(57)【要約】【課題】印刷効率を低下させることなく高精度に、画像品質制御を行うことのできる電子写真装置を提供する。【解決手段】感光体上にトナー像を形成する画像形成手段と、画像形成条件を制御するトナー像による濃度パッチを感光体上に形成する手段と、形成された前記濃度パッチを検出する光を照射する発光手段ならびに反射光を受ける受光手段からなる画像検出手段を設け、画像検出手段による受光量により前記画像形成条件を制御する機能を設けた電子写真装置において、濃度パッチの制御目標であるトナー付着量の調整目標補正手段を設けたことを特徴とする。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
その画像形成条件を制御するトナー像による濃度パッチを感光体上に形成する手段と、
形成された前記濃度パッチを検出する光を照射する発光手段ならびに反射光を受ける受光手段からなる画像検出手段を設け、
その画像検出手段による受光量により前記画像形成条件を制御する機能を設けた電子写真装置において、
前記濃度パッチの制御目標であるトナー付着量の調整目標補正手段を設けたことを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子写真装置において、前記調整目標補正手段は、少なくとも２つ以上の前記画像検出手段により、軸方向における前記濃度パッチのトナー付着量分布に基づいて、目標トナー付着量を設定することを特徴とする電子写真装置。
【請求項３】
請求項１記載の電子写真装置において、前記調整目標補正手段は、前記画像部に実装された前記画像検出手段を基準として前記非画像部での前記濃度パッチの制御目標であるトナー付着量を設定することを特徴とする電子写真装置。
【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装置に関し、所定の条件によって形成された画像を光学式反射濃度センサで読み取り、その出力値により画像形成条件を調整するようにした電子写真装置に関する。
【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。カラープリンタの一例として、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色トナーを用い、各色毎の画像形成手段を設け各画像形成手段で形成されたトナー像を中間転写体に重ねて転写し、カラー画像を形成するタンデム方式のカラー電子写真装置が知られている。
【０００３】
タンデム方式の電子写真装置は一般に複数個の画像形成手段が独立して異なるトナー像を各感光体上に順次形成し、これらの感光体上のトナー像を中間転写体上に多重転写するように構成されている。
【０００４】
従来、出力画像安定化のために出力画像のトナー付着量を安定させる手段として用紙や、中間転写体等の像担持体に所定の条件によって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反射濃度センサで構成される画像検出手段で検出することにより現像器へのトナー補給や、帯電電位や現像バイアス電位、露光による電位からなる画像形成条件を制御する例えば、特許文献１、２等に示されているようなトナー付着量制御を適用してきた。
【０００５】
このような基準画像を用いた画像品質制御は、Ａ４定型用紙などのように一枚一枚が分かれた普通紙（カット紙）に画像を形成する電子写真装置では、通常、特許文献３に記載されているように、基準画像が感光体ドラム上及び転写ベルト上の出力画像と出力画像との間に形成され、物理量の測定、制御が行われる。連続紙に画像を形成する電子写真装置では、特許文献４に記載されているように、基準画像の形成位置は一般的に出力画像形成領域外である。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１４７２９号公報
【特許文献２】特許２９４４６７３号公報
【特許文献３】特開平７−１８１７９５号公報
【特許文献４】米国特許第５１２４７３２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、出力画像形成領域外と出力画像形成領域内とでは、同一の帯電電位、現像バイアス、露光電位、現像剤条件等の作像条件であったとしても、形成された画質について同一の結果が得られない場合がある。測定結果が大きく異なるような場合には、該出力画像形成領域外に形成した基準画像から得られる検出値を基に画像品質制御したとしても、出力画像が形成される印刷領域とは大きく異なる検出値に基づいて制御されるため、画像品質制御の精度が低下する。画像品質制御を高精度に行う為に基準画像を出力画像形成領域内に形成すると、連続紙に印刷を行う場合、印刷を中断する必要があり、印刷効率が低下する。
【０００８】
本発明は、印刷効率を低下させることなく高精度に画像品質制御を行うことのできる電子写真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】
【０００９】
上記の目的を達成するため本発明の第１の手段は、感光体上にトナー像を形成する画像形成手段と、その画像形成条件を制御するトナー像による濃度パッチを感光体上に形成する手段と、形成された前記濃度パッチを検出する光を照射する発光手段ならびに反射光を受ける受光手段からなる画像検出手段を設け、その画像検出手段による受光量により前記画像形成条件を制御する機能を設けた電子写真装置において、前記濃度パッチの制御目標であるトナー付着量の調整目標補正手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記調整目標補正手段は、少なくとも２つ以上の前記画像検出手段により、軸方向における前記濃度パッチのトナー付着量分布に基づいて、目標トナー付着量を設定することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記調整目標補正手段は、前記画像部に実装された前記画像検出手段を基準として前記非画像部での前記濃度パッチの制御目標であるトナー付着量を設定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は前述のような構成になっており、印刷効率を低下させることなく高精度に画像品質制御を行うことのできる電子写真装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る電子写真装置の一実施例について説明する。先ず、図１から図３を用いて本実施例による出力画像を得るまでの印刷プロセスについて説明する。
【００１４】
図１は、本実施例に係る電子写真装置の概略構成図である。１０１は感光体、１０２は帯電器、１０３は露光手段、１０４はレーザ光、１０５は現像機、１０６はトナー像、１０７は感光体上画像検出手段、１０８は転写器Ａ、１０９は感光体クリーナ、１１０はイレーズ、１１１は用紙等の記録媒体である。
【００１５】
画像形成は帯電器１０２により感光体１０１が一様に帯電される。次に露光手段１０３において画像データに応じて発光するレーザ光１０４により感光体１０１へ照射され電位潜像が形成される。
【００１６】
この後、感光体１０１上に形成された電位潜像が、現像機１０５に達することで現像電位と放電電位の間にトナーが付着されトナー像が形成される。次に感光体１０１上に形成されたトナー像は転写機Ａ１０８により記録媒体１１１に転写される。
【００１７】
このとき記録媒体１１１に転写しきれずに感光体１０１上に残ったトナーは、クリーナ１０９で感光体１０１から除去される。その後感光体１０１は最後にイレーズ１１０により一様に光を照射され、レーザ光１０４で露光されていなかった帯電部が放電される。
【００１８】
記録媒体１１１に転写されたトナー像１０６は、図２に示す定着器２０１により熱溶解されて記録媒体１１１へ定着された後に出力される。以上により一連の印刷プロセスは終了する。
【００１９】
その他の電子写真装置について概略構成の一例として図３を用いて説明する。３０１は画像形成手段であり、前述した図１中の感光体１０１、帯電器１０２、露光手段１０３、レーザ光１０４、現像機１０５、トナー像１０６、感光体上画像検出手段１０７、感光体クリーナ１０９、イレーズ１１０などで構成されている。３０２は中間転写体、３０３は転写器Ｂ、３０４は中間転写体上画像検出手段である。
【００２０】
この画像形成手段３０１は異なる色のトナーを備える画像形成手段３０１を複数有している。色の異なる画像形成手段３０１においても同様に各々の感光体１０１上にトナー像１０６が形成され、各々の転写器Ａ１０８で中間転写体３０２上に各色のトナー像が転写される。一方、中間転写体３０２に転写しきれずに感光体１０１上に残った残留トナーは感光体クリーナ１０９で回収される。中間転写体３０２に転写されたトナー像は転写器Ｂ３０３により中間転写体３０２から記録媒体１１１へ転写される。一方、記録媒体１１１に転写しきれずに中間転写体３０２上に残った残留トナーは中間転写体クリーナで回収される。記録媒体１１１上に転写されたトナー像は定着器２０１により記録媒体１１１へ定着され、一連の印刷プロセスを終了し出力画像を得ることが出来る。
【００２１】
次に、出力画像安定化のために出力画像のトナー付着量を安定させる手段として、記録媒体１１１や中間転写体３０２に所定の条件によってトナー像１０６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反射濃度センサで構成される画像検出手段で検出することにより、現像器１０５へのトナー補給や帯電電位や現像電位、レーザ光１０４による放電電位からなる画像形成条件を制御するトナー付着量制御について説明する。
【００２２】
図４から図６を用いてトナー付着量の検出について説明する。図４は、画像検出手段の概略構成図である。４０１はＬＥＤ等の発光素子、４０２はフォトトランジスタ等の受光素子、４０３は測定対象物である。発光素子４０１は発光量調整手段４０４により所定の発光量となるように駆動電流ＩＦを制御している。このときの発光素子４０１からの光は濃度パッチ４０３により反射され、受光素子４０２により受光量に応じて出力電圧Ｖｏｕｔを得ることができる。
【００２３】
図５は、画像検出手段の出力電圧Ｖｏｕｔに対する濃度パッチ４０３のトナー付着量に関係を示した特性図である。同図の横軸は濃度パッチ１０６のトナー付着量、縦軸は画像検出手段である感光体上画像検出手段１０７、中間転写体上画像検出手段３０４によるセンサ出力電圧Ｖｏｕｔを示している。
【００２４】
黒トナーは濃度パッチ１０６のトナー付着量が多くなるに従いセンサ出力Ｖｏｕｔは次第に小さくなり、一般的なセンサでは０．６ｍｇ／ｃｍ２付近まで検出することが可能である。またカラートナーに関しては、濃度パッチ１０６のトナー付着量が多くなるにつれてセンサ出力Ｖｏｕｔは大きくなる特性を持っている。
【００２５】
図６は画像検出手段の概略構成を示すもので、図６（ａ）が感光体上画像検出手段１０７の概略構成図、図６（ｂ）は中間転写体上画像検出手段３０４の概略構成図である。６０１は濃度パッチ１０６や感光体１０１や中間転写体３０２からの拡散反射光を受光する拡散光受光素子、６０２は濃度パッチ１０６や感光体１０１や中間転写体３０２からの正反射光を受光する正反射光受光素子である。
【００２６】
次に図７を用いてトナー付着量制御の動作について説明する。図７は現像電位差に対する付着量の関係を示す特性図であり、横軸は現像電位と放電電位との差である現像電位差、縦軸は現像されるトナー付着量を示している。
【００２７】
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１０６を形成するため画像形成は画像形成手段３０１で一様に帯電された感光体１０１に対して、露光手段１０３により濃度パッチ１０６に対応する画像データに応じて発光したレーザ光１０４により放電されることにより濃度パッチ１０６の潜像である放電電位が形成される。次に現像機１０５により現像電位と放電電位の間にトナーが付着されて濃度パッチ１０６が形成される。
【００２８】
このとき、濃度パッチ１０６を感光体上画像検出手段１０７または中間転写体上画像検出手段３０４で検出することにより、濃度パッチ１０６のトナー付着量を得ることが出来る。
【００２９】
検出された濃度パッチ１０６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、予め目標付着量として設定されている濃度パッチ１０６の目標トナー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ことでトナー付着量制御は終了する。
【００３０】
本発明の主な目的は、印刷中に非画像領域で濃度パッチを検出し、トナー付着量制御を実行することにより、画像領域内で安定したトナー付着量を有する濃度パッチを得ることである。
【００３１】
図８に、軸方向における濃度パッチのトナー付着量分布の一例を示す。縦軸は画像検出手段部における濃度パッチのトナー付着量、横軸は画像検出手段の軸方向の実装位置を示す。
【００３２】
軸方向における濃度パッチのトナー付着量分布の原因としては、現像機と感光体との間隔である現像ギャップの違いや転写器のバラツキ等が考えられる。また、現像領域の幅が広がるにつれて上記の分布は広くなる傾向となる。
【００３３】
本来であれば画像領域内での濃度パッチのトナー付着量を検知、制御をすべきであるが、連続紙においては非画像部での検知となってしまうため、印刷前や印刷終了時に画像部、非画像部でのトナー付着量差を検知し、画像部でのトナー付着量を基準として非画像部での制御目標トナー付着量を補正する必要がある。
【００３４】
図８−１のように、画像検出手段１で検知されたトナー付着量がα、画像検出手段２で検知されたトナー付着量がβ、画像検出手段３で検知されたトナー付着量がγであった場合、画像領域との差分はそれぞれ画像検出手段１の補正量Δα＝β−α、画像検出手段３の補正量Δγ＝β−γとなる。
【００３５】
図９−１のように、β０が目標付着量を設定された場合、印刷中の制御目標値は、画像検出手段１の制御目標値α０＝β０−Δα、画像検出手段３の制御目標値γ０＝γ０−Δγと補正する。
【００３６】
図９−２のように、印刷中のトナー付着量が、α１、γ１となった場合、トナー付着量制御は、画像検出手段１の制御目標値α０、画像検出手段３の制御目標値γ０となるように制御を実行する。この際図示していないが、画像検出手段１及び画像検出手段３共に目標付着量にするような制御にするか、画像検出手段１または画像検出手段３のどちらかで制御するような制御対象切替手段を設けても良い。
【００３７】
以上に述べた本実施例によれば連続紙であっても、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。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例に係る電子写真装置の概略構成図である。
【図２】その電子写真装置における定着器の概略構成図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る電子写真装置の概略構成図である。
【図４】本発明の実施例に係る画像検出手段の概略構成図である。
【図５】その画像検出手段によるセンサの出力特性図である。
【図６】本発明の実施例に係る画像検出手段の概略構成図である。
【図７】本発明の実施例に係るトナー付着量制御の内容を説明するための図である。
【図８】軸方向に対する画像濃度を説明するための図である。
【図９】軸方向に対する画像濃度を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０１：感光体、１０２：帯電器、１０３：露光手段、１０４：レーザ光、１０５：現像機、１０６：トナー像、１０７：感光体上画像検出手段、１０８：転写器Ａ、１０９：クリーナ、１１０：イレーズ、１１１：記録媒体、２０１：定着器、３０１：画像形成手段、３０２：中間転写体、３０３：転写器Ｂ、３０４：中間転写体上画像検出手段、４０１：発光手段、４０２：受光手段、４０３：測定対象物、４０４：発光量調整手段、６０１：拡散反射光受光手段、６０２：正反射光受光手段、９０１：定着温度検出手段、９０２：定着速度切り替え手段、９０３：用紙種検出手段、９０４：目標付着量切り替え手段、９０５：トナー付着量制御部。
【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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【図９】
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