(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる画素密度で画像形成が行われる複数の画像形成モードが設けられた画像形成装置において、
電源オン時のウォームアップ時に前記複数の画像形成モード毎に異なる全ての画素密度にて実行され、
感光体上に静電潜像を形成し、形成された該静電潜像を現像スリーブの回転速度を種々変化させて現像することによりテストパッチ像を形成し、前記テストパッチ像を濃度検知センサによって濃度検出し、検知により実測されたパッチ濃度データのうち予め設定した閾値を越えたところの現像スリーブの回転数を検出し、検出された回転数を前記画像形成モード時に用いる前記現像スリーブの回転数として決定する最大濃度維持制御の第１現像性設定プログラムと、
プリント枚数が所定枚数に達した時に実行され、
前記複数の画像形成モードの中の１つにおいて、感光体上に静電潜像を形成し、形成された該静電潜像を現像スリーブの回転速度を種々変化させて現像することによりテストパッチ像を形成し、前記テストパッチ像を濃度検知センサによって濃度検出し、検知により実測されたパッチ濃度データのうち予め設定した閾値を越えたところで現像スリーブの回転数を検出し、検出された回転数を前記複数の画像形成モードの中の１つに用いる新たな現像スリーブの回転数として決定し、決定された新たな現像スリーブの回転数と、前記第１現像性設定プログラムにより決定されている前記複数の画像形成モードの各現像スリーブ回転数とに基づき演算することにより、前記複数の画像形成モードの中の１つ新たな現像スリーブ回転数が決定された画像形成モード以外の他の画像形成モードにおける新たな現像スリーブ回転数を決定する最大濃度維持制御の第２現像性設定プログラムを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２現像性設定プログラムにおいて行われる濃度データから前記現像スリーブの回転速度を決定する工程は、前記複数の画像形成モードのうちの最も使用頻度の高い画像形成モードについて行われることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２現像性設定プログラムにおいて行われる濃度データから前記現像スリーブの回転速度を決定する工程は、プリント枚数が所定枚数に達した時に設定されていた画像形成モードの画素密度で実行されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像信号に基づいて画像を形成する画像形成装置、所謂デジタル画像形成装置、特に、画素密度が切り換えられる画像形成装置に関する。かかる画像形成装置は複写機、プリンター及びファクシミリ等に使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
所謂デジタル画像形成技術によって複写機、プリンター及びファクシミリ等の機能を合わせもつ多機能機、所謂複合機が開発され、広く使用されている。複合機はさまざまなニーズに対応できる機能を有している。これらの機能の一つとしては、画素密度切り換えがある。
【０００３】
画素密度切り換え機能は、単位面積当たりの画素数を切り換えることができる機能で、複写機として使用する場合、プリンターとして使用する場合、ファクシミリとして使用する場合等使用目的に応じて画素密度が切り換えられる、更に、プリンターとして使用する場合、コンピュータからの画素密度指定に対応して画素密度が切り換えられる機能である。画像記録装置内では、記録信号の周波数を切り換えることによって主走査方向の画素密度が切り換えられ、感光体ドラムの回転速度を切り換えることによって、副走査方向の画素密度が切り換えられる。
【０００４】
このように、従来の画像形成装置では、主として画素密度切り換えに対応して感光体ドラムの回転速度の切り換えが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
感光体ドラムの回転速度を切り換えるとそれに対応して、現像装置の現像性も変える必要がある。出願人は、特願平７−３０９１８２号において、現像装置の現像性を最適な点に設定する方法を提案した。この現像性調整方法は、感光体上に形成した基準潜像を現像装置の現像スリーブの回転速度を変えて現像して複数のトナー像を形成し、濃度が目標とする濃度に達しているトナー像に対応した現像スリーブの回転速度を選択するという方法である。
【０００６】
この方法は、高い精度で現像性を調整することが可能であり、且つ、カブリの発生等の望ましくない現象を伴うことがない等の点で極めて優れた現像性調整方法である。しかしながら、この現像性調整方法は、調整に時間がかかるという問題がある。例えば、プリント作業中或いは一つのプリント作業とそれに続くプリント作業の間にこの現像性調整方法を実行すると、プリント効率が落ちる。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決することを目的とするもので、短時間で現像性調整を行うことができ、且つ、高精度の現像性調整が可能な現像性調整機能を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、異なる画素密度で画像形成が行われる複数の画像形成モードが設けられた画像形成装置において、電源オン時のウォームアップ時に前記複数の画像形成モード毎に異なる全ての画素密度にて実行され、感光体上に静電潜像を形成し、形成された該静電潜像を現像スリーブの回転速度を種々変化させて現像することによりテストパッチ像を形成し、前記テストパッチ像を濃度検知センサによって濃度検出し、検知により実測されたパッチ濃度データのうち予め設定した閾値を越えたところで現像スリーブの回転数を検出し、検出された回転数を前記画像形成モード時に用いる前記現像スリーブの回転数として決定する最大濃度維持制御の第１現像性設定プログラムと、プリント枚数が所定枚数に達した時に実行され、前記複数の画像形成モードの中の１つにおいて、感光体上に静電潜像を形成し、形成された該静電潜像を現像スリーブの回転速度を種々変化させて現像することによりテストパッチ像を形成し、前記テストパッチ像を濃度検知センサによって濃度検出し、検知により実測されたパッチ濃度データのうち予め設定した閾値を越えたところで現像スリーブの回転数を検出し、検出された回転数を前記複数の画像形成モードの中の１つに用いる新たな現像スリーブの回転数として決定し、決定された新たな現像スリーブの回転数と、前記第１現像性設定プログラムにより決定されている前記複数の画像形成モードの各現像スリーブ回転数とに基づき演算することにより、前記複数の画像形成モードの中の１つ新たな現像スリーブ回転数が決定された画像形成モード以外の他の画像形成モードにおける新たな現像スリーブ回転数を決定する最大濃度維持制御の第２現像性設定プログラムを有することを特徴とする画像形成装置によって達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〈実施の形態１〉
図１は本発明の画像形成装置の実施の形態１を示す概略構成図である。
【００１０】
先ず、この画像形成装置の通常のコピー動作について説明する。この画像形成装置は、画像読み取りユニット１０、デジタル書き込み系である書き込みユニット２０、画像形成部３０、給紙部４０及び原稿載置部５０等より構成される。
【００１１】
画像形成装置上部には、透明なガラス板などからなる原稿台５１と、さらに原稿台５１上に載置した原稿Ｄを覆う原稿カバー５２等からなる原稿載置部５０があり、原稿台５１の下方であって、装置本体内には第１ミラーユニット１２、第２ミラーユニット１３、撮像レンズ１４、ＣＣＤ撮像素子１５等からなる画像読み取りユニット１０が設けられている。
【００１２】
原稿台５１上の原稿Ｄの画像は、画像読み取りユニット１０の照明ランプ１２Ａと第１ミラー１２Ｂを備える第１ミラーユニット１２の実線から破線にて示す位置への平行移動と、第２ミラー１３Ａ及び第３ミラー１３Ｂを対向して一体的に備える第２ミラーユニット１３の前記第１ミラーユニット１２に対する１／２の速度の追随移動とにより全面を照明走査され、その画像は撮像レンズ１４により第１ミラー１２Ｂ、第２ミラー１３Ａ、第３ミラー１３Ｂを経て撮像素子１５上に結像されるようになっている。走査が終わると第１ミラーユニット１２及び第２ミラーユニット１３は元の位置に戻り、次の画像形成まで待機する。
【００１３】
前記撮像素子１５によって光電変換されて得られた画像データはディジタル信号に変換された後、ＭＴＦ補正やγ補正等の処理がなされ、画像信号としてメモリに一旦格納される。次いで前記の画像信号がＣＰＵ６０の制御によってメモリより読み出されパルス幅変調された後書き込みユニット２０に入力される。
【００１４】
画像形成部３０は、ＣＰＵ６０の制御によって前記画像信号が、駆動モータ２１、ポリゴンミラー２２、ｆθレンズ２３、ミラー２４，２５，２６及び図示しない半導体レーザ、補正レンズ等からなる書き込みユニット２０に入力されると画像記録動作を開始する。すなわち、像担持体である感光体ドラム３１は矢印のように時計方向に回転し、露光による除電を行う除電器３６によって除電された後、帯電器３２により電荷を与えられているので、書き込みユニット２０によるレーザビームＬによって感光体ドラム３１上には原稿Ｄの像に対応した静電潜像が形成される。その後、感光体ドラム３１上の前記静電的な潜像は、現像器３３のバイアス電圧を印加した現像剤担持体である現像スリーブ３３Ａ上に担持する現像剤によって反転現像が行われ可視トナー像となる。現像スリーブ３３Ａは駆動モータＭによって回転駆動される。
【００１５】
一方、給紙部４０に装填された給紙カセット４１Ａ又は４１Ｂからは指定のサイズの転写紙Ｐを１枚ずつ搬出ローラ４２Ａによって搬出し、搬出ローラ４３及びガイド部材４２を介して画像の転写部に向かって給紙する。給紙された転写紙Ｐは、感光体ドラム３１上のトナー像と同期して作動するレジストローラ４４によって感光体ドラム３１上に送出される。この転写紙Ｐには、転写器３４の作用により、感光体ドラム３１上のトナー像が転写され、分離器３５の除電作用によって感光体ドラム３１上から分離されたのち、搬送ベルト４５を経て定着器３７へ送られ、上ローラ３７Ａ及び下ローラ３７Ｂによって溶融定着された後、排紙ローラ３８，４６により装置外のトレイ５４へ排出される。５３は手差し用の給紙台である。
【００１６】
前記感光体ドラム３１はさらに回転を続け、その表面に転写されずに残留したトナーは、クリーニング装置３９において圧接するクリーニングブレード３９Ａにより除去清掃され、再び除電器３６によって除電された後帯電器３２により一様に電荷の付与を受けて、次回の画像形成のプロセスに入る。
【００１７】
なお、現像器３３の撹拌スクリュー３３Ｃの底部に設けられた透磁率センサＴＳは現像剤のトナー濃度が変化すると透磁率が変化することを利用して現像器３３内の現像剤のトナー濃度を監視し、ＣＰＵ６０に現像剤のトナー濃度情報を送出するセンサである。ＣＰＵ６０は透磁率センサＴＳの情報によりトナー濃度が一定値以下に減少するとトナー補給の指示をトナー補給ユニット（不図示）に送出してトナー補給を行うので、現像剤のトナー濃度を常に一定に維持することができる。
【００１８】
定着器３７の３７Ａ及び３７Ｂは一対の定着用回転体である上ローラ及び下ローラである。
【００１９】
上ローラ３７Ａ及び下ローラ３７Ｂの内側芯部にはハロゲンランプ等からなる加熱ヒータ３７Ｄ（上ローラ１００Ｗ、下ローラ２００Ｗ）が設けられている。上ローラ３７Ａ及び下ローラ３７Ｂの周囲温度はサーミスタなどからなる温度センサ３７Ｃにより検知されＣＰＵ６０に送出され、この検知信号によってＣＰＵ６０は加熱ヒータ３７Ｄを制御して定着制御温度である所定の温度Ｔｃの許容範囲内に保持する。
【００２０】
下ローラ３７Ｂは図示しないバネなどの付勢部材によって上ローラ３７Ａに一定圧例えば線圧３．７ｋｇ／ｃｍで圧接されるようになっている。上ローラ３７Ａは時計方向に回転し、下ローラ３７Ｂは上ローラ３７Ａに圧接して従動回転する。
【００２１】
濃度検知センサＤＳは現像器３３と転写器３４の間に感光体ドラム３１に対向して設けられる。なお、濃度検知センサＤＳは転写器３４とクリーニング装置３９の間に設けてもよい。
【００２２】
濃度検知センサＤＳは発光ダイオードとホトトランジスタで構成される。
【００２３】
図２は、上記の画像形成装置における現像性設定プロセスを示す。
【００２４】
画像形成装置に電源が投入されると定着装置のウォームアップが開始されるが、現像性設定プログラムはこのウォームアップ時及び画像形成装置の所定枚数（例えば１０００枚）プリント毎に実行される。この実施形態の画像形成装置は画像形成モードとして４００ｄｐｉと６００ｄｐｉの画素密度に設定可能である。図３に示すように朝一番のウォームアップ時には全ての画像形成モードにおける全ての画素密度でテストパッチ像を作成し、現像性を設定する。
【００２５】
現像性の基本的な設定は朝一番の電源オン時に実行される。先ず最初に電源オンが朝一番の電源オンか否かが見られる。現像性調整では、感光体上に基準静電潜像であるテストパッチ像用潜像を形成し、この潜像を現像スリーブを様々な回転数で回転して現像を行い、感光体上に段階的に濃度が変化するテストパッチ像を形成する。このテストパッチ像の濃度を濃度検知センサＤＳで検知し、所望の濃度を与える現像スリーブ回転数を検出し、現像スリーブ回転数を設定する。このテストパッチ像は所謂黒ベタに対応する像になるように基準静電潜像が形成される。即ち、本実施の形態では、最大濃度維持の為の制御が行われる。以下においては、この現像性調整を最大濃度維持制御と言う。
【００２６】
最大濃度維持制御を行うには、先ず図２（ａ）に示すように、像担持体（感光体ドラム）３１上に最大濃度維持制御用のテストパッチの潜像を副走査方向に数ｍｍの間隔をおいて書き込まれる。このときの露光レベルは一定で例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）で８ビットのディジタル信号の場合はベタ黒、即ち、最大濃度に相当するレベル２５５でパッチ露光が行われる。このテストパッチは現像器の現像スリーブ３３Ａの回転数をテストパッチ潜像毎に変えて反転現像が行われ、図２（ｂ）に示す濃度の異なる複数のテストパッチ像となる。現像スリーブ３３Ａの回転数の切り換えはモータＭの回転数を切り換えることによって行われる。この最大濃度維持制御用のテストパッチ像は前記の濃度検知センサＤＳによって濃度検出され、パッチ濃度データのうち予め設定した閾値、即ち、図２（ｃ）のＲ０  を越えたところで現像スリーブの回転数（線速）を検出し、画像形成時にはこの回転数（線速）を用いるよう現像スリーブの回転数（線速）の固定を行う。ここで上記の規定濃度は１．４に設定される。これは濃度１．３５以上であればコピー画像の品位は十分であるからである。かかる制御によってあらゆる環境で画像濃度は１．４以上が確保されていることが保証される。なおこの最大濃度維持制御は現像剤のトナー濃度（混合比）の変更や現像スリーブ上の現像剤の搬送量を変更することによってもできるが、現像スリーブの回転数変更による方法がトナー汚れやカブリを発生させない点で優れている。
【００２７】
図３に示すように、朝一番のウォームアップ時には上記の現像性設定を画素密度４００ｄｐｉ及び６００ｄｐｉのそれぞれの画像形成モードについて行われる。
【００２８】
次に、図４（Ａ）に示すように１０００枚コピー毎に最大濃度維持制御が行われる。この作業はカウンターのカウント枚数が１０００に達したコピーが属するコピージョブの完了後に行われる。
【００２９】
先ず、４００ｄｐｉの画像形成モードに画像形成装置が設定される。そして、上記のようなテストパッチ潜像の形成、現像スリーブの回転数を変えての現像及び現像されたテストパッチ像の濃度測定の工程を経て、４００ｄｐｉの画像形成モードにおける新たな現像スリーブの回転数が設定される。
【００３０】
次に、朝一番のウォームアップ時に設定した４００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ及び１０００枚プリント時の４００ｄｐｉの各画像形成モードにおける現像スリーブの回転数に基づいて、６００ｄｐｉの画像形成モードでの１０００枚プリント時の新たな現像スリーブの回転数が演算され、設定される。上記の１０００枚プリント時の現像スリーブ回転数設定が４００ｄｐｉについては実測から行い、６００ｄｐｉについては演算によって行ったのは、４００ｄｐｉの画像形成モードが最も使用頻度の高い画像形成モードだからである。４００ｄｐｉの画像形成モードにおける現像スリーブ回転数設定ステップでは現像スリーブの線速度３７０ｍｍ／ｓｅｃ（この線速度を係数２５とする）、６００ｄｐｉの画像形成モードでは、線速度２９６ｍｍ／ｓｅｃ、係数２０に設定した。１０００枚目では、４００ｄｐｉの画像形成モードでは係数２７に設定した。これらの回転数係数２５、２０及び２７に基づいて、１０００枚目での６００ｄｐｉの画像形成モードでの現像スリーブの回転数係数を２２に設定した。
【００３１】
〈実施の形態２〉
図４（Ｂ）は実施の形態２のプログラムを示す図である。実施の形態１と同じ画像形成装置を使用した。この実施形態では、朝一番での最大濃度維持制御は上記実施の形態１と同様に行われる。１０００枚コピー時の最大濃度維持制御では、この実施形態では、画素密度の画像形成モードの設定は行われない。１０００枚目のコピーが行われたコピーが属するコピージョブにおける画素密度の画像形成モードで最大濃度維持制御が行われる。即ち、１０００枚目のコピーが６００ｄｐｉの画像形成モードで行われていれば、この画像形成モードでテストパッチ潜像の形成、現像、テストパッチ像の濃度測定及び現像スリーブの回転数設定が行われる。
【００３２】
そして、４００ｄｐｉの画像形成モードにおける現像スリーブの回転数は朝一番のウォームアップ時に設定した４００ｄｐｉの画像形成及び６００ｄｐｉの画像形成に対する現像スリーブの回転数及び１０００枚目の６００ｄｐｉの画像形成モードにおける現像スリーブの回転数から演算によって決定され、設定される。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、テストパッチ像を形成し、その濃度を検出することによって現像スリーブの回転数を決定する最大濃度維持制御を画像形成装置の作動モードの一部について行い、他の作動モードでの最大濃度維持制御は、装置内に記憶されているデータの演算によって行うので、最大濃度維持制御に要する時間が節約され、プリント効率の低下が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態である画像形成装置の構成の概略を示す図である。
【図２】テストパッチ像を示す図である。
【図３】上記実施形態の作動プログラムの概略を示すフロー図である。
【図４】本発明の他の実施形態の作動プログラムの概略を示すフロー図である。
【符号の説明】
１０  画像読み取りユニット
２０  書き込みユニット
３０  画像形成部
３１  感光体ドラム
３２  帯電器
３３  現像器
６０  ＣＰＵ
ＤＳ  濃度検知センサ
Ｍ  駆動モータ
【図１】
0003605783.tif 000002
【図２】
0003605783.tif 000003
【図３】
0003605783.tif 000004
【図４】
0003605783.tif 000005