(57)【要約】【課題】本発明の課題は、印刷用紙の種類、印刷モード、定着温度等の印刷条件が変化しても出力濃度画像を一定に保つことができる画像形成装置を提供することである。【解決手段】画像形成条件を制御するトナー像の濃度パッチを感光体上に形成する手段と、予め設定されたトナー付着量の目標値に従って上記感光体上に形成された濃度パッチを検出する手段と、検出手段の出力信号に応じて前記画像形成条件を制御する制御部とを備えた画像形成装置において、定着機の温度を検出する定着機温度検出手段と、印刷モードに応じて上記定着機の駆動速度を切り換える定着機速度切換手段と、印刷用紙の種類を検出する用紙種検出手段とを備え、制御部は、定着機温度検出手段、定着機速度切換手段及び用紙種検出手段からの信号に基づいてトナー付着量の目標値を補正する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定されたトナー付着量の目標値に従って、トナー像の濃度パッチを感光体上に形成する手段と、上記感光体上の濃度パッチのトナー濃度を検出する第１検出手段と、該第１検出手段の出力信号に応じて上記感光体に形成するトナー画像の形成条件を制御する制御装置とを備えた画像形成装置において、該画像形成装置の定着機の定着ロール温度を検出する第１の手段と、該定着機の駆動速度に応じた信号を出力する第２の手段と、画像を形成する用紙の種類を示す信号を出力する第３の手段とを備え、前記制御装置は、上記第１、第２及び第３の手段からの信号に基づいて前記トナー付着量の目標値を補正するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
予め設定されたトナー付着量の目標値に従って、トナー像の濃度パッチを感光体上に形成する手段と、該トナー像を中間転写体に転写する第１の転写器と、上記中間転写体に転写された画像を印刷用紙に転写する第２の転写器と、該第２の転写器により転写された印刷用紙の画像を定着する定着装置と、上記中間転写体に転写された濃度パッチのトナー濃度を検出する第２検出手段と、該第２検出手段の出力信号に応じて前記感光体に形成するトナー像の形成条件を制御する制御装置とを備えた画像形成装置において、上記定着装置における定着ロールの温度を検出する第１の手段と、該定着装置の駆動速度を示す信号を出力する第２の手段と、上記印刷用紙の種類を示す信号を出力する第３の手段とを有し、前記制御装置は上記第１、第２及び第３の手段からの信号に基づいて前記トナー付着量の目標値を補正するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２において、前記感光体上の濃度パッチのトナー濃度を検出する第１検出手段を備え、該第１検出手段及び第２検出手段の検出信号の差に応じて前記トナー付着量の目標値を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記制御装置は前記第１の手段により検出された温度信号と、前記第２の手段からの速度信号から、前記定着機におけるトナーの定着温度を求めるデータテーブルを格納するメモリを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４において、前記制御装置は前記定着機におけるトナー定着温度を示すデータと、前記第３の手段からの検出信号よりトナー付着量の目標値補正量を求めるデータテーブルを格納するメモリを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
感光ドラムと、該感光ドラム表面に均一に電荷を帯電する帯電器と、画像データに従って該感光ドラム表面にレーザ光を照射する露光装置と、該感光ドラム表面に、上記画像データに応じたトナー像を形成する現像器と、該トナー像を中間転写体に転写する第１の転写器とを有する画像形成ユニットを複数個備え、該複数個の画像形成ユニットで異なる色に対応するトナー画像を形成し、上記中間転写体に重ねて転写することによりカラー画像を形成した後、該カラー画像を印刷用紙に転写する第２の転写器と、印刷用紙に転写された画像を定着する定着機を備えたカラー画像形成装置において、上記定着機の定着ロールの温度を検出する第１の手段と、該定着機の駆動速度に応じた信号を出力する第２の手段と、印刷用紙の種類を示す信号を出力する第３の手段とを備え、前記第１、第２及び第３の手段からの信号に基づいて定着機のトナー定着温度に応じて前記感光ドラムに形成するトナー像のトナー付着量の目標値を補正する制御装置を設けたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項７】
請求項６において、前記制御装置は、前記感光体上に形成されるテストパターンの濃度パッチのトナー濃度を検出する第１検出手段及び／又は、前記中間転写体に転写された濃度パッチのトナー濃度を検出する第２検出手段を有し、第１検出手段及び／又は第２検出手段の出力により、前記感光体上に形成するトナー画像の形成条件を制御することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項８】
請求項６において、前記制御装置は、前記第１の手段により検出された温度信号と、前記第２の手段からの速度信号より、前記定着機におけるトナーの定着温度を求めるデータテーブルを格納するメモリを備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項９】
請求項８において、前記制御装置は、トナー定着温度を示すデータと、前記第３の手段からの信号よりトナー付着量の目標値補正量を求めるデータテーブルを格納するメモリを備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特にテストパターンである濃度パッチを光学式センサで読み取り、その出力値により画像形成条件を調整するようにした画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ドキュメントをカラー化し、且つ迅速に作成したいという需要が高まるに従って、レーザビームプリンタのカラー化、高速化が急速に進んでいる。
【０００３】
カラー画像形成装置の一例として、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色毎の画像形成ユニットを設け、各色トナー像を各画像形成ユニットの感光体上に形成した後、それらのトナー像を中間転写ベルトに順次重ねて転写し、この中間転写ベルト上の重ねられたトナー像を一括して印刷用紙に転写してカラー画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置が知られている。
【０００４】
このようなカラー画像形成装置において、印刷用紙上の画像濃度を一定に保つためにはトナー付着量を一定にする必要がある。このために、中間転写ベルト等の像担持体に、所定の条件によってテストパターンのトナー像である濃度パッチを形成し、この濃度パッチのトナー付着量を光学式センサ等の画像検出手段で検出し、この検出信号により現像器へのトナー補給、帯電電位、現像バイアス電位、露光による電位等の画像形成条件を制御することが行われている。
【０００５】
従来より、上記トナー付着量の制御については、いろいろな技術が提案されている。例えば特許文献１は、感光体ドラム近傍に設けられたセンサによって、基準トナー像の正反射光と散乱反射光とを検出し、両検出信号の差からトナー付着量を求めると共に、この検出値に対応して感光体ドラムの表面電荷を変化させて、最大濃度レベルでのトナー付着量を一定に保つ自動濃度制御を行うことを開示する。
【０００６】
また特許文献２は、作像したパターン画像を読取るセンサによって、読取ったパターン画像に基づく初期出力値が、予め設定された所定の範囲にあるか否かを判断し、所定の範囲に含まれない場合、パターン画像形成のための画像形成条件を変化させて再度、パターン画像を作像することを開示する。
【０００７】
更に特許文献３は、定着ローラ表面温度を検出する定着温度センサを設け、この温度に応じてトナー濃度制御に補正をかけることを開示する。特許文献４は、用紙転写前および用紙転写後の中間転写体上トナー付着量と、中間転写体上トナー付着量に応じた濃度センサからの出力値との相関関係を示す用紙付着量変換テーブルを作成し、用紙付着量変換テーブルに基づく階調補正を、トナー像の用紙転写特性の変動に応じて行うことを開示する。
【０００８】
また特許文献５は、画像形成装置の校正にあたり、用紙の地の濃度を基準濃度として、用紙上に形成された装置校正用画像の濃度データを補正することにより、所定の装置校正用データを得、このデータに基づいて用紙上に所望の濃度の画像を形成する技術を開示する。
【０００９】
一方、特許文献６は、像担持体上に形成されたテストパターンのトナー付着量を、トナー付着量センサで検出し、このトナー付着量センサからの検出結果に応じて、像担持体上のトナー付着量が目標値となるように制御する画像形成装置において、トナー像の転写条件を検出する転写条件検出手段を設け、転写条件に応じて像担持体上のトナー付着量の目標値を補正する方法を開示する。
【００１０】
上記の従来技術は、いずれも印刷用紙に形成される画像のトナー濃度を安定化する上で、それぞれ一定の効果を有する。しかし印刷用紙の画像の濃度は印刷用紙の厚さや質、印刷モードあるいは定着機におけるトナーの温度等、様々な印刷条件により変化するために、上記のような従来の制御だけでは十分な画質を得ることができない。
【００１１】
【特許文献１】特開平５−１４７２９号公報
【特許文献２】特許第２９４４６７３号公報
【特許文献３】特開平９−２１１９６３号公報
【特許文献４】特開２０００−２８４５５４号公報
【特許文献５】特開平１０−６３０４５号公報
【特許文献６】特開２０００−３２１８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記のような従来の問題を解決した画像形成装置を提供することを目的とする。具体的には本発明は、印刷用紙の種類、印刷モード、トナーの定着温度等の印刷条件が変化しても出力画像の濃度を一定に保つことができる画像形成装置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】
【００１３】
上記の目的を達成するために本発明は、予め設定されたトナー付着量の目標値に従って、トナー像の濃度パッチを感光体上に形成する手段と、上記感光体上の濃度パッチのトナー濃度を検出する第１検出手段と、該第１検出手段の出力信号に応じて上記感光体に形成するトナー画像の形成条件を制御する制御装置とを備えた画像形成装置において、該画像形成装置の定着機の定着ロール温度を検出する第１の手段と、該定着機の駆動速度に応じた信号を出力する第２の手段と、画像を形成する用紙の種類を示す信号を出力する第３の手段とを備え、前記制御装置は、上記第１、第２及び第３の手段からの信号に基づいて前記トナー付着量の目標値を補正するようにしたことに一つの特徴を有する。
【００１４】
本発明の他の特徴は、予め設定されたトナー付着量の目標値に従って、トナー像の濃度パッチを感光体上に形成する手段と、該トナー像を中間転写体に転写する第１の転写器と、上記中間転写体に転写された画像を印刷用紙に転写する第２の転写器と、該第２の転写器により転写された印刷用紙の画像を定着する定着装置と、上記中間転写体に転写された濃度パッチのトナー濃度を検出する第２検出手段と、該第２検出手段の出力信号に応じて前記感光体に形成するトナー像の形成条件を制御する制御装置とを備えた画像形成装置において、上記定着装置における定着ロールの温度を検出する第１の手段と、該定着装置の駆動速度を示す信号を出力する第２の手段と、上記印刷用紙の種類を示す信号を出力する第３の手段とを有し、前記制御装置は、上記第１、第２及び第３の手段からの信号に基づいて前記トナー付着量の目標値を補正するようにしたことにある。
【００１５】
本発明の他の特徴は、感光ドラムと、該感光ドラム表面に均一に電荷を帯電する帯電器と、画像データに従って該感光ドラム表面にレーザ光を照射する露光装置と、該感光ドラム表面に、上記画像データに応じたトナー像を形成する現像器と、該トナー像を中間転写体に転写する第１の転写器とを有する画像形成ユニットを複数個備え、該複数個の画像形成ユニットで異なる色に対応するトナー画像を形成し、上記中間転写体に重ねて転写することによりカラー画像を形成した後、該カラー画像を印刷用紙に転写する第２の転写器と、印刷用紙に転写された画像を定着する定着機を備えたカラー画像形成装置において、上記定着機の定着ロールの温度を検出する第１の手段と、該定着機の駆動速度に応じた信号を出力する第２の手段と、印刷用紙の種類を示す信号を出力する第３の手段とを備え、前記第１、第２及び第３の手段からの信号に基づいて定着機のトナー定着温度に応じて前記感光ドラムに形成するトナー像のトナー付着量の目標値を補正する制御装置を設けたことにある。
【００１６】
本発明の他の特徴は、前記制御装置が、前記第１の手段により検出された温度信号と、前記第２の手段からの速度信号から、前記定着機におけるトナーの定着温度を求めるデータテーブルを格納するメモリを備えたことにある。
【００１７】
本発明の他の特徴は、前記制御装置が、前記定着機におけるトナー定着温度を示すデータと、前記第３の手段からの検出信号よりトナー付着量の目標値補正量を求めるデータテーブルを格納するメモリを備えたことにある。
本発明の他の特徴は、以下の説明により一層明確に理解される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば次のような効果が得られる。
【００１９】
（１）定着機におけるトナー定着温度の変化に対応してトナー付着量の目標値が補正されるので、画質の優れた画像を安定して形成できる画像形成装置を提供することが可能になる。
【００２０】
（２）印刷モード、印刷用紙の種類が変わった場合に、その変化を検知してトナー付着量の目標値を補正するので、印刷条件の変化に対応して常に良好な画像を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、本発明に係る画像形成装置の全体の装置構成についてまず説明し、次にこの装置における制御部の構成及び動作フローについて説明する。
【００２２】
（１）画像形成装置の構成
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略図である。画像形成装置は、転写ベルト１０の走行方向に沿って配置された４個の画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを有する。
【００２３】
画像形成ユニット１ａは、感光ドラム２ａ、ドラム帯電器３ａ、露光装置４ａ、現像器５ａ、転写器６ａ、清掃装置７ａから構成されている。画像形成ユニット１ｂ〜１ｄも、１ａと同様に構成されている。画像形成ユニット１ａ〜１ｄは、例えば、１ａがイエロー、１ｂがマゼンタ、１ｃがシアン、１ｄがブラック、とそれぞれ異なる色の画像を形成する。
【００２４】
感光ドラム２ａは、制御部１００から画像形成動作の開始指示信号を受けると、矢印Ｇの方向に回転を始め、画像形成動作が終了するまで回転を続ける。感光ドラム２ａが回転を開始すると、帯電器３ａに高電圧が印加され、感光ドラム２ａの表面に負の電荷が均一に帯電される。
【００２５】
上位コントローラ（図示せず）からドットイメージに変換された文字データや図形データが、露光装置４ａのオン／オフ信号として画像形成装置に送られると、感光ドラム２ａ表面に、露光装置４ａよりレーザ光が照射される部分と照射されない部分とが形成される。露光装置４ａからのレーザ光の照射により、感光ドラム２ａ上の電荷の低下した部分が、現像器５ａと対向する位置に到達すると、感光ドラム２ａ上の電荷の低下した部分に、負電荷に帯電したトナーが付着し、トナー像が形成される。
【００２６】
感光ドラム２ａ上に形成されたトナー像が転写器６ａに到達すると、そのトナー像は転写器６ａに印加された高電圧の作用によって矢印Ａの方向に回転している中間転写体である転写ベルト１０上に転写される。なお、転写位置を通過した感光ドラム２ａは、その表面に残留したトナー等を除去すべく、清掃装置７ａで清掃され、次の画像形成動作に備えられる。
【００２７】
画像形成ユニット１ａに続いて画像形成ユニット１ｂでも同様に画像形成動作が行われ、感光ドラム２ｂ上に形成されたトナー像が、転写器６ｂに印加された高電圧の作用により転写ベルト１０上に転写される。この時、画像形成ユニット１ａにて形成され、転写ベルト１０上に転写された画像が、転写器６ｂに到達するタイミングと、感光ドラム２ｂ上に形成されたトナー像が、転写ベルト１０に転写されるタイミングを合わせることにより画像形成ユニット１ａと画像形成ユニット１ｂで形成されたトナー像が転写ベルト１０上で重なる。同様に画像形成ユニット１ｃ、１ｄで形成されたトナー像を転写ベルト１０上に重ねることによってカラー画像が転写ベルト１０上に形成されることになる。
【００２８】
カラー画像が用紙転写器９に到達すると同時に、画像形成装置の給紙部（図示せず）から矢印Ｈ方向に搬送されてきた印刷用紙８が用紙転写器９に到達し、用紙転写器９に印加された高電圧の作用によって転写ベルト１０上のカラー画像は印刷用紙８に転写される。そして印刷用紙８が定着機１１に搬送されると印刷用紙８上のトナー像が印刷用紙８に溶融定着される。
【００２９】
上記のような構成において、各画像形成ユニット１ａ〜１ｄの感光ドラム２ａ〜２ｄに近接して感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に形成されたトナー画像を検出するトナー画像センサ２０ａ〜２０ｄが設けられている。このセンサ２０ａ〜２０ｄは例えば図３−１に示すように、ＬＥＤ等の発光素子２０１と、フォトトランジスタ等の受光素子２０２とより構成され、発光素子２０１から出射した光が、感光体ドラム２の表面又は濃度パッチ７０Ａにより反射した拡散反射光を受光素子２０２により受光して電気信号に変換するように構成されている。各トナー画像センサ２０ａ〜２０ｄの出力信号は制御部１００に送られる。
【００３０】
なお、上記実施例では感光体ドラム２ａ〜２ｄ上に形成されたトナー画像を検出する例を示したが、中間転写ベルト１０に近接した位置に、中間転写ベルト１０の表面に形成されたトナー画像を検出するセンサ３０を設けてもよい。このセンサ３０は、例えば図３−２に示すようにＬＥＤ等の発光素子３０１と、フォトトランジスタ等の受光素子３０２，３０３から構成される。そして、発光素子３０１から出射した光が、中間転写ベルト１０又はテストパターンの濃度パッチ７０Ｂで拡散反射した光を受光素子３０２で受光し、正反射した光を受光素子３０３で受光して電気信号に変換するように構成される。受光素子３０３は黒（Ｋ）のトナー画像の検出に用いられ、受光素子３０２はカラーのトナー画像の検出に用いられる。
【００３１】
中間転写ベルト１０にはＫ、Ｙ、Ｃ、Ｍの濃度パッチ７０Ｂが順次形成されるので、Ｋの濃度パッチがセンサ３０に到達したタイミングで受光素子３０３の信号を制御部１００に取り込み、Ｙの濃度パッチがセンサ３０に到達したタイミングで受光素子３０２の信号を制御部１００に取り込む。以下同様にＣ、Ｍの濃度パッチがセンサ３０にそれぞれ到達したタイミングで受光素子３０２の信号を制御部１００に取り込む。
【００３２】
制御部１００は画像センサ２０ａ〜２０ｄ、又は３０からの出力信号に基づいて従来と同様に現像器５ａ〜５ｄへのトナー補給や帯電電位、現像電位等を制御して感光ドラム２ａ〜２ｄのトナー付着量が安定化されるような制御を行う。
【００３３】
上記の例は、感光ドラム２ａ〜２ｄ上のトナー画像のトナー濃度を検出するセンサ２０ａ〜２０ｄ、又は中間転写ベルト１０上のトナー画像のトナー濃度を検出するセンサ３０の一方を設けた例を示したが、その両方のセンサ２０ａ〜２０ｄ、３０を設けてもよい。この場合は、センサ３０の信号とセンサ２０ａ〜２０ｄの信号との差より転写器６ａ〜６ｄによる転写条件を検知できるので、その転写条件に応じてトナー付着量の目標値を補正することが可能になる。
【００３４】
図４は画像担持体のトナー付着量に対するセンサ２０及び３０の出力電圧の一般的な特性を示すもので、図中ａは黒トナーに対する特性、ｂはカラートナーに対する特性を示す。
【００３５】
この図から明らかなように、黒トナーの場合は濃度パッチ７０のトナー付着量が多くなるに従って出力電圧が減少する。一般的なセンサでは０．６ｍｇ／ｃｍ２程度までの付着量を検出することができる。一方、カラートナーの場合は濃度パッチ７０のトナー付着量が多くなるに従って出力電圧が増加する特性を示す。この特性を利用してトナー付着量が安定して目標とする値となるように制御される。
【００３６】
本発明はトナー付着量が目標値に近づくように安定化制御を行うと共に、トナー付着量の目標値自体を印刷条件に応じて補正することに特徴を有するもので、以下制御部の構成及び制御フローについて述べる。
【００３７】
（２）制御部の構成及び制御フロー
図２は本発明に係る画像形成装置の制御部１００の構成を示す。制御部１００は主としてＣＰＵ１１０，ＲＯＭ１２０、ＲＡＭ１３０から構成される。
【００３８】
前述の感光体ドラム２ａ〜２ｄのトナー画像センサ２０ａ〜２０ｄの出力信号は、制御部１００のＡ／Ｄ変換器１５１によりディジタル信号に変換された後、共通バス１４０を通じてＣＰＵ１１０に送られる。また、中間転写ベルト１０上の濃度パッチを検出するセンサ３０を設けた場合も同様にＡ／Ｄ変換器１５２によりディジタル信号に変換された後、ＣＰＵ１１０に加えられる。
【００３９】
一方、定着機１１は図１１に示すように、定着ロール１１ａ、１１ｂから構成されており、少なくとも一方のロール１１ｂ中にはヒータ１１ｃが内蔵されている。
【００４０】
カラー画像に相当するトナー像７０ｃが形成された印刷用紙８が、所定の速度で回転する上記ロール１１ａと１１ｂとの間を通過すると、トナーが印刷用紙８に溶隔定着する。
【００４１】
本実施例においては、ヒートロール１１ｂの一部にサーミスタ等の素子を埋め込むか、あるいは側面に貼り付けることによりヒートロール１１ｂの温度を検出するセンサ４０が形成されている。また、ロール１１ａの回転軸にはタコジェネレータのような速度センサ５０が設けられており、定着機１１の定着ロール１１ａ、１１ｂの回転速度に応じた速度信号を取り出し得るように構成されている。
【００４２】
温度センサ４０の検出信号は、図２に示すようにＡ／Ｄ変換器１５３によりディジタル信号に変換された後、共通バス１４０を介してＣＰＵ１１０に取り込まれる。また速度センサ５０により検出されたディジタル信号は、Ｉ／Ｏ装置１６２を介してＣＰＵ１１０に取り込まれる。
【００４３】
一方、図１１には示されていないが、定着機１１には定着ローラ１１ａ、１１ｂの駆動速度を切り換えるための定着速度切換手段が設けられており、印刷用紙のトレイに装填された用紙の種類に応じて定着ローラ１１ａ、１１ｂの駆動速度が切り換えられるように構成されている。例えば、印刷媒体が普通紙の場合とＯＨＰ用紙の場合とでは駆動速度が切り換えられ、また、普通紙の場合でもその厚みが所定値より厚い場合も駆動速度が切り換えられる。
【００４４】
このように印刷用紙８の種類を示す信号は、ユーザがトレイに用紙を装填するときに、ユーザ自身の設定による電気信号を取り出すようにしてもよいし、また、例えば特開平６−３２４７５号公報に記載されているように、給紙カセットに収納する用紙の紙質を表す標識片を設けると共に、この標識片を検出する用紙センサを設けることにより検出信号を取り出すようにしてもよい。印刷用紙の紙質、厚み等の種類を検知する用紙種センサ６０の信号は、図２に示すようにＩ／Ｏ装置１６３を通してＣＰＵ１１０に取り込まれる。
【００４５】
次に上記制御部１００によるトナー付着量の制御フローを図８を参照して説明する。
【００４６】
まずステップＳ１０１において濃度パッチ７０の付着量に対する現像電位と放電電位の差である現像電位差の関係から予め目標となるトナー付着量の初期値を設定する。
【００４７】
図５は現像電位差とトナー付着量との関係を示すもので、現像電位差が大きくなるに従ってトナー付着量もほぼ直線的に増加する。図のようにトナーの目標付着量が設定されるとそれに対応する現像電位差が求められる。
【００４８】
次にステップＳ１０２で各種センサから信号を取得し、更にステップＳ１０３においてトナー付着量の制御を行う。すなわち、トナー付着量制御を実行する所定の条件となったとき、濃度パッチ７０Ａを形成するため、各画像形成ユニット１ａ〜１ｄでは、感光体２ａ〜２ｄに対して、露光装置４ａ〜４ｄにより濃度パッチ７０Ａに対応する画像データに応じた発光したレーザ光を照射する。これにより感光ドラム表面に濃度パッチ７０Ａの潜像である放電電位が形成される。更に現像器５ａ〜５ｄによりトナーを現像することにより、濃度パッチ７０Ａが形成される。
【００４９】
このとき、濃度パッチ７０Ａをトナー画像センサ２０ａ〜２０ｄ及び３０で検出することにより濃度パッチ７０のトナー付着量を検知することができる。検出された濃度パッチ７０のトナー付着量に対する現像電位と放電電位の差である現像電位差の関係から現像電位差を算出し、画像形成条件を白紙部にカブリが発生しない帯電電位と、算出した現像電位差となるレーザ光量、現像電位とを設定することでトナー付着量制御は終了する。
【００５０】
次にステップＳ１０４において印刷条件に応じたトナー目標値の補正を行う。
【００５１】
図６にトナーに与えられる熱量をパラメータにして用紙上のトナー付着量と出力画像濃度の関係を実測した結果を示す。この図から明らかなように、同じトナー付着量であっても定着温度が異なると出力画像濃度が変化していることがわかる。例えばトナー付着量が０．５ｍｇ／ｃｍ２とする場合、定着温度が１５０℃での出力画像濃度は１．５ＯＤとなるが定着温度が１８０℃では１．５８ＯＤとなる。つまり出力画像濃度を１．５ＯＤとする場合には１５０℃では０．５ｍｇ／ｃｍ２、１８０℃では０．４５ｍｇ／ｃｍ２とトナー付着量の制御目標値を変更する必要がある。これらの数値は電子写真装置に依存するので、実機による印刷実験によって求めることができる。
【００５２】
トナー像へ与えられる熱量は定着機１１の設定温度及び定着速度により変化する。このため、本実施例では、ヒートロール１１ｂの温度を検出できる位置に実装された定着機温度センサ４０の出力信号と、定着機速度センサ５０の信号が制御部１００に加えられる。制御部１００はこれらの信号よりトナー像の温度を求める。例えば図９に示すように、定着機１１の温度Ｔと定着機１１の速度Ｖとの関係からトナー像の温度Ｔ１１，Ｔ１２・・・を求めるルックアップテーブルを予め、制御部１００のＲＡＭ１３０又はＲＯＭ１２０に記憶しておけばよい。
【００５３】
本実施例では印刷用紙８の種類により更にトナー付着量の目標値を補正する。一般に、印刷用紙８に大きい凹凸がある普通紙では溶解されたトナーが用紙へ浸透しやすいため、多くのトナーが必要となるが、コート紙のような凹凸の小さい用紙では溶解されたトナーの用紙への浸透が少ないため少なめのトナーで十分となる。
【００５４】
このため本発明では用紙種センサ６０からの信号又はユーザによる用紙設定の情報がＣＰＵ１１０に取り込まれ、使用する用紙の種類に応じてトナー付着量の目標値を補正する。本実施例では図１０に示すように用紙の種類Ｑと上記のトナー像の温度Ｔ１１，Ｔ１２・・・からトナー付着量の補正値ΔＶ１１，ΔＶ１２・・・を求めるルックアップテーブルが予め制御部１００のＲＡＭ１３０又はＲＯＭ１２０に記憶されている。
【００５５】
このようにして本発明では、トナーに与えられる熱量及び用紙の種類等の用紙への印刷条件に応じてトナー付着量の目標値が変更され、変更された目標付着量となる現像電位差を算出し、画像形成条件を白紙部にカブリが発生しない帯電電位と、算出した現像電位差となるレーザ光量、現像電位とを設定するトナー付着量制御を行うことができる。従って印刷条件が変化しても出力画像濃度の変化を抑えることができ、濃度の安定した出力画像を得る電子写真装置を提供することができる。
【００５６】
また、図２に示すように感光ドラム２ａ〜２ｄのトナー画像センサ２０ａ〜２０ｄと、中間転写ベルト１０のトナー画像センサ３０を設けた場合には、そのセンサの信号の差より、転写器６ａ〜６ｄの転写特性を監視し、転写特性に応じてトナー付着量の目標値を補正することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明画像形成装置における制御部の一実施例を示す構成概略図である。
【図３−１】本発明装置に用いられるトナー画像センサの説明図である。
【図３−２】本発明装置に用いられる画像センサの説明図である。
【図４】トナー付着量とセンサ出力電圧の関係を示す特性図である。
【図５】現像電位差とトナー付着量の関係を示す説明図である。
【図６】トナーに与えられる熱量をパラメータとし、用紙のトナー付着量と出力画像濃度との関係を実測した結果を示す図である。
【図７】現像電位差とトナー付着量の関係を示す特性図である。
【図８】本発明に係る画像形成装置の制御部の制御フローを示す図である。
【図９】本発明画像形成装置に制御部のメモリに予め格納されるルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図１０】本発明画像形成装置に制御部のメモリに予め格納されるルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図１１】本発明画像形成装置に用いられる定着機の説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ａ〜１ｄ：画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ：感光ドラム
３ａ〜３ｄ：ドラム帯電器
４ａ〜４ｄ：露光装置
５ａ〜５ｄ：現像器
６ａ〜６ｄ：転写器
７ａ〜７ｄ：清掃装置
８：印刷用紙
９：用紙転写器
１０：中間転写ベルト
１１：定着機
２０ａ〜２０ｄ：感光ドラムトナー画像センサ
２０１：発光素子
２０２：受光素子
３０：中間転写ベルトトナー画像センサ
３０１：発光素子
３０２，３０３：受光素子
４０：定着機温度センサ
５０：定着機速度センサ
６０：用紙種センサ
７０Ａ，７０Ｂ：濃度パッチ
８０：トナー付着量制御部
１００：制御部
１１０：ＣＰＵ
１２０：ＲＯＭ
１３０：ＲＡＭ
１４０：共通バス
１５１，１５３：Ａ／Ｄ変換器
１６１〜１６３：Ｉ／Ｏ装置
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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