JP2003207957A

JP2003207957A - 画像形成方法および画像形成装置

Info

Publication number: JP2003207957A
Application number: JP2002005890A
Authority: JP
Inventors: Toru Komatsu; 小松　　徹; Hirotaka Kabashima; 浩貴椛島; Toru Yamaguchi; 徹山口; Tetsuya Ishikawa; 哲也石川
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2003-07-25
Anticipated expiration: 2022-01-15
Also published as: JP4214699B2

Abstract

(57)【要約】【課題】像形成体の感度変化、あるいは、露光手段に
よる書き込み光の応答性等によらず制御用パッチの最適
な濃度を求めることを可能とし、以て、安定した画像濃
度を有する画像形成を長期間にわたって維持できる画像
形成方法および画像形成装置を提供すること。【解決手段】ディザパターン、誤差拡散パターン、ま
たは、レーザパルス幅変調パターンからなる制御用パッ
チを用いるとともに、像形成体感度、書き込み光の応答
性等の情報を取り込んで、制御用パッチの濃度を導くた
めの演算に使用する閾値を変更し、導かれた濃度を有す
る前記制御用パッチの現像後の濃度検知信号に基づいて
画像形成条件を制御する画像形成方法および画像形成装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式により
記録材上に画像を形成する画像形成方法および画像形成
装置に関し、特に、画像濃度の制御技術に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナーとキャリアとからなる二成
分現像剤を使用して、感光体上に形成した潜像を現像す
る構成の現像器を有する複写機やプリンタ等の画像形成
装置においては、現像に消費されたトナー量に見合った
量のトナーを補給し、現像剤中のトナー濃度を一定に維
持する画像濃度制御方法が採用されていた。

【０００３】上述のトナー補給は、例えば、現像剤の抵
抗や透磁率を検知し、トナー濃度の低下が検知された場
合に行うように制御されていた。

【０００４】しかしながら、この方法は検知誤差が発生
しやすく、また、現像剤の現像性能の変動に的確に対処
できないこともあって、高品質な画像を長期にわたって
安定して提供することには限度があった。

【０００５】このような画像濃度制御における不都合を
解消すべく、感光体上に制御用パッチを形成し、当該制
御用パッチの画像濃度を濃度検知手段により検知し、そ
の検知信号に基づいて画像形成条件を制御する方法があ
る。

【０００６】この方法による画像濃度制御は、実際に形
成される画像の画像濃度を一定にするので、基本的に
は、制御誤差が少ないという特徴がある。

【０００７】このような画像濃度制御について、本願出
願人は、特開平７−１３７３４６号公報、特開２０００
−１８１１５５号公報等により幾つかの提案をしてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、制御用パッ
チを使用する画像濃度制御は上述のように有用な技術で
はあるが、特に、画像形成速度が高速化されたり、ある
いは、重合トナーの如く、小粒径化したトナーを使用す
る画像形成においては、問題があることが明らかになっ
た。

【０００９】例えば、連続画像形成工程において、制御
用パッチは先行する画像領域と後続の画像領域の間の非
画像領域に形成されるが、制御用パッチの画像形成条件
の設定を画像形成工程の進行に追従させることが困難に
なっている。

【００１０】具体的には、従来の制御用パッチの作製
は、通常の画像形成における現像バイアス電圧値や帯電
電位値を切替え、低くした値（条件）で形成していた
が、帯電装置や現像バイアス電源の応答速度が遅いため
に、結果として、制御用パッチの濃度が安定しなかった
り、通常の画像領域の先端部の濃度が不均一になる等の
問題があった。

【００１１】また、従来の制御用パッチは、いわゆるベ
タ画像と呼ばれる一様な濃度の画像として形成されてい
るが、このようなベタ画像は、画像形成条件の変動に対
する安定性がよくなく、現像剤の長時間使用による現像
性能の変化等により、制御用パッチの濃度が変化してし
まうので、基本的には有用な濃度制御技術でありなが
ら、通常の画像形成に向けられる画像形成条件の制御精
度を低下させてしまうという問題があった。

【００１２】現像剤の長時間使用により、制御用パッチ
の濃度が所定濃度よりも低下していると濃度検知手段に
より検知されると、例えば、過剰なトナー補給が行わ
れ、画像濃度の過多やトナー飛散を招来する等の問題を
発生する。

【００１３】このような制御用パッチの濃度と実際に形
成される画像の濃度との間の乖離現象は、重合トナーを
用いた場合に特に顕著である。

【００１４】このような新たな問題に対して、本発明者
等は前記制御用パッチをディザパターンとすることによ
り、安定した濃度の制御用パッチ作製に基づく画像形成
条件の制御の向上を図った。

【００１５】但し、斯様な制御用パッチを使用する構成
にしても、温湿度による像形成体の感度変化、あるい
は、現像剤特性の変化等により制御用パッチの濃度も僅
かながら変化してしまい、濃度制御技術は、まだ改良の
余地があることが判明した。

【００１６】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたもので、その目的は、像形成体の感度変化、ある
いは、露光手段による書き込み光の応答性の変化等によ
らず制御用パッチの最適な濃度を求めることを可能と
し、以て、安定した画像濃度を有する画像形成を長期間
にわたって維持できる画像形成方法および画像形成装置
を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記の構成に
よって達成することができる。

【００１８】（１）複数の、かつ、互いに異なった基準
入力濃度の画像データに基づく書き込み光により、複数
の制御用パッチの潜像を像形成体上に形成する工程、複
数の前記制御用パッチの潜像電位を電位検知手段で計測
する工程、前記潜像電位と基準入力濃度との関係を演算
手段により演算して、所定の潜像電位となる制御用パッ
チの濃度（Ｐ１）を導き出すとともに、記憶手段に記憶
する工程、を含み、前記濃度（Ｐ１）を有する制御用パ
ッチの現像後の濃度検知信号に基づいて画像形成条件を
制御して画像を形成する画像形成方法であって、演算時
の前記像形成体の温度（Ｔ１）を温度検知手段で検知す
るとともに、記憶手段により記憶しておき、前記濃度
（Ｐ１）を有する前記制御用パッチの作製時における前
記像形成体の温度が前記温度（Ｔ１）に対して変動して
いる場合、変動量に応じて前記制御用パッチの濃度（Ｐ
１）を変更する、ことを特徴とする画像形成方法。

【００１９】（２）前記制御用パッチはディザパターン
からなることを特徴とする前記（１）に記載の画像形成
方法。

【００２０】（３）前記制御用パッチは誤差拡散パター
ンからなることを特徴とする前記（１）に記載の画像形
成方法。

【００２１】（４）前記制御用パッチはレーザパルス幅
変調パターンからなることを特徴とする前記（１）に記
載の画像形成方法。

【００２２】（５）温度の変動によって変更される制御
用パッチの濃度は、更に、環境の変動に応じて変更され
ることを特徴とする前記（１）に記載の画像形成方法。

【００２３】（６）複数の、かつ、互いに異なった基準
入力濃度の画像データに基づく書き込み光により、複数
の制御用パッチの潜像を像形成体上に形成する工程、複
数の前記制御用パッチの潜像電位を電位検知手段で計測
する工程、前記潜像電位と基準入力濃度との関係を演算
手段により演算して、所定の潜像電位となる制御用パッ
チの濃度（Ｐ１）を導き出すとともに、記憶手段に記憶
する工程、を含み、前記濃度（Ｐ１）を有する制御用パ
ッチの現像後の濃度検知信号に基づいて画像形成条件を
制御して画像を形成する画像形成方法であって、記憶手
段に予め記憶してある像形成体の感度に応じて前記演算
に使用する閾値を変更する、ことを特徴とする画像形成
方法。

【００２４】（７）前記制御用パッチはディザパターン
からなることを特徴とする前記（６）に記載の画像形成
方法。

【００２５】（８）前記制御用パッチは誤差拡散パター
ンからなることを特徴とする前記（６）に記載の画像形
成方法。

【００２６】（９）前記制御用パッチはレーザパルス幅
変調パターンからなることを特徴とする前記（６）に記
載の画像形成方法。

【００２７】（１０）前記制御用パッチの濃度を導き出
す閾値は、環境の変化に応じて変更されることを特徴と
する前記（６）に記載の画像形成方法。

【００２８】（１１）前記制御用パッチの濃度を導き出
す閾値は、プリント枚数に応じて変更されることを特徴
とする前記（６）に記載の画像形成方法。

【００２９】（１２）前記制御用パッチの濃度を導き出
す閾値は、現像剤の撹拌時間に応じて変更されることを
特徴とする前記（６）に記載の画像形成方法。

【００３０】（１３）複数の、かつ、互いに異なった基
準入力濃度の画像データに基づく書き込み光により、複
数の制御用パッチの潜像を像形成体上に形成する工程、
複数の前記制御用パッチの潜像電位を電位検知手段で計
測する工程、前記潜像電位と基準入力濃度との関係を演
算手段により演算して、所定の潜像電位となる制御用パ
ッチの濃度（Ｐ１）を導き出すとともに、記憶手段に記
憶する工程、を含み、前記濃度（Ｐ１）を有する制御用
パッチの現像後の濃度検知信号に基づいて画像形成条件
を制御して画像を形成する画像形成方法であって、記憶
手段に予め記憶してある前記書き込み光の応答性に応じ
て前記演算に使用する閾値を変更する、ことを特徴とす
る画像形成方法。

【００３１】（１４）前記制御用パッチはディザパター
ンからなることを特徴とする前記（１３）に記載の画像
形成方法。

【００３２】（１５）前記制御用パッチは誤差拡散パタ
ーンからなることを特徴とする前記（１３）に記載の画
像形成方法。

【００３３】（１６）前記制御用パッチはレーザパルス
幅変調パターンからなることを特徴とする前記（１３）
に記載の画像形成方法。

【００３４】（１７）前記制御用パッチの濃度を導き出
す閾値は、環境の変化に応じて変更されることを特徴と
する前記（１３）に記載の画像形成方法。

【００３５】（１８）前記制御用パッチの濃度を導き出
す閾値は、プリント枚数に応じて変更されることを特徴
とする前記（１３）に記載の画像形成方法。

【００３６】（１９）前記制御用パッチの濃度を導き出
す閾値は、現像剤の撹拌時間に応じて変更されることを
特徴とする前記（１３）に記載の画像形成方法。

【００３７】（２０）重合トナーを用いて現像が行われ
ることを特徴とする前記（１）、（６）または前記（１
３）の何れか１項に記載の画像形成方法。

【００３８】（２１）像形成体、複数の、かつ、互いに
異なった基準入力濃度の画像データに基づいて前記像形
成体上に複数の制御用パッチの潜像を形成する潜像形成
手段、前記制御用パッチの潜像電位を検知する電位検知
手段、前記制御用パッチの潜像電位と前記基準入力濃度
との関係を演算して、所定の潜像電位となる制御用パッ
チの濃度（Ｐ１）を導き出す演算手段、導き出された濃
度（Ｐ１）を有する制御用パッチを記憶する記憶手段、
演算時の前記像形成体の温度（Ｔ１）を検知する温度検
知手段、前記温度検知手段により検知された温度を記憶
する記憶手段、現像剤搬送体を有し、前記像形成体に形
成される制御用パッチの潜像を現像してトナー像を形成
する現像手段、現像された前記制御用パッチのトナー像
濃度を検知する濃度検知手段、および、制御手段、を有
し、前記制御用パッチの濃度演算時における前記像形成
体の温度（Ｔ１）に対して、コピーシーケンス中の制御
用パッチの作製時における前記像形成体の温度が変動し
ているか否かを判断し、変動量に応じて前記制御用パッ
チの濃度（Ｐ１）を変更し、最適値に変更されたパッチ
濃度となるように露光された潜像を現像して前記制御用
パッチのトナー濃度を前記濃度検知手段により検知さ
せ、その濃度信号に基づいて画像形成条件を制御する、
ことを特徴とする画像形成装置。

【００３９】（２２）前記制御用パッチは、ディザパタ
ーン、誤差拡散パターン、レーザパルス幅変調パターン
の何れか１つからなることを特徴とする前記（２１）に
記載の画像形成装置。

【００４０】（２３）前記像形成体の感度を予め記憶し
てある記憶手段を有し、前記記憶手段に記憶してある前
記像形成体の感度に応じて制御用パッチを導く演算に使
用する閾値を変更するとともに、前記演算手段による演
算を行わせることを特徴とする前記（２１）に記載の画
像形成装置。

【００４１】（２４）前記潜像形成手段を構成する書き
込み手段の書き込み光の応答性を予め記憶してある記憶
手段を有し、前記記憶手段に記憶してある前記書き込み
光の応答性に応じて制御用パッチを導く演算に使用する
閾値を変更するとともに、前記演算手段による演算を行
わせることを特徴とする前記（２１）に記載の画像形成
装置。

【００４２】（２５）前記現像手段は、重合トナーを用
いることを特徴とする前記（２１）乃至前記（２４）の
何れか１項に記載の画像形成装置。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態の一
例を図面を用いて説明する。

【００４４】図１は画像形成装置の全体構成を模式的に
示す説明用の図である。時計方向に回転される像形成体
としての感光体１に対して、スコロトロン方式の帯電装
置２により一様帯電し、半導体レーザ光源を有する露光
装置３の画像データに応じたドット露光により、前記感
光体１上に静電潜像（以下、単に潜像という）を形成す
る。

【００４５】前記帯電装置２と前記露光装置３とは潜像
形成手段を構成する。前記感光体１に形成された潜像
は、二成分現像剤により反転現像を行う現像手段として
の現像装置４により現像され、トナー像として顕像化さ
れる。

【００４６】前記現像装置４は、現像剤搬送体としての
可回転の現像スリーブ４Ａと現像剤撹拌手段としての二
本の撹拌スクリュー４Ｂを有し、また、前記現像スリー
ブ４Ａは当該現像スリーブ４Ａ上に現像剤を磁気吸着せ
しめるための磁石（不図示）を位置固定で内蔵してい
る。

【００４７】前記トナー像は転写装置５により記録材Ｐ
に転写され、定着装置８により記録材Ｐに定着される。
前記記録材Ｐは、例えば、普通紙からなる。

【００４８】定着処理後の記録材Ｐは、排紙ローラ１２
により装置本体外に排紙される。前記記録材Ｐは収納部
１０に多数枚収納されており、画像形成に伴う制御に応
じて１枚ずつ搬出され、レジストローラ１１を介して、
前記感光体１上のトナー像と重畳するように、前記転写
装置５のある転写位置に送り出される。

【００４９】転写後の前記記録材Ｐは分離装置６により
前記感光体１から分離され前記定着装置８に給紙された
後、前述のように排紙される。

【００５０】７は転写後の前記感光体１をクリーニング
するクリーニング装置である。１５はトナーを前記現像
装置４に補給するトナー補給装置、１６は前記クリーニ
ング装置７により回収されたトナーを現像装置４に搬送
するトナーリサイクル装置、２０は露光後の制御用パッ
チ（後記）領域の潜像電位を検知できる電位検知手段と
しての電位センサ、２１は前記感光体１上に形成される
制御用パッチの現像後の濃度を検知できる濃度検知手段
としての濃度センサ、２２は前記感光体１の温度を検知
する温度検知手段としての温度センサで、例えば、サー
ミスタからなり、前記感光体１の周縁部に対して接触し
て設けてある。

【００５１】２３は湿度検知手段としての湿度センサで
あり、その湿度検知信号（湿度情報）と前記温度センサ
２２の温度情報とから環境条件が解る。このことから、
２つのセンサ（２２、２３）は環境検知手段を構成して
いるといえる。

【００５２】図２は画像形成装置の制御系のブロック図
である。以後の図において、既出の部材または手段と同
じ部材または手段には同一の参照符号を付し、基本的に
重複する説明は省くこととする。

【００５３】図中、制御手段３０はＣＰＵからなり、前
記電位センサ２０、前記濃度センサ２１、前記温度セン
サ２２、前記湿度センサ２３、記録材Ｐの処理枚数をカ
ウントする枚数カウンタ２４および現像剤の撹拌時間を
累計する累積計２５等の情報を取り込み、露光装置３を
駆動する露光駆動装置３１、現像装置４の現像スリーブ
４Ａを駆動するモータ３２、および、トナー補給装置１
５等を駆動制御する。

【００５４】次に、本発明の実施の形態において用いら
れる画像濃度制御の原理について、図１、２の構成を随
時用いながら、図３乃至図６を用いて説明する。

【００５５】図３は制御用パッチを用いた階調曲線の調
整を説明するための図、図４は画像濃度制御工程を示す
図、図５は制御用パッチを構成するディザパターンの一
例を示す図、図６は入力濃度とディザパターンの黒画素
数との対応関係を示す図である。

【００５６】レーザ等の露光光源から射出された光ビー
ム（書き込み光）により感光体１をドット露光して潜像
を形成し、当該潜像を現像して可視像を形成するデジタ
ル画像形成方法においては、図３に示すように露光光源
を発光させる画像データの入力濃度Ｄｉｎに対して、現
像により形成される画像の濃度、即ち、出力濃度Ｄｏｕ
ｔが所定の関係になるように画像形成条件を制御するこ
とにより、最高濃度、γ特性等で代表される所望の基準
階調曲線Ｌを持った画像が形成される。

【００５７】前記基準階調曲線Ｌは、画像の種類や画像
の使用目的により様々であり、例えば、文字画像であれ
ば、硬調な階調特性を示す階調曲線が選択されるし、写
真画であれば中間調再現性の良好な画像特性を示す階調
曲線が選択される。

【００５８】そして、画像特性が所望の特性曲線から外
れた場合には、画像形成条件を制御することにより画像
濃度制御が行われることになる。

【００５９】画像濃度制御の方法としては、例えば、露
光量を制御する方法と、現像剤のトナー濃度等の現像条
件を制御する方法とがある。

【００６０】図３において、横軸は入力濃度Ｄｉｎ、即
ち、露光駆動装置３１に入力する画像データの濃度、例
えば、８ビット２５６段階の濃度であり、縦軸は出力濃
度Ｄｏｕｔ、即ち、感光体１上に形成されたトナー像の
画像濃度である。

【００６１】曲線Ｌが所望の基準階調曲線であり、曲線
ＬＡ、ＬＢが補正されるべき階調曲線である。

【００６２】画像濃度制御は、階調曲線上の数点の画像
濃度を検知し補正することも行われるが、多くの場合、
例えば、高濃度部の１点Ｐの出力濃度Ｄｏｕｔｒを検知
し、点Ｐにおける画像濃度制御を行うことにより階調曲
線全体を補正することが行われる。

【００６３】点Ｐとしては、最高出力濃度Ｄｏｕｔｍａ
ｘよりも若干下回る出力濃度Ｄｏｕｔｒを与える入力濃
度Ｄｉｎｒが選択される。

【００６４】このように最高濃度よりも若干下回る濃度
を選択するのは、出力濃度の変化が少なくなる最高濃度
付近の領域、即ち、濃度センサの感度が低下する領域を
避けるためである。

【００６５】点Ｐにおける画像濃度制御には、露光量を
制御する方法と現像条件を制御する方法とがある。

【００６６】現像条件の制御には、トナー補給により、
現像剤のトナー濃度を制御する方法、現像バイアス電圧
値を制御する方法、現像スリーブ４Ａの現像剤搬送速度
を制御する方法等があり、また、露光量の制御には、レ
ーザ露光の場合、駆動電流を制御する方法、駆動パルス
のパルス幅を制御する方法、画像データに対する黒画素
数の対応を変える方法等がある。

【００６７】簡略的に示す図４を補足しながら本実施の
形態における画像濃度制御工程を説明する。

【００６８】まず、電位補正を実行して現像バイアス電
圧やグリッド電圧等を調整後、基準入力濃度の画像デー
タに基づいたディザパターンからなる制御用パッチの潜
像を、所定の電位に帯電された感光体１上に形成する
（Ｆ１）。

【００６９】これは、帯電後の感光体にレーザ光源によ
る書き込み光で露光することにより成される。

【００７０】また、前記制御用パッチは複数形成され、
それぞれの制御用パッチは互いに異なった基準入力濃度
（黒画素数と同義）の画像データに基づいて形成され
る。

【００７１】本実施の形態において、形成される前記制
御用パッチの数は６個である。形成された複数の前記制
御用パッチの潜像電位、換言すれば、制御用パッチの潜
像が形成されている領域の感光体１の表面電位を電位セ
ンサ２０により検知する（Ｆ２）。

【００７２】次いで、前記潜像電位と基準入力濃度との
関係を演算手段により演算して所定の潜像電位となる制
御用パッチの濃度（黒画素数と同義）を導き出すととも
に、当該制御用パッチの濃度に係わる画像データを記憶
手段に記憶し、同時に、この時の感光体１の温度を温度
センサ２２で検知し、記憶手段に記憶する（Ｆ３）。

【００７３】本実施の形態においては、ここまでの工程
を、毎朝、画像形成装置の電源がＯＮされた後であっ
て、通常の画像形成が行われる前、即ち、装置のイニシ
ャライズ時に行うようになっている。

【００７４】次に、例えば、通常の画像形成を行う直前
（例えば、画像形成指令を検知した直後）に、Ｆ３にお
いて演算で導き出された濃度を有する制御用パッチのト
ナー像を前記感光体１上に形成し、現像後の制御用パッ
チの濃度を濃度センサ２１で検知する（Ｆ４）。

【００７５】そして、前記（Ｆ４）における濃度センサ
２１の検知信号に基づいて所望の濃度を有する画像形成
ができるように画像形成条件を調整・制御する（Ｆ
５）。

【００７６】また、前記（Ｆ４）に記した制御用パッチ
の作製時における前記感光体１の温度を前記温度センサ
２２で検知し、前記制御用パッチの作製時における感光
体１の温度が、前述した演算時の感光体の温度に対して
変動している場合であって必要がある場合、その変動量
に応じて前記制御用パッチの濃度を変更（補正）する
（Ｆ６）。

【００７７】この場合には、変更された濃度を有する制
御用パッチが感光体上に作製され、その現像後のパッチ
濃度が濃度センサ２１で検知され、その検知信号に基づ
いて画像形成条件が調整される（Ｆ７）。

【００７８】なお、前記記憶手段をはじめ、感光体温度
の変動の監視や変動量に伴う制御用パッチ濃度の変更等
のプログラムは総て制御手段３０の中にあり、演算手段
はプログラムの内の１つの閉ループである。

【００７９】本実施の形態における制御用パッチのパタ
ーンは、図５に示す如く、ディザパターンＰＴからな
る。

【００８０】ディザパターンとしては、組織的ディザ法
又はランダムディザ法による周知の任意のディザパター
ンを用いることができる。

【００８１】ディザパターンの使用は、高濃度部におい
ても任意の濃度を持ったパターンを高い濃度分解能で形
成することができるので、高精度の画像濃度制御が可能
になる。

【００８２】なお、本発明に係わる制御用パッチとして
は、誤差拡散（ＥＤ）パターン、あるいは、レーザパル
ス幅変調（ＰＷＭ）パターンを用いることができ、ディ
ザパターンを使用した場合と同様に、高精度の画像濃度
制御を可能とする。

【００８３】図６は入力画像データの入力濃度Ｄｉｎと
制御用パッチの濃度としてのディザパターンの黒画素数
Ｎｒとの対応関係を示す。

【００８４】基準入力濃度Ｄｉｎｒに対して比較的高濃
度の制御用パッチの黒画素数ＤＺ（ａ）や比較的低濃度
の制御用パッチの黒画素数ＤＺ（ｂ）等が各種の条件に
対応して選択され設定される。

【００８５】基準入力濃度Ｄｉｎｒに対する黒画素数Ｄ
Ｚで表される制御用パッチの濃度は下記のように種々の
条件に対応して変更される。

【００８６】環境パラメータトナーの帯電量は環境パラメータ、即ち、温度及び湿度
により変化する。

【００８７】従って、画像濃度も環境の変化に従って変
動し、この変動に対する補正が行われる。

【００８８】トナーは高温高湿下では電荷保持力が低下
し、帯電量Ｑ／Ｍ（Ｑは電荷量、Ｍは質量）が低下す
る。

【００８９】従って、高温高湿下では画像濃度が高くな
る傾向があり、また、かぶり、トナー飛散等が出やすく
なる。

【００９０】これらの現象に対する補正として、基準入
力濃度に対して制御用パッチを構成するディザパターン
の黒画素数を変更する補正が行われる。

【００９１】例えば、環境を後述するように適宜に区分
し、例えば、高温高湿から低温低湿の環境に向けて黒画
素数を多くする補正が行われる。

【００９２】この補正は温度センサ２２および湿度セン
サ２３の検知信号に基づいて制御手段３０が行う。

【００９３】斯様な補正により、環境の変化に対して濃
度変化のない画像が形成される。画像形成量現像剤は使用されるに従ってキャリアの帯電能力の低下
とともにトナーの帯電量の低下を起こす。

【００９４】従って、画像形成量、具体的には、画像形
成枚数の増加に従って、制御用パッチの濃度と実際の画
像の濃度との間の関係にずれが生ずる。

【００９５】また、画像形成量の増加に従って、かぶり
の発生やトナー飛散が発生しやすくなる。

【００９６】これらの現象に対する調整として、画像形
成量の増加に対応して制御用パッチの濃度を下げる制御
が行われる。

【００９７】この補正は枚数カウンタ２３が計数した画
像形成量としての画像形成枚数に基づいて制御手段３０
が行い、画像形成枚数と制御用パッチの黒画素数の対応
表は制御手段３０のメモリに格納されている。

【００９８】枚数カウンタ２３は画像形成枚数の累積数
を係数し、現像装置４内の現像剤の交換時に初期化され
る。

【００９９】現像剤撹拌時間現像剤の疲労は現像剤の撹拌により進行するものであ
り、画像形成量に代えて現像剤の撹拌量を計測すること
によってより正確に測定することができる。

【０１００】例えば、現像装置４の中の現像剤撹拌手段
としての撹拌スクリュー４Ｂの回転量の累積値を検知す
ることにより現像剤の疲労度を検知することができる。

【０１０１】撹拌スクリュー４Ｂの回転量の累積値を計
数する累積計２４の検知信号に基づいて制御手段３０が
制御用パッチの黒画素数の補正を行う。

【０１０２】累積値と制御用パッチの黒画素数との対応
関係は制御手段３０のメモリに格納されており、累積計
２４の累積値は現像装置４内の現像剤の交換時に初期化
される。

【０１０３】図７はディザパターンからなる制御用パッ
チの濃度を、温度の変動に応じて変更（補正）するとき
の温度差と変更量（補正量）との関係を示す補正図であ
る。

【０１０４】図中、Ｔ１は複数の基準入力濃度をもった
制御用パッチの潜像電位と濃度との関係から、所望の潜
像電位を形成するための制御用パッチの濃度を導き出す
演算時における感光体のセルシウス温度（℃）、Ｔ２は
前記演算により導き出された濃度の制御用パッチを作製
するときの感光体のセルシウス温度（℃）を示す。

【０１０５】以下、セルシウス温度については、単に、
温度または度等と、場合に応じて適宜に簡略呼称する。

【０１０６】なお、上記説明文中の「演算時」あるいは
「制御用パッチを作製するとき」の時間的要素は厳密な
点をさすものではなく、制御に支障を来さない範囲を含
む。

【０１０７】感光体の温度の変動に基づく制御用パッチ
の濃度の変更は次のような演算により求めることができ
る。

【０１０８】即ち、今、演算により導き出された制御用
パッチの濃度値（黒画素数）をＰ１、変更された制御用
パッチの濃度値（黒画素数）をＰ２とした時（これらの
段階は、図４の説明から理解される）、Ｐ２＝Ｐ１＋
（Ｔ２−Ｔ１に応じた黒画素数の変更量）により求めら
れる。

【０１０９】例として、図７において、感光体の温度Ｔ
２が温度Ｔ１に対して８度の上昇を示した場合、温度差
を示すＴ２−Ｔ１の縦欄で「８」、そして、環境が常
温、常湿である場合、ＮＮの縦欄と前記「８」の横欄と
が交差するセルに示される「−１」が制御用パッチの濃
度（濃度値と同義）の変動量ということになる。

【０１１０】換言すれば、Ｐ１が「１１０」の黒画素数
を有する制御用パッチの濃度値であったとすると、Ｐ２
における黒画素数は「１０９」と変更され、制御用パッ
チの濃度値が変更される。

【０１１１】また、感光体の温度Ｔ２が温度Ｔ１よりも
９度低下している場合、Ｔ２−Ｔ１の縦欄で「−９」、
そして、環境が常温、常湿の領域にある場合、ＮＮの縦
欄と前記「−９」の横欄とが交差するセルに示される
「１」が制御用パッチの濃度の変動量となり、Ｐ１が
「１１０」であった場合、Ｐ２は「１１１」と変更さ
れ、制御用パッチの濃度値が変更される。

【０１１２】上記、および、図７から理解されるよう
に、本発明は、感光体の温度の変動による場合のみなら
ず、環境の変動に応じて制御用パッチの濃度を変更し、
より安定した画像濃度を有する画像形成を行うことがで
きるように配慮してある。

【０１１３】図中の上段において、ＮＮ乃至ＨＬ２にわ
たる環境の区分は、本実施の形態においては下記のよう
に区分してある。即ち、常温高湿ＮＨ、常温常湿ＮＮ、
常温低湿ＮＬ、常温低湿ＮＬ２、高温高湿ＨＨ、高温常
湿ＨＮ、高温低湿ＨＬ、高温低湿ＨＬ２、低温高湿Ｌ
Ｈ、低温常湿ＬＮ、低温低湿ＬＬ、の１１区分である。

【０１１４】この区分は、温度範囲を常温、高温、低温
の３区分にわけ、それに相対湿度を絡めるとともに常
温、高温のエリアにおいてのみ低湿領域を２区分したも
のであって実験結果に基づいて区分したものである。

【０１１５】例えば、常温のエリアは温度が１５℃以上
２５℃未満、相対湿度１５％以上６５％未満の範囲を４
区分し、高温のエリアは温度が２５℃以上、相対湿度が
６５％以上の範囲を４区分し、また、低温のエリアは温
度が１５℃未満、相対湿度が１５％未満の範囲を３区分
することで達成できる。

【０１１６】前記補正図は制御手段の中の記憶手段に記
憶されている。上記のような補正に従った制御用パッチ
の濃度検知信号に基づいて所与の画像形成条件を制御す
ることにより、像形成体の温度変化、あるいは、環境の
変化に対して濃度変化のない画像を形成することができ
る。

【０１１７】本願における第２の発明は、制御用パッチ
の潜像電位と基準入力濃度との関係を演算手段により演
算して、所定の潜像電位を形成できる制御用パッチの濃
度を導くに当たって、像形成体の感度を制御手段３０の
中の記憶手段に予め記憶しておき、当該像形成体の感度
に応じて前記演算に使用する閾値を変更し、変更後の閾
値（以下、最適閾値という）に基づいて形成した制御用
パッチの現像濃度を検知し、その濃度検知信号に基づい
て画像形成条件を制御する。

【０１１８】具体的には、一定環境下（例えば、温度２
０℃、相対湿度５０％）において一定条件で帯電した像
形成体を一定光量で露光し、その露光領域、換言すれ
ば、制御用パッチの領域における帯電電位からの電位の
下がり量を電位センサ２０で検知し、下がり量の絶対量
を演算で求め、所定の下がり量に対応して制御用パッチ
の濃度を選択する閾値（電位値）に所定量の電位を加算
して閾値を変更し、即ち、最適閾値を求め、制御手段３
０の中の記憶手段に記憶しておき、通常の画像形成の前
に形成される制御用パッチの画像データとして用いる。

【０１１９】本実施の形態においては、制御用パッチの
領域における感光体上の帯電電位（表面電位と同義）か
らの電位下がり量と加算量とを以下のような関係とし
た。

【０１２０】上記から明らかなように、電位の下がり量の絶対値にお
いて６５０Ｖを基準（閾値）としている。

【０１２１】なお、前記閾値は更に、環境の変化、プリ
ント枚数、あるいは、現像剤の撹拌時間（現像剤履歴）
に応じて変更する事ができる。

【０１２２】本実施の形態においては、例えば、制御用
パッチの濃度の閾値は現像剤履歴及び環境により以下の
ように変更される。

【０１２３】高湿常湿低湿０〜５０ｋｃ５００５０５５１５５０〜１００ｋｃ４９５５００５１０１００〜２００ｋｃ４９０４９５５０５２００〜５００ｋｃ４８５４９０５００５００〜１０００ｋｃ４８０４８５４９５１０００ｋｃ〜４７５４８０４９０各環境の下の数値は（現像バイアスの絶対値−パッチ部
電位の絶対値）であり、例えば、電位の下がり量が６６
８Ｖの感光体で、高湿度下で１５０ｋｃ使用していると
き、４９０Ｖ＋１０Ｖ＝５０５Ｖが最適閾値となる。

【０１２４】本願における第３の発明は、制御用パッチ
の潜像電位と濃度との関係を演算手段により演算して、
所定の潜像電位を形成できる制御用パッチの濃度を導く
に当たって、例えば、使用するレーザ光源の書き込み光
の応答性能を、制御手段３０の中の記憶手段に予め記憶
しておいた基準の書き込み光の応答性能と比較し、その
応答性能の差分に応じて閾値を変更し、変更後の閾値、
即ち、最適閾値に基づいて形成した制御用パッチの現像
濃度を検知し、その濃度検知信号に基づいて画像形成条
件を制御する。

【０１２５】ここで、書き込み光の応答性または応答性
能とは、温度２０℃、相対湿度５０％の一定環境下にお
いてＬＤ（レーザダイオード）点灯をＰＷＭ１２８（全
点灯２５５）で行ったとき（ＯＮ／ＯＦＦデューティ５
０％）の相対平均光量と全点灯光量との比をいう。

【０１２６】応答性の測定は、例えば、安藤電気（株）
製の光パワーメーター（Ｍｏｄｅｌ：ＡＱ１１３５Ｅ）
を用いて行うことができる。

【０１２７】具体的には、書き込み光の応答性能と、基
準の書き込み系の応答性能とを比較し、その差分に応じ
て、閾値に一定値を加算して変更することにより最適閾
値を導く。加算量は書き込み光の相対光量に応じて算出
する。

【０１２８】最適閾値は記憶手段に記憶され、通常の画
像形成の前に形成される制御用パッチの画像データとし
て用いる。

【０１２９】本実施の形態において、相対光量と加算量
との関係づけは以下の通りとした。本実施の形態における基準の書き込み光の応答性は３０
％とした。

【０１３０】なお、本実施の形態においては、例えば、
制御用パッチの濃度の閾値は現像剤履歴及び環境により
以下のように変更される。

【０１３１】高湿常湿低湿０〜５０ｋｃ５００５０５５１５５０〜１００ｋｃ４９５５００５１０１００〜２００ｋｃ４９０４９５５０５２００〜５００ｋｃ４８５４９０５００５００〜１０００ｋｃ４８０４８５４９５１０００ｋｃ〜４７５４８０４９０各環境の下の数値は（現像バイアスの絶対値−パッチ部
電位の絶対値）であり、例えば、光の応答性が２８．８
％、即ち、相対光量の差が−０．１２の書き込み光で、
高湿度下で１５０ｋｃ使用しているとき、４９０Ｖ−１
０Ｖ＝４８０Ｖが最適閾値となる。

【０１３２】なお、書き込みの光源として、レーザダイ
オードの他に発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることが
できる。

【０１３３】以上に説明した本発明に係わる画像濃度制
御は、重合トナーを用いた画像形成において特に有効で
ある。

【０１３４】重合トナーは下記製造法により製造された
トナーであり、小粒径であって、かつ、シャープな粒径
分布を持つことから高い解像力と優れた階調表現性をも
たらすという特徴を有し、本発明に係わる画像形成方法
または画像形成装置においてはこれらの特徴を充分に生
かし、かつ、濃度が安定しカブリ等の発生が極めて少な
い画像を形成することが可能になる。

【０１３５】重合トナーの製造方法：重合トナーとは、
トナー用バインダー樹脂の生成とトナー形状がバインダ
ー樹脂の原料モノマーまたはプレポリマーの重合および
その後の化学的処理により形成されて得られるトナーを
意味し、より具体的には、懸濁重合、または乳化重合等
の重合反応と必要によりその後に行われる粒子同士の融
着工程を経て得られるトナーを意味する。

【０１３６】重合トナーは、原料モノマーまたはプレポ
リマーを水系で均一に分散した後に重合させてトナーを
製造することから、トナーの粒度分布および形状の均一
なトナーが得られる。

【０１３７】本実施の形態において使用されるトナー
は、重量平均粒径が３〜８μｍの小粒径トナーであるこ
とが望ましい。

【０１３８】重量平均粒径は、質量基準の平均粒径であ
って、湿式分散機を備えた「コールターカウンターＴＡ
−II」または「コールターマルチサイザー」（いずれも
コールター社製）により測定した値である。

【０１３９】次に、前述した制御手段３０が行う制御に
ついて詳しく説明する。制御手段３０が行う制御の基本
は前記した画像濃度制御、即ち、図３における階調曲線
ＬＡ、ＬＢを基準階調曲線Ｌに合致させるものであり、
特に、Ｄｉｎｍａｘに対するＤｏｕｔｍａｘを合致させ
ることである。

【０１４０】このような画像濃度制御は、現像スリーブ
４Ａの回転数を変える制御とトナー補給を行う制御とを
含む。

【０１４１】そして、この画像濃度制御には、画像濃度
制御Ａと画像濃度制御Ｂとがある。画像濃度制御Ａは、
現像剤搬送速度の調整、現像バイアスの調整、露光量の
調整等により実施され、画像形成工程の実行前または後
に実施される制御であり、主として、トナーの帯電量の
変動による現像性の変動に対する補正である。

【０１４２】本実施の形態では、画像形成条件の１つで
ある現像剤搬送速度を調整することにより画像濃度制御
Ａを実施している。

【０１４３】本実施の形態においては現像剤搬送速度の
調整として、現像スリーブの移動速度に対する感光体の
移動速度の比、Ｖｓ（現像スリーブ移動速度）／Ｖｐ
（感光体移動速度）の調整が行われる。

【０１４４】以下、前記比Ｖｓ／Ｖｐを現像スリーブ・
感光体速度比という。現像剤が長時間放置され、トナー
が摩擦帯電を受けない状態が長時間続くとトナーの帯電
量が低下する。

【０１４５】その結果、現像剤のトナー濃度に変化がな
いときでも、画像形成装置の立ち上がり時や、長時間の
待機状態の後には、濃度過多の画像が形成される傾向が
あり、画像濃度制御Ａでは、主として、このような現像
性の変動に対する補正が行われる。

【０１４６】画像濃度制御Ａにおいては、図４を用いて
概略を説明したように、感光体１上にディザパターンか
らなる制御用パッチを形成し、画像濃度センサ２１によ
り濃度を検知し、検知結果に基づいて現像スリーブ４Ａ
の回転数、即ち、現像スリーブ・感光体速度比（画像形
成条件）を設定することが行われる。

【０１４７】現像スリーブ４Ａの現像スリーブ・感光体
速度比は、例えば、３２段階に設定することが可能であ
り、制御用パッチの画像濃度に対する現像スリーブ・感
光体速度比の対応関係は制御手段３０のメモリに格納さ
れている。

【０１４８】画像濃度制御Ａは、画像形成装置の電源投
入時のみならず、省電力モードからの画像形成開始時、
待機状態からの画像形成開始に先立って実施することが
できる。

【０１４９】また、前記画像濃度制御Ａは、待機中およ
び画像形成工程の実行中を通して一定時間毎に実施する
ことも可能である。

【０１５０】画像濃度制御Ｂは、画像形成工程の実行中
に実施される制御であり、トナーの消費に伴うトナー濃
度の低下に対する補正、現像剤の現像性能の変動に対す
る補正等が画像濃度制御Ｂにより行われる。

【０１５１】以下に説明する例では、画像濃度制御Ｂに
おいては、画像形成条件としてトナー補給制御の他に現
像スリーブ・感光体速度比の制御を行うことにより、画
像濃度の調整を行っているが、トナー補給と組み合わせ
て用いる画像濃度制御方法としては、現像剤スリーブ・
感光体速度比の調整の他に、現像バイアス、露光量の調
整等を用いてもよい。

【０１５２】画像濃度制御Ｂは前記のように画像形成工
程中に実施されるものであり、例えば、制御用パッチの
位置を示す図８から理解されるように画像領域Ｇ、Ｇ間
に制御用パッチＰＴを形成し、形成した制御用パッチＰ
Ｔの画像濃度を検知し、検知結果に基づいて画像形成条
件を制御することにより実施される（画像濃度制御の工
程は図４と基本的に同じである）。

【０１５３】このような画像濃度制御は、例えば、５枚
のように複数の画像形成毎に実施される。

【０１５４】図９、１０、１１は画像濃度制御Ｂのフロ
ーチャートである。図１０、１１において、第１〜第３
閾値ＴＨ１〜ＴＨ３は濃度センサ２１の出力Ｖｏｕｔを
弁別する閾値であり、第１閾値ＴＨ１＜第２閾値ＴＨ２
＜第３閾値ＴＨ３の関係にある。

【０１５５】画像濃度と前記濃度センサ２１の出力Ｖｏ
ｕｔは、画像濃度「高」に対して出力「低」となる関係
にあるので、第１閾値ＴＨ１の画像濃度＞第２閾値ＴＨ
２の画像濃度＞第３閾値ＴＨ３の画像濃度の関係にあ
る。

【０１５６】なお、第２閾値ＴＨ２の値は現像装置によ
り種々変化し、第１閾値ＴＨ１、第３閾値ＴＨ３に対す
る高低関係が逆になる場合もある。

【０１５７】なお、画像濃度制御Ｂにおける制御用パッ
チの画像濃度（以下、パッチ濃度という）の検知は画像
濃度制御Ａにおけると同様に濃度センサ２１により行
う。

【０１５８】画像濃度制御Ｂでは、図９に示すようにＦ
１０の濃度センサ２１の出力の読取の後にＦ１１の判断
において、現像スリーブ・感光体速度比Ｖｓ／Ｖｐが基
準値に達していない場合に第１画像濃度制御Ｆ１１Ａを
実施し、現像スリーブ・感光体速度比Ｖｓ／Ｖｐが基準
値に達している場合に第２画像濃度制御Ｆ１１Ｂを実施
する。

【０１５９】第１画像濃度制御Ｆ１１Ａにおいては、現
像スリーブ・感光体速度比Ｖｓ／Ｖｐをアップすること
により画像濃度を上げる制御が行われ、第２画像濃度制
御Ｆ１１Ｂにおいては、現像スリーブ・感光体速度比Ｖ
ｓ／Ｖｐを上げることをしないでトナー補給により画像
濃度を上げる制御が行われる。

【０１６０】図１０は第１画像濃度制御Ｆ１１Ａの一例
で、図９のＦ１１における判断がＮの場合、即ち、現像
スリーブ・感光体速度比Ｖｓ／Ｖｐが基準値に達してい
ない場合に実施されるルーチンである。

【０１６１】例えば、現像スリーブ・感光体速度比Ｖｓ
／Ｖｐが基準値に達していないときは、Ｆ１２において
濃度センサの出力Ｖｏｕｔが第１閾値ＴＨ１より高いか
否かを判断する。

【０１６２】出力Ｖｏｕｔが第１閾値ＴＨ１以下のとき
は定期補給カウンタのカウントが４を超えているか否か
を判断する（Ｆ１３）。

【０１６３】定期補給カウンタは制御手段３０に設けら
れており、所定量の画像形成毎にトナー補給を実施する
定期補給制御用のカウンタである。

【０１６４】本実施の形態においては、制御用パッチを
５回形成する毎に定期補給を行う定期補給制御を行って
いる。

【０１６５】制御用パッチを前記のように５枚の画像形
成毎に形成する場合には、定期補給が２５枚の画像形成
毎に実施される。

【０１６６】定期補給カウンタのカウントが４以下のと
きは（Ｆ１３のＮ）、トナー補給をしないで定期補給カ
ウンタのカウントを１アップする（Ｆ１６、Ｆ１７）。

【０１６７】定期補給カウンタのカウントが４を超えて
いるときは（Ｆ１３のＹ）、所定量のトナーを補給する
定期補給を行い、定期補給カウンタをクリアして終了す
る（Ｆ１４、Ｆ１５）。

【０１６８】Ｆ１２において出力Ｖｏｕｔが第１閾値Ｔ
Ｈ１より大のときは、当該出力Ｖｏｕｔが第２閾値ＴＨ
２よりも大か否かを判断する（Ｆ１８）。

【０１６９】出力Ｖｏｕｔが第２閾値ＴＨ２より大のと
きは（Ｆ１８のＹ）、制御用パッチ作成直後か否かを判
断する（Ｆ１９）。

【０１７０】直後でないときは現像スリーブ・感光体速
度比Ｖｓ／Ｖｐをアップしないで終了し（Ｆ２０）、直
後のときは、現像スリーブ・感光体速度比Ｖｓ／Ｖｐを
アップした後に定期補給カウンタをクリアして終了する
（Ｆ２１、Ｆ２２）。

【０１７１】Ｆ１８において出力Ｖｏｕｔが第２閾値Ｔ
Ｈ２以下のときは、Ｆ２３に移行して画像形成ジョブの
最後か否かを判断する。

【０１７２】画像形成ジョブの最後であれば（Ｆ２３の
Ｙ）、強制補給を行った後に定期補給カウンタをクリア
して終了する（Ｆ２４、Ｆ２５）。

【０１７３】強制補給は、１ジョブ当たりの画像形成量
の違いにより生ずる画像濃度の変動を補正するためのト
ナー補給で、１回の補給で所定量のトナーが補給され
る。

【０１７４】この強制補給により、例えば、１枚の画像
形成を行うジョブが連続した場合に、画像濃度が低下す
る等の現象が防止される。

【０１７５】Ｆ２３において、画像形成ジョブが最後で
ないときは、Ｆ２６に移行して制御用パッチの作成直後
か否かを判断し、作成直後であれば（Ｆ２６のＹ）、定
量補給を行い、定期補給カウンタをクリアして終了（Ｆ
２７、Ｆ２８）し、また、直後でないときは（Ｆ２６の
Ｎ）、トナー補給を行わないで終了する（Ｆ２９）。

【０１７６】定量補給は、制御用パッチの作成制御に伴
って生ずる画像濃度の変動を補正するものである。

【０１７７】図９のＦ１１において、現像スリーブ・感
光体速度比Ｖｓ／Ｖｐが基準値以上であるときは第２画
像濃度制御Ｆ１１Ｂに移行する。

【０１７８】第２画像濃度制御Ｆ１１Ｂの一例を図１１
に示す。例えば、図９のＦ１１から図１１のＦ３０に移
行して出力Ｖｏｕｔが第１閾値ＴＨ１より大であるか否
かを判断する。

【０１７９】出力Ｖｏｕｔが第１閾値ＴＨ１以下のとき
は（Ｆ３０のＮ）、定期補給カウンタのカウントが４を
超えているか否かを判断する（Ｆ３１）。

【０１８０】定期補給カウンタのカウントが４以下のと
きは（Ｆ３１のＮ）、補給をしないで定期補給カウンタ
のカウントを１アップする（Ｆ３２、３３）。

【０１８１】定期補給カウンタのカウントが４を超えて
いるときは（Ｆ３１のＹ）、所定量のトナーを補給する
定期補給を行い、定期補給カウンタをクリアして終了す
る（Ｆ３４、Ｆ３５）。

【０１８２】Ｆ３０において、出力Ｖｏｕｔが第１閾値
より大のときは、Ｆ３６に移行して出力Ｖｏｕｔが第３
閾値ＴＨ３よりも大きいか否かを判断する。

【０１８３】Ｆ３６において、出力Ｖｏｕｔが第３閾値
より大のときは通常補給を行った後に定期補給カウンタ
をクリアして終了する（Ｆ３７、Ｆ３８）。

【０１８４】通常補給は、トナーの消費によりトナー濃
度が低下して画像濃度が低下したとき、即ち、出力Ｖｏ
ｕｔが第３閾値を超えたときにトナーを一定量補給する
補給制御である。

【０１８５】Ｆ３６において、出力Ｖｏｕｔが第３閾値
ＴＨ３以下のときは、Ｆ３９に移行して画像形成ジョブ
の最後か否かを判断する。画像形成ジョブの最後であれ
ば（Ｆ３９のＹ）、強制補給を行った後に定期補給カウ
ンタをクリアして終了する（Ｆ４０、Ｆ４１）。

【０１８６】Ｆ３９において、画像形成ジョブの最後で
ないときは、Ｆ４２に移行して制御用パッチの作成直後
か否かを判断する。

【０１８７】作成直後であれば（Ｆ４２のＹ）、定量補
給を行い、定期補給カウンタをクリアして終了する（Ｆ
４３、Ｆ４４）。

【０１８８】直後でないときは（Ｆ４２のＮ）トナー補
給をせずに終了する（Ｆ４５）。

【０１８９】

【実施例】以下に説明する比較例および実施例は、デジ
タル複写機、コニカＳｉｔｉｏｓ７０７５（コニカ株式
会社製）を改造した複写機を用いて実施したものであ
る。

【０１９０】（１）比較例現像スリーブ・感光体速度比Ｖｓ／Ｖｐ：２．０（固定
値に設定）感光体：ＯＰＣ（φ１００）感光体線速：４００ｍｍ／ｓｅｃ現像剤：平均粒径６μｍの重合トナーと平均粒径６０μ
ｍのキャリアからなる二成分現像剤感光体帯電電位Ｖｓ：−７５０Ｖ現像バイアスＶｂｉａｓ：−６００Ｖ尚、制御用パッチとしてディザパッチの濃度値を変更し
たパッチを使用した。

【０１９１】制御用パッチの濃度値の変更は、基準入力
濃度を有する制御用パッチの潜像を作製し、その電位を
測定し、パッチ部の電位と濃度との関係を演算により求
め、パッチ部の潜像電位が所望の電位となるように制御
用パッチの濃度を選択した。

【０１９２】以上の条件で、図１０、１１の画像濃度制
御を行いながら、低湿環境、常湿環境および高湿環境
で、それぞれ１００ｋ（１００，０００）枚のプリント
を行って、画像濃度（Ｄｍａｘ）トナー消費量、画質に
ついて調べた。

【０１９３】その結果、電源投入直後の画像濃度は調整
できていたが、装置内の温室度の変化により感光体の感
度が変化し、プリント数の増加に従ってパッチ濃度が変
化してしまったために、現像剤のトナー濃度Ｔｃ％がば
らつき、安定した画像濃度を有するプリントを得ること
が困難であり、かつ、トナー飛散も増大するときがあっ
た。

【０１９４】（２）実施例１比較例と同様に、制御用パッチとしてディザパッチの濃
度値を変更したパッチを使用した。

【０１９５】但し、制御用パッチの濃度値の変更に当た
って、最初に、現像バイアス電圧（Ｖｂｉａｓ）と感光
体の帯電電位（Ｖｓ）が設定値となるように感光体電位
補正制御を行ったことと、演算時において感光体の温度
を測定してメモリに記憶しておき、プリント中の感光体
の温度の変動に応じて制御用パッチの濃度値変更（補
正）を行ったことが前記比較例と異なる。

【０１９６】温度の変動による補正値は、図７に補正図
として示したテーブルに従った。その他、現像スリーブ
・感光体速度比、感光体の種類、サイズ、線速、およ
び、現像剤の組成については比較例と同じである。

【０１９７】以上の条件で、低湿環境、常湿環境および
高湿環境で、それぞれ１００ｋ（１００，０００）枚の
プリントを行って、画像濃度（Ｄｍａｘ）トナー消費
量、画質について調べた。

【０１９８】その結果、電源投入直後からプリント中に
おける環境の変化に係わらず画像濃度は調整できてお
り、画質も良好、トナー飛散も少なく、安定していた。

【０１９９】（３）実施例２比較例、および、実施例１と同様に、制御用パッチとし
てディザパッチの濃度値を変更したパッチを使用した。

【０２００】制御用パッチの濃度値の変更に当たって
は、最初に、現像バイアス電圧（Ｖｂｉａｓ）と感光体
の帯電電位（Ｖｓ）が設定値となるように感光体電位補
正制御を行った。

【０２０１】ここでは、Ｖｂｉａｓ＝ＶＬ−５５０Ｖ、
ＶＨ＝Ｖｂｉａｓ−１５０Ｖとなるように設定した。Ｖ
Ｈは帯電による感光体上の電位、ＶＬは帯電後であって
一様露光後の感光体上の電位である。

【０２０２】その後、基準入力濃度を有する制御用パッ
チの潜像を作製し、その電位を測定し、パッチ部の電位
と濃度との関係を演算により求め、以下の条件でパッチ
濃度の最適閾値を導き出して制御用パッチの濃度値を変
更した。

【０２０３】（条件）一定環境下（温度２０℃、相対湿
度５０％）で一定光量を露光した時に得られた感光体感
度から、パッチ濃度を選択する閾値に一定値を加算す
る。

【０２０４】加算量は以下の通りとした。当該実施例においては、更に、現像剤履歴および環境条
件から、下記の如く、（現像バイアスの絶対値−パッチ
部電位の絶対値）を求めて前記一定値に加算し、閾値を
変更した。

【０２０５】高湿常湿低湿０〜５０ｋｃ５００５０５５１５５０〜１００ｋｃ４９５５００５１０１００〜２００ｋｃ４９０４９５５０５２００〜５００ｋｃ４８５４９０５００５００〜１０００ｋｃ４８０４８５４９５１０００ｋｃ〜４７５４８０４９０その他、現像スリーブ・感光体速度比、感光体の種類、
サイズ、線速、および、現像剤の組成については比較例
および実施例１と同じである。

【０２０６】以上の条件で、低湿環境、常湿環境および
高湿環境で、それぞれ１００ｋ（１００，０００）枚の
プリントを行って、画像濃度（Ｄｍａｘ）トナー消費
量、画質について調べた。

【０２０７】その結果、電源投入直後からプリント中に
おける環境の変化に係わらず画像濃度は調整できてお
り、画質も良好、トナー飛散も少なく、安定していた。

【０２０８】（４）実施例３比較例、および、実施例１、２と同様に、制御用パッチ
としてディザパッチの濃度値を変更したパッチを使用し
た。

【０２０９】制御用パッチの濃度値の変更に当たって
は、最初に、現像バイアス電圧（Ｖｂｉａｓ）と感光体
の帯電電位（Ｖｓ）が設定値となるように感光体電位補
正制御を行った（実施例２と同じ）。

【０２１０】その後、基準入力濃度を有する制御用パッ
チの潜像を作製し、その電位を測定し、パッチ部の電位
と濃度との関係を演算により求め、以下の条件でパッチ
濃度の最適閾値を導き出して制御用パッチの濃度値を変
更した。

【０２１１】（条件）一定環境下（温度２０℃、相対湿
度５０％）で得られた書き込み光の応答性能と、基準の
書き込み系の応答性能とを比較し、その差分に応じて、
閾値に一定値を加算する。

【０２１２】加算量は以下の通りとした。当該実施例においては、更に、現像剤履歴および環境条
件から、下記の如く、（現像バイアスの絶対値−パッチ
部電位の絶対値）を求めて前記一定値に加算し、閾値を
変更した。

【０２１３】高湿常湿低湿０〜５０ｋｃ５００５０５５１５５０〜１００ｋｃ４９５５００５１０１００〜２００ｋｃ４９０４９５５０５２００〜５００ｋｃ４８５４９０５００５００〜１０００ｋｃ４８０４８５４９５１０００ｋｃ〜４７５４８０４９０以上の条件で、低湿環境、常湿環境および高湿環境で、
それぞれ１００ｋ（１００，０００）枚のプリントを行
って、画像濃度（Ｄｍａｘ）トナー消費量、画質につい
て調べた。

【０２１４】その結果、電源投入直後からプリント中に
おける環境の変化に係わらず画像濃度は調整できてお
り、画質も良好、トナー飛散も少なく、安定していた。

【０２１５】

【発明の効果】温湿度の変動に伴う像形成体の感度変
化、あるいは、書き込み光の応答性に応じて、所定のパ
ッチ部電位となるように演算に使用する閾値を変更し、
変更した最適閾値に従って設定した濃度値を有する制御
用パッチの現像後の濃度に基づいて画像形成条件を制御
するので、現像剤特性の変化等に影響されない安定した
画像形成を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の全体構成を模式的に示す説明用
の図である。

【図２】画像形成装置の制御系のブロック図である。

【図３】制御用パッチを用いた階調曲線の調整を説明す
るための図である。

【図４】画像濃度制御工程を示す図である。

【図５】制御用パッチを構成するディザパターンの一例
を示す図である。

【図６】入力濃度とディザパターンの黒画素数との対応
関係を示す図である。

【図７】ディザパターンからなる制御用パッチの濃度
を、温度の変動に応じて変更（補正）するときの温度差
と変更量（補正量）との関係を示す補正図である。

【図８】制御用パッチの位置を示す図である。

【図９】画像濃度制御Ｂのフローチャートである。

【図１０】画像濃度制御Ｂのフローチャートである。

【図１１】画像濃度制御Ｂのフローチャートである。

【符号の説明】

１像形成体（感光体）２帯電装置３露光装置４現像装置４Ａ現像スリーブ４Ｂ撹拌スクリュー１５トナー補給装置２０電位検知手段（電位センサ）２１濃度検知手段（濃度センサ）２２温度検知手段（温度センサ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石川哲也東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2C061 AQ06 KK25 KK28 KK32 2C362 AA54 AA61 AA65 AA66 AA67 CA01 CA03 CA05 CA09 CA14 CB73 CB80 2H027 DA10 DA13 DA32 DA44 DA45 DE02 DE05 DE07 DE09 EA01 EA02 EA05 EC04 EC06 EC07 EC09 EC18 EC20 ED01 ED03 ED06 ED09 ED10 EE01 EE07 EE08 EF09 2H076 AB05 AB22 AB76 DA06 DA07 DA08 DA10 DA22 2H077 AD35 BA02 DA04 DA10 DA18 DA47 DA63 DA83 DB08 DB13 DB14 EA03 GA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の、かつ、互いに異なった基準入力
濃度の画像データに基づく書き込み光により、複数の制
御用パッチの潜像を像形成体上に形成する工程、複数の前記制御用パッチの潜像電位を電位検知手段で計
測する工程、前記潜像電位と基準入力濃度との関係を演算手段により
演算して、所定の潜像電位となる制御用パッチの濃度
（Ｐ１）を導き出すとともに、記憶手段に記憶する工
程、を含み、前記濃度（Ｐ１）を有する制御用パッチの現像後の濃度
検知信号に基づいて画像形成条件を制御して画像を形成
する画像形成方法であって、演算時の前記像形成体の温度（Ｔ１）を温度検知手段で
検知するとともに、記憶手段により記憶しておき、前記濃度（Ｐ１）を有する前記制御用パッチの作製時に
おける前記像形成体の温度が前記温度（Ｔ１）に対して
変動している場合、変動量に応じて前記制御用パッチの
濃度（Ｐ１）を変更する、ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】前記制御用パッチはディザパターンから
なることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】前記制御用パッチは誤差拡散パターンか
らなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方
法。
【請求項４】前記制御用パッチはレーザパルス幅変調
パターンからなることを特徴とする請求項１に記載の画
像形成方法。
【請求項５】温度の変動によって変更される制御用パ
ッチの濃度は、更に、環境の変動に応じて変更されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項６】複数の、かつ、互いに異なった基準入力
濃度の画像データに基づく書き込み光により、複数の制
御用パッチの潜像を像形成体上に形成する工程、複数の前記制御用パッチの潜像電位を電位検知手段で計
測する工程、前記潜像電位と基準入力濃度との関係を演算手段により
演算して、所定の潜像電位となる制御用パッチの濃度
（Ｐ１）を導き出すとともに、記憶手段に記憶する工
程、を含み、前記濃度（Ｐ１）を有する制御用パッチの現像後の濃度
検知信号に基づいて画像形成条件を制御して画像を形成
する画像形成方法であって、記憶手段に予め記憶してある像形成体の感度に応じて前
記演算に使用する閾値を変更する、ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項７】前記制御用パッチはディザパターンから
なることを特徴とする請求項６に記載の画像形成方法。
【請求項８】前記制御用パッチは誤差拡散パターンか
らなることを特徴とする請求項６に記載の画像形成方
法。
【請求項９】前記制御用パッチはレーザパルス幅変調
パターンからなることを特徴とする請求項６に記載の画
像形成方法。
【請求項１０】前記制御用パッチの濃度を導き出す閾
値は、環境の変化に応じて変更されることを特徴とする
請求項６に記載の画像形成方法。
【請求項１１】前記制御用パッチの濃度を導き出す閾
値は、プリント枚数に応じて変更されることを特徴とす
る請求項６に記載の画像形成方法。
【請求項１２】前記制御用パッチの濃度を導き出す閾
値は、現像剤の撹拌時間に応じて変更されることを特徴
とする請求項６に記載の画像形成方法。
【請求項１３】複数の、かつ、互いに異なった基準入
力濃度の画像データに基づく書き込み光により、複数の
制御用パッチの潜像を像形成体上に形成する工程、複数の前記制御用パッチの潜像電位を電位検知手段で計
測する工程、前記潜像電位と基準入力濃度との関係を演算手段により
演算して、所定の潜像電位となる制御用パッチの濃度
（Ｐ１）を導き出すとともに、記憶手段に記憶する工
程、を含み、前記濃度（Ｐ１）を有する制御用パッチの現像後の濃度
検知信号に基づいて画像形成条件を制御して画像を形成
する画像形成方法であって、記憶手段に予め記憶してある前記書き込み光の応答性に
応じて前記演算に使用する閾値を変更する、ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１４】前記制御用パッチはディザパターンか
らなることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成方
法。
【請求項１５】前記制御用パッチは誤差拡散パターン
からなることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成
方法。
【請求項１６】前記制御用パッチはレーザパルス幅変
調パターンからなることを特徴とする請求項１３に記載
の画像形成方法。
【請求項１７】前記制御用パッチの濃度を導き出す閾
値は、環境の変化に応じて変更されることを特徴とする
請求項１３に記載の画像形成方法。
【請求項１８】前記制御用パッチの濃度を導き出す閾
値は、プリント枚数に応じて変更されることを特徴とす
る請求項１３に記載の画像形成方法。
【請求項１９】前記制御用パッチの濃度を導き出す閾
値は、現像剤の撹拌時間に応じて変更されることを特徴
とする請求項１３に記載の画像形成方法。
【請求項２０】重合トナーを用いて現像が行われるこ
とを特徴とする請求項１、６または請求項１３の何れか
１項に記載の画像形成方法。
【請求項２１】像形成体、複数の、かつ、互いに異なった基準入力濃度の画像デー
タに基づいて前記像形成体上に複数の制御用パッチの潜
像を形成する潜像形成手段、前記制御用パッチの潜像電位を検知する電位検知手段、前記制御用パッチの潜像電位と前記基準入力濃度との関
係を演算して、所定の潜像電位となる制御用パッチの濃
度（Ｐ１）を導き出す演算手段、導き出された濃度（Ｐ１）を有する制御用パッチを記憶
する記憶手段、演算時の前記像形成体の温度（Ｔ１）を検知する温度検
知手段、前記温度検知手段により検知された温度を記憶する記憶
手段、現像剤搬送体を有し、前記像形成体に形成される制御用
パッチの潜像を現像してトナー像を形成する現像手段、現像された前記制御用パッチのトナー像濃度を検知する
濃度検知手段、および、制御手段、を有し、前記制御用パッチの濃度演算時における前記像形成体の
温度（Ｔ１）に対して、コピーシーケンス中の制御用パ
ッチの作製時における前記像形成体の温度が変動してい
るか否かを判断し、変動量に応じて前記制御用パッチの
濃度（Ｐ１）を変更し、最適値に変更されたパッチ濃度
となるように露光された潜像を現像して前記制御用パッ
チのトナー濃度を前記濃度検知手段により検知させ、そ
の濃度信号に基づいて画像形成条件を制御する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】前記制御用パッチは、ディザパター
ン、誤差拡散パターン、レーザパルス幅変調パターンの
何れか１つからなることを特徴とする請求項２１に記載
の画像形成装置。
【請求項２３】前記像形成体の感度を予め記憶してあ
る記憶手段を有し、前記記憶手段に記憶してある前記像
形成体の感度に応じて制御用パッチを導く演算に使用す
る閾値を変更するとともに、前記演算手段による演算を
行わせることを特徴とする請求項２１に記載の画像形成
装置。
【請求項２４】前記潜像形成手段を構成する書き込み
手段の書き込み光の応答性を予め記憶してある記憶手段
を有し、前記記憶手段に記憶してある前記書き込み光の
応答性に応じて制御用パッチを導く演算に使用する閾値
を変更するとともに、前記演算手段による演算を行わせ
ることを特徴とする請求項２１に記載の画像形成装置。
【請求項２５】前記現像手段は、重合トナーを用いる
ことを特徴とする請求項２１乃至請求項２４の何れか１
項に記載の画像形成装置。