DE60016328T2

DE60016328T2 - Bilderzeugungsgerät und Verfahren

Info

Publication number: DE60016328T2
Application number: DE60016328T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Suwa-shi Nakazato; Yoshio Suwa-shi Nakazawa; Takashi Suwa-shi Hama
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2020-07-20
Also published as: EP1074891A3; US6415114B1; EP1074891B1; US6341203B1; US20020028085A1; ATE284050T1; DE60016328D1; EP1074891A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bilderzeugungsvorrichtung und ein Bilderzeugungsverfahren, wobei eine Bilddichte eines Tonerbildes auf der Basis erfasster Bilddichten von Patch-Bildern eingestellt wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Diese Art einer Bilderzeugungsvorrichtung erfährt häufig eine Änderung in einer Bilddichte aufgrund der folgenden Faktoren: Ermüdung, Verschlechterung im Laufe der Zeit oder dergleichen eines lichtempfindlichen Elements und eines Toners; eine Änderung der Temperatur, Feuchtigkeit oder dergleichen in der Umgebung der Vorrichtung, und andere Ursachen. Angesichts dessen wurde eine Reihe von Techniken vorgeschlagen, die darauf zielen, eine Bilddichte durch richtige Einstellung eines Dichtesteuerungsfaktors, wie einer Ladevorspannung, einer Entwicklungsvorspannung, einer Lichtbestrahlungsdosis usw., zu stabilisieren, der eine Bilddichte eines Tonerbildes beeinflusst. Zum Beispiel erfordert die in der Japanischen Patentanmeldung, Offenlegungsschrift Nr. 10-239924 beschriebene Erfindung eine richtige Einstellung einer Ladevorspannung und einer Entwicklungsvorspannung in dem Bemühen, eine Bilddichte zu stabilisieren. Das heißt, gemäß dieser herkömmlichen Technik werden Referenz-Patch-Bilder auf einem lichtempfindlichen Element erzeugt, während eine Ladevorspannung und/oder eine Entwicklungsvorspannung geändert werden, und eine Bilddichte jedes Referenz-Patch-Bildes wird erfasst. Eine optimale Ladevorspannung und eine optimale Entwicklungsvorspannung werden danach auf der Basis der erfassten Bilddichten bestimmt, und eine Dichte eines Tonerbildes wird entsprechend eingestellt. Zur Vereinfachung der Beschreibung bezieht sich in der Folge der Begriff "Verarbeitungs modus" auf eine Verarbeitungsserie, in der mehrere Patch-Bilder erzeugt, Dichten der Patch-Bilder erfasst und ein Optimalwert eines Dichtesteuerungsfaktors, der notwendig ist, um eine Bilddichte eines Tonerbildes auf eine Solldichte einzustellen, auf der Basis der erfassten Bilddichten bestimmt wird.
Der Verarbeitungsmodus wird mit der folgenden Zeitsteuerung ausgeführt. Insbesondere wird nach dem Einschalten einer Hauptenergiequelle der Bilderzeugungsvorrichtung eine Dichte eingestellt, sobald ein Zustand erreicht ist, in dem die Vorrichtung zur Erzeugung eines Bildes bereit ist, das heißt, zum Beispiel dann, wenn eine Fixierungstemperatur eine vorbestimmte Temperatur erreicht oder unmittelbar danach. Wenn ein Zeitgeber in der Bilderzeugungsvorrichtung eingebaut ist, wird die Dichteeinstellung in regelmäßigen Intervallen, z.B. alle zwei Stunden, ausgeführt.
Außerdem ist in einer realen Bilderzeugungsvorrichtung ein Zustand eines Maschinenteils (Bilderzeugungsmittels) abhängig von einem Betriebszustand der Vorrichtung sehr unterschiedlich. Zum Beispiel ist eine Änderung im Zustand des Maschinenteils relativ gering, wenn Bilder kontinuierlich erzeugt werden, während es relativ wahrscheinlich ist, dass sich ein Zustand eines Maschinenteils beim Einschalten einer Energiequelle sehr stark ändert.
Somit ermöglicht die Ausführung eines Verarbeitungsmodus, der auf den Zustand des Maschinenteils abgestimmt ist, eine effiziente Einstellung einer Dichte bei hoher Genauigkeit.
Während zum Beispiel eine optimale Ladevorspannung und eine optimale Entwicklungsvorspannung sich aufgrund einer Ermüdung, Verschlechterung im Laufe der Zeit und dergleichen eines lichtempfindlichen Elements und eines Toners ändern, besitzt die Änderung bis zu einem gewissen Grad Kontinuität. Wenn daher eine wiederholte Dichteeinstellung ge wünscht ist, ist somit die Dichteeinstellung genau, wenn eine Dichte unter Verwendung eines Dichtesteuerungsfaktors eingestellt wird, der von der unmittelbar vorangehenden Dichteeinstellung als Referenz erhalten wird. Im Gegensatz dazu ist es schwierig, einen Zustand eines Maschinenteils beim Einschalten der Energie vorherzusagen, und daher ist es notwendig, den Dichtesteuerungsfaktor in einem relativ weiten Bereich zu ändern, um einen Optimalwert des Dichtesteuerungsfaktors zu bestimmen.
In herkömmlichen Techniken jedoch ist im Sinne der Effizienz und Genauigkeit viel zu verbessern, da nur eine Art von Verarbeitungsmodus verfügbar ist und der verfügbare Verarbeitungsmodus unveränderlich ist.
Die zuvor beschriebene herkömmliche Technik erfordert die Identifizierung einer Ladevorspannungs-/Entwicklungsvorspannungseigenschaft vor der Erzeugung von Referenz-Patch-Bildern, und die Einstellung einer Ladevorspannung und einer Entwicklungsvorspannung zur Erzeugung von Referenz-Patch-Bildern, so dass die Eigenschaft erreicht wird. Zum Stabilisieren einer Bilddichte aufgrund einer berechneten, optimalen Ladevorspannung und Entwicklungsvorspannung muss die Ladevorspannungs-/Entwicklungsvorspannungseigenschaft jeder Bilderzeugungsvorrichtung identifiziert werden, was mühsam ist.
Ferner bleibt die Ladevorspannungs-/Entwicklungsvorspannungseigenschaft nicht immer konstant, sondern kann sich im Laufe der Zeit ändern. Wenn sich die Eigenschaft ändert, ist es schwierig, eine optimale Ladevorspannung oder eine optimale Entwicklungsvorspannung genau zu berechnen. Während eine geeignete Aktualisierung der Ladevorspannungs-/Entwicklungsvorspannungseigenschaft dieses Problem löst, ist die Aktualisierung mühsam und im Sinne der Wartungsfreundlichkeit nachteilig.
Eine andere Technik zum Stabilisieren einer Bilddichte ist außerdem die Erfindung, die in der Japanischen Patentanmeldung, Offenlegungsschrift Nr. 9-50155 beschrieben ist.
Gemäß der beschriebenen Erfindung wird ein Referenz-Patch-Bild auf einer lichtempfindlichen Trommel erzeugt, das ein Patch-Bild ist, das durch die Ausgabe von Gruppen aus Dreipunkt-Linien alle drei Punkte erhalten wird, und ein Sensor liest derart geschaffene Patch-Bilder, wodurch eine Linienbreite erfasst wird. Eine Laserenergie wird auf der Basis der erfassten Linienbreite gesteuert, eine Lichtbestrahlungsdosis wird entsprechend eingestellt, so dass eine gewünschte Linienbreite erhalten wird, und es wird ein ideales Bild erhalten.
Ein Linienbild ist jedoch im Grund eine Einpunkt-Linie, die mit einem einzigen Laserstrahl gezeichnet wird, und daher kann mit einer einfachen Steuerung einer Linienbreite einer Mehrpunkt-Linie, wie in der herkömmlichen Technik, keine präzise Einstellung eines Linienbildes erreicht werden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine Bilderzeugungsvorrichtung und ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, mit der/dem es möglich ist, einen Optimalwert eines Dichtesteuerungsfaktors zu bestimmen, der notwendig ist, um eine Bilddichte eines Tonerbildes effizient und mit hoher Genauigkeit auf eine Solldichte einzustellen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Bilderzeugungsvorrichtung und eines Bilderzeugungsverfahrens, mit der/dem es möglich ist, eine Bilddichte eines Linienbildes zu stabilisieren.
In Erfüllung der oben genannten Aufgabe werden eine Bilderzeugungsvorrichtung und ein Bilderzeugungsverfahren bereitgestellt und diese sind besonders gut zur Dichteeinstellung eines Tonerbildes basierend auf Bilddichten einer Vielzahl von Patch-Bildern geeignet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Steuermittel eine Vielzahl von Verarbeitungsmoden, die sich voneinander unterscheiden. Jeder der Vielzahl von Verarbeitungsmoden ist ein Modus, in dem eine Vielzahl von Patch-Bildern von dem Bilderzeugungsmittel erzeugt werden, während ein Dichtesteuerungsfaktor geändert wird, der eine Bilddichte eines Bildes beeinflusst, und ein Optimalwert eines Dichtesteuerungsfaktors, der notwendig ist, um eine Bilddichte eines Bildes auf die Solldichte einzustellen, auf der Basis der Dichten der Patch-Bilder bestimmt wird. Einer der Verarbeitungsmoden wird entsprechend einem Betriebszustand der Vorrichtung als Verarbeitungsmodus gewählt. Somit ist es möglich, einem Betriebszustand entsprechend den geeignetsten Verarbeitungsmodus zu wählen und auszuführen, wodurch ein Optimalwert des Dichtesteuerungsfaktors effizient und äußerst genau bestimmt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Zeichnung, die eine bevorzugte Ausführungsform einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Struktur der Bilderzeugungsvorrichtung von 1 zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Dichteeinstellungsvorgang in der Bilderzeugungsvorrichtung von 1 zeigt;
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang zur Berechnung der Entwicklungsvorspannung von 3 zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang zur Berechnung der Ladevorspannung von 4 in einem weiten Bereich zeigt;
6A bis 6D sind schematische Diagramme, die einen Vorgang der Verarbeitung von 5 und einen Vorgang der Vorspannungsberechnung in einem engen Bereich zeigen;
7 ist eine Zeichnung, die ein erstes Patch-Bild zeigt;
8A bis 8D sind Zeichnungen, die eine Reihenfolge bei der Erzeugung von Patch-Bildern zeigen;
9 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang zur Vorspannungsberechnung (1) von 4 in einem engen Bereich zeigt;
10 ist eine Graphik, die eine Veränderung in einer Entwicklungs-γ-Eigenschaft in Übereinstimmung mit einer Änderung in einer Umgebungsbedingung oder dergleichen in einer Bilderzeugungsvorrichtung von 1 zeigt;
11 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang zur Vorspannungsberechnung (2) von 4 in einem engen Bereich zeigt;
12A und 12B sind schematische Diagramme, die den Verarbeitungsvorgang von 11 zeigen;
13 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang zur Berechnung der Ladevorspannung von 3 zeigt;
14 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang zur Berechnung der Ladevorspannung (3) von 13 in einem engen Bereich zeigt;
15A und 15B sind schematische Diagramme, die den Verarbeitungsvorgang von 14 zeigen;
16 ist eine Zeichnung, die ein zweites Patch-Bild zeigt;
17 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang zur Berechnung der Ladevorspannung (4) von 13 in dem engen Bereich zeigt;
18A und 18B sind Zeichnungen, die ein Verhältnis zwischen den ersten Patch-Bildern, einem Oberflächenpotenzial und einem Entwicklungsvorspannungspotenzial zeigen;
19A und 19B sind Zeichnungen, die ein Verhältnis zwischen den zweiten Patch-Bildern, einem Oberflächenpotenzial und einem Entwicklungsvorspannungspotenzial zeigen;
20 ist eine Graphik, die eine Lichtstärkenverteilung von Laserlicht zeigt, das auf eine Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements gestrahlt wird;
21A und 21B sind schematische Diagramme, die ein Verhältnis zwischen Einpunkt-Linien und einer Erfassungsfläche zeigen, die ein Patch-Sensor erfasst, mit einer Änderung in Linienintervallen;
22A und 22B sind Ansichten zum Beschreiben einer erfassten Abweichung, die an Positionen der Erfassungsfläche des Patch-Sensors auftritt, und Einpunkt-Linien, die sich relativ zueinander ändern;
23 ist eine Graphik, die eine Änderung im Ausgang vom Patch-Sensor bei einer Änderung in den Linienintervallen zeigt;
24 ist ein schematisches Diagramm einer anderen bevorzugten Ausführungsform eines Patch-Bildes;
25 ist eine Graphik, die eine Abschwächung eines Oberflächenpotenzials zeigt, während das lichtempfindliche Element verschiedenen Belichtungsenergien ausgesetzt wird;
26 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen einer Entwicklungsvorspannung und einem Kontrastpotenzial zeigt, wenn die Entwicklungsvorspannung geändert wird, während die Ladevorspannung unverändert bleibt;
27 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen einer Ladevorspannung und einem Kontrastpotenzial zeigt, wenn die Ladevorspannung geändert wird, während die Entwicklungsvorspannung unverändert bleibt;
28 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Entwicklungsvorspannung und dem Kontrastpotenzial zeigt;
29 ist eine Zeichnung, die Variationen im Kontrastpotenzial und dem Potenzial der belichteten Fläche in Übereinstimmung mit einer Änderung in der Ladevorspannung zeigt;
30 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Entwicklungsvorspannung und dem Kontrastpotenzial zeigt, während die Ladevorspannung gemäß einer ersten Variation eingestellt ist;
31 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Ladevorspannung und der Entwicklungsvorspannung in der ersten Variation zeigt;
32 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Ladevorspannung und der Entwicklungsvorspannung in einer zweiten Variation zeigt;
33 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen einer Belichtungsenergie und einem Oberflächenpotenzial zeigt;
34 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Entwicklungsvorspannung und dem Kontrastpotenzial bei der in 33 dargestellten Belichtungsenergie zeigt;
35 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Entwicklungsvorspannung und dem Kontrastpotenzial zeigt, während die Ladevorspannung gemäß der zweiten Variation eingestellt ist;
36 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Ladevorspannung und der Entwicklungsvorspannung in einer dritten Variation zeigt;
37 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen einer Belichtungsenergie und einem Oberflächenpotenzial zeigt;
38 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Entwicklungsvorspannung und dem Kontrastpotenzial bei der in 37 dargestellten Belichtungsenergie zeigt;
39 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Entwicklungsvorspannung und dem Kontrastpotenzial zeigt, während die Ladevorspannung gemäß der dritten Variation eingestellt ist;
40 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Entwicklungsvorspannung und dem Kontrastpotenzial zeigt;
41 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Ladevorspannung und der Entwicklungsvorspannung in einer vierten Variation zeigt;
42 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Entwicklungsvorspannung und dem Kontrastpotenzial zeigt, während die Ladevorspannung gemäß der vierten Variation eingestellt ist;
43 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Entwicklungsvorspannung und dem Kontrastpotenzial zeigt;
44 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Ladevorspannung und der Entwicklungsvorspannung in einer fünften Variation zeigt;
45 ist eine Zeichnung, die ein Verhältnis zwischen der Entwicklungsvorspannung und dem Kontrastpotenzial zeigt, während die Ladevorspannung gemäß der fünften Variation eingestellt ist;
46A bis 46D sind Zeichnungen, die eine Reihenfolge zur Erzeugung von Patch-Bildern gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zeigen; und
47 ist eine Zeichnung, die eine andere bevorzugte Ausführungsform eines Bilderzeugungsverfahrens zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
A. Gesamtstruktur der Bilderzeugungsvorrichtung
1 ist eine Zeichnung, die eine bevorzugte Ausführungsform einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Struktur der Bilderzeugungsvorrichtung von 1 zeigt. Die Bilderzeugungsvorrichtung ist eine Vorrichtung, die Tonerbilder in vier Farben, Gelb (Y), Cyan (C), Magenta (M) und Schwarz (K) überlappt, um dadurch ein Vollfarbenbild zu erzeugen, oder nur schwarzen (K) Toner verwendet, um dadurch ein monochromes Bild zu erzeugen.
Wenn ein Bildsignal von einer externen Vorrichtung, wie einem Host-Rechner, zu einer Hauptsteuerung 11 einer Steuereinheit 1 geleitet wird, steuert eine Maschinensteuerung 12 entsprechende Abschnitte eines Maschinenteils E in Übereinstimmung mit einer Anweisung von der Hauptsteuerung 11, wodurch die Bilderzeugungsvorrichtung auf einem Blatt S ein Bild erzeugt, das dem Bildsignal entspricht.
Der Maschinenteil E ist imstande, auf einem lichtempfindlichen Element 21 einer Bildträgereinheit 2 ein Tonerbild zu erzeugen. Das heißt, die Bildträgereinheit 2 umfasst das lichtempfindliche Element 21, das in Richtung eines Pfeils in 1 drehbar ist. Um das lichtempfindliche Element 21 und in Drehrichtung des lichtempfindlichen Elements 21 in 1 sind eine Laderolle 22, die als Lademittel dient, Entwickler 23Y, 23C, 23M und 23K, die als Entwicklungsmittel dienen, und ein Reinigungsteil 24 angeordnet. Die Laderolle 22, an die eine hohe Spannung von einem Ladevorspannungserzeugungsteil 121 angelegt wird und die sich in Kontakt mit einer äußeren Umfangsfläche des lichtempfindlichen Elements 21 befindet, lädt gleichmäßig die äußere Umfangsfläche des lichtempfindlichen Elements 21 Eine Belichtungseinheit 3 strahlt Laserlicht L zu der äußeren Umfangsfläche des lichtempfindlichen Elements 21, die vor der Laderolle 22 geladen wird. Die Belichtungseinheit 3, wie in 2 dargestellt, ist elektrisch mit einem Bildsignalumschaltteil 122 verbunden. In Übereinstimmung mit einem Bildsignal, das durch den Bildsignalumschaltteil 122 zugeleitet wird, tastet das Laserlicht L über das lichtempfindliche Element 21 und belichtet folglich das lichtempfindliche Element 21, wodurch ein elektrostatisches, latentes Bild, das dem Bildsignal entspricht, auf dem lichtempfindlichen Element 21 erzeugt wird. Wenn zum Beispiel der Bildsignalumschaltteil 122 in Leitung mit einem Patch-Erzeugungsmodul 124 ist, wird aufgrund einer Anweisung von einer CPU 123 der Maschinensteuerung 12 ein Patch-Bildsignal, das von dem Patch-Erzeugungsmodul 124 ausgegeben wird, zu der Belichtungseinheit 3 geleitet, so dass ein latentes Patch-Bild erzeugt wird. Wenn andererseits der Bildsignalumschaltteil 122 in Leitung mit einer CPU 111 der Hauptsteuerung 11 ist, tastet das Laserlicht L über das lichtempfindliche Element 21 und belichtet dieses folglich in Übereinstimmung mit einem Bildsignal, das durch eine Schnittstelle 112 von einer externen Vorrichtung, wie einem Host-Rechner, zugeleitet wird, so dass ein elektrostatisches latentes Bild, das dem Bildsignal entspricht, auf dem lichtempfindlichen Element 21 gebildet wird.
Das elektrostatische latente Bild, das auf diese Weise gebildet wird, wird von einem Entwicklerteil 23 entwickelt.
Mit anderen Worten, gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind der Entwickler 23Y für Gelb, der Entwickler 23C für Cyan, der Entwickler 23M für Magenta und der Entwickler 23K für Schwarz, die in dieser Reihenfolge um das lichtempfindliche Element 21 angeordnet sind, als Entwicklerteil 23 bereitgestellt. Die Entwickler 23A, 23C, 23M und 23K sind jeweils so aufgebaut, dass sie frei von dem lichtempfindlichen Element 21 getrennt werden und nahe zu diesem gelangen können. In Übereinstimmung mit einer Anweisung, die von der Maschinensteuerung 12 ausgegeben wird, kommt einer der vier Entwickler 23Y, 23C, 23M und 23K selektiv mit dem lichtempfindlichen Element 21 in Kontakt. Ein Entwicklungsvorspannungserzeugungsteil 125 legt danach eine hohe Spannung an das lichtempfindliche Element 21 und der Toner in der gewählten Farbe bewegt sich zu der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 21, wodurch das elektrostatische latente Bild auf dem lichtempfindlichen Element 21 sichtbar gemacht wird. Die Spannungen, die an die entsprechenden Entwickler angelegt werden, können einfach Gleichstromspan nungen oder als Alternative Wechselstromspannungen sein, die Gleichstromspannungen überlagern.
Das von dem Entwicklerteil 23 entwickelte Tonerbild wird zunächst auf ein Zwischenübertragungsband 41 einer Übertragungseinheit 4 in einer primären Übertragungsregion R1 übertragen, die zwischen dem schwarzen Entwickler 23K und dem Reinigungsteil 24 angeordnet ist. Eine Konstruktion der Übertragungseinheit 4 wird später ausführlich beschrieben.
Der Reinigungsteil 24 ist an einer Position angeordnet, die in Umfangsrichtung (die Richtung des Pfeils in 1) nach der primären Übertragungsregion R1 liegt, so dass ein Toner abgeschabt wird, der nach der primären Übertragungsbehandlung an der äußeren Umfangsfläche des lichtempfindlichen Elements 21 verbleibt.
Anschließend wird die Struktur der Übertragungseinheit 4 beschrieben. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Übertragungseinheit 4 Rollen 42 bis 47, das Zwischenübertragungsband 41, das um die Rollen 42 bis 47 gespannt ist, und eine sekundäre Übertragungsrolle 48, die ein Zwischentonerbild, das auf das Zwischenübertragungsband 41 übertragen wurde, anschließend auf ein Blatt S überträgt.
Ein Übertragungsvorspannungserzeugungsteil 126 legt eine primäre Übertragungsspannung an das Zwischenübertragungsband 41. Tonerbilder in den entsprechenden Farben, die auf dem lichtempfindlichen Element 21 erzeugt werden, werden auf dem Zwischenübertragungsband 41 zu einem Farbbild übereinander gelegt, während das Blatt S aus einer Kassette 61, einem manuellen Zugabefach 62 oder einer zusätzlichen Kassette (nicht dargestellt) von einem Papierzufuhrteil 63 einer Papierzufuhr-/Ausgabeeinheit 6 herausgenommen und zu einer sekundären Übertragungsregion R2 befördert wird. Das Farbbild wird danach sekundär auf das Blatt S übertragen, wodurch ein Vollfarbenbild erhalten wird. Wenn ein mono chromes Bild auf ein Blatt S übertragen werden soll, wird währenddessen nur ein schwarzes Tonerbild auf dem lichtempfindlichen Element 21 auf dem Zwischenübertragungsband 41 erzeugt und auf ein Blatt S übertragen, das zu der sekundären Übertragungsregion R2 befördert wird, um dadurch ein monochromes Bild zu erhalten, wie im Falle der Erzeugung eines Farbbildes.
Nach der sekundären Übertragungsbehandlung wird ein Toner, der auf einer äußeren Umfangsfläche des Zwischenübertragungsbandes 41 verbleibt und daran haftet, von einem Bandreiniger 49 entfernt. Der Bandreiniger 49 ist gegenüber der Rolle 46, auf der anderen Seite des Zwischenübertragungsbandes 41 angeordnet, und eine Reinigungsklinge kommt mit dem Zwischenübertragungsband 41 zu einem geeigneten Zeitpunkt in Kontakt und schabt einen Toner von der äußeren Umfangsfläche des Zwischenübertragungsbandes 41.
Ferner ist in der Nähe der Rolle 43 ein Patch-Sensor PS angeordnet, der eine Dichte eines Patch-Bildes erfasst, das auf der äußeren Umfangsfläche des Zwischenübertragungsbandes 41 erzeugt ist, wie später beschrieben wird, und somit ein Lesesensor zur Synchronisierung RS ist, der eine Referenzposition des Zwischenübertragungsbandes 41 erfasst.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 wird die Beschreibung der Struktur des Maschinenteils E fortgesetzt. Das Blatt S, das nun das Tonerbild trägt, das von der Übertragungseinheit 4 übertragen wurde, wird von dem Papierzufuhrteil 63 der Papierzufuhr-/Ausgabeeinheit 6 zu einer Fixierungseinheit 5 geleitet, die an der stromabwärts liegenden Seite der sekundären Übertragungsregion R2 entlang einem vorbestimmten Papierzufuhrpfad (Punkt-Punkt-Strich-Linie) angeordnet ist, und das Tonerbild auf dem beförderten Blatt S wird auf dem Blatt S fixiert. Das Blatt S wird danach entlang dem Papierzufuhrpfad 630 zu einem Papierausgabeteil 64 befördert.
Der Papierausgabeteil 64 hat zwei Papierausgabepfade 641a und 641b. Der Papierausgabepfad 641a erstreckt sich von der Fixierungseinheit 5 zu einem Standardpapierausgabefach, während sich der Papierausgabepfad 641b annähernd parallel zu dem Papierausgabepfad 641a zwischen einem Papierrückführteil 66 und einer Mehrfachbehältereinheit erstreckt.
Drei Rollenpaare 642 bis 644 sind entlang der Papierausgabepfade 641a und 641b angeordnet, so dass die Blätter S zu dem Standardpapierausgabefach oder der Mehrfachbehältereinheit ausgegeben werden, und die Blätter S zu dem Papierrückführteil 66 befördert werden, um Bilder auf den unbedruckten Oberflächen der Blätter S zu erzeugen.
Mit dem Ziel, ein Blatt S, das umgedreht und von dem Papierausgabefach 64 wie zuvor beschrieben einem Einlaufrollenpaar 637 des Papierzufuhrteils 63 zugeführt wurde, entlang einem Papierrückführpfad 664 (Punkt-Punkt-Strich-Linie) zu befördern, ist der Papierrückführteil 66 aus drei Papierrückführrollenpaaren 661 bis 663 gebildet, die entlang dem Papierrückführpfad 664 angeordnet sind, wie in 1 dargestellt ist. Auf diese Weise wird das Blatt S, das von dem Papierausgabeteil 64 zugeführt wurde, zu dem Einlaufrollenpaar 637 entlang dem Papierrückführpfad 664 zurückgeleitet, und eine Nicht-Druckoberfläche des Blattes S wird zu dem Zwischenübertragungsband 41 in dem Papierzufuhrteil 63 gelenkt, wodurch eine sekundäre Übertragung des Bildes auf die Nicht-Druckoberfläche möglich ist.
In 2 ist mit 113 ein Bildspeicher bezeichnet, der in der Hauptsteuerung 11 angeordnet ist, so dass der Bildspeicher Bilddaten speichert, die von einer externen Vorrichtung, wie einem Host-Rechner, durch die Schnittstelle 112, zugeleitet werden, mit 127 ist ein RAM bezeichnet, der vorübergehend Steuerdaten zum Steuern des Maschinenteils E, ein Rechenergebnis, das von der CPU 123 erhalten wird usw. speichert, und mit 128 ist ein ROM bezeichnet, der ein Rechenprogramm speichert, das von der CPU 123 ausgeführt wird.
B. Dichteeinstellung durch die Bilderzeugungsvorrichtung
Es folgt nun eine Beschreibung, wie die Bilderzeugungsvorrichtung mit einer solchen Struktur wie zuvor beschrieben eine Dichte eines Bildes einstellt.
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Dichteeinstellungsvorgang in der Bilderzeugungsvorrichtung von 1 zeigt.
In der Bilderzeugungsvorrichtung, wie in 3 dargestellt, wird in Schritt S1 bestimmt, ob der Dichteeinstellungsvorgang ausgeführt werden sollte, um dadurch eine Ladevorspannung und eine Entwicklungsvorspannung zu aktualisieren. Zum Beispiel kann die Bilderzeugungsvorrichtung die Einstellung der Vorspannungen starten, wenn die Bilderzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Bildes bereit wird, nachdem eine Hauptenergiequelle der Bilderzeugungsvorrichtung eingeschaltet wurde. Als Alternative kann die Bilderzeugungsvorrichtung die Vorspannungen in Intervallen von einigen Stunden einstellen, während ein Zeitgeber (nicht dargestellt), der in der Bilderzeugungsvorrichtung angeordnet ist, die Stunden des anhaltenden Gebrauchs misst.
Wenn in Schritt S1 die Entscheidung JA ist und die Einstellung der Vorspannungen demnach gestartet wird, werden die Schritte S2 und S3 ausgeführt, um eine optimale Entwicklungsvorspannung zu berechnen, und die berechnete Vorspannung wird als Entwicklungsvorspannung eingestellt (Schritt S4). Anschließend wird ein Schritt S5 ausgeführt, um eine optimale Ladevorspannung zu berechnen, und die berechnete Vorspannung wird als Ladevorspannung eingestellt (Schritt S6). Die Ladevorspannung und die Entwicklungsvorspannung werden auf diese Weise optimiert. Es folgt eine ausführliche Beschreibung eines Vorgangs sowohl der Entwicklungsvorspannungsberechnung (Schritt S3) als auch der Ladevorspannungsberechnung (Schritt S5).
B-1. Berechnung der Entwicklungsvorspannung
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang zum Berechnen der Entwicklungsvorspannung, wie in 3 dargestellt, zeigt. Bei der Entwicklungsvorspannungsberechnung (Schritt S3) wird entsprechend einem Betriebzustand der Vorrichtung entweder ein erster Verarbeitungsmodus oder ein zweiter Verarbeitungsmodus als Verarbeitungsmodus gewählt (Schritt S301). Im ersten Verarbeitungsmodus wird eine zweistufige Entwicklungsvorspannungsberechnung ausgeführt. Die erste Stufe (Schritt S312) dient zum Berechnen eines Zwischenwertes einer optimalen Entwicklungsvorspannung, während eine Entwicklungsvorspannung in einem weiten Bereich geändert wird (der der gesamte programmierbare Bereich von Entwicklungsvorspannungen ist). Die zweite Stufe (Schritt S313) dient zum Bestimmen der optimalen Entwicklungsvorspannung, während eine Entwicklungsvorspannung aufgrund des Zwischenwertes in einem engen Bereich (der etwa 1/3 des programmierbaren Bereichs ist) geändert wird, wie später beschrieben wird. Als solches ist der erste Verarbeitungsmodus geeignet, wenn es nicht möglich ist. einen Zustand des Maschinenteils E vorherzusagen. Währenddessen wird im zweiten Verarbeitungsmodus eine einstufige Entwicklungsvorspannungsberechnung ausgeführt. Die Vorspannungsberechnung (Schritt S322) dient zum Bestimmen einer optimalen Entwicklungsvorspannung, während eine Entwicklungsvorspannung in dem engen Bereich (der etwa 1/3 des programmierbaren Bereichs ist) geändert wird, der eine vorherige optimale Entwicklungsvorspannung enthält, wie später beschrieben wird. Daher ist der zweite Verarbeitungsmodus geeignet, wenn eine Änderung im Zustand des Maschinenteils E gering ist. In der bevorzugten Ausführungsform wird eine Wahl in Schritt S301 insbesondere nach den folgenden Kriterien ausgeführt.
(1) Einschalten der Energie: erster Verarbeitungsmodus
Da es vollkommen unmöglich ist, einen Zustand des Maschinenteils E beim Einschalten der Energiequelle vorherzusagen, wird eine optimale Entwicklungsvorspannung bestimmt, während eine Entwicklungsvorspannung im gesamten programmierbaren Bereich von Entwicklungsvorspannungen geändert wird.
(2) Rückkehr aus dem Ruhezustand nach einer Ruheperiode, die eine vorbestimmte Periode nicht überschreitet: zweiter Verarbeitungsmodus
Bei der Rückkehr aus dem Ruhezustand ist es möglich, dass sich ein Zustand des Maschinenteils E stark verändert hat.
Da jedoch die Änderung im Zustand des Maschinenteils E als klein angenommen wird, wenn die Ruheperiode kurz ist, wird eine optimale Entwicklungsvorspannung bestimmt, während eine Entwicklungsvorspannung in dem engen Bereich (der etwa 1/3 des programmierbaren Bereichs ist) geändert wird, der eine vorherige optimale Entwicklungsvorspannung enthält.
(3) Rückkehr aus dem Ruhezustand, wobei eine Fixierungstemperatur der Fixierungseinheit 5 die vorbestimmte Temperatur oder höher ist: zweiter Verarbeitungsmodus
Bei der Rückkehr aus dem Ruhezustand ist es möglich, dass sich ein Zustand des Maschinenteils E stark geändert hat.
Da jedoch die Änderung im Zustand des Maschinenteils E als klein angenommen wird, wenn ein Fixierer, eine Wärmequelle oder dergleichen, der/die in der Fixierungseinheit 5 ange ordnet ist, bei einer hohen Temperatur gehalten wird, wird eine optimale Entwicklungsvorspannung bestimmt, während eine Entwicklungsvorspannung in dem engen Bereich (der etwa 1/3 des programmierbaren Bereichs ist) geändert wird, der eine vorherige optimale Entwicklungsvorspannung enthält.
(4) Rückkehr aus dem Ruhezustand (ausschließlich der vorangehenden Punkte (2) und (3)): erster Verarbeitungsmodus
Da sich ein Zustand des Maschinenteils E bei der Rückkehr aus dem Ruhezustand, außer in den vorangehenden Situationen (2) und (3), stark geändert haben kann, wird eine optimale Entwicklungsvorspannung bestimmt, während eine Entwicklungsvorspannung im gesamten programmierbaren Bereich von Entwicklungsvorspannungen geändert wird.
(5) Bilder werden kontinuierlich erzeugt: zweiter Verarbeitungsmodus
Wenn Bilder kontinuierlich erzeugt werden, ist es unwahrscheinlich, dass sich ein Zustand des Maschinenteils E stark von jenem in der vorangehenden Dichteinstellung unterscheidet. Somit wird eine optimale Entwicklungsvorspannung bestimmt, während eine Entwicklungsvorspannung in dem engen Bereich (der etwa 1/3 des programmierbaren Bereichs ist) geändert wird, der eine vorherige optimale Entwicklungsvorspannung enthält.
Wenn der erste Verarbeitungsmodus aufgrund der zuvor beschriebenen Kriterien gewählt wird, wird die erste Entwicklungsvorspannungsberechnung (Schritt S311 bis S317 und S302) ausgeführt, um eine optimale Entwicklungsvorspannung zu bestimmen. Wenn im Gegensatz dazu der zweite Verarbeitungsmodus gewählt wird, wird die zweite Entwicklungsvorspannungsberechnung (Schritt S321, S322 und S302) ausge führt, um eine optimale Entwicklungsvorspannung zu bestimmen. Dies wird nun separat in der Folge beschrieben.
B-1-1. Erste Entwicklungsvorspannungsberechnung (erster Verarbeitungsmodus)
In der ersten Entwicklungsvorspannungsberechnung, wie in 4 dargestellt, werden nach einer derartigen Einstellung, dass Patch-Bilder in allen Farben erzeugt werden (welche die vier Farben Gelb (Y), Cyan (C), Magenta (M) und Schwarz (K) in dieser bevorzugten Ausführungsform sind) (Schritt S311), mehrere Patch-Bilder erzeugt, während die Entwicklungsvorspannung in relativ langen Intervallen in einem relativ weiten Bereich in einem unmittelbar anschließenden Schritt S312 geändert wird. Auf diese Weise wird versuchsweise eine Entwicklungsvorspannung, die notwendig ist, um eine optimale Bilddichte zu erhalten, als Zwischenentwicklungsvorspannung aufgrund der Dichten der entsprechenden Patch-Bilder berechnet. Es wird nun ein Vorgang dieser Verarbeitung ausführlich unter Bezugnahme auf 5 und 6A bis 6D beschrieben.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang der Vorspannungsberechnung von 4 in einem weiten Bereich zeigt. 6A bis 6D sind schematische Diagramme, die einen Vorgang der Verarbeitung von 5 zeigen, und ein Vorgang der Vorspannungsberechnung in einem engen Bereich wird später beschrieben. Während dieser Berechnung wird zunächst eine Farbe, in der Patch-Bilder erzeugt werden sollen, als die erste Farbe eingestellt, z.B. Gelb (Schritt S312a). Während die Ladevorspannung auf einen Vorgabewert eingestellt ist, der in Schritt S2 im Voraus eingestellt wird, wird die Entwicklungsvorspannung auf vier verschiedene Werte eingestellt, die in relativ langen Intervallen (ersten Intervallen) in dem weiten Bereich auseinander liegen (Schritt S312b). Zum Beispiel ist in dieser bevorzugten Ausführungsform der weite Bereich der gesamte pro grammierbare Bereich (Vb01 bis Vb10) der Entwicklungsvorspannung, die dem Entwicklerteil 23 von dem Entwicklungsvorspannungserzeugungsteil 125 zugeleitet werden kann, und vier Punkte Vb01, Vb04, Vb07 und Vb10 in dem weiten Bereich (Vb01 bis Vb10) werden als Entwicklungsvorspannungen eingestellt. Auf diese Weise sind gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform die ersten Intervalle W1 wie folgt: W1 = Vb10 – Vb07 = Vb 07 – Vb04 = Vb04 – Vb01
Vier gelbe Solid-Bilder (7) werden der Reihe nach mit dieser Vorspannungseinstellung auf dem lichtempfindlichen Element 21 erzeugt, und die Solid-Bilder werden auf die äußere Umfangsfläche des Zwischenübertragungsbandes 41 in einer vorbestimmten Anordnungsreihenfolge übertragen, wie in 8A dargestellt, um dadurch erste Patch-Bilder PI1 zu erzeugen (Schritt S312c). Die ersten Patch-Bilder PI1 sind in dieser bevorzugten Ausführungsform Solid-Bilder.
Der Grund dafür wird später ausführlich beschrieben.
In einem anschließenden Schritt S312d wird bestimmt, ob Patch-Bilder in allen Patch-Erzeugungsfarben erzeugt wurden. Wenn ein Ergebnis der Beurteilung NEIN bleibt, wird die nächste Farbe als Patch-Erzeugungsfarbe eingestellt (Schritt S312e) und die Schritte 312b und 312c werden wiederholt. Dies fügt weitere erste Patch-Bilder PI in der Reihenfolge Cyan (C), Magenta (M) und Schwarz (K) auf der äußeren Umfangsfläche des Zwischenübertragungsbandes 41 hinzu, wie in 8B bis 8D dargestellt ist.
Wenn im Gegensatz dazu in Schritt S312d die Entscheidung JA ist, werden die Bilddichten der sechzehn (= 4 Arten × 4 Farben) Patch-Bilder PI1 auf der Basis eines Signals gemessen, das vom Patch-Sensor PS ausgegeben wird (Schritt S312f). Während die Bilddichten der Patch-Bilder PI1 einzeln gemessen werden, beginnend mit dem Patch-Bild PI1 an der Kopfposition (welches das schwarze (K) Patch-Bild in dieser bevorzugten Ausführungsform ist), nachdem die Patch-Bilder PI1 in allen Patch-Erzeugungsfarben in dieser bevorzugten Ausführungsform erzeugt wurden, können die Bilddichten der Patch-Bilder PI1 der Reihe nach Farbe für Farbe jedes Mal dann gemessen werden, wenn die Patch-Bilder PI1 in einer Patch-Erzeugungsfarbe erzeugt werden. Dies trifft ebenso auf die spätere Vorspannungsberechnung (9, 11, 13, 14, 17 und 47) zu.
Danach wird eine Entwicklungsvorspannung entsprechend einer Solldichte in einem Schritt S312g berechnet und die berechnete Vorspannung vorübergehend im RAM 127 als Zwischenvorspannung gespeichert. Wenn ein Messergebnis (eine Bilddichte) mit der Solldichte übereinstimmt, kann eine Entwicklungsvorspannung, die dieser Bilddichte entspricht, als Zwischenvorspannung verwendet werden. Wenn die zwei Dichtewerte nicht übereinstimmen, wie in 6B dargestellt, ist es möglich, eine Zwischenvorspannung durch lineare Interpolation, Durchschnittsbildung oder eine andere geeignete Methode in Übereinstimmung mit Daten D (Vb04) und Daten D (Vb07) zu berechnen, die sich an beiden Seiten der Solldichte befinden.
Sobald die Zwischenvorspannung auf diese Weise bestimmt ist, wird die Vorspannungsberechnung (1) im engen Bereich ausgeführt, wie in 4 dargestellt. 9 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang zur Vorspannungsberechnung (1) von 4 im engen Bereich zeigt. Während dieser Berechnung wird eine Farbe, in der Patch-Bilder erzeugt werden sollen, als die erste Farbe eingestellt. z.B. Gelb (Schritt S313a), wie bei der früheren Berechnung (Schritt S312). Während die Ladevorspannung auf den Vorgabewert eingestellt ist, der im Voraus in Schritt S2 eingestellt wurde, wird die Entwicklungsvorspannung auf vier verschiedene Werte eingestellt, die in engeren Intervallen (zweiten Intervallen) als die ersten Intervalle W1 innerhalb eines engen Bereichs auseinander liegen, der die Zwischenvorspannung enthält (Schritt S313b). Zum Beispiel ist in dieser bevorzugten Ausführungsform der enge Bereich etwa 1/3 des programmierbaren Bereichs (Vb01 bis Vb10) der Entwicklungsvorspannung. Wenn die Zwischenvorspannung zwischen den Entwicklungsvorspannungen Vb05 und Vb06 liegt, wie in 6B dargestellt, werden vier Punkte Vb04, Vb05, Vb06 und Vb07 als Entwicklungsvorspannungen eingestellt (6C).
Somit sind gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform die zweiten Intervalle W2 wie folgt: W2 = Vb07 – Vb06 = Vb06 – Vb05 = Vb05 – Vb04
Vier gelbe Solid-Bilder (7) werden der Reihe nach auf dem lichtempfindlichen Element 21 mit dieser Vorspannungseinstellung erzeugt, und die Solid-Bilder werden auf die äußere Umfangsfläche des Zwischenübertragungsbandes 41 übertragen, wie in 8A dargestellt, um dadurch erste Patch-Bilder PI1 zu erzeugen (Schritt S313c). Wie in der früheren Berechnung (Schritt S312) wird die nächste Farbe als Patch-Erzeugungsfarbe eingestellt (Schritt 313e) und die Schritte S313b und S313c werden wiederholt, bis in Schritt S313d bestimmt wird, dass Patch-Bilder in allen Patch-Erzeugungsfarben erzeugt sind. Als Ergebnis werden weitere erste Patch-Bilder PI1 auf der äußeren Umfangsfläche des Zwischenübertragungsbandes 41 in der Reihenfolge Cyan (C), Magenta (M) und Schwarz (K) erzeugt.
Sobald sechzehn (= 4 Arten × 4 Farben) Patch-Bilder PI1 auf dem Zwischenübertragungsband 41 auf diese Weise erzeugt sind, misst der Patch-Sensor PS einzeln die Bilddichten der Patch-Bilder PI1, beginnend mit dem Patch-Bild PI1 an der Kopfposition (welches das schwarze (K) Patch-Bild in dieser bevorzugten Ausführungsform ist) (Schritt S313f). Danach wird in Schritt S313g eine Entwicklungsvorspannung berechnet, die einer Solldichte entspricht. Wenn ein Messergebnis (eine Bilddichte) mit der Solldichte übereinstimmt, kann eine Entwicklungsvorspannung, die dieser Bilddichte entspricht, als optimale Entwicklungsvorspannung verwendet werden. Wenn die zwei Dichtewerte nicht übereinstimmen, wie in 6D dargestellt, ist es möglich, eine optimale Entwicklungsvorspannung durch lineare Interpolation, Durchschnittsbildung oder eine andere geeignete Methode in Übereinstimmung mit Daten D (Vb05) und Daten D (Vb06) zu berechnen, die sich an beiden Seiten der Solldichte befinden.
Wenn optimale Entwicklungsvorspannungen in Bezug auf alle Patch-Erzeugungsfarben bestimmt sind, das heißt, wenn in Schritt S314, wie in 4 dargestellt, die Entscheidung JA ist, fährt der Ablauf mit Schritt S302 fort, so dass der RAM 127 die auf diese Weise berechneten, optimalen Entwicklungsvorspannungen speichern kann. Danach wird die optimale Vorspannung als Entwicklungsvorspannung während der Berechnung der Ladevorspannung ausgelesen, wie später beschrieben wird, oder während ein Bild auf normale Weise erzeugt wird.
Somit wird bei der ersten Entwicklungsvorspannungsberechnung (der erste Verarbeitungsmodus) eine zweistufige Vorspannungsberechnung ausgeführt. In der ersten Stufe werden Patch-Bilder PI1 in den ersten Intervallen W1 im weiten Bereich erzeugt, um eine Entwicklungsvorspannung, die notwendig ist, um ein Bild mit einer Solldichte zu erhalten, als Zwischenvorspannung zu berechnen. In der zweiten Stufe werden Patch-Bilder PI1 in den engeren Intervallen (d.h. den zweiten Intervallen) W2 in dem engen Bereich erzeugt, der die Zwischenvorspannung enthält, um eine Entwicklungsvorspannung zu berechnen, die zum Erreichen der Solldichte notwendig ist. Schließlich wird die berechnete Vorspannung als optimale Entwicklungsvorspannung eingestellt. Dadurch werden die folgenden Wirkungen erzielt.
Zum Beispiel ist es beim Einschalten der Hauptenergiequelle der Bilderzeugungsvorrichtung vollkommen unmöglich, einen Zustand des Maschinenteils E vorherzusagen, wie zuvor beschrieben wurde, so dass es notwendig ist, eine optimale Entwicklungsvorspannung zu bestimmen, während eine Entwicklungsvorspannung im gesamten programmierbaren Bereich der Entwicklungsvorspannungen geändert wird. Daher kann die optimale Entwicklungsvorspannung durch folgende Methode ermittelt werden: Die Methode erfordert eine Unterteilung des programmierbaren Bereichs (Vb01 bis Vb10) von Entwicklungsvorspannungen in eine Vielzahl von engen Bereichen und die Ausführung einer gleichen Verarbeitung bei der Ladevorspannung (1), wie zuvor beschrieben, in jedem der engen Bereiche. Diese vergleichende Methode ist jedoch mit dem Problem verbunden, dass die Anzahl der auszuführenden Schritte proportional zu der Anzahl der Teilbereiche zunimmt und die Berechnung einer optimalen Entwicklungsvorspannung daher Zeit kostet. Wenn im Gegensatz dazu der programmierbare Bereich in eine geringere Anzahl von engen Bereichen unterteilt wird, werden, obwohl das zuvor beschriebene Problem gelöst ist, Vorspannungsintervalle in jedem Teilbereich breiter als die zweiten Vorspannungsintervalle W2. Dies führt zu einem weiteren Problem, dass eine Genauigkeit der Berechnung einer optimalen Entwicklungsvorspannung abnimmt und daher eine Bilddichte nicht genau auf die Solldichte eingestellt werden kann.
Im Gegensatz dazu wird gemäß der oben genannten Ausführungsform eine Entwicklungsvorspannung versuchsweise durch die Vorspannungsberechnungsverarbeitung (Schritt S312) im weiten Bereich berechnet und die Entwicklungsvorspannung wird in den engeren Intervallen (d.h., den zweiten Intervallen) W2 im engen Bereich in der Nähe der Zwischenvorspannung geändert, so dass schließlich eine optimale Entwicklungsvorspannung berechnet wird. Somit ist es möglich, eine optimale Entwicklungsvorspannung in einer kürzeren Zeitperiode genauer zu berechnen als in der oben genannten vergleichenden Methode.
Ferner ändert sich eine Tonermenge in Bezug auf eine Entwicklungsvorspannung, das heißt eine Entwicklungs-γ-Eigenschaft, die eine Änderung in einer Bilddichte ausdrückt, weitgehend abhängig von Umgebungsbedingungen, einer Haltbarkeitsbedingung oder dergleichen, und ist zusätzlich nicht linear. Somit erreicht die erste Entwicklungsvorspannungsberechnung (der erste Verarbeitungsmodus), wie zuvor beschrieben, die folgende ausgezeichnete Wirkung.
10 ist eine Graphik, die ein typisches Beispiel einer Entwicklungs-γ-Eigenschaft zeigt. Wie in 10 dargestellt, selbst wenn eine Bilderzeugungsvorrichtung unter einer gewissen Umgebungsbedingung oder dergleichen eine Entwicklungs-γ-Eigenschaft A hat, ändert sich die Entwicklungs-γ-Eigenschaft der Bilderzeugungsvorrichtung entsprechend von einer anfänglichen Entwicklungs-γ-Eigenschaft A zu einer Entwicklungs-γ-Eigenschaft B, wenn sich die Umgebungsbedingung oder dergleichen ändert. Der Gradient der Entwicklungs-γ-Eigenschaft ist für einen Einfluss der Umgebungsbedingung oder dergleichen anfällig und neigt zu großen Änderungen.
Obwohl eine optimale Entwicklungsvorspannung der Bilderzeugungsvorrichtung einen Wert Vb(A) hat, wenn die Entwicklungs-γ-Eigenschaft der Vorrichtung die Entwicklungs-γ-Eigenschaft A bleibt, ändert sich daher die optimale Entwicklungsvorspannung stark zu einem Wert Vb(B), wenn sich die Entwicklungs-γ-Eigenschaft aufgrund selbst nur einer geringfügigen Änderung in der Umgebungsbedingung oder dergleichen zu der Entwicklungs-γ-Eigenschaft B ändert.
Unter Berücksichtung der derartigen Entwicklungs-γ-Eigenschaft ist es somit unvermeidlich notwendig, einen weiten programmierbaren Bereich von Entwicklungsvorspannungen zu garantieren. Es folgt dann, dass es bevorzugter ist, den ersten Verarbeitungsmodus gemäß der vorliegenden Erfindung zur Berechnung einer optimalen Entwicklungsvorspannung wie zuvor beschrieben anzuwenden.
Die Wirkung des zuvor beschriebenen, ersten Verarbeitungsmodus ist in einer Bilderzeugungsvorrichtung, die einen nicht magnetischen Einkomponententoner verwendet aus den folgenden, im Detail beschriebenen Gründen stärker. In den letzten Jahren wurde hinsichtlich der Steuerbarkeit einer Tonertemperatur gegenüber einem Träger usw. ein nicht magnetischer Einkomponententoner gebräuchlich. Eine Bilderzeugungsvorrichtung, die einen solchen Einkomponententoner verwendet, ist dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Ladungsmenge des Toners eher abhängig von einer Umgebungsbedingung und einer Haltbarkeitsbedingung ändert als bei einer Bilderzeugungsvorrichtung, die einen Zweikomponententoner verwendet. Der Grund ist, dass der Zweikomponententoner in einer großen Fläche mit einem Träger in Kontakt gelangt, der mit dem Toner gemischt wird, und somit dazu neigt, in relativ stabiler Menge geladen zu werden. Im Gegensatz dazu enthält ein Einkomponententoner keinen Träger, der eine Ladungsmenge steuert, und wird daher nur mit einem Ladungsmechanismus geladen, der sich im Entwickler befindet. Daher gelangt ein Einkomponententoner in einer vorwiegend kleineren Fläche mit einem Ladungsmechanismus in Kontakt als ein Zweikomponententoner mit einem Träger. Somit ist es bevorzugter, die vorliegende Erfindung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung anzuwenden, die einen nicht magnetischen Einkomponententoner verwendet.
Ferner wird ein externer Zusatzstoff einem Toner in einer größeren Menge als üblich zugesetzt, z.B. 1,5 % oder mehr in einigen Fällen, in einem Bemühen, die Übertragbarkeit des Toners zu verbessern. Auch in diesem Fall ist die Nützlichkeit der vorliegenden Erfindung beachtlich. Der Grund dafür ist, dass der externe Zusatzstoff auch für einen Umgebungseinfluss anfällig ist. Wenn die Menge des externen Zusatzstoffes 1,5 % oder mehr ist, ändert sich aufgrund eines Umgebungseinflusses eine Entwicklungs-γ-Eigenschaft stark.
Daher ist bevorzugter, die vorliegende Erfindung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung anzuwenden, die einen solchen Toner verwendet. Im Falle einer Bilderzeugungsvorrichtung der Zwischenübertragungsmethode, wie der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der zuvor beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform, besteht eine heftige Forderung nach einer verbesserten Übertragbarkeit, Dies hat zu einer Tendenz geführt, mehr externen Zusatzstoff zu verwenden als in einer Bilderzeugungsvorrichtung anderer Methoden, wodurch die vorliegende Erfindung noch nützlicher wird.
Bei eingehender Betrachtung des Vorhergesagten, erreicht die vorliegende Erfindung, wenn sich bei einer Bilderzeugungsvorrichtung und einem Bilderzeugungsverfahren, die/das einen nicht magnetischen Einkomponententoner verwendet, der einen externen Zusatzstoff in der Menge von 1,5 % oder mehr enthält, angewendet wird, deutlicher die ausgezeichnete Wirkung, dass es möglich ist, einen Optimalwert eines Dichtesteuerungsfaktors, der erforderlich ist, um eine Bilddichte eines Tonerbildes auf eine Solldichte einzustellen, effizient und äußerst genau einzustellen.
B-1-2. Zweite Entwicklungsvorspannungsberechnung (zweiter Verarbeitungsmodus)
Die zuvor beschriebene, bevorzugte Ausführungsform erfordert die Ausführung der zweiten Entwicklungsvorspannungsberechnung zur Bestimmung einer optimalen Entwicklungsvorspannung, wenn der zweite Verarbeitungsmodus in Schritt S301 in 4 gewählt wird, da eine Änderung im Zustand des Maschinenteils E als klein in einer Situation angenommen wird, die das zuvor beschriebene Kriterium (2), (3) oder (5) erfüllt. Mit anderen Worten, während eine optimale Ladevorspannung und eine optimale Entwicklungsvorspannung sich aufgrund einer Ermüdung, einer Verschlechterung im Laufe der Zeit oder dergleichen eines lichtempfindlichen Elements und eines Toners ändern, besitzen die Änderungen bis zu einem gewissen Grad Kontinuität. Somit ist es möglich, eine optimale Entwicklungsvorspannung auf der Basis der unmittelbar vorangehenden Messung einer Bilddichte von Ladevorspannungen (Schritt S313f, Schritt S322g, die später beschrieben werden) in einer Situation zu schätzen, die das zuvor beschriebene Kriterium (2), (3) oder (5) erfüllt.
Angesichts dessen wird während der Entwicklungsvorspannungsberechnung (Schritt S3) gemäß der bevorzugten Ausführungsform, wenn beurteilt wird, dass das zuvor beschriebene Kriterium (2), (3) oder (5) erfüllt ist, die Verarbeitung wie in der Folge beschrieben vereinfacht, um dadurch eine optimale Entwicklungsvorspannung in einer kurzen Zeitperiode genau zu berechnen.
Während der zweiten Entwicklungsvorspannungsberechnung, nachdem eingestellt wurde, dass Patch-Bilder in allen Farben erzeugt werden (welche die vier Farben Gelb (Y), Cyan (C), Magenta (M) und Schwarz (K) in dieser bevorzugten Ausführungsform sind) (Schritt S321), fährt der Ablauf mit Schritt S322 fort, in dem die Vorspannungsberechnung (2) in dem engen Bereich ausgeführt wird, wodurch eine optimale Entwicklungsvorspannung ohne Berechnung einer Zwischenvorspannung berechnet wird. In der Folge wird ein Vorgang der Verarbeitung unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.
11 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang der Vorspannungsberechnung (2) von 4 in dem engen Bereich zeigt. 12A und 12B sind schematische Diagramme, die den Vorgang der in 11 dargestellten Verarbeitung zeigen. Diese Berechnungsverarbeitung unterscheidet sich in den folgenden Punkten stark von der Vorspannungsberechnung (1) in dem engen Bereich, die zuvor beschrieben wurde. Während der Berechnung (1), die in 9 dargestellt ist, wird die Ladevorspannung auf den Vorgabewert gestellt, und vier verschiedene Arten von Entwicklungsvorspannungen werden auf der Basis einer Zwischenvorspannung eingestellt (Schritt S313b). Währenddessen ist bei der Vorspannungsberechnung (2) die Ladevorspannung die optimale Ladevorspannung, die durch die unmittelbar vorangehende Messung berechnet und im RAM 127 gespeichert wurde, und vier verschiedene Arten von Entwicklungsvorspannungen werden in dem engen Bereich auf der Basis der optimalen Entwicklungsvorspannung eingestellt, die. im RAM 127 gespeichert ist (Schritt S322b). Die Vorspannungsberechnung (2) ist sonst genauso aufgebaut wie die Vorspannungsberechnung (1) und daher wird eine wiederholte Beschreibung einfach unterlassen.
Auf diese Weise werden während des zweiten Verarbeitungsmodus (Schritt S322) die vier verschiedenen Arten von Entwicklungsvorspannungen eingestellt. Die vier Vorspannungen liegen in den zweiten Intervallen innerhalb des engen Bereichs auseinander, wobei die Entwicklungsvorspannung verwendet wird, die unmittelbar zuvor berechnet wurde (vorangehende optimale Entwicklungsvorspannung), ohne eine Zwischenvorspannung zu berechen, die Patch-Bilder in den entsprechenden Farben erzeugt werden und die optimale Entwicklungsvorspannung berechnet wird. Somit ist es im Vergleich zum ersten Verarbeitungsmodus (Schritt S312 und Schritt S313) möglich, eine optimale Entwicklungsvorspannung in einer noch kürzeren Zeit zu berechnen.
Zusätzlich erreicht die vorliegende Erfindung im Vergleich zu der herkömmlichen Technik (die in der Japanischen Patentanmeldung, Offenlegungsschrift Nr. 10-239924 beschrieben ist) eine einzigartige Wirkung, dass es möglich ist, eine optimale Entwicklungsvorspannung bei hoher Genauigkeit zu berechnen. Der Grund dafür wird nun beschrieben. Gemäß der herkömmlichen Technik werden drei Paare von Ladevorspannung und Entwicklungsvorspannung im Voraus gespeichert und Patch-Bilder werden unter Verwendung jeweils der drei Entwicklungsvorspannungen erzeugt. Somit müssen die drei Entwicklungsvorspannungen in relativ langen Intervallen eingestellt werden, um einen Bereich möglicher Änderungen in den Entwicklungsvorspannungen abzudecken, nämlich einen Bereich, der etwa derselbe wie der programmierbare Bereich der Entwicklungsvorspannung ist.
Im Gegensatz dazu wird gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform die Entwicklungsvorspannung in dem engen Bereich geändert, der die unmittelbar vorangehenden, optimale Entwicklungsvorspannung aus dem programmierbaren Bereich (Vb01 bis Vb10) der Entwicklungsvorspannung enthält. Das heißt, diese bevorzugte Ausführungsform benötigt nur etwa 1/3 des programmierbaren Bereichs der Entwicklungsvorspannung, und die Intervalle der Entwicklungsvorspannungen gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform (zweiten Intervalle) sind enger als jene, die in der herkömmlichen Technik verwendet werden. Dadurch ermöglicht die vorliegende Erfindung, eine optimale Entwicklungsvorspannung mit einer besseren Genauigkeit zu berechnen. Es muss festgehalten werden, dass eine einfache Verringerung des Bereichs, in dem die Entwicklungsvorspannung geändert werden muss, bewirkt, dass eine optimale, zu berechnende Entwicklungsvorspannung von dem verkleinerten Bereich abweicht und eine genaue Berechnung einer optimalen Entwicklungsvorspannung nur erschwert. Da jedoch gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der enge Bereich um eine unmittelbar vorangehende, optimale Entwicklungsvorspannung eingestellt ist, ist es äußerst unwahrscheinlich, dass ein solches Problem auftritt.
Die Maschinensteuerung 12 schreibt die optimale Entwicklungsvorspannung, die auf diese Weise berechnet wurde, über die vorangehende optimale Entwicklungsvorspannung, die bereits im RAM 127 gespeichert ist, wodurch die optimale Entwicklungsvorspannung aktualisiert wird (Schritt S302 in 4). Der Ablauf kehrt danach zu 3 zurück, wobei erforderlich ist, die optimale Entwicklungsvorspannung aus dem RAM 127 zu lesen und die gewonnene optimale Entwicklungsvorspannung als Entwicklungsvorspannung einzustellen.
Danach wird eine optimale Ladevorspannung berechnet (Schritt S5) und als Ladevorspannung eingestellt (Schritt S6).
B-2. Optimale Ladevorspannungsberechnung
13 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang der Ladevorspannungsberechnung von 3 zeigt. Während der Ladevorspannungsberechnung (Schritt S5) wird wie bei der Entwicklungsvorspannungsberechnung einer von einem dritten Verarbeitungsmodus und einem vierten Verarbeitungsmodus entsprechend einem Betriebszustand der Vorrichtung als Verarbeitungsmodus gewählt (Schritt S501). Der dritte Verarbeitungsmodus dient zum Erzeugen einer Vielzahl von Patch-Bildern, während eine Ladevorspannung innerhalb des engen Bereichs (der etwa 1/3 des programmierbaren Bereichs ist) geändert wird, der einen vorbestimmten Vorgabewert enthält. Als solches ist der dritte Verarbeitungsmodus dann geeignet, wenn es nicht möglich ist, einen Zustand des Maschinenteils E vorherzusagen. Währenddessen dient der vierte Verarbeitungsmodus zum Bestimmen einer optimalen Ladevorspannung, während eine Ladevorspannung in dem engen Bereich (der etwa 1/3 des programmierbaren Bereichs ist) geändert wird, der eine vorhergehende optimale Ladevorspannung enthält, wie später beschrieben wird. Daher ist der vierte Verarbeitungsmodus geeignet, wenn eine Änderung in einem Zustand des Maschinenteils E gering ist. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Wahl in Schritt S501 insbesondere nach den folgenden Kriterien ausgeführt.
(1) Energie eingeschaltet: dritter Verarbeitungsmodus
Da es vollkommen unmöglich ist, einen Zustand des Maschinenteils E beim Einschalten der Energiequelle vorherzusagen, wird eine optimale Ladevorspannung bestimmt, während eine Ladevorspannung in dem engen Bereich (der etwa 1/3 des programmierbaren Bereichs ist) geändert wird, der den vorbestimmten Vorgabewert enthält.
(2) Rückkehr aus dem Ruhezustand nach einer Ruheperiode, die eine vorbestimmte Periode nicht überschreitet: vierter Verarbeitungsmodus
Bei der Rückkehr aus dem Ruhezustand ist es möglich, dass sich ein Zustand des Maschinenteils E stark verändert hat.
Da jedoch die Änderung im Zustand des Maschinenteils E als klein angenommen wird, wenn die Ruheperiode kurz war, wird eine optimale Ladevorspannung bestimmt, während eine Ladevorspannung in dem engen Bereich (der etwa 1/3 des programmierbaren Bereichs ist) geändert wird, der eine vorbestimmte optimale Ladevorspannung enthält.
(3) Rückkehr aus dem Ruhezustand, wobei eine Fixierungstemperatur der Fixierungseinheit 5 die vorbestimmte Temperatur oder höher ist: vierter Verarbeitungsmodus
Bei der Rückkehr aus dem Ruhezustand ist es möglich, dass sich ein Zustand des Maschinenteils E stark geändert hat.
Da die Änderung im Zustand des Maschinenteils E als klein angenommen wird, wenn eine Fixierer, eine Wärmequelle oder dergleichen, der/die in der Fixierungseinheit 5 angeordnet ist, bei einer hohen Temperatur gehalten wird, wird eine optimale Ladevorspannung bestimmt, während eine Ladevorspannung in dem engen Bereich (der etwa 1/3 des program mierbaren Bereichs ist) geändert wird, der eine vorherige optimale Ladevorspannung enthält.
(4) Rückkehr aus dem Ruhezustand (ausschließlich der vorangehenden Punkte (2) und (3)): dritter Verarbeitungsmodus
Da sich ein Zustand des Maschinenteils E bei der Rückkehr aus dem Ruhezustand, außer in den vorangehenden Situationen (2) und (3), stark geändert haben kann, wird eine optimale Ladevorspannung bestimmt, während eine Ladevorspannung im in dem engen Bereich (der etwa 1/3 des programmierbaren Bereichs ist) geändert wird, der den vorbestimmten Vorgabewert enthält.
(5) Bilder werden kontinuierlich erzeugt: vierter Verarbeitungsmodus
Wenn Bilder kontinuierlich erzeugt werden, ist es unwahrscheinlich, dass sich ein Zustand des Maschinenteils E stark von jenem in der vorangehenden Dichteinstellung unterscheidet. Somit wird eine optimale Ladevorspannung bestimmt, während eine Ladevorspannung in dem engen Bereich (der etwa 1/3 des programmierbaren Bereichs ist) geändert wird, der eine vorherige optimale Ladevorspannung enthält.
Wenn der dritte Verarbeitungsmodus aufgrund der zuvor beschriebenen Kriterien gewählt wird, wird die erste Ladevorspannungsberechnung (Schritt S511, S512, S502) ausgeführt, um eine optimale Ladevorspannung zu bestimmen. Wenn im Gegensatz dazu der vierte Verarbeitungsmodus gewählt wird, wird die zweite Ladevorspannungsberechnung (Schritt S521, S522, S502) ausgeführt, um eine optimale Ladevorspannung zu bestimmen. Dies wird nun separat in der Folge beschrieben.
B-2-1. Erste Ladevorspannungsberechnung (dritter Verarbeitungsmodus)
In der ersten Ladevorspannungsberechnung, wie in 13 dargestellt, fährt nach einer derartigen Einstellung, dass Patch-Bilder in allen Farben erzeugt werden (welche die vier Farben Gelb (Y), Cyan (C), Magenta (M) und Schwarz (K) in dieser bevorzugten Ausführungsform sind) (Schritt S511), der Ablauf mit Schritt S512 fort. In Schritt S512 werden mehrere Patch-Bilder erzeugt, während eine Ladevorspannung auf vier verschiedene Werte geändert wird, die in relativ kurzen Intervallen in dem engen Bereich auseinander liegen, der den vorbestimmten Vorgabewert enthält. Danach wird eine Ladevorspannung, die notwendig ist, um eine Solldichte zu erhalten, aufgrund der Dichten der entsprechenden Patch-Bilder berechnet. Es wird nun ein Vorgang dieser Verarbeitung unter Bezugnahme auf 14 bis 16 beschrieben.
14 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang der Verarbeitung in Schritt 5512 zeigt, d.h., der Vorspannungsberechnung (3) von 13 in dem engen Bereich. 15A und 15B sind schematische Diagramme, die den Vorgang der Verarbeitung von 14 zeigen. Während der Berechnung wird zunächst eine Farbe, in der Patch-Bilder erzeugt werden sollen, als die erste Farbe eingestellt, z.B. Gelb. (Schritt S512a). Die Ladevorspannung wird auf vier verschiedene Werte eingestellt. Die vier Vorspannungen lagen in relativ engen Intervallen (dritten Intervallen) in dem engen Bereich auseinander, der den Vorgabewert enthält (Schritt 512b). Auf diese Weise führt die Ladevorspannungsberechnung, anders als bei der Entwicklungsvorspannungsberechung, nur die Berechnung im engen Bereich, ohne Berechnung im weiten Bereich aus. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist der enge Bereich etwa 1/3 eines programmierbaren Bereichs (Va01 bis Va10) der Ladevorspannung. Wenn der Vorgabewert oder eine unmittelbar vorangehende optimale Ladevorspannung zwischen den Ladevorspannungen Va05 und Va06 liegt, wie in 15A dargestellt, werden vier Punkte Va04, Va05, Va06 und Va07 als Ladevorspannungen eingestellt. Das heißt, gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform sind die dritten Intervalle W3 wie folgt: W3 = Va07 – Va06 = Va06 – Va05 = Va05 – Va04
Sobald vier Arten von Ladevorspannungen für die gelbe Farbe auf diese Weise eingestellt sind, werden der Reihe nach entsprechende gelbe Halbtonbilder (siehe 16) auf dem lichtempfindlichen Element 21 erzeugt und auf die äußere Umfangsfläche des Zwischenübertragungsbandes 41 übertragen, während die Ladevorspannung allmählich von dem niedrigsten Wert Va04 erhöht wird, wodurch zweite Patch-Bilder PI1 erzeugt werden (8A: Schritt S512c). Die Ladevorspannung wird schrittweise erhöht, da, wenn eine hadevorspannung schrittweise geändert werden soll, das Erhöhen der Ladevorspannung im Vergleich zum Senken der Ladevorspannung eine bessere Reaktion der Energiequelle erreicht. In der bevorzugten, vorangehenden Ausführunasform sind die zweiten Patch-Bilder PI2 Halbtonbilder, die durch eine Vielzahl von Einpunktlinien definiert sind, die parallel zueinander, aber mit Abstand voneinander in den Intervallen von fünf Linien (n = 5) angeordnet sind. Der Grund dafür wird später ausführlich erklärt, gemeinsam mit dem Grund, warum die ersten Patch-Bilder Solid-Bilder sind.
In einem anschließenden Schritt S512d wird bestimmt, ob die zweiten Patch-Bilder in allen Patch-Erzeugungsfarben erzeugt sind. Wenn ein Ergebnis der Beurteilung NEIN bleibt, wird die nächste Farbe als Patch-Erzeugungsfarbe eingestellt (Schritt S512e) und die Schritte 512b bis 512d werden wiederholt. Dies fügt weitere zweite Patch-Bilder PI2 in der Reihenfolge Cyan (C), Magenta (M) und Schwarz (K) auf der äußeren Umfangsfläche des Zwischenübertragungsbandes 41 hinzu, wie in 8B bis 8D dargestellt ist.
Wenn im Gegensatz dazu in Schritt S512d die Entscheidung JA ist, werden die Bilddichten der sechzehn (= 4 Arten × 4 Farben) Patch-Bilder PI2 auf der Basis eines Signals gemessen, das vom Patch-Sensor PS ausgegeben wird (Schritt S512f). Danach wird eine Ladevorspannung, die einer Solldichte entspricht, berechnet (Schritt 512g). Wenn ein Messergebnis (eine Bilddichte) mit der Solldichte übereinstimmt, kann eine Ladevorspannung, die dieser Bilddichte entspricht, als optimale Ladevorspannung verwendet werden.
Wenn die zwei Dichtewerte nicht übereinstimmen, wie in 15B dargestellt, ist es möglich, eine optimale Ladevorspannung durch lineare Interpolation, Durchschnittsbildung oder eine andere geeignete Methode in Übereinstimmung mit Daten D (Va05) und Daten D (Va06) zu berechnen, die sich an beiden Seiten der Solldichte befinden.
Sobald die optimalen Ladevorspannungen in Bezug auf alle Patch-Erzeugungsfarben auf diese Weise bestimmt sind, fährt der Ablauf mit Schritt S502 fort, in dem der RAM 127 die optimalen Ladevorspannungen speichert, die in der zuvor beschriebenen Weise berechnet wurden. Der RAM 127 liest die optimalen Ladevorspannungen aus und stellt sie als Ladevorspannung ein, während ein Bild auf normale Weise erzeugt wird.
B-2-2. Zweite Ladevorspannungsberechnung (vierter Verarbeitungsmodus)
In der bevorzugten Ausführungsform wird aus einem gleichen Grund wie jener, der in Bezug auf die Entwicklungsvorspannungsberechnung beschrieben wurde, die zweite Ladevorspannungsberechnung ausgeführt, um eine optimale Ladevorspannung zu berechnen, wenn der vierte Verarbeitungsmodus in Schritt S501 in 13 gewählt wird.
Während der zweiten Ladevorspannungsberechnung, nachdem eingestellt wurde, dass Patch-Bilder in allen Farben erzeugt werden (welche die vier Farben Gelb (Y), Cyan (C), Magenta (M) und Schwarz (K) in dieser bevorzugten Ausführungsform sind) (Schritt S521), fährt der Ablauf mit Schritt S522 fort, in dem die Vorspannungsberechnung (4) in dem engen Bereich ausgeführt wird und eine optimale Ladevorspannung berechnet wird (S522).
17 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang der Vorspannungsberechnung (4) von 13 in dem engen Bereich zeigt. Diese Berechnungsverarbeitung unterscheidet sich weitgehend von der zuvor beschriebenen Vorspannungsberechnung (3), indem vier Arten von Ladevorspannungen in dem engen Bereich auf Basis von Ladevorspannungen eingestellt werden, die ermittelt und im RAM 127 gespeichert wurden (Schritt S515b), anders als bei der in 14 dargestellten Berechnung (3), wo vier Arten von Ladevorspannungen in dem engen Bereich auf der Basis des Vorgabewertes eingestellt werden (Schritt S512b). Die Vorspannungsberechnung (4) ist sonst im Aufbau dieselbe wie die Berechnung (3) und daher wird der identische Aufbau nicht beschrieben.
Nach der Berechnung optimaler Ladevorspannungen in Bezug auf alle Patch-Erzeugungsfarben fährt der Ablauf mit Schritt S502 fort, in dem der RAM 127 die wie zuvor beschrieben berechneten, optimalen Ladevorspannungen speichert. Der RAM 127 liest die optimalen Ladevorspannungen aus und stellt sie als Ladevorspannung ein, während ein Bild auf normale Weise erzeugt wird.
B3. Effekt der bevorzugten Ausführungsform
Da gemäß dieser Ausführungsform, wie zuvor beschrieben, der erste und zweite Verarbeitungsmodus dazu ausgebildet sind, eine optimale Entwicklungsvorspannung zu bestimmen und entweder der erste Verarbeitungsmodus oder der zweite Verarbeitungsmodus als Verarbeitungsmodus entsprechend einem Betriebszustand der Vorrichtung gewählt wird, ist es möglich, den geeignetsten Verarbeitungsmodus entsprechend einem Betriebszustand zu wählen und auszuführen. Somit ist es möglich, einen Optimalwert einer Entwicklungsvorspannung, der ein Dichtesteuerungsfaktor ist, effizient und äußerst genau zu bestimmen.
Dies gilt ebenso für Ladevorspannungen. Das heißt, da der dritte und vierte Verarbeitungsmodus so aufgebaut sind, dass eine optimale Ladevorspannung bestimmt und einer von dem dritten Verarbeitungsmodus und dem vierten Verarbeitungsmodus selektiv als Verarbeitungsmodus entsprechend einem Betriebszustand der Vorrichtung ausgeführt wird, ist es möglich, den geeignetsten Verarbeitungsmodus entsprechend einem Betriebszustand zu wählen und auszuführen.
Somit ist es möglich, einen Optimalwert einer Ladevorspannung, der ein Dichtesteuerungsfaktor ist, effizient und äußerst genau zu bestimmen.
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, eine optimale Ladevorspannung und eine optimale Entwicklungsvorspannung zu berechnen, ohne eine Ladevorspannungs-/Entwicklungsvorspannungseigenschaft zu verwenden, die in der herkömmlichen Technik wesentlich ist, um eine
Bilddichte einzustellen. Somit ist es möglich, eine Bilddichte auf eine Solldichte einzustellen und demnach die Bilddichte auf einfache Weise zu stabilisieren. Ferner ermöglicht diese bevorzugte Ausführungsform trotz einer Änderung im Laufe der Zeit in einer Ladevorspannungs-/Entwicklungsvorspannungseigenschaft, eine genaue Berechnung einer optimalen Ladevorspannung und einer optimalen Entwicklungsvorspannung ohne Einfluss der Änderung.
Da ferner, wie zuvor beschrieben, die Berechnung einer optimalen Entwicklungsvorspannung in den zwei Stufen der Vorspannungsberechnung in dem weiten Bereich (Schritt S312) und der Vorspannungsberechnung im engen Bereich (Schritt S313) erreicht wird, ist es möglich, die optimale Entwicklungsvorspannung bei hoher Genauigkeit in einer kurzen Zeitperiode zu berechnen.
Ferner ermöglicht diese bevorzugte Ausführungsform, eine optimale Ladevorspannung und eine optimale Entwicklungsvorspannung zu berechnen, eine Bilddichte auf eine Solldichte einzustellen und die Bilddichte zu stabilisieren. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform wird insbesondere jedes Patch-Bild P12 durch eine Vielzahl von Einpunkt-Linien erzeugt, die mit Abstand zueinander angeordnet sind. Da eine Bilddichte von jedem solchen Patch-Bild PI2 erfasst und aufgrund der erfassten Bilddichten der Patch-Bilder PI2 eine Bilddichte eines Tonerbildes auf eine Solldichte eingestellt wird, ist es möglich, eine Bilddichte von nicht nur einem Linienbild zu stabilisieren, das durch eine P-Punkt- (P2-) Linie erzeugt wird, sondern von einem Linienbild, das durch eine Einpunkt-Linie erzeugt wird, und somit ein feines Bild mit einer geeigneten Bilddichte stabil zu erzeugen.
Da ferner hinsichtlich der Berechnung einer optimalen Ladevorspannung die Ladevorspannungsberechnung ausgeführt wird, während eine optimale Entwicklungsvorspannung, die durch die unmittelbar vorangehende Berechnung berechnet wurde, als Entwicklungsvorspannung eingestellt ist, ist es möglich, eine optimale Ladevorspannung zu berechnen.
C. Patch-Bilder
Übrigens ist Folgendes der Grund, warum Solid-Bilder als erste Patch-Bilder zur Berechnung einer Entwicklungsvorspannung verwendet werden, während zur Berechnung einer Ladevorspannung Halbtonbilder als die zweiten Patch-Bilder verwendet werden, in denen zahlreiche Einpunkt-Linien parallel zueinander, aber mit Abstand zueinander in Intervallen von n Linien angeordnet sind.
Wenn ein elektrostatisches latentes Bild LI1 eines Solid-Bildes (ersten Patch-Bildes) PI1 (siehe 7) auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 21 erzeugt wird, die gleichförmig mit einem Oberflächenpotenzial V0 geladen ist, fällt ein Oberflächenpotenzial, das dem elektrostatischen latenten Bild LI1 entspricht, stark auf ein Potenzial (Potenzial der belichteten Fläche) Von, wie in 18A und 18B dargestellt, wodurch ein Topfpotenzial entwickelt wird.
Selbst wenn die Ladevorspannung erhöht wird, um das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements 21 von dem Potenzial V0 auf ein Potenzial V0' anzuheben, weicht nun das Potenzial der belichteten Fläche nicht stark von dem Potenial Von ab. Somit wird eine Tonerdichte nur in Übereinstimmung mit der Entwicklungsvorspannung Vb bestimmt, trotz einer geringfügigen Änderung der Ladevorspannung.
Währenddessen enthält ein Halbtonbild (zweites Patch-Bild) PI2 (siehe 16) Einpunkt-Linien Dl, die in vorbestimmten Intervallen erzeugt sind. Wenn ein elektrostatisches latentes Bild LI2 des Halbtonbildes auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 21 erzeugt wird, die gleichmäßig bei einem Oberflächenpotenzial V0 geladen ist, fallen die Oberflächenpotenziale, die den Positionen der Linien entsprechen, stark auf das Potenzial (Potenzial der belichteten Fläche) Von, wie in 19A und 19B dargestellt, dadurch wird ein kammförmiges Topfpotenzial entwickelt.
Wenn die Ladevorspannung in gleicher Weise wie zuvor beschrieben erhöht wird, um das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements 21 von dem Potenzial V0 auf das Potenzial V0' zu erhöhen, ändert sich das Potenzial der belichteten Fläche, das jeder Linie entspricht, deutlich von dem Potenzial Von auf ein Potenzial Von'. Wenn sich die Ladevorspannung ändert, ändert sich somit eine Tonerdichte entsprechend der Entwicklungsvorspannung Vb mit der Änderung in der Ladevorspannung. Ein Verhältnis zwischen einer solchen Vorspannungseinstellung (der optimalen Entwicklungsvorspannung und der optimalen Ladevorspannung) und einer Tonerdichte wird in der Folge ausführlich unter "D.
Einstellen einer Ladevorspannung in der Entwicklungsvorspannungsberechnung" beschrieben.
Aus dem Vorhergesagten geht hervor, dass die Verwendung eines Solid-Bildes den Einfluss der Ladevorspannung auf die Tonerdichte verringert, und es daher möglich ist, eine Bilddichte des Solid-Bildes mit Hilfe der Einstellung der Entwicklungsvorspannung einzustellen. Kurz gesagt, wenn die Entwicklungsvorspannungsberechnung unter Verwendung von Solid-Bildern als erste Patch-Bilder ausgeführt wird, wie in der vorangehenden, bevorzugten Ausführungsform, ist es möglich, eine optimale Entwicklungsvorspannung unabhängig von dem Wert der Ladevorspannung zu berechnen.
Ferner ist zur stabilen Erzeugung eines Bildes eine Einstellung nur bei einer maximalen Gradation (maximalen Dichte) nicht ausreichend. Es ist auch eine Dichteeinstellung eines Linienbildes notwendig. Wenn jedoch Halbtonbilder von Linienbildern verwendet werden, wie in 19A und 19B dargestellt, beeinflussen die eingestellte Entwicklungsvorspannung und die eingestellte Ladevorspannung ein eventuelles Bild stark. Daher erfordert die vorangehende, bevorzugte Ausführungsform, die Berechnung zunächst einer Entwicklungsvorspannung. Wenn die Ladevorspannung geändert wird, während die Entwicklungsvorspannung auf die optimale eingestellt ist, werden die zweiten Patch-Bilder von Halbtonbildern erzeugt. Infolgedessen wird die optimale Ladevorspannung berechnet, die zum Erhalten einer Bilddichte notwendig ist, die die Solldichte erreicht.
Zusätzlich wird aus folgendem Grund ein Linienbild (zweites Patch-Bild PI2) durch ein Halbtonbild erzeugt, das durch Anordnen einer Vielzahl von Einpunkt-Linien erhalten wird, die parallel zueinander aber mit Abstand voneinander in Intervallen von n Linien angeordnet sind. Das heißt, obwohl eine Methode zur Einstellung einer Bilddichte einer Einpunkt-Linie darin besteht, das zweite Patch-Bild PI2 als einzelne Einpunkt-Linie zu erzeugen und eine Dichte der Einpunkt-Linie mit dem Patch-Sensor PS zu erfassen, ist es schwierig, eine Bilddichte einer Einpunkt-Linie mit dem Patch-Sensor PS zu erfassen, da eine Bilddichte einer Einpunkt-Linie extrem gering ist. Angesichts dessen erfordert die vorliegende Erfindung die Erzeugung eines Patch-Bildes mit einer Vielzahl von Einpunkt-Linien zur Lösung dieses Problems.
Wenn ein Patch-Bild durch eine Vielzahl von Einpunkt-Linien erzeugt wird, ist aus folgendem Grund wichtig, wie die Einpunkt-Linien anzuordnen sind. Laserlicht L, das von der Belichtungseinheit 3 auf das lichtempfindliche Element 21 ausgestrahlt wird, hat eine zum Beispiel Lichtstärkeverteilung vom Gaußschen Typ, wie jene, die in 20 dargestellt ist. In einer normalen Vorrichtungskonstruktion wird in den meisten Fällen ein Konstruktionslichtpunktdurchmesser eingestellt, der notwendig ist, um eine Konstruktionsauflösung zu erhalten. Eine Vorrichtung ist so konstruiert, dass ein Lichtpunktdurchmesser von etwa 50 % einer maximalen Lichtstärke mit einer Konstruktionsauflösung übereinstimmt.
Ein effektiver Belichtungspunktdurchmesser, der 1/e² entspricht, der als Belichtungsenergie effektiv ist, ist größer als der Konstruktionslichtpunktdurchmesser. Wenn somit ein Linienintervall zwischen benachbarten Einpunkt-Linien DL kleiner ist, haftet ein Toner zwischen den Linien. Mit anderen Worten, wenn das Linienintervall n zwischen den benachbarten Einpunkt-Linien DL (19A) eine Linie ist, überlappen benachbarte effektive Belichtungspunkte teilweise, ein Oberflächenpotenzial an der Überlappungsposition ändert sich, und Toner haftet an. Daher ist es notwendig, dass ein Linienintervall zwischen benachbarten Einpunkt-Linien DL mindestens zwei Linien oder mehr beträgt.
Im Gegensatz dazu tritt das folgende Problem auf, wenn die Linienintervalle zu weit sind. Das heißt, eine Empfindlichkeit des Patch-Sensors PS zum Erfassen einer Bilddichte hängt eng mit der Anzahl von Einpunkt-Linien DL zusammen, die in einer Erfassungsfläche des Patch-Sensors PS enthalten sind. Wenn eine Änderung der Dichte jeder Einpunkt-Linie DL X ist, und die Anzahl von Linien, die durch die Erfassungsfläche abgedeckt ist, m ist, ist eine Bilddichteänderung Δ, die vom Patch-Sensor PS erfasst wird, gleich: Δ = m · X
Somit ist die Erfassungsempfindlichkeit um so höher, je größer die Anzahl von Linien ist, die in der Erfassungsfläche enthalten ist. Wenn, wie zum Beispiel in 21A dargestellt, bei Linienintervallen von n1 die Anzahl von Linien, die in der Erfassungsfläche IR des Patch-Sensors PS enthalten sind, fünf ist, ist eine Bilddichteänderung Δa wie folgt: Δa = 5 · X
Andererseits nimmt bei Linienintervallen n2 (> n1), wie in 21B dargestellt, die Anzahl von Linien, die in der Erfassungsfläche IR des Patch-Sensors PS enthalten sind, auf vier ab, und eine Bilddichteänderung Δb ist wie folgt: Δb = 4 · Xwodurch die Erfassungsempfindlichkeit verringert ist.
Während die Ergebnisse verschiedener Experimente gezeigt haben, dass es notwendig ist, die Erfassungsempfindlichkeit des Patch-Sensors PS um etwa eine Stelle zu verbessern, um eine ausreichende Dichteeinstellung zu garantieren, muss die Anzahl von Linien, die in der Erfassungsfläche IR enthalten ist, aus diesem Grund auf zehn oder mehr eingestellt werden. Wenn nun die Größe der Erfassungsfläche IR ∅ (mm) ist und die Konstruktionsauflösung der Vorrichtung, nämlich die Anzahl von Punkten, die in einer Einheitslänge (1 mm) enthalten ist, R ist, ist die Anzahl von Linien m, wenn die Linienintervalle n sind, in der Erfassungsfläche IR gleich: m= ∅ · R/(1 + n)
Wenn die Anzahl von Linien m zehn oder größer ist, muss Folgendes erfüllt sein: ∅ · R/(1 + n) ≥ 10Eine Modifizierung der Ungleichung ergibt n ≤ (∅ · R – 10)/10 ... (1)
Wenn somit die Linienintervalle n so eingestellt werden, dass sie oben genannte Ungleichung (1) erfüllt ist, ist es möglich, Bilddichten der Patch-Bilder PI2 bei einer ausgezeichneten Erfassungsempfindlichkeit zu erfassen.
Wenn der Patch-Sensor PS Bilddichten lesen soll, dient ein wiederholtes Ablesen bei gleichzeitiger Änderung einer Leseposition der Verbesserung der Erfassungsgenauigkeit.
Wenn Bilder, die erfasst werden sollen, Patch-Bilder sind, in welchen Einpunkt-Linien parallel zueinander, aber jeweils mit Abstand voneinander in vorbestimmten Intervallen angeordnet sind, unterscheidet sich die Anzahl von Einpunkt-Linien, die in der Erfassungsfläche enthalten sind, maximal um eine Linie aufgrund der unterschiedlichen Positionen zwischen der Erfassungsfläche des Patch-Sensors PS und den Patch-Bildern relativ zueinander. Wenn die Erfassungsfläche IR des Patch-Sensors PS und das Patch-Bild PI2 relativ zueinander positioniert sind, wie zum Beispiel in 22A dargestellt, ist die Anzahl von Einpunkt-Linien DL, die in der Erfassungsfläche IR enthalten sind, fünf, während die Anzahl von Linien sechs ist, wenn die relativen Positionen wie in 22B dargestellt sind. Obwohl der Patch-Sensor PS dasselbe Patch-Bild PI2 liest, erfasst der Patch-Sensor PS somit verschiedene Bilddichten in den zwei verschiedenen Situationen und die Erfassungsabweichung zwischen den zwei verschiedenen Situationen ist: Erfassungsabweichung (%) = (1/m) × 100wobei m die Anzahl der Linien bezeichnet, die in der Erfassungsfläche IR enthalten sind. Somit wird die Erfassungsabweichung um so geringer, je größer die Anzahl von Linien m ist, die in der Erfassungsfläche IR enthalten sind. Dadurch kann die Messgenauigkeit verbessert werden.
Für eine äußerst genaue Steuerung von Dichten muss die Erfassungsabweichung auf 5 % oder weniger unterdrückt werden und daher ist es wünschenswert, die Anzahl der Linien m auf zwanzig oder mehr einzustellen. Kurz gesagt, die folgende Ungleichung muss erfüllt sein: ∅ · R/ (1 + n) ≥ 20
Eine Modifizierung der Ungleichung ergibt n ≤ (∅ · R – 20)/20 .. (2)
Wenn somit die Linienintervalle n so eingestellt werden, dass sie oben genannte Ungleichung (2) erfüllt ist, ist es möglich, die Erfassungsabweichung zu unterdrücken und Bilddichten der Patch-Bilder PI2 bei einer noch besseren Erfassungsgenauigkeit zu erfassen.
Ein tatsächliches Beispiel, wie in der Folge beschrieben, wurde durchgeführt, um die oben genannte Bedingung in Bezug auf die Linienintervalle zu untersuchen. In dem tatsächlichen Beispiel wurden Patch-Bilder erzeugt, während die Linienintervalle n unter den folgenden Bedingungen verändert wurden, und Spannungen, die vom Patch-Sensor PS erfasst wurden, wurden gemessen, wodurch eine Graphik, wie in 23 dargestellt, erhalten wurde:
Konstruktionsauflösung R: 23,6 Linien/mm (600 DPI); und
Größe der Erfassungsfläche IR des Patch-Sensors PS ∅: 8 mm
Das Ergebnis in der Graphik stimmt gut mit der zuvor beschriebenen Bedingung in Bezug auf die Linienintervalle überein.
Das heißt, während es notwendig ist, die Linienintervalle n auf zwei oder mehr einzustellen, um einen wechselseitigen Einfluss zwischen benachbarten Einpunkt-Linien zu vermeiden, wie klar in 23 dargestellt, ist es nicht möglich, eine Unterscheidung zu Solid-Bildern zu treffen; wenn die Zeilenintervalle n auf 1 gestellt sind.
Im Gegenteil, es ist wünschenswert, die Linienintervalle n so einzustellen, dass die oben genannte Ungleichung (1) erfüllt ist, um eine ausreichende Erfassungsempfindlichkeit zu erhalten. Daher ist es in dem tatsächlichen Beispiel wünschenswert, die Linienintervalle n auf siebzehn oder kleiner einzustellen, d.h. Folgendes zu erfüllen: n ≤ (8 × 23,6 – 10)/10 = 17,88 (Linien)
Wenn in diesem Zusammenhang, wie deutlich in 23 erkennbar ist, die Linienintervalle n 18 oder mehr sind, ist es nicht möglich, eine Unterscheidung zu einem leeren Bild zu treffen, und daher ist es schwierig, Bilddichten genau zu erfassen.
Ferner ist es wünschenswert, die zuvor für ein äußerst exaktes Erfassen beschriebene Ungleichung (2) mit einer unterdrückten Erfassungsabweichung zu erfüllen. Daher ist es in dem tatsächlichen Beispiel wünschenswert, die Linienintervalle n auf acht oder kleiner einzustellen, d.h., Folgendes zu erfüllen: n ≤ (8 × 23,6 – 20)/20 = 8,44 (Linien)
Daher ist es besonders wünschenswert, die Linienintervalle n in dem tatsächlichen Beispiel auf fünf zu stellen.
Obwohl in der vorangehenden bevorzugten Ausführungsform die Patch-Bilder PI2 Bilder sind, die durch Anordnen einer Vielzahl von Einpunkt-Linien DL parallel zueinander aber mit einem Abstand voneinander in den vorbestimmten Intervallen n erhalten werden, wie in 24 dargestellt, können zusätzlich senkrecht Gitterbilder PI2' verwendet werden, die durch Anordnen einer Vielzahl von Einpunkt-Linien DL in der Form eines Gitters erhalten werden. In diesem Fall deckt die Erfassungsfläche IR des Patch-Sensors PS mehrere Linien ab, und somit ist die Erfassungsempfindlichkeit besser und es wird bei der Genauigkeit im Vergleich zu dem Fall, in dem die Patch-Bilder PI2 durch Einpunkt-Linien erzeugt werden, die parallel zueinander angeordnet sind, (siehe 16), eine größere Verbesserung erreicht. Ferner ist es möglich, die Linienintervalle n aufgrund der erhöhten Anzahl von Linien zu verbreitern. Die Verbreiterung der Linienintervalle, insbesondere in die Nebenabtastrichtung, verringert einen Einfluss durch eine ungleiche Dichte in die Antriebsrichtung, wodurch wiederum eine Steuerung möglich ist, während stabilere Bilder erfasst werden. Natürlich ist eine Gitterstruktur von Patch-Bildern nicht auf ein senkrechtes Gitter beschränkt, sondern es können verschiedene Arten von Gittern sein, wobei auch in diesem Fall eine gleiche Wirkung erzielt wird:
D. Einstellen einer Ladevorspannung in der Entwicklungsvorspannungsberechnung
Wenn übrigens zweite Patch-Bilder erzeugt werden, während eine Ladevorspannung geändert wird, ändert sich ein Potenzial der belichteten Fläche (Potenzial des hellen Teils) eines latenten Bildes manchmal stark mit der Änderung der Ladevorspannung.
25 ist eine Graphik, die eine Schwächung eines Oberflächenpotenzials zeigt, wenn ein lichtempfindliches Element bei verschiedenen Belichtungsenergien belichtet wird, wobei Kurven C(Va-1), C(Va-2), C(Va-3) und C(Va-4) die Schwächung eines Oberflächenpotenzials zeigen, die durch Änderung bei Ladevorspannung Va-1 bis Va-4 erhalten wird, die sich voneinander unterscheiden. In 25 bezeichnet "BELICHTUNGSENERGIE" eine Belichtungsdosis, die auf ein lichtempfindliches Element 21 pro Einheitsfläche von der Belichtungseinheit 3 aufgebracht wird. Wie deutlich in 25 dargestellt, ändert sich ein Oberflächenpotenzial in einem Oberflächenbereich des belichteten lichtempfindlichen Elements 21, nämlich das Potenzial der belichteten Fläche, mit der Ladevorspannung und der Belichtungsenergie, die dem belichteten lichtempfindlichen Element 21 von der Belichtungseinheit 3 zugeführt wird. Das Potenzial der belichteten Fläche ist zwischen den Schwächungskurven etwa das gleiche, unabhängig von einem Wert der Ladevorspannung, wenn die Belichtungsenergie relativ groß ist. Andererseits ist das Potenzial der belichteten Fläche entsprechend der Ladevorspannung unterschiedlich, wenn die Belichtungsenergie relativ gering ist. Eine derartige Tendenz wurde bereits unter Bezugnahme auf 15A, 15B, 16A und 16b beschrieben.
Wenn die Belichtungsenergie relativ hoch eingestellt wird, stimmt ein Kontrastpotenzial (= Entwicklungsvorspannung – Oberflächenpotenzial) während der Entwicklungsvorspannungsberechnung mit einem Kontrastpotenzial nach der Einstellung der optimalen Ladevorspannung überein, selbst wenn die Ladevorspannung, die während der Entwicklungsvorspannungsberechnung eingestellt wird, stark von der optimalen Ladevorspannung abweicht. Daher ist es möglich, ein Bild stabil bei einer Solldichte mit Hilfe der optimalen Entwicklungsvorspannung und der optimalen Ladevorspannung zu erzeugen, die gemäß der vorangehenden, bevorzugten Ausführungsform berechnet werden.
Wenn im Gegensatz dazu die Belichtungsenergie relativ gering eingestellt wird, ist es manchmal unmöglich ein Bild bei einer Solldichte stabil zu erzeugen, obwohl die optimale Entwicklungsvorspannung und die optimale Ladevorspannung eingestellt sind, die gemäß der vorangehenden, bevor zugten Ausführungsform berechnet werden, da sich das Oberflächenpotenzial abhängig von der Ladevorspannung unterscheidet. Der Grund dafür ist, dass sich das Kontrastpotenzial (= Entwicklungsvorspannung – Oberflächenpotenzial) während der Entwicklungsvorspannungsberechnung von dem Kontrastpotenzial nach der Einstellung der optimalen Ladevorspannung unterscheidet, wenn die Ladevorspannung, die während der Entwicklungsvorspannungsberechnung eingestellt wird, stark vor der optimalen Ladevorspannung abweicht.
Wenn das Kontrastpotenzial auf derartige Weise verändert wird, ist es schwierig, eine Bilddichte zu stabilisieren.
Angesichts dessen wird in einer bevorzugten, in der Folge beschriebenen Ausführungsform die Ladevorspannung entsprechend einer Änderung in der Entwicklungsvorspannung während der Verarbeitung zur Entwicklungsvorspannungsberechnung geändert, um dadurch das oben genannte Problem zu lösen, das eintritt, wenn die Belichtungsenergie relativ gering ist. Erstens wird ein Verhältnis zwischen der Entwicklungsvorspannung Vb und dem Kontrastpotenzial beschrieben, bevor eine Beschreibung folgt, wie die Ladevorspannung genau geändert wird.
Wenn während der Verarbeitung zur Entwicklungsvorspannungsberechnung, wie zum Beispiel in 26 dargestellt, die Ladevorspannung bei einer Vorspannung Va-2 festgelegt ist, und latente Bilder von ersten Patch-Bildern durch ein Belichtungslicht mit einer Belichtungsenergie P1 erzeugt werden, wird das Potenzial der belichteten Fläche der latenten Bilder ein Potenzial Von1. Wenn die Entwicklungsvorspannung Vb unter dieser Bedingung geändert wird, ändert sich ein Kontrastpotenzial Vcon1 entsprechend der Änderung in der Entwicklungsvorspannung Vb, wodurch sich Dichten der ersten Patch-Bilder ändern. Somit wird während der Entwicklungsvorspannungsberechnung gemäß der zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsform eine Vielzahl erster Patch- Bilder erzeugt, während nur die Entwicklungsvorspannung Vb geändert wird, und die optimale Entwicklungsvorspannung wird danach bestimmt.
Andererseits wird während der Verarbeitung zur Ladevorspannungsberechnung, wie zum Beispiel in 27 dargestellt, die Ladevorspannung auf verschiedene Werte eingestellt, während die Entwicklungsvorspannung auf die optimale Entwicklungsvorspannung Vb festgesetzt wird, und latente Bilder zweiter Patch-Bilder werden durch Belichtungslicht mit einer Belichtungsenergie P2 erzeugt. Das Potenzial der belichteten Fläche der latenten Bilder wird zwischen den verschiedenen Ladevorspannungswerten sehr unterschiedlich.
Da die zweiten Patch-Bilder Halbtonbilder sind, wie jene, die in 16A dargestellt sind. Selbst wenn die latenten Bilder mit einem Belichtungsstrahl mit der Belichtungsenergie P1 erzeugt werden, ist somit eine effektive Belichtungsenergie zur Belichtung mit einem isolierten Strahl geringer als die Belichtungsenergie P1. Infolgedessen ist der geringste Potenzialwert eines kammförmigen Topfpotenzials nicht so gering wie der geringste Potenzialwert, der während der Solid-Belichtung beobachtet wird. Bei Betrachtung eines Makro-Oberflächenpotenzials von latenten Halbtonbildern ist dies dasselbe wie die Solid-Belichtung bei der Belichtungsenergie P2, die geringer als die Belichtungsenergie P1 ist. Angesichts der Tatsache, dass die latenten Bilder der zweiten Patch-Bilder Bilder sind, die solid bei der Belichtungsenergie P2 belichtet werden, wird daher das Potenzial der belichteten Fläche dieser latenten Bilder abhängig von der Ladevorspannung sehr unterschiedlich. Zum Beispiel wird das Potenzial der belichteten Fläche ein Potenzial Von2-2, um das Kontrastpotenzial Vcon2-2 zu erzeugen, wenn die Ladevorspannung den Wert Va-2 hat, während, wenn die Ladevorspannung den Wert Va-3 hat, das Potenzial der belichteten Fläche ein Potenzial Von2-3 wird, um das Kontrastpotenzial Von2-3 zu erzeugen. Auf diese Weise ändert sich das Kontrastpotenzial Vcon2, wenn sich die Ladevorspannung Va ändert, und eine Dichte der zweiten Patch-Bilder ändert sich entsprechend. Aus diesem Grund erfordert die Ladevorspannungsberechnung gemäß der zuvor beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform die Erzeugung einer Vielzahl von zweiten Patch-Bildern, während nur die Ladevorspannung Va geändert wird, um eine optimale Ladevorspannung zu bestimmen.
Wenn die optimale Ladevorspannung, die sich aus einer solchen Verarbeitung zur Ladevorspannungsberechnung ergibt, von der Ladevorspannung unterscheidet, die während der Entwicklungsvorspannungsberechnung eingestellt wurde (d.h., der Ladevorspannung Va-2 in 26), wird das Kontrastpotenzial Vcon1 geändert, das durch die Entwicklungsvorspannungsberechnung bestimmt wird. Somit kann, obwohl die optimale Entwicklungsvorspannung angelegt wird, eine Bilddichte von einer Solldichte abweichen. Die Möglichkeit dafür ist hoch, insbesondere, wenn die Belichtungsenergie fällt.
28 zeigt ein Verhältnis zwischen der Entwicklungsvorspannung Vb und dem Kontrastpotenzial, das auf der Basis der optimalen Schwächungskurven C(Va-a) und C(Va-b) identifiziert wird. In 28 bezeichnet die horizontale Achse die Entwicklungsvorspannung Vb, während die vertikale Achse das Kontrastpotenzial bezeichnet. Ferner bezeichnen gerade Linien L(P1, Va-a), L(P1, Va-b), L(P2-Va-a) und (P2, Va-b) die Kontrastpotenziale Vcon1-a, Vcon1-b, Vcon2-a beziehungsweise Vcon2-b, die in 29 dargestellt sind.
Wenn erste Patch-Bilder mit der Ladevorspannung Va-a erzeugt werden, bewirkt eine Änderung der Entwicklungsvorspannung Vb eine proportionale Änderung im Kontrastpotenzial Vcon-1a, wie mit der geraden Linie L(P1, Va-a), die in 28 dargestellt ist, gezeigt wird. Wenn erste Patch-Bilder mit der Ladevorspannung Va-b erzeugt werden, bewirkt währenddessen eine Änderung der Entwicklungsvorspannung Vb eine proportionale Änderung in dem Kontrastpotenzial Vcon1-b, die mit der geraden Linie L(P1, Va-b) bezeichnet ist, die in 28 dargestellt ist. Wenn zweite Patch-Bilder mit der Ladevorspannung Va-a erzeugt werden, bewirkt eine Änderung der Entwicklungsvorspannung Vb eine proportionale Änderung im Kontrastpotenzial Vcon2-a, die mit der geraden Linie L(P2, Va-a) bezeichnet ist, die in 28 dargestellt ist. Wenn ferner zweite Patch-Bilder mit der Ladevorspannung Va-b erzeugt werden, bewirkt eine Änderung der Entwicklungsvorspannung Vb eine proportionale Änderung im Kontrastpotenzial Vcon2-b, die mit der geraden Linie L(P2, Va-b) bezeichnet ist, die in 28 dargestellt ist. Eine Entwicklungsvorspannungs-/Kontrastpotenzialeigenschaft wird auf diese Weise auf der Basis der optimalen Abschwächungskurven bestimmt.
In 28 entspricht ein Zielkontrastpotenzial Vcon01 der Solldichte während der Verarbeitung zur Entwicklungsvorspannungsberechnung und ein Sollkontrastpotenzial Vcon02 entspricht der Solldichte während der Verarbeitung zur Ladevorspannungsberechnung. Zur noch genaueren Einstellung einer Dichte ist es notwendig, die optimale Entwicklungsvorspannung Vb und die optimale Ladevorspannung Va einzustellen, so dass diese zwei Kontrastpotenziale Vcon01 und Vcon02 gleichzeitig erfüllt sind.
Gemäß dieser Ausführungsform wird während der Verarbeitung zur Entwicklungsvorspannungsberechnung, wie in 30 dargestellt, die Entwicklungsvorspannung Vb in ihrem programmierbaren Bereich verändert, während gleichzeitig die Ladevorspannung von dem Wert Va-a auf den Wert Va-b geändert wird. Wenn die Ladevorspannungen Va-a und Va-b so eingestellt werden, dass die zwei Sollkontrastpotenziale Vcon01 und Vcon02 gleichzeitig bei etwa derselben Entwicklungsvorspannung Vb0 erfüllt sind, sind die optimale Ent wicklungsvorspannung Vb und die optimale Ladevorspannung Va bei hoher Genauigkeit eingestellt.
Als Variationen der Ladevorspannung während der Verarbeitung zur Entwicklungsvorspannungsberechnung werden nun fünf Variationen beschrieben. In jeder der folgenden fünf Variationen steigt die Ladevorspannung, wenn die Entwicklungsvorspannung steigt.
(1) Erste Variation: Fig. 31
31 ist eine Zeichnung, die eine erste Variation der Entwicklungsvorspannung und der Ladevorspannung während der Verarbeitung zur Entwicklungsvorspannungsberechnung zeigt.
In der ersten Variation, wird ein Änderungsfaktor ΔVa (= Va-b – Va-a) in der Ladevorspannung gleich einem Änderungsfaktor ΔVb in der Entwicklungsvorspannung eingestellt, und die Ladevorspannung Va wird auf einen Wert eingestellt, der wie folgt ausgedrückt wird: Va = Vb + Cwobei C eine Konstante ist, die entsprechend einer Struktur, den Betriebsweisen und dergleichen einer Bilderzeugungsvorrichtung bestimmt wird.
(2) Zweite Variation: Fig. 37
37 ist eine Zeichnung, die eine zweite Variation der Entwicklungsvorspannung und der Ladevorspannung während der Verarbeitung zur Entwicklungsvorspannungsberechnung zeigt.
In der zweiten Variation, wird ein Änderungsfaktor ΔVa (= Va-b – Va-a) in der Ladevorspannung kleiner einem Änderungsfaktor ΔVb in der Entwicklungsvorspannung eingestellt.
Eine solche Einstellung ist in einer Situation geeignet, in der, wie in 33 dargestellt, die Belichtungsenergie P1 während der Verarbeitung zur Entwicklungsvorspannungsberechnung relativ hoch ist, wodurch sie eine kleine Änderung in dem Potenzial der belichteten Fläche Von1 bei einer Änderung in der Ladevorspannung begleitet, während die Belichtungsenergie P2 während der Verarbeitung zur Ladevorspannungsberechnung relativ nieder ist, wodurch sie eine große Änderung im Potenzial Von2 bei einer Änderung in der Ladevorspannung begleitet. Der Grund dafür wird nun unter Bezugnahme auf 33 bis 35 beschrieben.
Wenn eine Schwächungseigenschaft wie in 33 dargestellt ist, liegen die gerade Linie L(P2, Va-a) und die gerade Linie L(P2, Va-b), die in 34 dargestellt sind, relativ weit auseinander. Selbst wenn die Ladevorspannung von dem Wert Va-a auf den Wert Va-b geändert wird, zeigt daher das Kontrastpotenzial Vcon2 nur eine geringfügige Änderung, wodurch es manchmal unmöglich wird, richtige Werte zu berechnen, die notwendig sind, um das Sollkontrastpotenzial Vcon02 erhalten.
Zu diesem Zweck benötigt die zweite Variation die Einstellung einer Ladevorspannungsänderung ΔVa, die kleiner als ein Änderungsfaktor ΔVb in der Entwicklungsvorspannung Vb ist. Somit verschiebt sich die gerade Linie L(P2, Va-b) näher zu der geraden Linie L(P2, Va-a), wie in 35 dargestellt, die eine große Änderung in dem Kontrastpotenzial Vcon2 begleitet. Infolgedessen ist es möglich, geeignete Werte (die optimale Entwicklungsvorspannung und die optimale Ladevorspannung) zuverlässig zu berechnen, die notwendig sind, um das Sollkontrastpotenzial Vcon02 erhalten.
(3) Dritte Variation: Fig. 36
36 ist eine Zeichnung, die eine dritte Variation der Entwicklungsvorspannung und der Ladevorspannung während der Verarbeitung zur Entwicklungsvorspannungsberechnung zeigt.
In der dritten Variation wird ein Änderungsfaktor ΔVa (= Va-b – Va-a) in der Ladevorspannung größer eingestellt als ein Änderungsfaktor ΔVb in der Entwicklungsvorspannung.
Eine solche Einstellung ist in einer Situation geeignet, in der, wie in 37 dargestellt, die Belichtungsenergie P1 während der Verarbeitung zur Entwicklungsvorspannungsberechnung relativ hoch ist, wodurch sie eine kleine Änderung in dem Potenzial der belichteten Fläche Von1 bei einer Änderung in der Ladevorspannung begleitet, und die Belichtungsenergie P2 während der Verarbeitung zur Ladevorspannungsberechnung ist ebenso relativ hoch, wodurch sie eine kleine Änderung im Potenzial Von2 bei einer Änderung in der Ladevorspannung begleitet. Der Grund dafür wird nun unter Bezugnahme auf 37 bis 39 beschrieben.
Wenn eine Schwächungseigenschaft wie in 37 dargestellt ist, liegen die gerade Linie L(P2, Va-a) und die gerade Linie L(P2, Va-b), die in 38 dargestellt sind, relativ eng zueinander. Selbst wenn die Ladevorspannung von dem Wert Va-a auf den Wert Va-b geändert wird, zeigen daher die Potenziale der belichteten Fläche Von2-a, Von2-b der zweiten Patch-Bilder unter dieser Bedingung nur eine geringfügige Änderung, die bei im Prinzip einer optimalen Lösung (der optimalen Ladevorspannung) eintritt. Wie in 38 dargestellt, werden daher das Sollkontrastpotenzial Vcon01 der ersten Patch-Bilder und das Sollkontrastpotenzial Vcon02 der zweiten Patch-Bilder untereinander inkonsistent.
Kurz gesagt, eine Abweichung ΔVb0 wird manchmal zwischen der optimalen Entwicklungsvorspannung Vb0 der ersten Patch-Bilder und der optimalen Entwicklungsvorspannung der zweiten Patch-Bilder erzeugt.
Zu diesem Zweck benötigt die dritte Variation die Einstellung einer Ladevorspannungsänderung ΔVa, die größer als ein Änderungsfaktor ΔVb in der Entwicklungsvorspannung Vb ist (36). Somit liegt die gerade Linie L(P2, Va-b) weit von der geraden Linie L(P2, Va-a) entfernt, wie in 39 dargestellt, wodurch ein Bereich einer optimalen Lösung erweitert wird. Dies garantiert eine Übereinstimmung zwischen dem Sollkontrastpotenzial Vcon01 der ersten Patch-Bilder und dem Sollkontrastpotenzial Vcon02 der zweiten Patch-Bilder.
(4) Vierte Variation: Fig. 41
Es ist wünschenswert, die Ladevorspannung entsprechend einer Änderung in der Entwicklungsvorspannung einzustellen, so dass eine Entwicklungsvorspannung Vb01, die das Sollkontrastpotenzial Vcon01 erfüllt, und eine Entwicklungsvorspannung Vb02, die das Sollkontrastpotenzial Vcon02 erfüllt, annähernd gleich werden, wie zuvor beschrieben.
Abhängig von einem Prozess zur Erzeugung von Bildern, wie vorher beschrieben wurde, ist es jedoch in einigen Fällen schwierig, die Entwicklungsvorspannungen Vb01 und Vb02 mit einer linearen Änderung in der Ladevorspannung abzustimmen.
Wenn zum Beispiel die Ladevorspannung entsprechend der ersten Variation (31) geändert wird, wird die Entwicklungsvorspannung Vb02 manchmal kleiner als die Entwicklungsvorspannung Vb01, wie in 40 dargestellt, um dadurch eine Abweichung ΔVb0 bei der Entwicklungsvorspannung zu schaffen. Wenn dies eintritt, kann die Ladevorspannung logarithmisch geändert werden, wie in 41 dargestellt, wodurch die Entwicklungsvorspannung Vb02, die das Sollkontrastpotenzial Vcon02 erfüllt, näher zu der Entwicklungsvorspannung Vb01 verschoben wird, die das Sollkontrastpotenzial Vcon01 erfüllt, so dass die zwei Entwicklungsvorspannungen Vb01 und Vb02 annähernd miteinander übereinstimmen (42).
(5) Fünfte Variation: Fig. 44
Wenn die Ladevorspannung entsprechend der ersten Variation (31) geändert wird, wird die Entwicklungsvorspannung Vb02 manchmal größer als die Entwicklungsvorspannung Vb01, wie in 43 dargestellt, wodurch eine Abweichung ΔVb0 bei der Entwicklungsvorspannung erzeugt wird. Wenn dies eintritt, kann die Ladevorspannung exponential geändert werden, wie in 44 dargestellt, wodurch die Entwicklungsvorspannung Vb02, die das Sollkontrastpotenzial Vcon02 erfüllt, näher zu der Entwicklungsvorspannung Vb01 bewegt wird, die das Sollkontrastpotenzial Vcon01 erfüllt, so dass die zwei Entwicklungsvorspannungen Vb01 und Vb02 annähernd miteinander übereinstimmen (45).
E. Sonstiges
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangehende bevorzugte Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weisen modifiziert werden, die anders als die beschriebenen sind, ohne von dem Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Obwohl zum Beispiel zuvor die Verwendung der Laderolle 22 als Lademittel notwendig war, kann auch eine Ladebürste verwendet werden. Die vorliegende Erfindung ist auch bei einer Bilderzeugungsvorrichtung anwendbar, in der ein kontaktfreies Lademittel das lichtempfindliche Element 21 lädt, anstelle einer Bilderzeugungsvorrichtung, die eine solche Kontaktladung verwendet, bei der ein leitendes Element, wie eine Laderolle und eine Ladebürste eine Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements 21 zum Laden berühren.
Während die Patch-Bilder PI1 in der zuvor beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform als Cluster in jeder Farbe erzeugt werden, wie in 8A bis 8D dargestellt, können die Patch-Bilder PI1 wiederum in jeder Farbe erzeugt werden, wie in 46A bis 46D dargestellt. Insbesondere werden erste, gelbe Patch-Bilder PI1(Y) auf dem Zwischenübertragungsband 41 in relativ weiten Intervallen erzeugt.
Danach werden cyanfarbige Patch-Bilder PI1(C) einzeln erzeugt, beginnend an einer Position, die um ein Patch-Bild und einen Leerraum zwischen den benachbarten Patch-Bildern in der Nebenabtastrichtung (der rechten Seite in 46A bis 46D) verschoben ist, betrachtet von den gelben Patch-Bildern PI1(Y) aus. Danach werden magentafarbige Patch-Bilder PI1(M) und schwarze Patch-Bilder PI1(K) in gleicher Weise gebildet. Wenn die entsprechenden Patch-Bilder somit in relativ weiten Intervallen erzeugt sind, ist es möglich, eine Stabilisierungszeit zum Umschalten der Spannungen zu garantieren, und somit die entsprechenden Patch-Bilder bei den eingestellten Spannungen fehlerfrei zu erzeugen. Obwohl die unmittelbare Beschreibung sich auf erste Patch-Bilder bezieht, gilt dasselbe direkt auch für zweite Patch-Bilder.
Während die vorangehende bevorzugte Ausführungsform sich auf eine Bilderzeugungsvorrichtung bezieht, die imstande ist, ein Farbbild unter Verwendung von Tonern in vier Farben zu erzeugen, ist eine Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist natürlich auch bei einer Bilderzeugungsvnrrichtung anwendbar, die nur ein monochromes Bild erzeugt. Obwohl die Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorangehenden bevorzugten Ausführungsform ein Drucker zur Erzeugung eines Bildes ist, das von einer externen Vorrichtung, wie einem Host-Rechner, über die Schnittstelle 112 auf ein Blatt, wie ein Kopierpapier, eine Übertragungspapier, ein Formular und eine transparente Folie für einen Overhead-Projektor, geleitet wird, ist die vorliegende Erfindung zusätzlich allgemein bei Bilderzeugungsvorrichtungen der elektrofotografischen Methode anwendbar, wie einer Kopiermaschine und einer Faxmaschine.
Ferner werden in der bevorzugten Ausführungsform Tonerbilder auf dem lichtempfindlichen Element 21 auf das Zwischenübertragungsband 41 übertragen, Bilddichten von Patch-Bildern, die durch die Tonerbilder erzeugt werden, erfasst, und eine optimale Entwicklungsvorspannung und eine optimale Ladevorspannung danach auf der Basis der erfassten Bilddichten berechnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch bei einer Bilderzeugungsvorrichtung anwendbar, in der ein Tonerbild auf ein anderes Übertragungsmedium als das Zwischenübertragungsband 41 übertragen wird, um dadurch ein Patch-Bild zu erzeugen. Das andere Übertragungsmedium enthält eine Übertragungstrommel, ein Übertragungsband, ein Übertragungsblatt, eine Zwischenübertragungstrommel, ein Zwischenübertragungsblatt, ein Aufzeichnungsblatt vom Reflexionstyp, ein Übertragungsspeicherblatt usw.. Ferner kann anstelle der Erzeugung eines Patch-Bildes auf einem Übertragungsmedium ein Patch-Sensor so angeordnet sein, dass eine Dichte eines Patch-Bildes erfasst wird, das auf einem lichtempfindlichen Element erzeugt wird. In diesem Fall erfasst der Patch-Sensor Bilddichten von Patch-Bildern auf dem lichtempfindlichen Element, und eine optimale Entwicklungsvorspannung und eine optimale Ladevorspannung werden auf der Basis der erfassten Bilddichten berechnet.
Ferner ist der enge Bereich als etwa 1/3 des programmierbaren Bereichs (Vb01 bis Vb10) der Entwicklungsvorspannung in der vorangehenden bevorzugten Ausführungsform definiert.
Obwohl die Breite des engen Bereichs nicht darauf beschränkt ist, wird, wenn die Breite des engen Bereichs weit ist, die Verwendung des engen Bereichs weniger bedeutsam und verschlechtert die Genauigkeit der Berechnung einer optimalen Entwicklungsvorspannung. Aus diesem Grund ist es notwendig, den engen Bereich bei etwa ½ oder weniger des programmierbaren Bereichs für die Entwicklungsvorspannung einzustellen. Dies gilt auch für den engen Bereich für Ladevorspannungen.
Obwohl die vier Arten von Vorspannungen in dem weiten und dem engen Bereich in der zuvor beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform eingestellt sind, ist die Anzahl von Vorspannungswerten (die Anzahl von Patch-Bildern) in dem Bereich nicht darauf beschränkt, sondern kann bis zu dem Ausmaß optional sein, dass mehr als eine Art von Vorspannungswerten verwendet wird. Als Alternative kann die Anzahl von Vorspannungswerten zwischen dem weiten Bereich und dem engen Bereich so unterschiedlich sein, dass sich die Anzahl von Patch-Bildern zwischen dem weiten Bereich und dem engen Bereich unterscheidet.
Während die ersten Patch-Bilder in der vorangehenden, bevorzugten Ausführungsform jeweils ein Solid-Bild sind, dessen Flächenverhältnis 100 % beträgt, kann ferner ein Bild, dessen Flächenverhältnis etwa 80 % oder mehr beträgt, anstelle eines Solid-Bildes verwendet werden. Selbst wenn ein solches Bild für die ersten Patch-Bilder verwendet wird, wird eine ähnliche Wirkung wie jene erzielt, die bei der Verwendung von Solid-Bildern versprochen ist. Der Begriff "Flächenverhältnis" bezieht sich auf ein Verhältnis von Punkten zu der Fläche eines Patch-Bildes insgesamt.
Obwohl die vorangehende, bevorzugte Ausführungsform erfordert, dass eine Ladevorspannung, die der Laderolle 22 zugeführt wird, als Dichtesteuerungsfaktor geändert wird, um Patch-Bilder PI2, PI2' der Reihe nach zu bilden, kann ferner ein anderer Dichtesteuerungsfaktor verwendet werden.
d.h., Patch-Bilder mit mehr als einer Einpunkt-Linie können erzeugt werden, während eine Entwicklungsvorspannung, eine Belichtungsdosis usw. geändert werden. Auch in einer solchen Modifizierung ist es möglich, eine Bilddichte eines Linienbildes zu stabilisieren, wenn Dichten der Patch-Bilder erfasst und ein Optimalwert, der notwendig ist, um eine Solldichte zu erreichen, auf der Basis der erfassten Bilddichte bestimmt wird.
Ferner wird in der vorangehenden, bevorzugten Ausführungsform nach der Ausführung der Entwicklungsvorspannungsberechnung (Schritt S3) die Ladevorspannungsberechnung (Schritt S5) durchgeführt, um eine optimale Entwicklungsvorspannung und eine optimale Ladevorspannung zu berechnen.
Die Weise jedoch, in der eine optimale Entwicklungsvorspannung und eine optimale Ladevorspannung berechnet werden, ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann eine Vielzahl von Patch-Bildern erzeugt werden, während die Entwicklungsvorspannung und die Ladevorspannung gleichzeitig geändert werden, so dass eine optimale Entwicklungsvorspannung und eine optimale Ladevorspannung auf der Basis von Bilddichten erzeugt werden, und die Dichteeinstellung wird ausgeführt. In diesem Fall speichert ein Speichermittel, wie ein RAM und ein ROM, die Entwicklungsvorspannung und die Ladevorspannung für jede Dichteeinstellung und das Speichermittel liest die jüngste Entwicklungsvorspannung und die jüngste Ladevorspannung in Vorbereitung für die nächste Dichteeinstellung aus. Die Vielzahl von Patch-Bildern wird erzeugt, während die Entwicklungsvorspannung und die Ladevorspannung gleichzeitig auf der Basis der jüngsten Entwicklungsvorspannung und der jüngsten Ladevorspannung geändert werden. Dadurch wird die gleiche Wirkung wie gemäß der vorangehenden, bevorzugten Ausführungsform erzielt. Des Weiteren ist die vorliegende Erfindung anwendbar, wenn eine Berechnung einer optimalen Entwicklungsvorspannung zuerst ausgeführt wird, und danach eine optimale Ladevorspannung berechnet wird, gefolgt von der Dichteeinstellung, wobei es auch in diesem Fall möglich ist, eine ähnliche Wirkung wie die zuvor beschriebene zu erreichen.
Während der zweite Verarbeitungsmodus selektiv ausgeführt wird, wenn geschätzt wird, dass eine Änderung im Zustand des Maschinenteils E gering ist, wenn das zuvor beschriebene Kriterium (2), (3) oder (5) in der vorangehenden, bevorzugten Ausführungsform erfüllt ist, ist es ferner möglich, dass die Änderung im Maschinenzustand größer als erwartet ist und keine optimale Entwicklungsvorspannung im zweiten Verarbeitungsmodus bestimmt werden kann. Um einer solchen Situation angemessen gerecht zu werden, wie in 47 dargestellt, fährt im zweiten Verarbeitungsmodus, wenn bestimmt wird, dass die Berechnung optimaler Entwicklungsvorspannungen in Bezug auf alle Patch-Erzeugungsfarben misslungen ist (Schritt S323), der Ablauf mit Schritt S312 fort, um den ersten Verarbeitungsmodus weiter auszuführen.
Auf diese Weise ist es möglich, selbst wenn eine große Änderung im Zustand des Maschinenteils E (des Bilderzeugungsmittels) auftritt, flexibel mit der Situation umzugehen und eine optimale Entwicklungsvorspannung genau zu bestimmen.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben, wurde, ist diese Beschreibung nicht in einschränkendem Sinn zu verstehen. Verschiedene Modifizierungen der offenbarten Ausführungsform, wie auch andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute bei Bezugnahme auf die Beschreibung der Erfindung offensichtlich. Es wird daher davon ausgegangen, dass die beiliegenden Ansprüche alle derartigen Modifizierungen oder Ausführungsformen abdecken, die in den Umfang der Erfindung fallen.

Claims

Bilderzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Bildes, das eine vorbestimmte Solldichte hat, umfassend: Bilderzeugungsmittel zum Erzeugen eines Bildes; Dichteerfassungsmittel (PS) zum Erfassen einer Bilddichte eines Bildes, das von dem Bilderzeugungsmittel erzeugt wird; und Steuermittel (1, 12) zum Bestimmen eines Optimalwertes eines Dichtesteuerungsfaktors, der notwendig ist, um eine Bilddichte eines Bildes auf die Solldichte einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (1, 12) mehrere Verarbeitungsmoden hat, die sich voneinander unterscheiden, wobei das Steuermittel so aufgebaut ist, dass es selektiv einen der mehreren Verarbeitungsmoden in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand der Vorrichtung ausführt, wobei jeder der mehreren Verarbeitungsmoden ein Modus ist, in dem mehrere Patch-Bilder (PI1, PI2) von dem Bilderzeugungsmittel erzeugt werden, während ein Dichtesteuerungsfaktor, der eine Bilddichte eines Bildes beeinflusst, geändert wird, und ein Optimalwert des Dichtesteuerungsfaktors, der zum Einstellen einer Bilddichte eines Bildes auf die Solldichte notwendig ist, auf der Basis der Dichten der Patch-Bilder (PI1, PI2) bestimmt wird.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel (1, 12), wenn es keinen Optimalwert des Dichtesteuerungsfaktors in einem ausgewählten Verarbeitungsmodus bestimmen konnte, so aufgebaut ist, dass es einen anderen Verarbeitungsmodus aus den mehreren Verarbeitungsmoden wählt und ausführt.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend Speichermittel zum Speichern eines Opti malwertes des Dichtesteuerungsfaktors jedes Mal, wenn eine Bilddichte eines Tonerbildes eingestellt wird, wobei das Steuermittel (1, 12) den Dichtesteuerungsfaktor in einem vorbestimmten, programmierbaren Bereich ändern kann und zwei Bereiche, die ein weiter Bereich und ein enger Bereich innerhalb des vorbestimmten, programmierbaren Bereichs sind, zum Ändern des Dichtesteuerungsfaktors einstellen kann, und einen ersten Verarbeitungsmodus und einen zweiten Verarbeitungsmodus hat, die als die mehreren Verarbeitungsmoden ausgeführt werden können, wobei der erste Verarbeitungsmodus ein Modus ist, in dem mehrere Patch-Bilder (PI1, PI2) nacheinander erzeugt werden, während der Dichtesteuerungsfaktor stufenweise in ersten Intervallen in dem weiten Bereich geändert wird, und nach einem versuchsweisen Ermitteln eines Zwischenwertes des Dichtesteuerungsfaktor, der zum Erreichen der Solldichte notwendig ist, auf der Basis der Dichten der Patch-Bilder (PI1, PI2), die von dem Dichteerfassungsmittel (PS) erfasst werden, mehrere Patch-Bilder (PI1, PI2) nacheinander erzeugt werden, während der Dichtesteuerungsfaktor stufenweise in dem engen Bereich, der den Zwischenwert enthält, in zweiten Intervallen geändert wird, die enger sind als die ersten Intervalle, und ein Optimalwert des Dichtesteuerungsfaktors, der zum Erreichen der Solldichte notwendig ist, auf der Basis der Dichten der Patch-Bilder (PI1, PI2), die von dem Dichteerfassungsmittel (PS) erfasst werden, bestimmt wird, wobei der zweite Verarbeitungsmodus ein Modus ist, in dem mehrere Patch-Bilder (PI1, PI2) nacheinander erzeugt werden, während der Dichtesteuerungsfaktor in einem vorbestimmten Bereich geändert wird, der den letzten Optimalwert enthält, der in dem Speichermittel gespeichert ist, und ein Optimalwert des Dichtesteuerungsfaktors, der zum Erreichen der Solldichte notwendig ist, auf der Basis der Dichten der Patch-Bilder (PI1, PI2), die von dem Dichteerfassungsmittel (PS) erfasst werden, bestimmt wird.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Steuermittel (1, 12) so aufgebaut ist, dass der Bereich, der in dem zweiten Verarbeitungsmodus verwendet wird, auf den engen Bereich eingestellt ist.
Bilderzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Flächenverhältnis der Patch-Bilder (PI1) 80 % oder mehr ist.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend Speichermittel zum Speichern eines Optimalwerts des Dichtesteuerungsfaktors jedes Mal, wenn eine Bilddichte eines Tonerbildes eingestellt wird, wobei das Steuermittel (1, 12) einen dritten Verarbeitungsmodus und einen vierten Verarbeitungsmodus als die mehreren Verarbeitungsmoden ausführen kann, wobei der dritte Verarbeitungsmodus ein Modus ist, in dem mehrere Patch-Bilder (PI1, PI2) nacheinander erzeugt werden, während der Dichtesteuerungsfaktor stufenweise in einem Bereich geändert wird, der eine Vorgabe enthält, die im Voraus eingestellt wird, und ein Optimalwert des Dichtesteuerungsfaktors, der zum Erreichen der Solldichte notwendig ist, auf der Basis der Dichten der Patch-Bilder (PI1, PI2), die von dem Dichteerfassungsmittel (PS) erfasst werden, bestimmt wird, wobei der vierte Verarbeitungsmodus ein Modus ist, in dem mehrere Patch-Bilder (PI1, PI2) nacheinander er zeugt werden, während der Dichtesteuerungsfaktor in einem vorbestimmten Bereich geändert wird, der den letzten Optimalwert enthält, der in dem Speichermittel gespeichert ist, und ein Optimalwert des Dichtesteuerungsfaktors, der zum Erreichen der Solldichte notwendig ist, auf der Basis der Dichten der Patch-Bilder (PI1, PI2), die von dem Dichteerfassungsmittel (PS) erfasst werden, bestimmt wird.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Bilderzeugungsmittel umfasst: ein lichtempfindliches Element (21) mit einer Oberfläche, auf der ein elektrostatisches latentes Bild gebildet wird; und Lademittel zum Laden der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements (21), und das Steuermittel (1, 12) so aufgebaut ist, dass es einen Optimalwert einer Ladevorspannung als Dichtesteuerungsfaktor bestimmt, die dem Lademittel zugeleitet wird.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Patch-Bilder (PI2) Halbtonbilder sind.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Patch-Bilder (PI2) durch mehrere Einpunkt-Linien gebildet werden, die voreinander beabstandet sind.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die mehreren Einpunkt-Linien annähernd parallel zueinander sind, und zwei benachbarte der Einpunkt-Linien mit einem Abstand von n-Linien voneinander entfernt sind, wobei das Linienintervall n zwei oder mehr ist.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Linienintervall n zwischen zwei benachbarten der Ein punkt-Linien eine ganze Zahl ist, die des Weiteren folgendes erfüllt: n ≤ (∅ · R – 10)/10wobei ∅ eine Größe einer Erfassungsfläche des Dichteerfassungsmittels (PS) bezeichnet und R eine Auflösung der Bilderzeugungsvorrichtung bezeichnet.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Linienintervall n zwischen zwei benachbarten der Einpunkt-Linien eine ganze Zahl ist, die des Weiteren folgendes erfüllt: n ≤ (∅ · R – 20)/20wobei ∅ eine Größe einer Erfassungsfläche des Dichteerfassungsmittels (PS) bezeichnet und R eine Auflösung der Bilderzeugungsvorrichtung bezeichnet.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Patch-Bilder (PI1, PI2) Gitterbilder sind, wobei jedes der Gitterbilder aus mehreren Einpunkt-Linien besteht, die in Form eines Gitters angeordnet sind.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Patch-Bilder (PI2) senkrechte Gitterbilder sind, wobei jedes der senkrechten Gitterbilder aus mehreren Einpunkt-Linien besteht, die senkrecht zueinander in Form eines Gitters angeordnet sind.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Bilderzeugungsmittel umfasst: ein lichtempfindliches Element (21) mit einer Oberfläche, auf der ein elektrostatisches latentes Bild gebildet wird; und Lademittel zum Laden der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements (21), und das Steuermittel (1, 12) so aufgebaut ist, dass es die mehreren Patch-Bilder (PI2) erzeugt, während die Ladevorspannung stufenweise erhöht wird.
Bilderzeugungsverfahren, in dem mehrere Patch-Bilder (PI1, PI2) erzeugt werden, während ein Dichtesteuerungsfaktor, der eine Bilddichte eines Tonerbildes beeinflusst, geändert wird, Dichten der Patch-Bilder (PI1, PI2) erfasst werden, und mehrere Verarbeitungsmoden, die sich voneinander unterscheiden, als Verarbeitungsmodus verwendet werden, um einen Optimalwert des Dichtesteuerungsfaktors, der zum Einstellen einer Bilddichte eines Tonerbildes auf eine Solldichte notwendig ist, auf der Basis der Dichten der Patch-Bilder (PI1, PI2) zu bestimmen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass: einer der mehreren Verarbeitungsmoden in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand ausgewählt und ausgeführt wird, um dadurch einen Optimalwert des Dichtesteuerungsfaktors zu bestimmen.
Bilderzeugungsvorrichturg nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei in jedem der mehreren Verarbeitungsmoden vorbestimmte Patch-Bilder in einer Weise in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Vorrichtung beim Starten des Verarbeitungsmodus erzeugt werden, und das Steuermittel vorausgehend ein Kriterium hat, das jedem von mehreren Betriebszuständen der Vorrichtung einen der mehreren Verarbeitungsmoden zuordnet, der in dem Betriebszustand der Vorrichtung auszuführen ist, und wenn das Steuermittel bestimmt, dass eine Anpassung erforderlich ist, das Steuermittel selektiv einen der mehreren Verarbeitungsmoden in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Vorrichtung und dem Kriterium ausführt, sobald bestimmt wird, dass eine Anpassung erforderlich ist.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei die vorbestimmten Patch-Bilder Solid-Bilder sind.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei die vorbestimmten Patch-Bilder Halbtonbilder sind.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel selektiv einen ersten Verarbeitungsmodus oder einen zweiten Verarbeitungsmodus in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Vorrichtung ausführt, wobei der erste Verarbeitungsmodus ein Modus ist, in dem mehrere Patch-Bilder mit Hilfe des Bilderzeugungsmittels erzeugt werden, während der Dichtesteuerungsfaktor, der eine Bilddichte eines Tonerbildes beeinflusst, in einem vorbestimmten Bereich geändert wird, und der Optimalwert des Bildsteuerungsfaktors auf der Basis der Dichten der Patch-Bilder bestimmt wird, die von dem Dichteerfassungsmittel erfasst werden, so dass eine Bilddichte eines Tonerbildes auf eine Solldichte eingestellt wird, und der zweite Verarbeitungsmodus ein Modus ist, in dem mehrere Patch-Bilder mit Hilfe des Bilderzeugungsmittels erzeugt werden, während der Dichtesteuerungsfaktor, der eine Bilddichte eines Tonerbildes beeinflusst, in dem anderen Bereich geändert wird, der sich von dem vorbestimmten Bereich im ersten Verarbeitungsmodus unterscheidet, und der Optimalwert des Bildsteuerungsfaktors auf der Basis auf der Basis der Dichten der Patch-Bilder bestimmt wird, die von dem Dichteerfassungsmittel erfasst werden, so dass eine Bilddichte eines Tonerbildes auf die eine Solldichte eingestellt wird.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder Verarbeitungsmodus Schritte umfasst und die Anzahl von Schritten sich zwischen den Verarbeitungsmoden unterscheidet, wobei jeder der Verarbeitungsmoden selektiv als Verarbeitungsmodus ausgeführt werden kann, um den Dichtesteuerungsfaktor zu optimieren, und ein Verarbeitungsmodus der mehreren Verarbeitungsmoden beim Einschalten der Energiequelle der Vorrichtung ausgeführt wird, wobei dieser Verarbeitungsmodus die größte Anzahl von Schritten hat.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein erster Verarbeitungsmodus oder ein zweiter Verarbeitungsmodus selektiv als die mehreren Verarbeitungsmoden ausgeführt werden kann, wobei der erste Verarbeitungsmodus ein Modus ist, in dem der Dichtesteuerungsfaktor durch Verarbeiten mehrerer Schritte optimiert wird, und der zweite Verarbeitungsmodus ein Modus ist, in dem der Dichtesteuerungsfaktor durch Verarbeiten von Schritten optimiert wird, deren Anzahl geringer als die Anzahl von Schritten in dem ersten Verarbeitungsmodus ist, und der erste Verarbeitungsmodus beim Einschalten der Energiequelle der Vorrichtung ausgeführt wird.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei beim Zurückkehren aus dem Ruhezustand bestimmt wird, ob ein Kriterium bezüglich einer Zustandsänderung der Vorrichtung erfüllt ist oder nicht, wobei, wenn das Kriterium erfüllt ist, der Dichtesteuerungsfaktor auf der Basis des Optimalwertes eingestellt wird, der unmittelbar vor der Rückkehr aus dem Ruhezustand als Verarbeitungsmodus eingestellt wurde, und wenn das Kriterium nicht erfüllt ist, der Dichtesteuerungsfaktor ohne Bezugnahme auf den Optimalwert eingestellt wird, der unmittelbar vor der Rückkehr aus dem Ruhezustand als Verarbeitungsmodus eingestellt wurde.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung den Dichtesteuerungsfaktor zu einem vorbestimmten Zeitpunkt optimiert, und in der ein erster Verarbeitungsmodus oder ein zweiter Verarbeitungsmodus selektiv ausgeführt werden kann, wobei der erste Verarbeitungsmodus ein Modus ist, in dem der Dichtesteuerungsfaktor durch Verarbeiten mehrerer Schritte optimiert wird, und der zweite Verarbeitungsmodus ein Modus ist, in dem der Dichtesteuerungsfaktor durch Verarbeiten von Schritten optimiert wird, deren Anzahl. geringer als die Anzahl von Schritten in dem ersten Verarbeitungsmodus ist, und der zweite Verarbeitungsmodus selektiv ausgeführt wird, wenn Bilder zu dem vorbestimmten Zeitpunkt kontinuierlich erzeugt werden.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung einen Dichtesteuerugsfaktor zu einem vorbestimmten Zeitpunkt auf einen Optimalwert stellt, wenn Bilder zu dem vorbestimmten Zeitpunkt kontinuierlich erzeugt werden, der Dichtesteuerungsfaktor auf der Basis des Optimalwertes eingestellt wird, der unmittelbar vor dem vorbestimmten Zeitpunkt eingestellt wurde, und wenn Bilder zu dem vorbestimmten Zeitpunkt nicht kontinuierlich erzeugt werden, der Dichtesteuerungs faktor ohne Bezugnahme auf den Optimalwert eingestellt wird, der unmittelbar vor dem vorbestimmten Zeitpunkt eingestellt wurde.