JP2001312109A - 電子写真方式による画像形成装置、該画像形成装置を備えた画像処理装置、作像条件の調整方法及び該方法の実行に用いる記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯電・露光・現像条件、トナー濃度制御基準
値等の作像条件の最適設定を短時間で完了させ、使用者
に不都合が無く、安定した画質の画像が形成可能な電子
写真方式による画像形成装置を提供する。 【解決手段】 感光体１の駆動と同時に現像ユニット１
４で現像剤攪拌を開始させる。電位センサ６で検出する
感光体１の暗部電位が目標域に入るまで帯電チャージャ
３を操作し電位を設定する。中間電位のＶh潜像パター
ン（トナー濃度調整用のＰセンサパターンと兼用）を作
像し、潜像パターンの電位をＬＤ露光４の調整により目
標の中間電位にし現像バイアス電圧を設定する。設定バ
イアスでＰセンサパターンにトナーを付着させ、トナー
濃度制御基準値を求めるためにトナー付着量をＰセンサ
１０で検出する。パターンの兼用で作像条件の設定が短
縮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２成分現像剤を用
いる現像装置を備えた電子写真方式による画像形成装置
に関し、より詳細には、像担持体（感光体）への光書き
込み（露光）による静電潜像の生成及び現像に際し、帯
電・露光・現像の条件、トナー濃度制御基準値等の各種
の作像条件に最適設定を行い、安定した画質の画像が形
成できるようにした画像形成装置、該画像形成装置を備
えた画像処理装置（例えば、複写機、プリンタ、ファク
シミリ等）、電子写真方式の画像形成における作像条件
の調整方法及び該方法を実行するためのプログラムを記
録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ等に装
備される電子写真方式による画像形成装置は、感光体か
らなる像担持体を帯電器により均一に帯電させて、露光
装置で潜像を形成し、この静電潜像を現像器により現像
して、転写装置により転写紙などに転写している（図１
に関する後記の説明、参照）。この方式の画像形成装置
においては、従来から一般に、像担持体上の非画像領域
にトナー付着パターンを形成し、このトナー付着パター
ンの濃度を光光反射型フォトセンサによって検出し、そ
の検出結果に応じてトナー補給装置から現像器へのトナ
ー補給を制御するトナー濃度制御方式が利用されてい
る。このトナー濃度制御方式においては、光光反射型フ
ォトセンサの出力値のうち、像担持体上のトナー付着パ
ターンに対する光光反射型フォトセンサの出力をＶsp、
像担持体上のトナー非付着部に対する光光反射型フォト
センサの出力値をＶsgとすると、通常はＶsp／Ｖsgが一
定になるようにトナー補給制御を行う。トナー付着パタ
ーンのトナー付着量が少なくなるとＶsp／Ｖsgが上昇
し、現像器内の現像剤のトナー濃度が低いと判断され
て、トナー補給装置から現像器へトナー補給が行われる
ことでトナー濃度が一定に保たれる。逆に、Ｖsp／Ｖsg
が低い場合には、現像器内の現像剤のトナー濃度が高い
と判断されて、トナー補給は行われない。一方、感光体
の経時的な感度劣化や複写機本体の使用環境による感度
変化等があるので、帯電・露光・現像等の作像条件を一
定にしたままでは感光体に作られる画像が安定しないた
め、電位センサ等によって感光体表面電位を検出し、そ
の検出結果に基づいて帯電・露光・現像等の作像条件を
調整することで画質の安定化を図ることも一般的である
（図２，３に関する後記の説明、参照）。また、作像条
件の調整を実行するタイミングは、複写機の操作に影響
がない時期が適当であることから、一般的に本体電源投
入直後のウォームアップ中に行われることが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本体のウォー
ムアップタイムに合わせて作像条件制御およびトナー濃
度制御基準値設定等の条件設定を完了させる必要があ
る。近時、ウォームアップタイムを短縮化する努力がな
され、これまで長く掛かっていた例えば定着部のウォー
ムアップタイムについても短縮化が進んでいる。このよ
うに、ウォームアップタイムの短縮化が図られつつある
状況で、作像条件制御およびトナー濃度制御基準値設定
等の条件設定についても、こうした状況に見合った短縮
化を図ることが求められている。

【０００４】本発明は、２成分現像剤を用いる現像装置
を備えた電子写真方式による画像形成における上述の従
来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目
的は、帯電・露光・現像の条件、トナー濃度制御基準値
等の各種の作像条件の最適設定を短時間で完了させるこ
とで、オペレータにとって不都合が無く、かつ安定した
画質の画像が形成できるようにした画像形成装置、該画
像形成装置を備えた画像処理装置（例えば、複写機、プ
リンタ、ファクシミリ等）、電子写真方式の画像形成に
おける作像条件の調整方法及び該方法を実行するための
プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録
媒体を提供することにある。具体的には、感光体表面電
位制御用の潜像パターンとトナー濃度制御用の潜像パタ
ーンを兼用し、従来のような個別に専用パターンを形成
する方法に比べて制御時間の短縮化を図った画像形成装
置、該画像形成装置を備えた画像処理装置、電子写真方
式の画像形成における作像条件の調整方法及び該方法を
実行するためのプログラムを記録した記録媒体を提供す
ることを目的とする。また、感光体表面に中間電位（帯
電装置の通常作像時の出力で感光体表面を帯電させたと
きの表面電位ＶＤと、それを露光装置の最大出力で感光
体を露光したときの表面電位ＶLの間にある電位を意味
する）潜像パターンを形成し、電位センサによって検出
した値に応じて帯電装置もしくは露光装置の出力制御を
行うと共に、中間電位潜像パターン部が所定の現像ポテ
ンシャル電圧となるように現像バイアス電圧を制御し、
現像ポテンシャル電圧にて感光体上に顕像化されたパタ
ーンのトナー付着量をトナー濃度制御の入力因子として
おり、感光体表面電位制御とトナー濃度制御を同時に行
うことで、従来のような個別に専用パターンを形成する
方法に比べて制御時間の短縮化を図った画像形成装置、
該画像形成装置を備えた画像処理装置、電子写真方式の
画像形成における作像条件の調整方法及び該方法を実行
するためのプログラムを記録した記録媒体を提供するこ
とを目的とする。また、本体電源投入時に温度センサに
よって定着温度を検出し、定着温度が所定値以下の時に
は、機械が長時間放置されたことで現像剤中のトナー帯
電量が低下したと判断し、感光体上に少なくとも２つ以
上のトナー付着パターンを作像し、前記光学式検出装置
にて検出した検出値の変化量に応じて、トナー濃度制御
基準値を補正し、この補正によって、トナー帯電量の低
下度合いに関わらず、安定したトナー濃度制御を行うこ
とを可能とする画像形成装置、該画像形成装置を備えた
画像処理装置、電子写真方式の画像形成における作像条
件の調整方法及び該方法を実行するためのプログラムを
記録した記録媒体を提供することを目的とする。また、
本体電源投入時に温度センサによって定着温度を検出
し、定着温度が所定値以下の時には、機械が長時間放置
されたことで現像剤中のトナー帯電量が低下したと判断
し、感光体上に少なくとも２つ以上のトナー付着パター
ンを作像し、前記光学式検出装置にて検出した検出値の
変化量に応じて、現像剤攪拌時間を補正し、この補正に
よって、トナー帯電量の低下度合いに関わらず、安定し
たトナー濃度制御を行うことを可能とする画像形成装
置、該画像形成装置を備えた画像処理装置、電子写真方
式の画像形成における作像条件の調整方法及び該方法を
実行するためのプログラムを記録した記録媒体を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、感光
体表面電位を検出する電位検出手段と、該電位検出手段
による検出値に基づいて現像バイアス電圧を調整する手
段と、感光体上のトナー付着量検出手段と、該トナー付
着量検出手段による検出値に基づいて２成分現像剤にお
けるトナー濃度を調整する手段を備えた電子写真方式に
よる画像形成装置であって、現像バイアス電圧の調整用
に感光体上に形成する潜像パターンをトナー濃度の調整
用に感光体上に形成する潜像パターンに兼用し、該潜像
パターンによって前記各調整手段が調整動作を行うよう
にしたことを特徴とする電子写真方式による画像形成装
置である。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載された
電子写真方式による画像形成装置において、前記現像バ
イアス電圧調整手段は、前記潜像パターンにおける現像
ポテンシャルが所定の中間電位（帯電装置の通常作像時
の出力で感光体表面を帯電させたときの表面電位と、そ
れを露光装置の最大出力で感光体を露光したときの表面
電位の間にある電位を意味する）となるように露光を制
御し、その結果に従い現像バイアス電圧を調整し、前記
トナー濃度調整手段は、調整された現像バイアス電圧に
よって付着した前記潜像パターンのトナー付着量に基づ
いてトナー濃度の調整を行うことを特徴とするものであ
る。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１又は２に記載
された電子写真方式による画像形成装置において、定着
温度を検出する温度センサによって検出された温度が所
定値以下の時に、感光体上に時間を隔てて少なくとも２
つの前記潜像パターンによるトナー付着パターンを作像
し、前記トナー付着量検出手段により検出した該トナー
付着パターン間の検出値の変化量に応じてトナー濃度の
調整値を補正することを特徴とするものである。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１乃至３のいず
れかに記載された電子写真方式による画像形成装置にお
いて、定着温度を検出する温度センサによって検出され
た温度が所定値以下の時に、感光体上に時間を隔てて少
なくとも２つの前記潜像パターンによるトナー付着パタ
ーンを作像し、前記トナー付着量検出手段により検出し
た該トナー付着パターン間の検出値の変化量に応じて、
現像剤攪拌時間を補正することを特徴とするものであ
る。

【０００９】請求項５の発明は、請求項１乃至４のいず
れかに記載された電子写真方式による画像形成装置を備
えたことを特徴とする画像処理装置である。

【００１０】請求項６の発明は、感光体上に形成した潜
像パターンの電位を検出し、検出値に基づいて潜像パタ
ーンにおける現像ポテンシャルが所定の中間電位となる
ように露光を制御し、その結果に従い現像バイアス電圧
を調整し、調整した現像バイアス電圧によって感光体上
に形成した潜像パターンにトナーを付着させ、付着した
トナー量を検出し、検出値に基づいて２成分現像剤にお
けるトナー濃度を調整する電子写真方式の画像形成にお
ける作像条件の調整方法であって、前記潜像パターンを
現像バイアス電圧調整用とトナー濃度調整用に兼用にし
て、現像バイアス電圧調整に用いた潜像パターンにトナ
ーを付着させ、付着したトナー量を検出するようにした
ことを特徴とする電子写真方式の画像形成における作像
条件の調整方法である。

【００１１】請求項７の発明は、請求項６に記載された
電子写真方式の画像形成における作像条件の調整方法に
おいて、定着温度を検出する温度センサによって検出さ
れた温度が所定値以下の時に、感光体上に時間を隔てて
少なくとも２つのトナー付着パターンを作像し、作像し
たパターンのトナー付着量を検出し、得たパターン間の
検出値の変化量に応じてトナー濃度の調整値を補正する
ことを特徴とするものである。

【００１２】請求項８の発明は、請求項６乃至７のいず
れかに記載された電子写真方式の画像形成における作像
条件の調整方法において、定着温度を検出する温度セン
サによって検出された温度が所定値以下の時に、感光体
上に時間を隔てて少なくとも２つのトナー付着パターン
を作像し、作像したパターンのトナー付着量を検出し、
得たパターン間の検出値の変化量に応じて現像剤攪拌時
間を補正することを特徴とするものである。

【００１３】請求項９の発明は、請求項６乃至８のいず
れかに記載された電子写真方式の画像形成における作像
条件の調整方法を実行するためのプログラムを記録した
コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明を添付する図面とともに示
す以下の実施例に基づき説明する。図１は、デジタル複
写機等の画像処理装置に装備し得る本発明による画像形
成装置を概要図にて示す。図１の画像形成装置におい
て、１は感光体（ドラム）、２は徐電ランプ、３は帯電
チャージャ、４はＬＤ（レーザダイオード）より発生さ
れた書込光、５は定着ローラ、６は電位センサ、７は加
圧ローラ、８は温度センサ、９は転写ユニット、１０は
光反射型フォトセンサ、１１はクリーニングユニット、
１２は現像剤攪拌部、１３はトナー補給部、１４は現像
ユニット、１５は第一現像ローラ、１６は第二現像ロー
ラ、１７はトナーホッパ、１８はトナー補給ローラ、１
９は現像バイアス電源、２０はトナー濃度センサ、２１
はＣＰＵ、２２はＲＯＭ、２３はＲＡＭ、２４はＩ／
Ｏ、２５は帯電チャージャ電源、２６は転写ベルト駆動
ローラ、２７は転写ベルト従動ローラ、２８は転写ベル
トである。上記画像形成装置による通常の画像形成動作
は一般的なものであるので、詳細な説明は省略し、その
概要を以下に説明する。露光ランプによってコンタクト
ガラス上の原稿を露光し、その反射光をスキャナで読み
取り（スキャナによる読み取りについては図１に示さ
ず）、帯電チャージャ３によって一様に帯電された感光
体１上にスキャナ読み取り画像に基づいて駆動されるＬ
Ｄからのレーザー光４を照射する。そして得られた感光
体１上の静電潜像を、現像ユニット１４によって顕像化
し、感光体１上に形成されたトナー像を転写ユニット９
にて転写紙上に転写し、最後に定着ユニット（定着ロー
ラ５、加圧ローラ７）を通して排紙される。

【００１５】次に、図１に示した画像処理装置の作像条
件調整動作に関して説明する。本発明の実施例に入る前
に、先ず、作像条件調整動作の前提となる一般的な事項
について説明する。作像条件の調整が必要か否かの判断
は次のように行われる。定着ローラ５に接触して配置さ
れた温度センサ８は、装置本体の電源ＯＮの間は常に検
出状態にあるので、本体電源投入直後に温度センサ８の
検出値を読み取り、その検出値が５０℃以下の場合には
本体電源がＯＦＦ状態となってから十分な時間が経過し
ていると判断し、コピー可能な状態にするために定着温
度を上昇させると共に、帯電グリッド電圧、ＬＤパワ
ー、現像バイアス電圧等の作像条件の再調整を行う。定
着ローラ５の温度上昇は定着ローラ５内に設置されてい
るヒーターのＯＮ／ＯＦＦ制御によって所定の温度に上
昇させる。

【００１６】一方、感光体１周りの作像条件の自動調整
動作には、次の〜ような調整項目がある。 電位センサ校正 ……… 感光体１をアースに落として
いる回路を、リレーによってフロート状態にし、−２０
０ｖ、−８００ｖのバイアス電圧を印加したときの電位
センサ６の出力から電位センサ６の校正式を算出する。
なお、ここで用いた電位センサ６は振動容量型で距離依
存性が高いので、感光体１、電位センサ６交換時に、校
正は必須の動作である。 光反射型フォトセンサの初期設定 ……… 感光体１表
面の地肌部における光反射型フォトセンサ１０の出力
(Ｖsg)を４．０ｖに設定する。なお、このセンサ出力値
は、フォトセンサ感度、感光体反射率によって変化する
ので、感光体、光反射型フォトセンサ１０交換時に、初
期設定は必須の動作である。 感光体表面電位制御 ………感光体１の暗部、明部電
位が目標値になるように帯電グリッド電圧、ＬＤパワー
を制御する。経時変化や使用環境の変化で感光体膜削
れ、感度劣化、光学汚れ等により感光体１の表面電位変
動が発生するため、逐次実行する必要がある。 トナー濃度制御基準値設定 ……… 機械を長時間放置
した場合のトナー帯電量の低下により、トナー濃度制御
レベルが変化する場合があるので、最適制御値に設定し
直す。 現像剤攪拌 ……… 上記と同様に機械放置後に低下
したトナー帯電量を回復させるために、現像ユニット１
４内の攪拌部材を回転駆動させて現像剤を攪拌する。

【００１７】上記調整項目の中の感光体表面電位制
御、トナー濃度制御基準値設定に関する従来例の制御
動作のフローを図２及び図３に示す。感光体表面電位
制御の動作フローは、図２に示すように、感光体１の駆
動モータをＯＮし（Ｓ２０１）、保存していた前回の作
像条件調整動作にて設定された出力にて帯電チャージャ
３の帯電グリッド電圧をＯＮにし（Ｓ２０２）、帯電グ
リッド電圧をＯＮにした領域をＶdとすると、このＶd潜
像領域が電位センサ６に到達したところで、Ｖd潜像電
位を検出する（Ｓ２０３）。検出したＶd潜像電位が目
標値（−９００±１０ｖ）の範囲に入るか否かをチェッ
クし（Ｓ２０４）、入らなかった場合には、帯電グリッ
ド電圧をシフトさせて再度出力し（Ｓ２０７）、前回と
同様にＶd潜像領域を作像し、電位センサ６にてＶd潜像
電位を検出する。このような動作を、Ｖd潜像電位が目
標値に到達するまで最大５回実行する（Ｓ２０５，Ｓ２
０６）。５回実行後でもＶdが目標値に入らない場合に
は、本体の操作部に異常表示して、感光体表面電位制御
動作を終了する（Ｓ２０８）。また、Ｖd潜像電位が目
標値（−９００±１０ｖ）の範囲に入った場合には、そ
の時の値を帯電グリッド電圧として決定し、作像条件と
して設定する（Ｓ２０９）。

【００１８】次いで、中間電位のＶh潜像パターンを作
像する。Ｖh潜像パターンの電位はＬＤパワーの調整或
いはドットパターンの面積率によって中間調の電位（目
標値：−３００±２０ｖ）を形成する。Ｖh潜像パター
ン形成は、直前に設定された帯電グリッド電圧及び保存
していた前回の作像条件調整動作にて設定されたＬＤパ
ワーを出力し（Ｓ２１０）、その時に電位センサ６にて
検出したＶh潜像パターンをＶh潜像電位とする（Ｓ２１
１）。検出したＶh潜像電位が目標値（−３００±２０
ｖ）の範囲に入るか否かをチェックし（Ｓ２１２）、入
らなかった場合には、ＬＤパワーをシフトさせて再度出
力し（Ｓ２１５）、前回と同様にＶh潜像パターンを作
像し、電位センサ６にてＶh潜像電位を検出する。この
ような動作を、Ｖh潜像電位が目標値（−３００±２０
ｖ）の範囲に入るまで最大５回実行する（Ｓ２１３，Ｓ
２１４）。５回実行後でもＶh潜像電位が目標値に入ら
ない場合には、本体の操作部に異常表示して、感光体表
面電位制御動作を終了する（Ｓ２１６）。また、Ｖh潜
像電位が目標値（−３００±２０ｖ）の範囲に入った場
合には、その時の値をＬＤパワーとして決定し、作像条
件として設定する（Ｓ２１７）。上記の動作によって帯
電グリッド電圧及びＬＤパワーを作像条件として設定
し、調整動作を終えた後、帯電グリッド電圧及びＬＤパ
ワーをＯＦＦし（Ｓ２１８）、感光体１の駆動モータを
ＯＦＦし（Ｓ２１９）、感光体１を停止させ感光体表面
電位制御動作を終了する。

【００１９】従来のトナー濃度制御基準値設定の動作
フローでは、機械を長時間放置した場合に行うので、図
３に例すように、先ず、上記電位センサ校正を行う
（Ｓ３０１）。そして、上記光反射型フォトセンサ１
０の初期設定を行うために感光体１の駆動モータをＯＮ
し（Ｓ３０２）、感光体１を駆動してから、感光体１表
面の地肌部における光反射型フォトセンサ１０の出力
(Ｖsg)を４．０ｖに調整する（Ｓ３０３）。その後、現
像駆動をＯＮ状態にして現像剤攪拌動作を実行する（Ｓ
３０４）。次いで、光反射型フォトセンサ１０によって
検出しようとする潜像パターン部の潜像電位を目標値に
するためにＬＤパワーをＯＮ状態にして（Ｓ３０５）、
Ｖp潜像電位を検出し（Ｓ３０６）、潜像パターン部が
現像部を通過する際に現像ポテンシャルを−３００ｖと
するように、Ｖbとして（Ｖp−３００）ｖをＯＮする
（Ｓ３０７）。この状態で、潜像パターン部における光
反射型フォトセンサ１０の出力(Ｖsp）を検出する（Ｓ
３０８）。ここで、Ｖsp／Ｖsgの出力比より、現像ユニ
ット１４に設置されたトナー濃度センサ２０のトナー濃
度制御基準値(Ｖref)の差分値ΔＶrefを算出し（Ｓ３０
９）、トナー濃度制御基準値(Ｖref)を決定する（Ｓ３
１０）。上記の動作によってＶrefトナー濃度制御基準
値を作像条件として設定し、調整動作を終えた後、帯電
グリッド電圧及びＬＤパワーをＯＦＦし（Ｓ３１１）、
現像駆動をＯＦＦし（Ｓ３１２）、感光体１の駆動モー
タをＯＦＦし（Ｓ２１９）、感光体１を停止させトナー
濃度制御基準値設定動作を終了する。

【００２０】上記の感光体表面電位制御とのトナー
濃度制御基準値設定の各動作は、従来においては、順番
に実行しており、感光体表面電位が目標値に調整される
までに複数回のパターン作像を要し、作像条件調整動作
全体に要する時間に大きく影響していた。そこで、本実
施例では、上記、の動作を同時進行させることで、
作像条件調整動作にかかる時間を短縮させるようにす
る。また、上記の現像剤攪拌については、現像剤攪拌
に要する時間はトナー帯電量の低下度合いによって決ま
り、トナー帯電量の低下度合いが大きいほど通常状態に
戻すために要する攪拌時間は長くなる。ところで、現像
ユニット１４内に充填された現像剤中のトナー帯電量は
放置によって低下する傾向にあることから、安定したト
ナー濃度制御を行うには、本体立ち上げ時に極力早い時
点で現像剤攪拌動作の要否を確認した方が、作像条件調
整動作を短時間で完了させるには都合がよい。言い変え
れば、極力早い段階から現像剤を攪拌しておいた方がよ
い。従って、本実施例では、上記の動作実行開始と共
に現像駆動をＯＮ状態にして現像剤攪拌動作を実行し、
上記、およびの動作を同時進行させることで、作
像条件調整動作にかかる時間の短縮を図るようにしてい
る。

【００２１】この方式による時に考慮すべきは、感光体
表面の露光してない部分にトナーを付着させる現像方式
(ポジ−ポジ現像)の場合、Ｖd潜像電位形成時に現像駆
動ＯＮにすることで不必要なトナー消費が起こり、トナ
ー濃度低下や感光体表面のクリーニング不良の問題が発
生してしまうことにあり、これを防止するためには、高
い現像バイアス電圧の印加等が必要となる。一方、感光
体表面の露光した部分にトナーを付着させる現像方式
(ネガ−ポジ現像)においては、Ｖd領域は現像されない
ため、不要なトナー消費は行われない。Ｖh潜像パター
ン部はＬＤによる書き込み領域を電位センサ６にて検出
できる最小範囲に抑えることで無駄なトナー消費はなく
なる。本実施例ではＶh潜像パターンサイズを感光体が
ドラム状である場合、軸方向に対して幅２０mm、感光体
周方向に対して長さ６０mmとしている。また、Ｖh潜像
パターン部に任意の現像バイアス電圧を印加すること
で、感光体表面に希望するトナー付着量の顕像パターン
を作像することができる。本実施例では、のトナー濃
度制御基準値設定用に感光体表面に作像する顕像パター
ン、すなわち光反射型フォトセンサ１０にて検出するパ
ターン（以下「Ｐセンサパターン」と記す）のトナー付
着量が０．４mg／cm^２となるように、現像バイアス電圧
と感光体表面電位の現像ポテンシャルをＶb−Ｖp＝−３
００ｖと設定している。従って、図５に示すように、Ｖ
h潜像パターンが現像部を通過する際にＶb＝−６００ｖ
の現像バイアス電圧を印加することによって、Ｐセンサ
パターンを作像し、このＰセンサパターン部のトナー付
着量を光反射型フォトセンサ１０によって検出すること
で、感光体表面のトナー付着量が適切であるか否かを判
断する。このように、電位制御用のＶhパターンとトナ
ー濃度制御用のＰセンサパターンを共用することで、作
像条件調整動作の実行時間を短縮している。

【００２２】ここで、電位制御用のＶhパターンとトナ
ー濃度制御用のＰセンサパターンを共用することで、上
記、およびの動作を同時進行させる作像条件調整
を行う本発明の実施例の動作を図４に示すフロー図を参
照して説明する。この実施例のフローでは、感光体１の
駆動と同時に、現像剤攪拌動作を開始する。このため、
感光体１の駆動モータをＯＮし（Ｓ４０１）、同時に現
像駆動をＯＮ状態にして現像剤攪拌動作を始める（Ｓ４
０２）。感光体１の回転を開始させてから、保存してい
た前回の作像条件調整動作にて設定された出力にて帯電
チャージャ３の帯電グリッド電圧をＯＮにし（Ｓ４０
３）、帯電グリッド電圧により形成された感光体１上の
Ｖd潜像領域が電位センサ６に到達したところで、Ｖd潜
像電位を検出する（Ｓ４０４）。検出したＶd潜像電位
が目標値（−９００±１０ｖ）の範囲に入るか否かをチ
ェックし（Ｓ４０５）、入らなかった場合には、帯電グ
リッド電圧をシフトさせて再度出力し（Ｓ４０８）、前
回と同様にＶd潜像領域を作像し、電位センサ６にてＶd
潜像電位を検出する。このような動作を、Ｖd潜像電位
が目標値に到達するまで最大５回実行する（Ｓ４０６，
Ｓ４０７）。５回実行後でもＶd潜像電位が目標値に入
らない場合には、本体の操作部に異常表示して、感光体
表面電位制御動作を終了する（Ｓ４０９）。また、Ｖd
潜像電位が目標値（−９００±１０ｖ）の範囲に入った
場合には、その時の値を帯電グリッド電圧として決定
し、作像条件として設定する（Ｓ４１０）。

【００２３】次いで、中間電位のＶh潜像パターン、即
ちパターンを兼用するトナー濃度制御用のＰセンサパタ
ーン、を作像する。Ｖh潜像パターンの電位はＬＤパワ
ーの調整或いはドットパターンの面積率によって中間調
の電位（目標値：−３００±２０ｖ）を形成する。ま
た、Ｐセンサパターンはトナー濃度制御基準値を求める
ための後述するＶsp／Ｖsgの変化量(ΔＰ)を算出するた
めに用いられる。Ｖh潜像パターン（Ｐセンサパター
ン）形成は、直前に設定された帯電グリッド電圧及び保
存していた前回の作像条件調整動作にて設定されたＬＤ
パワーを出力し（Ｓ４１１）、その時に電位センサ６に
て検出したＶh潜像パターンをＶh潜像電位とする（Ｓ４
１３）。なお、フローとしては、この検出の前に、ΔＰ
算出のためにｎ＝０を置く（Ｓ４１２）。Ｓ４１３で検
出したＶh潜像電位に基づいて、潜像パターン（Ｐセン
サパターン）部が現像部を通過する際に現像ポテンシャ
ルを−３００ｖとするように、Ｖbとして（Ｖh−３０
０）ｖをＯＮする（Ｓ４１４）。この状態で、潜像パタ
ーン（Ｐセンサパターン）部における光反射型フォトセ
ンサ１０の出力(Ｖsp）を検出する（Ｓ４１５）。ここ
で、Ｖsp／Ｖsgの出力比（Ｐｎ＋１）を求めメモリに記
憶する（Ｓ４１６）。この後、出力比Ｐ１を記憶してか
ら２０sec経過したか否かをチェックし（Ｓ４１７）、
経過していない場合、Ｖh潜像電位が目標値（−３００
±２０ｖ）の範囲に入るか否かをチェックし（Ｓ４１
８）、入らなかった場合には、ＬＤパワーをシフトさ
せ、入っている場合前と同じパワーで再度出力し（Ｓ４
１９，Ｓ４２１）、前回と同様であるが、ｎ＝ｎ＋１と
して（Ｓ４２２）、今回のＶh潜像パターンを作像し、
Ｐｎ＋１を求め記憶する。記憶したＰ１、Ｐｎ＋１を基
にトナー帯電量の安定化を図る（詳細は後述）ために、
ΔＰ（＝［Ｐｎ＋１］−［Ｐ１］）を求め、ΔＰから現
像ユニット１４に設置されたトナー濃度センサ２０のト
ナー濃度制御基準値(Ｖref)を算出し（Ｓ４２３）、ト
ナー濃度制御基準値(Ｖref)を決定する。

【００２４】ステップＳ４１７でＰ１をメモリに記憶
し、２０sec経過してなお、Ｖh潜像電位が目標値（−３
００±２０ｖ）の範囲に入らない場合があるので、ここ
で、Ｖh潜像電位が目標値（−３００±２０ｖ）の範囲
に入るか否かをチェックし（Ｓ４２４）、入らなかった
場合には、ＬＤパワーをシフトさせて再度出力し（Ｓ４
２１）、Ｓ４１３〜Ｓ４２３までの動作ステップをＶh
潜像電位が目標値（−３００±２０ｖ）の範囲に入るま
で最大５回実行する（Ｓ４２５）。５回実行後でもＶh
潜像電位が目標値に入らない場合には、本体の操作部に
異常表示して、感光体表面電位制御動作を終了する（Ｓ
４２６）。この動作によりＶh潜像電位が目標値（−３
００±２０ｖ）の範囲に入った場合には、その時のそれ
ぞれの値を調整後のトナー濃度制御基準値(Ｖref)、Ｌ
Ｄパワー、として決定し、作像条件として設定する（Ｓ
４２３，Ｓ４２７）。上記の動作によって帯電グリッド
電圧、ＬＤパワー及びトナー濃度制御基準値を作像条件
として設定し、調整動作を終えた後、帯電グリッド電圧
及びＬＤパワーをＯＦＦし（Ｓ４２８）、現像駆動をＯ
ＦＦし（Ｓ４２９）、感光体１の駆動モータをＯＦＦし
（Ｓ４３０）、感光体１を停止させ、作像条件調整動作
を終了する。

【００２５】なお、本実施例においては、光反射型フォ
トセンサ１０は感光体１の軸方向に対して電位センサ６
と同じ位置とし、感光体１の周方向に対しては、現像ユ
ニット１４からのトナー飛散の影響を回避するために、
転写ユニット９とクリーニングユニット１１の中間に配
置させ、Ｐセンサパターン作像時は、Ｐセンサパターン
の転写ベルト２８への移行を回避するために、転写ベル
ト２８を図示しないソレノイドによって感光体１から離
間させておく。また、感光体１の軸方向に近接させて並
べた複数の潜像パターンを形成し、１つは感光体１の表
面電位調整用、他の１つはトナー濃度調整用といった具
合に、各々異なる目的の潜像パターンを感光体１の周方
向には同一タイミングで動作する、或いは例えば１sec
以下のタイミングで動作するような差を設けて形成する
ことで、感光体表面電位検知による感光体表面電位制御
または現像バイアス電圧制御、およびトナー濃度制御を
短時間で完了させることができる。 ただし、この場合
には、近接する複数の潜像パターン電位間の位置による
誤差を含んでしまう。この位置による誤差を発生させな
い手段として、感光体軸方向に複数の電位センサおよび
Ｐセンサを設置する方法などを用いることができる。

【００２６】また、感光体１上のトナー付着量と光反射
型フォトセンサ１０の出力との関係は図６に示す通りで
あり、光反射型フォトセンサ１０の出力（Ｖsp）はＰセ
ンサパターン部のトナー付着量に応じて変化する。トナ
ー付着量が多い場合には、感光体１からの反射光量が低
下し、Ｖspは低くなる。既に述べたように、光反射型フ
ォトセンサ１０の出力は感光体地肌部にてＶsg＝４．０
ｖに調整されており、Ｖsp／Ｖsgの出力比に応じて、現
像ユニット１４に設置されたトナー濃度センサ２０の制
御基準値（Ｖref）を決定している。また、現像剤中の
トナー濃度とトナー濃度センサ２０の出力の関係は図７
に示す通りである。トナー濃度センサ２０は、常時トナ
ー濃度(実際には現像剤の透磁率)を検出しており、トナ
ー濃度が低下すると、トナー濃度センサ出力（Ｖｔ）が
上昇し、Ｖｔ＞Ｖrefとなった場合にトナー補給信号を
発信する。そして、トナー補給信号を受けた装置本体の
ＣＰＵ２１からトナー補給部への信号に応じてトナー補
給動作が行われる。つまり、トナー濃度の制御レベルは
トナー濃度制御基準値(Ｖref)によって決められるた
め、現像能力が低くて画像濃度が低くなってしまう場合
には、Ｖrefを低めに設定して、トナー補給動作を頻繁
に行うようにする。また、現像能力が高い場合には、Ｖ
refを高めに設定して、トナー補給動作が実行されにく
いようにする。

【００２７】また、現像剤の放置時間とトナー帯電量に
は図８に示すような関係があるが、現像剤の放置によっ
て、現像剤中のトナー帯電量が一時的に低下している場
合には、一時的に現像能力が高くなるが、この時点で現
像能力が高いと判断し、Ｖrefを高めに設定してしまう
と、連続コピー枚数の多いジョブを実行した場合には、
長時間現像剤が攪拌されトナー帯電量が上昇することに
よって、画像濃度が低下してしまう不具合が発生してし
まう。その対応策として、この実施例では図９に示すよ
うに現像剤攪拌中に２回のＶsp／Ｖsg検出を行い、その
変化量(ΔＰ)に応じてＶrefのシフト量を変えることで
画像品質を安定的に維持している。一定時間の現像剤攪
拌を行った場合、放置によるトナー帯電量の低下が大き
い場合には、ΔＰ1のようにΔＰが大きく、放置による
トナー帯電量の低下が小さい場合には、ΔＰ２のように
ΔＰは小さくなる。具体的には、現像剤攪拌中にＶsp／
Ｖsgを２０sec間隔で検出し、１回目と２回目のＶsp／
Ｖsgの変化量(ΔＰ)がΔＰ≦０．０５であった場合に
は、通常通りにＶrefを設定し、０．０５＜ΔＰであっ
た場合には、Ｖrefのシフト量(ΔＶref)を１．２倍にす
る。なお、このＶrefのシフト量(ΔＶref)の補正が必要
となるのは、現像剤を長く放置していた状態で、トナー
帯電量が低下した場合であることから、この補正を行う
場合の条件として、定着ユニットの温度センサ８によっ
て検出される温度を放置状態を知る目安にする。これを
電源ＯＦＦから装置が長く使用されずにいた場合に低下
する温度、例えば５０℃以下として、それ以下に低下し
た場合にこの補正を行うようにする。

【００２８】また、本体放置によって低下したトナー帯
電量は、図１０のように現像剤を攪拌することで再び上
昇し、安定レベルまで復帰させることができるが、適切
な現像剤攪拌時間はトナー帯電量の低下度合いによって
異なる。そこで、この実施例では、現像剤攪拌中に２回
のＶsp／Ｖsg検出を行い、その変化量に応じて現像剤攪
拌時間を変えて、より短時間でトナー帯電量を安定レベ
ルまで復帰させて、画像品質を安定的に維持している。
具体的には、現像剤攪拌中にＶsp／Ｖsgを２０sec間隔
で検出し、１回目と２回目のＶsp／Ｖsgの変化量(ΔＰ)
に応じて現像剤攪拌時間を以下の通りに設定する。 a) ΔＰ≦０．０２５ …… 現像剤攪拌時間：２０sec
(最短) b) ０．０２５＜ΔＰ≦０．０５ …… 現像剤攪拌時
間：６０sec c) ０．０５＜ΔＰ …… 現像剤攪拌時間：１８０sec なお、この現像剤攪拌時間の調整が必要となるのは、現
像剤を長く放置していた状態で、トナー帯電量が低下し
た場合であることから、この補正を行う場合の条件とし
て、定着ユニットの温度センサ８によって検出される温
度を放置状態を知る目安にする。これを電源ＯＦＦから
装置が長く使用されずにいた場合に低下する温度、例え
ば５０℃以下として、それ以下に低下した場合にこの補
正を行うようにする。

【００２９】また、本発明においては、上記装置本体の
ＣＰＵ２１が実行する感光体表面電位制御、トナー濃度
制御基準値設定、現像剤攪拌を行うための動作プログラ
ムとして上記実施例に示したような動作を行うための手
順を記述した動作プログラムを用意し、用意したプログ
ラムを用いることにより目的とする動作を具体的に実行
することができる。このプログラムは、周知のコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体に記録され、装置本体のＣ
ＰＵ２１の制御下のＲＯＭ２２として用いるか、プログ
ラムを記録した媒体から適用する装置本体内のＲＡＭ２
３にインストールされ、記録媒体から読み出されたプロ
グラムに従って動作が実行される。

【００３０】

【発明の効果】（１） 請求項１，２，６の発明に対応
する効果 本発明においては、帯電・露光・現像条件、トナー濃度
制御基準値といった作像条件を調整可能な電子写真方式
の画像形成において、調整に用いる潜像パターンを現像
バイアス電圧調整用とトナー濃度調整用に兼用にして、
現像バイアス電圧調整に用いた潜像パターンにトナーを
付着させ、付着したトナー量を検出するようにしたこと
により、感光体表面電位を調整する動作とトナー濃度制
御動作をほぼ同時に行うことができ、作像条件調整動作
を短時間で完了することができ、オペレータが長時間待
機することなくコピー作業を行うことができる。 （２） 請求項３，７の発明に対応する効果 上記（１）の効果に加えて、定着温度を検出する温度セ
ンサによって検出された温度が所定値以下の時に、感光
体上に時間を隔てて少なくとも２つのトナー付着パター
ンを作像し、作像したパターンのトナー付着量を検出
し、得たパターン間の検出値の変化量に応じてトナー濃
度の調整値を補正するようにしているので、装置を不使
用状態に放置したことによってトナー帯電量が低下した
場合でも、トナー濃度を精度良く安定して制御すること
ができ、地肌汚れ、トナーチリやトナー飛散などのない
良好な画像品質を維持することができる。 （３） 請求項４，８の発明に対応する効果 上記（１）、（２）の効果に加えて、定着温度を検出す
る温度センサによって検出された温度が所定値以下の時
に、感光体上に時間を隔てて少なくとも２つのトナー付
着パターンを作像し、作像したパターンのトナー付着量
を検出し、得たパターン間の検出値の変化量に応じて現
像剤攪拌時間を補正するようにしているので、装置を不
使用状態に放置したことによってトナー帯電量が低下し
た場合でも、適切な現像剤攪拌時間でトナー帯電量を回
復させることができる。これによって、トナー濃度を精
度良く安定して制御することができ、地肌汚れ、トナー
チリやトナー飛散などのない良好な画像品質を維持する
ことができる。 （４） 請求項５の発明に対応する効果 請求項１〜４のいずれかに記載された電子写真方式によ
る画像形成装置を画像処理装置の構成要素として用いる
ことにより、上記（１）〜（３）の効果を画像処理装置
において実現し、装置の高性能化を図ることができる。 （５） 請求項９の発明に対応する効果 電子写真方式の画像形成の制御を司るＣＰＵが本発明の
記録媒体に記録された作像条件の調整方法を実行するた
めのプログラムを用いることによって、請求項６乃至８
の発明に関わる動作を容易に実行することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 デジタル複写機等の画像処理装置に装備し得
る本発明による画像形成装置の概要を示す。

【図２】 従来における感光体表面電位、現像バイアス
電位の調整動作のフローを示す。

【図３】 従来におけるトナー濃度制御基準値設定動作
のフローを示す。

【図４】 本発明における感光体表面電位、現像バイア
ス電位、トナー濃度制御基準値設定を含む作像条件調整
動作のフローを示す。

【図５】 暗部（Ｖd）、明部（Ｖp）の感光体表面電位
と現像バイアス電圧Ｖbの関係を示す。

【図６】 感光体上のトナー付着量と光反射型フォトセ
ンサの出力（Ｖsp）との関係を示す。

【図７】 現像剤中のトナー濃度とトナー濃度センサの
出力の関係を示す。

【図８】 現像剤の放置時間とトナー帯電量の関係を示
す。

【図９】 光反射型フォトセンサの出力比Ｖsp／Ｖsgと
現像剤攪拌時間の関係を示す。

【図１０】 現像剤攪拌時間とトナー帯電量の関係を示
す。

【符号の説明】

１…感光体（ドラム）、 ３…帯電チャ
ージャ、４…ＬＤ（レーザダイオード）露光、 ５…
定着ローラ、６…電位センサ、
８…温度センサ、１０…光反射型フォトセンサ、
１２…現像剤攪拌部、１３…トナー補給部、
１４…現像ユニット、１９…現像バイアス
電源、 ２０…トナー濃度センサ、２１…
ＣＰＵ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA02 DA10 DA12 DE02 DE07 EA02 EA04 EA05 EC03 ED03 ED06 ED09 EE06 ZA07 2H073 AA10 BA01 BA13 BA23 BA41 BA45 CA03 2H077 AD35 DA03 DB01 DB08 DB13 EA01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体表面電位を検出する電位検出手段
   と、該電位検出手段による検出値に基づいて現像バイア
   ス電圧を調整する手段と、感光体上のトナー付着量検出
   手段と、該トナー付着量検出手段による検出値に基づい
   て２成分現像剤におけるトナー濃度を調整する手段を備
   えた電子写真方式による画像形成装置であって、現像バ
   イアス電圧の調整用に感光体上に形成する潜像パターン
   をトナー濃度の調整用に感光体上に形成する潜像パター
   ンに兼用し、該潜像パターンによって前記各調整手段が
   調整動作を行うようにしたことを特徴とする電子写真方
   式による画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された電子写真方式によ
   る画像形成装置において、前記現像バイアス電圧調整手
   段は、前記潜像パターンにおける現像ポテンシャルが所
   定の中間電位となるように露光を制御し、その結果に従
   い現像バイアス電圧を調整し、前記トナー濃度調整手段
   は、調整された現像バイアス電圧によって付着した前記
   潜像パターンのトナー付着量に基づいてトナー濃度の調
   整を行うことを特徴とする電子写真方式による画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載された電子写真方
   式による画像形成装置において、定着温度を検出する温
   度センサによって検出された温度が所定値以下の時に、
   感光体上に時間を隔てて少なくとも２つの前記潜像パタ
   ーンによるトナー付着パターンを作像し、前記トナー付
   着量検出手段により検出した該トナー付着パターン間の
   検出値の変化量に応じてトナー濃度の調整値を補正する
   ことを特徴とする電子写真方式による画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載された
   電子写真方式による画像形成装置において、定着温度を
   検出する温度センサによって検出された温度が所定値以
   下の時に、感光体上に時間を隔てて少なくとも２つの前
   記潜像パターンによるトナー付着パターンを作像し、前
   記トナー付着量検出手段により検出した該トナー付着パ
   ターン間の検出値の変化量に応じて、現像剤攪拌時間を
   補正することを特徴とする電子写真方式による画像形成
   装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載された
   電子写真方式による画像形成装置を備えたことを特徴と
   する画像処理装置。
6. 【請求項６】 感光体上に形成した潜像パターンの電位
   を検出し、検出値に基づいて潜像パターンにおける現像
   ポテンシャルが所定の中間電位となるように露光を制御
   し、その結果に従い現像バイアス電圧を調整し、調整し
   た現像バイアス電圧によって感光体上に形成した潜像パ
   ターンにトナーを付着させ、付着したトナー量を検出
   し、検出値に基づいて２成分現像剤におけるトナー濃度
   を調整する電子写真方式の画像形成における作像条件の
   調整方法であって、前記潜像パターンを現像バイアス電
   圧調整用とトナー濃度調整用に兼用にして、現像バイア
   ス電圧調整に用いた潜像パターンにトナーを付着させ、
   付着したトナー量を検出するようにしたことを特徴とす
   る電子写真方式の画像形成における作像条件の調整方
   法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載された電子写真方式の画
   像形成における作像条件の調整方法において、定着温度
   を検出する温度センサによって検出された温度が所定値
   以下の時に、感光体上に時間を隔てて少なくとも２つの
   トナー付着パターンを作像し、作像したパターンのトナ
   ー付着量を検出し、得たパターン間の検出値の変化量に
   応じてトナー濃度の調整値を補正することを特徴とする
   電子写真方式の画像形成における作像条件の調整方法。
8. 【請求項８】 請求項６又は７に記載された電子写真方
   式の画像形成における作像条件の調整方法において、定
   着温度を検出する温度センサによって検出された温度が
   所定値以下の時に、感光体上に時間を隔てて少なくとも
   ２つのトナー付着パターンを作像し、作像したパターン
   のトナー付着量を検出し、得たパターン間の検出値の変
   化量に応じて現像剤攪拌時間を補正することを特徴とす
   る電子写真方式の画像形成における作像条件の調整方
   法。
9. 【請求項９】 請求項６乃至８のいずれかに記載された
   電子写真方式の画像形成における作像条件の調整方法を
   実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み
   取り可能な記録媒体。