(57)【要約】【課題】最大トナー量と細線再現性や中間調パターン再現性を両立させる画像形成条件の設定。【解決手段】画像形成条件のうち、最大画像濃度を得るために必要な現像剤担持体への印加される高圧バイアスの直流成分（ＶＢ）と全露光状態における潜像担持体の電位（ＶＬ）との電位ギャップ（ＶＧ）に対し、所定の中間調パターンにより露光された時の前記潜像担持体の電位（ＶＭ）が｜ＶＭ｜＝｜ＶＬ｜＋｜ＶＧ×α｜      （０．３０≦α≦０．６０）となるようにパターン露光時の露光強度を調整する。【選択図】        図１
2004191805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体表面を均一に帯電する帯電装置と前記均一に帯電された潜像担持体表面を露光する露光装置、潜像担持体に対向して設置され現像バイアスが印加される現像剤担持体、現像剤担持体上を移動し潜像担持体表面の露光された部分に対して前記の現像バイアスの作用により現像剤担持体上から潜像担持体上に転移する現像剤を有し、潜像担持体に対向して潜像担持体表面の帯電および露光電位を監視する表面電位計が設置され、前記表面電位計の出力に基づいて画像形成条件を変更する手段を有する画像形成装置において、
画像形成条件のうち、最大画像濃度を得るために必要な現像剤担持体へ印加される現像バイアスの直流成分（ＶＢ）と全露光状態における潜像担持体の電位（ＶＬ）との電位ギャップ（ＶＧ）に対し、所定の中間調パターンにより露光された時の前記潜像担持体の電位（ＶＭ）が
｜ＶＭ｜＝｜ＶＬ｜＋｜ＶＧ×α｜      （０．３０≦α≦０．６０）
となるようにパターン露光時の露光強度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
潜像担持体表面を均一に帯電する帯電装置と前記均一に帯電された潜像担持体表面を露光する露光装置、潜像担持体に対向して設置され現像バイアスが印加される現像剤担持体、現像剤担持体上を移動し潜像担持体表面の露光された部分に対して前記現像バイアスの作用により現像剤担持体上から潜像担持体上に転移する現像剤を有し、潜像担持体に対向して潜像担持体表面の帯電および露光電位を監視する表面電位計が設置されるとともに、前記現像剤担持体から現像されたトナー像を光学的に監視しトナー量を計測する光学センサが設置されており、前記光学センサおよび前記表面電位計の出力に基づいて画像形成条件を変更する手段を有する画像形成装置において、
前記画像形成条件変更方法が、全露光状態における現像トナー量を光学センサで監視し光学センサ出力が所定トナー量になるように前記現像剤担持体へ印加する現像バイアスの直流成分（ＶＢ）を調整し、所定のトナー量が得られるＶＢを決定した後に、所定トナー量が得られた時の全露光時の潜像担持体電位（ＶＬ）およびＶＢから、ＶＢおよびＶＬとの電位ギャップ（ＶＧ）とするとき、所定の中間調パターンにより露光された時の潜像担持体の電位（ＶＭ）が
｜ＶＭ｜＝｜ＶＬ｜＋｜ＶＧ×α｜      （０．３０≦α≦０．６０）
となるようにパターン露光時の露光強度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
潜像担持体表面を均一に帯電する帯電装置と前記均一に帯電された潜像担持体表面を露光する露光装置、潜像担持体に対向して設置され現像バイアスが印加される現像剤担持体、現像剤担持体上を移動し潜像担持体表面の露光された部分に対し、前記現像バイアスの作用により現像剤担持体上から潜像担持体上に転移する現像剤を有し、潜像担持体に対向して潜像担持体表面の帯電および露光電位を監視する表面電位計が設置されている画像形成プロセスユニットが複数個配列されており、各画像形成プロセスユニットに対向して設置された中間転写ユニット上で複数個のプロセスユニットで現像されたトナー像が重ね合わされ画像形成を行い、中間転写体に対向して各プロセスユニットで形成されたトナー像を中間転写体上で監視しトナー量を計測する光学センサ１組が設置されており、前記光学センサおよび前記表面電位計の出力に基づいて画像形成条件を変更する手段を有する画像形成装置において、
前記画像形成条件変更方法が、各プロセスユニットについて、全露光状態における現像トナー量を光学センサで監視し光学センサ出力が所定トナー量になるように前記現像剤担持体へ印加する現像バイアスの直流成分（ＶＢ）を調整し、所定のトナー量が得られるＶＢを決定した後に、所定トナー量が得られた時の全露光時の潜像担持体電位（ＶＬ）およびＶＢから、ＶＢおよびＶＬとの電位ギャップ（ＶＧ）とするとき、所定の中間調パターンにより露光された時の潜像担持体の電位（ＶＭ）が
｜ＶＭ｜＝｜ＶＬ｜＋｜ＶＧ×α｜      （０．３０≦α≦０．６０）
となるようにパターン露光時の露光強度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体に印加される現像バイアスは直流成分に交流成分を重畳させたバイアスであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１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により画像形成を行う画像形成装置に係わり、特に最大トナー量と細線再現性や中間調パターン再現性を両立させて画像形成を行う画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像形成装置においても高画質化の要望が強くなってきている。この要望に答えるべく様々な制御方法を用いて、画質を良好な状態に維持させるようとする試みがなされている。特に電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては環境や使い込みにより、感光体や現像剤の特性が変化してしまうため、潜像担持体である感光体の表面電位を表面電位計を用いることで、また現像量は、環境変化や使い込みによる変化を予め予測し、変化分に対する補償分を現像バイアス直流成分に持たせるテーブルを記憶装置内に記憶させておき、湿度センサやページカウンタ等の値に応じて現像バイアス直流成分を変化させる手段（プログラム補正）や、現像されたパッチ画像を光学的センサにより監視し最大現像トナー量が常に一定の値となるようにコントロールする手段（パッチ検補正）がとられてきた。
【０００３】
例えば現像特性が低下し、最大トナー量が減少してきた場合にはプログラム補正やパッチ検補正により、現像剤担持体への印加する現像バイアスを上げ同時に帯電電位も一緒に上昇させるような制御が行われる。
【０００４】
特許文献１には現像トナー量補正手段を有した画像形成装置について、表面電位計を用い感光体の感度変化による光減衰特性の合わせ込む技術の開示がなされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平３−１７１０６６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
例えば特許文献１に開示されているように、表面電位計を用い感光体の感度変化による光減衰特性の合わせ込みを行っても現像剤の電位に対する現像特性変化が発生してしまった場合の、最大画像濃度や階調性の画像安定性は確保できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、前述のような問題点を鑑みて、最大トナー量を一定に保つために現像バイアスを変化させた場合にも、現像バイアスにリンクして中間調露光電位の目標とする値を変化させることにより、最大トナー量と細線再現性や中間調パターン再現性を両立させることを可能とした画像形成装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、本発明は以下のように構成している。
【０００９】
請求項１記載の発明は、「潜像担持体表面を均一に帯電する帯電装置と前記均一に帯電された潜像担持体表面を露光する露光装置、潜像担持体に対向して設置され現像バイアスが印加される現像剤担持体、現像剤担持体上を移動し潜像担持体表面の露光された部分に対して前記の現像バイアスの作用により現像剤担持体上から潜像担持体上に転移する現像剤を有し、潜像担持体に対向して潜像担持体表面の帯電および露光電位を監視する表面電位計が設置され、前記表面電位計の出力に基づいて画像形成条件を変更する手段を有する画像形成装置において、
画像形成条件のうち、最大画像濃度を得るために必要な現像剤担持体へ印加される現像バイアスの直流成分（ＶＢ）と全露光状態における潜像担持体の電位（ＶＬ）との電位ギャップ（ＶＧ）に対し、所定の中間調パターンにより露光された時の前記潜像担持体の電位（ＶＭ）が
｜ＶＭ｜＝｜ＶＬ｜＋｜ＶＧ×α｜      （０．３０≦α≦０．６０）
となるようにパターン露光時の露光強度を調整することを特徴とする画像形成装置」である。
【００１０】
この請求項１記載の発明によれば、形成される画像について最大濃度が確保され、細線再現性や中間調パターン再現性も両立させて確保される画像形成装置が提供されることとなる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、「潜像担持体表面を均一に帯電する帯電装置と前記均一に帯電された潜像担持体表面を露光する露光装置、潜像担持体に対向して設置され現像バイアスが印加される現像剤担持体、現像剤担持体上を移動し潜像担持体表面の露光された部分に対して前記現像バイアスの作用により現像剤担持体上から潜像担持体上に転移する現像剤を有し、潜像担持体に対向して潜像担持体表面の帯電および露光電位を監視する表面電位計が設置されるとともに、前記現像剤担持体から現像されたトナー像を光学的に監視しトナー量を計測する光学センサが設置されており、前記光学センサおよび前記表面電位計の出力に基づいて画像形成条件を変更する手段を有する画像形成装置において、
前記画像形成条件変更方法が、全露光状態における現像トナー量を光学センサで監視し光学センサ出力が所定トナー量になるように前記現像剤担持体へ印加する現像バイアスの直流成分（ＶＢ）を調整し、所定のトナー量が得られるＶＢを決定した後に、所定トナー量が得られた時の全露光時の潜像担持体電位（ＶＬ）およびＶＢから、ＶＢおよびＶＬとの電位ギャップ（ＶＧ）とするとき、所定の中間調パターンにより露光された時の潜像担持体の電位（ＶＭ）が
｜ＶＭ｜＝｜ＶＬ｜＋｜ＶＧ×α｜      （０．３０≦α≦０．６０）
となるようにパターン露光時の露光強度を調整することを特徴とする画像形成装置」である。
【００１２】
この請求項２記載の発明によれば、本発明の画像形成条件変更方法によって画像形成条件を変更することによって、形成される画像について最大濃度が確保され、細線再現性や中間調パターン再現性も両立させて確保される画像形成装置が提供されることとなる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、「潜像担持体表面を均一に帯電する帯電装置と前記均一に帯電された潜像担持体表面を露光する露光装置、潜像担持体に対向して設置され現像バイアスが印加される現像剤担持体、現像剤担持体上を移動し潜像担持体表面の露光された部分に対し、前記現像バイアスの作用により現像剤担持体上から潜像担持体上に転移する現像剤を有し、潜像担持体に対向して潜像担持体表面の帯電および露光電位を監視する表面電位計が設置されている画像形成プロセスユニットが複数個配列されており、各画像形成プロセスユニットに対向して設置された中間転写ユニット上で複数個のプロセスユニットで現像されたトナー像が重ね合わされ画像形成を行い、中間転写体に対向して各プロセスユニットで形成されたトナー像を中間転写体上で監視しトナー量を計測する光学センサ１組が設置されており、前記光学センサおよび前記表面電位計の出力に基づいて画像形成条件を変更する手段を有する画像形成装置において、
前記画像形成条件変更方法が、各プロセスユニットについて、全露光状態における現像トナー量を光学センサで監視し光学センサ出力が所定トナー量になるように前記現像剤担持体へ印加する現像バイアスの直流成分（ＶＢ）を調整し、所定のトナー量が得られるＶＢを決定した後に、所定トナー量が得られた時の全露光時の潜像担持体電位（ＶＬ）およびＶＢから、ＶＢおよびＶＬとの電位ギャップ（ＶＧ）とするとき、所定の中間調パターンにより露光された時の潜像担持体の電位（ＶＭ）が
｜ＶＭ｜＝｜ＶＬ｜＋｜ＶＧ×α｜      （０．３０≦α≦０．６０）
となるようにパターン露光時の露光強度を調整することを特徴とする画像形成装置」である。
【００１４】
この請求項３記載の発明によれば、本発明の画像形成条件変更方法によって画像形成条件を変更することによって、形成されるカラー画像はカラーバランスの良好に管理された画像であって、最大濃度が確保され、細線再現性や中間調パターン再現性も両立されて確保される画像形成装置が提供されることとなる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、「前記現像剤担持体に印加される現像バイアスは直流成分に交流成分を重畳させたバイアスであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置」である。
【００１６】
この請求項４記載の発明によれば、地カブリのない良好な現像が行われて、形成される画像について最大濃度が確保され、細線再現性や中間調パターン再現性も両立させて確保される画像形成装置が提供されることとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の説明に先立って、本発明についての説明を行う。図１は本発明が適用される画像形成装置の基本的な構成を示している。
【００１８】
ＯＰＣ感光体１０１は中心に設置された軸により保持されて画像形成時には矢示方向に回転している。同感光体表面は帯電バイアス電源Ｅ２により高圧を印加された帯電極１０２により所望の表面電位に均一に帯電される。
【００１９】
均一に帯電された感光体表面に対し、画像情報に応じて書き込み装置１０３内に設置されているレーザダイオードが発光し、画像部に対応する部分に対しては感光体表面の電荷消去を行う。また感光体表面の電位は、書き込み部下流に設けられた表面電位計６１により監視され、表面電位計出力を受けた制御部Ｃ１０は演算装置Ｃ１１により前出の帯電バイアス電源Ｅ２にフィードバックされ所望の表面電位となるようにコントロールされている。
【００２０】
前記露光装置により表面から電荷が消去された部分に対しては、感光体に対向し、現像剤を貯え、現像装置１０４内に設置された現像剤担持体１４１により感光体対向部に搬送され、現像バイアス電源Ｅ４から供給された電圧と感光体表面の電荷が除去された部分の電位差により現像剤が現像剤担持体から感光体表面に転移する。
【００２１】
また、トナー像の最大転移量は現像装置下流に設けられた、トナー量センサ６２により検出され、トナー量センサ出力が演算装置に伝達され、あらかじめ設定されたトナー量センサ出力目標値と比較し、目標値とのズレ量から補正量を演算し、現像バイアスのＤＣ直流成分（ＶＢ）にフィードバックを行うことで所望の最大現像トナー量を得る。ここで、現像特性は従来より知られている様に環境や使い込みにより変化する。
【００２２】
この時の現像特性変化の一例を図２に示す。図２においては現像バイアスの直流成分と露光部電位とのＧａｐ（ＶＧ）を横軸に、縦軸には潜像担持体上に現像されたトナー量（Ｔ）の関係を示す。初期の理想状態（ａ）においては現像バイアス直流成分ＶＢ０と全露光電位ＶＬ０から形成される現像の電位Ｇａｐ＝ＶＧ０にて目標トナー量Ｔｍがえられている。この時の潜像担持体の白地部電位はＶＢ０＋ＶＣ（予め設定された固定値）に、前記表面電位計６１から、帯電バイアスを調整することで調整される。
【００２３】
この状態から環境、使い込み等により現像剤特性が（ｂ）の様に変化した場合は前記トナー量センサ６２により、現像バイアス直流成分が調整され、目標トナー量Ｔｍとなるように調整される。また調整された現像バイアス直流成分値に対して、潜像担持体の白地部電位はＶＢ１＋ＶＣ（ＶＣは予め設定された固定値）に調整される。
【００２４】
図３は、現像特性が変化したそれぞれの場合において従来の中間調電位補正での入力露光レベルに対する電位減衰曲線のモデル図である。書き込み装置１０３の露光強度は固定して予め設定されている中間調露光レベル（Ｌｍ）で露光される。この時の潜像担持体の表面電位は表面電位計６１により観測され、ＶｔＭからのズレ量に応じて露光光量を変化させることで、中間露光レベル（Ｌｍ）での表面電位がＶｔｍとなるように調整される。
【００２５】
即ち、初期状態（ａ）からトナー量調整により白地部電位がＶＢ＋ＶＣとなった場合においては露光光量が調整され中間露光レベルＬｍにおいて、露光電位がＶｔＭとなり、全体の電位減衰曲線は（ｂ′）のようになる。
【００２６】
しかしながら、この様な従来の調整方法により、同一露光量（Ｌｍ）に対しての中間露光電位の値は同じ値に調整されるが、調整された電位減衰曲線に則った階調再現を行うと、図４のγ特性カーブに示す如く、再現された濃度曲線が（ａ）（ｂ′）となって一致せず画像品質が一定に保てないといった不具合が生じていた。
【００２７】
上記不具合は、パッチ検補正による補正を行った場合のみではなくプログラム補正などにより、現像バイアスの直流成分を変化させる補正方式と従来の中間調電位補正方式の組み合わせでは同じメカニズムにより発生するものである。
【００２８】
この様な不具合に鑑みて、本発明では、パッチ検補正やプログラム補正により現像バイアス直流成分が補正され、白地部電位も同時に変更された場合に以下の手順で中間露光電位の目標値を決定し、決定された中間露光電位目標値になるように露光量調整を行うことで、階調再現性を損なうことなく最大濃度も確保できる様にしている。
【００２９】
まず、プログラム補正やパッチ検補正により、現像バイアスＤＣ成分（ＶＢ）が決定される。ここで、レーザを全点灯させ、最大露光レベル２５５にて最大濃度電位を形成する。当該電位を表面電位計６１により測定し最大濃度電位（ＶＬ）を得る。この時点で最大濃度を得るための必要現像ギャップ（ＶＧ）が得られる。
【００３０】
中間露光電位目標値（ＶＭ）はこの現像ギャップＶＧを一定の比率αで内分する電位ポイントとする。αに関しては、表１に示すごとく、文字や孤立点の再現性から０．３〜０．６の間では良好な結果が得られていることより、０．３≦α≦０．６に制限している
【００３１】
【表１】
2004191805.tif 000003
【００３２】
すなわち中間調露光電位の目標値は現像バイアス直流成分（ＶＢ）と最大濃度電位（ＶＬ）により決定されその値は以下の式により与えられる。
【００３３】
｜ＶＭ｜＝｜ＶＬ｜＋（｜ＶＢ｜−｜ＶＬ｜）×α      （０．３≦α≦０．６）
本方式に則った場合の中間露光電位補正をα＝０．４として先の例に当てはめると、図５のグラフに示すように目標トナー量Ｔｍが電位ギャップＶＧ０で得られていた。この時の中間露光電位目標値（ＶＭ０）は、
ＶＭ０＝｜ＶＬ０｜＋（｜ＶＢ０｜−｜ＶＬ０｜）×０．４
で与えられる。この時の電位減衰曲線は、（ｃ）の様になる。
【００３４】
一方、現像性が変化し、現像バイアス直流成分がＶＢ０→ＶＢ１に変化した場合の中間露光電位目標値（ＶＭ１）は、
ＶＭ１＝｜ＶＬ０｜＋（｜ＶＢ１｜−｜ＶＬ０｜）×０．４
で与えられる。
【００３５】
この時の両者の階調再現曲線を比較すると図４の（ａ）（ｄ′）曲線に示すように同一の階調曲線となっていて現像特性が変動しても安定して同画質の画像が得られることがわかる。
【００３６】
図６は本発明による画像形成条件の設定プログラムを示すフローチャートである。
【００３７】
本発明による画像形成条件の設定は例えば画像形成装置のウォーミングアップ時に図１に示す制御部Ｃ１０がメモリとして記録された画像形成条件設定プログラムＣ１２を呼び出して行われる。
【００３８】
先ず初期設定がなされた状態で、所定の露光レベルでのパッチ露光が書き込み装置１０３によって行われる（Ｆ１）。感光体１０１上で現像されたパッチ露光部のトナー付着量はトナー量センサ６２によって検出され、トナー付着量が予め設定された所定の付着量となっているか否かのチェックが行われる（Ｆ２）。所定の付着量に達していないと判断されたときは、所定のトナー付着量に近付く方向に現像バイアスのＤＣ成分のバイアス値を移動され、再度Ｆ１フローに復帰する（Ｆ２Ａ）。パッチ露光部でのトナー付着量が予め設定された所定の付着量と近似的に合致していると判断されたときには、その状態における現像バイアスのＤＣ成分（ＶＢ）を、その後用いる現像条件として決定する（Ｆ３）。
【００３９】
次いで書き込み装置１０３によって最大露光レベル２５５によってパッチ露光を行う（Ｆ４）。このパッチ露光部の電位は表面電位計６１によって計測され、最大濃度電位（ＶＬ）を計測する（Ｆ５）。
【００４０】
得られた最大濃度電位（ＶＬ）とＤＣバイアス（ＶＢ）とを用い、
｜ＶＬ｜＋（｜ＶＢ｜＋｜ＶＬ｜）×α      （０．３≦α≦０．６）
の演算式（ここではα＝０．４を採用）を用い、中間露光電位目標値（ＶＭ）の算出を行う（Ｆ６）。
【００４１】
テーブル又は演算式によってＤＣバイアス（ＶＢ）に対して、レーザダイオードの初期レーザ強度Ｉ0を求める（Ｆ７）。ついで初期レーザ強度Ｉ0で中間調露光を行う。この実施例では５０％のパルス幅変調をしてパッチ露光を行う（Ｆ８）。
【００４２】
このパッチ露光部の電位を表面電位計６１で計測し、得られた計測値が中間露光電位目標値（ＶＭ）±５Ｖの範囲内にあるか否かのチェックを行い（Ｆ９）、測定値が（ＶＭ）±５Ｖの範囲から外れているときは、そのズレ量を減らす方向にレーザ強度を変更し、５０％のパルス幅変調をしてパッチ露光を行い（Ｆ９Ａ）、再びＦ９のフローに戻る。
【００４３】
パッチ露光部の電位が（ＶＭ）±５Ｖの範囲内にあるときは、その時のレーザ強度Ｉをもってその後の画像形成時のレーザ強度に決定する（Ｆ１０）。
【００４４】
（実施の形態１）
本発明の画像形成条件設定を適用するモノクロ画像形成を行う画像形成装置に共通する装置の構造とその動作を図７によって説明する。但し、本発明はかかる構造に限定されるものではない。
【００４５】
前記装置は画像読取り部１０、レーザ書き込み部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。
【００４６】
画像読取り部１０において撮像素子１５によって得られた原稿画像の画像データは、図示しない画像信号処理部によって処理され、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レーザ書き込み部２０に入力される。
【００４７】
画像形成部３０は、制御部の制御によってメモリからの画像信号が、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レーザ書き込み部２０に入力されると画像記録動作を開始する。すなわち、像形成体である感光体ドラム３１は矢示のように時計方向に回転し、帯電前露光を行って除電する除電器３６によって除電された後、帯電器３２により本実施例においてはマイナスの電荷を与えられているので、レーザ書き込み部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の直流成分に交流成分を重畳したバイアス電圧を印加した現像スリーブ３３Ａの担持する現像剤によって反転現像が行われ可視のトナー像となる。
【００４８】
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、加熱ローラ３７Ａ及び加圧ローラ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へ排出される。
【００４９】
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により除去清掃さたのち、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。
【００５０】
本実施例においては、前記感光体ドラム３１はマイナス帯電する有機半導体層としてフタロシアニン顔料をポリカーボネイトに分散したものを接地された金属製のシリンダ状の基板上に塗布してあり、電荷輸送層を含めた感光体層の膜厚２５μｍであって、ドラム径φ６０ｍｍで矢示方向に２２０ｍｍ／ｓの周速（Ｖｐ）で駆動回転される。
【００５１】
前記帯電器３２は回転する感光体ドラム３１の周囲を所定の極性・電位に一様に帯電処理するスコロトロン帯電手段で、ワイヤ〜グリッド間距離７．５ｍｍ、グリッド〜感光体間距離１ｍｍ、ワイヤ〜バックプレート間距離１２ｍｍの帯電極構成をしていて、グリッド印加電圧を−２５０Ｖ〜−８００Ｖ可変出力とし、帯電電流値−７００μＡをもってバイアス電圧を印加し、感光体ドラム３１の帯電電位はグリッド電圧を調整することで−３００Ｖ〜−７５０Ｖの間を可変としている。
【００５２】
レーザ走査方式をとったレーザ書き込み部２０では、レーザ波長７００ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）を用い、その最大出力パワーは１ｍＷでパルス幅変調して画像形成を行っている。
【００５３】
現像器３３は、感光体ドラム３１に対向して回転する現像スリーブ３３Ａにより感光体ドラム３１上の静電潜像をトナー像として現像する。接触或いは非接触による現像が、イメージ露光と反転現像との組み合わせで２成分現像剤を用いての現像が行われる。現像スリーブ３３Ａはマグネットロールの周囲にステンレス溶射表面加工を施したアルミ製のスリーブを被せた構成とし、現像スリーブ３３Ａのローラ径φ３０ｍｍ、線速（Ｖｓ）３３０ｍｍ／ｓで回転し、感光体ドラム３１との線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）は１．５としている。現像スリーブ３３Ａには直流成分に交流成分を重畳した現像バイアスによって現像が行われるが、直流成分としては−２５０Ｖ〜−６５０Ｖ間の現像バイアスを印加して反転現像が行われる。
【００５４】
現像剤としては２成分現像剤が好ましく用いられ、非磁性トナーと磁性キャリアを含有する２成分現像剤のトナーとしては、体積平均粒径が３〜９μｍの重合トナーが好ましい。重合トナーを用いることにより、高解像力であり、濃度が安定しかぶりの発生が極めて少ない画像形成装置が可能となる。
【００５５】
重合トナーは次のような製造方法により製造される。
トナー用バインダー樹脂の生成とトナー形状とがバインダー樹脂の原料モノマー又はプレポリマーの重合及びその後の化学的処理により形成されて得られる。
より具体的には、懸濁重合又は乳化重合等の重合反応と必要によりその後に行われる粒子同士の融着工程を経て得られ、重合トナーでは、原料モノマー又はプレポリマーを水系で均一に分散した後に重合させトナーを製造することから、トナーの粒度分布及び形状の均一な球形トナーが得られる。
【００５６】
トナーは体積平均粒径が３μｍを下回ると、かぶりの発生やトナー飛散が起こりやすくなる。上限９μｍは本実施の形態が目標とする高画質を形成することを可能する粒径の上限である。
【００５７】
キャリアとしては、体積平均粒径が３０〜６５μｍで磁化量が２０〜７０ｅｍｕ／ｇの磁性粒子からなるフェライトコアのキャリアが好ましい。３０μｍよりも粒径の小さなキャリアではキャリア付着が生じやすくなる。また、６５μｍよりも粒径の大きなキャリアでは、均一な濃度の画像が形成されない場合が生じうる。
【００５８】
転写器３４はコロトロンの転写極で、ワイヤ〜感光体間距離８ｍｍ、ワイヤ〜バックプレート間距離１２ｍｍの構成となっていて、転写電流２００μＡの定電流制御によって感光体ドラム３１上のトナー像の転写紙上への転写を行う。
【００５９】
分離器３５はコロトロンの分離極で、ワイヤ〜感光体間距離８ｍｍ、ワイヤ〜バックプレート間距離１２ｍｍの構成となていて、ＡＣ成分１００μＡ、ＤＣ成分−２００μＡの分離電流によって転写紙の感光体ドラム３１からの分離を促す。
【００６０】
本実施形態の画像形成装置では、レーザ書き込み部２０と現像器３３との間には感光体ドラム３１に対向して感光体の表面電位を測定する電位センサ６１が設けられていて、帯電器３２によって電荷が与えられた帯電電位や、レーザ書き込み部２０によって露光された潜像部分の電位が計測される。また、現像器３３の下流側には感光体ドラム３１に対向して発光素子と受光素子とから成り反射濃度を検知してトナー付着量を検知する画像濃度センサ６２が設けられていて、現像を終えた顕画像の画像濃度の検知が行われる。
【００６１】
本実施形態の画像形成装置では、装置電源が投入されると、制御部Ｃ１０は定着器３７の周囲温度が所定の温度以下であると検知すると、加熱ローラ３７Ａの温度が定着温度まで上昇するまでの間、即ちウォーミングアップ中に制御部Ｃ１０はメモリＣ１２に記憶された画像形成条件設定プログラムによって基準となる制御パッチを形成し、画像形成条件の変更設定がなされる。
【００６２】
本実施例では、図６に示したフローチャートに従って画像形成条件の変更を行い、Ｆ３のフローにおいて現像バイアスＤＣ成分（ＶＢ）として−６３０Ｖを決定し、またＦ５において最大濃度電位（ＶＬ）として−１１０Ｖを計測している。このデータに基づいて、Ｆ６のフローにおいて｜ＶＬ｜＋（｜ＶＢ｜−｜ＶＬ｜）×０．４の演算式を用い中間露光電位目標置（ＶＭ）として−３１８Ｖを得た。Ｆ７フローにおいてテーブルによってＶＭ＝−３１８Ｖに対応した初期レーザ強度Ｉ0として３２０μＷを算出し、Ｆ８のフローでレーザ強度Ｉ0＝３２０μＷでパルス幅変調５０％のパッチ露光を行い、Ｆ９フローでパッチ露光部の電位が−３１８Ｖ±５Ｖの範囲内に入っているか否かのチェックを行った。計測されたパッチ露光部の電位は上記範囲内にあったので、その後での画像形成に当たっては、現像バイアスＤＣ成分として−６３０Ｖ、レーザ強度として３２０μＷに設定し、画像形成を行った。
【００６３】
その結果、その後形成される画像は最大画像濃度は確保され、細線再現性や中間調パターン再現性も両立して確保された画像が形成されることとなった。
【００６４】
（実施の形態２）
本発明の画像形成条件設定を適用するカラー画像形成装置について説明する。
本実施の形態の説明において図７を用いて説明した画像形成装置と同一機能をもった部材について同一符号をもって表示し説明を省略する。
【００６５】
本実施形態として示すカラー画像形成装置は、複数の像担持体上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）トナーから成るトナー像をそれぞれ形成し、複数の像担持体上に形成されたトナー像を、中間転写体を介して、或いは直接に転写材上に重ね合わせて形成されるタンデム型のカラー画像形成装置である。
【００６６】
図８の断面図に示すカラー画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に重ね合わせて転写し、重ね合わせたトナー像を一括して転写するタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋと、中間転写ユニット７と、給紙搬送手段及び定着手段３７とから成る。画像形成装置本体の上部には、原稿画像読み取り装置１０が配置されている。
【００６７】
イエロー色の画像を形成する画像形成部３０Ｙは、像担持体である感光体ドラム３１Ｙの周囲に配置された帯電器３２Ｙ、レーザ書き込み部２０Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写手段３４Ｙ、クリーニング手段３９Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部３０Ｍは、感光体ドラム３１Ｍ、帯電器３２Ｍ、レーザ書き込み部２０Ｍ、現像器３３Ｍ、一次転写手段３４Ｍ、クリーニング手段３９Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部３０Ｃは、感光体ドラム３１Ｃ、帯電器３２Ｃ、レーザ書き込み部２０Ｃ、現像器３３Ｃ、一次転写手段３４Ｃ、クリーニング手段３９Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部３０Ｋは、感光体ドラム３１Ｋ、帯電器３２Ｋ、レーザ書き込み部２０Ｋ、現像器３３Ｋ、一次転写手段３４Ｋ、クリーニング手段３９Ｋを有する。各画像形成部３０では帯電、露光、現像が行われて、感光体ドラム３１上に各色の画像が形成される。
【００６８】
中間転写ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の中間転写体７０を有する。
【００６９】
画像形成部３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写手段３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋにより、回動する中間転写体７０上に同期がとられて逐次重ね合わせて転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット４１内に収容された転写紙Ｐは、給紙手段４２Ａにより給紙され、複数の中間ローラ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ、レジストローラ４４を経て、二次転写手段７１に搬送され、転写紙Ｐ上に重ね合わされたカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された転写紙Ｐは、定着手段３７により定着処理され、排紙ローラ４６に挟持されて機外の排紙トレイ５４上に載置される。
【００７０】
一方、二次転写手段７１により転写紙Ｐにカラー画像を転写した後、転写紙Ｐを曲率分離した中間転写体７０は、クリーニング手段７２により残留トナーが除去される。
【００７１】
画像形成部３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ，は何れも同一構造となっていて、各々の回転する感光体ドラム１０の周囲に配置されたレーザ書き込み部２０と現像器３３との間には、感光体の表面電位を検知する電位センサ６１が設けられている。また中間転写体７０に沿っては１対のＬＥＤおよびフォトトランジスタで構成された画像濃度センサ６２が設けられていて、中間転写体７０上に転写されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナー量が検出することができる構成となっている。
【００７２】
本実施形態のカラー画像形成装置では、例えばウォーミングアップ中にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色について画像形成条件設定プログラムによって、既に実施の形態１で説明したと同様のプログラムによって画像形成条件の変更・設定がなされる。
【００７３】
本実施例では、図６に示したフローチャートに従って画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの夫々について独立に画像形成条件の変更を行い、Ｆ３のフローで現像バイアスＤＣ成分（ＶＢ）として、−６２０Ｖ（Ｙ）、−６１５Ｖ（Ｍ）、−６１５Ｖ（Ｃ）、−６１５Ｖ（Ｋ）を決定し、Ｆ５のフローにおいて最大濃度電位（ＶＬ）として−１０５Ｖ（Ｙ）、−１０５Ｖ（Ｍ）、−１０５Ｖ（Ｃ）、−１１０Ｖ（Ｋ）を計測している。
【００７４】
これらのデータに基づいてＦ６のフローにおいて各色毎に｜ＶＬ｜＋（｜ＶＢ｜−｜ＶＬ｜）×０．４の演算式を用い中間露光電位目標値（ＶＭ）として−３１１Ｖ（Ｙ）、−３０９Ｖ（Ｍ）、−３０９Ｖ（Ｃ）、−３１８Ｖ（Ｋ）を得た。ついでＦ７のフローにおいてテーブルを用いて各色毎のＶＭに対応した初期レーザ強度Ｉ0として、３１２μＷ（Ｙ）、３０８μＷ（Ｍ）、３０８μＷ（Ｃ）、３２０μＷ（Ｋ）を算出した。
【００７５】
Ｆ８のフローでレーザ強度Ｉ0が３１２μＷ（Ｙ）、３０８μＷ（Ｍ）、３０８μＷ（Ｃ）、３２０μＷ（Ｋ）でパルス幅変調５０％のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色のパッチ露光を行い、Ｆ９のフローで各色のパッチ露光部の電位が−３１１Ｖ±５Ｖ（Ｙ）、−３０９Ｖ±５Ｖ（Ｍ）、−３０９Ｖ±５Ｖ（Ｃ）、−３１８Ｖ±５Ｖ（Ｋ）の範囲内に入っているか否かのチェックを行った。計測された各色のパッチ露光部の電位は夫々上記の範囲内にあったので、その後の画像形成に当たっては、画像形成部３０ＹについてはＶＢ＝−６２０Ｖ、Ｉ＝−３１２μＷ、画像形成部３０ＭについてはＶＢ＝−６１５Ｖ、Ｉ＝−３０８μＷ、画像形成部３０ＣについてはＶＢ＝−６１５Ｖ、Ｉ＝−３０８μＷ、画像形成部３０ＫについてはＶＢ＝−６３０Ｖ、Ｉ＝−３２０μＷに設定し、カラー画像形成を行った。
【００７６】
その結果、その後形成されるカラー画像は、カラーバランスにおいて優れていて、最大画像濃度は確保され、細線再現性や中間調パターン再現性も両立して確保された画像が形成されることとなった。
【００７７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、形成される画像について最大濃度が確保され、細線再現性や中間調パターン再現性も両立させて確保される画像形成装置が提供されることとなる。
【００７８】
請求項２記載の発明によれば、本発明の画像形成条件変更方法によって画像形成条件を変更することによって、形成される画像について最大濃度が確保され、細線再現性や中間調パターン再現性も両立させて確保される画像形成装置が提供されることとなる。
【００７９】
請求項３記載の発明によれば、本発明の画像形成条件変更方法によって画像形成条件を変更することによって、形成されるカラー画像はカラーバランスの良好に管理された画像であって、最大濃度が確保され、細線再現性や中間調パターン再現性も両立させて確保される画像形成装置が提供されることとなる。
【００８０】
請求項４記載の発明によれば、地カブリのない良好な現像が行われて、形成される画像について最大濃度が確保され、細線再現性や中間調パターン再現性も両立されて確保される画像形成装置が提供さることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の構成図。
【図２】電位Ｇａｐと現像トナー量の関係を示すグラフ。
【図３】露光レベルと電位の関係を示すグラフ。
【図４】γ特性カーブ。
【図５】露光レベルと電位の関係を示すグラフ。
【図６】画像形成条件の設定プログラムを示すフローチャート。
【図７】画像形成装置の構成図。
【図８】カラー画像形成装置の構成図。
【符号の説明】
２０  レーザ書き込み部
３０  画像形成部
３１  感光体ドラム
３２  帯電器
３３  現像器
６１  電位センサ
６２  画像濃度センサ
Ｃ１０  制御部
Ｃ１１  演算装置
Ｃ１２  画像形成条件設定プログラム
【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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