(57)【要約】【課題】経時変化による画像品質の劣化を抑制して、現状における最良の出力画質により画像形成することが可能な画像形成システムを提供する。【解決手段】ＰＣ等の上位装置１は、ケーブル或いはネットワーク２によりレーザプリンタ（画像形成装置）３と接続されている。上位装置１は、上位装置１の利用者５により優先事項の選択（画質、速度）、用紙の選択が行なわれ、装置内に置かれたソフトウェアによって、ソフトウェアに内蔵したレーザプリンタ３に関する情報及び印刷材料の特性データと、レーザプリンタ３から受信したレーザプリンタ３の状態情報（トナー残量、カセット中の用紙サイズ、プリントの進行状況、プリント枚数累計、装置各部の温度、装置各部の劣化状態等）４に基づいて作像プロセス制御パラメータ６を決定して、プリント枚数、用紙サイズ、プリントデータと共にレーザプリンタ３に送信する。【選択図】図１
2008134578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを生成する上位装置と、該上位装置に接続された画像形成装置と、を備えた画像形成システムであって、
前記上位装置は、該上位装置が選択した入力情報及び前記画像形成装置から受信した該画像形成装置に関する状態情報に基づいて、前記画像データごとに作像プロセス制御パラメータを決定し、該画像データと共に前記画像形成装置に送ることを特徴とする画像形成システム。
【請求項２】
前記画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、前記像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、トナーを有する現像剤と、該現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、前記像担持体の静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、を備え、
前記上位装置は、前記画像形成装置から状態情報を受け取り、該状態情報に基づいて画像データごとに作像プロセス制御パラメータを決定して該画像データと共に前記画像形成装置に送り、該画像形成装置は、受信した作像プロセス制御パラメータに基づいて、前記露光装置及び前記現像装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項３】
前記上位装置は、前記状態情報及びシミュレーションで必要なパラメータを入力するデータ入力部と、前記像担持体上の潜像電荷密度分布を算出する潜像計算部と、前記現像装置における前記像担持体表面の電界を算出する電界計算部と、前記像担持体上のトナー付着量分布を算出する付着量計算部と、ソリッド画像とライン画像のトナー付着量の最大値と最小値が規定範囲内にあるか否かを評価する計算結果評価部と、を有する画質予測手段を備え、
前記上位装置は、前記画質予測手段により出力画質を予測して露光・現像制御パラメータを決定し、前記画像データと共に前記画像形成装置に送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成システム。
【請求項４】
前記上位装置は、前記画質予測手段によってシミュレーションすることにより、出力画質を予測することを特徴とする請求項３に記載の画像形成システム。
【請求項５】
前記画像形成装置による制御の対象を、基本的なプロセス制御、状態の検知、及び前記上位装置との通信制御とすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像形成システム。
【請求項６】
前記上位装置は、前記現像装置の温湿度情報、露光パワー及びデューティ情報、前記像担持体の表面電位情報、前記現像剤担持体の速度情報、及び印加電圧情報のうち、少なくとも１つ以上の情報を前記画像形成装置から受け取ることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成システム。
【請求項７】
前記画像形成装置は、前記現像装置がトナーとキャリアからなる二成分現像剤を有する場合、前記現像装置内のトナーとキャリアの混合比を検知する検知器を有し、
前記上位装置は、前記検知器により検知した値及び前記現像装置の温湿度情報、露光パワー及びデューティ情報、前記像担持体の表面電位情報、前記現像剤担持体の速度情報、及び印加電圧情報のうち、少なくとも一つ以上の情報を前記画像形成装置から受け取ることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像形成システム。
【請求項８】
前記上位装置は、前記検知器により検知した値及び前記現像装置の温湿度情報、露光パワー及びデューティ情報、前記像担持体の表面電位情報、前記現像剤担持体の速度情報、及び印加電圧情報に基づいて、少なくとも一つ以上の露光・現像制御パラメータを決定し、前記画像形成装置に送ることを特徴とする請求項７に記載の画像形成システム。
【請求項９】
前記シミュレーションにより、ソリッド画像の像担持体上トナー付着量及びライン画像の像担持体上トナー付着量の少なくとも何れか一方を予測し、前記画像形成装置の仕様および画像データにより定めた範囲となるように露光・現像制御パラメータを決定し、前記画像形成装置に送ることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の画像形成システム。
【請求項１０】
前記シミュレーションにより、ライン画像の前記像担持体上トナー付着量を予測し、前記画像形成装置の仕様および画像データにより定めた範囲の上限値を、転写プロセスにおいてライン画像の一部が転写されない事がない値となるように前記露光・現像制御パラメータを決定し、前記画像形成装置に送ることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の画像形成システム。
【請求項１１】
前記ソリッド画像濃度およびライン画像濃度の範囲を選択可能としたことを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成システム。
【請求項１２】
前記上位装置の制御ソフトウェアの更新により、露光・現像制御パラメータの決定方法を変更可能としたことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の画像形成システム。
【請求項１３】
前記上位装置は、画像出力命令を送信する装置であることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の画像形成システム。
【請求項１４】
画像読取装置を有する画像形成装置において、前記画像読取装置により出力画像を読み取り、前記上位装置により解析して出力画質の予測精度を維持して向上させることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか一項に記載の画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成システムに関し、さらに詳しくは、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置が備える電子写真方式の現像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置の制御は、図６に示すようにレーザプリンタ３側に制御用ソフトウェアを持ち、作像プロセスを含めた大半の制御を行っており、トナー残量、カセット中の用紙サイズ、プリントの進行状況等のレーザプリンタ３の状態情報１２０を上位装置１に送り、出力装置につながったコンピュータ等の上位装置１側では、プリント枚数、用紙サイズ、プリントデータ等の情報１２１の指定及び印刷状況の表示程度しか行っていなかった。
【０００３】
また、特許文献１には、複数の画像形成装置に通信回線を介してホストコンピュータと接続し、各画像形成装置の環境状態を検知し、ホストコンピュータで各画像形成装置に最適な画像濃度を得るための画像形成条件を得る方法が開示されている。しかし、出力される画像データに対応した制御は行われておらず、また画像濃度以外の画質に関する考慮もされていない。
【特許文献１】特開平５−２６０３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の画像形成装置は、作像プロセスを含めた大半の制御を画像形成装置に内蔵されたソフトウェアにより制御しているため、処理能力に限界があり詳細な制御が行われていなかった。例えばページ毎の様に細かな単位でプリントの内容に応じた作像プロセス制御は行われていない。また、プリント装置に内蔵する制御ソフトウェアは、制約条件の多い中で多くの機能と一定の処理速度を確保しなければならないため、開発のために多大な時間と開発コストを必要とするといった問題がある。また、従来装置の様に装置に内蔵された作像プロセス制御方式では、装置や消耗品材料の経時変動に対応できないため、出荷時の画像品質を保持することが困難であるといった問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、上位装置が画像形成装置から受信した状態情報に基づいて、画像データごとに最適な作像プロセス制御パラメータを決定して画像形成装置に送信することにより、経時変化による画像品質の劣化を補正して、現状における最良の出力画質により画像形成することが可能な画像形成システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、画像データを生成する上位装置と、該上位装置に接続された画像形成装置と、を備えた画像形成システムであって、前記上位装置は、該上位装置が選択した入力情報及び前記画像形成装置から受信した該画像形成装置に関する状態情報に基づいて、前記画像データごとに作像プロセス制御パラメータを決定し、該画像データと共に前記画像形成装置に送ることを特徴とする。
本発明は、画像形成装置から受信した状態情報に基づいて、その画像形成装置に関する作像プロセス制御パラメータを画像データごとに決定するので、経時変化による画像品質の劣化を補正して、現状における最良の出力画質により画像形成することができる。
【０００７】
また、請求項２は、前記画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、前記像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、トナーを有する現像剤と、該現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、前記像担持体の静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、を備え、前記上位装置は、前記画像形成装置から状態情報を受け取り、該状態情報に基づいて画像データごとに作像プロセス制御パラメータを決定して該画像データと共に前記画像形成装置に送り、該画像形成装置は、受信した作像プロセス制御パラメータに基づいて、前記露光装置及び前記現像装置を制御することを特徴とする。
静電潜像が形成される像担持体と、像担持体を帯電させる帯電装置と、像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、トナーを有する現像剤と、現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、像担持体の静電潜像を現像する現像装置を有する画像形成装置において、画像形成装置に接続された上位装置が画像形成装置から情報を受け取り、画像データごとに露光・現像制御パラメータを決定し、画像形成装置に送ることにより現像装置を制御するので、従来の画像形成装置では処理能力の限界により行うことができなかった、柔軟かつ詳細な制御を行うことができる。また、ネットワーク等を介して複数の上位装置でプリンタを共有する場合であっても、画像データの内容に合わせた個別の制御が容易に実現できる。
【０００８】
また、請求項３は、前記上位装置は、前記状態情報及びシミュレーションで必要なパラメータを入力するデータ入力部と、前記像担持体上の潜像電荷密度分布を算出する潜像計算部と、前記現像装置における前記像担持体表面の電界を算出する電界計算部と、前記像担持体上のトナー付着量分布を算出する付着量計算部と、ソリッド画像とライン画像のトナー付着量の最大値と最小値が規定範囲内にあるか否かを評価する計算結果評価部と、を有する画質予測手段を備え、前記上位装置は、前記画質予測手段により出力画質を予測して露光・現像制御パラメータを決定し、前記画像データと共に前記画像形成装置に送信することを特徴とする。
上位装置によって出力画質を予測することにより、露光・現像制御パラメータを決定して画像形成装置に送ることにより、従来の画像形成装置では処理能力の限界により行うことができなかった、柔軟かつ詳細な制御を行うことができる。
【０００９】
また、請求項４は、前記上位装置は、前記画質予測手段によってシミュレーションすることにより、出力画質を予測することを特徴とする。
上位装置によってシミュレーションすることにより、出力画質を予測するので、従来の画像形成装置では行われている、予め用意したテーブルからパラメータを選択する方法とは異なり、柔軟かつ詳細な制御を行うことができる。
【００１０】
また、請求項５は、前記画像形成装置による制御の対象を、基本的なプロセス制御、状態の検知、及び前記上位装置との通信制御とすることを特徴とする。
画像形成装置の制御を、基本的なプロセス制御と状態の検知と上位装置との通信制御に限定するので、画像形成装置の開発と製造および保守コストを低減することができる。
【００１１】
また、請求項６は、前記上位装置は、前記現像装置の温湿度情報、露光パワー及びデューティ情報、前記像担持体の表面電位情報、前記現像剤担持体の速度情報、及び印加電圧情報のうち、少なくとも１つ以上の情報を前記画像形成装置から受け取ることを特徴とする。
現像装置の温湿度、露光パワー及びデューティ、像担持体の表面電位、現像剤担持体の速度および印加電圧のうち、少なくとも１つ以上の情報を上位装置が画像形成装置から受け取ることをことにより、出力画質を正確に予測することができ、柔軟かつ詳細に制御パラメータを決定することができる。尚、現像装置の温湿度を受け取る場合、画像形成装置は温湿度検知器を有し、像担持体の表面電位を受け取る場合は、表面電位検知器を有する。
【００１２】
また、請求項７は、前記画像形成装置は、前記現像装置がトナーとキャリアからなる二成分現像剤を有する場合、前記現像装置内のトナーとキャリアの混合比を検知する検知器を有し、前記上位装置は、前記検知器により検知した値及び前記現像装置の温湿度情報、露光パワー及びデューティ情報、前記像担持体の表面電位情報、前記現像剤担持体の速度情報、及び印加電圧情報のうち、少なくとも一つ以上の情報を前記画像形成装置から受け取ることを特徴とする。
トナーとキャリアからなる二成分現像剤を有する現像装置において、現像装置内のトナーとキャリアの混合比を検知する検知器を有し、検知した値および各種情報のうち、少なくとも一つ以上の情報を上位装置が画像形成装置から受け取ることにより、出力画質を正確に予測することができ、柔軟かつ詳細に制御パラメータを決定することができる。
【００１３】
また、請求項８は、前記上位装置は、前記検知器により検知した値及び前記現像装置の温湿度情報、露光パワー及びデューティ情報、前記像担持体の表面電位情報、前記現像剤担持体の速度情報、及び印加電圧情報に基づいて、少なくとも一つ以上の露光・現像制御パラメータを決定し、前記画像形成装置に送ることを特徴とする。
現像剤担持体の速度および印加電圧、露光パワー及びデューティのうち、少なくとも一つ以上の露光・現像制御パラメータを決定し、画像形成装置に送ることにより、出力画質を正確に予測することができ、柔軟かつ詳細に制御パラメータを決定することができる。
【００１４】
また、請求項９は、前記シミュレーションにより、ソリッド画像の像担持体上トナー付着量及びライン画像の像担持体上トナー付着量の少なくとも何れか一方を予測し、前記画像形成装置の仕様および画像データにより定めた範囲となるように露光・現像制御パラメータを決定し、前記画像形成装置に送ることを特徴とする。
シミュレーションにより、ソリッド画像の像担持体上トナー付着量およびライン画像の像担持体上トナー付着量の少なくともどちらか一方を予測し、画像形成装置の仕様および画像データにより定めた範囲となるように露光・現像制御パラメータを決定し、画像形成装置に送ることにより、より画質の良い制御パラメータを柔軟かつ詳細に決定することができる。
【００１５】
また、請求項１０は、前記シミュレーションにより、ライン画像の前記像担持体上トナー付着量を予測し、前記画像形成装置の仕様および画像データにより定めた範囲の上限値を、転写プロセスにおいてライン画像の一部が転写されない事がない値となるように前記露光・現像制御パラメータを決定し、前記画像形成装置に送ることを特徴とする。
シミュレーションにより、ライン画像の像担持体上トナー付着量を予測し、範囲の上限値を、転写プロセスにおいてライン画像の一部が転写されない異常画像が発生しない値となるように露光・現像制御パラメータを決定し、画像形成装置に送ることにより、転写プロセスにおいてライン画像の一部が転写されない異常画像、いわゆる中抜けがおきない条件の制御パラメータを柔軟かつ詳細に決定することができる。
【００１６】
また、請求項１１は、前記ソリッド画像濃度およびライン画像濃度の範囲を選択可能としたことを特徴とする。
ユーザに何をどれだけ優先するかを選択させることにより、ソリッド画像濃度およびライン画像濃度の範囲を変更することにより、ユーザの要望にあわせて、柔軟かつ詳細に制御パラメータを決定することができる。
【００１７】
また、請求項１２は、前記上位装置の制御ソフトウェアの更新により、露光・現像制御パラメータの決定方法を変更可能としたことを特徴とする。
上位装置の制御ソフトウェアの更新のみにより、露光・現像制御パラメータの決定方法を変更することにより、画像形成装置の制御ソフトウェアの更新を行うことなく、最新の露光・現像制御パラメータ決定方法に変更することができる。
【００１８】
また、請求項１３は、前記上位装置は、画像出力命令を送信する装置であることを特徴とする。
上位装置とは、ユーザが画像出力命令を送信する装置であることにより、画像データを送信する負荷なく、露光・現像制御パラメータを決定することができる。また、制御ソフトウェアの更新をサービスマンが行うことなく、ユーザが行うことができる。
【００１９】
また、請求項１４は、画像読取装置を有する画像形成装置において、前記画像読取装置により出力画像を読み取り、前記上位装置により解析して出力画質の予測精度を維持して向上させることを特徴とする。
画像読取装置を有する画像形成装置において、出力画像を読み取り、前記上位装置で解析し、自立的に出力画質の予測精度を維持・向上させることにより、常に適切な露光・現像制御を継続することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、画像データを生成する上位装置と、上位装置に接続された画像形成装置と、を備えた画像形成システムであって、上位装置は、選択した入力情報及び画像形成装置から受信した状態情報に基づいて、画像データごとに作像プロセス制御パラメータを決定し、画像データと共に画像形成装置に送るので、経時変化による画像品質の劣化を補正して、現状における最良の出力画質により画像形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の第１の実施形態に係る画像形成システムの画像形成装置と上位装置の関係を示す概略図である。ＰＣ等の上位装置１は、ケーブル或いはネットワーク２によりレーザプリンタ（画像形成装置）３と接続されている。上位装置１は、上位装置１の利用者５により優先事項の選択（画質、速度）、用紙の選択が行なわれ、装置内に置かれたソフトウェアによって、ソフトウェアに内蔵したレーザプリンタ３に関する情報及び印刷材料の特性データと、レーザプリンタ３から受信したレーザプリンタ３の状態情報（トナー残量、カセット中の用紙サイズ、プリントの進行状況、プリント枚数累計、装置各部の温度、装置各部の劣化状態等）４に基づいて作像プロセス制御パラメータ６を決定して、プリント枚数、用紙サイズ、プリントデータと共にレーザプリンタ３に送信する。
即ち、本実施形態は、レーザプリンタ３から受信した状態情報４に基づいて、そのレーザプリンタ３に関する作像プロセス制御パラメータを画像データごとに決定するので、経時変化による画像品質の劣化を抑制して、現状における最良の出力画質により画像形成することができる。
【００２２】
また、レーザプリンタ３は、静電潜像が形成される像担持体と、像担持体を帯電させる帯電装置と、像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、トナーを有する現像剤と、現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、像担持体の静電潜像を現像する現像装置を有し、レーザプリンタ３に接続された上位装置１がレーザプリンタ３から情報を受け取り、画像データごとに露光・現像制御パラメータを決定し、レーザプリンタ３に送ることにより現像装置を制御するので、従来のレーザプリンタ３では処理能力の限界により行うことができなかった、柔軟かつ詳細な制御を行うことができる。また、ネットワーク等を介して複数の上位装置でレーザプリンタ３を共有する場合であっても、画像データの内容に合わせた個別の制御が容易に実現することができる。
【００２３】
図２は、本実施形態に係る複写機の概略構成図である。この複写機はプリンタ部１００、これを載せる給紙装置２００、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ３００などを備えている。また、このスキャナ３００の上に固定された原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという）４００なども備えている。
上記プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１８Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスカートリッジ１８Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、２次転写装置２２、レジストローラ対４９、給紙カセット２０、ベルト定着方式の定着ユニット２５などが配設されている。
光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザー光を照射する。
【００２４】
図３は、上記プロセスカートリッジ１８Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋのうち、イエロー用のプロセスカートリッジ１８Ｙと、シアン用のプロセスカートリッジ１８Ｃとの概略構成を示す拡大図である。なお、他のプロセスカートリッジ１８Ｍ、Ｋについても、トナーの色が異なる点以外はそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。図３において、トナー像を生成する像生成部であるプロセスカートリッジ１８Ｙは、ドラム状の感光体４０、帯電器６０、現像器６１、ドラムクリーニング装置６３、除電器６４などを有している。
【００２５】
帯電手段である帯電器６０は、感光体４０Ｙに対して、帯電バイアスが印加されながら回転駆動せしめられる回転帯電部材たる帯電ローラを所定の微小ギャップを介して対向させている。そして、この微小ギャプにて、帯電ローラから感光体４０Ｙに放電を生じさせて、感光体４０Ｙを一様帯電せしめる。帯電ローラを回転させるのは、放電直後のローラ表面を微小ギャップから退避させるとともに、放電していないローラ表面を微小ギャップに進入させることで、安定した放電を生じさせるためである。帯電回転部材としては、帯電ローラの他、帯電ドラムやローラ状の帯電ブラシなどを用いることができる。
帯電器６０の回転帯電部材である帯電ローラに帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加手段である図示しない帯電バイアス電源も備えている。帯電バイアス電源は、帯電ローラに少なくとも交流成分を含む交流帯電バイアスを供給するように構成されている。本複写機では、交流方式の帯電と、直流方式の現像との組合せを採用している。
【００２６】
帯電処理が施された感光体４０Ｙの表面には、上記光書込ユニット２１によって変調及び偏向されたレーザー光Ｌが照射される。すると、照射部（露光部）の電位が−１５０〜−５００［Ｖ］程度まで減衰する。この減衰により、感光体４０Ｙ表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は現像手段である現像器６１によって現像されてＹトナー像となる。
潜像担持体たる感光体４０Ｙは、例えばアルミニウム等からなる素管に、感光性を発揮する有機感光材からなる感光層が被覆され、更にこの上に厚さ３．５〜５．０［μｍ］のフィラー補強電荷輸送層が被覆されたドラム状のものである。ドラム状のものに代えて、ベルト状のものを採用してもよい。
【００２７】
現像器６１は、ケーシング７０内に現像部６７と攪拌部６６とを有している。現像部６７には、ケーシング７０の開口から周面の一部を露出させる現像スリーブ６５や、ドクターブレード７３などが設けられている。
現像器６１の現像スリーブ６５に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段である図示しない現像バイアス電源を備えている。現像バイアス電源は、現像スリーブ６５に直流成分だけからなる直流現像バイアスを供給するように構成されている。
現像剤担持体である筒状の現像スリーブ６５は、非磁性材料からなり、その表面がサンドブラスト処理等によって十点平均表面粗さがＲｚ１０〜１２［μｍ］程度まで粗面化されたものである。この粗面化により、現像剤搬送能力が高められている。粗面化の代わりに、表面に微小の溝を設けてもよい。現像スリーブ６５は、図示しない駆動手段によって回転されるようになっている。このように回転駆動される現像スリーブ６５の内部には、マグネットローラ７２がスリーブに連れ回らないように固定されている。このマグネットローラ７２は、その周方向に分かれる複数の磁極を有している。これら磁極の影響により、現像スリーブ６５の周囲上には磁界が形成される。
【００２８】
現像器６１の攪拌部６６には、２つの搬送スクリュウ６８、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）７１などが設けられており、磁性キャリアと、マイナス帯電性のＹトナーとを含む図示しないＹ現像剤が収容されている。このＹ現像剤は、２つの搬送スクリュウ６８によって図中奥行き方向に撹拌搬送されて摩擦帯電される。この攪拌搬送の際、現像スリーブ６５の表面に対してその軸線方向に接触する。すると、スリーブ表面から攪拌部６６内に向けて伸びている磁界の影響によって現像スリーブ６５の表面に担持され、スリーブ表面の回転に伴って攪拌部６６内から汲み上げられる。そして、スリーブ表面の回転に伴ってドクターブレード７３との対向位置まで搬送される。この対向位置において、Ｙ現像剤は、現像スリーブ６５とドクターブレード７３との間隙である５００［μｍ］程度のドクターギャップをすり抜ける際に層厚が規制されるとともに、トナーの摩擦帯電が助長される。
【００２９】
上記ドクターギャップをすり抜けたＹ現像剤は、スリーブ表面の回転に伴って、感光体４０Ｙに対向する現像領域に至る。この現像領域では、感光体４０Ｙと現像スリーブ６５とが３５０［μｍ］程度の現像ギャップを介して対向している。また、現像領域におけるスリーブ表面上では、マグネットローラ７２の図示しない現像磁極からの磁力によってＹ現像剤中の磁性キャリアが穂立ちして磁気ブラシを形成する。形成された磁気ブラシは、その先端を感光体４０Ｙに摺擦させながら移動して、感光体４０Ｙ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４０Ｙ上にトナー像たるＹトナー像が形成される。現像領域に搬送されるＹ現像剤中におけるＹトナーの帯電量を、−１０〜−４０［μＣ／ｇ］、好ましくは、−１５〜−３５［μＣ／ｇ］にすることが望ましい。かかる範囲になるように、マグネットローラ７２の磁極の磁力、攪拌性能、ドクターギャップ等を設定するのである。
現像によってＹトナーを消費した現像剤は、現像スリーブ７２の回転に伴って現像器６１内に戻る。そして、器内に形成されている反発磁界や重力の影響を受けてスリーブ表面から離脱して、現像部６７より低い位置に配設された攪拌部６６内に戻される。
【００３０】
上記攪拌部６６内において、２つの搬送スクリュウ６８の間には仕切壁６９が設けられている。この仕切壁６９により、攪拌部６６内が２つに仕切られている。２つの搬送スクリュウ６８のうち、図中右側に配設されている方は、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像スリーブ７２に供給する。図中奥端まで搬送された現像剤は、仕切壁６９に設けられた図示しない開口部を通って図中左側の搬送スクリュウ６８に受け渡される。そして、この搬送スクリュウ６８の回転駆動により、今度は図中側から手前側へと搬送された後、仕切壁６９に設けられた図示しないもう一方の開口部を通って図中右側の搬送スクリュウ６８上に戻る。このようにして、現像剤は攪拌部６６内を循環搬送せしめられる。
【００３１】
透磁率センサからなるＴセンサ７１は、図中右側の搬送スクリュウ６８の下方に設けられ、その上を搬送されるＹ現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Ｔセンサ７１はＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。制御部は、ＲＡＭ等を備えており、この中にＴセンサ７１からの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆを格納している。また、他の現像器に搭載された図示しないＴセンサからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆ、Ｃ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータも格納している。Ｙ用Ｖｔｒｅｆは、図示しないＹトナー供給装置の駆動制御に用いられる。具体的には、上記制御部は、Ｙ用のＴセンサ７１からの出力電圧の値をＹ用Ｖｔｒｅｆに近づけるように、図示しないＹトナー供給装置を駆動制御して現像器６１の攪拌部６６内にＹトナーを補給させる。この補給により、現像器６１内の現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスカートリッジの現像器についても、同様のトナー補給制御が実施される。
【００３２】
以下、本発明で画質予測方法として使用した、シミュレーション方法について説明する。
図４は本実施形態におけるシミュレーション方法の概略構成を示すブロック図である。本シミュレーション方法は、データ入力部１１０、潜像計算部１１１、電界計算部１１２、付着量計算部１１３及び計算結果評価部１１４を有している。データ入力部１１０は、画像形成装置から受信した情報およびシミュレーションで必要なパラメータを入力するためのものである。潜像計算部１１１は、感光体上の潜像電荷密度分布を算出するものである。電界計算部１１２は、現像部における感光体表面の電界を算出するものである。付着量計算部１１３は、感光体上のトナー付着量分布を算出するものである。本実施形態では、潜像計算部１１１、電界計算部１１２、付着量計算部１１３は、「宇佐美元宏,門永雅史:「3次元電界計算によるトナー像シミュレーション」, Japan Hardcopy2004論文集, p283-286(2004).」を参考にして算出した。計算結果評価部１１４は、図５に示すように、ソリッド画像濃度評価用パターン１１５、ライン画像濃度評価用パターン１１６それぞれの評価用画像パターンにおいて、ソリッド画像の感光体上トナー付着量（以下、単に「付着量」という）およびライン画像の付着量を評価するものである。ソリッド画像では、画像の縁（エッジ部）の付着量が多くなる傾向があり、またライン画像部ではラインの中央部の付着量が多くなる傾向がある。そこで本実施形態では、それぞれの画像に対して、付着量の最大値と最小値が定められた範囲内にあるかを評価した。
【００３３】
以下、本発明で使用した露光・現像制御パラメータの決定法について説明する。まず、画像形成装置から、現像装置の温湿度、非画像部の感光体表面電位、ソリッド画像部の感光体表面電位、露光パワー及びデューティ、現像バイアス、トナー濃度を受信する。尚、露光パワー及びデューティ、現像バイアスの制御パラメータに関して、画像形成装置が送信した時点において設定されている値とした。受信したデータを用いて、図５に示すそれぞれの評価表画像パターンのシミュレーションを行い、ソリッド画像の付着量およびライン画像の付着量を算出する。
一方、画像データを絵柄情報と文字情報に分け、画像データ全体に対するそれぞれの比率を算出する。絵柄情報と文字情報に分けることができない画像データの場合、例えば黒色と他色（Ｙｅｌｌｏｗ、Ｃｙａｎ、Ｍａｇｅｎｔａ）の比率で代用することもできる。絵柄情報と文字情報の比率と画像形成装置の仕様を元に、予めそれぞれの付着量の許容範囲を決定しておく。
例えば、絵柄情報が多い場合はソリッド画像の付着量の許容範囲を狭くし、文字情報が多い場合はライン画像の付着量の許容範囲を狭くする。また、ライン画像のトナー付着量が多すぎる場合、転写過程において画像の一部が転写されない、いわゆる中抜け現象が発生する。そこで、ライン画像の付着量の上限を中抜けがおきない値で規定することもできる。また、ユーザに何をどれだけ優先するか入力させ、ユーザの要望にあうように評価値の許容範囲を変更することもできる。
【００３４】
シミュレーションで算出したそれぞれの評価値が許容範囲を超えていた場合、その評価値に寄与する制御パラメータを変更し、再度シミュレーションを行う。例えば、ソリッド画像の付着量が低かった場合、現像バイアスを高くする。また、ライン画像の付着量が多かった場合、現像バイアスを低くするか、ライン画像部の露光パワー及びデューティを低くする。このとき、現像バイアスを低くするとソリッド画像の付着量も低くなるため、ライン画像部の露光パワー及びデューティを低くする方が望ましい。もちろん、ソリッド画像の付着量が高い場合は、現像バイアスを低くすることで両者を改善することができる。この操作を繰り返すことにより、全ての評価値が許容範囲内となる制御パラメータを算出する。ただし、上位装置の性能やユーザの待機時間を考え、一定時間以内に算出できなかった場合は、それまでに算出した評価値の中で最も良い制御パラメータを用いることもできる。尚、評価値が許容範囲内となる制御パラメータを算出する方法として、遺伝的アルゴリズムやパウエル法といったパラメータ最適化手法を用いることもできる。
以上説明した方法により、従来行われていたテーブルによる制御に比べ、柔軟かつ詳細に制御を行うことができる。全ての条件において、あらかじめシミュレーションもしくは実験を行い、テーブルを作成することは、理論上可能では有るが、本実施形態において使用した条件は７つあり、７次元のテーブルとなり非現実的な大きさとなる。また、テーブルは条件の値が離散的になってしまうため、詳細な制御に対して限界がある。
【００３５】
第２の実施形態として、第１の実施形態に記載の複写機および画質予測方法、露光・現像制御パラメータ決定法を用いた構成において、画質予測方法および露光・現像制御パラメータ決定法を、上位装置利用者５が更新できる構成とする。上位装置利用者５は、例えば、インターネット上に公開された最新の画質予測方法および露光・現像制御パラメータ決定法のソフトウェアをダウンロードし、上位装置のソフトウェアを更新することで、容易に最新の画質予測方法および露光・現像制御パラメータ決定法を使用することができる。
以上説明した方法により、従来サービスマンが複写機一台一台の更新を行っていた作業が不要となり、またサービスマンが出張するライムラグ無しに、上位装置利用者は最新のソフトウェアを入手することができる。
【００３６】
第３の実施形態として、第１の実施形態に記載の複写機および画質予測方法、露光・現像制御パラメータ決定法を用いた構成において、複写機のスキャナ機能を用いて出力画像を自動または手動操作により取り込み、上位装置１に送信する機能を付加する。送信された画像データと画質予測方法による結果を比較することにより、画質予測方法で用いたシミュレーションのパラメータを補正する。
以上説明した方法により、常に一定の画質予測精度を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成システムの画像形成装置と上位装置の関係を示す概略図。
【図２】本実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図３】上記プロセスカートリッジＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋのうち、イエロー用のプロセスカートリッジと、シアン用のプロセスカートリッジとの概略構成を示す拡大図。
【図４】本実施形態におけるシミュレーション方法の概略構成を示すブロック図。
【図５】ソリッド画像濃度評価用パターンとライン画像濃度評価用パターンの図。
【図６】従来の画像形成システムの画像形成装置と上位装置の関係を示す概略図。
【符号の説明】
【００３８】
１  上位装置、２  ケーブル又はネットワーク、３  ラーザプリンタ、４  状態情報、５  上位装置の利用者、６  作像プロセス制御パラメータ、１１０  データ入力部、１１１  潜像計算部、１１２  電界計算部、１１３  付着量計算部、１１４  計算結果評価部
【図１】
2008134578.tif 000003
【図２】
2008134578.tif 000004
【図３】
2008134578.tif 000005
【図４】
2008134578.tif 000006
【図５】
2008134578.tif 000007
【図６】
2008134578.tif 000008