(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に複数の潜像を顕像化手段により顕像化して複数の制御用顕像パターンを形成し、この制御用顕像パターンの状態をパターン検知センサにて検知し、このパターン検知センサの検知結果に従って画像形成パラメータを制御する画像形成条件制御工程を実施する画像形成装置の制御用顕像パターン形成方法において、前記像担持体の長さＬと、前記画像形成条件制御工程で用いる前記複数の制御用顕像パターンの合計の長さＩとが、Ｌ＜Ｉの関係となるように前記複数の制御用顕像パターンを形成し、且つ、前記像担持体上において少なくとも前記制御用顕像パターンが次回に形成される領域には前記制御用顕像パターンを今回は中間調以下の濃度で形成することを特徴とする制御用顕像パターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置の制御用顕像パターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置、例えば電子写真方式の画像形成装置において、一定の出力画像を得るための画像形成制御動作として、感光体等の像担持体上に制御用顕像パターンとしてトナー像を形成し、この制御用顕像パターンのトナー付着状態を像担持体の周辺に配置されたセンサ（例えば発光素子である発光ダイオードと、受光素子であるフォトトランジスタで構成された反射型光学センサあるいは透過型光学センサ）にて検知し、このセンサの検知結果に従って画像形成パラメータ（例えばトナー濃度、帯電電位、露光電位、転写電圧など）を制御して制御用顕像パターンをクリーニング手段によるクリーニングで除去するという画像形成条件制御工程を実施するものは、良く知られている。また、この画像形成装置において、上記制御用顕像パターンとして、状態を代表する単一のものから複数のものまで用いる装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特開昭５９ー３０２６９号公報には、上記画像形成条件制御工程を実施し、制御用顕像パターンとして制御感度の高い中間濃度の顕像パターンを用い、この顕像パターンは段階的にトーン差を設けた複数の顕像パターンとした装置が記載されている。この装置は、具体的には、感光体に画像形成領域とは別に現像装置のトナー濃度を検出するための領域部を設け、該領域に形成された画像濃度に基づいて上記現像装置へのトナー供給制御を行うトナー供給装置において、上記領域部に上記画像形成領域と同一の現像装置にて中間調のトナー像を形成する手段と、該手段にて形成された中間調の像の濃度を検出する濃度検出手段と、該濃度検出手段からの出力信号に基づいて上記現像装置へのトナー供給制御を行う供給手段とを備えたことを特徴とするトナー供給装置である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、像担持体上に制御用顕像パターンを形成する制御用顕像パターン形成方法に対しては、像担持体の小型化、センサの改良、制御精度の向上、画像形成装置のカラー化により以下に示す要求が発生している。
イ．制御用顕像パターン形成領域の縮小
ロ．高濃度の（トナー付着量の多い）制御用顕像パターン
ハ．低濃度から高濃度まで段階的に形成される複数の制御用顕像パターン
ニ．制御を収束させるため、あるいは制御結果を確認するために制御前後に制御用顕像パターンを連続して形成すること
ホ．複数の現像装置（フルカラー画像形成装置ではブラック・シアン・マゼンタ・イエローの各現像装置）にて制御用顕像パターンを連続して形成すること
上記画像形成条件制御工程を実施する画像形成装置においてとりわけ重要なことは、制御用顕像パターンを安定して形成することであり、そのひとつの項目として像担持体表面がイニシャルな状態であることがあげられる。
【０００５】
具体的には、制御用顕像パターンは、像担持体におけるクリーニング不良等による残留トナーが無い領域に形成されなければならない。この制御用顕像パターンは、装置内で処理されるものであるから、像担持体からの除去（クリーニング）性については十分に考慮されなければならない。しかしながら、上記要求は像担持体のクリーニングに対して不利な項目であり、制御用顕像パターンそれ自体あるいは前回の制御用顕像パターンに対するクリーニング不良トナーが像担持体上における制御用顕像パターンそれ自体あるいは次回の制御用顕像パターンの形成領域に残留してしまう不具合が生じ易い。
【０００６】
この不具合を解決する手段としては、どのような制御用顕像パターンでも一度で完全にクリーニングできるようにクリーニング手段をより高性能化することが考えられる。しかし、これは、装置が複雑になると共に高価となり、また、経時・使用環境条件により安定した条件を得ることが非常に困難であった。
【０００７】
本発明は、制御用顕像パターンそれ自体あるいは前回の制御用顕像パターンに対するクリーニング不良トナーが像担持体上における制御用顕像パターンそれ自体あるいは次回の制御用顕像パターンの形成領域に残留してしまう不具合を解消することができる制御用顕像パターン形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、像担持体上に複数の潜像を顕像化手段により顕像化して複数の制御用顕像パターンを形成し、この制御用顕像パターンの状態をパターン検知センサにて検知し、このパターン検知センサの検知結果に従って画像形成パラメータを制御する画像形成条件制御工程を実施する画像形成装置の制御用顕像パターン形成方法において、前記像担持体の長さＬと、前記画像形成条件制御工程で用いる前記複数の制御用顕像パターンの合計の長さＩとが、Ｌ＜Ｉの関係となるように前記複数の制御用顕像パターンを形成し、且つ、前記像担持体上において少なくとも前記制御用顕像パターンが次回に形成される領域には前記制御用顕像パターンを今回は中間調以下の濃度で形成する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図２は本発明を応用した画像形成装置の第１の例を示す。
この第１の例は、請求項１記載の発明を応用した単色の電子写真装置の例である。ドラム状の感光体からなる像担持体１は、駆動部により回転駆動されて帯電手段としての帯電チャージャ２により均一に帯電され、露光手段による画像露光３で静電潜像が形成される。
【００１６】
この感光体１上の静電潜像は顕像化手段としての現像器４により顕像化されて顕像となり、図示しない給紙装置から給送されてきた転写紙は転写手段により感光体１上の顕像が転写されて定着装置により顕像が定着される。また、感光体１は顕像転写後にクリーニング手段としてのクリーニング装置５によりクリーニングされて残留トナーが除去される。
【００１７】
この第１の例は、このような画像形成動作と、画像形成条件制御工程を実施するが、画像形成条件制御工程を実施する際には、感光体１が駆動部により回転駆動されて帯電チャージャ２により均一に帯電され、露光手段による制御用パターンの露光で制御用潜像パターンが形成される。ここに、露光手段は、アナログ光学系とデジタル光学系のいずれかが用いられる。
【００１８】
露光手段は、アナログ光学系であれば、原稿台上の原稿を走査しながら感光体１に対する原稿画像の露光を行って静電潜像を形成すると共に制御用パターンを走査して感光体１に対する制御用パターンの露光で制御用潜像パターンを上記静電潜像とは異なる（静電潜像より感光体回転方向の前側となる）領域に形成する。また、露光手段は、デジタル光学系であれば、画像データに対応した露光光３にて感光体１を露光して静電潜像を形成すると共に、制御用顕像パターンを形成するための画像データに対応した露光光３にて感光体１を露光して制御用潜像パターンを上記静電潜像とは異なる（静電潜像より感光体回転方向の前側となる）領域に形成する。
【００１９】
感光体１上の制御用潜像パターンは現像器４により顕像化されて制御用顕像パターンとなり、光学センサからなるパターン検知センサ６によりその制御用顕像パターンのトナー付着量が検知される。その後、感光体１上の制御用顕像パターンは、転写紙に転写されずにクリーニング装置５によるクリーニングで除去される。
【００２０】
図１は第１の例における画像形成条件制御手段を示す。
ＣＰＵ７、ＲＡＭ８、ＲＯＭ９及びＩ／Ｏユニット１０からなるマイクロコンピュータは画像形成条件制御手段を構成し、帯電チャージャ２は電源１１により高電圧が印加されて駆動される。光学センサ６から出力される制御用顕像パターンの検出値はＩ／Ｏユニット１０にてデジタル信号にＡ／Ｄ変換され、ＣＰＵ７はＩ／Ｏユニット１０からのデジタル信号により画像形成条件制御工程を実施する。
【００２１】
すなわち、ＣＰＵ７は、光学センサ６からＩ／Ｏユニット１０を介して入力されるデジタル信号の演算等の処理を行い、その処理結果をＲＡＭ８、ＲＯＭ９に記憶されている予め決められた目標値と比較してその差異に従ってＩ／Ｏユニット１０を通して画像形成パラメータを制御し、例えば電源１１の出力を調整して帯電チャージャ２による感光体１の帯電電位を調整する。ＣＰＵ７は、画像形成パラメータの制御を精度良く行なうために、上記画像形成条件制御工程を連続して繰り返して画像形成パラメータを目標値に収束させたり、画像形成パラメータの制御結果を確認するために再度上記画像形成条件制御工程を繰り返したりする。
【００２２】
図３に示すようにＣＰＵ７は、感光体からなる像担持体１の長さをＬとし、１回の上記画像形成条件制御工程で用いる制御用顕像パターンの合計の長さをＩとした時、Ｌ＜Ｉである場合には、像担持体１上において少なくとも、１回の画像形成条件制御工程で用いる複数の制御用顕像パターン１２１、１２２、１２３・・・が今回の画像形成条件制御工程だけでなく次回の画像形成条件制御工程でも形成される領域（制御用顕像パターンが次回の画像形成条件制御工程と次回の画像形成条件制御工程でオーバーラップして形成されるオーバーラップ領域）では上記露光手段を制御して制御用顕像パターンを今回の画像形成条件制御工程では中間調以下の濃度で形成させる。
【００２３】
ＣＰＵ７は、１回の画像形成条件制御工程で用いる制御用顕像パターンが複数個である場合だけでなく、１回の画像形成条件制御工程で用いる制御用顕像パターンが単一である場合にも、Ｌ＜Ｉであれば、像担持体１上において少なくとも、１回の画像形成条件制御工程で用いる単一の制御用顕像パターンが今回の画像形成条件制御工程だけでなく次回の画像形成条件制御工程でも形成される領域（オーバーラップ領域）では上記露光手段を制御して制御用顕像パターンを今回の画像形成条件制御工程にて中間調以下の濃度で形成させる。
【００２４】
図４は本発明を応用した画像形成装置の第２の例を示す。
この第２の例は、請求項１記載の発明を応用したフルカラー電子写真装置からなるフルカラー画像形成装置の例である。ドラム状の感光体からなる像担持体２１は、駆動部により回転駆動されて帯電手段としての帯電チャージャ２２により均一に帯電され、露光手段による複数色の画像露光２３が順次に行なわれて各色の静電潜像が順次に形成され、例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各画像露光が順次に行なわれてブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各静電潜像が感光体２１の１回転毎に重ね合わせて順次に形成される。
【００２５】
この感光体２１上の各色の静電潜像は顕像化手段としての現像器２４〜２７によりそれぞれ顕像化されてブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各顕像となり、これらの各色の顕像が重ね合わせて形成され、若しくは転写手段により中間転写体に重ね合わせて転写されることによりフルカラーの顕像が形成される。図示しないが給紙装置から給送されてきた転写紙は転写手段により上記フルカラーの顕像が転写されて定着装置により顕像が定着される。また、感光体２１は顕像転写後にクリーニング手段としてのクリーニング装置２８によりクリーニングされて残留トナーが除去される。
【００２６】
この第２の例は、このようなフルカラー画像形成動作の各単色画像形成動作（ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各顕像を形成する動作）毎に画像形成条件制御工程を実施するが、画像形成条件制御工程を実施する際には、感光体２１が駆動部により回転駆動されて帯電チャージャ２２により均一に帯電され、露光手段による制御用パターンの露光で制御用潜像パターンが形成される。ここに、露光手段は、アナログ光学系とデジタル光学系のいずれかが用いられる。
【００２７】
露光手段は、アナログ光学系であれば、各単色画像形成動作毎に原稿台上の原稿を走査しながら感光体２１に対して原稿画像の各分解色のうちのいずれかの分解色の露光を行って静電潜像を形成すると共に制御用パターンを走査して感光体２１に対する制御用パターンの露光で制御用潜像パターンを上記静電潜像とは異なる（静電潜像より感光体回転方向の前側となる）領域に形成する。また、露光手段は、デジタル光学系であれば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのいずれかの色の画像データに対応した露光光にて感光体２１を露光して静電潜像を形成すると共に、制御用顕像パターンを形成するための画像データに対応した露光光にて感光体２１を露光して制御用潜像パターンを上記静電潜像とは異なる（静電潜像より感光体回転方向の前側となる）領域に形成する。
【００２８】
感光体２１上に各単色画像形成動作毎に形成される制御用潜像パターンはその単色画像形成動作の色に合わせて現像器２４〜２７のいずれかにより顕像化されて各色の制御用顕像パターンとなり、すなわち、感光体２１は各単色画像形成動作毎に１組の原稿画像による静電潜像及び制御用潜像パターンが形成されて現像器２４〜２７が各組毎に原稿画像による静電潜像及び制御用潜像パターンをそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色の顕像及び制御用顕像パターンに顕像化する。光学センサからなるパターン検知センサ２９は感光体２１上の制御用顕像パターンの状態（トナー付着量）を検知し、感光体２１上の制御用顕像パターンは光学センサ２９を通過した後に転写紙などに転写されずにクリーニング装置２８によるクリーニングで除去される。
【００２９】
図５は第２の例における画像形成条件制御手段を示す。
ＣＰＵ３１、ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３３及びＩ／Ｏユニット３４からなるマイクロコンピュータは画像形成条件制御手段を構成し、帯電チャージャ２２は電源３５により高電圧が印加されて駆動される。光学センサ２９から出力される顕像パターンの検出値はＩ／Ｏユニット３４にてデジタル信号にＡ／Ｄ変換され、ＣＰＵ３１は光学センサ２９からＩ／Ｏユニット３４を介して入力されるデジタル信号により画像形成条件制御工程を実施する。
【００３０】
すなわち、ＣＰＵ３１は、Ｉ／Ｏユニット３４からのデジタル信号の演算等の処理を行い、その処理結果をＲＡＭ３２、ＲＯＭ３３に記憶されている予め決められた目標値と比較してその差異に従ってＩ／Ｏユニット３４を通して画像形成パラメータを各単色画像形成動作毎に制御し、例えば電源３５の出力を調整して帯電チャージャ２２による感光体２１の帯電電位を調整する。ＣＰＵ３１は、画像形成パラメータの制御を精度良く行なうために、上記画像形成条件制御工程を連続して繰り返して画像形成パラメータを目標値に収束させたり、画像形成パラメータの制御結果を確認するために再度上記画像形成条件制御工程を繰り返したりする。
【００３１】
図３に示すようにＣＰＵ３１は、感光体からなる像担持体２１の長さをＬとし、１回の上記画像形成条件制御工程で用いる制御用顕像パターンの合計の長さをＩとした時、Ｌ＜Ｉである場合には、像担持体２１上において少なくとも、１回の画像形成条件制御工程で用いる複数の制御用顕像パターン１２１、１２２、１２３・・・が今回の画像形成条件制御工程だけでなく次回の画像形成条件制御工程でも形成される領域（制御用顕像パターンが今回の画像形成条件制御工程と次回の画像形成条件制御工程でオーバーラップして形成されるオーバーラップ領域）では上記露光手段を制御して制御用顕像パターンを今回の画像形成条件制御工程では中間調以下の濃度で形成させる。
【００３２】
ＣＰＵ３１は、１回の画像形成条件制御工程で用いる制御用顕像パターンが複数個である場合だけでなく、１回の画像形成条件制御工程で用いる制御用顕像パターンが単一である場合にも、Ｌ＜Ｉであれば、像担持体２１上において少なくとも、１回の画像形成条件制御工程で用いる単一の制御用顕像パターンが今回の画像形成条件制御工程だけでなく次回の画像形成条件制御工程でも形成される領域（オーバーラップ領域）では上記露光手段を制御して制御用顕像パターンを今回の画像形成条件制御工程にて中間調以下の濃度で形成させる。
【００３３】
このように、上述の例では、像担持体１、２１上の潜像を顕像化手段４、２４〜２７により顕像化して単一あるいは複数の制御用顕像パターンを形成し、この制御用顕像パターンの状態をパターン検知センサ６、２９にて検知し、このパターン検知センサ６、２９の検知結果に従って画像形成パラメータを制御する画像形成条件制御工程を実施する画像形成装置において、像担持体１、２１の長さをＬとし、前記画像形成条件制御工程で用いる単一あるいは複数の制御用顕像パターンの合計の長さをＩとした時、Ｌ＜Ｉの関係を有し、且つ、像担持体１、２１上において少なくとも制御用顕像パターンが次回に形成される領域には制御用顕像パターンを今回は中間調以下の濃度で形成するので、中間調濃度の制御用顕像パターンのクリーニング性について従来より十分に研究されているクリーニング手段５、２８を現状技術内で強化することにより、制御用顕像パターンが一度しかクリーニング手段５、２８によるクリーニング工程を経なくても制御用顕像パターンを確実に像担持体上より除去することができ、像担持体上の同一領域に今回形成された制御用顕像パターンが次回形成される制御用顕像パターンに影響することを防止できる。このため、制御用顕像パターンそれ自体あるいは前回の制御用顕像パターンに対するクリーニング不良トナーが像担持体上における制御用顕像パターンそれ自体あるいは次回の制御用顕像パターンの形成領域に残留してしまう不具合を解消することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、像担持体上に複数の潜像を顕像化手段により顕像化して複数の制御用顕像パターンを形成し、この制御用顕像パターンの状態をパターン検知センサにて検知し、このパターン検知センサの検知結果に従って画像形成パラメータを制御する画像形成条件制御工程を実施する画像形成装置の制御用顕像パターン形成方法において、前記像担持体の長さＬと、前記画像形成条件制御工程で用いる前記複数の制御用顕像パターンの合計の長さＩとが、Ｌ＜Ｉの関係となるように前記複数の制御用顕像パターンを形成し、且つ、前記像担持体上において少なくとも前記制御用顕像パターンが次回に形成される領域には前記制御用顕像パターンを今回は中間調以下の濃度で形成するので、制御用顕像パターンが一度しかクリーニング手段によるクリーニング工程を経なくても制御用顕像パターンを確実に像担持体上より除去することができ、像担持体上の同一領域に今回形成された制御用顕像パターンが次回形成される制御用顕像パターンに影響することを防止できる。このため、今回の制御用顕像パターンに対するクリーニング不良トナーが像担持体上における次回の制御用顕像パターンの形成領域に残留してしまう不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を応用した画像形成装置の第１の例における画像形成条件制御手段を示すブロック図である。
【図２】  同第１の例の概略を示す断面図である。
【図３】  同第１の例における像担持体と制御用顕像パターンの長さの関係を示す図である。
【図４】  本発明を応用した画像形成装置の第２の例を示す断面図である。
【図５】  同第２の例における画像形成条件制御手段を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、２１      像担持体
４、２４〜２７      顕像化手段
５、２８      クリーニング装置
６、２９      パターン検知センサ
７、３１      ＣＰＵ
８、３２      ＲＡＭ
【図１】
0003875943.tif 000002
【図２】
0003875943.tif 000003
【図３】
0003875943.tif 000004
【図４】
0003875943.tif 000005
【図５】
0003875943.tif 000006