JP2003295533A

JP2003295533A - 画像形成装置および画像形成方法

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Publication number: JP2003295533A
Application number: JP2002098961A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Nakajima; 好啓中島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単に、しかも高精度に画像濃度を安定化さ
せることができる画像形成装置および画像形成方法を提
供する。【解決手段】直流現像バイアスＶavgと露光エネルギ
ーＥとの組み合わせからなる５組（Ｖ2、Ｅ1）、（Ｖ
2、Ｅ2）、（Ｖ2、Ｅ3）、（Ｖ1、Ｅ3）、（Ｖ3、Ｅ3）
の画像形成条件が予めメモリ１２７に記憶されている。
これらの画像形成条件を構成する直流現像バイアスＶav
gおよび露光エネルギーＥはそれぞれ濃度飽和範囲およ
び漸近範囲に存在している。各画像形成条件（Ｖ2、Ｅ
1）、（Ｖ2、Ｅ2）、（Ｖ2、Ｅ3）、（Ｖ1、Ｅ3）、
（Ｖ3、Ｅ3）で低濃度用パッチ画像としてトナー像ＰＩ
を形成する。そして、こうして形成したパッチ画像の画
像濃度に基づき最適現像条件および最適露光条件を決定
しメモリに記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、感光体の表面に
光ビームを露光してその表面に静電潜像を形成するとと
もに、トナーを担持するトナー担持体に現像バイアスを
印加して前記トナー担持体から前記感光体にトナーを移
動させることで前記静電潜像を顕像化して目標濃度のト
ナー像を形成する画像形成装置および方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像形成装置では、感光体およ
びトナーの疲労・経時変化や、装置周辺における温湿度
の変化などに起因して、画像濃度が変化することがあ
る。そこで、従来より帯電バイアス、現像バイアス、露
光エネルギーなどの画像形成条件を適宜調整して画像濃
度を安定化させる技術が数多く提案されている。例えば
特開２００１−１００４７１号公報に記載の発明では、
高濃度側および低濃度側トナー像の画像濃度がそれぞれ
所定の高濃度側目標濃度および低濃度側目標濃度となる
ように２段階で画像形成条件（帯電バイアスおよび現像
バイアス）を制御している。

【０００３】具体的には、まず第１段目として、高濃度
側目標濃度のトナー像を形成するために必要な現像バイ
アスを最適現像条件として求めている。ここでは、帯電
バイアスを固定する一方、現像バイアスを多段階に変化
させながら各現像バイアスで高濃度用パッチ画像として
ベタ画像を形成する。そして、それら高濃度用パッチ画
像の濃度をパッチセンサで測定し、その測定結果に基づ
いて最適現像条件を決定している。

【０００４】一方、次の２段目では、現像バイアスを最
適現像条件に固定する一方、もう一つの画像形成条件と
して帯電バイアスを変化させながら、各帯電バイアスで
低濃度用パッチ画像としてライン画像を順次形成する。
そして、それら低濃度側パッチ画像の画像濃度をパッチ
センサで測定し、その測定結果に基づいて最適帯電条件
を決定している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来装置で
は、広範囲な濃度にわたってトナー像の画像濃度を安定
化させるために画像形成条件を２段階に分けて求めてい
るため、画像形成条件の制御が複雑となり、しかも数多
くのパッチ画像を形成する必要があったため、装置コス
トの上昇を招いたり、処理に長時間がかかって画像形成
のスループットが低下するという問題があった。

【０００６】この発明は、上記課題に鑑みてなされたも
のであり、簡単に、しかも高精度に画像濃度を安定化さ
せることができる画像形成装置および画像形成方法を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は帯電した感光
体の表面に光ビームを露光して静電潜像を形成する露光
手段と、その表面にトナーを担持するトナー担持体を有
して該トナー担持体に印加される現像バイアスに応じて
トナーを感光体表面に移動させて静電潜像をトナーによ
り顕像化する現像手段と、現像バイアスを最適現像条件
に設定して所定の目標濃度のトナー像を形成する制御手
段とを備える画像形成装置および画像形成方法に関する
ものであり、上記目的を達成するため、以下のように構
成している。なお、以下の構成中の用語「漸近範囲」と
は、感光体の光減衰特性のうち、光ビームを感光体に照
射して高濃度用パッチ画像に対応する静電潜像を形成す
るとき、光ビームのエネルギー密度が増大するのに伴っ
て感光体の表面電位が所定の電位に漸近するエネルギー
密度の範囲を意味し、また用語「濃度飽和範囲」とは現
像バイアスの設定可能な範囲のうち、高濃度用パッチ画
像に対応する静電潜像に付着するトナー密度の増加に対
する光学濃度の増加がほぼ飽和する現像バイアスの範囲
を意味している。

【０００８】この発明にかかる画像形成装置は、現像バ
イアスと光ビームのエネルギー密度との組み合わせから
なる画像形成条件を濃度飽和範囲および漸近範囲で変更
設定しながら各画像形成条件で低濃度用パッチ画像を形
成し、その画像濃度に基づいて最適現像条件および最適
露光条件を決定するように構成している。

【０００９】この発明にかかる画像形成方法は、現像バ
イアスと光ビームのエネルギー密度との組み合わせから
なる画像形成条件を濃度飽和範囲および漸近範囲で変更
設定しながら各画像形成条件で低濃度用パッチ画像を形
成する工程と、低濃度用パッチ画像の画像濃度を検出す
る工程と、検出された画像濃度に基づいて最適現像条件
および最適露光条件を求める工程とを備えている。

【００１０】このように構成された発明（画像形成装置
および方法）では、細線画像やハーフトーン画像などの
低濃度画像、すなわち画像全体に対するドットの面積率
の低い画像の画質に着目し、その画像濃度に影響を与え
る現像バイアスおよび光ビームのエネルギー密度の組み
合わせを画像形成条件とし、画像形成条件を変更設定し
ながら各画像形成条件下で実際に形成した低濃度用パッ
チ画像の濃度に基づいて最適現像条件および最適露光条
件を求めている。そのため、低濃度側については所定の
画像濃度を確保しつつ、しかも現像バイアスのみを変更
することですみ従来の最適化処理技術と比較してその処
理を大幅に簡略化することが可能となっている。

【００１１】そして、このように最適現像条件および最
適露光条件をいわゆるパッチ処理により求めた画像形成
装置や方法では、低濃度画像において良好な画質を得る
ことができるのはもちろんであるが、高濃度画像、すな
わちベタ画像などの画像全体に対するドットの面積率の
高い画像についても安定した画質のトナー像を形成する
ことが可能である。その理由は以下の通りである。

【００１２】上記のようにして決定された最適露光条件
は当然のことながら漸近範囲に含まれており、この漸近
範囲内で高濃度画像の静電潜像を形成する場合、後述す
る図３に示すように光ビームの照射により感光体上に形
成される静電潜像の表面電位は光ビームのエネルギー密
度にかかわらず、ほぼ一定となる。したがって、高濃度
画像の画像濃度は現像バイアスに依存することとなる。
つまり、低濃度画像の場合と同様に、高濃度画像におい
ても現像バイアスを変化させることでトナー像を構成す
るトナーの密度が変化する。

【００１３】しかしながら、高濃度画像では、静電潜像
のうちトナーを付すべき部分の面積が比較的広くなって
おり、このように広い面積にわたってトナーが付着して
いる状態では、トナー密度がある程度以上であれば、そ
れ以上トナー密度を高くしても画像濃度はあまり増加し
なくなる。このようにトナー密度に対する画像濃度の変
化の小さい濃度飽和範囲が存在する。そして、この発明
では低濃度画像の濃度を調整すべく現像バイアスを濃度
飽和範囲で変更設定し、最適現像条件を求めているた
め、その最適現像条件も当然のことながら濃度飽和範囲
に含まれており、高濃度画像の濃度が目標濃度から大き
く外れることはない。こうすることにより、この画像形
成装置および方法は、低濃度画像から高濃度画像までの
広い濃度範囲について、画質の良好なトナー像を安定し
て形成することができる。

【００１４】なお、最適現像条件を決定するにあたっ
て、各画像形成条件での低濃度用パッチ画像の画像濃度
から現像バイアスの変更設定に伴う画像濃度の変化率を
求め、該変化率に基づいて最適現像条件を演算するよう
にしてもよい。すなわち、該変化率を予め求めておくこ
とで、現像バイアスの変化が画像濃度の変化にどの程度
寄与するのかを把握することができ、最適露光条件を如
何なるエネルギー密度に設定したとしても目標濃度のト
ナー像を得るために必要となる現像バイアス、つまり最
適現像条件を精度良く求めることができる。

【００１５】また、最適露光条件についても、最適現像
条件と同様に、各画像形成条件での低濃度用パッチ画像
の画像濃度から光ビームのエネルギー密度の変更設定に
伴う画像濃度の変化率を求め、該変化率に基づいて最適
露光条件を演算するようにしてもよい。すなわち、該変
化率を予め求めておくことで、光ビームのエネルギー密
度の変化が画像濃度の変化にどの程度寄与するのかを把
握することができ、最適現像条件を如何なる現像バイア
スに設定したとしても目標濃度のトナー像を得るために
必要となる光ビームのエネルギー密度、つまり最適露光
条件を精度良く求めることができる。

【００１６】もちろん、上記した２つの変化率をともに
求めておき、両変化率を考慮しつつ最適露光条件および
最適現像条件を演算により求めるようにしてもよいこと
は言うまでもない。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１はこの発明にかかる画像形成
装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の
画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。こ
の画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合
わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）の
トナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置であ
る。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの
外部装置から画像信号が制御ユニット１のメインコント
ローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１
１からの指令に応じてエンジンコントローラ１２がエン
ジン部ＥＧの各部を制御して複写紙、転写紙、用紙およ
びＯＨＰ用透明シートなどのシートＳに画像信号に対応
する画像を形成する。

【００１８】このエンジン部ＥＧでは、７つのユニッ
ト：(a)感光体ユニット２；(b)イエロー現像ユニット
（以下「Ｙ現像ユニット」という）３Ｙ；(c)マゼンタ
現像ユニット（「Ｍ現像ユニット」）３Ｍ；(d)シアン
現像ユニット（「Ｃ現像ユニット」）３Ｃ；(e)ブラッ
ク現像ユニット（「Ｋ現像ユニット」）３Ｋ；(f)中間
転写ユニット４および(g)定着ユニット５が装置本体６
に対して着脱自在となっている。そして、すべてのユニ
ット２、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、４、５が装置本体６
に装着された状態で、図１に示すように、感光体ユニッ
ト２の感光体２１が図１の矢印方向Ｄ1に回転するとと
もに、その感光体２１の周りにその回転方向Ｄ1に沿っ
て、帯電部２２、現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ
からなるロータリー現像部３およびクリーニング部２３
がそれぞれ配置される。

【００１９】７つのユニット２、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３
Ｋ、４、５のうち感光体ユニット２には感光体２１、帯
電部２２およびクリーニング部２３が収容されており、
これらを一体的に装置本体６に対して着脱自在となって
いる。帯電部２２には帯電バイアス発生部１２１から帯
電バイアスが印加されており、感光体２１の外周面を均
一に帯電させる。また、この感光体ユニット２には、感
光体２１の回転方向Ｄ1における帯電部２２の上流側に
クリーニング部２３が設けられており、一次転写後に感
光体２１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落と
す。こうして、感光体２１の表面クリーニングを行って
いる。

【００２０】帯電部２２によって帯電された感光体２１
の外周面に向けて露光ユニット８から光ビームＬが照射
される。この露光ユニット８は、図２に示すように、画
像信号切換部１２２と電気的に接続されており、この画
像信号切換部１２２を介して与えられる画像信号に応じ
て露光パワー制御部１２３が露光ユニット８を制御し、
光ビームＬを感光体２１上に露光して画像信号に対応す
る静電潜像を感光体２１上に形成する。

【００２１】このように構成された画像形成装置では、
例えば、エンジンコントローラ１２のＣＰＵ１２４から
の指令に基づき、画像信号切換部１２２がパッチ作成モ
ジュール１２５と導通している際には、パッチ作成モジ
ュール１２５から出力されるパッチ画像信号が露光パワ
ー制御部１２３に与えられてパッチ潜像が形成される。
一方、画像信号切換部１２２がメインコントローラ１１
のＣＰＵ１１１と導通している際には、ホストコンピュ
ータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介し
て与えられた画像信号に応じて光ビームＬが感光体２１
上に露光されて画像信号に対応する静電潜像が感光体２
１上に形成される。

【００２２】この実施形態では、特に図３（ａ）に示す
光減衰特性を有する感光体２１が採用されている。通
常、高濃度画像（例えば高濃度用パッチ画像）を形成す
る場合と、低濃度画像（例えば低濃度用パッチ画像）を
形成する場合とで光減衰特性は相互に相違している。す
なわち、帯電部２２により均一の表面電位Ｖdに帯電し
た感光体２１を部分的に光ビームＬにより露光すると、
その部分の電荷が中和されて感光体２１の表面に静電潜
像が形成されるが、ベタ画像のような高濃度用パッチ画
像では感光体２１表面の比較的広い範囲が露光されてい
るため、その表面電位プロファイルは井戸型となり、光
ビームＬの単位面積当たりのエネルギー（以下、単に
「露光エネルギー」という）が比較的小さい間では露光
エネルギーの増大にしたがって露光部分の表面電位、い
わゆる明部電位は徐々に低下していく。そして、感光体
２１の特性で決まる残留電位程度まで低下すると、露光
エネルギーを増大させたとしても、露光部分の表面電位
はほとんど変化しない。その結果、高濃度用パッチ画像
については、図３の曲線Ｃhに示すような光減衰特性と
なり、この光減衰特性は露光エネルギーが増大するのに
伴って感光体２１の表面電位が所定の電位Ｖrに漸近す
る漸近範囲を有している。

【００２３】これに対し、ライン画像のような低濃度用
パッチ画像では露光される領域が狭いため、その表面電
位は鋭いディップ状のプロファイルを有することとな
る。このため、実際に測定される感光体２１の表面電位
の変化は、露光された部分の表面電位（明部電位）の変
化と、非露光部分と露光部分とのコントラスト比の変化
とにより決定されることとなり、特にこの実施形態で
は、後者の変化が支配的となっている。その結果、感光
体２１の低濃度用パッチ画像については、図３の直線Ｃ
lに示すような光減衰特性となる。

【００２４】図１に戻って装置構成の説明を続ける。こ
うして形成された静電潜像は本発明の「現像手段」に相
当するロータリー現像部３によってトナー現像される。
このロータリー現像部３では、ブラック用の現像ユニッ
ト３Ｋ、シアン用の現像ユニット３Ｃ、マゼンタ用の現
像ユニット３Ｍ、およびイエロー用の現像ユニット３Ｙ
が軸中心に回転自在に設けられている。そして、これら
の現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは予め決められ
た複数の位置に移動位置決めされるとともに、感光体２
１に対して選択的に現像位置で位置決めされる。図１で
はブラック用の現像ユニット３Ｋが現像位置に位置決め
されており、この位置決め状態で現像ユニット３Ｋに設
けられた現像ローラ３１が感光体２１から離間した状態
で対向配置されるが、その他の現像ユニット３Ｙ、３
Ｍ、３Ｃについても現像ユニット３Ｋと全く同様に現像
ユニットの現像位置への位置決めにより各現像ユニット
に設けられた現像ローラ３１が感光体２１と対向配置さ
れる。

【００２５】また、現像位置に位置決めされた現像ユニ
ットでは、ユニットハウジング内に貯留されたトナーは
現像ローラ３１に担持されながら、現像位置に搬送され
る。このように、この実施形態では、現像ローラ３１が
本発明の「トナー担持体」に相当している。なお、トナ
ーが負に帯電するものとして以下説明するが、装置各部
の電位を適宜変更することで正に帯電するトナーも使用
可能である。

【００２６】そして、現像ローラ３１に対して、図４に
示す交番電圧が現像バイアスとして現像バイアス発生部
１２６から印加される。この現像バイアスは、図４に示
すように、直流成分Ｖavgに対して振幅Ｖppなる矩形波
電圧が重畳された波形を有する交番電圧である。ここで
は、交流成分として振幅Ｖpp（＝｜Ｖbmax−Ｖbmin｜）
で、しかも交流成分の一周期Ｔaに対する電位Ｖmax側の
ピーク電位期間Ｔbの割合、つまりデューティーパーセ
ント（＝（Ｔb／Ｔa）×１００％）が５０％の矩形波状
の交流成分を印加している。このような波形の現像バイ
アスを印加することにより、その振幅Ｖppによりトナー
の飛翔量を制御することができる一方、その直流成分Ｖ
avgにより画像濃度を制御することが可能である。

【００２７】ここで、現像バイアスとトナー像の光学濃
度との関係を注目すると、次のような関係が存在する。
すなわち、ベタ画像などの高濃度側では、図５に示すよ
うに、現像バイアスの直流成分（以下、「直流現像バイ
アス」という）Ｖavgの絶対値が比較的小さい、つまり
低コントラスト電位Ｖcont（図３参照）では直流現像バ
イアスの増加（コントラスト電位Ｖcontの増大）に伴っ
て比例的にトナー付着量が多くなり、その結果、トナー
像の画像濃度が高くなる。しかし、単位面積当たりのト
ナー付着量が一定値以上となると、それ以上に直流現像
バイアスＶavgを増加させたとしても光学濃度はあまり
変化しなくなり、トナー飽和濃度Ｄsを示すようにな
る。このように直流現像バイアスＶavg_s以上の現像バ
イアス範囲では光学濃度がほぼ飽和しており、この範囲
を本発明では「濃度飽和範囲」と称している。また、こ
の「ベタ画像」には、パッチ画像の全面にドットを形成
した画像が含まれるのはもちろんのこと、部分的に濃淡
が存在する画像であっても画像全体として見た場合に実
質的に画像全面にトナーが付着している画像も含まれ
る。後者としては、例えばパッチ画像に相当する静電潜
像の各部での表面電位が１０Ｖ以下の範囲に揃っている
ものが実質的にベタ画像に含まれる。また、パッチ画像
全体に対するドットの面積率が約８０％以上である画像
も後者に含まれる。

【００２８】なお、現像バイアスとしての交番電圧の波
形はこれに限定されるものではなく、例えば直流成分に
正弦波や三角波を重畳したものであってもよい。また、
そのデューティ比が５０％でない波形を用いてもよい。
この場合には、その直流成分Ｖavgとしては、加重平均
電圧、すなわち、時間とともに振幅の変化する電圧波形
の瞬時値をある時間範囲について平均化して直流電圧値
に換算した値を用いることができる。

【００２９】この現像ローラ３１への交番電圧の印加に
よって現像ローラ３１と感光体２１との間で交番電界が
形成され、現像位置に選択位置決めされたユニットハウ
ジング内のトナーが現像ローラ３１から感光体２１に飛
翔して静電潜像を顕像化する。こうして、選択された色
のトナー像が感光体２１の表面に形成される。

【００３０】上記のようにして現像部３で現像されたト
ナー像は、一次転写領域ＴＲ1で中間転写ユニット４の
中間転写ベルト４１上に一次転写される。すなわち、中
間転写ユニット４は複数のローラに掛け渡された中間転
写ベルト４１と、中間転写ベルト４１を回転駆動する駆
動部（図示省略）とを備えており、カラー画像をシート
Ｓに転写する場合には、感光体２１上に形成される各色
のトナー像を中間転写ベルト４１上に重ね合わせてカラ
ー画像を形成する一方、単色画像をシートＳに転写する
場合には、感光体２１上に形成されるブラック色のトナ
ー像のみを中間転写ベルト４１上に転写して単色画像を
形成する。

【００３１】また、本実施形態にかかる画像形成装置で
は、パッチ画像の濃度を検出するために、中間転写ベル
ト４１が掛け渡された一のローラに対向してパッチセン
サＰＳが配置されている。

【００３２】こうして中間転写ベルト４１上に形成され
た画像については、所定の二次転写領域ＴＲ2におい
て、カセット９から取り出されたシートＳ上に二次転写
する。そして、トナー画像が転写されたシートＳを、ヒ
ータ（図示省略）が内蔵された定着ユニット５に導入
し、ここで加熱しながら圧力を加えることによってトナ
ーをシートＳに定着させる。こうして画像が形成された
シートＳは装置本体６の上面部に設けられた排出トレイ
部に搬送される。

【００３３】なお、図２において、符号１１３はホスト
コンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１
２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコン
トローラ１１に設けられた画像メモリであり、符号１２
７はＣＰＵ１２４で行う演算プログラム、ＣＰＵ１２４
における演算結果、エンジン部ＥＧを制御するための制
御データ、最適化処理でのパッチ画像の画像形成条件な
どを記憶するためのメモリ（記憶部）である。

【００３４】上記のように構成された画像形成装置で
は、高濃度側では露光エネルギーを漸近範囲に設定する
ことで静電潜像の表面電位をほぼ一定にすることがで
き、しかも直流現像バイアスＶavgを直流現像バイアス
Ｖavg_s以上の濃度飽和範囲に設定して静電潜像をトナ
ー現像すると、光ビームＬのエネルギー密度の値にかか
わらずトナー像の光学濃度の変動を抑えることができ
る。そこで、この実施形態にかかる画像形成装置では、
直流現像バイアスＶavgを濃度飽和範囲内に設定し、し
かも光ビームＬのエネルギー密度を漸近範囲内に設定し
た状態でトナー像を形成することで高濃度側でのトナー
像の安定形成を図っている。

【００３５】一方、直流現像バイアスＶavgを濃度飽和
範囲内に設定し、しかも光ビームＬのエネルギー密度を
漸近範囲内に設定した場合、低濃度側では図３（ａ）の
直線Ｃlで示すように静電潜像の表面電位は露光エネル
ギーに対して比例的に変化し、また直流現像バイアスＶ
avgに応じてトナー像の光学濃度が比例的に変化する。
そこで、本実施形態では低濃度側については所定の目標
濃度の画像を得るために、電源投入時などの適当なタイ
ミングで所定のパッチ画像を形成し、その画像濃度に基
づいて画像形成条件を最適化する最適化処理を行ってい
る。具体的には、エンジンコントローラ１２のＣＰＵ１
２４が予め記憶されたプログラムを実行して、各トナー
色毎に図６に示す処理を行っている。

【００３６】図６は、この画像形成装置における画像形
成条件（現像バイアスおよび露光エネルギー）の最適化
処理を示すフローチャートである。この実施形態では、
直流現像バイアスＶavgと露光エネルギーＥとの組み合
わせからなる５組（Ｖ2、Ｅ1）、（Ｖ2、Ｅ2）、（Ｖ
2、Ｅ3）、（Ｖ1、Ｅ3）、（Ｖ3、Ｅ3）の画像形成条件
が予めメモリ１２７に記憶されている。これらの画像形
成条件を構成する直流現像バイアスＶavgおよび露光エ
ネルギーＥは図３（ｂ）に示すようにそれぞれ濃度飽和
範囲および漸近範囲に存在している。

【００３７】そして、最適化処理の開始とともに、メモ
リ１２７から画像形成条件を読出した（ステップＳ１
１）後、各画像形成条件（Ｖ2、Ｅ1）、（Ｖ2、Ｅ2）、
（Ｖ2、Ｅ3）、（Ｖ1、Ｅ3）、（Ｖ3、Ｅ3）で低濃度用
パッチ画像として例えば図７に示す１オン１０オフの１
ドットライン群からなるトナー像ＰＩを形成する（ステ
ップＳ１２）。こうすることで、中間転写ベルト４１上
には、それぞれの画像形成条件に応じた濃度の５個の低
濃度用パッチ画像が形成されることとなる。

【００３８】ここで、特に直流現像バイアスＶavgの変
更設定範囲については、濃度飽和範囲であれば、その振
り幅については任意であるが、この実施形態では画質向
上のために最小値Ｖ1から最大値Ｖ3に制限している。す
なわち、直流現像バイアスＶavgが大きくなると図３
（ａ）に示すコントラスト電位Ｖcontが大きくなる。そ
のため、直流現像バイアスＶavgが大きすぎると、エッ
ジ効果として知られるように画像の端部が極端な高濃度
となったり、トナー付着量が過大となって後段での転写
・定着プロセスにおいてトナーの散りが生じ画質が低下
するなどの問題がある。一方、直流現像バイアスＶavg
が小さすぎる場合、コントラスト電位Ｖcontが小さくな
るのでトナーを感光体２１に付着させる力が弱くなり、
例えば図８（ａ）に示す矩形パターンＲＩの例のよう
に、特に感光体２１の移動方向から見たときの画像の左
右および下流側のトナーが剥ぎ取られて画像が歪むとい
う現象が発生する。この歪み量Ｄは、図８（ｂ）に示す
ように、コントラスト電位Ｖcontの増加とともに減少
し、次第に一定値に漸近するという特性を示す。

【００３９】したがって、画質が良好で安定したトナー
像形成を行うためには、コントラスト電位Ｖcontが、エ
ッジ効果やトナーの散りが出ない程度に低く、かつ画像
の歪み量Ｄが許容範囲内に収まる程度に高い値となって
いることが必要である。この範囲は、種々のコントラス
ト電位Ｖcontでトナー像を形成しながらその画質を評価
することで予め求めることができ、発明者らの実験で
は、この実施形態の画像形成装置においてコントラスト
電位Ｖcontとしては５０〜２５０Ｖ程度、また直流現像
バイアスＶavgとしては、−（１００〜３８０）Ｖ程度
が好ましい範囲であり、さらに−（１８０〜２２０）Ｖ
程度がさらに好ましい範囲であった。

【００４０】上記のようにして５個の低濃度用パッチ画
像が中間転写ベルト４１上に形成されると、各パッチ画
像が中間転写ベルト４１の移動に伴ってパッチセンサＰ
Ｓと対向する位置に移動してくるタイミングで該センサ
ＰＳからの出力信号を読み込み、その信号に基づいて各
パッチ画像の光学濃度を求める（ステップＳ１３）。

【００４１】ここで、上記したように直流現像バイアス
Ｖavgおよび露光エネルギーＥが変化すると、低濃度用
パッチ画像の画像濃度は変化するが、ステップＳ１４で
直流現像バイアスＶavgが変化するのに伴う画像濃度の
変化率ΔＤvを演算するとともに、次のステップＳ１５
で露光エネルギーＥが変化するのに伴う画像濃度の変化
率ΔＤeを演算し、それらの変化率ΔＤv、ΔＤeをメモ
リ１２７に記憶しておく。

【００４２】そして、直流現像バイアスＶ2で、しかも
露光エネルギーＥの下限値Ｅ1および上限値Ｅ3でそれぞ
れ形成されたパッチ画像の画像濃度Ｄmin、Ｄmaxが目標
濃度Ｄ(op)よりも濃いか否かをステップＳ１６，Ｓ１７
で判断する。ここで、図９（ａ）に示すようにＤmin≦Ｄ(op) Ｄmax≧Ｄ(op) であるときには、ステップＳ１８に進んで各低濃度用パ
ッチ画像の画像濃度のうちその濃度が予め設定された目
標濃度にほぼ一致するときの露光エネルギーＥを変化率
ΔＤeを利用して求め、その値を最適露光条件としてメ
モリ１２７に記憶する。また、直流現像バイアスＶ2を
最適現像条件としてメモリ１２７に記憶する。このよう
に、この実施形態では直流現像バイアスＶ2を暫定的に
最適現像条件とし、その最適現像条件に対して最適露光
条件を演算により決定している。なお、露光エネルギー
Ｅ2を最適露光条件とし、その最適露光条件に対して最
適現像条件を変化率ΔＤvに基づき演算により決定した
り、直流現像バイアスおよび露光エネルギーをともに演
算補正して最適現像条件および最適露光条件を決定する
ようにしてもよい。

【００４３】このように直流現像バイアスおよび露光エ
ネルギーの少なくとも一方を変化率に基づき演算補正す
ればよく、この点に関しては次に説明するステップＳ１
９、Ｓ２０においても同様である。

【００４４】一方、暫定値Ｖ2では最適化できないケー
スとして、例えば図９（ｂ）に示すように画像濃度Ｄmi
nが目標濃度Ｄ(op)よりも濃い場合がある。この場合に
は、露光エネルギーＥの下限値Ｅ1を最適露光条件とし
て設定するとともに、その最適露光条件で目標濃度Ｄ(o
p)のトナー像を形成するために必要な直流現像バイアス
を変化率ΔＤvを利用して演算し、それを最適現像条件
として設定する（ステップＳ１９）。

【００４５】また暫定値Ｖ2では最適化できない別のケ
ースとして、例えば図９（ｃ）に示すように画像濃度Ｄ
maxが目標濃度Ｄ(op)よりも薄い場合がある。この場合
には、露光エネルギーＥの上限値Ｅ3を最適露光条件と
して設定するとともに、その最適露光条件で目標濃度Ｄ
(op)のトナー像を形成するために必要な直流現像バイア
スを変化率ΔＤvを利用して演算し、それを最適現像条
件として設定する（ステップＳ２０）。

【００４６】ここで、最適化処理における各ステップで
の処理内容の理解を助けるために、図１の画像形成装置
において実際に得られる具体例を例示して説明する。ま
ず、直流現像バイアスＶ1、Ｖ2、Ｖ3を、それぞれＶ1＝−１８０（Ｖ）Ｖ2＝−２００（Ｖ）Ｖ3＝−２２０（Ｖ）と予め設定し、露光エネルギーＥ1、Ｅ2、Ｅ3を、それ
ぞれＥ1＝０．２（μＪ／ｃｍ^２）Ｅ2＝０．３（μＪ／ｃｍ^２）Ｅ3＝０．４（μＪ／ｃｍ^２）と予め設定するとともに、メモリ１２７から５つの画像
形成条件（−２００、０．２）、（−２００、０．
３）、（−２００、０．４）、（−１８０、０．３）、
（−２２０、０．３）を読出し（ステップＳ１１）、図
１の画像形成装置により各画像形成条件（−２００、
０．２）、（−２００、０．３）、（−２００、０．
４）、（−１８０、０．３）、（−２２０、０．３）で
図７に示す１オン１０オフの１ドットライン群からなる
トナー像ＰＩを形成した（ステップＳ１２）。

【００４７】そして、各パッチ画像の画像濃度を検出す
ると、画像濃度はそれぞれ画像形成条件（−２００、０．２）…濃度０．１５、画像形成条件（−２００、０．３）…濃度０．２０、画像形成条件（−２００、０．４）…濃度０．２５、画像形成条件（−１８０、０．３）…濃度０．１６、画像形成条件（−２２０、０．３）…濃度０．２４、であった（ステップＳ１３）。

【００４８】したがって、直流現像バイアスＶavgが変
化するのに伴う画像濃度の変化率ΔＤvは０．１／（−
５０Ｖ）となり（ステップＳ１４）、露光エネルギーＥ
が変化するのに伴う画像濃度の変化率ΔＤeは０．１／
（０．２μＪ／ｃｍ^２）となる（ステップＳ１５）。

【００４９】そして、低濃度側での目標濃度が例えば
「０．２３」、「０．１３」、「０．２７」の場合でそ
れぞれ異なった処理がなされる。それぞれの場合に分け
て説明する。

【００５０】（１）目標濃度Ｄ(op)＝０．２３の場合この場合、画像形成条件（−２００、０．２）、（−２
００、０．４）で形成されたパッチ画像の画像濃度Ｄmi
n、Ｄmaxはそれぞれ濃度０．１５、０．２５であるた
め、Ｄmin≦Ｄ(op) Ｄmax≧Ｄ(op) をともに満足することとなる（図９（ａ））。そのた
め、直流現像バイアスＶ2（＝−２００Ｖ）が最適現像
条件としてメモリ１２７に記憶される。一方、画像形成
条件（−２００、０．３）では濃度０．２０となり、目
標濃度Ｄ(op)＝０．２３に達せず、０．０３（＝０．２
３−０．２０）だけ濃度不足が生じている。そこで、そ
の不足分を補うためにステップＳ１５で求めた変化率Δ
Ｄeから露光エネルギーを補正値ΔＥ ΔＥ＝０．０３／｛０．１／（０．２μＪ／ｃｍ^２）｝＝０．０６μＪ／ｃｍ^２だけ増大させて露光エネルギーＥＥ2＋ΔＥ＝０．３＋０．０６＝０．３６（μＪ／ｃｍ
^２）が最適露光条件としてメモリ１２７に記憶される（ステ
ップＳ１８）。

【００５１】（２）目標濃度Ｄ(op)＝０．１３の場合この場合、画像形成条件（−２００、０．２）で形成さ
れたパッチ画像の画像濃度Ｄmin、Ｄmaxはそれぞれ濃度
０．１５であるため、Ｄmin＞Ｄ(op) となる（図９（ｂ））。そのため、直流現像バイアスＶ
2（＝−２００Ｖ）に設定したのでは目標濃度Ｄ(op)＝
０．１３を得るためには露光エネルギーの下限値Ｅ1よ
りも低い露光エネルギーが最適露光条件となってしま
う。そこで、露光エネルギーの下限値Ｅ1（＝０．２μ
Ｊ／ｃｍ^２）を最適露光条件に設定するとともに、濃度
過剰分を直流現像バイアスＶavgをΔＶだけ変更するこ
とで補正する。すなわち、画像形成条件（−２００、
０．２）では濃度０．１５であり、０．０２だけ濃度過
剰となっているので、その過剰分を削減するためにステ
ップＳ１４で求めた変化率ΔＤvから直流現像バイアス
を補正値ΔＶ ΔＶ＝−０．０２／｛０．１／（−５０Ｖ）｝＝１０（Ｖ）だけ加えて直流現像バイアスＶavg Ｖ2＋ΔＶ＝−２００＋１０＝−１９０（Ｖ）が最適現像条件としてメモリ１２７に記憶される（ステ
ップＳ１９）。

【００５２】（３）目標濃度Ｄ(op)＝０．２７の場合この場合、画像形成条件（−２００、０．４）で形成さ
れたパッチ画像の画像濃度Ｄmaxは濃度０．２５である
ため、Ｄmax＜Ｄ(op) となる（図９（ｃ））。そのため、直流現像バイアスＶ
2（＝−２００Ｖ）に設定したのでは目標濃度Ｄ(op)＝
０．２７を得るためには露光エネルギーの上限値Ｅ3よ
りも高い露光エネルギーが最適露光条件となってしま
う。そこで、露光エネルギーの上限値Ｅ3（＝０．４μ
Ｊ／ｃｍ^２）を最適露光条件に設定するとともに、濃度
不足分を直流現像バイアスＶavgをΔＶだけ変更するこ
とで補正する。すなわち、画像形成条件（−２００、
０．４）では濃度０．２５であり、０．０２だけ濃度不
足となっているので、その不足分を補うためにステップ
Ｓ１４で求めた変化率ΔＤvから直流現像バイアスを補
正値ΔＶ ΔＶ＝０．０２／｛０．１／（−５０Ｖ）｝＝−１０（Ｖ）だけ加えて直流現像バイアスＶavg Ｖ2＋ΔＶ＝−２００＋（−１０）＝−２１０（Ｖ）が最適現像条件としてメモリ１２７に記憶される（ステ
ップＳ２０）。

【００５３】以上のように、この実施形態によれば、細
線画像やハーフトーン画像などの低濃度用パッチ画像を
形成して画像形成条件（最適現像条件および最適露光条
件）を最適化し、この画像形成条件で画像を形成するた
め、低濃度画像において良好な画質を得ることができる
のはもちろんであるが、最適現像条件および最適露光条
件はそれぞれ濃度飽和範囲および漸近範囲に存在してい
るため、上記「課題を解決するための手段」の項で詳述
したと同様の理由により、高濃度側についても安定した
画質でトナー像を形成することが可能となっている。

【００５４】また、画像濃度を調整するために予め設定
された５つの画像形成条件（Ｖ2、Ｅ1）、（Ｖ2、Ｅ
2）、（Ｖ2、Ｅ3）、（Ｖ1、Ｅ3）、（Ｖ3、Ｅ3）で低
濃度用パッチ画像ＰＩを形成するだけで最適現像条件お
よび最適露光条件を精度良く決定することができるた
め、制御が簡単であるとともに、短時間にて処理を行う
ことが可能である。

【００５５】また、画質向上の観点から直流現像バイア
スＶavgの可変範囲を制限しているので、一定の画質の
トナー像をさらに安定して形成することができる。

【００５６】ところで、上記実施形態では直流現像バイ
アスＶ2を暫定的な最適現像条件として予めメモリ１２
７に設定記憶させているが、直流現像バイアスＶ2につ
いてはいわゆるパッチ処理により求めるようにしてもよ
い。すなわち、漸近範囲の露光エネルギーで、かつ濃度
飽和範囲で直流現像バイアスＶavgを多段階に変更設定
しながら各画像形成条件で高濃度用パッチ画像を形成
し、それらのパッチ画像の画像濃度に基づき直流現像バ
イアスＶ2を求めてもよい。

【００５７】また、パッチセンサＰＳの出力特性を考慮
すると、次のようにして直流現像バイアスＶ2ならびに
直流現像バイアスＶ1、Ｖ3を求めるのが望ましい。以
下、図１０ないし図１３を参照しつつ詳述する。

【００５８】図１の画像形成装置において用いられてい
るパッチセンサは例えば図１０に示すような出力特性を
有している。すなわち、パッチ画像を構成するトナーの
量が比較的少なく、比較的低濃度である場合には濃度変
化に応じてセンサ出力が大きく変化するのであるが、パ
ッチ画像が次第に濃くなってくると、濃度変化に伴うセ
ンサ出力の変動量は少なくなっていき、高濃度領域では
濃度が変化したとしてもセンサ出力の変動量はゼロ、あ
るいは微小となっている。つまり高濃度領域ではパッチ
センサのダイナミックレンジが狭くなっている。そのた
め、高濃度用パッチ画像の濃度をパッチセンサにより正
確に測定することが困難であった。このように高濃度側
での測定精度が低かったために、直流現像バイアスＶ2
を高精度に求めることが難しい。

【００５９】しかしながら、図１１に示すバイアス設定
処理を実行することで上記問題を解消して直流現像バイ
アスＶ2ならびにＶ1、Ｖ3を精度良く設定することが可
能となる。すなわち、このバイアス設定処理では、まず
露光エネルギーＥを上限値Ｅ3に固定する（ステップＳ
３１）。直流現像バイアスＶavgを初期値Ｖavg_Aに設定
する（ステップＳ３２）。この初期値Ｖavg_Aは図３
（ａ）に示すように高濃度側目標濃度Ｄ(op)に対応する
直流現像バイアス、つまり最適現像条件よりも残留電位
Ｖrに近い値に設定されている。したがって、初期値Ｖa
vg_Aに設定した状態で高濃度用パッチ画像として例えば
ベタ画像を形成する（ステップＳ３３）と、高濃度側目
標濃度Ｄ(op)よりも低濃度のパッチ画像が形成される
（図１２）。

【００６０】そして、ステップＳ３３〜Ｓ３５を繰り返
すことで、さらに直流現像バイアスＶavgをバイアスＶa
vg_B，Ｖavg_Cに変更設定しながら、各バイアス下で高
濃度側目標濃度Ｄ(op)よりも低濃度のパッチ画像を形成
する。なお、この実施形態では、直流現像バイアスＶav
gとして３種類のＶavg_A，Ｖavg_B，Ｖavg_Cをこの順序
で変更設定しているが、個数および順序は任意であるこ
とはいうまでもない。

【００６１】こうして３種類の高濃度用パッチ画像が形
成されると、各パッチ画像の画像濃度をパッチセンサＰ
Ｓにより検出する（ステップＳ３６）。これによって、
例えば図１２に示すように、各直流現像バイアスＶavg_
A，Ｖavg_B，Ｖavg_C下で形成されたパッチ画像の画像
濃度Ｄ(A)，Ｄ(B)，Ｄ(C)がそれぞれ検出される。これ
に続いて、直流現像バイアスと画像濃度との組み合わせ
（Ｖavg_A，Ｄ(A)）、（Ｖavg_B，Ｄ(B)）、（Ｖavg_
C，Ｄ(C)）に基づき直流現像バイアスと画像濃度との相
関関係を示す式、つまり図１２中の１点鎖線で示す直線
式を求める（ステップＳ３７）。この理由は以下のとお
りである。

【００６２】同図中の実線は直流現像バイアスと濃度と
の関係を示しており、直流現像バイアスを除く画像形成
条件を一定に維持している場合には単位面積当たりのト
ナー付着量と濃度との関係と実質的に等しい。同図に示
すように、直流現像バイアスＶavgを表面電位Ｖdに近づ
けてコントラスト電位Ｖcont（図３（ａ）参照）を大き
くすれば、トナー付着量が多くなり、その結果、トナー
像の画像濃度も高くなる。しかし、単位面積当たりのト
ナー付着量が一定値以上となると、それ以上に直流現像
バイアスを変化させたとしても濃度はあまり変化しなく
なり、トナー飽和濃度を示すようになる。また、限界濃
度Ｄ(lmt)を超える高濃度領域ではパッチセンサＰＳの
ダイナミックレンジは狭く、このパッチセンサＰＳによ
りパッチ画像の濃度を正確に測定することが困難となっ
ている。

【００６３】そこで、この実施形態では、上記のように
目標濃度Ｄ(op)よりも低濃度のパッチ画像を形成するこ
とでパッチセンサＰＳにより各パッチ画像の濃度を正確
に測定する一方、限界濃度Ｄ(lmt)を超える高濃度領域
については上記のようにして求めた直線式に基づいて直
流現像バイアスと濃度との関係を外挿的に求めることを
可能としている。具体的には、ステップＳ３８で上記相
関関係（図１２の直線式）に基づき高濃度側目標濃度Ｄ
(op)に対応する直流現像バイアスＶavg_opを先の実施形
態の直流現像バイアスＶ2として求め、これを暫定的な
最適現像条件としてメモリ１２７に記憶する。

【００６４】それに続いて、その直流現像バイアスＶ2
に定数αを加えて直流現像バイアスＶ1を求め（ステッ
プＳ３９）、また直流現像バイアスＶ2に定数βを差し
引いて直流現像バイアスＶ3を求め（ステップＳ４
０）、メモリ１２７に記憶する。

【００６５】なお、上記実施形態の如く直流現像バイア
スと画像濃度との相関関係に基づき最適現像条件を外挿
的に求める場合、図１２に示すように、実際のトナー特
性は相関関係を示す直線（１点鎖線）から乖離して、濃
度に関して乖離ΔＤ(op)が存在するとともに、直流現像
バイアスに関して乖離ΔＶavg(op)が存在している。そ
して、目標濃度がトナー飽和濃度に近づくにしたがって
それらの乖離は大きくなる。例えば目標濃度Ｄ(op)より
高い目標濃度Ｄ(op1)では、各乖離ΔＤ(op1)、ΔＶavg
(op1)は、 ΔＤ(op1)＞ΔＤ(op) ΔＶavg(op1)＞ΔＶavg(op) となってしまう。したがって、これらの乖離について
は、極力小さくなるように構成するのが望ましい。具体
的には、図１３に示すように、トナー飽和濃度がそれぞ
れＤs1、Ｄs2、Ｄs3（ただし、Ｄs1＜Ｄs2＜Ｄs3）とな
るトナー特性を有する３種類のトナー（図中の符号Ｔ
1，Ｔ2，Ｔ3）と、高濃度側目標濃度Ｄ（op)との比がそ
れぞれ｛Ｄs1／Ｄ（op)｝×１００＝１００％｛Ｄs2／Ｄ（op)｝×１００＝１０５％｛Ｄs3／Ｄ（op)｝×１００＝１１０％となっている場合には、図１の構成の画像形成装置では
目標濃度Ｄ(op)における乖離ΔＶavg(op)のそれぞれは
例えば５０Ｖ、１０Ｖ、３Ｖとなった。また、上記実施
形態と同様にして求めた最適現像条件Ｖavg(op)で実際
に形成されるトナー像の濃度と、目標濃度Ｄ(op)とのパ
ーセント比は、トナーＴ1で８０％、トナーＴ2で９５
％、トナーＴ3で９８％となった。

【００６６】これらの結果から明らかなように、トナー
飽和濃度が目標濃度に対して十分高くないと、相関関係
に基づき求めた最適現像条件Ｖavg(op)で画像を形成す
ると、濃度不足を起こすことになり、不都合が生じる場
合がある。したがって、好ましくはトナー飽和濃度が高
濃度側目標濃度Ｄ(op)に対して少なくとも５％以上高い
トナーを用いて画像形成を行うのが好適である。さらに
好ましくはトナー飽和濃度が高濃度側目標濃度Ｄ(op)に
対して少なくとも１０％以上高いトナーを用いて画像形
成を行う。

【００６７】なお、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。例えば、上記実施形態では、高濃度用パッチ画像と
してベタ画像を、また低濃度用パッチ画像として互いに
離隔配置された複数の１ドットラインからなるライン画
像を用いているが、パッチ画像として用いることのでき
る画像はこれらに限定されるものではなく、他のパター
ンを有する画像であってもよい。これらは使用されるト
ナーの特性やパッチセンサＰＳの感度等に応じて適宜変
更されるべきものである。また、各パッチ画像の低濃度
側目標濃度も上記の数値に限定されるものではなく、適
宜変更してよい。

【００６８】また、上記実施形態では、現像ローラ３１
に交番電圧を現像バイアスとして印加することでトナー
を感光体２１に移動させて静電潜像を顕像化させる、い
わゆる非接触現像方式の画像形成装置に本発明を適用し
ているが、直流電圧を現像バイアスとして印加する装置
や接触現像方式の装置に対しても本発明を適用すること
ができることはいうまでもない。

【００６９】また、上記実施形態では、パッチセンサＰ
Ｓは、感光体２１から一次転写された直後の中間転写ベ
ルト４１上でパッチ画像の濃度を検出するように構成さ
れているが、パッチセンサＰＳの位置は他の位置であっ
てもよく、例えば感光体２１上に形成されたパッチ画像
の濃度を検出するようにしてもよい。

【００７０】さらに、上記実施形態は、４色のトナーを
用いてカラー画像を形成可能な装置であったが、これ以
外にも、例えば、モノクロ画像のみを形成する装置に対
しても本発明を適用することができる。

【００７１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、現像
バイアスと光ビームのエネルギー密度との組み合わせか
らなる画像形成条件を濃度飽和範囲および漸近範囲で変
更設定しながら各画像形成条件で低濃度用パッチ画像を
形成し、その画像濃度に基づいて最適現像条件および最
適露光条件を求めているため、低濃度画像において良好
な画質を得ることができるのはもちろんのこと、高濃度
画像についても安定した画質のトナー像を形成すること
ができ、低濃度画像から高濃度画像までの広い濃度範囲
について、画質の良好なトナー像を簡単に、しかも高精
度で安定して形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる画像形成装置の一実施形態を
示す図である。

【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】図１の画像形成装置に採用されている感光体の
光減衰特性、ならびに現像バイアスおよび露光エネルギ
ーの設定範囲を示す図ある。

【図４】図１の画像形成装置において現像ローラに印加
される交番電圧の電気的特性を示す図である。

【図５】現像バイアスとトナー像の画像濃度との関係を
示す図である。

【図６】この画像形成装置の最適化処理を示すフローチ
ャートである。

【図７】この最適化処理に用いる低濃度用パッチ画像の
例を示す図である。

【図８】直流現像バイアスが不適正な場合の画像の歪み
を例示する図である。

【図９】最適化処理の動作を示す図である。

【図１０】パッチセンサの出力特性を示すグラフであ
る。

【図１１】この発明にかかる画像形成装置の他の実施形
態を示す図である。

【図１２】現像バイアスとトナー像の画像濃度との関係
を示す図である。

【図１３】現像バイアスとトナー像の画像濃度との関係
を示す図である。

【符号の説明】

３…ロータリー現像部（現像手段）８…露光ユニット（露光手段）１２…エンジンコントローラ（制御手段）２１…感光体３１…現像ローラ（トナー担持体）１２４…ＣＰＵ（制御手段）Ｌ…光ビーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA09 DA10 DE02 DE07 EA02 EA05 EC03 EC06 EC07 EC18 EE08 EF01 2H073 AA02 BA03 BA04 BA13 BA28 BA35 CA14 2H076 AB02 DA07 EA01 2H077 AD06 AD35 AD36 BA10 DA04 DA31 DA47 DA62 DB08 DB13 EA16 GA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電した感光体の表面に光ビームを露光
して静電潜像を形成する露光手段と、その表面にトナー
を担持するトナー担持体を有して該トナー担持体に印加
される現像バイアスに応じてトナーを前記感光体表面に
移動させて前記静電潜像をトナーにより顕像化する現像
手段と、前記現像バイアスを最適現像条件に設定すると
ともに前記光ビームのエネルギー密度を最適露光条件に
設定して所定の目標濃度のトナー像を形成する制御手段
とを備える画像形成装置において、前記感光体の光減衰特性のうち、光ビームを前記感光体
に照射して高濃度用パッチ画像に対応する静電潜像を形
成するとき、光ビームのエネルギー密度が増大するのに
伴って前記感光体の表面電位が所定の電位に漸近する前
記エネルギー密度の範囲を漸近範囲とし、前記現像バイアスの設定可能な範囲のうち、前記高濃度
用パッチ画像に対応する静電潜像に付着するトナー密度
の増加に対する光学濃度の増加がほぼ飽和する現像バイ
アスの範囲を濃度飽和範囲とするとき、前記制御手段は、前記現像バイアスと前記光ビームのエ
ネルギー密度との組み合わせからなる画像形成条件を前
記濃度飽和範囲および前記漸近範囲で変更設定しながら
各画像形成条件で低濃度用パッチ画像を形成し、その画
像濃度に基づいて最適現像条件および最適露光条件を決
定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記制御手段は、各画像形成条件での低
濃度用パッチ画像の画像濃度から現像バイアスの変更設
定に伴う画像濃度の変化率を求め、該変化率に基づいて
前記最適現像条件を演算する請求項１記載の画像形成装
置。
【請求項３】前記制御手段は、各画像形成条件での低
濃度用パッチ画像の画像濃度から光ビームのエネルギー
密度の変更設定に伴う画像濃度の変化率を求め、該変化
率に基づいて前記最適露光条件を演算する請求項１また
は２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記高濃度用パッチ画像がベタ画像であ
る請求項１ないし３にいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】前記低濃度用パッチ画像は、互いに離隔
配置された複数のドット、または互いに離隔配置された
複数の１ドットラインのいずれかで構成されている請求
項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】帯電した感光体の表面に光ビームを露光
して静電潜像を形成する露光手段と、その表面にトナー
を担持するトナー担持体を有して該トナー担持体に印加
される現像バイアスに応じてトナーを前記感光体表面に
移動させて前記静電潜像をトナーにより顕像化する現像
手段と、前記現像バイアスを最適現像条件に設定すると
ともに前記光ビームのエネルギー密度を最適露光条件に
設定して所定の目標濃度のトナー像を形成する制御手段
とを備える画像形成方法において、前記感光体の光減衰特性のうち、光ビームを前記感光体
に照射して高濃度用パッチ画像に対応する静電潜像を形
成するとき、光ビームのエネルギー密度が増大するのに
伴って前記感光体の表面電位が所定の電位に漸近する前
記エネルギー密度の範囲を漸近範囲とし、前記現像バイアスの設定可能な範囲のうち、前記高濃度
用パッチ画像に対応する静電潜像に付着するトナー密度
の増加に対する光学濃度の増加がほぼ飽和する現像バイ
アスの範囲を濃度飽和範囲とするとき、前記現像バイアスと前記光ビームのエネルギー密度との
組み合わせからなる画像形成条件を前記濃度飽和範囲お
よび前記漸近範囲で変更設定しながら各画像形成条件で
低濃度用パッチ画像を形成する工程と、前記低濃度用パッチ画像の画像濃度を検出する工程と、検出された画像濃度に基づいて前記最適現像条件および
前記最適露光条件を求める工程とを備えたことを特徴と
する画像形成方法。