(57)【要約】【課題】画像形成条件制御の制御時間や該制御で消費される現像剤量が必要以上に増加するのを防止し、且つ、十分な制御精度を得ることができ、又画像形成条件制御の直前、直後で画像濃度に大きな差が生じるのを防止し、常に高品質な画像を得ることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成条件を所定幅毎に所定回数変更しながら濃度検知用の現像剤像をそれぞれ形成し、各々の濃度検知用の現像剤像の濃度を濃度検知手段１００により検知して画像形成条件を制御する画像形成装置Ａは、上記所定回数を可変制御する構成とする。又、画像形成装置Ａは、上記所定幅と所定回数とにより定められる画像形成条件範囲内に、現像剤像濃度の制御目標値を得る画像形成条件が存在しない場合、該画像形成条件範囲内で制御目標値に最も近い濃度を得る画像形成条件に制御するように構成することができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成条件を所定幅毎に所定回数変更しながら濃度検知用の現像剤像をそれぞれ形成し、各々の濃度検知用の現像剤像の濃度を濃度検知手段により検知して画像形成条件を制御する画像形成装置であって、前記所定回数を可変制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記所定回数は、前記画像形成条件制御の起動条件に応じて変更することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記所定回数は、前回の前記画像形成条件制御からの時間に応じて変更することを特徴とする請求項２の画像形成装置。
【請求項４】
前回の前記画像形成条件制御からの時間が長いほど前記所定回数を多くすることを特徴とする請求項３の画像形成装置。
【請求項５】
前記装置のウォームアップ中の前記画像形成条件制御における前記所定回数と、前記装置のウォームアップ完了後の前記画像形成条件制御における前記所定回数とを切り替えることを特徴とする請求項２の画像形成装置。
【請求項６】
前記装置のウォームアップ中の前記画像形成条件制御における前記所定回数は、前記装置のウォームアップ完了後の前記画像形成条件制御における前記所定回数より多いことを特徴とする請求項５の画像形成装置。
【請求項７】
前記所定回数は、前記装置の環境条件に応じて変更することを特徴とする請求項２の画像形成装置。
【請求項８】
前記所定幅と前記所定回数とにより定められる画像形成条件範囲内に、現像剤像濃度の制御目標値を得る画像形成条件が存在しない場合、前記画像形成条件範囲内で前記制御目標値に最も近い濃度を得る画像形成条件に制御することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項９】
前記所定回数は、前記画像形成条件制御の起動条件により変更することを特徴とする請求項８の画像形成装置。
【請求項１０】
前記所定回数は、前記装置の一連の出力画像形成途中であるか否かによって切り替えることを特徴とする請求項９の画像形成装置。
【請求項１１】
前記装置の一連の出力画像形成途中の前記画像形成条件制御における前記所定回数は、前記装置のウォームアップ中の前記画像形成条件制御における前記所定回数より少ないことを特徴とする請求項１０の画像形成装置。
【請求項１２】
前記所定回数は、前記装置の環境条件に応じて変更することを特徴とする請求項９の画像形成装置。
【請求項１３】
像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像担持体を露光して静電像を形成する露光手段と、前記像担持体に形成された静電像に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像手段と、を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
各々が少なくとも前記像担持体と、前記帯電手段と、前記現像手段と、を備える像形成手段を複数有し、各像形成手段はそれぞれ異なる色の現像剤像を形成することを特徴とする請求項１３の画像形成装置。
【請求項１５】
前記濃度検知用の現像剤像を前記像担持体上に形成し、該像担持体上で該濃度検知用の現像剤像の濃度を検知することを特徴とする請求項１３又は１４の画像形成装置。
【請求項１６】
前記像担持体上に形成した前記濃度検知用の現像剤像を転写体上に転写し、該転写体上で該濃度検知用の現像剤像の濃度を検知することを特徴とする請求項１３又は１４の画像形成装置。
【請求項１７】
前記画像形成条件として、前記帯電手段に印加する電圧及び／又は前記現像手段に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項１３〜１６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記濃度検知手段は、前記濃度検知用の現像剤像が形成された表面に光を照射する発光部と、該表面からの光を受光する受光部と、を有する光センサであることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかの項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、電子写真方式、静電記録方式等を用いて像担持体上に形成した現像剤像を転写材に転写して記録画像を得る複写機、レーザービームプリンタ、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】
近年、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置において、有彩色（カラー）画像のニーズが高まっている。カラーの画像形成方式としては、画像形成速度等の点で電子写真方式が最も優れていると言われている。
【０００３】
電子写真方式の画像形成装置においては、小型化、高機能化、カラー化が進められてきているが、他方では信頼性の向上、システム展開、メンテナンスフリー、人や環境に優しいこと等の要求が高まってきており、それらの要求を満たすべく様々な画像形成装置が提案されている。
【０００４】
最近では、これら画像形成装置の中でも「中間転写方式」が主流を占めつつある。この方式は、転写材を選ばないこと、カラーレジストレーションに優れている（色ずれが少ない）こと等の利点がある。更には、カラー画像出力の高速化のために、像担持体としての電子写真感光体（感光体）を複数個（例えば４個）積載して、これら複数の感光体上にそれぞれ現像剤により形成した画像（以下、「トナー像」という。）を、中間転写体上に順次に多重転写し、その後、これら４色のトナー像を一括して転写材上に転写する画像形成装置が提案されている。
【０００５】
又、エコロジー対応等のために、転写プロセス後に感光体上に残留する現像剤（以下、「転写残トナー」という。）を回収して再利用することで廃棄する現像剤量を少なくする方式、例えば、「現像同時クリーニング方式」などの、クリーニング手段を無くした方式（以下、「クリーナレス」という。）を採用した複写機やプリンタ等が実用化されている。このようなシステムを採用することで画像形成装置自体を小型化できる等のメリットもある。
【０００６】
上述のクリーナレスシステムは、現像剤として重合法において生成された球形トナーを用いることによって良好に達成される。重合法によって生成された球形トナーによって、クリーナレスプロセス又は現像同時クリーニングによるトナー再利用プロセスが達成できる理由を、トナーと感光体との付着力に注目して以下に説明する。
【０００７】
トナーが現像プロセスにおける現像バイアスや潜像電位によって感光体に付着すると、感光体の表面に接触したトナーに働く主な力としては、鏡映力とファンデルワールス力とがある。鏡映力は、電荷量とその距離に大きく依存する。従来の粉砕によって生成された粉砕トナーは、その表面には凹凸があり、摩擦帯電により、凸部が集中的に帯電される。これに対して重合法によって生成された重合トナーは、その表面が球形又は球形に近い形状を有するため、表面が均一に帯電される。
【０００８】
そして、粉砕トナーにおいては、凸部が接触し、非常に近接した領域に多くの電荷が存在するために、鏡映力は増大する。しかし、重合トナーのように球形をしていると、接触状態はほとんど点状になり、且つ、近接領域の電荷量が少なく、粉砕トナーに比べ鏡映力も小さいので、ファンデルワールス力はより最近接領域が影響し、平面で接触するような状態では非常に大きくなる。
【０００９】
又、粉砕トナーを用いた場合には、多くのトナーの中には上述のような凸部で接触するトナーが多数存在し、この場合にはファンデルワールス力は非常に大きくなる。これに対して、重合トナーは表面形状が球状であるためトナーはほとんど点で接触する。よって、ファンデルワールス力も重合トナーの方が小さくなる。
【００１０】
以上の理由から、球形に近い重合トナーの場合、感光体に対する鏡映力、ファンデルワールス力、つまり付着力が小さくなり転写における転写残トナーが少なく、且つ、現像同時クリーニング時のトナーの回収効果が大きくなり、クリーナレス及び現像同時クリーニングが可能となる。
【００１１】
図１に、中間転写方式及び現像同時クリーニング方式を用いた画像形成装置の一例を示す。
【００１２】
同図に示す画像形成装置Ａは、それぞれ色の異なる４色のトナー像を形成する像形成手段として、４個の画像形成ユニットＵＭ（マゼンタ）、ＵＣ（シアン）、ＵＹ（イエロー）、ＵＢｋ（ブラック）を有しており、これら画像形成ユニットを縦貫するようにして中間転写体としての中間転写ベルト２１が配設されている。
【００１３】
これら４個の画像形成ユニットは、同様の構成であるので、以下では、代表してシアンの画像形成ユニットＵＣの構成を説明する。
【００１４】
画像形成ユニットＵＣは、像担持体として、例えば表層がＯＰＣ（有機光半導体）からなる円筒型の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）１１を有しており、感光ドラム１１は、矢印Ｒ１１方向へ回転駆動される。又、帯電手段としての一次帯電器１２が、感光ドラム１１に接触して設置されている。本例では、一次帯電器１２は、接触帯電部材として帯電ローラ１２ａを有し、これに帯電バイアス電圧を印加することにより感光ドラム１１を帯電させる。露光手段としての露光器１３は、一次帯電器１２に対し、感光ドラム１１の回転方向下流側で感光ドラム１１の表面を露光する。本例では、露光器１３は、レーザ光源、ポリゴンミラーなどを備えるレーザ走査露光光学系である。
【００１５】
現像器１４は、感光ドラム１１の露光位置より更に下流側に、感光ドラム１１と隣接するように設置されている。本例では、現像器１４は、現像剤として、主に樹脂トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備える２成分現像剤を用い、この現像剤をローラ型の現像剤担持体（現像ローラ）１４ａ上に担持して感光ドラム１１へと搬送する。つまり、現像剤担持体１４ａ上に現像剤による磁気ブラシが形成し、これを感光ドラム１１上に接触させると共に、現像ローラ１４ａに現像バイアス電圧を印加して、現像ローラ１４ａと感光ドラム１１との間の電界によって、磁気ブラシ中のトナーを静電像に応じて感光ドラム１１へと転移させ、トナー像を形成する。又、トナーホッパー（トナー供給手段）１５は、トナーバッファー１６を経由して、現像器１４に必要な量のトナーを随時供給する。
【００１６】
中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２２、支持ローラ２３、バックアップローラ２４で張架され、感光ドラム１１に接触しながら、駆動ローラ２２の矢印Ｒ２２方向の回転により、矢印Ｒ２１方向に移動（回転駆動）される。中間転写ベルト２１は、一次転写手段としての転写ブレード２５と感光ドラム１１との間に挟み込まれ、これにより、感光ドラム１１と中間転写ベルト２１との間に一次転写ニップ部（一次転写部）Ｎ１が形成される。二次転写手段としての二次転写ローラ２６は、バックアップローラ２４に対向して設置されており、中間転写ベルト２１との間に二次転写ニップ部（二次転写部）Ｎ２を形成する。
【００１７】
画像形成装置Ａは、転写材Ｐの供給手段として、転写材Ｐを収納したカセット３１、給搬送手段（図示せず）によってカセット３１から給搬送された転写材Ｐを二次転写ニップ部Ｎ２に供給するレジストローラ３２などを有する。転写材Ｐの搬送方向において、二次転写ニップ部Ｎ２よりも下流側において、定着器４１が、中間転写ベルト２１の駆動ローラ２２の近傍に配置されている。又、中間転写体クリーナ５１が二次転写ニップ部Ｎ２より中間転写ベルト２１の移動方向Ｒ２１において下流側に設けられている。
【００１８】
更に、感光ドラム１１の周囲には、前露光（除電）ランプ１７が転写ブレード２５と一次帯電器１２との間に配置されている。
【００１９】
上述の構成の画像形成装置Ａの動作について、シアン色のトナー像を形成するための画像形成ユニットＵＣを例に説明する。尚、他の画像形成ユニットの動作も同様である。
【００２０】
感光ドラム１１は、矢印Ｒ１１方向に回転駆動され、一次帯電器１２により表面が一様にマイナスに帯電された後、露光器１３により露光が行われて、入力原稿を色分解した分版画像に対応した静電潜像がその表面に形成される。ここでは、現像器１４は、マイナスに帯電したトナーを用いて反転現像を行い、静電潜像と対応したトナー像を感光ドラム１１の表面に形成する。感光ドラム１１の表面に形成されたトナー像は、感光ドラム１１と同じ速度で回転している中間転写ベルト２１上に、転写ブレード２５の作用によって一次転写される。
【００２１】
以上の動作を各画像形成ユニットにおいて行い、各感光ドラム１１上に形成されたトナー像が、中間転写ベルト２１に順次多重転写される。フルカラーモードの場合は、中間転写ベルト２１に対してＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）の順でトナー像が一次転写され、単色や、２〜３色モードの場合も、必要な色のトナーが前述と同様の工程で、順に中間転写ベルト２１上に多重転写される。そして、多重転写された合成トナー像は、レジストローラ３２等によって二次転写ニップ部Ｎ２に供給された転写材Ｐに対して、二次転写ローラ２６の作用により二次転写される。そして、トナー像が二次転写された転写材Ｐは、定着器４１にて加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。
【００２２】
一方、トナー像の一次転写後の感光ドラム１１は、前露光ランプ１７によって電位を均一に整えられ、表面に残った一次転写残トナーが一次帯電器１２によって再帯電された後、現像器１４による現像動作中に現像器１４内に回収され、画像形成に再び供される。又、転写材Ｐへの二次転写を終えた中間転写ベルト３１は、その表面に付着している二次転写残トナーが、クリーニングブレード５１ａを有する中間転写体クリーナ５１によって除去され、回収される。
【００２３】
又、画像形成装置Ａには、トナー濃度（現像剤のトナーとキャリアの割合）安定化や画像濃度安定化を目的として、画像濃度検知手段として濃度検知センサ１００が設けられている。本例では、濃度検知センサ１００は、中間転写ベルト２１の移動方向において、最下流の画像形成ユニット（ブラック色のトナー像を形成するための画像形成ユニットＵＢｋ）より下流で、支持ローラ２３の上方に位置して、中間転写ベルト２１に対向配置されている。
【００２４】
図２に概略構成図を示す本例の濃度検知センサ１００は、発光素子として近赤外光の発光ダイオード（ＬＥＤ）、受光素子としてフォトダイオード（ＰＤ）を用いて、顕像化されたトナー像の載った中間転写ベルト２１上の正反射光と乱反射光から画像濃度を検出するものである。その方法を以下に説明する。
【００２５】
本例の濃度検知センサ１００は、発光部である発光ダイオード１００ｃ、受光部である第１、第２、第３のフォトダイオード１００ｅ、１００ｆ、１００ｇ、又第１、第２のプリズム１００ｈ、１００ｉを有する。発光ダイオード１００ｃによる照射光は、第１のプリズム１００ｈにより、入射面に対して垂直方向に振動する成分（ｓ波光）、入射面に対して平行方向に振動する成分（ｐ波光）とに分離される。ｓ波光は、第１のフォトダイオード１００ｅに、ｐ波光はトナー面に照射される。
【００２６】
感光体や中間転写体（本実施例では中間転写ベルト２１）など画像濃度を検知する際の下地となる面に入射したｐ波光は、ほぼ正反射してｐ波として第２のプリズム１００ｉを通過して、第２のフォトダイオード１００ｆに入射する。トナー面に照射されたｐ波光は、乱反射してｓ波とｐ波とになり、第２のプリズム１００ｉを通過してｐ波は第２のフォトダイオード１００ｆに入射し正反射光を、ｓ波は第３のフォトダイオード１００ｇに入射し乱反射光をそれぞれ検出される。
【００２７】
ここで、図３に画像濃度に対する第２のフォトダイオード１００ｆ、第３のフォトダイオード１００ｇの各出力を示す。図３から分かるように、実際には第２のフォトダイオード１００ｆにも乱反射成分が入射しているものと考えられる。そのため、第２のフォトダイオード１００ｆの出力から第３のフォトダイオード１００ｇの出力にある係数を乗じたものを引くこと、即ち、下記式、
補正出力＝「ｐ波出力」−「ｓ波出力」×補正係数
によって、図４に示すような真の正反射出力が得られる。
【００２８】
このような濃度検知センサ１００を用いて、画像形成装置Ａの最大画像濃度を制御するために、濃度検知センサ１００の読み値から帯電電圧、現像電圧等の画像形成条件を制御（画像形成条件制御）する方法が知られている。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、上記画像形成条件制御において、短時間で制御しようとすると精度が悪く、精度を良くしようとすると制御に時間がかかる或いは制御で用いられる現像剤量が増すことがあった。
【００３０】
又、画像形成制御を行うことによって、たとえ制御後の画像濃度が目標値になっていても、制御直前、直後での画像濃度差が大きくなり、品質的に好ましくないことがあった。
【００３１】
従って、本発明の目的は、画像形成条件制御の制御時間や該制御で消費される現像剤量が必要以上に増加するのを防止し、且つ、十分な制御精度を得ることのできる画像形成装置を提供することである。
【００３２】
本発明の他の目的は、画像形成条件制御の直前、直後での画像濃度変化量を抑えて、常に高品質な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することである。
【００３３】
【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、画像形成条件を所定幅毎に所定回数変更しながら濃度検知用の現像剤像をそれぞれ形成し、各々の濃度検知用の現像剤像の濃度を濃度検知手段により検知して画像形成条件を制御する画像形成装置であって、前記所定回数を可変制御することを特徴とする画像形成装置である。
【００３４】
本発明の好ましい一実施態様によると、前記所定回数は、前記画像形成装置の起動条件に応じて変更する。一実施態様では、前記所定回数は、前回の前記画像形成条件制御からの時間に応じて変更し、その一実施態様によれば、前回の前記画像形成条件制御からの時間が長いほど前記所定回数を多くする。又、他の実施態様では、前記装置のウォームアップ中の前記画像形成条件制御における前記所定回数と、前記装置のウォームアップ完了後の前記画像形成条件制御における前記所定回数とを切り替え、その一実施態様によれば、前記装置のウォームアップ中の前記画像形成条件制御における前記所定回数は、前記装置のウォームアップ完了後の前記画像形成条件制御における前記所定回数より多い。更に他の実施態様では、前記所定回数は、前記装置の環境条件に応じて変更する。
【００３５】
本発明の他の実施態様によると、前記所定幅と前記所定回数とにより定められる画像形成条件範囲内に、現像剤像濃度の制御目標値を得る画像形成条件が存在しない場合、前記画像形成条件範囲内で前記制御目標値に最も近い濃度を得る画像形成条件に制御する。好ましい一実施態様によると、前記所定回数は、前記画像形成条件制御の起動条件により変更する。一実施態様では、前記所定回数は、前記装置の一連の出力画像形成途中であるか否かによって切り替える。その一実施態様では、前記装置の一連の出力画像形成途中の前記画像形成条件制御における前記所定回数は、前記装置のウォームアップ中の前記画像形成条件制御における前記所定回数より少ない。又、他の実施態様では、前記所定回数は、前記装置の環境条件に応じて変更する。
【００３６】
本発明の一実施態様によると、画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像担持体を露光して静電像を形成する露光手段と、前記像担持体に形成された静電像に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像手段と、を有する。一実施態様では、画像形成装置は、各々が少なくとも前記像担持体と、前記帯電手段と、前記現像手段と、を備える像形成手段を複数有し、各像形成手段はそれぞれ異なる色の現像剤像を形成する。前記濃度検知用の現像剤像は、前記像担持体上に形成し、該像担持体上で該濃度検知用の現像剤像の濃度を検知することができる。或いは、前記像担持体上に形成した前記濃度検知用の現像剤像を転写体上に転写し、該転写体上で該濃度検知用の現像剤像の濃度を検知することができる。
【００３７】
本発明において、前記画像形成条件として、前記帯電手段に印加する電圧及び／又は前記現像手段に印加する電圧を制御することができる。又、本発明において、前記濃度検知手段は、前記濃度検知用の現像剤像が形成された表面に光を照射する発光部と、該表面からの光を受光する受光部と、を有する光センサであってよい。
【００３８】
【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。
【００３９】
実施例１
本実施例において、本発明は、図１を参照して説明した画像形成装置において具現化される。従って、画像形成装置の全体的構成、機能についての詳しい説明は省略し、本発明の特徴部分について説明する。
【００４０】
本実施例では、画像濃度安定化のために、濃度検知センサ１００を用いて帯電バイアス及び現像バイアスを制御する画像形成条件制御を行う。その方法は、以下の通りである。
【００４１】
基準帯電バイアス値、現像バイアス値から、所定幅（以下、「制御幅」という。）として±２０Ｖステップずつ、所定回数（以下、「ステップ回数」という。）帯電バイアス、現像バイアスをそれぞれ変更しながら、濃度検知用画像である基準パッチをそれぞれ形成する。各々の基準パッチの濃度を濃度検知センサ１００で検知し、図５に示すように、目標濃度を挟む２点間での線形補間により、目標濃度となるべき帯電バイアス、現像バイアスを算出する。
【００４２】
その際、画像形成条件制御の起動条件として前回の制御からの経過時間により上記ステップ回数を変更する。具体的には、本実施例では、表１に示すような回数である。従って、制御レンジ（画像形成条件範囲）はそれぞれ、±４０Ｖ、±８０Ｖ、±１２０Ｖとなる。
【００４３】
【表１】
2004126126.tif 000003
【００４４】
つまり、前回の制御からの経過時間が長くなるほど画像濃度変動量が大きくなる確率が増すため、それに応じて制御に用いる帯電バイアス、現像バイアスのレンジを広げる。
【００４５】
例えば、このステップ回数を、前回の制御からの経過時間が長い場合に合わせて多くすると、前回の制御からの経過時間が短く、画像濃度変動量が小さい確率が高い状態に対しては、制御時間や制御により消費されるトナー量が過剰となり、無駄である。一方、ステップ回数を、前回の制御からの経過時間が小さい場合に合わせて少なくすると、前回の制御からの経過時間が長く、画像濃度変動量が大きい確率が高い状態に対しては、制御に用いる帯電、現像バイアスのレンジが小さ過ぎ、制御精度が悪くなる。
【００４６】
図６は、本実施例における制御態様を模式的に示す。本実施例では、画像形成装置Ａの動作を統括制御する制御手段（制御回路）６１が画像形成条件制御手段の機能を有する。記憶手段６２には、制御手段６１が使用する制御プログラム、データなどが格納されており、又制御過程で濃度検知センサ１００が検知した画像濃度情報の書き込み／読み出しが可能となっている。又、タイマー６３は、画像形成条件制御を行う毎にクリアされ、前回の制御（例えば、制御終了時）からの経過時間を計測しその情報を制御手段６１に供給する。
【００４７】
制御手段６１は、タイマー６３が提供する前回の制御からの経過時間情報に従い、記憶手段６２に予め記憶されているステップ回数情報から適切なものを選択し、帯電ローラ１２ａに帯電バイアス電圧を印加する帯電バイアス印加手段７１、現像ローラ１４ａに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段７２を制御し、順次に基準パッチを形成する。形成した基準パッチの画像濃度は濃度検知センサ１００によって検知し、例えば順次に記憶手段６２に記憶させる。そして、上述のように、検知した基準パッチの画像濃度が目標値を挟んだ２点間の線形補間の演算を行い、目標濃度となるべき帯電バイアス、現像バイアスを算出する。
【００４８】
以上、本実施例によれば、前回の制御からの経過時間によりステップ回数を変えることで、無駄に制御時間や制御で消費されるトナー量を増やすことなく、且つ、十分な制御精度を得ることができる。
【００４９】
実施例２
次に、本発明に係る他の実施例について説明する。画像形成装置の基本構成、動作は実施例１と同様であり、画像形成条件制御方法のみが異なる。
【００５０】
本実施例では、実施例１と同様に、画像濃度安定化のために、濃度検知センサ１００を用いて帯電バイアス及び現像バイアスを制御する画像形成条件制御を行う。その方法は、以下の通りである。
【００５１】
基準帯電バイアス値、基準現像バイアス値から±２０Ｖステップ（制御幅）ずつ、所定回数（ステップ回数）帯電バイアス、現像バイアスをそれぞれ変更しながら、基準パッチをそれぞれ形成し、各々の基準パッチの濃度を濃度検知センサ１００で検知し、図５に示すように、目標濃度を挟む２点間での線形補間により、目標濃度となるべき帯電バイアス、現像バイアスを算出する。
【００５２】
その際、装置内の環境を検知する環境検知手段が示す、装置の使用環境により上記ステップ回数を変更する。本実施例では、環境検知手段として、装置内の湿度を検知し得る環境センサ６４（図７）を使用する。具体的には、本実施例では、表２に示すような回数である。従って、制御レンジはそれぞれ、±４０Ｖ、±８０Ｖ、±１２０Ｖとなる。
【００５３】
【表２】
2004126126.tif 000004
【００５４】
つまり、装置の環境が低湿なほど、適正画像濃度を得る帯電バイアス、現像バイアスのレンジが大きくなるため、それに応じて制御に用いる帯電バイアス、現像バイアスのレンジを広げる。
【００５５】
図８は、装置環境と適正画像濃度を得る帯電バイアス、現像バイアスのレンジとの関係を示す。図８に示すような関係となるのは、装置環境によってトナーの帯電量が変わることに起因している。
【００５６】
例えば、ステップ回数を、装置環境が低湿な場合に合わせて多くすると、装置環境が高湿で、適正画像濃度を得る帯電バイアス、現像バイアスのレンジが小さい状態に対しては、制御時間や制御により消費されるトナー量が過剰となり、無駄である。一方、ステップ回数を、装置環境が高湿な場合に合わせて少なくすると、装置環境が低湿で、適正画像濃度を得る帯電バイアス、現像バイアスのレンジが大きい状態に対しては、制御に用いる帯電バイアス、現像バイアスのレンジが小さ過ぎ、制御精度が悪くなる。
【００５７】
図７は、本実施例における制御態様を模式的に示す。本実施例では、実施例１におけるタイマー６３の代わりに環境センサ６４を有し、環境センサ６４からの装置環境情報に従い、予め記憶手段６２に記憶されているステップ回数情報から適切なものを選択し、帯電バイアス印加手段７１、現像バイアス印加手段７２を制御して基準パッチを形成する。
【００５８】
以上、本実施例によれば、装置環境によりステップ回数を変えることで、無駄に制御時間や制御で消費されるトナー量を増やすことなく、且つ、十分な制御精度を得ることができる。
【００５９】
実施例３
次に、本発明に係る他の実施例について説明する。画像形成装置の基本構成、動作は実施例１及び実施例２のものと同様であり、画像形成条件制御方法のみが異なる。
【００６０】
本実施例では、実施例１、２と同様に、画像濃度安定化のために、濃度検知センサ１００を用いて帯電バイアス及び現像バイアスを制御する画像形成条件制御を行う。その方法は、以下の通りである。
【００６１】
基準帯電バイアス値、基準現像バイアス値から、±２０Ｖステップ（制御幅）ずつ、所定回数（ステップ回数）帯電バイアス、現像バイアスをそれぞれ変更しながら、基準パッチをそれぞれ形成し、各々の基準パッチの濃度を濃度検知センサ１００で検知し、図５に示すように、目標濃度を挟む２点間での線形補間により、目標濃度となるべき帯電バイアス、現像バイアスを算出する。
【００６２】
本実施例では、画像形成装置の電源を投入した直後などに行う定着器４１の定着温度を所定の温度にするためなどのウォームアップ動作（装置準備動作）中、及び画像形成装置起動中の所定タイミング（例えば、所定の枚数の画像形成が行われた後、画像形成装置の電源投入後所定時間毎など）に画像形成条件制御を実施する場合に、ウォームアップ中の制御であるか、ウォームアップ完了後の制御であるかにより上記ステップ回数を変更する。具体的には、本実施例では、表３に示すような回数である。従って、制御レンジはそれぞれ、±４０Ｖ、±１２０Ｖとなる。
【００６３】
【表３】
2004126126.tif 000005
【００６４】
つまり、ウォームアップ中は、夜間などの本体電源オフ状態が長い時間続いたあとの可能性が高いため、ウォームアップ後に比べて画像濃度変動が大きい確率が高い。そのため、それに応じて制御に用いる帯電バイアス、現像バイアスのレンジを広げる。
【００６５】
例えば、このステップ回数を、ウォームアップ中に合わせて多くすると、ウォームアップ後で、画像濃度変動量が小さい状態に対しては、制御時間や制御により消費されるトナー量が過剰となり、無駄である。一方、制御回数を、ウォームアップ後に合わせて少なくすると、ウォームアップ中で、画像濃度変動量が大きい状態に対しては、制御に用いる帯電バイアス、現像バイアスのレンジが小さ過ぎ、制御精度が悪くなる。又、ウォームアップ中は、定着器４１の定着温度が所定値になるまで待つ必要があるので、ウォームアップ後に比べて、制御にかける時間が多少長くなっても許容される面もある。
【００６６】
本実施例における制御態様は、図６又は図７に示すものから、タイマー６３、環境センサ６４を除いたものに相当する。制御手段６１は、ウォームアップ中であるか、その完了後であるかを判断し、記憶手段６２に予め記憶されているステップ回数情報から適切なものを選択し、帯電バイアス印加手段７１、現像バイアス印加手段７２を制御して基準パッチを形成する。
【００６７】
以上、本実施例によれば、ウォームアップ中の制御であるか、ウォームアップ完了後の制御であるかによりステップ回数を変えることで、無駄に制御時間や制御で消費されるトナー量を増やすことなく、且つ、十分な制御精度を得ることができる。
【００６８】
実施例４
次に、本発明に係る他の実施例について説明する。画像形成装置の基本構成、動作は、上記実施例１〜３のものと同様であり、画像形成条件制御方法のみが異なる。
【００６９】
本実施例では、実施例１〜３と同様に、画像濃度安定化のために、濃度検知センサ１００を用いて帯電バイアス及び現像バイアスを制御する画像形成条件制御を行う。その方法は、以下の通りである。
【００７０】
基準帯電バイアス値、基準現像バイアス値から、±２０Ｖステップ（制御幅）ずつ、所定回数（ステップ回数）帯電バイアス、現像バイアスをそれぞれ変更しながら、基準パッチをそれぞれ形成し、各々の基準パッチの濃度を濃度検知センサ１００で検知し、図５に示すように、目標濃度を挟む２点間での線形補間により、目標濃度となるべき帯電バイアス、現像バイアスを算出する。
【００７１】
又、本実施例では、上記所定のステップ回数で目標値を挟むことができない場合は、図９に示すように測定された点から予想したりせずに、図１０に示すように目標値に最も近い値を得る帯電バイアス、現像バイアスに決定する。
【００７２】
そして、本実施例では、一連の出力画像形成動作（以下、「プリントジョブ」という。）途中の制御であるか否かによって上記ステップ回数を切り替える。ここでは、一例としてプリントジョブ途中の制御であるか、ウォームアップ中の制御であるかにより上記ステップ回数を変更する。具体的には、本実施例では、表４に示すような回数である。従って、制御レンジはそれぞれ、±４０Ｖ、±１２０Ｖとなる。
【００７３】
【表４】
2004126126.tif 000006
【００７４】
つまり、ウォームアップ中は、夜間などの本体電源オフ状態が長い時間続いたあとの可能性が高いため、ウォームアップ後に比べて画像濃度変動が大きい確率が高い。そのため、それに応じて制御に用いる帯電バイアス、現像バイアスのレンジを広げる。
【００７５】
例えば、このステップ回数を、ウォームアップ中に合わせて多くすると、プリントジョブ途中で、画像濃度変動量が小さい状態に対しては、制御時間や制御により消費されるトナー量が過剰となり、無駄である。一方、ステップ回数を、プリントジョブ途中に合わせて少なくすると、ウォームアップ中で、画像濃度変動量が大きい状態に対しては、制御に用いる帯電バイアス、現像バイアスのレンジが小さ過ぎ、制御精度が悪くなる。
【００７６】
又、プリントジョブ途中での画像形成条件制御では、たとえ画像形成条件制御後の画像濃度が目標値に正確に制御されていたとしても、制御直前、直後の差があまりにも大きいと品質的に問題である。しかし、上述したように、プリントジョブ中にはステップ回数を規制し、更に、目標値を挟むことができない場合に、目標値に最も近い値を得る帯電バイアス、現像バイアスに決定することで、急激な画像濃度変動を抑えることができる。一方、ウォームアップ中は、定着器４１の定着温度が所定値になるまで待つ必要があるので、プリントジョブ中に比べて、制御にかける時間が多少長くなっても許容される面もある。
【００７７】
本実施例における制御態様は、図６又は図７に示すものから、タイマー６３、環境センサ６４を除いたものに相当する。制御手段６１は、プリントジョブ途中であるか、ウォームアップ中であるかを判断し、記憶手段６２に予め記憶されているステップ回数情報から適切なものを選択し、帯電バイアス印加手段７１、現像バイアス印加手段７２を制御して基準パッチを形成する。
【００７８】
以上、本実施例によれば、プリントジョブ途中の制御であるか、ウォームアップ中の制御であるかによりステップ回数を変え、更に、そのステップ回数で目標値を挟むことができない場合は、目標値に最も近い値を得る帯電バイアス、現像バイアスに決定することで、無駄に制御時間や制御で消費されるトナー量を増やすことなく、且つ、十分な制御精度を得ることができ、しかも、画像形成条件制御直前、直後での画像濃度変化量も抑えることができ、常に高品質な画像を得ることができる。
【００７９】
実施例５
次に、本発明に係る他の実施例について説明する。画像形成装置の基本構成、動作は実施例１〜４と同様であり、画像形成条件制御方法のみが異なる。
【００８０】
本実施例では、実施例１〜４と同様に、画像濃度安定化のために、濃度検知センサ１００を用いて帯電バイアス及び現像バイアスを制御する画像形成条件制御を行う。その方法は、以下の通りである。
【００８１】
基準帯電バイアス値、基準現像バイアス値から±２０Ｖステップ（制御幅）ずつ、所定回数（ステップ回数）帯電バイアス、現像バイアスをそれぞれ変更しながら、基準パッチをそれぞれ形成し、各々の基準パッチの濃度を濃度検知センサ１００で検知し、図５に示すように、目標濃度を挟む２点間での線形補間により、目標濃度となるべき帯電バイアス、現像バイアスを算出する。
【００８２】
又、実施例４と同様に、上記所定のステップ回数で目標値を挟むことができない場合は、図９に示すように測定された点から予想したりせずに、図１０に示すように目標値に最も近い値を得る帯電バイアス、現像バイアスに決定する。
【００８３】
そして、本実施例では、装置内の環境を検知する環境検知センサ（図７）が示す、装置の使用環境により上記ステップ回数を変更する。具体的には、本実施例では、表５に示すような回数である。従って、制御レンジはそれぞれ、±４０Ｖ、±８０Ｖ、±１２０Ｖとなる。
【００８４】
【表５】
2004126126.tif 000007
【００８５】
つまり、装置の環境が低湿なほど、適正画像濃度を得る帯電バイアス、現像バイアスのレンジが大きくなるため、それに応じて制御に用いる帯電バイアス、現像バイアスのレンジを広げる。
【００８６】
装置環境と適正画像濃度を得る帯電バイアス、現像バイアスのレンジとの関係は図８に示した通りである。又、制御する帯電バイアス量、現像バイアス量に対する画像濃度の変化量は、図１１に示すように装置環境によって異なる。これらは、装置環境によってトナーの帯電量が変わることに起因している。
【００８７】
例えば、ステップ回数を、装置環境が低湿な場合に合わせて多くすると、装置環境が高湿で、適正画像濃度を得る帯電バイアス、現像バイアスのレンジが小さい状態に対しては、制御時間や制御により消費されるトナー量が過剰となり、無駄である。一方、ステップ回数を、装置環境が高湿な場合に合わせて少なくすると、装置環境が低湿で、適正画像濃度を得る帯電バイアス、現像バイアスのレンジが大きい状態に対しては、制御に用いる帯電バイアス、現像バイアスのレンジが小さ過ぎ、制御精度が悪くなる。
【００８８】
又、例えばプリントジョブ途中での画像形成条件制御では、たとえ画像形成条件制御後の画像濃度が目標値に正確に制御されていたとしても、制御直前、直後の差があまりにも大きいと品質的に問題である。しかし、上述したように、ステップ回数を、それぞれの環境での帯電バイアス、現像バイアス制御量に対する画像濃度変化量に応じて規制し、更に、目標値を挟むことができない場合に、目標値に最も近い値を得る帯電バイアス、現像バイアスに決定することで、急激な画像濃度変動を抑えることができる。
【００８９】
本実施例における制御態様は、実施例２にて説明した図７に示すものと同様である。
【００９０】
以上、本実施例によれば、装置環境によりステップ回数を変え、更に、所定回数で目標値を挟むことができない場合は、目標値に最も近い値を得る帯電バイアス、現像バイアスに決定することで、無駄に制御時間や制御で消費されるトナー量を増やすことなく、且つ、十分な制御精度を得ることができ、しかも画像形成条件制御直前、直後での画像濃度変化量も抑えることができ、常に高品質な画像を得ることができる。
【００９１】
尚、本発明は、画像形成条件制御において可変制御するステップ回数値を上記各実施例のものに限定するものではなく、本明細書の開示から、当業者は、通常の作業により容易に対象装置に最適な制御幅を適宜求めることができる。
【００９２】
又、ステップ回数を変更するための該画像形成条件制御の起動条件、例えば、上記実施例において説明した、前回の制御からの経過時間、装置環境、制御時の装置状態（ウォームアップ中であるか、プリントジョブ中であるか等）は、組み合わせて設定することもできる。
【００９３】
上記各実施例では、本発明を中間転写方式の画像形成装置に適用し、基準パッチは中間転写体上でその画像濃度が検知されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、中間転写方式の画像形成装置であっても、基準パッチの画像濃度を像担持体上で検知するように、画像濃度検知手段を設けることもできる。又、当業者には周知のように、上記中間転写体に代わって転写材担持体を有し、転写材担持体上に担持した転写材に像担持体から現像剤像を転写した後、これを定着させて記録画像を得る方式の画像形成装置がある。このような画像形成装置において、転写体としての転写材担持体、或いは像担持体上に基準パッチを形成することによって、画像形成条件制御を行うことができ、本発明を等しく適用し得るものである。当然、像担持体を１つ有する単色画像形成装置において、像担持体上に基準パッチを形成し、その画像濃度を検知するようにしたものであってもよい。
【００９４】
更に、上記各実施例では、画像形成条件制御において、画像形成条件として帯電手段に印加する電圧及び現像手段に印加する電圧を制御する場合について説明したが、いずれか一方を制御するものであってもよい。又、露光器１３の露光強度など、その他のプロセス条件を制御するものであってもよい。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像形成条件を所定幅毎に所定回数変更しながら濃度検知用の現像剤像をそれぞれ形成し、各々の濃度検知用の現像剤像の濃度を濃度検知手段により検知して画像形成条件を制御する画像形成装置は、前記所定回数を可変制御する構成とされるので、画像形成条件制御の制御時間や該制御で消費される現像剤量が必要以上に増加するのを防止し、且つ、十分な制御精度を得ることができる。又、上記所定幅と所定回数とにより定められる画像形成条件範囲内に、現像剤像濃度の制御目標値を得る画像形成条件が存在しない場合、該画像形成条件範囲内で制御目標値に最も近い濃度を得る画像形成条件に制御するように構成することで、更に、画像形成条件制御の直前、直後で画像濃度に大きな差が生じることを防止して、常に高品質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用し得る画像形成装置の一実施例の全体構成図である。
【図２】図１の画像形成装置が備える濃度検知センサを示す概略構成図である。
【図３】濃度検知センサの出力と画像濃度との関係の一例を示すグラフ図である。
【図４】濃度検知センサの補正出力と画像濃度との関係の一例を示すグラフ図である。
【図５】本発明に従う画像形成条件制御の一実施例を説明するための説明図である。
【図６】本発明に従う画像形成条件制御の一実施例の制御態様を模式的に示すブロック図である。
【図７】本発明に従う画像形成条件制御の他の実施例の制御態様を模式的に示すブロック図である。
【図８】装置環境と適正画像濃度を得る帯電バイアス、現像バイアスのレンジとの関係を説明するための説明図である。
【図９】本発明に従う画像形成条件制御の他の実施例を説明するための説明図である。
【図１０】本発明に従う画像形成条件制御の他の実施例を説明するための説明図である。
【図１１】帯電バイアス、現像バイアスに対する画像濃度変化量を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１１　　　　　感光ドラム（電子写真感光体、像担持体）
１２　　　　　一次帯電器（帯電手段）
１４　　　　　現像器（現像手段）
２１　　　　　中間転写ベルト（中間転写体）
１００　　　　濃度検知センサ（画像濃度検知手段）
【図１】
2004126126.tif 000008
【図２】
2004126126.tif 000009
【図３】
2004126126.tif 000010
【図４】
2004126126.tif 000011
【図５】
2004126126.tif 000012
【図６】
2004126126.tif 000013
【図７】
2004126126.tif 000014
【図８】
2004126126.tif 000015
【図９】
2004126126.tif 000016
【図１０】
2004126126.tif 000017
【図１１】
2004126126.tif 000018