(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される回転体である像担持体と、
前記像担持体の静電潜像を現像するために現像剤を担持し、前記像担持体と対向した現像部へと現像剤を搬送する回転体である現像剤担持体を備えた現像装置と、
テストパッチ画像の濃度を検出するパッチ画像濃度検出手段と、
前記像担持体の予め決められた基準位置からの位相を検知する像担持体位相検出手段と、
前記現像装置内の前記現像剤担持体の予め決められた基準位置からの位相を検知する現像剤担持体位相検出手段と、
を有し、
前記像担持体位相検出手段及び前記現像剤担持体位相検出手段からの情報をもとに、前記現像剤担持体の所定の位置に担持された現像剤を使用して、前記像担持体の所定の位置にテストパッチ画像を形成し、
前記パッチ画像濃度検出手段により前記テストパッチ画像の濃度を検出する画像形成装置において、
前記像担持体に少なくとも一周分に渡ってテストパターンを形成し、前記パッチ画像濃度検出手段を用いて、前記テストパターンの濃度変化を検出し、濃度変化が最も少ない前記現像剤担持体の位置を規定位置として登録し、
次いで、前記現像剤担持体位相検出手段が前記現像剤担持体の前記基準位置を検出した後、前記現像剤担持体の前記濃度変化が最も少ない前記現像剤担持体の前記規定位置を使用してテストパッチ画像を形成する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
静電潜像が形成される回転体である像担持体と、
前記像担持体の静電潜像を現像するために現像剤を担持し、前記像担持体と対向した現像部へと現像剤を搬送する回転体である現像剤担持体を備えた現像装置と、
テストパッチ画像の濃度を検出するパッチ画像濃度検出手段と、
前記像担持体の予め決められた基準位置からの位相を検知する像担持体位相検出手段と、
前記現像装置内の前記現像剤担持体の予め決められた基準位置からの位相を検知する現像剤担持体位相検出手段と、
を有し、
前記像担持体位相検出手段及び前記現像剤担持体位相検出手段からの情報をもとに、前記現像剤担持体の所定の位置に担持された現像剤を使用して、前記像担持体の所定の位置にテストパッチ画像を形成し、
前記パッチ画像濃度検出手段により前記テストパッチ画像の濃度を検出する画像形成装置において、
前記像担持体に少なくとも一周分に渡ってテストパターンを形成し、前記パッチ画像濃度検出手段を用いて、前記テストパターンの濃度変化を検出し、濃度変化の平均値となる前記現像剤担持体の位置を規定位置として登録し、
次いで、前記現像剤担持体位相検出手段が前記現像剤担持体の前記基準位置を検出した後、前記現像剤担持体の前記濃度変化の平均値となる前記現像剤担持体の前記規定位置を使用してテストパッチ画像を形成する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体としての回転体である感光体（以下単に、「感光体」又は「感光ドラム」と呼ぶ。）に形成された静電潜像を現像するために、現像剤を担持し、感光体と対向した現像部へと現像剤を搬送する回転体である現像剤担持体を備えた現像装置を備え、画像濃度調整を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、版のいらないダイレクトイメージングプリンタの需要が高くなっている。仕上がり時間の短縮、顧客一人一人へのサービス、更には、大量部数生産と廃却という環境問題からダイレクトイメージングプリンタを採用する企業が多い。ダイレクトイメージングプリンタの中でも、生産性が高くオフセット印刷の仕上がりに近い電子写真プリンタの勢力が拡大傾向にある。
【０００３】
そのような状況において、従来のオフセット印刷や写真の代替として最も重要なのは色の安定性である。
【０００４】
色の安定性を確保するため、プリンタ装置内で閉じる安定化制御が各社実装されている。より具体的に述べると、特許文献１には、感光体上に形成したトナー濃度検出用のテストパッチ画像を濃度センサで読み取り、現像装置内のトナー濃度制御部へフィードバックして適性濃度に制御する技術が記載されている。
【０００５】
上記トナー濃度検出用にパッチ画像を形成し、パッチ画像の画像濃度を検出する場合、感光体などの感度ムラの影響を受ける。帯電電位や現像電位、露光部の電位は制御上一定にしているにもかかわらず、感光体の感度特性が異なるため、同じ濃度が形成できない場合がある。検出結果が変化してしまうため、補正毎に濃度補正結果が異なり、色の差（制御ばらつき）が発生していた。
【０００６】
特許文献２に記載する装置では、感光体の感度ムラの影響を抑えるため、ドラムホームポジションマーク、及び、検出体を設け、常に所定のタイミングでパッチを印字することで、制御ばらつきを抑えている。
【０００７】
更に、特許文献３には記載する装置では、露光光量を変化させて感光体の電位ムラを回避している。また、感光体出荷時に電位を測定し、２次元の特性テーブルを記憶させることが開示されている。
【０００８】
しかしながら、画像形成装置で濃度変化が発生するのは、特許文献２及び特許文献３のように、感度ムラ（電位ムラ）だけではない。特に、現像装置と感光体のギャップ（間隔：以下「Ｓ−Ｄ  Ｇａｐ」を呼ぶ。）が変動することによって濃度ムラが発生する。
【０００９】
特許文献４には、円筒部材の円筒面の振れを低減する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１−３０９０８２号公報
【特許文献２】特開２００６−１６２７４５号公報
【特許文献３】特開２００２−６７３８７号公報
【特許文献４】特開平９−５０１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献４に記載する技術によれば、加工される部材によって偏心量は変化する。特に、プラスチック部材などをドラム状感光体、即ち、感光ドラムのフランジに使用した場合、耐久による磨耗も影響し、数十μｍの振れが発生していた。
【００１１】
本願添付の図１４に示すように、この振れについても濃度変化が発生してしまう。図１４は、１７０線のドット成長で階調性のハイライト部の抜粋で、横軸網点面積％、縦軸は紙濃度を０としたときの相対濃度値を示す。網点面積％で１３％前後に着目すると、Ｓ−Ｄ  Ｇａｐ５０μｍ程度の差でも濃度差は０．１程度発生することが分かる。感度ムラと同じく、このムラも濃度補正に影響を与えていた。
【００１２】
感光ドラムのドラムフランジや現像装置内の回転体である現像剤担持体（以下、「現像スリーブ」と呼ぶ。）の微細加工、並びに、２次元の感光体特性テーブルを作成するためには、多くの工数と測定器や切削機が必要である。どちらにせよ大幅なコストアップとなってしまう。
【００１３】
さらに、特許文献２では、補正用のパッチ画像を印字する際、感光ドラムのドラムホームポジションを基準に、常に一定の時間後にパッチ画像を形成している。感光ドラムの感度ムラの勾配が激しい部分に印字している場合や、感度のピーク若しくはボトムに印字している場合、過補正若しくは補正不足になり、所望濃度に合うとは限らない。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、感光体の感度ムラやＳ−Ｄ  Ｇａｐの影響を抑え、感光体や現像剤担持体の製造コストを上げることなく、テストパッチ画像による画像の品位を向上させることのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、本発明の第１の態様によれば、静電潜像が形成される回転体である像担持体と、
前記像担持体の静電潜像を現像するために現像剤を担持し、前記像担持体と対向した現像部へと現像剤を搬送する回転体である現像剤担持体を備えた現像装置と、
テストパッチ画像の濃度を検出するパッチ画像濃度検出手段と、
前記像担持体の予め決められた基準位置からの位相を検知する像担持体位相検出手段と、
前記現像装置内の前記現像剤担持体の予め決められた基準位置からの位相を検知する現像剤担持体位相検出手段と、
を有し、
前記像担持体位相検出手段及び前記現像剤担持体位相検出手段からの情報をもとに、前記現像剤担持体の所定の位置に担持された現像剤を使用して、前記像担持体の所定の位置にテストパッチ画像を形成し、
前記パッチ画像濃度検出手段により前記テストパッチ画像の濃度を検出する画像形成装置において、
前記像担持体に少なくとも一周分に渡ってテストパターンを形成し、前記パッチ画像濃度検出手段を用いて、前記テストパターンの濃度変化を検出し、濃度変化が最も少ない前記現像剤担持体の位置を規定位置として登録し、
次いで、前記現像剤担持体位相検出手段が前記現像剤担持体の前記基準位置を検出した後、前記現像剤担持体の前記濃度変化が最も少ない前記現像剤担持体の前記規定位置を使用してテストパッチ画像を形成する、
ことを特徴とする画像形成装置が提供される。
本発明の第２の態様によれば、静電潜像が形成される回転体である像担持体と、
前記像担持体の静電潜像を現像するために現像剤を担持し、前記像担持体と対向した現像部へと現像剤を搬送する回転体である現像剤担持体を備えた現像装置と、
テストパッチ画像の濃度を検出するパッチ画像濃度検出手段と、
前記像担持体の予め決められた基準位置からの位相を検知する像担持体位相検出手段と、
前記現像装置内の前記現像剤担持体の予め決められた基準位置からの位相を検知する現像剤担持体位相検出手段と、
を有し、
前記像担持体位相検出手段及び前記現像剤担持体位相検出手段からの情報をもとに、前記現像剤担持体の所定の位置に担持された現像剤を使用して、前記像担持体の所定の位置にテストパッチ画像を形成し、
前記パッチ画像濃度検出手段により前記テストパッチ画像の濃度を検出する画像形成装置において、
前記像担持体に少なくとも一周分に渡ってテストパターンを形成し、前記パッチ画像濃度検出手段を用いて、前記テストパターンの濃度変化を検出し、濃度変化の平均値となる前記現像剤担持体の位置を規定位置として登録し、
次いで、前記現像剤担持体位相検出手段が前記現像剤担持体の前記基準位置を検出した後、前記現像剤担持体の前記濃度変化の平均値となる前記現像剤担持体の前記規定位置を使用してテストパッチ画像を形成する、
ことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、像担持体である感光体の感度ムラ、Ｓ−Ｄ  Ｇａｐの影響を抑え、感光体や現像剤担持体の製造コストを上げることなく、テストパッチ画像による画像の品位を向上させることができる。その結果、濃度制御の精度を向上させることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
実施例１
図１に、本発明に係る画像形成装置の第一の実施例である電子写真方式の画像形成装置の概略断面構成を示す。先ず、本実施例の画像形成装置の全体構成について説明する。
【００１９】
［全体構成］
図１を参照すると、本実施例の画像形成装置１００は、スキャナ部１、レーザ露光部２、感光ドラム３１を備えた作像部３、定着部４、給紙／搬送部５、及び、これらを制御するエンジン制御部３００（図３参照）にて構成されている。
【００２０】
スキャナ部１は、原稿台１１に置かれた原稿１２に対して、照明１３を当てて原稿画像を光学的に読み取り、その像を電気信号に変換して画像データを作成する工程である。
【００２１】
レーザ露光部２は、前記画像データに応じて変調されたレーザ光などの光線を等角速度で回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）２１に入射させ、反射走査光として、回転体であるドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム３１に照射する。
【００２２】
作像部３は、一連の電子写真プロセスを実行する。つまり、感光ドラム３１を回転駆動し、帯電器３２によって帯電させ、前記レーザ露光部２によって感光ドラム３１上に形成された静電潜像に対し、現像装置３３によってトナーによって現像化する。その後、そのトナー像を転写、分離装置３４によって転写材であるシートＳに転写され、そして、感光ドラム３１から分離される。その際に転写されずに感光ドラム３１上に残った微小トナーをクリーニング装置３６によって回収する。
【００２３】
定着部４は、ローラやベルトの組み合わせによって構成され、ハロゲンヒータなどの熱源を内蔵し、前記作像部３によってトナー像が転写されたシート上のトナーを、熱と圧力によって溶解、定着させる。
【００２４】
給紙／搬送部５は、シートカセットやペーパーデッキに代表されるシート収納庫５１を一つ以上持っており、前記プリンタ制御部３００の指示に応じてシート収納庫５１に収納された複数のシートＳの中から一枚分離し、作像部３、定着部４へ搬送する。シートの両面に画像形成する場合は、定着部４を通過したシートＳを再度作像部３へ搬送する搬送経路を通るように制御する。
【００２５】
エンジン制御部３００は、画像形成装置全体を制御するコントローラ２００（図３参照）と通信して、その指示に応じて制御を実行する。そして、前述のスキャナ部１、レーザ露光部２、作像部３、定着部４、給紙／搬送部５の各部の状態を管理しながら、全体が調和を保って円滑に動作できるよう指示を行う。
【００２６】
図２は、上記作像部３の断面図である。出力指示情報に伴い、感光ドラム３１が右回り方向（矢印方向）に回転する。クリーニング装置３６であるクリーナユニットは、感光ドラム３１に付着しているトナーを回収し、ドラム表面を清掃する。
【００２７】
一次帯電器３２は、グリッドと呼ばれる放電装置を有し、ドラム表面電位を規定状態にする。電位センサ３７は、感光ドラム３１のレーザで照射された部分（Ｖｌ）や露光されない一次帯電電位（Ｖｄ）の表面電位を測定する。電源ＯＮ後、一定枚数出力時などのタイミングで表面電位を測定し、適宜レーザの光量、帯電バイアス、現像バイアスなどを変更する。
【００２８】
現像装置３３は、現像剤を収容した現像容器６１を備え、現像容器６１内には、感光ドラム３１と対向した開口部に回転体である現像剤担持体６２、即ち、現像スリーブを回転可能に担持している。本実施例にて、現像剤は、磁性一成分現像剤を使用している。また、現像スリーブ６２は、非磁性の円筒部材にて形成され、内部に複数の磁極を備えた磁界発生手段であるマグネットローラ６３を固定配置している。
【００２９】
従って、現像スリーブ６２が回転することにより、現像スリーブ６２に現像剤を担持し、感光ドラム３１と対向した現像部Ａへと現像剤を搬送する。感光ドラム３１と現像スリーブ６２とは、所定の空隙、即ち、Ｓ−Ｄ  Ｇａｐだけ離間されており、所謂、ジャンピング現像が行われる。勿論、現像剤としては、トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を採用し、磁気ブラシ現像方式を採用することもできる。
【００３０】
なお、現像装置３３には補給用のトナーカートリッジ６０ａ、及び、一次保管場所となるホッパー６０ｂが装着されており、該トナーカートリッジ６０ａ及びホッパー６０ｂを介して現像容器６１内に現像剤が補給可能に構成されている。補給された現像剤は、撹拌搬送手段６４である撹拌羽根６４ａ、６４ｂ、６４ｃにて現像容器６１内の現像剤と撹拌混合されて、現像スリーブ６２へと供給される。
【００３１】
現像スリーブ６２は、現像部Ａにて、レーザによって形成された感光ドラム３１上の静電潜像を顕像化し、トナー像とする。
【００３２】
感光ドラム３１の回転方向にて、現像装置３３の下流側に集塵ローラ７１が配置されている。集塵ローラ７１は、現像位置Ａ近傍から飛散したトナーを静電的に吸着させて回収する。
【００３３】
また、集塵ローラ７１より更に下流側に配置された転写前帯電器７２は、感光ドラム３１上に形成されたトナー像に電荷を付与して転写性を補助する。また、転写前露光ＬＥＤ７３は、感光ドラム３１の電位を下げて転写材（シート）Ｓの感光ドラム３１からの分離を補助する。
【００３４】
その後、所定のタイミングで給紙搬送され、転写ガイド７４を通し、安定した状態で転写帯電器３４ａによって静電的に転写され、分離帯電器３４ｂにて分離される。トナー像が転写された転写材Ｓは、搬送装置３５により定着装置４（図１参照）に送られて加圧及び加熱され、トナー像が定着された後に本体の外に排出される。
【００３５】
転写、分離帯電装置３４とクリーニングユニット３６との間に、パッチ画像濃度検出手段としての濃度検出センサ７０が配置されている。規定タイミング時にテストパッチ画像を形成し、上記センサ７０で検出する。センサ出力値はプリンタ制御部３５０に送られる。
【００３６】
なお、感光ドラム３１には基準位置を示すドラムホームポジションマーク３１Ｍが設けられており、また、このマークを検知する感光体位相検出手段としてのセンサ３１Ｓ（図６参照）が感光ドラム３１に近接配置されている。
【００３７】
同様に、現像装置３３の現像スリーブ６２にも基準位置を示すホームポジションマーク６２Ｍが設けられており、また、このマーク６２Ｍを検知する現像剤担持体位相検出手段としてのセンサ６２Ｓ（図７参照）が現像スリーブ６２に近接配置されている。各センサについては後述する。
【００３８】
［エンジン制御部］
図３は、本実施例によるコントローラ部２００と、エンジン制御部３００と、プリンタエンジン部３５０の例示的なブロック図である。
【００３９】
画像形成装置１００は、コントローラ部２００、エンジン制御部３００及びプリンタエンジン部３５０に区分される。
【００４０】
エンジン制御部３００は、主に次のようなユニットを備えている。
【００４１】
つまり、エンジン制御部３００は、コントローラ部２００と接続するためのインターフェース回路であるビデオインターフェース３０１を備えている。更に、例えば、メイン制御ＣＰＵ３１１、画像処理ゲートアレイ３１２及び画像形成部３１３を備えたメイン制御部３１０を有している。
【００４２】
メイン制御ＣＰＵ３１１は、プリンタ部の各部を統括的に制御するとともに、サブＣＰＵとしてのメカ制御ＣＰＵ３２０を制御する制御回路である。画像処理ゲートアレイ３１２は、インターフェース３０１により受信された画像データにγ補正等を施す画像処理回路である。画像形成部３１３は、レーザの露光量や発光時間を制御する。
【００４３】
メカ制御ＣＰＵ３２０は、駆動部３５１と、センサ部３５２、給紙制御部３５３、及び高圧制御部３５４などをそれぞれ制御する。
【００４４】
駆動部３５１は、モータ、クラッチ、ファン等である。センサ部３５２は、転写材Ｓの位置検出センサ等である。給紙制御部３５３は、転写材Ｓの供給を制御する。高圧制御部３５４は、感光ドラム１０３の帯電量や転写帯電器３４ａの転写バイアスなどを制御する。
【００４５】
［濃度検出センサ］
図４は、本実施例における濃度検出センサ７０の一例を示す図である。濃度検出センサ７０は、第２のセンサ部３５５に含まれているものとする。
【００４６】
濃度検出センサ７０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光部４００と、ＰＤ（フォトディテクタ）等の受光部４０１で構成される。発光部４００から感光ドラム３１に照射された光Ｉｏは、感光ドラム３１の表面で反射する。反射光Ｉｒは、受光部４０１で受光され、受光部４０１から受光光量が出力される。受光部４０１で計測された反射光Ｉｏの光量は、ＬＥＤ光量制御部４０３でモニタされる。さらに、ＬＥＤ光量制御部４０３は、反射光Ｉｏの光量をメイン制御ＣＰＵ３１１に通知する。メイン制御ＣＰＵ３１１は、照射光Ｉｏの発光強度と、反射光Ｉｒの受光光量（測定値）に基づいて、パッチ画像の濃度を算出する。また、画像出力時以外では、シャッター駆動制御部４０７を制御してシャッター部４０８を動作させる。
【００４７】
安定化制御とは、例えば、特開平８−９１５８号公報などに記載される、最大濃度を制御する、所謂、Ｄｍａｘ制御であり、まず、露光量、現像電圧及び帯電電圧を変化させながら、パッチ画像を試験的に作成する。作成された各パッチ画像の濃度が計測され、計測値に基づいて目標最大濃度に対応した露光量、現像電圧及び帯電電圧値が算出される。
【００４８】
本実施例の最大濃度条件を、ある環境（温度２３℃湿度５０％）を例に説明する。
【００４９】
パッチ画像は、帯電電位を一定（−５００Ｖ）、現像バイアスも一定（−３５０Ｖ等）に保ち、レーザーパワー（以下、「ＬＰＷ」という。）でコントラスト電位（Ｖｃｏｎｔ）を変更し、濃度センサ７０にて検出する。
【００５０】
図５に示したように、最大濃度条件（例えば紙上反射濃度１．６、ドラム上載り量０．５ｍｇ／ｃｍ２）になるＬＰＷ設定値を導いている。
【００５１】
なお、コントラスト電位（Ｖｃｏｎｔ）とは、感光ドラム上の画像部の表面電位と、現像スリーブの電位（現像バイアス）との電位差のことである。
【００５２】
［ドラムホームポジションマーク及びセンサ］
図６に、基準位置としてのドラムホームポジションマーク３１Ｍ、及び、このドラムホームポジションマーク３１Ｍを検出し、その検出情報に基づいて感光ドラム３１の位相（即ち、位置）を検知する感光体位相検出手段としてのセンサ３１Ｓの関係を示す。本実施例では、ドラムエンコーダと呼ばれるドラムの速度振れを検出する従来技術を利用した。
【００５３】
つまり、本実施例によると、図６に示すように、感光ドラム３１は、ドラム状感光体３１ａの両側部に、ドラム回転軸であるドラム軸３１ｂが外方へと突出したドラムフランジ３１ｃを備えている。図６では、片側のドラムフランジ３１ｃのみを示す。
【００５４】
ドラムホームポジションマーク３１Ｍは、いずれか一方のドラムフランジ３１ｃの一部に位置し、フランジ３１ｃを貫通した構成になっている。つまり、その部分だけ穴（空洞）となっている。
【００５５】
そのマーク３１Ｍを検出するために、感光体位相検出手段としてのドラムホームポジションセンサ３１Ｓが位置している。ドラムホームポジションセンサ３１Ｓは、赤外ＬＥＤ３１Ｓａとフォトダイオード（以下、「ＰＤ」と呼ぶ。）３１Ｓｂからなる光学センサで、ドラムフランジ３１ｃに対し正反射光が入射する構成になっている。図６にて、ドラムホームポジションセンサ３１Ｓは、フランジ３１ｃ上に点で示した領域３１ｄとドラムホームポジションマーク３１Ｍとを検出する。
【００５６】
なお、図６の検出領域３１ｄは、分かり易くするために点で領域を表しているが、特別に加工したものではなく、フランジの他の領域と同じであり、フランジ部材と同じ材質、同じ表面性（凹凸や色）とされる。
【００５７】
ドラム軸３１ｂにより中心を支えられた感光ドラム３１は、回転可能な状態となる。ドラムホームポジションセンサ３１Ｓは、通常の検出領域３１ｄにおいては正反射光が反射しＰＤ３１Ｓｂに入射されるため、検出値が大きくなる。一方、ドラムホームポジションマーク３１Ｍは空洞であるため、入射光は反射されない。すなわち、ＰＤ３１Ｓｂに光が入射しないため検出値は小さくなる。この信号差を用いて、ドラムの位置を把握することができる。
【００５８】
ドラムホームポジションセンサ３１Ｓの検出信号は、図３のセンサ部３５５を経由し画像処理ＧＡ３１２、メイン制御ＣＰＵ３１１へと送られる。なお、ドラム径は、直径８０ｍｍである。画像形成時及びパッチ検出時には２００ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転している。
【００５９】
［スリーブホームポジションマーク及びセンサ］
図７に、基準位置としてのスリーブホームポジションマーク６２Ｍ、及び、このスリーブホームポジションマーク６２Ｍを検出する。そして、その検出情報に基づいて現像スリーブ６２の位相（即ち、位置）を検知する現像剤担持体位相検出手段としてのセンサ６２Ｓの関係を示す。
【００６０】
本実施例によると、図７に示すように、現像スリーブ６２は、スリーブ状の円筒体とされ、両端部を除いて、現像作動領域はブラスト処理された領域６２ａとされる。円筒体の両側部に、スリーブ回転軸６２ｂが外方へと突出している。図７には、現像スリーブ６２の片方側のみを示している。
【００６１】
図７に示すように、スリーブホームポジションマーク６２Ｍは、スリーブ端部に設けられた凸部とされる。その凸部６２Ｍを挟むように、透過型センサ６２Ｓが配置されている。そのセンサ６２Ｓがスリーブホームポジションセンサであり、現像剤担持体位相検出手段を構成する。
【００６２】
スリーブホームポジションセンサ６２Ｓは、下から赤外ＬＥＤ６２Ｓａを照射し、上部のＰＤ６２Ｓｂで光を入射する。スリーブホームポジション以外は、光がＰＤに入射し、検出値が大きくなる。スリーブホームポジションマーク６２Ｍを検出している時には、光が遮断されるため検出値が小さくなる。この信号差を用いて、スリーブの位置を把握することができる。
【００６３】
なお、スリーブ径は直径３０ｍｍである。
【００６４】
［フロー］
図８に、本実施例のフローチャートを示す。
【００６５】
印字指示を受けた画像形成装置は、濃度調整用の濃度パッチを生成するタイミングであるか否かを判断する（Ｓ１）。本実施例では、１０００枚ごとに調整を行う。
【００６６】
検出タイミングとなった場合には（Ｓ１でＹＥＳの場合）、現像スリーブ６２を、スリーブホームポジションセンサ６２Ｓを使用してホームポジション検出直後に現像スリーブ駆動モータ（不図示）を停止させる。停止の方法は、図９に示すような減速制御を実施する。
【００６７】
つまり、第一回目のホームポジション検知（ＨＰ１）から徐々に回転速度を落とし（１００、５０ｍｍ／ｓｅｃ）、第三回目のホームポジション検知（ＨＰ３）から１０ｍｍ／ｓｅｃになるよう制御する。そして、第三回目のホームポジション検知（ＨＰ４）から一定時間後（９．４秒後）に停止させる（Ｓ２）。
【００６８】
このようにして、本実施例では、センサ６２Ｓにマーク６２Ｍが常に掛かるように停止動作を行う。通常現像装置内はトナーが充填され、圧縮状態になっているため、１０ｍｍ／ｓｅｃ程度であれば慣性で回転することなく停止することが可能である。
【００６９】
図１０は、パッチ画像を印字するまでのタイミング概要図である。
【００７０】
現像スリーブ６２が所定の位置に停止された画像形成装置は、パッチ印字準備を開始する。
【００７１】
現像スリーブ６２を停止した状態で、感光ドラム３１の回転を開始する。センサ３１Ｓは、第一回目のホームポジション検知を無視し、センサ３１Ｓが安定回転数に達した２回目のホームポジションを検知するのを待つ。センサ３１Ｓが、所定時間経過後の、本実施例では約１．２秒後２回目のホームポジションを検知した画像形成装置は、スリーブ６２を回転させるための指示を送る（Ｓ３）。ドラムと同様２００ｍｍ／ｓｅｃで現像スリーブを回転させ、所定時間経過後の、本実施例では、同じく２回目のスリーブホームポジション検知をトリガーにパッチ画像を形成し、濃度検出センサ７０にてパッチ画像濃度を検出する（Ｓ４）。
【００７２】
以上の動作で、現像スリーブ６２と感光ドラム３１との位相を合わせることができた。
【００７３】
パッチ画像は、帯電電位を一定、現像バイアスも一定に保ち、ＬＰＷでＶｃｏｎｔを変更し、濃度センサ７０にて検出する（Ｓ５）。
【００７４】
ＬＰＷ変更毎に（Ｓ６）、所定の回数、本実施例ではｉ＝５となるまで、パッチ印字前にスリーブ及びドラムの位置を基準位置に戻し（図９の動作のこと）、即ち、ステップ２（Ｓ２）へと戻り、次の条件のパッチ印字をそこからスタートさせる。このようにして、計５個（ｉ＝５）のパッチ画像を同じ条件で（同じ場所に）印字させ、パッチ画像濃度を検出する（Ｓ４）。そのため、ドラム感度やＳ−Ｄ  Ｇａｐの影響を受けない調整が可能になった。
【００７５】
上記５レベルの濃度値から所望の画像形成条件を演算し、演算結果を登録する（Ｓ７、Ｓ８）。そして、通常の画像形成動作に移行し（Ｓ９）、その後、画像形成動作を終了する。
【００７６】
上記ステップ１（Ｓ１）にて、調整用の濃度パッチを生成するタイミングでない場合には（Ｓ１でＮＯの場合）、直ちに、通常の画像形成動作に移行し（Ｓ９）、その後、画像形成動作を終了する。
【００７７】
本実施例によれば、上記構成により、感光ドラム３１の感度ムラ、Ｓ−Ｄ  Ｇａｐの影響を抑え、感光ドラム３１や現像スリーブ６２の製造コストを上げることなく、テストパッチ画像による画像の品位を向上させることができる。その結果、濃度制御の精度を向上させることが可能となった。
【００７８】
実施例２
次に、本発明に係る画像形成装置の第二の実施例を説明する。本実施例の画像形成装置の全体構成は、実施例１で説明した画像形成装置と同様であるので、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【００７９】
ただ、実施例１では、現像スリーブ６２が回転を停止し、同時に、感光ドラム３１が回転を開始し、その後、感光ドラムホームポジションセンサ３１Ｓが所定時間経過後の、即ち、１．２秒後の２回目のホームポジション位置（基準位置）を検出する。そのとき、現像スリーブ６２は、再度回転を開始し、現像スリーブホームポジションセンサ６２Ｓが所定時間経過後の同じく２回目のホームポジション位置（基準位置）を検出したときに、テストパッチ画像を形成する構成とした。
【００８０】
これに対して、本実施例２では、ドラム上のどの位置がパッチ検出に最適かを判断し、第一の実施例で印字した場所からオフセットさせた場所にパッチ画像を印字する。そのオフセット量の決め方に特徴がある。実施例２のフローを図１１に示す。
【００８１】
図１１のフローチャートを参照すると、電源ＯＮ後（Ｓ１１）、ドラム上の下地プロファイルを再登録する（Ｓ１２）。このプロファイルは、ドラムの傷などでダイナミックレンジ差が生じた際に補正データとして使用する。
【００８２】
次に、ドラム上にテスト用の均一パターン（テストパターン）をドラム１周分に形成し、濃度検出センサ７０にて画像濃度を検出する（Ｓ１３）。その濃度検出結果を図１２に示す。
【００８３】
このように、同一パターンを印字しているにもかかわらず、濃度勾配が現れる。本実施例では、変化が少ない領域にパッチを印字し、パッチ画像の面内で濃度勾配の影響がないようにパッチ印字位置をオフセットさせることが特徴である。
【００８４】
濃度勾配は、所謂、傾きを求めればよい。傾き０に近いほど安定領域であることが分かる。図１２でその安定領域を示した。山や谷の部分でパッチ画像を印字するよりも、変化が少ない部分でパッチ画像を印字するため、パッチ画像内での濃度変化が少ない。そのため、検出濃度も安定し、キャリブレーション精度が上がる。
【００８５】
なお、傾きの算出は、２０ｍｓｅｃごとに実施し、連続して傾きが０．９〜１．１の範囲になる位置を算出し（Ｓ１４）、その算出結果の規定位置を登録する（Ｓ１５）。そして、その位置にテストパッチ画像が形成されるようオフセット量を変更する。
【００８６】
そして、実施例１で説明した、図８に示すフローと同様の工程に従って、画像形成動作（Ｓ１〜Ｓ９）に移行する。ただ、ステップ４（Ｓ４）では、現像スリーブ６２のホームポジションではなく、このホームポジションからオフセットした規定位置に、即ち、パッチ画像の濃度変化の少ない位置へとオフセットされる。
【００８７】
また、パッチ画像のサイズやプロセススピード（本実施例では２００ｍｍ／ｓｅｃ）に応じて連続量や２０ｍｓｅｃという条件は最適化することが望ましい。
【００８８】
また、本実施例の説明では、スリーブ６２の偏芯を無視して説明したが、ドラム数周分の濃度プロファイルを平均化することで、ドラムのみのプロファイルを簡易的に求めることができる。このように求めたプロファイルから傾きを算出し、パッチ印字位置オフセット量を変更しても構わない。
【００８９】
本実施例においても、実施例１と同様の作用効果を奏し得る。つまり、感光ドラム３１の感度ムラ、Ｓ−Ｄ  Ｇａｐの影響を抑え、感光ドラム３１や現像スリーブ６２の製造コストを上げることなく、テストパッチ画像による画像の品位を向上させることができる。その結果、濃度制御の精度を向上させることが可能となった。
【００９０】
実施例３
次に、本発明に係る画像形成装置の第三の実施例を説明する。本実施例の画像形成装置の全体構成は、実施例１で説明した画像形成装置と同様であるので、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【００９１】
ただ、実施例１では、現像スリーブ６２が回転を停止し、同時に、感光ドラム３１が回転を開始し、その後、感光ドラムホームポジションセンサ３１Ｓが所定時間経過後の、即ち、１．２秒後の２回目のホームポジション位置（基準位置）を検出する。そのとき、現像スリーブ６２は、再度回転を開始し、現像スリーブホームポジションセンサ６２Ｓが所定時間経過後の同じく２回目のホームポジション位置（基準位置）を検出したときに、テストパッチ画像を形成する構成とした。
【００９２】
また、実施例２では、濃度検出センサ７０を用いて、テストパッチ画像の濃度変化を検出し、濃度変化が最も少ない感光ドラム３１の位置を所定の位置として登録する。次いで、現像スリーブ６２の回転を停止し、同時に、感光ドラム３１の回転を開始し、その後、感光ドラムホームポジションセンサ３１Ｓが所定時間経過後の感光ドラム３１の基準位置を検出したとき、現像スリーブ６２を回転させる。そして、感光ドラムホームポジションセンサ３１Ｓの基準位置の検出情報をもとに算出された、感光ドラム３１の濃度変化が最も少ない感光ドラムの所定の位置に、テストパッチ画像を形成する構成とした。
【００９３】
これに対して、本実施例では、ドラム上のどの位置が面内の平均濃度になるかを検出し、その位置にてパッチを検出させる。図１３に、本実施例のフロー図を示す。
【００９４】
特許文献２ではドラムの要因によるキャリブレーションばらつきを抑えた。第一の実施例（実施例１）では、スリーブとドラム間で発生するキャリブレーションばらつきも抑えることができた。第二の実施例（実施例２）では、ドラムのムラが少ない部分に印字させることでさらにより安定なキャリブレーションが可能になった。
【００９５】
ただし、上記３つの例では、ある一部分のみ所望の濃度になるが、他の部分は所望濃度にはならない。さらには、ムラのピークやボトムで補正していたとすると、ドラム全体の濃度としては、過補正若しくは著しく補正不足な画像が形成されてしまう。
【００９６】
本実施例では、実施例１をベースに、実施例２と同様オフセット量を変更する。その変更方法は、実施例２でドラムの濃度傾きを求めたが、本実施例では平均濃度になる位置を算出し、その位置にパッチ画像が形成されるようオフセット量を変更する。
【００９７】
つまり、図１３に示す本実施例のフロー図は、図１１に示す実施例２のフロー図と同様であり、ステップ３（Ｓ３）では、実施例２と同様に、感光ドラム３１の少なくとも１周分にわたりテストパターンを形成し、濃度センサ７０にて画像濃度を検出する。
【００９８】
ただ、本実施例では、ステップ１４（Ｓ１４）において、平均濃度位置を算出し、その算出結果の規定位置を登録する（Ｓ１５）。この点で実施例２と異なる。そして、その位置にパッチ画像が形成されるようオフセット量を変更する。
【００９９】
なお、傾きの算出は、２０ｍｓｅｃごとに実施し、連続して傾きが０．９〜１．１の範囲になる位置を算出し（Ｓ１４）、その算出結果の規定位置を登録する（Ｓ１５）。
【０１００】
平均値の算出方法は、当業者には周知の方法で行うことができる。詳しい説明は省略する。
【０１０１】
つまり、本実施例３では、濃度検出センサ７０を用いて、テストパッチ画像の濃度変化を検出し、濃度変化の平均値となる感光ドラム３１の位置を所定の位置として登録する。次いで、現像スリーブ６２の回転を停止し、同時に、感光ドラムの回転を開始する。その後、感光ドラムホームポジションセンサ３１Ｓが所定時間経過後の感光ドラムの基準位置を検出したとき、現像スリーブ６２を回転させる。そして、感光ドラムホームポジションセンサ３１Ｓの基準位置の検出情報をもとに算出された、感光ドラムの濃度変化の平均値となる感光ドラムの前記所定の位置に、テストパッチ画像を形成する構成とされる。
【０１０２】
本実施例においても、実施例１、２と同様の作用効果を奏し得る。つまり、感光ドラム３１の感度ムラ、Ｓ−Ｄ  Ｇａｐの影響を抑え、感光ドラム３１や現像スリーブ６２の製造コストを上げることなく、テストパッチ画像による画像の品位を向上させることができる。その結果、濃度制御の精度を向上させることが可能となった。
【０１０３】
変形例
実施例２及び実施例３において、感光ドラム上のどの位置にパッチを印字させるかを決定してきたが、現像スリーブ６２のどの位置を用いて印字させるかの判断を設けても構わない。特に現像スリーブ径が大きい場合は有効な手段である。例えば、感光ドラム３１の周長より長い周長を有した現像スリーブであるか、或いは、ベルト状の現像剤担持体とされる場合に有効である。
【０１０４】
つまり、本変形例の第１の方法によれば、実施例２と同様に、感光ドラム３１に少なくとも一周分に渡ってテストパターンを形成し、濃度センサ７０にてテストパターンの濃度変化を検出する。そして、濃度変化が最も少ない現像スリーブ６２の位置を規定位置として登録する。
【０１０５】
次いで、現像スリーブ６２の回転を停止し、同時に、感光ドラム３１の回転を開始する。その後、感光ドラムホームポジションセンサ３１Ｓが所定時間経過後の感光ドラム３１の基準位置を検出したとき、現像スリーブ６２を回転させ、現像スリーブ６２の濃度変化が最も少ない現像スリーブ６２の前記規定位置を使用してテストパッチ画像を形成する。
【０１０６】
本変形例の第２の方法によれば、実施例３と同様に、感光ドラム３１に少なくとも一周分に渡ってテストパターンを形成し、濃度センサ７０にてテストパターンの濃度変化を検出する。そして、濃度変化の平均値となる現像スリーブ６２の位置を規定位置として登録する。
【０１０７】
次いで、現像スリーブ６２の回転を停止し、同時に、感光ドラム３１の回転を開始する。その後、感光ドラムホームポジションセンサ３１Ｓが所定時間経過後の感光ドラム３１の基準位置を検出したとき、現像スリーブ６２を回転させ、現像スリーブ６２の濃度変化の平均値となる現像スリーブ６２の前記規定位置を使用してテストパッチ画像を形成する。
【０１０８】
更には、Ｓ−Ｄ  Ｇａｐのみを把握したい場合、現像バイアスのみを印加することで、Ｓ−Ｄ  Ｇａｐのプロファイルを把握することができる。この方法を用いて、現像スリーブのどの位置に印字させるかを決定してもよい。
【０１０９】
つまり、上記実施例では、感光ドラム３１上に形成するテストパターンは、感光ドラム３１上に、帯電、露光することにより、所定パターンの静電潜像を形成し、この静電潜像を現像することによりテストパターンを形成した。
【０１１０】
これに対して、静電潜像を形成することなく、現像バイアスのみを印加することで、場合によっては感光ドラム３１を一様帯電した後現像バイアスのみを印加することで、テストパターンを形成する。
【０１１１】
従って、この場合には、所定形状をしたパッチ形成部分のみではなく、感光ドラム３１の全面にトナー像のテストパターンが形成される。このため、トナー消費の観点から月１回のメンテナンス時、或いは、工場出荷時や現像装置、ドラム交換時のみに実施する程度が望ましい。
【０１１２】
以上説明してきたように、本発明によれば、現像スリーブ６２のホームポジションをも考慮し、キャリブレーション用のテストパッチ画像が同じＳ−Ｄ  Ｇａｐ、同じ感光ドラム位置に印字できるようになった。キャリブレーション毎のばらつきを抑えることができた。
【０１１３】
さらに、テストパッチ画像を感光ドラムのどの位置に、或いは、現像スリーブのどの位置を使用して形成すべきかを、パッチ画像濃度の変化の傾きや平均値を使うことで、より所望濃度にあう、安定したキャリブレーションが可能になった。
【０１１４】
上記各実施例では、本発明は、転写材に直接トナー像を転写する直接方式の白黒用の画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、中間転写体を使用した画像形成装置であっても良く、また、カラー画像形成装置とすることもできる。
【０１１５】
また、回転体としての感光体及び現像剤担持体は、それぞれ、感光ドラム及び現像スリーブである必要はなく、支持ローラに張設され一定方向に移動可能とされたベルト状の感光体ベルト及び現像ベルトとすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構成断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の一実施例における作像部の構成断面図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の一実施例におけるエンジン制御部とプリンタエンジン部のブロック図である。
【図４】濃度センサの一実施例の概略ブロック図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の一実施例における最大濃度条件の算出概念図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の一実施例におけるドラムホームポジションセンサとマークの関係図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の一実施例におけるスリーブホームポジションセンサとマークの関係図である。
【図８】本発明に係る画像形成装置の一実施例におけるフローチャートである。
【図９】スリーブ停止動作の一実施例の説明図である。
【図１０】パッチ印字タイミングの一実施例の説明図である。
【図１１】本発明に係る画像形成装置の他の実施例におけるフローチャートである。
【図１２】ドラム上濃度プロファイルの一実施例の説明図である。
【図１３】本発明に係る画像形成装置の他の実施例におけるフローチャートである。
【図１４】本発明の課題を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１            スキャナ部
２            レーザ露光部
３            作像部
４            定着部
５            給紙／搬送部
３１          感光ドラム（感光体）
３１Ｍ        ドラムホームポジションマーク
３１Ｓ        ドラムホームポジションセンサ（感光体位相検出手段）
３３          現像装置
６２          現像スリーブ（現像剤担持体）
６２Ｍ        スリーブホームポジションマーク
６２Ｓ        スリーブホームポジションセンサ（現像剤担持体位相検出手段）
１００        画像形成装置
【図１】
0005142731.tif 000002
【図２】
0005142731.tif 000003
【図３】
0005142731.tif 000004
【図４】
0005142731.tif 000005
【図５】
0005142731.tif 000006
【図６】
0005142731.tif 000007
【図７】
0005142731.tif 000008
【図８】
0005142731.tif 000009
【図９】
0005142731.tif 000010
【図１０】
0005142731.tif 000011
【図１１】
0005142731.tif 000012
【図１２】
0005142731.tif 000013
【図１３】
0005142731.tif 000014
【図１４】
0005142731.tif 000015