブロックに分けられる。つまり、図１２の左側のフローと、右側のフローである。最初に、左側のフローにて示される制御シーケンスについて説明する。
【００５２】
先ず、一次帯電器グリッド電圧をＶｐｒｉＡとして、現像バイアス電位をＶｄｅｖ１、Ｖｄｅｖ２、Ｖｄｅｖ３と変えながら、４８レベルの薄いパッチ画像１、２、３を形成する（Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３）。パッチ画像を作成する感光体ドラム１上の位置関係やシーケンスは、実施例１と同じである。この時の感光体ドラム１の表面電位の状態が図１５に示される。現像バイアス電位をＶｄｅｖ１、Ｖｄｅｖ２、Ｖｄｅｖ３と切り替えることにより、矢印で示すように、コントラスト電位設定が変わり、パッチ画像１、２、３の画像濃度も変わる。
【００５３】
このパッチ画像１、２、３の画像濃度をセンサ１６で読み取り、濃度Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に変換する（Ｓ１２４）。
【００５４】
目標濃度Ｄ、即ち、本実施例では画像濃度０．４に設定された目標濃度となるＶｄｅｖＢを濃度Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３との関係から、実施例１と同様の手段で求め、この値を設定する（Ｓ１２５）。
【００５５】
本実施例では、目標濃度が、図１５中にＸ印で示す条件にて、即ち、現像バイアス電位４００Ｖで得られたことが分かる。
【００５６】
上記制御シーケンスが全色終了した時（Ｓ１２６）、第１のブロックにおける制御シーケンスが完了し、図１２の右側のフローに示す第２のブロックの制御シーケンスに移る。
【００５７】
上記第１のブロックにおける制御シーケンスでは、現像バイアスを振りながら、低濃度のパッチ画像の濃度を保証する制御を行なったが、この制御の真意は、００ｈの画像信号を描いたときの表面電位Ｖ００と現像バイアス電位Ｖｄｅｖの最適な状態、即ち、図１５における矢印Ｇを求めたことにある。この表面電位Ｖ００と現像バイアス電位Ｖｄｅｖの関係を維持すれば、トナーが付着し始める極ハイライトの階調特性が間接的に維持されることとなる。
【００５８】
次に、右側のフローにて示される制御シーケンスについて説明する。
【００５９】
最初に、左側のフローにて示される制御シーケンスにて決定されたＶｄｅｖＢより、Ｖｐｒｉ４、Ｖｐｒｉ５、Ｖｐｒｉ６と、Ｖｄｅｖ４、Ｖｄｅｖ５、Ｖｄｅｖ６を設定する（Ｓ１２７）。このとき、本実施例では、図１６に示すように、０レベルのレーザ露光を行なって得られる表面電位Ｖ００と現像バイアス電位Ｖｄｅｖの差がＧとなるように、Ｖｐｒｉ４、５、６の間隔が適度に開くように設定した。
【００６０】
具体的には、事前に、表面電位計によりＶ００の一次帯電器グリッド電圧（Ｖｐｒｉ）と現像バイアス電位（Ｖｄｅｖ）との関係を調べておき、その傾きの係数を画像形成装置のＲＯＭに登録しておき、何時でも引き出せるように構成した。次いで、
Ｖｐｒｉ４、Ｖｄｅｖ４で１４４レベルのパッチ画像４を形成し（Ｓ１２８）、
Ｖｐｒｉ５、Ｖｄｅｖ５で１４４レベルのパッチ画像５を形成し（Ｓ１２９）、そして
Ｖｐｒｉ６、Ｖｄｅｖ６で１４４レベルのパッチ画像６を形成する（Ｓ１３０）。
【００６１】
このパッチ画像４、５、６をセンサ１６で読み取り、濃度Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６に変換する（Ｓ１３１）。
【００６２】
目標濃度Ｄ、即ち、本実施例では画像濃度１．４に設定された目標濃度となるＶｐｒｉＣ、ＶｄｅｖＣを濃度Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３との関係から、実施例１と同様の手段で求め、この値を設定する（Ｓ１３２）。
【００６３】
全色終了したら、本制御は全て終了となる（Ｓ１３３）。
【００６４】
上述の本発明の制御に従えば、左側のフローに示される制御シーケンスにて、先ず、低濃度側を保証するために、Ｖ００と現像バイアスの関係を仮設定しておき、次いで、右側のフローに示される制御シーケンスで、低濃度の状態を保持しながら高濃度の保証をするために、現像バイアスとＶＦＦの関係を整える、という２段の制御により、階調の低濃度と高濃度の２点をコントロールすることが可能となり、結果として、出力される画像の階調安定性を向上させることができた。
【００６５】
本実施例では、低濃度を合わせてから高濃度を合わせる手順を取ったが、この順番を逆の、高濃度を合わせてから低濃度を合わせるという手順でも、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００６６】
実施例３
図１７に、本発明の第３の実施例における、一次帯電器グリッド電圧（Ｖｐｒｉ）、感光ドラム表面電位、現像バイアス電位（Ｖｄｅｖ）の制御フローチャートを示す。
【００６７】
本実施例にて、制御シーケンスは大きく２つのブロックに分けられる。つまり、図１７の左側のフローと、右側のフローである。最初に、左側のフローにて示される制御シーケンスについて説明する。
【００６８】
先ず、現像バイアス電位をＶｄｅｖＥとして、一次帯電器グリッド電圧をＶｐｒｉ７、Ｖｐｒｉ８、Ｖｐｒｉ９と変えながら、１４４レベルの濃いパッチ画像７、８、９を形成する（Ｓ１７１、Ｓ１７２、Ｓ１７３）。パッチ画像を作成する感光体ドラム１上の位置関係やシーケンスは、実施例１と同じである。この時の感光体ドラム１の表面電位の状態が図１８に示される。一次帯電器グリッド電圧をＶｐｒｉ７、Ｖｐｒｉ８、Ｖｐｒｉ９と切り替えることにより、コントラスト電位設定が変わり、パッチ画像７、８、９の画像濃度も変わる。
【００６９】
このパッチ画像７、８、９の画像濃度をセンサ１６で読み取り、濃度Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９に変換する（Ｓ１７４）。
【００７０】
目標濃度Ｄ、即ち、本実施例では画像濃度１．４に設定された目標濃度となるＶｐｒｉＦを濃度Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９との関係から、実施例１と同様の手段で求め、この値を設定する（Ｓ１７５）。
【００７１】
本実施例では、目標濃度が、図１８中にＸ印で示す条件にて、即ち、一次帯電器グリッド電圧４００Ｖで得られたことが分かる。
【００７２】
上記制御シーケンスが全色終了した時（Ｓ１７６）、第１のブロックにおける制御シーケンスが完了し、図１７の右側のフローに示す第２のブロックの制御シーケンスに移る。
【００７３】
上記第１のブロックにおける制御シーケンスでは、一次帯電器グリッド電圧を振りながら、高濃度のパッチ画像の濃度を保証する制御を行なったが、この制御の真意は、ＦＦｈ（２５５レベル）の画像信号を描いたときの表面電位ＶＦＦと現像バイアス電位Ｖｄｅｖの最適な状態、即ち、図１８における矢印Ｈを求めたことにある。この表面電位ＶＦＦと現像バイアス電位Ｖｄｅｖの関係を維持すれば、トナーが多量に付着する高濃度部の階調特性が間接的に維持されることとなる。
【００７４】
次に、右側のフローにて示される制御シーケンスについて説明する。
【００７５】
最初に、左側のフローにて示される制御シーケンスにて決定されたＶｐｒｉＦより、Ｖｐｒｉ１０、Ｖｐｒｉ１１、Ｖｐｒｉ１２と、Ｖｄｅｖ１０、Ｖｄｅｖ１１、Ｖｄｅｖ１２を設定する（Ｓ１７７）。このとき、本実施例では、図１９に示す通り、２５５レベルのレーザ露光を行なって得られる表面電位ＶＦＦと現像バイアス電位Ｖｄｅｖの差がＨとなるように、Ｖｐｒｉ１０、１１、１２の間隔が適度に開くように設定した。
【００７６】
具体的には、事前に、表面電位計によりＶＦＦの一次帯電器グリッド電圧と現像バイアス電位との関係を調べておき、その傾きの係数を画像形成装置のＲＯＭに登録しておき、何時でも引き出せるように構成される。次いで、
Ｖｐｒｉ１０、Ｖｄｅｖ１０で４８レベルのパッチ画像１０を形成し（Ｓ１７８）、
Ｖｐｒｉ１１、Ｖｄｅｖ１１で４８レベルのパッチ画像１１を形成し（Ｓ１７９）、そして
Ｖｐｒｉ１２、Ｖｄｅｖ１２で４８レベルのパッチ画像１２を形成する（Ｓ１８０）。
【００７７】
このパッチ画像１０、１１、１２をセンサ１６で読み取り、濃度Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１２に変換する（Ｓ１８１）。
【００７８】
目標濃度Ｄ、即ち、本実施例では画像濃度０．４に設定された目標濃度となるＶｐｒｉＧ、ＶｄｅｖＧを濃度Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１２との関係から、実施例１と同様の手段で求め、この値を設定する（Ｓ１８２）。
【００７９】
全色終了したら、本制御は全て終了となる（Ｓ１３３）。
【００８０】
上述の本発明の制御に従えば、左側のフローに示される制御シーケンスにて、先ず、高濃度側を保証するために、ＶＦＦと現像バイアスの関係を仮設定しておき、次いで、右側のフローに示される制御シーケンスで、高濃度の状態を保持しながら低濃度の保証をするために、現像バイアスとＶ００の関係を整える、という２段の制御により、階調の高濃度と低濃度の２点をコントロールすることが可能となり、結果として、出力される画像の階調安定性を向上させることができた。
【００８１】
上記各実施例の説明にて、像担持体としては感光体ドラムであるとして説明したが、その他に感光体ベルト、感光体シートなどの使用も可能である。又、光学センサにて像担持体上のトナー画像を光学的に検知する例を示したが、記録材担持体としての転写ドラム９を像媒体とし、この像媒体上に形成されたパッチ画像を検知できるセンサを配置しておき、パッチ画像を形成したらその画像位置に同期させて読み込むようにして、上記実施例と同様の一連の制御をすることによっても、同様の効果を得ることができる。又、この場合、制御が終了したら、転写ドラム９上のトナーを清掃する工程を設けることが好ましい。勿論、記録材担持体としては、転写ドラムの他に、転写ベルト、転写シートなども使用し得る。
【００８２】
更に、ドラム状、ベルト状或はシート状の中間転写体を使用する画像形成装置においては、中間転写体上のパッチ画像を検知できるセンサを配置しておき、パッチ画像を形成したらその画像位置に同期させて読み込むようにして、上記実施例と同様の一連の制御をすることによっても、同様の効果を得ることができる。
【００８３】
更に又、図２０に示すように、記録材上のトナー画像を検知するセンサ２０１や、定着直後にトナー画像を検知するセンサ２０２によっても、同様な制御が可能であることはいうまでもない。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、現像における経時変動に対応することができ、出力される画像の階調安定性を向上させ、しかも製造価格を高くすることがない、という効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の第１の実施例を示す概略構成図である。
【図２】画像信号処理回路の概略構成を示すブロック図である。
【図３】センサ出力信号伝達を説明するブロック図である。
【図４】イエロートナーの分光特性図である。
【図５】マゼンタトナーの分光特性図である。
【図６】シアントナーの分光特性図である。
【図７】ブラックトナーの分光特性図である。
【図８】出力画像濃度とセンサ出力の関係を示す図である。
【図９】本発明に従った制御シーケンスの第１の実施例を示すフロー図である。
【図１０】一次帯電器グリッド電圧と、感光体ドラム表面電位及び現像バイアス電位との関係を示す図である。
【図１１】最適一次帯電器グリッド電圧を求める図である。
【図１２】本発明に従った制御シーケンスの第２の実施例を示すフロー図である。
【図１３】感光体ドラム上のパッチ画像を読み取るための構成を説明する斜視図である。
【図１４】感光体ドラムの分光反射特性図である。
【図１５】一次帯電器グリッド電圧と、感光体ドラム表面電位及び現像バイアス電位との関係を示す図である。
【図１６】一次帯電器グリッド電圧と、感光体ドラム表面電位及び現像バイアス電位との関係を示す図である。
【図１７】本発明に従った制御シーケンスの第３の実施例を示すフロー図である。
【図１８】一次帯電器グリッド電圧と、感光体ドラム表面電位及び現像バイアス電位との関係を示す図である。
【図１９】一次帯電器グリッド電圧と、感光体ドラム表面電位及び現像バイアス電位との関係を示す図である。
【図２０】本発明の画像形成装置の他の実施例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１                感光体ドラム（像担持体）
２                一次帯電器（帯電手段）
２Ａ              グリッド
３                現像装置（現像手段）
４                転写帯電手段
５                クリーニング手段
６                露光手段
９                転写ドラム（記録材担持体）
１０              定着手段
１１              一次帯電器グリッド印加高圧電源
１２              現像バイアス電源
１３              ＣＰＵ
１４              検知手段
１５              ＬＥＤ（光照射手段）
１６              受光素子（光学センサ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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