JP2004101564A

JP2004101564A - Image forming method and image forming apparatus

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Publication number: JP2004101564A
Application number: JP2002259131A
Authority: JP
Inventors: Takeo Tsukamoto; 塚本　武雄
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2004-04-02
Anticipated expiration: 2022-09-04
Also published as: JP4053848B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form an image by prioritizing image quality based on information related to graininess which decides image quality by considerable. <P>SOLUTION: In forming the image by an electrophotographic system, a latent image formed on an image carrier 150 is developed with toner, and information on the unevenness of image density in a spatial frequency area including spatial frequency at which human visual sensitivity becomes maximum from the image 151 developed with the toner and information on the average image density of the image 151 are obtained. Based on the obtained information, image forming conditions concerning the unevenness of the image density, for example, the linear velocity ratio of a developer carrier to the image carrier, a gap between the surface of the image carrier and the developer carrier, developer amount adhering to the developer carrier and developing potential are changed according to instruction from a control circuit CON. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームによって書き込みを行った場合の画質、特に画質の劣化を検出して画像形成プロセスを制御する雅号形成方法、及びこの画像形成方法を使用した電子写真技術を利用した複写装置、レーザビームプリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
像担持体上に形成されたパッチパターンに対して比較的大きなスポット光（スポット径は数ミリメートル以上）を照射した時の反射光量を検知することによって、そのパッチパターンに付着しているトナー量を検知可能であることは広く知られている。そして、前記トナー量の検知結果に応じて静電潜像条件や現像条件などの画像形成条件を制御する方法も広く知られており、実際の商品においても適用されている。この検知方法を用いる場合には、階調パターンの各濃度パッチにおけるトナー付着量を検知することにより、そのときの画像形成条件における階調性並びにベタ濃度を知ることができる。そのため、もしこれらの値が規定範囲から外れている場合には、その結果に応じて適切な階調性を得るように、また、適切なベタ濃度になるように画像形成条件の制御を行って、前記階調性及びベタ濃度を修正することができる。このとき制御される作像条件は現像剤トナー濃度（２成分現像プロセスの場合）、現像バイアス、現像ローラの速度などである。
【０００３】
一方、画質を構成するものには、前記階調性及びベタ濃度だけでなくその他の多くの要素があることが知られている。その中でも特に画質を大きく左右してしまう要素として「粒状性（人間の視覚に訴える画像ざらつき感）」が挙げられる。電子写真プロセスにおける高画質化実現のためには、この粒状性を低い状態で維持する技術が必須となっている。この粒状性は初期的な画像形成条件によって決定されるところも大きいが、それに加えて経持的に変化（悪化）してしまうことが知られている。この経時変化の原因としては、温湿度などの環境変動に起因するものもあれば、現像剤や感光体などの劣化に起因するものもある。したがって、経持に渡って高画質の画像を維持し続けるためには、何らかの手段により粒状性もしくは粒状性と強い相関のある画質を検知し、その検知結果に基づいて画像形成条件を変更することが必要である。
【０００４】
しかし、粒状性に注目して画質検知を行えるような手段に関してはこれまでに報告がなされていない。粒状性は画像の形成されている平面空間における濃度ムラであり、人間の視覚特性を考慮した場合には
約１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］
をピークとして
０［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］〜約１０［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］
の範囲の空間周波数を有する濃度ムラにより粒状性が決定され、特に、
約１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］
をピークとして
約０．２［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］〜約４［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］
の範囲の空間周波数を有する濃度ムラが、特に問題となる。
【０００５】
したがって、このような人間の視覚特性に関連のある粒状性情報を得るには、前述の空間周波数で存在する濃度ムラを検出する手段と、この手段によって検出された濃度ムラ信号を空間周波数特性に変換する手段とが必要となる。
【０００６】
一方、パッチパターン内の微細な濃度ムラを検出する手段として、特開平６−２７７７６号公報に開示された発明が公知である。この発明は、パッチパターンの広い領域に照明光を照射し、そこからの反射光を高解像度のＣＣＤによって読み取り、読み取ったパッチパターンからの反射光に基づいて微細な画像欠陥に関わる信号を得ようとしている。また、特開平６−２７７７６号公報開示の発明においては、演算処理過程で空間伝達関数（ＭＴＦ）を演算する工程を備えてはいるが、この演算においては画像ムラの空間周波数特性に関わる情報を得ることができないために粒状性もしくは粒状性と大きな相関のある情報を得ることができない。さらに、この公知例では、「転写中抜け」といった微細な異常画像の検出あるいは鮮鋭性の検出に基づいて画像形成条件を制御するようにはしているが、粒状性を考慮して画像形成条件を制御しているわけでない。
【０００７】
なお、そのほかに関連する公知例として、例えば、特開平５−１６１０１３号公報、特開平７−７８０２７号公報、特開２０００−９８７０８公報、特開２００１−７８０２７公報等に開示された発明が知られているが、いずれも画像の粒状性情報（濃度ムラ）に基づいて画像形成条件を制御してはいない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来例においては、トナーの粒状性を考慮して画像形成条件を制御するように構成されていないので、粒状性が悪化した場合に対処することができない。すなわち、従来はこのような画質検知の手段及び制御による画質の復元手段が存在しなかったために、開発段階で画質が劣化すると予め予測されたある稼動時間に到達した時に現像剤や感光体などは必然的に交換される必要があり、この交換時期は安全率を見て短めの設定とせざるを得なかった。しかし、実際にはユーザによって稼動条件は異なり、それに応じて画質を保証できる現像剤や感光体などの交換時期は大きく異なるはずである。
【０００９】
そこで画質劣化を検知して画質の劣化が確認された場合には適切な作像条件制御を行うことができれば、交換部品の本当の寿命まで品質を維持した使い方が可能になる。その結果、従来に比べて現像剤寿命や感光体の交換時期を大幅に遅らせることが可能となる。その結果、廃棄される現像剤や感光体の量を削減でき、環境対応面においても非常に優れた画像形成装置を実現できる。
【００１０】
従来は階調性（中間調濃度）並びにベタ濃度が規定値となることだけを考慮した作像条件の設定及び変更しか提案されておらず、制御される作像条件は前述のように現像剤トナー濃度（２成分現像プロセスの場合）、現像バイアス、現像ローラの速度などであった。例えば、画像濃度が低下した場合には、
・現像剤トナー濃度を高くする。
・現像バイアス（現像ポテンシャル）を大きくする。
・現像ローラ線速を高くする。
といった電子写真プロセスでは常識的な作像条件の変更方法を適当に組み合わせて実施しているに過ぎなかった。
【００１１】
ところが、発明者の鋭意研究の結果、これらの作像条件変更の中には、画像濃度が高まると同時に粒状性が低下するものや、逆に画像濃度が高まると同時に粒状性が増加するものが存在することを発見した。具体的には、画像濃度が高まると同時に粒状性が低下する（画質が向上する）ものとして、
・トナー濃度を増加する。
・現像ローラ回転数を高くする。
などがあり、一方で画像濃度が高まると同時に粒状性が増加する（画質が低下する）ものとして
・直流現像バイアスを大きくする。
などがあることを確認した。すなわち、画像濃度だけではなく粒状性に注目して作像条件を変更する場合には、これらを巧みに組み合わせた作像条件の変更が必須となり、逆に、これらの作像条件を巧みに組み合わせることにより、画像濃度（「平均的な画像濃度」に相当）と粒状性（「画像濃度ムラ」に相当）を比較的任意に制御できることも確認した。
【００１２】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、その目的は、画質を大きく決定する粒状性に関わる情報に基づいて画質を優位して画像を形成することができる画像形成方法を提供することにある。
【００１３】
また、他の目的は、画質を大きく決定する粒状性に関わる情報に基づいて画質を優位して画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の手段は、電子写真方式で画像を形成する画像形成方法において、画像担持体上に形成された潜像をトナー現像し、トナー現像された画像から人間の視覚感度が最大となる空間周波数を含む空間周波数領域での画像濃度ムラの情報と、前記画像の平均的な画像濃度の情報とを求め、求められた情報に基づいて画像濃度ムラに関する作像条件を変更することを特徴とする。このような作像条件の変更では、中間調画像あるいはベタ画像の画像濃度の情報だけでなく、粒状性を大きく決定する空間周波数領域での画像濃度ムラの情報を用いるので、粒状性が増加し、画質の低下を招くことのない濃度制御が可能になる。
【００１５】
第２の手段は、電子写真方式で画像を形成する画像形成方法において、画像担持体上に形成された潜像をトナー現像し、トナー現像された画像から人間の視覚感度が最大となる空間周波数を含む空間周波数領域での画像濃度ムラの情報と、前記画像の平均的な画像濃度の情報とを求め、求められた情報に基づいて画像濃度ムラと画像濃度とを勘案して作像条件を変更することを特徴とする。このような作像条件の変更は、中間調画像あるいはベタ画像の画像濃度の情報だけでなく、粒状性を大きく決定する空間周波数領域での画像濃度ムラの情報を用いるので、画像濃度を適正値に制御するだけでなく、粒状性が増加し、画質の低下を招くことのない制御が可能になる。
【００１６】
第３の手段は、第２の手段において、前記画像濃度ムラと画像濃度とを勘案した作像条件が、粒状性を向上させたときに画像濃度を低下させる作像条件であることを特徴とする。粒状性を向上させたときに画像濃度を低下させると、粒状性の向上とともに画像濃度も高くなるが、画像濃度を低下させるので、画像濃度が所定の濃度維持した状態で画像濃度ムラを向上させることができる。
【００１７】
第４の手段は、第１ないし第３の手段において、前記作像条件の変更が現像剤担持体の前記画像担持体に対する線速比の変更を含むことを特徴とする。線速比を上げると粒状性が向上するので、粒状性を向上させる場合に有効となる。
【００１８】
第５の手段は、第１ないし第３の手段において、前記作像条件の変更が前記画像担持体表面と現像剤担持体間のギャップの変更を含むことを特徴とする。ギャップを狭くすると粒状性が向上するので、粒状性を向上させる場合に有効となる。
【００１９】
第６の手段は、第１ないし第３の手段において、前記作像条件の変更が前記現像剤担持体上に付着する現像剤量の増減を含むことを特徴とする。現像剤量を多くすると、例えばドクタブレードと現像ローラ間の間隔、いわゆるドクタギャップを大きくすると粒状性が向上するので、粒状性を向上させる場合に有効となる。
【００２０】
第７の手段は、第１ないし第３の手段において、前記作像条件の変更が現像ポテンシャルの増減を含むことを特徴とする。現像ポテンシャルを高くすると画像濃度は高くなるが、粒状性は低下するので、粒状性の良否と画像濃度を勘案して条件を設定する。
【００２１】
第８の手段は、第１ないし第３の手段において、前記作像条件の変更が現像装置内のトナーの少なくとも一部を排出し、新しいトナーを補給することにより行われることを特徴とする。劣化したトナーを排出し、代わりに新しいトナーを使用すると粒状性が向上するので、粒状性を向上させる場合に有効となる。
【００２２】
第９の手段は、第１ないし第３の手段において、前記作像条件の変更が現像装置内のトナーの少なくとも一部を消費し、新しいトナーを補給することにより行われることを特徴とする。劣化したトナーを例えばべた画像を作成して消費させ、代わりに新しいトナーを使用すると粒状性が向上するので、粒状性を向上させる場合に有効となる。
【００２３】
第１０の手段は、第１ないし第３の手段において、前記作像条件の変更が現像装置内の現像剤の少なくとも一部を排出し、新しい現像剤を補給することにより行われることを特徴とする。劣化した現像剤（トナー＋キャリア）を排出し、代わりに新しいトナーを使用すると粒状性が向上するので、粒状性を向上させる場合に有効となる。
【００２４】
なお、作像条件は複数の条件を重畳して変更できることは当然のことであり、制御対象の状態や粒状性の悪化の状態に応じて、適宜変更する作像条件が選択され、その選択された作像条件の変更に基づいて以降の制御が実行される。
【００２５】
第１１の手段は、第１または第２の手段において、前記トナー現像された画像が画像担持体上に形成された作像対象となっている画像であることを特徴とする。粒状性や画像濃度を制御するためのパターンを特に使用しなくとも、粒状性を含む画像濃度の制御が可能になる。
【００２６】
第１２の手段は、第１または第２の手段において、前記トナー現像された画像が画像担持体上に形成された予め設定されたパターンの画像であることを特徴とする。粒状性や画像濃度を制御するために最適なパターンを作像して粒状性を含む画像濃度の制御を行うので、検知した画像濃度ムラと画像濃度とに基づいて効率的な粒状性を含む画像濃度の制御が可能になる。
【００２７】
第１３の手段は、第１１または第１２の手段において、前記トナー現像された画像が画像担持体上から転写された中間転写体上の画像であることを特徴とする。画像担持体として、感光体だけでなく中間転写体も使用できるので、装置構成に応じた粒状性を含む画像濃度の制御が可能になる。
【００２８】
第１４の手段は、第３の手段において、前記画像濃度を低下させる作像条件が、現像ポテンシャルを低下させ、前記画像の平均的な画像濃度を一定にすることを特徴とする。現像ポテンシャルは画像濃度を上げることには効果があるが、粒状性は低下するので、粒状性を上げることにより濃度が高くなったときには、現像ポテンシャルを下げれば粒状性に影響を与えることなく、画像濃度を下げることが可能となり、これにより画像濃度を一定にして粒状性を上げ、画像濃度と粒状性を規定値に保持することができる。
【００２９】
第１５の手段は、画像担持体と、現像剤担持体とを備え、画像担持体上に形成された画像を現像剤担持体上の現像剤により現像することにより可視画像を形成する画像形成装置において、前記画像担持体上に形成された画像の人間の視覚感度が最大となる空間周波数を含む空間周波数領域での画像濃度ムラを検知する濃度ムラ検知手段と、前記画像の平均的な画像濃度を検知する濃度検知手段と、前記濃度ムラ検知手段と前記濃度検知手段からの検知結果に基づいて現像剤のトナー濃度及び現像ポテンシャルの少なくとも一方を変更して前記濃度ムラを減少させる制御手段を備えていることを特徴とする。このように構成すると、２成分現像プロセスで現像する画像形成装置において、中間調画像あるいはベタ画像の画像濃度の情報だけでなく、粒状性を大きく決定する空間周波数領域での画像濃度ムラの情報を用い、現像剤のトナー濃度及び現像ポテンシャルの少なくとも一方を変更して前記濃度ムラを減少させるので、粒状性が増加し、画質の低下を招くことのない濃度制御が可能になり、高画質の画像形成が行える。
【００３０】
第１６の手段は、画像担持体と、現像剤担持体とを備え、画像担持体上に形成された画像を現像剤担持体上の現像剤により現像することにより可視画像を形成する画像形成装置において、前記画像担持体上に形成された画像の人間の視覚感度が最大となる空間周波数を含む空間周波数領域での画像濃度ムラを検知する濃度ムラ検知手段と、前記画像の平均的な画像濃度を検知する濃度検知手段と、前記濃度ムラ検知手段と前記濃度検知手段からの検知結果に基づいて現像剤担持体の前記画像担持体に対する線速比及び現像ポテンシャルの少なくとも一方を変更して前記濃度ムラを減少させる制御手段を備えていることを特徴とする。このように構成すると、２成分現像プロセスで現像する画像形成装置において、中間調画像あるいはベタ画像の画像濃度の情報だけでなく、粒状性を大きく決定する空間周波数領域での画像濃度ムラの情報を用い、現像剤担持体の前記画像担持体に対する線速比及び現像ポテンシャルの少なくとも一方を変更して前記濃度ムラを減少させるので、粒状性が増加し、画質の低下を招くことのない濃度制御が可能になり、高画質の画像形成が行える。
【００３１】
第１７の手段は、画像担持体と、トナー担持体とを備え、画像担持体上に形成された画像をトナー担持体上のトナーにより現像することにより可視画像を形成する画像形成装置において、前記画像担持体上に形成された画像の人間の視覚感度が最大となる空間周波数を含む空間周波数領域での画像濃度ムラを検知する濃度ムラ検知手段と、前記画像の平均的な画像濃度を検知する濃度検知手段と、前記濃度ムラ検知手段と前記濃度検知手段からの検知結果に基づいて前記トナー担持体の前記画像担持体に対する線速比及び現像ポテンシャルの少なくとも一方を変更して前記濃度ムラを減少させる制御手段を備えていることを特徴とする。このように構成すると、１成分現像プロセスで現像する画像形成装置において、中間調画像あるいはベタ画像の画像濃度の情報だけでなく、粒状性を大きく決定する空間周波数領域での画像濃度ムラの情報を用い、トナー担持体の前記画像担持体に対する線速比及び現像ポテンシャルの少なくとも一方を変更して前記濃度ムラを減少させるので、粒状性が増加し、画質の低下を招くことのない濃度制御が可能になり、高画質の画像形成が行える。
【００３２】
第１８の手段は、第１６ないし第１７の手段において、前記制御手段は前記濃度ムラを減少させたときに平均的な画像濃度が高くなった場合には、現像ポテンシャルを下げ、前記画像の平均的な画像濃度を一定にすることを特徴とする。これにより、画像濃度と粒状性を規定値に保持することが可能になる。
【００３３】
第１９の手段は、第１６ないし第１８の手段において、前記制御手段は、前記濃度ムラ検知手段によって検知した濃度ムラが予め設定した濃度ムラを越え、前記濃度検知手段による平均的な画像濃度が予め設定した濃度以下になったときに前記制御を実行することを特徴とする。このように粒状性と画像濃度が予め設定した値から低下したときに、制御を行うようにすると、画像の劣化の状態に応じて効率的な制御が可能になる。
【００３４】
第２０の手段は、画像担持体と、現像剤担持体とを備え、画像担持体上に形成された画像を現像剤担持体上の現像剤により現像することにより可視画像を形成する画像形成装置において、前記画像担持体上に形成された画像の人間の視覚感度が最大となる空間周波数を含む空間周波数領域での画像濃度ムラを検知する濃度ムラ検知手段と、前記画像の平均的な画像濃度を検知する濃度検知手段と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、劣化した現像剤を廃棄する現像剤廃棄手段と、前記濃度ムラ検知手段と前記濃度検知手段からの検知結果に基づいて現像剤の少なくとも一部を廃棄して、新しい現像剤を供給することにより前記濃度ムラを減少させる制御手段を備えていることを特徴とする。２成分現像プロセスで現像を行う画像形成装置において、現像プロセスの制御では、粒状性と濃度を規定値に保持できなくなった場合に、現像剤の一部または全部を交換して新しいトナー及びキャリアを供給する。これにより、粒状性の回復を図ることが可能になる。また、現像プロセスの制御だけで粒状性と画像濃度を制御可能な状態に復帰することができる。
【００３５】
第２１の手段は、第２０の手段において、前記制御手段は、前記濃度ムラ検知手段と前記濃度検知手段の検知結果に基づいてプロセス条件が予め設定した適正範囲内にあるかどうか判断し、予め設定した適正範囲から外れていた場合には、トナーを入れ換えた後、前記濃度ムラ検知手段により濃度ムラを検知し、濃度ムラ検知手段の検知結果により濃度ムラが規定範囲を超えていたときには、少なくとも現像剤の一部を廃棄し、新しい現像剤を供給することを特徴とする。２成分現像プロセスで現像を行う場合、トナー補給と現像剤補給とがあり、現像剤補給は、トナー補給では画像の粒状性が回復できないとき、すなわち画質がプロセス条件の制御及びトナー補給では規定の状態に回復できないときに始めて行う。これにより効率的な制御が可能になる。
【００３６】
第２２の手段は、第２１の手段において、前記制御手段は、前記新しい現像剤を供給した後に検知した濃度ムラ検知手段の検知結果が規定範囲を超えていたときには、エラー表示を行うことを特徴とする。現像剤を補給した場合でも画質が回復しない場合には、ユーザで処理できる状態ではないので、エラー表示を行い、ユーザにその旨報知する。これにより、ユーザはサービスマンを呼ぶか、自身でマニュアルを参照してメンテナンスを行うかを決定し、時間の浪費を最小限に抑えることができる。
【００３７】
第２３の手段は、画像担持体と、トナー担持体とを備え、画像担持体上に形成された画像をトナー担持体上のトナーにより現像することにより可視画像を形成する画像形成装置において、前記画像担持体上に形成された画像の人間の視覚感度が最大となる空間周波数を含む空間周波数領域での画像濃度ムラを検知する濃度ムラ検知手段と、前記画像の平均的な画像濃度を検知する濃度検知手段と、前記トナー担持体にトナーを供給するトナー供給手段と、劣化したトナーを廃棄するトナー廃棄手段と、前記濃度ムラ検知手段と前記濃度検知手段からの検知結果に基づいてトナーの少なくとも一部を廃棄して、新しいトナーを供給することにより前記濃度ムラを減少させる制御手段を備えていることを特徴とする。１成分現像プロセスで現像を行う画像形成装置において、現像プロセスの制御では、粒状性と濃度を規定値に保持できなくなった場合に、トナーの一部または全部を交換して新しいトナーを供給する。これにより、粒状性の回復を図ることが可能になる。また、現像プロセスの制御だけで粒状性と画像濃度を制御可能な状態に復帰することができる。
【００３８】
第２４の手段は、第２０または第２３の手段において、前記制御手段は、前記濃度ムラ検知手段と前記濃度検知手段の検知結果に基づいてプロセス条件が予め設定した適正範囲内にあるかどうか判断し、予め設定した適正範囲から外れていた場合には、少なくとも一部の劣化したトナーを廃棄し、新しいトナーを供給することを特徴とする。１成分現像プロセスで現像を行う場合、あるいは２成分現像プロセスで現像を行う場合、画質がプロセス条件の制御では回復できない場合には、トナー補給により規定の状態に回復するようにする。無駄なことを行わずに効率的な制御が可能になる。
【００３９】
第２５の手段は、第２３の手段において、前記制御手段は、トナーの少なくとも一部を廃棄して、新しいトナーを供給した後に検知した濃度ムラ検知手段の検知結果が規定範囲を超えていたときには、表示手段にエラー表示を行うことを特徴とする。１成分現像プロセスで現像する場合に、トナー補給あるいはトナー交換では画質の回復ができない場合には、ユーザで処理できる状態ではないので、エラー表示を行い、ユーザにその旨報知する。これにより、ユーザはサービスマンを呼ぶか、自身でマニュアルを参照してメンテナンスを行うかを決定し、時間の浪費を最小限に抑えることができる。
【００４０】
なお、後述の実施形態において、画像担持体は像担持１５０あるいは感光体６１に、現像剤担持体及びトナー担持体は現像ローラ６３ｃに、濃度ムラ検知手段は画質測定装置１００に、濃度検知手段は光電変換素子１０３及び増幅回路１２０に、制御手段は制御回路ＣＯＮに、現像剤供給手段は現像剤収容部３３０、トナー／現像剤移送部３７０及び現像タンク６３ｇ（２成分現像プロセスに対応）に、劣化した現像剤を廃棄する現像剤廃棄手段は廃現像剤収容部３９０及び現像剤廃棄シャッタ３２０に、トナー供給手段はトナー収容部３５０、トナー／現像剤移送部３７０及びトナータンク６３ａ（１成分現像プロセスに対応）にそれぞれ対応する。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００４２】
１．第１の実施形態
１．１　全体構成
図１は本発明の第１の実施形態に係る潜像担持体としての感光体ドラムをタンデム配列した乾式２成分現像方式のフルカラー作像装置の画像形成部を示す図、図２は全体を示す図である。
【００４３】
図２において、本実施形態に係るタンデム型のカラー画像形成装置ＭＦＰの略中央に画像形成部１が配置され、この画像形成部１のすぐ下方には給紙部２が配置され、給紙部２には各段に給紙トレイ２１が設けられている。また、画像形成部１の上方には、原稿を読み取る読み取り部３が配設されている。画像形成部１の用紙搬送方向下流側（図示左側）には排紙収納部、所謂排紙トレイ４が設けられ、排紙された画像形成済みの記録紙が積載される。
【００４４】
画像形成部１では、図１に示すように無端状のベルトからなる中間転写ベルト５の上方に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の複数の作像部６が並置されている。各々の作像部６では、各色毎に設けられたドラム状の感光体６１の外周に沿って、帯電装置６２、露光部６５、現像装置６３、クリーニング装置６４などが配置されている。帯電装置６２は、感光体６１の表面に帯電処理を行い、露光部６５では、画像情報を感光体６１表面にレーザ光で照射する露光装置７からのレーザ光が照射される。現像装置６３は、感光体６１の表面に露光されて形成された静電潜像をトナー現像して可視化し、クリーニング装置６４は転写後に感光体６１の表面に残留したトナーを除去回収する。
【００４５】
作像プロセスとしては、中間転写ベルト５上に各色毎の画像が作像され、中間転写ベルト５上に４色が重畳されて１つのカラー画像が形成される。その際、最初に、イエロー（Ｙ）の作像部で、イエロー（Ｙ）のトナーを現像し、中間転写ベルト５に１次転写装置６６によって転写する。次に、マゼンタ（Ｍ）の作像部で、マゼンタのトナーを現像し、中間転写ベルト５に転写する。次に、シアン（Ｃ）の作像部で、シアンのトナーを現像し、中間転写ベルト５上に転写し、最後に、ブラック（Ｋ）のトナーを現像し、中間転写ベルト５上に転写し、４色が重畳されたフルカラーのトナー画像が形成される。そして、中間転写ベルト５上に転写された４色のトナー像は、給紙部２から給紙されてきた記録紙２０に２次転写装置５１で転写され、定着装置８によって定着された後、排紙ローラ４１によって排紙トレイ４に排紙され、あるいは両面装置９に搬送される。両面印刷時は、搬送経路は分岐部９１で分岐され、両面装置９を経由して、記録紙２０は反転される。そして、レジストローラ２３で用紙のスキューが補正され、表面への画像形成動作と同様にして裏面への画像形成動作が行われる。一方、フルカラーのトナー像が転写された後、中間転写ベルト５の表面に残留したトナーはクリーニング装置５２によって除去回収される。なお、符号９２は両面装置９からの反転排紙経路である。また、図１では、各部の符号の後ろに色を表すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付けて各色の作像部を区別している。
【００４６】
給紙部２は、給紙トレイ２１に未使用の記録紙２０が収容されており、最上位の記録紙２０がピックアップローラ２５に当接する位置まで、一端が給紙トレイ２１の底部に揺動可能に支持された底板２４の他端を上昇させる。そして、給紙ローラ２６の回転により、最上位の記録紙２０はピックアップローラ２５によって給紙トレイ２１から引き出され、給紙ローラ２６によって縦搬送路２７を介してレジストローラ２３側へと搬送される。レジストローラ２３は記録紙２０の搬送を一時止め、中間転写ベルト５上のトナー像と記録紙２０の先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって記録紙２０を送り出す。レジストローラ２３は前記縦搬送路２７からの記録紙２０の他に、手差しトレイ８４から搬送されてくる記録紙２０に対しても同様に機能する。なお、図２中、符号８１は分岐爪、符号８２は排紙トレイであり、縦搬送路２７の下流側でジャムが生じたときに分岐爪８１が作動して排紙トレイ８２に用紙を導出する機能を有する。
【００４７】
読み取り部３では、コンタクトガラス３１上に載置される原稿（不図示）の読み取り走査を行うために、原稿照明用光源とミラーを搭載した第１及び第２の走行体３２、３３が往復移動する。この走行体３２、３３により走査された画像情報は、レンズ３４によって後方に設置されているＣＣＤ３５の結像面に集光され、ＣＣＤ３５によって画像信号として読み込まれる。この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。そして、画像処理された信号に基づいて、露光装置７内のレーザダイオードＬＤ（不図示）の発光により感光体６１の表面に光書き込みが行われ、静電潜像が形成される。ＬＤからの光信号は、公知のポリゴンミラーやレンズを介して感光体６１に至る。また読み取り部３の上部には、原稿を自動的にコンタクトガラス上に搬送する自動原稿搬送装置３６が取り付けられている。
【００４８】
なお、本実施形態に係るカラー画像形成装置は、前述のように光走査して原稿を読み取り、デジタル化して用紙に複写する、いわゆるデジタルカラー複写機としての機能の他に、図示せぬ制御装置により原稿の画像情報を遠隔地と授受するファクシミリの機能や、コンピュータが扱う画像情報を用紙上に印刷するいわゆるプリンタの機能を有する多機能の画像形成装置である。どの機能によって形成された画像も同様の画像形成プロセスによって記録紙２０上に画像が形成され、すべて１つの排紙トレイ４に排紙され、収納される。画質劣化を検知して画質の劣化が確認された場合には適切な作像条件制御を自動的に行うことができるために、現像剤や感光体などを即座に交換する必要が無く、現像剤や感光体などの寿命を極限まで長くすることができる。
【００４９】
１．２　画質
図３及び図４は６００ｄｐｉ書き込み系を有する前記図１及び図２の画像形成装置によって記録媒体２０上に形成された網点画像（１つの網点の大きさは「２ピクセル×２ピクセル」）の拡大写真（記載上の都合により便宜上、写真撮影時に２値化処理を施している）であり、図３は初期の画像ＰＴ１を、図４はある条件において非常に長期に渡りプリントを行った後での画像ＰＴ２を示す。図３に示すように初期的には均一であったハーフトーン画像ＰＴ１が、長期の作像過程における現像剤や感光体の劣化などの諸要素により、ざらつき感のあるハーフトーン画像ＰＴ２となってしまっている。このようなざらつき感は微細な濃度ムラの空間周波数特性として数値化することができ、例えば「粒状度」といった特性値として表現される。
【００５０】
すなわち粒状度の高い（粒状性の悪い）画像はざらつき感の大きな画像を示し、粒状度の低い（粒状性の良い）画像はざらつき感の少ない均一な画像を示す。しかし、濃度ムラの全てが視覚に訴えるざらつき感となる訳ではなく、プリント画像の画質に関しては人間が目視した時にざらつき感を感じなければ良い。濃度ムラに関する平均的な被験者による視覚の空間周波数特性を図５に示す。このように、人間の視覚により濃度ムラを感じる空間周波数は、前述のように約１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］をピークとして　０［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］〜約１０［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］の範囲の空間周波数領域に限定されることが知られている。
【００５１】
１．３　画質測定装置
図６は画像の微細な濃度ムラを測定する画質測定装置の概略構成を示す図である。同図において、画質測定装置１００は、光反射型センサ（フォトリフレクタ）１１０と、この光反射型センサ１１０からの電気信号を増幅する増幅回路１２０と、この増幅回路１２０によって増幅された信号に基づいて所定の演算処理を行う演算手段としての演算回路１３０と、この演算回路１３０からの演算出力に基づいて光書き込み制御のための信号を生成する信号生成手段としての信号生成回路１４０とからなる。前記光反射型センサ１１０は、光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード）１０１と、ＬＥＤ１０１からの出射光を所定のビーム径の光ビームに集光する集光レンズ１０２と、像担持体１５０上の画像パターン１５１からの反射光を受光して電気信号に変換する光電変換素子１０３と、光電変換素子１０３の結像面に前記画像パターン１５１からの反射光を結像させる結像レンズ１０４とからなる。光反射型センサ１１０は、図７の走査方向の距離（ビーム径）と光量との関係を示す特性図から分かるように照射ビーム径を絞ってスポット光ＳＰとした光反射型センサを用いる。
【００５２】
光反射型センサ１１０は、ＬＥＤ１０１からなる光源からの照射ビームを集光レンズ１０２によって集光し、像担持体１５０上に形成された画像パターン１５１面における円形ビーム径がおおよそ４００［μｍ］になるようにしている。ここから反射する光はフォトダイオードなどの光電変換素子１０３によって検出され、画像パターン１５１内のトナー粒子１５２の付着ムラは光電変換素子１０３へ入射する光量変動として捕らえることができる。
【００５３】
トナー付着量に応じた光量変動を捕らえる方法としては、トナー粒子と像担持体表面における正反射特性もしくは乱反射特性の違いによって検出する方法や、トナー粒子と像担持体表面の反射分光特性の違いによって検出する方法などがあり、これらを組み合わせることでより感度の高い検出を行うこともできる。正反射特性もしくは乱反射特性の違いを利用する場合には、一般にトナー像は乱反射特性が強いことから、像担持体１５０表面は光沢度が高く正反射特性の強い材質とするのが好ましい。また、反射分光特性の違いによって検出する場合には、トナー粒子５２の反射分光特性と像担持体１５０表面の反射分光特性とが大きく異なる光源波長を用いることが好ましい。図６の測定装置は、８７０［ｎｍ］の発光波長を有するＬＥＤ１０１を用い、トナー粒子１５２と像担持体１５０表面との乱反射特性の違いを利用した検知方法を実施する例である。ビーム径に関しては図５に示したような人間の視覚の空間周波数特性において最も感度の高い約１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］の濃度ムラが検知できるように、少なくともスポット光ＳＰの走査方向に関するビーム径（図７のｄ１）は１［ｍｍ］以下とする必要がある。このビーム径ｄ１は、図５における空間周波数が最大となる値１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］の逆数である１［ｍｍ］から導かれ、この実施形態では、ビーム径（ｄ１）は、およそ４００［μｍ］としている。前記ビーム径ｄ１は、ビーム照射面における前記スポット光ＳＰの単位面積当たりのパワーが最大値の１／ｅに低下する光ビームの両側の点の間の距離でここでは定義している。
【００５４】
図８は図６の光反射型センサ１１０を現像工程直後の感光体表面に対向させて設置した画像形成装置の作像プロセスの構成の一例を示す図である。この例では、感光体６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋの回転軸方向の中央部付近に光反射型センサ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを固定して設置してある。スポット光ＳＰによる感光体６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋ上の画像の走査は感光体６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋの回転駆動によってなされ、図３または図４に示したような画像ＰＴ１，ＰＴ２を用紙搬送方向（図においては長手方向）に走査したときの反射光の出力を検出する。この反射光の前記増幅回路１２０からの光量（電圧）変動の状態を図９に示す。このときのスポット光ＳＰの走査条件は、走査速度が２００［ｍｍ／ｓ］、走査距離が約１１［ｍｍ］、データのサンプリング周期が７５［μｓ］、すなわち、画像上でのサンプリング間隔は約１５［μｍ］ピッチであり、平均処理工程などを含まない１回の走査のみである。なお、図９の光量平均値を求めることによってパターンに付着するトナー粒子１５２の平均付着量を算出することができ、本実施形態にでは、この算出結果が画像濃度（平均的な画像濃度）となる。
【００５５】
また、この実施形態では、画質及び画像濃度を測定するための画像パターンを形成して制御に必要な情報を求めているが、像担持体上１５０上に形成された作像対象となる画像から必要な情報を求めることも可能である。但し、その際には、多数の作像パターンを記憶し、その記憶された作像パターンと比較して必要な制御情報を演算する必要がある。
【００５６】
１．４　制御
１．４．１　ノイズ量の算出
図９に示した時間をパラメータとして光量を出力する出力状態のままでは、画像濃度ムラの空間周波数特性が読み取れないため、前記演算回路１３０によって空間周波数特性を算出する。空間周波数特性の算出においては、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）等の公知の手法を適用するのが処理速度的にも好ましい。高速フーリエ変換による変換結果を図１０に示す。なお、図１０の６［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］に見られるピークは図３及び図４のドットパターンの繰り返し周波数によるものである。
【００５７】
図５から分かるように視覚特性は１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］付近の空間周波数をもつ濃度ムラに非常に敏感であることから、例えば図１０における１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］付近のノイズ量を比較することにより、図４に示したパターン（画像ＰＴ２）の図３のパターン（画像ＰＴ１）に対する画質低下度（粒状性増加）を知ることができる。
【００５８】
また、図１０の空間周波数特性を得た後に、図６の演算回路１３０を用いて図１０の空間周波数特性に対して図５の視覚空間周波数特性の重み付けを行うことによってで図１１の空間周波数をパラメータとした視覚ノイズ量を得ることもできる。この演算により、視覚に訴える空間周波数特性のみを抽出することができるため、狙いとする画質の検知が容易に行える。また、本実施形態では６［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］付近に出現していた画像パターン構造による信号分を除去する事ができているため、注目している画質に関係のない情報を除去することもできるため、画質の誤検知などが発生し難くなる。さらに、図１１の視覚ノイズ量を、図６の演算回路１３０で０．２［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］〜４［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］の空間周波数領域に関して積分すると、図１２のように視覚ノイズの総量が算出される。この値により視覚に訴えるほぼ全ての空間周波数領域において総合的な画質変化を知ることができる。
【００５９】
このような手続きにより画質の低下が検知された場合には、適切な画像形成条件の制御を促すよう、図６の信号生成回路１４０により信号の生成を行う。この信号を受けて、画像形成条件を画像形成装置ＭＦＰの制御回路ＣＯＮで可能な限り正常な画質に復元できるような自動制御を行う。図４の画像を図３の状態に復元するための画像形成条件の変更としては、例えば現像条件に関しては、
ａ）現像剤のトナー濃度を高くする
ｂ）現像ローラの回転速度を速くする
ｃ）現像ギャップを狭める
ｄ）ドクタギャップを広げる
ｅ）現像バイアスの交番成分を大きくする
ｆ）劣化したトナーを消費して新しいトナーを補給する
ｇ）現像剤を自動交換する
ｈ）感光体表面を研磨する
などが挙げられる。ａ）〜ｅ）の現像条件変更を実施した場合には、画像濃度ムラの回復が可能となるが、同時に平均画像濃度も増加してしまう。よって、この様な場合には画像濃度ムラを増加させることなく平均画像濃度を低下させることが可能な作像条件変更としての、
ｉ）現像バイアス平均値の絶対値を小さくする
ｊ）感光体上画像部電位の絶対値を高くする
などの現像ポテンシャルの制御を併用することにより、平均画像濃度を固定したまま画像濃度ムラだけを回復させることができる。
【００６０】
以上は、従来の平均画像濃度を一定に保つ制御に対して単純付加的に画像濃度ムラの制御を実施した例であり、平均画像濃度の制御ルーチンと画像濃度ムラの制御ルーチンが独立しているものである。
【００６１】
なお、前記ｃ）の現像ギャップを狭めること、ｄ）のドクタギャップを広げること、ｈ）の感光体表面を研磨することはそれぞれ機械的に調整するもので、ｃ）については現像ローラを移動させる手段を設け、この手段により現像ギャップの調整を行い、ｄ）についてはドクタブレードを現像ローラに対して移動させる手段を設け、この手段によりドクタギャップの調整を行うようにする。ｈ）については、別途感光体表面を研磨する部材を設け、必要に応じて感光体に表面に当接させることにより感光体表面を研磨することができるようにしても、また、感光体を取り出して研磨するようにしてもよい。
【００６２】
自動制御のみでは画質の復元が不可能と判断された場合には、制御回路ＣＯＮは、図示しない表示装置に現像剤や感光体等のパーツの交換を指示し、前記パーツの交換を促す。これらの手続きにより現像剤や感光体などの寿命を最大限に延ばすことができる。また、最低限必要なパターンの大きさが、約１［ｍｍ］×約１０［ｍｍ］程度であるため、パターン画像形成によって消費されてしまうトナー量も最小レベルに抑えることができる。
【００６３】
なお、図８の例では感光体６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋ表面の画質を検知するようにスポット光ＳＰが照射されているが、中間転写ベルト５や記録媒体２０に形成された画像に対してスポット光ＳＰを照射するように構成しても良いことは言うまでもない。また、感光体６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋ上にスポット光ＳＰを照射する際にはスポット光ＳＰ自身による静電潜像の破壊に起因した画質低下を防ぐために、スポット光ＳＰの波長と感光体６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋの分光感度波長領域とは異なっていることが好ましい。
【００６４】
１．４．２　視覚ノイズ量の算出
図１０の空間周波数特性を得た後に、前記演算回路１３０によって前記空間周波数特性に対して図５に示した視覚空間周波数特性の重み付けを行い、視覚ノイズ量を求める。図１１は、この視覚ノイズ量と空間周波数との関係を示す図で、演算回路１３０の視覚ノイズ量の出力状態を示している。この重み付けは図１０の特性に対して図５の特性を乗算することによって行う。この演算により、視覚に訴える空間周波数特性のみを抽出することができるため、狙いとする画質の検知が容易に行える。また、本実施形態では６［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］付近に出現していた画像パターン構造による信号分を除去することが可能となるので、注目している画質に関係のない情報を除去することもできる。このように画質に関係のない情報を除去することができると、誤検知の発生をほとんどなくすことができる。
【００６５】
１．４．３　視覚ノイズの総量
図１１に示した視覚ノイズ量を演算回路１３０を用いて０．２［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］〜４［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］の空間周波数領域に関して積分すると、図１２に示すように視覚ノイズの総量が算出される。この値により視覚に訴えるほぼ全ての空間周波数領域において総合的な画質変化を知ることができる。
【００６６】
１．４．４　処理手順
図１３は図８に示したように各色感光体６１上に形成された画質を検知できるような画像形成装置ＭＦＰに関して、画質測定装置１００が検知した画質情報に基づいて画像形成条件の自動制御を行う制御手順を示すフローチャートである。説明を簡略にするために、４つある感光体ステーションのうち１つのみを取り上げた場合に関して説明する。なお、この制御は画質検知装置１００の信号生成回路１４０からの出力信号に基づいて画像形成装置ＭＦＰの制御回路ＣＯＮのＣＰＵが実行する。ＣＰＵは、図示しないＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて図示しないＲＡＭをワークエリアとして使用しながら以下の処理を実行する。
【００６７】
図８において、あるタイミングでプロコン開始命令信号が生成される。このタイミングとは、例えば画像形成装置ＭＦＰの電源投入時の立ち上げ時や、プリントされたカウンタ情報などに基づいて適当（任意）に設定される。プロコン開始命令を受けて、感光体６１上に検知用の画像パターン（例えば図３に示すような特定のハーフトーン画像）５１を作像する（ステップＳ１）。ＬＥＤ１で発光した光束を画像パターン１５１に当て、反射光を光電変換素子１０３に導いて検知し、光電変換素子１０３の受光量変動が電圧に変換され、増幅されて出力される（ステップＳ２）。このときの出力電圧を図１４に示す。図１４には、画像形成装置ＭＦＰの出荷直後の出力状態（出荷時）と、長期間画像形成装置ＭＦＰが使用された結果、現像剤等が劣化した時の出力状態（状態α）とを比較して示している。
【００６８】
一方、光電変換素子１０３の出力電圧（センサ出力電圧）と実際のトナー付着量との間には図１５に示すような電圧とトナー付着量との関係があるので、この変換テーブルＴ１を参照して電圧変動をトナー付着量の変動に変換することによりトナー付着量変動信号（図１６）を得る（ステップＳ３）。出荷時及び状態αでのトナー付着量平均値をそれぞれＤ０及びＤとすると、これらの差分ΔＤは平均トナー付着量の変動分を示す（ステップＳ９，Ｓ１０）。
【００６９】
そして、トナー付着量変動信号Ｘ（ｘ）に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を施し（ステップＳ４）、その結果得られる変換信号Ｙ（ｆ）（これは複素数）の絶対値を演算することにより図１７に示すようなパワースペクトルＡ（ｆ）を得る（ステップＳ５）。このパワースペクトルを空間周波数の視覚特性（図５）により重み付けを行い（図１８−ステップＳ６）、特定の空間周波数区間（例えば、０．１［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］以上５．０［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］以下の区間）での積分を行うと、粒状性指標Ｃを得る（図１９−ステップＳ７）。そして、出荷時の粒状性指標Ｃ０と状態αでの粒状性指標Ｃとの差分ΔＣを求める（ステップＳ８）。この差分ΔＣが粒状性の変動分を表す。ここまでで得られたΔＤ及びΔＣがマシンの仕様値範囲内であれば、特別な制御を施すことなくプリント動作を実行する（ステップＳ１１，ステップＳ１４）。しかし、これらが仕様値範囲外の場合は、例えば現像条件を変更することにより制御を行う。
【００７０】
現像条件の制御手続きを以下に説明する。
図２０は検知対象としている画像パターンに関して、出荷時状態において、現像バイアス電位と現像ローラの回転速度を変更させた場合に粒状性指標Ｃと平均トナー付着量Ｄとがどのように変化するかを示す図である。現像バイアスの増加に伴って平均トナー付着量は増加するが同時に粒状性も大きくなってしまい、また、現像ローラ線速増加に伴って平均トナー付着量が増加するが粒状性は小さくなることが示されている。すなわち、この関係は、現像バイアスと現像ローラ回転速度を適当に制御することにより、平均トナー付着量と粒状性とを独立に任意に制御できることを示している。
【００７１】
例えばこの実施形態に係る画像形成装置ＭＦＰの場合、出荷時には現像バイアス３６０［Ｖ］、現像ローラ線速比１．６に設定されている。画像形成装置ＭＦＰを使用し続け、現像剤劣化等が生じた結果、現像バイアス３６０［Ｖ］及び現像ローラ線速比１．６のままでは図２１の「状態α１」で示される粒状性指標及び平均トナー付着量になったとする。このような場合には、図２０の現像条件制御テーブルＴ２を参照し、平均トナー付着量が少なくなったので現像バイアスを高くし（工程ａ１）、「状態β１」に移行させる（ステップＳ１２）。この時点で現像バイアスは３６０［Ｖ］から４００［Ｖ］に変更された。次に、現像ローラ線速を１．６から２．０に変更することにより（工程ｂ１−ステップＳ１３）、出荷時の状態に復元することができた。
【００７２】
このように現像バイアスと現像ローラ線速との両者を現像条件制御テーブルＴ２を参照して適当に調整することにより、現像剤劣化等により変動してしまった粒状性及び平均トナー付着量を出荷時状態に復元することが可能である。尚、「状態α１」からの画質復元の手順は、図２２に示すように工程ａ１’及び工程ｂ１’を経由しても良いことは言うまでもない。また、図２２のような「状態α２」からの画質復元に関しては、例えば工程ａ２及び工程ｂ２を経由することで実現できる。
【００７３】
さらに前述のように従来の平均画像濃度を一定に保つ制御に対して単純付加的に画像濃度ムラの制御を、現像ローラ線速の増加と現像バイアスの低減の組み合わせで行った場合を同様の図式で示すと図２３のようになる。この制御では、図４の画像状態を示す「状態α０」からの画像復元は、図３の画像状態を示す「状態χ０」に復元することが可能となる。
【００７４】
１．４．５　現像剤の自動交換
１．４．５．１　機構
前記ｇ）のように画像濃度ムラの回復に現像剤交換が有効である。図２４は図１及び図８に示した２成分系の現像プロセスで現像する現像装置６３の構成を示す概略図である。同図において、現像タンク６３ｇには上部の感光体６１と対向する部分に現像ローラ６３ｃが、２室に分かれた現像タンク６３ｇの下部に第１及び第２のスクリュ６３ｅ，６３ｆがそれぞれ設けられ、第１のスクリュ６３ｅの上部にトナー補給口と現像剤補給口が設けられ、下部に現像剤破棄口が設けられている。
【００７５】
図２５は現像剤タンクに現像剤とトナーを供給する現像剤／トナー供給機構の構成を示す断面図、図２６は、現像剤廃棄機構の構成を示す断面図である。
【００７６】
図２５において、現像剤／トナー供給機構は、現像剤収容部３３０と、トナー収容部３５０と、トナー及び現像剤移送部３７０とから基本的に構成されている。トナー及び現像剤移送部３７０は従来公知の通称モーノポンプと呼ばれる吸い込み型の一軸偏芯スクリューポンプ３７１を用いている。スクリューポンプ３７１の構成は、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状に作られたロータ３７２と、ゴム等の弾性体で作られた２条スクリュー形状に作られ、固定されて設置されるステータ３７３と、これらを包み、かつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料などで作られたホルダ３７４とを有している。前記ロータ３７２は、図示しない駆動源と駆動連結された歯車３７５及び軸継ぎ手３７６を介して回転駆動される。ロータ３７２の回転により、ポンプに強い自吸力が生じ、トナー及び現像剤を吸い込むことが可能となる。なお、吸引型スクリューポンプ３７１は専用モータもしくは画像形成装置内のメインモータとクラッチ（図示せず）を介して、その駆動が制御される。
【００７７】
このように構成される１軸偏芯スクリューポンプ３７１は、高い固気比で連続定量移送が可能であって、ロータ３７２の回転数に比例した正確なトナー及び現像剤の移送量が得られることが知られている。したがって、トナー及び現像剤の移送量の制御はスクリューポンプの駆動時間を制御すればよい。また、移送経路は供給管３８１に例えばフレキシブルなチューブ等を用いることによって高位置や上下左右の任意方向へ自由に移送することができる。しかも、スクリューポンプ３７１は移送する現像剤やトナーに無用なストレスを与えることがなく、これから使用する現像剤、トナーの移送にきわめて有利なものである。
【００７８】
現像剤収納部３３０は、袋状に形成された収納容器３３２を有し、該収納容器３３２の上部中央にはパイプ状の吸い込みガイド部材３３３と超音波等により溶着され、一体的に結合されている。この吸い込みガイド部材３３３の下端は、収納容器３３２の底部近くまで達し、また上端は収納容器３３２から飛び出し、ネジ部３３４が形成されている。このネジ部３３４には、口金部材３３５が螺合され、口金部材３３５の上部に供給管３３１の一端が連結されている。この供給管３３１の他端は上記現像剤移送部３７０の吸い込み口３７７に連結されている。
【００７９】
収納容器３３２は、ポリエチレンやナイロン等の樹脂製で、８０〜１２０μｍ程度の厚味を持ったフレキシブルなシートを単層または複層構成にして作られている。なお、これらシートの表面にアルミ蒸着処理することは静電気対策に有効である。また、吸い込みガイド部材３３３もポリエチレンやナイロン等の樹脂製にすることができ、収納容器３３２と同一材に設定すれば、リサイクルするのに好都合である。前記吸い込みガイド部材３３３は、現像剤の吸引口にあたるものであるが、工場での現像剤充填口の役割も果たすものである。そして、工場で現像剤が充填された収納容器３３２はその吸い込みガイド部材３３３のネジ部３３４に口金部材３３５の代りにキャップ３３６が取り付けられる。よって、工場出荷時にはキャップ３３６によって収納部材３３２は完全に密封され、使用時にはこのキャップ３３６を外し、上記口金部材３３５を装填するだけで済み、操作がきわめて簡便である。
【００８０】
電子写真用現像剤は、流動性が非常に悪い。このため、収納容器３３２は縦置きとし、パイプ状の吸い込みガイド部材３３３の下端をその底部近傍位置に達するように配置している。スクリューポンプによりトナーは、吸い込みガイド部材３３３の先端部より吸引される。収納容器３３２は、フレキシブルであるので、現像剤の吸引が進むにつれ、その袋内の容積が減容されるが、吸い込みガイド部材３３３により収納容器３３２の減容時の局部的変形による現像剤詰まりなどの発生がおさえられ、収納されている現像剤は袋内に残すことなく排出される。また、袋状の収納容器３３２の底部を逆円錐形状３３７とし、収納する現像剤が少量となっても、現像剤の重量により自然落下し吸い込みガイド部材３３３の吸引口に移送させている。これらにより、現像剤収納量の多少にかかわりなく安定した現像剤移送が可能となる。
【００８１】
次に、トナー収容部材３５０について説明する。トナー収納手段３５０は、袋状に形成された収納容器３５２を有し、該収納容器３５２の上部中央にはパイプ状の吸い込みガイド部材３５３と超音波等により溶着され、一体的に結合されている。この吸い込みガイド部材３５３の下端は、収納容器３５２の底部近くまで達し、また上端は収納容器３５２から飛び出し、ネジ部３５４が形成されている。このネジ部３５４には、エアー取り入れ部３５７を口金部材３５５が螺合され、口金部材３５５の上部に供給管３５１の一端が連結されている。この供給管３５１の他端は図示していないトナー移送手段３７０の吸い込み口に連結されている。
【００８２】
収納容器３５２は、ポリエチレンやナイロン等の樹脂製で、８０〜１２０μｍ程度の厚味を持ったフレキシブルなシートを単層または複層構成にして作られている。なお、これらシートの表面にアルミ蒸着処理することは静電気対策に有効である。また、吸い込みガイド部材３５３もポリエチレンやナイロン等の樹脂製にすることができ、収納容器３５２と同一材に設定すれば、リサイクルするのに好都合である。前記吸い込みガイド部材３５３は、トナーの吸引口にあたるものであるが、工場でのトナー充填口の役割も果たすものである。そして、工場で現像剤が充填された収納容器３３２はその吸い込みガイド部材３５３のネジ部３５４に口金部材３５５の代りにキャップ３５９が取り付けられる。よって、工場出荷時にはキャップ３５９によって収納部材３５２は完全に密封され、使用時にはこのキャップ３５９を外し、前記口金部材３５５を装填するだけで済み、操作がきわめて簡便である。
【００８３】
電子写真用トナーは、流動性が非常に悪い。このため、収納容器３５２は縦置きとし、パイプ状の吸い込みガイド部材３５３の下端をその底部近傍位置に達するように配置している。スクリューポンプ３７１によりトナーは、吸い込みガイド部材３５３の先端部より吸引される。
【００８４】
また、吸い込みガイド部材３５３は２重菅に構成され、トナー吸い込み部の回りにエアー導通部３５７が形成されている。このエアー導通部３５７には、口金部材３５５に形成されたエアー入口３５６と通じており、そしてこのエアー入口３５６には図示していないエアーポンプからエアーが送り込まれるように構成されている。トナーを吸引するとき、エアー入口３５６、エアー導通部３５７を経て吸い込みガイド部材３５３の下端部より噴出されたエアーはトナー層を拡散しながら通過することにより、トナーの流動化がはかられる。トナーが流動化されることにより架橋現象等の発生が防止されトナーの移動（移送）がより確実なものとなる。なお、符号３５８は収納容器３５２に送り込まれたエアーを逃がすフィルター部である。
【００８５】
収納容器３５２はフレキシブルであるので、トナーの吸引が進むにつれ、その袋内の容積が減容されるが、吸い込みガイド部材３５３により収納容器３５２の減容時の局部的変形によるトナー詰まりなどの発生が抑えられ、収納されているトナーは袋内に残すことなく排出される。また、袋状の収納容器３５２の底部を逆円錐形状３６０とし、収納するトナーが少量となっても、トナーの重量により自然落下し吸い込みガイド部材３５３の吸引口に移送させている。これらにより、トナー収納量の多少にかかわりなく安定したトナー移送が可能となる。
【００８６】
現像剤収容部３３０からの現像剤流路３３１とトナー収容部３５０からのトナー流路３５１とは、流路切り替えシャッター３１０を介して、トナー及び現像剤搬送部３７０の流路３７１と連結されている。通常は、流路切り替えシャッター３１０は、トナー流路３５１と流路３７１を連結し、現像剤流路３３１と流路３７１とを遮断した状態となっており、通常のトナー補給動作が実施される。
【００８７】
現像器内の劣化現像剤の廃棄並びに現像器への新しい現像剤の充填は以下のようにして行われる。
【００８８】
プロセス条件のみでの制御及び現像剤中のトナーの入替えだけでは画質の制御が不可能であり判断された場合には、キャリアの入替えが必要となる。キャリア単体のみの交換は手間がかかるので、トナーも含めて現像剤そのものを入換える工程を実施する。現像器６３の現像剤収容部の一部（ここでは第１のスクリュ６３ｅの下部）に設けられた現像剤廃棄シャッタ３２０を開口することにより現像剤は自重で落下し、廃現像剤収容部３９０内に収容される。現像器６３の第１及び第２のスクリュ６３ｅ，６３ｆ及び現像ローラ６３ｃを回転し続けることにより現像器６３内の現像剤の大部分は前記現像剤廃棄シャッタ３２０から落下し、現像剤収容部３９０内に収まる。現像器６３内の現像剤が十分に廃棄された時点で、現像剤廃棄シャッタ３２０を閉じる。
【００８９】
現像剤廃棄シャッタ３２０が閉じられると、流路切り替えシャッタ３１０を切り替えてトナー流路３５１と流路３７１を遮断し、現像剤流路３３１と流路３７１とを連結する。次に、ロータ１７２を予め見積もられた必要回転数だけ回転させて、必要量の現像剤を現像器６３内に充填し、充填が済んだら、流路切り替えシャッタ３１０を元に戻す。これらの工程により、現像器６３内には新しい現像剤が必要量充填され、以降の通常作像動作への準備が完了する。
【００９０】
１．４．５．２　制御
図２７は現像剤の自動交換を含む画質制御の制御手順を示すフローチャートである。
【００９１】
通常は、電気的もしくは機械的なプロセス条件の制御による自動画質制御を行う（ステップＳ２１）。この自動制御の際には、予め設定された電気的条件範囲内もしくは機械的条件範囲内にて制御を実施する。電気的条件範囲とは、例えば感光体帯電工程や現像工程などにて異常放電が生じないような感光体帯電電位や現像ローラ印加電位などであったり、地肌汚れやキャリア付着などの異常画像が発生しないための電位条件であったりする。また機械的条件範囲とは、各部の回転軸受けの耐久や発熱に関わる駆動限界であったり、トナー飛散やキャリア飛散や感光体へのダメージなどを考慮した駆動限界であったりする。
【００９２】
前記ステップＳ２１における自動画質制御において、適正制御範囲を超えたと判断された場合には（ステップＳ２２）、トナーの極度な劣化が想定されるため、トナーの入換えを行う（ステップＳ２３）。トナーの入換えは、トナー回収とトナー供給によって行われる。すなわち、現像器６３へのトナー補給を遮断した状態で強制的なベタ画像現像を実施し、感光体６１上に付着したトナーが感光体６１上に設置されたクリーナ、あるいは転写体への転写工程を介して転写体に設置されたクリーナによって回収され、図示しない廃トナー収容部に収容される。現像器６３内の現像剤から十分にトナーが排出されたのちに、現像器６３へのトナー補給遮断を解除し、トナー収容部３５０からトナー補給を実施し、現像剤のトナー濃度が適当な値に達するまでトナー補給並びに現像剤の攪拌を実施する。
【００９３】
このトナー入換え工程を実施した後に、感光体６１上あるいは転写体上への検知画像の作像及び画質検知を行い、画質が十分に復元されていればステップＳ２１の通常の自動画質制御に戻る（ステップＳ２４）。
【００９４】
ステップＳ２３のトナー入換え工程によっても画質が十分に復元されていない場合には、キャリアの極度な劣化が想定されるため、現像剤の入換えを行う（ステップＳ２５）。現像剤の入換えに関しては、前述のように現像剤廃棄シャッタ３２０を開放して現像タンク６３ｇ内の現像剤を現像剤収容部３９０に収容し、流路切換シャッタ３１０の開放部を現像剤収容部３３０からの流路側に切り換え現像剤を現像タンク６３ｇに補給する。詳細は前述の通りである。
【００９５】
このステップＳ２５の現像剤入換え工程を実施した後に、感光体６１上あるいは転写体上への検知画像の作像及び画質検知を行い、画質が十分に復元されていればステップＳ２１の通常の自動画質制御に戻る（ステップＳ２６）。
【００９６】
ステップＳ２５で現像剤を入れ換えてもも画質が十分に復元されていない場合には、感光体６１の極度な劣化が想定されるため、画像形成装置のオペレーションパネル等の表示装置（図示せず）にエラー表示を行い、ユーザに対してマシン状態を知らせる（ステップＳ２７）。これにより感光体６１がユーザ交換可能な場合は、このエラー表示を受けてユーザが感光体７１を交換すればよい。また、感光体６１のユーザ交換が不可能な画像形成装置の場合には、エラー表示と同時に、サービスセンタへ電話回線等を経由して通報を行い（ステップＳ２８）、感光体交換等のサービスメンテを促す（ステップＳ２９）。
【００９７】
このようにして前記ｆ）及びｇ）の工程が実施される。
【００９８】
２．第２の実施形態
図２８は、第２の実施形態に係る平均トナー付着量Ｄと粒状性指標Ｃの関係を示す図である。なお、センサを始め特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成されているので、重複する説明は省略する。
【００９９】
図２８において破線で示されたグリッドは検知対象としている画像パターンに関して、出荷時状態において、現像バイアス電位と現像剤トナー濃度を変更させた場合に粒状性指標Ｃと平均トナー付着量Ｄとがどのように変化するかを示す図である。この図には、現像バイアスの増加に伴って平均トナー付着量は増加するが同時に粒状性も大きくなってしまい、またトナー濃度の増加に伴って平均トナー付着量が増加するが粒状性は小さくなることが示されている。すなわち、現像バイアスとトナー濃度を適当に制御することにより、平均トナー付着量と粒状性とを独立に任意に制御できることが示されている。
【０１００】
例えばこの画像形成装置ＭＦＰの場合、出荷時には現像バイアス３６０［Ｖ］、トナー濃度５．０［ｗｔ％］に設定されている。画像形成装置ＭＦＰを使用し続けることにより現像剤劣化等が生じた結果、現像バイアス３６０［Ｖ］及びトナー濃度５．０［ｗｔ％］のままでは図２４の「状態α１」で示される粒状性指標及び平均トナー付着量になったとする。平均トナー付着量が少なくなったので現像バイアスを高くし（工程ａ１）、「状態β１」に移行させる。この時点で現像バイアスは３６０［Ｖ］から４００［Ｖ］に変更された。次に、トナー濃度を５．０［ｗｔ％］から６．９［ｗｔ％］に変更することにより（工程ｂ１）、出荷時の状態に復元することができた。このように現像バイアスとトナー濃度との両者を適当に調整することにより、現像剤劣化等により変動してしまった粒状性及び平均トナー付着量を出荷時状態に復元することが可能である
３．第３の実施形態
図２９は、第３の実施形態に係る平均トナー付着量Ｄと粒状性指標Ｃの関係を示す図である。なお、センサを始め特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成されているので、重複する説明は省略する。
【０１０１】
図２９において破線で示されたグリッドは検知対象としている画像パターンに関して、出荷時状態において、現像バイアス電位と現像ギャップを変更させた場合に粒状性指標Ｃと平均トナー付着量Ｄとがどのように変化するかを示している。現像バイアスの増加に伴って平均トナー付着量は増加するが同時に粒状性も大きくなってしまい、また現像ギャップの狭化に伴って平均トナー付着量が増加するが粒状性は小さくなることが示されている。すなわち、現像バイアスと現像ギャップを適当に制御することにより、平均トナー付着量と粒状性とを独立に任意に制御できることが示されている。
【０１０２】
例えばこの画像形成装置ＭＦＰの場合、出荷時には現像バイアス３６０［Ｖ］、現像ギャップ０．４［ｍｍ］に設定されている。画像形成装置ＭＦＰを使用し続けることにより現像剤劣化等が生じた結果、現像バイアス３６０［Ｖ］及び現像ギャップ０．４［ｍｍ］のままでは図２５の「状態α１」で示される粒状性指標及び平均トナー付着量になったとする。平均トナー付着量が少なくなったので現像バイアスを高くし（工程ａ１）、「状態β１」に移行させる。この時点で現像バイアスは３６０［Ｖ］から４００［Ｖ］に変更された。次に、現像ギャップを０．４［ｍｍ］から０．３［ｍｍ］に変更することにより（工程ｂ１）、出荷時の状態に復元することができた。このように現像バイアスと現像ギャップとの両者を適当に調整することにより、現像剤劣化等により変動してしまった粒状性及び平均トナー付着量を出荷時状態に復元することが可能である
４．第４の実施形態
図３０は、第４の実施形態に係る平均トナー付着量Ｄと粒状性指標Ｃの関係を示す図である。なお、センサを始め特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成されているので、重複する説明は省略する。
【０１０３】
図３０において破線で示されたグリッドは検知対象としている画像パターンに関して、出荷時状態において、現像バイアス電位と現像ローラ上単位面積当りの現像剤付着量（以下、汲み上げ量）を変更させた場合に粒状性指標Ｃと平均トナー付着量Ｄとがどのように変化するかを示している。現像バイアスの増加に伴って平均トナー付着量は増加するが同時に粒状性も大きくなってしまい、また汲み上げ量の増加に伴って平均トナー付着量が増加するが粒状性は小さくなることが示されている。すなわち、現像バイアスと汲み上げ量を適当に制御することにより、平均トナー付着量と粒状性とを独立に任意に制御できることが示されている。
【０１０４】
例えばこの画像形成装置ＭＦＰの場合、出荷時には現像バイアス３６０［Ｖ］、汲み上げ量７０［ｍｇ／ｃｍ２］に設定されている。画像形成装置ＭＦＰを使用し続けることにより現像剤劣化等が生じた結果、現像バイアス３６０［Ｖ］及び汲み上げ量７０［ｍｇ／ｃｍ２］のままでは図２６の「状態α１」で示される粒状性指標及び平均トナー付着量になったとする。平均トナー付着量が少なくなったので現像バイアスを高くし（工程ａ１）、「状態β１」に移行させる。この時点で現像バイアスは３６０［Ｖ］から４００［Ｖ］に変更された。次に、汲み上げ量を７０［ｍｇ／ｃｍ２］から８０［ｍｇ／ｃｍ２］に変更することにより（工程ｂ１）、出荷時の状態に復元することができた。このように現像バイアスと汲み上げ量との両者を適当に調整することにより、現像剤劣化等により変動してしまった粒状性及び平均トナー付着量を出荷時状態に復元することが可能である。
【０１０５】
５．第５の実施形態
図３１は、第５の実施形態に係る平均トナー付着量Ｄと粒状性指標Ｃの関係を示す図である。なお、センサを始め特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成されているので、重複する説明は省略する。
【０１０６】
図３１において破線で示されたグリッドは検知対象としている画像パターンに関して、出荷時状態において、現像バイアス電位と現像バイアス交番成分を変更させた場合に粒状性指標Ｃと平均トナー付着量Ｄとがどのように変化するかを示している。現像バイアスの増加に伴って平均トナー付着量は増加するが同時に粒状性も大きくなってしまい、また現像バイアス交番成分の増加に伴って平均トナー付着量が増加するが粒状性は小さくなることが示されている。すなわち、現像バイアスと現像バイアス交番成分を適当に制御することにより、平均トナー付着量と粒状性とを独立に任意に制御できることが示されている。
【０１０７】
例えばこの画像形成装置ＭＦＰの場合、出荷時には現像バイアス３６０［Ｖ］、現像バイアス交番成分２．０［ｋＶｐ−ｐ］に設定されている。画像形成装置ＭＦＰを使用し続けることにより現像剤劣化等が生じた結果、現像バイアス３６０［Ｖ］及び現像バイアス交番成分２．０［ｋＶｐ−ｐ］のままでは図２７の「状態α１」で示される粒状性指標及び平均トナー付着量になったとする。平均トナー付着量が少なくなったので現像バイアスを高くし（工程ａ１）、「状態β１」に移行させる。この時点で現像バイアスは３６０［Ｖ］から４００［Ｖ］に変更された。次に、現像バイアス交番成分を２．０［ｋＶｐ−ｐ］から２．８［ｋＶｐ−ｐ］に変更することにより（工程ｂ１）、出荷時の状態に復元することができた。このように現像バイアスと現像バイアス交番成分との両者を適当に調整することにより、現像剤劣化等により変動してしまった粒状性及び平均トナー付着量を出荷時状態に復元することが可能である
６．第６の実施形態
第１の実施形態における図２１、及び第２の実施形態における図２８で示した現像ローラ線速増加及びトナー濃度の増加による工程ｂ１の制御を併用することによっても良い。出荷時には現像バイアス３６０［Ｖ］、現像ローラ線速比１．６、及びトナー濃度５．０［ｗｔ％］の条件で「状態χ１」となっていたものが、マシンを使用し続ける事により現像剤劣化等が進行し、「状態α１」に移行してしまった場合、現像バイアス４００［Ｖ］、現像ローラ線速比１．８、及びトナー濃度６．０［ｗｔ％］とする事で「状態χ１」に復元することができた。このように、類似の機能を有する制御手段（ここでは現像ローラ線速増加とトナー濃度増加）を複数組み合わせることにより、それぞれの制御手段の変更量を少なくすることができるメリットがある。
【０１０８】
現像ローラ線速増加とトナー濃度増加の組み合わせのみでは無く、想定される全ての組み合わせが有効となることは言うまでもない。なお、センサを始め特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成されているので、重複する説明は省略する。
【０１０９】
７．第７の実施形態
図３２は、第７の実施形態に係る平均トナー付着量Ｄと粒状性指標Ｃの関係を示す図である。なお、センサを始め特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成されているので、重複する説明は省略する。
【０１１０】
図３２において破線で示されたグリッドは検知対象としている画像パターンに関して、出荷時状態において、静電潜像画像部電位と感光体線速に対する現像ローラ線速比を変更させた場合に粒状性指標Ｃと平均トナー付着量Ｄとがどのように変化するかを示している。図２８では、画像部電位の低下に伴って平均トナー付着量は増加するが同時に粒状性も大きくなってしまい、また現像ローラ線速比の増加に伴って平均トナー付着量が増加するが粒状性は小さくなることが示されている。すなわち、画像部電位と現像ローラ線速を適当に制御することにより、平均トナー付着量と粒状性とを独立に任意に制御できることが示されている。
【０１１１】
例えばこの画像形成装置ＭＦＰの場合、出荷時には画像部電位１００［Ｖ］、現像ローラ線速比１．６に設定されている。画像形成装置ＭＦＰを使用し続けることにより現像剤劣化等が生じた結果、画像部電位１００［Ｖ］及び現像ローラ線速比１．６のままでは図２８の「状態α０」で示される粒状性指標及び平均トナー付着量になったとする。まずは画像部電位を高くし（工程ａ０）、「状態β０」に移行させる。この時点で画像部電位は１００［Ｖ］から１２０［Ｖ］に変更された。次に、現像ローラ線速比を１．６から２．０に変更することにより（工程ｂ０）、出荷時の状態に復元することができた。このように静電潜像画像部電位と現像ローラ線速との両者を適当に調整することにより、現像剤劣化等により変動してしまった粒状性及び平均トナー付着量を出荷時状態に復元することが可能である。
【０１１２】
８．第８の実施形態
図３３は第８の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の概略構成図である。この実施形態は、現像ローラが感光体に接触した１成分現像プロセスを採用した例である。なお、２成分現像プロセスを採用した図１及び図８に示した各部と同等な部分には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１１３】
この実施形態では、現像装置６３が、図１及び図８の例と異なるだけで、他の各部は図８の例と同等に構成されている。また、図では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで各色のステーションを表し、Ｙステーションのみ符号を付しているが、他のステーションでも同様である。。図３３において、現像装置６３は１成分現像プロセスの一般的な構成で、トナータンク６３ａにトナー帯電ローラ６３ｂと現像ローラ６３ｃが設けられ、現像ローラ６３ｃの外周にトナー層を挟んで当接するようにメータリングブレード６３ｄが設けられている。
【０１１４】
このような現像ローラ６３ｃが感光体６１に接触した１成分系の現像プロセスにより現像する画像形成装置で、トナーの劣化等により初期画像図３の状態が、図４の状態に移行してしまったとする。図４の画像を図３の状態に復元するための画像形成条件の変更としては、例えば現像条件に関しては、
ｂ）現像ローラの回転速度を速くする
ｅ）現像バイアスの交番成分を大きくする
ｆ）劣化したトナーを消費して新しいトナーを補給する
ｈ）感光体表面を研磨する
などの上記第１の実施形態で挙げた制御因子の幾つかがやはり画像濃度ムラに有効である。
【０１１５】
さらに、図３３のようなな接触１成分現像プロセスに固有の制御因子として、
ｋ）メータリングブレードの当接圧を弱くする（現像ローラ上トナー付着量を増加する）
も有効である。
【０１１６】
ｂ），ｅ），ｆ），ｈ）及びｋ）の現像条件変更を実施した場合には、画像濃度ムラの回復が可能となるが、同時に平均画像濃度も増加してしまうので、この様な場合には
ｉ）現像バイアス平均値の絶対値を変更する
ｊ）感光体上画像部電位の絶対値を変更する
などの現像ポテンシャルの制御を併用することによって、目的の平均画像濃度と画像濃度ムラへ回復させることができることは、上記第１の実施形態と同様であり、第１の実施形態における自動制御、第５の実施形態、及び第７の実施形態に関しても同様である。また、第４の実施形態での「現像ローラ上の現像剤付着量」を「現像ローラ上のトナー付着量」と見なせば、２成分現像プロセスから１成分現像プロセスとして構成できる。従って、第４の実施形態も接触１成分現像プロセスの場合に適用できる。また、ｋ）のメータリングブレードの当接圧を弱くするためには、メータリングブレードを現像ローラに対して移動させる手段を設け、この手段によってメータリングブレードを移動させるようにすればよい。
【０１１７】
その他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成されているので、重複する説明は省略する。
【０１１８】
なお、前記ｆ）における「劣化したトナーを消費して新しいトナーを補給する」工程を実施する際には、１成分系であるので前述の図２５に示した現像剤収容部３３０と廃現像剤収容部３９０が省略され、トナー収容部３５０からトナーを供給できるようにすればよい。廃トナーは通常設けられている廃トナータンクに収容される。
【０１１９】
この場合には、図２７の処理においては、ステップＳ２５及びステップＳ２６の処理を省略したルーチンで実施される。
【０１２０】
９．第９の実施形態
図３４は第９の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の概略構成を示す図である。この実施形態は、現像ローラが感光体に接触しない、所謂非接触の１成分現像プロセスを採用した例である。この実施形態は、図３３の例とは現像ローラ６３が感光体６１に接触していないことを除いて同一に構成されているので、同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明者省略する。
【０１２１】
このような現像ローラ６３が感光体６１に対して非接触な状態で１成分系の現像プロセスによって現像する画像形成装置で、トナーの劣化等により初期画像図３の状態が、図４の状態に移行してしまったとする。図４の画像を図３の状態に復元するための画像形成条件の変更としては、例えば現像条件に関しては、
ｂ）現像ローラの回転速度を速くする
ｃ）現像ギャップを狭める
ｅ）現像バイアスの交番成分を大きくする
ｆ）劣化したトナーを消費して新しいトナーを補給する
ｈ）感光体表面を研磨する
などの上記第１の実施例で挙げた制御因子の幾つかがやはり画像濃度ムラに有効である。さらに、図３０のような非接触１成分現像プロセスに固有の制御因子として、
ｋ）メータリングブレードの当接圧を弱くする（現像ローラ上トナー付着量を増加する）
も有効である。ｂ），ｅ），ｆ），ｈ）及びｋ）の現像条件変更を実施した場合には、画像濃度ムラの回復が可能となるが、同時に平均画像濃度も増加してしまうので、このような場合には
ｉ）現像バイアス平均値の絶対値を変更する
ｊ）感光体上画像部電位の絶対値を変更する
などの現像ポテンシャルの制御を併用することによって目的の平均画像濃度と画像濃度ムラへ回復させることが可能であるのは、上記第１の実施形態と同様であり、第１の実施形態における自動制御、第３の実施形態、第５の実施形態、及び第７の実施形態に関しても同様である。また、また、第４の実施形態での「現像ローラ上の現像剤付着量」を「現像ローラ上のトナー付着量」と見なせば、２成分現像プロセスから１成分現像プロセスとして構成できるのは第８の実施形態と同様である。従って、第４の実施形態も非接触１成分現像プロセスの場合に適用できる。
【０１２２】
その他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態及び第８の実施形態と同等に構成されているので、重複する説明は省略する。
【０１２３】
１０．第１０の実施形態
図３５は第１０の実施形態に係る画像形成装置に設けられる画質測定装置１００のセンサ部を示す図である。前述の第１ないし第９の実施形態例においては図６に示したように投光スポットを集光レンズ１０２によって十分に小さく絞って照射し、その反射光を検出する光電変換素子１０３からなるセンサによって画像濃度ムラを検出しているが、この実施形態では、投光領域が広範囲を照明できる光源（ＬＥＤ１０１）を使用し、その画像パターン１５１からの反射して受光素子１０３に入射する画像上反射光を微小領域にしても良い。
【０１２４】
このような例として、例えば図３６に示すように広範囲に照明された検知パターン１５１の各微小領域からの反射光を、等倍結像素子（例えば、日本板硝子社製セルフォックレンズアレイなど）１６０を介してアレイ状に受光素子が配列した所謂アレイ状受光素子１６１（例えば、ＣＭＯＳ受光素子が３００ｄｐｉで数十〜数百ピクセル配列されたもの（ＴＡＯＳ社製ＣＭＯＳリニアセンサアレイ）など）へ入光させるように構成すると、スポット光の走査を行うことなく２次元画像情報を取り込むことができる。２次元画像情報を利用すれば、１次元画像情報に比べて非常に正確な画像濃度ムラ情報を得ることができる点でメリットがある。
【０１２５】
また、図６の様な構成の場合でも、図示しない駆動ミラー等により画像担持体の移動方向と交差する方向へスポット光を走査することによっても二次元画像情報が採取できることは言うまでもない。
【０１２６】
その他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態あるいは第８の実施形態と同等に構成されているので、重複する説明は省略する。
【０１２７】
１１．第１１の実施形態
図３７及び図３８は第１１の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の概略構成を示す図である。第１ないし第１０の実施形態では、感光体上の画質を検知するように構成されているが、中間転写ベルト５上の画質を検知するように構成することもできる。図３７は図１の画像形成部の中間転写ベルト５に対向させて光反射型センサ１０を設けた例、図３８は図８の画像形成部の中間転写ベルト５に対向させて光反射型センサ１０を設けた例である。図３７のように中間転写ベルト５上の画質を検知するように光反射型センサ１０を設けることは、感光体６１の小径化に伴って感光体６１上に画質センサ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが配置できない場合などには有効である。特に、中間転写ベルト５上に配置すると、図６や図３５に示したような画質測定装置１００を中間転写ベルト５上で重ね合わされた画像の各色に関する位置ズレの検知センサとしても利用することができる。
【０１２８】
また、図３８に示したように各色感光体６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋ上及び中間転写ベルト５上の両者に画質センサ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、１０を設置すると、画質劣化が感光体６１上への作像条件によるものなのか、感光体６１から中間転写ベルト５への転写される時の転写条件によるものなのかを判定することも可能である。画質劣化が転写工程において発生していると判断される場合には、転写バイアスの最適化や、感光体６１と中間転写ベルト５との微小な速度差を最適化することなどによって、画質の回復が可能となる場合もある。
【０１２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電子写真方式で画像を形成する際、画像担持体上に形成された潜像をトナー現像し、トナー現像された画像から人間の視覚感度が最大となる空間周波数を含む空間周波数領域での画像濃度ムラの情報と、前記画像の平均的な画像濃度の情報とを求め、求められた情報に基づいて画像濃度ムラに関する作像条件を変更するようにしたので、画質を大きく決定する粒状性に関わる情報に基づいて画質を優位して画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る潜像担持体としての感光体ドラムをタンデム配列した乾式二成分現像方式のフルカラー作像装置の画像形成部を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る潜像担持体としての感光体ドラムをタンデム配列した乾式二成分現像方式のフルカラーの画像形成装置全体を示す図である。
【図３】６００ｄｐｉ書き込み系を有する図２の画像形成装置によって記録媒体上に形成された網点画像の初期の画像を示す図である。
【図４】６００ｄｐｉ書き込み系を有する図２の画像形成装置によって記録媒体上に形成された網点画像のある条件において非常に長期に渡りプリントを行った後での画像を示す図である。
【図５】濃度ムラに関する平均的な被験者による視覚の空間周波数特性を示す図である。
【図６】第１の実施形態における画像の微細な濃度ムラを測定する画質測定装置の概略構成及び画像形成装置の制御回路を示す図である。
【図７】走査方向の距離（ビーム径）と光量との関係を示す特性図である。
【図８】図６の光反射型センサ１０を図１の画像形成部の現像工程直後の感光体表面に対向させて設置した画像形成装置の作像プロセスの構成の一例を示す図である。
【図９】図６反射光の増幅回路からの光量（電圧）変動を示す図である。
【図１０】図９の測定結果から高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により算出された空間周波数特性を示す図である。
【図１１】視覚ノイズ量と空間周波数との関係を示す図である。
【図１２】算出された視覚ノイズの総量を示す図である。
【図１３】画質測定装置が検知した画質情報に基づいて画像形成条件の自動制御を行う制御手順を示すフローチャートである。
【図１４】ＬＥＤで発光した光束を画像パターンに当て、反射光を光電変換素子に導いて検知した出力電圧を示す図である。
【図１５】センサ出力電圧と実際のトナー付着量との間の関係を示す図である。
【図１６】電圧変動をトナー付着量の変動に変換して得られるトナー付着量変動信号の出力状態を示す図である。
【図１７】トナー付着量変動信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を施し、その結果得られる変換信号の絶対値を演算することにより得られるパワースペクトルを示す図である。
【図１８】図１７のパワースペクトルを空間周波数の図５の視覚特性により重み付けされた視覚ノイズ量を示す図である。
【図１９】図１８で得られた視覚ノイズ量を特定の空間周波数区間で積分して得られた粒状性指標を示す図である。
【図２０】検知対象としている画像パターンについて、現像バイアス電位と現像ローラの回転速度を変更させた場合に粒状性指標Ｃと平均トナー付着量Ｄとが出荷時状態においてどのように変化するかを示す図である。
【図２１】経時劣化により図２０の状態から変化したとき、図２０の出荷時の状態に復元する方法（平均トナー付着量と粒状性指標の関係）を示す図である。
【図２２】経時劣化により図２０の状態から変化したとき、図２０の出荷時の状態に復元する他の方法（平均トナー付着量と粒状性指標の関係）を示す図である。
【図２３】従来の平均画像濃度を一定に保つ制御に対して単純付加的に画像濃度ムラの制御を現像ローラ線速の増加と現像バイアスの低減の組み合わせで行う方法を示す図である。
【図２４】図１及び図８に示した２成分系の現像プロセスで現像する現像装置６３の構成を示す概略図である。
【図２５】現像剤タンクに現像剤とトナーを供給する現像剤／トナー供給機構の構成を示す断面図である。
【図２６】現像剤廃棄機構の構成を示す断面図である。
【図２７】現像剤の自動交換を含む画質制御の制御手順を示すフローチャートである。
【図２８】第２の実施形態に係る平均トナー付着量と粒状性指標の関係を示す図である。
【図２９】第３の実施形態に係る平均トナー付着量と粒状性指標の関係を示す図である。
【図３０】第４の実施形態に係る平均トナー付着量と粒状性指標の関係を示す図である。
【図３１】第５の実施形態に係る平均トナー付着量と粒状性指標の関係を示す図である。
【図３２】第７の実施形態に係る平均トナー付着量と粒状性指標の関係を示す図である。
【図３３】第８の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の概略構成図である。
【図３４】第９の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の概略構成を示す図である。
【図３５】第１０の実施形態に係る画像形成装置に設けられる画質測定装置のセンサ部を示す図である。
【図３６】第１０の実施形態に係る画質測定装置のセンサ部の他の例を示す図である。
【図３７】第１１の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の概略構成を示す図である。
【図３８】第１１の実施形態に係る画像形成装置の他の画像形成部の概略構成を示す図である。
１　画像形成部
６　作像部
７　露光装置
１０，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ　光反射型センサ
６１　感光体
６３　現像
６３ａ　トナータンク
６３ｂ　トナー帯電ローラ
６３ｃ　現像ローラ
６３ｄ　メータリングブレード
６３ｅ，６３ｆ　スクリュ
６３ｇ　現像タンク
１０１　ＬＥＤ（発光素子）
１０２　集光レンズ
１０３　光電変換素子（受光素子）
１０４　結像レンズ
１１０　画質センサ
１１３　ＬＥＤアレイ
１２０　増幅回路
１３０　演算回路
１４０　信号生成回路
１５０　像担持体
１５１　検知パターン
３２０　現像剤廃棄シャッタ
３３０　現像剤収容部
３５０　トナー収容部
３７０　トナー／現像剤移送部３７０
ＣＯＮ　制御回路
ＭＦＰ　画像形成装置
ＳＰ　スポット光[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides an image quality when writing is performed by a laser beam, and in particular, a method of forming an image by controlling the image forming process by detecting deterioration of the image quality, and a copying apparatus using an electrophotographic technique using the image forming method. The present invention relates to an image forming apparatus such as a laser beam printer and a facsimile machine.
[0002]
[Prior art]
By detecting the amount of reflected light when a relatively large spot light (spot diameter is several millimeters or more) is applied to the patch pattern formed on the image carrier, the amount of toner adhering to the patch pattern can be determined. It is widely known that it is detectable. A method of controlling image forming conditions such as an electrostatic latent image condition and a developing condition according to the detection result of the toner amount is also widely known, and is also applied to actual products. When this detection method is used, by detecting the amount of toner adhering to each density patch of the gradation pattern, the gradation property and the solid density under the image forming conditions at that time can be known. Therefore, if these values are out of the specified range, the image forming conditions are controlled to obtain an appropriate gradation according to the result and to obtain an appropriate solid density. , The gradation and the solid density can be corrected. The image forming conditions controlled at this time include the developer toner concentration (in the case of the two-component developing process), the developing bias, the speed of the developing roller, and the like.
[0003]
On the other hand, it is known that what constitutes image quality has many other factors in addition to the gradation and solid density. Among these factors, “granularity (image roughness that appeals to human vision)” is a factor that greatly affects image quality. In order to realize high image quality in the electrophotographic process, a technique for maintaining this granularity in a low state is essential. Although this granularity is largely determined by the initial image forming conditions, it is known that it changes (deteriorates) over time. As a cause of the change with time, there is a cause due to environmental fluctuations such as temperature and humidity, and a cause due to deterioration of a developer or a photoreceptor. Therefore, in order to maintain a high-quality image over time, it is necessary to detect the granularity or the image quality having a strong correlation with the granularity by some means, and change the image forming conditions based on the detection result. is necessary.
[0004]
However, no report has been made so far on a means capable of performing image quality detection by paying attention to granularity. Graininess is density unevenness in a plane space where an image is formed, and when considering human visual characteristics,
About 1 [cycle / mm]
As the peak
0 [cycle / mm] to about 10 [cycle / mm]
The granularity is determined by the density unevenness having a spatial frequency in the range of
About 1 [cycle / mm]
As the peak
About 0.2 [cycle / mm] to about 4 [cycle / mm]
The density unevenness having a spatial frequency in the range of 2 is particularly problematic.
[0005]
Therefore, in order to obtain such granularity information related to human visual characteristics, means for detecting the density unevenness existing at the aforementioned spatial frequency and the density unevenness signal detected by this means are converted into spatial frequency characteristics. A means for conversion is required.
[0006]
On the other hand, as means for detecting minute density unevenness in a patch pattern, the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-27776 is known. The present invention illuminates a large area of a patch pattern with illumination light, reads reflected light from the patch pattern with a high-resolution CCD, and obtains a signal related to a minute image defect based on the reflected light from the read patch pattern. And Also, the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-27776 includes a step of calculating a space transfer function (MTF) in a calculation process. In this calculation, information relating to the spatial frequency characteristic of image unevenness is obtained. Since it cannot be obtained, it is not possible to obtain granularity or information having a great correlation with the granularity. Further, in this known example, the image forming condition is controlled based on the detection of a minute abnormal image such as "missing during transfer" or the detection of sharpness. However, the image forming condition is controlled in consideration of the granularity. Is not controlled.
[0007]
In addition, as other related known examples, for example, the inventions disclosed in JP-A-5-161013, JP-A-7-78027, JP-A-2000-98708, JP-A-2001-78027 are known. However, none of them control the image forming conditions based on the granularity information (density unevenness) of the image.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional example, since the image forming condition is not controlled in consideration of the granularity of the toner, it is not possible to cope with the case where the granularity is deteriorated. That is, conventionally, since there was no such image quality detecting means and image quality restoring means by control, when a certain operating time was predicted that image quality deteriorated at the development stage and a certain operating time was reached, the developer and the photoreceptor were not used. Inevitably, it had to be replaced, and this replacement time had to be set short in view of the safety factor. However, in practice, the operating conditions vary from user to user, and the replacement time of the developer and the photoconductor, which can guarantee the image quality, should greatly vary accordingly.
[0009]
Therefore, if the image quality deterioration is detected and the image quality deterioration is confirmed, if the appropriate image forming condition control can be performed, it is possible to use the replacement part while maintaining the quality until the real life of the replacement part. As a result, it is possible to greatly delay the life of the developer and the replacement time of the photoconductor as compared with the related art. As a result, the amount of developer and photoreceptor to be discarded can be reduced, and an image forming apparatus that is extremely excellent in environmental friendliness can be realized.
[0010]
Conventionally, only setting and changing of image forming conditions taking into account only the gradation (halftone density) and the solid density having a specified value have been proposed, and the image forming conditions to be controlled are the developer as described above. The toner density (in the case of the two-component developing process), the developing bias, the speed of the developing roller, and the like were used. For example, if the image density decreases,
・ Increase the developer toner concentration.
・ Increase the developing bias (developing potential).
・ Increase the developing roller linear velocity.
In such an electrophotographic process, only common ways of changing image forming conditions are appropriately combined and implemented.
[0011]
However, as a result of the inventor's diligent research, some of these image forming condition changes include those that decrease the graininess at the same time as the image density increases, and those that increase the graininess at the same time as the image density increases. Discovered to exist. Specifically, as the image density increases and the graininess decreases (image quality improves),
・ Increase the toner density.
-Increase the rotation speed of the developing roller.
On the other hand, as the image density increases, the graininess also increases (image quality decreases).
・ Increase the DC developing bias.
And so on. In other words, when changing the image forming conditions by focusing not only on the image density but also on the granularity, it is necessary to change the image forming conditions by skillfully combining these, and conversely, by skillfully combining these image forming conditions Thus, it was confirmed that the image density (corresponding to “average image density”) and the graininess (corresponding to “image density unevenness”) can be controlled relatively arbitrarily.
[0012]
The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide an image forming method capable of forming an image with superior image quality based on information relating to graininess that largely determines image quality. Is to do.
[0013]
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of forming an image with superior image quality based on information related to granularity that largely determines image quality.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, a first means is an image forming method for forming an image by an electrophotographic method, wherein a latent image formed on an image carrier is developed with toner, and human visual recognition is performed based on the toner-developed image. Information on image density unevenness in the spatial frequency region including the spatial frequency at which the sensitivity is maximized, and information on the average image density of the image are obtained, and based on the obtained information, the image forming conditions regarding the image density unevenness are determined. It is characterized by changing. In such a change of the image forming condition, not only the information of the image density of the halftone image or the solid image but also the information of the image density unevenness in the spatial frequency domain that largely determines the graininess is used, so that the graininess increases. In addition, the density can be controlled without deteriorating the image quality.
[0015]
The second means is an image forming method for forming an image by an electrophotographic method, wherein a latent image formed on an image carrier is developed with toner, and a spatial frequency at which human visual sensitivity is maximized from the toner-developed image. The information of the image density unevenness in the spatial frequency region including, and the information of the average image density of the image are obtained, and the image forming conditions are determined in consideration of the image density unevenness and the image density based on the obtained information. It is characterized by changing. Such a change in the image forming conditions uses not only the information of the image density of the halftone image or the solid image but also the information of the image density unevenness in the spatial frequency region that largely determines the granularity. In addition to the above control, it is possible to perform control without increasing the graininess and deteriorating the image quality.
[0016]
A third means is the image forming apparatus according to the second means, wherein the image forming condition in consideration of the image density unevenness and the image density is an image forming condition for reducing the image density when the graininess is improved. I do. When the image density is reduced when the graininess is improved, the image density is increased together with the improvement in the graininess. However, since the image density is reduced, the image density unevenness is improved while the image density is maintained at a predetermined density. be able to.
[0017]
A fourth means is the image processing apparatus according to the first to third means, wherein the change of the image forming condition includes a change of a linear velocity ratio of the developer carrier to the image carrier. Increasing the linear velocity ratio improves the granularity, which is effective when improving the granularity.
[0018]
According to a fifth aspect, in the first to third aspects, the change of the image forming condition includes a change of a gap between the surface of the image carrier and the developer carrier. Since the graininess improves when the gap is narrowed, it is effective in improving the graininess.
[0019]
A sixth means is the image processing apparatus according to the first to third means, wherein the change of the image forming condition includes an increase or a decrease in the amount of the developer adhering to the developer carrier. If the amount of the developer is increased, for example, if the distance between the doctor blade and the developing roller, that is, the so-called doctor gap, is increased, the granularity is improved, which is effective in improving the granularity.
[0020]
A seventh means is the image processing apparatus according to the first to third means, wherein the change of the image forming condition includes an increase or a decrease in a developing potential. When the developing potential is increased, the image density increases, but the graininess decreases. Therefore, the conditions are set in consideration of the quality of the graininess and the image density.
[0021]
According to an eighth aspect, in the first to third aspects, the image forming condition is changed by discharging at least a part of the toner in the developing device and supplying new toner. If the deteriorated toner is discharged and a new toner is used instead, the granularity is improved, which is effective in improving the granularity.
[0022]
According to a ninth aspect, in the first to third aspects, the image forming condition is changed by consuming at least a part of the toner in the developing device and supplying new toner. If the deteriorated toner is consumed by creating a solid image, for example, and using a new toner instead, the granularity is improved, which is effective in improving the granularity.
[0023]
According to a tenth aspect, in the first to third aspects, the image forming condition is changed by discharging at least a part of the developer in the developing device and supplying a new developer. I do. If the deteriorated developer (toner + carrier) is discharged and a new toner is used instead, the granularity is improved, which is effective in improving the granularity.
[0024]
It is natural that the image forming conditions can be changed by superimposing a plurality of conditions, and the image forming conditions to be appropriately changed are selected according to the state of the control target or the state of deterioration of the graininess, and the selected image forming conditions are selected. The subsequent control is executed based on the change in the image forming condition.
[0025]
An eleventh means is the image processing apparatus according to the first or second means, wherein the toner-developed image is an image to be formed on an image carrier. The image density including graininess can be controlled without using a pattern for controlling graininess and image density.
[0026]
In a twelfth aspect, in the first or second aspect, the toner-developed image is an image having a preset pattern formed on an image carrier. Image density control including graininess is performed by forming an optimal pattern to control graininess and image density, so an image containing graininess that is efficient based on the detected image density unevenness and image density The concentration can be controlled.
[0027]
According to a thirteenth aspect, in the eleventh or twelfth aspect, the toner-developed image is an image on an intermediate transfer member transferred from an image carrier. Since not only a photoreceptor but also an intermediate transfer member can be used as the image carrier, it is possible to control the image density including the granularity according to the apparatus configuration.
[0028]
A fourteenth means is the image forming apparatus according to the third means, wherein the image forming condition for lowering the image density lowers a developing potential and makes an average image density of the image constant. Although the development potential is effective in increasing the image density, the graininess decreases, so when the density is increased by increasing the graininess, lowering the development potential does not affect the graininess. It is possible to reduce the density, thereby increasing the graininess while keeping the image density constant, and keeping the image density and the graininess at specified values.
[0029]
The fifteenth means includes an image carrier and a developer carrier, and an image forming apparatus that forms a visible image by developing an image formed on the image carrier with a developer on the developer carrier A density unevenness detecting means for detecting image density unevenness in a spatial frequency region including a spatial frequency at which human visual sensitivity of an image formed on the image carrier is maximized; and an average image density of the image. And a control means for reducing at least one of the toner density and the developing potential of the developer based on the detection result from the density unevenness detecting means and the density detecting means, thereby reducing the density unevenness. It is characterized by having. With this configuration, in an image forming apparatus that performs development by a two-component development process, not only information on the image density of a halftone image or a solid image but also information on image density unevenness in a spatial frequency region that largely determines graininess is obtained. Since the density unevenness is reduced by changing at least one of the toner density and the development potential of the developer, the granularity is increased, and the density can be controlled without lowering the image quality. Can be formed.
[0030]
Sixteenth means is an image forming apparatus including an image carrier and a developer carrier, and forming a visible image by developing an image formed on the image carrier with a developer on the developer carrier. A density unevenness detecting means for detecting image density unevenness in a spatial frequency region including a spatial frequency at which human visual sensitivity of an image formed on the image carrier is maximized; and an average image density of the image. Density detecting means for detecting the density non-uniformity, and changing at least one of a linear velocity ratio of the developer carrier to the image carrier and a developing potential based on the detection results from the density unevenness detecting means and the density detecting means. It is characterized by comprising control means for reducing unevenness. With this configuration, in an image forming apparatus that performs development by a two-component development process, not only information on the image density of a halftone image or a solid image but also information on image density unevenness in a spatial frequency region that largely determines graininess is obtained. Since the density unevenness is reduced by changing at least one of the linear velocity ratio and the developing potential of the developer carrier with respect to the image carrier, the density control without increasing the graininess and deteriorating the image quality is achieved. It is possible to form a high quality image.
[0031]
The seventeenth means is an image forming apparatus including an image carrier and a toner carrier, wherein the image formed on the image carrier is developed with a toner on the toner carrier to form a visible image. Density unevenness detecting means for detecting image density unevenness in a spatial frequency region including a spatial frequency at which human visual sensitivity of an image formed on the image carrier is maximized, and detecting an average image density of the image Density unevenness is reduced by changing at least one of a linear velocity ratio of the toner carrier to the image carrier and a developing potential based on detection results from the density detector, the density unevenness detector, and the density detector. It is characterized by comprising control means for causing With this configuration, in an image forming apparatus that performs development by a one-component development process, not only information on the image density of a halftone image or a solid image but also information on image density unevenness in a spatial frequency region that largely determines graininess is obtained. Since the density unevenness is reduced by changing at least one of the linear velocity ratio of the toner carrier to the image carrier and the developing potential, density control without increasing the graininess and deteriorating the image quality is possible. And high quality image formation can be performed.
[0032]
An eighteenth means is the image processing apparatus according to the sixteenth or seventeenth means, wherein the control means lowers a developing potential when an average image density increases when the density unevenness is reduced. It is characterized in that a constant image density is kept constant. This makes it possible to maintain the image density and the graininess at the specified values.
[0033]
A nineteenth means is the image processing apparatus according to the sixteenth to eighteenth means, wherein the density unevenness detected by the density unevenness detecting means exceeds a preset density unevenness, and an average image density by the density detecting means is reduced. The control is executed when the density becomes equal to or less than a preset density. As described above, when the control is performed when the granularity and the image density are reduced from the values set in advance, efficient control can be performed according to the state of deterioration of the image.
[0034]
A twentieth means is an image forming apparatus including an image carrier and a developer carrier, and forming a visible image by developing an image formed on the image carrier with a developer on the developer carrier. A density unevenness detecting means for detecting image density unevenness in a spatial frequency region including a spatial frequency at which human visual sensitivity of an image formed on the image carrier is maximized; and an average image density of the image. , A developer supply unit that supplies a developer to the developer carrier, a developer disposal unit that discards the deteriorated developer, a density unevenness detection unit, and a density detection unit. The image forming apparatus further includes a control unit that discards at least a part of the developer based on a detection result and supplies a new developer to reduce the density unevenness. In an image forming apparatus that performs development using a two-component development process, in the control of the development process, when the granularity and density cannot be maintained at the specified values, part or all of the developer is replaced to replace the new toner and carrier. Supply. This makes it possible to recover the granularity. Further, the graininess and the image density can be returned to a controllable state only by controlling the developing process.
[0035]
A twenty-first means is the twentieth means, wherein the control means determines whether a process condition is within a predetermined appropriate range based on detection results of the density unevenness detection means and the density detection means, If it is out of the set proper range, after the toner is replaced, the density unevenness is detected by the density unevenness detecting means, and if the density unevenness exceeds the specified range according to the detection result of the density unevenness detecting means, at least, It is characterized in that part of the developer is discarded and new developer is supplied. When the development is performed in the two-component development process, there are toner supply and developer supply. When the toner supply cannot restore the granularity of the image, that is, when the image quality is controlled by the process condition control and toner supply, It is performed only when the condition cannot be recovered. This enables efficient control.
[0036]
A twenty-second means is the twenty-first means, wherein the control means performs an error display when a detection result of the density unevenness detection means detected after supplying the new developer exceeds a specified range. And If the image quality does not recover even when the developer is replenished, an error is displayed and the user is notified that the image cannot be processed by the user. As a result, the user can call the service person or determine whether to perform maintenance by referring to the manual, and waste time can be minimized.
[0037]
The twenty-third means is an image forming apparatus comprising: an image carrier; and a toner carrier, wherein the image formed on the image carrier is developed with toner on the toner carrier to form a visible image. Density unevenness detecting means for detecting image density unevenness in a spatial frequency region including a spatial frequency at which human visual sensitivity of an image formed on the image carrier is maximized, and detecting an average image density of the image Density detecting means, toner supplying means for supplying toner to the toner carrier, toner discarding means for discarding deteriorated toner, at least toner based on detection results from the density unevenness detecting means and the density detecting means. The image forming apparatus further includes a control unit that reduces the density unevenness by disposing a part of the toner and supplying new toner. In an image forming apparatus that performs development using a one-component development process, in the control of the development process, when the granularity and density cannot be maintained at specified values, part or all of the toner is replaced and new toner is supplied. This makes it possible to recover granularity. Further, the graininess and the image density can be returned to a controllable state only by controlling the developing process.
[0038]
A twenty-fourth means is the twentieth or twenty-third means, wherein the control means determines whether or not a process condition is within a preset proper range based on detection results of the density unevenness detection means and the density detection means. However, when the value is out of a predetermined appropriate range, at least a part of the deteriorated toner is discarded and a new toner is supplied. When the development is performed in the one-component development process or the development is performed in the two-component development process, if the image quality cannot be recovered by controlling the process conditions, the toner is restored to a specified state by replenishing the toner. Efficient control becomes possible without doing useless things.
[0039]
The twenty-fifth means is the twenty-third means, wherein the control means discards at least a part of the toner and supplies a new toner. And displaying an error on the display means. If the image quality cannot be restored by toner replenishment or toner replacement in the one-component development process, an error message is displayed and the user is notified that the image cannot be processed by the user. As a result, the user can call the service person or determine whether to perform maintenance by referring to the manual, and waste time can be minimized.
[0040]
In the embodiments described below, the image carrier is on the image carrier 150 or the photoreceptor 61, the developer carrier and the toner carrier are on the developing roller 63c, the density unevenness detecting unit is on the image quality measuring device 100, and the density detecting unit is on The control means for the photoelectric conversion element 103 and the amplification circuit 120, the control means for the control circuit CON, the developer supply means for the developer accommodating section 330, the toner / developer transfer section 370, and the developing tank 63g (corresponding to the two-component developing process). The developer disposal means for disposing of the deteriorated developer is provided in the waste developer accommodating section 390 and the developer disposal shutter 320, and the toner supply means is provided in the toner accommodating section 350, the toner / developer transfer section 370 and the toner tank 63a (one-component developing apparatus). Corresponding to the process).
[0041]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0042]
1. First embodiment
1.1 Overall configuration
FIG. 1 is a diagram showing an image forming section of a dry two-component developing type full-color image forming apparatus in which photosensitive drums as latent image carriers according to a first embodiment of the present invention are arranged in tandem, and FIG. FIG.
[0043]
In FIG. 2, an image forming unit 1 is disposed substantially at the center of the tandem type color image forming apparatus MFP according to the present embodiment, and a sheet feeding unit 2 is disposed immediately below the image forming unit 1. 2 is provided with a paper feed tray 21 at each stage. A reading unit 3 for reading a document is provided above the image forming unit 1. On the downstream side (the left side in the drawing) of the image forming unit 1 in the sheet conveyance direction, a paper discharge storage unit, a so-called paper discharge tray 4 is provided, and the discharged image-formed recording paper is stacked.
[0044]
In the image forming section 1, a plurality of prints for yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are provided above an intermediate transfer belt 5 composed of an endless belt as shown in FIG. The image units 6 are juxtaposed. In each image forming unit 6, a charging device 62, an exposing unit 65, a developing device 63, a cleaning device 64, and the like are arranged along the outer periphery of a drum-shaped photoreceptor 61 provided for each color. The charging device 62 performs a charging process on the surface of the photoconductor 61, and the exposure unit 65 irradiates a laser beam from the exposure device 7 that irradiates the surface of the photoconductor 61 with laser light to image information. The developing device 63 develops and visualizes the electrostatic latent image formed by exposing the surface of the photoconductor 61 with toner, and the cleaning device 64 removes and collects the toner remaining on the surface of the photoconductor 61 after the transfer.
[0045]
In the image forming process, an image for each color is formed on the intermediate transfer belt 5, and four colors are superimposed on the intermediate transfer belt 5 to form one color image. At that time, first, the yellow (Y) toner is developed in the yellow (Y) image forming section, and is transferred to the intermediate transfer belt 5 by the primary transfer device 66. Next, the magenta (M) image forming section develops the magenta toner and transfers it to the intermediate transfer belt 5. Next, in a cyan (C) image forming unit, the cyan toner is developed and transferred onto the intermediate transfer belt 5, and finally, the black (K) toner is developed and transferred onto the intermediate transfer belt 5. And a full-color toner image in which four colors are superimposed is formed. Then, the four color toner images transferred onto the intermediate transfer belt 5 are transferred to the recording paper 20 fed from the paper feeding unit 2 by the secondary transfer device 51 and fixed by the fixing device 8, The paper is discharged to the paper discharge tray 4 by the paper discharge roller 41 or is conveyed to the duplex apparatus 9. At the time of double-sided printing, the transport path is branched at the branching section 91, and the recording paper 20 is reversed via the double-sided device 9. Then, the skew of the sheet is corrected by the registration rollers 23, and the image forming operation on the back surface is performed in the same manner as the image forming operation on the front surface. On the other hand, after the full-color toner image is transferred, the toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 5 is removed and collected by the cleaning device 52. Reference numeral 92 denotes a reverse discharge path from the duplex device 9. Also, in FIG. 1, the image forming units of the respective colors are distinguished by adding Y, M, C, and K representing the colors after the codes of the respective units.
[0046]
The paper feed unit 2 has an unused recording paper 20 stored in a paper feed tray 21, and has one end swinging to the bottom of the paper feed tray 21 until the uppermost recording paper 20 comes into contact with the pickup roller 25. The other end of the bottom plate 24 supported as possible is raised. Then, by the rotation of the paper feed roller 26, the uppermost recording paper 20 is pulled out from the paper feed tray 21 by the pickup roller 25, and is conveyed by the paper feed roller 26 to the registration roller 23 side via the vertical conveyance path 27. . The registration roller 23 temporarily stops the conveyance of the recording paper 20, and sends out the recording paper 20 at a timing such that the positional relationship between the toner image on the intermediate transfer belt 5 and the leading end of the recording paper 20 becomes a predetermined position. The registration roller 23 functions similarly to the recording paper 20 conveyed from the manual feed tray 84 in addition to the recording paper 20 from the vertical conveyance path 27. In FIG. 2, reference numeral 81 denotes a branching claw, and reference numeral 82 denotes a paper discharge tray. When a jam occurs on the downstream side of the vertical transport path 27, the branching claw 81 operates to draw out a sheet to the paper discharge tray 82. It has a function to do.
[0047]
In the reading unit 3, first and second traveling bodies 32 and 33 equipped with a light source for document illumination and a mirror reciprocate in order to perform scanning for reading an original (not shown) placed on the contact glass 31. I do. Image information scanned by the traveling bodies 32 and 33 is condensed by a lens 34 on an image forming surface of a CCD 35 provided behind, and is read as an image signal by the CCD 35. The read image signal is digitized and processed. Then, based on the image-processed signal, light is written on the surface of the photoconductor 61 by light emission of a laser diode LD (not shown) in the exposure device 7, and an electrostatic latent image is formed. The optical signal from the LD reaches the photoconductor 61 via a known polygon mirror or lens. An automatic document feeder 36 that automatically feeds a document onto a contact glass is attached above the reading unit 3.
[0048]
The color image forming apparatus according to the present embodiment has a function as a so-called digital color copier which optically scans an original to read an original as described above, digitizes the original, and copies it on a sheet. Is a multi-function image forming apparatus having a facsimile function of exchanging image information of a document with a remote place and a so-called printer function of printing image information handled by a computer on paper. An image formed by any of the functions is formed on the recording paper 20 by a similar image forming process, and all of the images are discharged to one discharge tray 4 and stored. If image quality deterioration is detected and image quality deterioration is confirmed, appropriate image forming condition control can be performed automatically, so there is no need to immediately replace the developer or photoreceptor. And the life of the photoconductor and the like can be extended to the utmost.
[0049]
1.2 Image quality
FIGS. 3 and 4 show halftone images formed on the recording medium 20 by the image forming apparatus of FIGS. 1 and 2 having a 600 dpi writing system (the size of one halftone dot is “2 pixels × 2 pixels”). FIG. 3 is an enlarged photograph (a binarization process has been performed at the time of photographing for the sake of convenience of description). FIG. 3 shows an initial image PT1 and FIG. 4 shows a long-term print under certain conditions. This shows a later image PT2. As shown in FIG. 3, the initially uniform halftone image PT1 becomes a rough halftone image PT2 due to various factors such as the deterioration of the developer and the photoconductor during the long-term image forming process. I'm done. Such roughness can be quantified as a spatial frequency characteristic of minute density unevenness, and is expressed as a characteristic value such as “granularity”.
[0050]
That is, an image having a high degree of granularity (poor granularity) indicates an image having a large roughness, and an image having a low degree of granularity (good granularity) indicates a uniform image having a small degree of roughness. However, not all of the density unevenness gives a rough feeling that appeals to the visual sense, and the image quality of the printed image need only be perceived by a human as not being rough. FIG. 5 shows the spatial frequency characteristics of visual perception by the average subject regarding the density unevenness. As described above, the spatial frequency at which density unevenness is perceived by the human eye is a spatial frequency range of 0 [cycle / mm] to about 10 [cycle / mm] with the peak at about 1 [cycle / mm] as described above. Is known to be limited to
[0051]
1.3 Image quality measuring device
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an image quality measuring device for measuring minute density unevenness of an image. In FIG. 1, an image quality measuring apparatus 100 is based on a light reflection type sensor (photo reflector) 110, an amplification circuit 120 for amplifying an electric signal from the light reflection type sensor 110, and a signal amplified by the amplification circuit 120. And a signal generation circuit 140 as a signal generation means for generating a signal for optical writing control based on an operation output from the operation circuit 130. The light reflection type sensor 110 includes an LED (light emitting diode) 101 as a light source, a condenser lens 102 for condensing light emitted from the LED 101 into a light beam having a predetermined beam diameter, and an image pattern on an image carrier 150. The photoelectric conversion device 103 includes a photoelectric conversion element 103 that receives the reflected light from the 151 and converts it into an electric signal, and an imaging lens 104 that forms the reflected light from the image pattern 151 on an imaging surface of the photoelectric conversion element 103. As can be seen from the characteristic diagram showing the relationship between the distance (beam diameter) in the scanning direction and the amount of light in FIG. 7, the light reflection type sensor 110 uses a light reflection type sensor that narrows down the irradiation beam diameter and generates the spot light SP.
[0052]
The light reflection type sensor 110 condenses the irradiation beam from the light source composed of the LED 101 by the condensing lens 102, and the circular beam diameter on the surface of the image pattern 151 formed on the image carrier 150 becomes approximately 400 [μm]. Like that. Light reflected from the photoelectric conversion element 103 is detected by the photoelectric conversion element 103 such as a photodiode, and uneven adhesion of the toner particles 152 in the image pattern 151 can be captured as a change in the amount of light incident on the photoelectric conversion element 103.
[0053]
As a method of capturing the fluctuation of the light amount according to the amount of adhered toner, a method of detecting the difference between the regular reflection characteristic or the irregular reflection characteristic of the toner particles and the surface of the image carrier, and a method of detecting the reflection spectral characteristics of the toner particles and the surface of the image carrier are used. There are detection methods and the like, and by combining these methods, detection with higher sensitivity can be performed. In the case of utilizing the difference between the regular reflection characteristic and the irregular reflection characteristic, since the toner image generally has a strong irregular reflection characteristic, the surface of the image carrier 150 is preferably made of a material having a high glossiness and a strong regular reflection characteristic. When the detection is performed based on the difference in reflection spectral characteristics, it is preferable to use a light source wavelength in which the reflection spectral characteristics of the toner particles 52 and the reflection spectral characteristics of the surface of the image carrier 150 are significantly different. The measurement apparatus in FIG. 6 is an example in which an LED 101 having an emission wavelength of 870 [nm] is used, and a detection method using a difference in irregular reflection characteristics between the toner particles 152 and the surface of the image carrier 150 is implemented. Regarding the beam diameter, at least the beam diameter (in the scanning direction of the spot light SP) in the scanning direction of the spot light SP so that the density unevenness of about 1 [cycle / mm] with the highest sensitivity in the spatial frequency characteristics of human vision as shown in FIG. D1) in FIG. 7 needs to be 1 [mm] or less. This beam diameter d1 is derived from 1 [mm], which is the reciprocal of the value 1 [cycle / mm] at which the spatial frequency is maximum in FIG. 5, and in this embodiment, the beam diameter (d1) is approximately 400 [μm]. ]. The beam diameter d1 is defined here as the distance between points on both sides of the light beam where the power per unit area of the spot light SP on the beam irradiation surface is reduced to 1 / e of the maximum value.
[0054]
FIG. 8 is a diagram showing an example of a configuration of an image forming process of an image forming apparatus in which the light reflection type sensor 110 of FIG. In this example, light reflection sensors 10Y, 10M, 10C, and 10K are fixedly installed near the center of the photoconductors 61Y, 61M, 61C, and 61K in the rotation axis direction. The scanning of the images on the photoconductors 61Y, 61M, 61C, 61K by the spot light SP is performed by rotating the photoconductors 61Y, 61M, 61C, 61K, and the images PT1, PT2 as shown in FIG. 3 or FIG. The output of the reflected light when scanning in the transport direction (the longitudinal direction in the figure) is detected. FIG. 9 shows a state in which the amount of light (voltage) of the reflected light from the amplifier circuit 120 fluctuates. The scanning conditions of the spot light SP at this time are as follows: the scanning speed is 200 [mm / s], the scanning distance is about 11 [mm], the data sampling period is 75 [μs], that is, the sampling interval on the image is about The pitch is 15 [μm], and only one scan does not include the averaging process. Note that the average amount of the toner particles 152 attached to the pattern can be calculated by calculating the average light amount in FIG. 9. In the present embodiment, the calculation result is the image density (average image density). Become.
[0055]
Further, in this embodiment, an image pattern for measuring image quality and image density is formed to obtain information necessary for control. However, from the image to be formed on the image carrier 150, It is also possible to ask for necessary information. However, at this time, it is necessary to store a large number of image forming patterns and calculate necessary control information by comparing the stored image forming patterns.
[0056]
1.4 Control
1.4.1 Calculation of noise amount
The spatial frequency characteristic of the image density unevenness cannot be read in the output state in which the amount of light is output using the time shown in FIG. 9 as a parameter, so that the arithmetic circuit 130 calculates the spatial frequency characteristic. In calculating the spatial frequency characteristics, it is preferable in terms of processing speed to apply a known method such as fast Fourier transform (FFT). FIG. 10 shows the result of the fast Fourier transform. Note that the peak seen at 6 [cycle / mm] in FIG. 10 is due to the repetition frequency of the dot pattern in FIGS.
[0057]
As can be seen from FIG. 5, since the visual characteristics are very sensitive to density unevenness having a spatial frequency near 1 [cycle / mm], for example, compare the noise amount near 1 [cycle / mm] in FIG. Thus, the degree of image quality deterioration (increase in graininess) of the pattern (image PT2) shown in FIG. 4 with respect to the pattern (image PT1) shown in FIG. 3 can be known.
[0058]
After obtaining the spatial frequency characteristic of FIG. 10, the spatial frequency characteristic of FIG. 10 is weighted to the spatial frequency characteristic of FIG. 5 using the arithmetic circuit 130 of FIG. It is also possible to obtain a visual noise amount using as a parameter. By this calculation, only the spatial frequency characteristics that appeal to the visual sense can be extracted, so that the target image quality can be easily detected. Further, in the present embodiment, since the signal component due to the image pattern structure appearing in the vicinity of 6 [cycle / mm] can be removed, it is also possible to remove information irrelevant to the focused image quality. Therefore, erroneous detection of image quality and the like hardly occur. Further, when the visual noise amount of FIG. 11 is integrated by the arithmetic circuit 130 of FIG. 6 in the spatial frequency domain of 0.2 [cycle / mm] to 4 [cycle / mm], the total amount of the visual noise is reduced as shown in FIG. Is calculated. With this value, a comprehensive change in image quality can be known in almost all spatial frequency regions that appeal to the sight.
[0059]
When a decrease in image quality is detected by such a procedure, a signal is generated by the signal generation circuit 140 in FIG. 6 so as to prompt appropriate control of image forming conditions. In response to this signal, the control circuit CON of the image forming apparatus MFP performs automatic control so that the image forming conditions can be restored to normal image quality as much as possible. The change of the image forming conditions for restoring the image of FIG. 4 to the state of FIG.
a) Increase the toner concentration of the developer
b) Increase the rotation speed of the developing roller
c) narrow the development gap
d) widen the doctor gap
e) Increasing the alternating component of the developing bias
f) Replenish new toner by consuming deteriorated toner
g) Automatic replacement of developer
h) Polish the photoreceptor surface
And the like. When the development conditions are changed as described in a) to e), the image density unevenness can be recovered, but the average image density also increases. Therefore, in such a case, as an image forming condition change that can reduce the average image density without increasing the image density unevenness,
i) Decrease the absolute value of the average value of the developing bias
j) Increase the absolute value of the image portion potential on the photoconductor
By using the control of the development potential as described above, it is possible to recover only the image density unevenness while fixing the average image density.
[0060]
The above is an example in which image density unevenness control is simply added to the conventional control for keeping the average image density constant, and the average image density control routine and the image density unevenness control routine are independent. Things.
[0061]
The narrowing of the developing gap in c), the widening of the doctor gap in d), and the polishing of the photoreceptor surface in h) are mechanical adjustments, and the developing roller is moved in c). Means are provided to adjust the developing gap, and for d), means for moving the doctor blade relative to the developing roller is provided, and the doctor gap is adjusted by this means. Regarding h), a member for polishing the surface of the photoconductor is separately provided, and the surface of the photoconductor can be polished by contacting the surface with the photoconductor as necessary. May be polished.
[0062]
When it is determined that the image quality cannot be restored only by the automatic control, the control circuit CON instructs a display device (not shown) to exchange parts such as a developer and a photoconductor, and urges the exchange of the parts. These procedures can maximize the life of the developer and the photoreceptor. Further, since the minimum required pattern size is about 1 [mm] × about 10 [mm], the amount of toner consumed by pattern image formation can be suppressed to the minimum level.
[0063]
In the example of FIG. 8, the spot light SP is irradiated so as to detect the image quality of the surfaces of the photoconductors 61Y, 61M, 61C, and 61K. However, the image formed on the intermediate transfer belt 5 and the recording medium 20 is not irradiated. Needless to say, the configuration may be such that the spot light SP is irradiated. When irradiating the spot light SP onto the photoconductors 61Y, 61M, 61C, and 61K, the wavelength of the spot light SP and the photoconductor are used in order to prevent image quality deterioration due to destruction of the electrostatic latent image by the spot light SP itself. It is preferable that the spectral sensitivity ranges of 61Y, 61M, 61C and 61K are different from each other.
[0064]
1.4.2 Calculation of visual noise amount
After obtaining the spatial frequency characteristics of FIG. 10, the arithmetic circuit 130 weights the spatial frequency characteristics of the visual spatial frequency characteristics shown in FIG. 5 to obtain the visual noise amount. FIG. 11 is a diagram showing a relationship between the visual noise amount and the spatial frequency, and shows an output state of the visual noise amount of the arithmetic circuit 130. This weighting is performed by multiplying the characteristic of FIG. 10 by the characteristic of FIG. By this calculation, only the spatial frequency characteristics that appeal to the visual sense can be extracted, so that the target image quality can be easily detected. Further, in the present embodiment, it is possible to remove a signal component due to the image pattern structure that has appeared near 6 [cycle / mm], so that it is possible to remove information irrelevant to the focused image quality. . If the information irrelevant to the image quality can be removed as described above, the occurrence of erroneous detection can be almost eliminated.
[0065]
1.4.3 Total amount of visual noise
When the visual noise amount shown in FIG. 11 is integrated with respect to the spatial frequency range of 0.2 [cycle / mm] to 4 [cycle / mm] using the arithmetic circuit 130, the total amount of visual noise is calculated as shown in FIG. Is done. With this value, a comprehensive change in image quality can be known in almost all spatial frequency regions that appeal to the sight.
[0066]
1.4.4 Processing procedure
FIG. 13 shows the automatic control of the image forming conditions based on the image quality information detected by the image quality measuring apparatus 100 for the image forming apparatus MFP capable of detecting the image quality formed on each color photosensitive member 61 as shown in FIG. 6 is a flowchart illustrating a control procedure to be performed. For simplicity of description, a case will be described in which only one of the four photoconductor stations is taken up. Note that this control is executed by the CPU of the control circuit CON of the image forming apparatus MFP based on the output signal from the signal generation circuit 140 of the image quality detection apparatus 100. The CPU executes the following processing based on a program stored in a ROM (not shown) while using a RAM (not shown) as a work area.
[0067]
In FIG. 8, a process control start command signal is generated at a certain timing. This timing is set appropriately (arbitrarily) based on, for example, startup at the time of turning on the power of the image forming apparatus MFP or printed counter information. In response to the process control start command, an image pattern for detection (for example, a specific halftone image as shown in FIG. 3) 51 is formed on the photoconductor 61 (step S1). The luminous flux emitted by the LED 1 is applied to the image pattern 151, the reflected light is guided to the photoelectric conversion element 103 and detected, and the fluctuation in the amount of light received by the photoelectric conversion element 103 is converted into a voltage, amplified and output (step S2). The output voltage at this time is shown in FIG. FIG. 14 shows a comparison between the output state immediately after shipment of the image forming apparatus MFP (at the time of shipment) and the output state (state α) when the developer or the like has deteriorated as a result of using the image forming apparatus MFP for a long time. Is shown.
[0068]
On the other hand, since there is a relationship between the output voltage (sensor output voltage) of the photoelectric conversion element 103 and the actual toner adhesion amount as shown in FIG. 15, the conversion table T1 is referred to. By converting the voltage fluctuation into the fluctuation of the toner adhesion amount, a toner adhesion amount fluctuation signal (FIG. 16) is obtained (step S3). Assuming that the average values of the toner adhesion amounts at the time of shipment and in the state α are D0 and D, respectively, the difference ΔD indicates a variation in the average toner adhesion amount (steps S9 and S10).
[0069]
Then, a fast Fourier transform (FFT) is performed on the toner adhesion amount fluctuation signal X (x) (step S4), and the absolute value of the resulting converted signal Y (f) (which is a complex number) is calculated. A power spectrum A (f) as shown in FIG. 17 is obtained (step S5). This power spectrum is weighted by the visual characteristic of the spatial frequency (FIG. 5) (FIG. 18-step S6), and a specific spatial frequency section (for example, 0.1 [cycle / mm] or more and 5.0 [cycle / mm]). By performing integration in the following section), a graininess index C is obtained (FIG. 19-step S7). Then, a difference ΔC between the granularity index C0 at the time of shipment and the granularity index C in the state α is obtained (step S8). This difference ΔC represents a variation in graininess. If ΔD and ΔC obtained so far are within the specification value range of the machine, the printing operation is performed without performing any special control (steps S11 and S14). However, when these are out of the specification value range, the control is performed by, for example, changing the developing conditions.
[0070]
The procedure for controlling the development conditions will be described below.
FIG. 20 shows how the granularity index C and the average toner adhesion amount D change when the developing bias potential and the rotation speed of the developing roller are changed in the shipping state with respect to the image pattern to be detected. FIG. The average toner adhesion amount increases with an increase in the developing bias, but at the same time, the granularity also increases, and the average toner adhesion amount increases with an increase in the developing roller linear velocity, but the granularity decreases. Have been. That is, this relationship indicates that by appropriately controlling the developing bias and the rotation speed of the developing roller, the average toner adhesion amount and the granularity can be independently and arbitrarily controlled.
[0071]
For example, in the case of the image forming apparatus MFP according to this embodiment, the developing bias is set to 360 [V] and the developing roller linear speed ratio is set to 1.6 at the time of shipment. As a result of continued use of the image forming apparatus MFP and deterioration of the developer or the like, the granularity index and the granularity index indicated by “state α1” in FIG. 21 and the developing bias 360 [V] and the developing roller linear velocity ratio of 1.6 remain unchanged. It is assumed that the average toner adhesion amount has been reached. In such a case, referring to the developing condition control table T2 of FIG. 20, since the average toner adhesion amount has decreased, the developing bias is increased (step a1), and the process shifts to “state β1” (step S12). At this point, the developing bias was changed from 360 [V] to 400 [V]. Next, by changing the linear velocity of the developing roller from 1.6 to 2.0 (step b1-step S13), it was possible to restore to the state at the time of shipment.
[0072]
As described above, by appropriately adjusting both the developing bias and the developing roller linear speed with reference to the developing condition control table T2, the granularity and the average amount of adhered toner that have changed due to the deterioration of the developer can be reduced. It is possible to restore the state. It is needless to say that the procedure for restoring the image quality from the “state α1” may be performed via the steps a1 ′ and b1 ′ as shown in FIG. Further, image quality restoration from “state α2” as shown in FIG. 22 can be realized, for example, via steps a2 and b2.
[0073]
Further, as described above, similar to the conventional control in which the average image density is kept constant, the image density non-uniformity is simply added in addition to the control in which the developing roller linear speed is increased and the developing bias is reduced. 23, it becomes as shown in FIG. In this control, the image restoration from “state α0” indicating the image state in FIG. 4 can be restored to “state # 0” indicating the image state in FIG.
[0074]
1.4.5 Automatic change of developer
1.4.5.1 Mechanism
As described in the above g), the replacement of the developer is effective in recovering the image density unevenness. FIG. 24 is a schematic diagram showing a configuration of a developing device 63 that develops in the two-component developing process shown in FIGS. In the drawing, a developing roller 63c is provided at a portion of the developing tank 63g facing the photoconductor 61 at an upper portion, and first and second screws 63e and 63f are provided at a lower portion of the developing tank 63g divided into two chambers, respectively. A toner supply port and a developer supply port are provided at an upper portion of the first screw 63e, and a developer discarding port is provided at a lower portion.
[0075]
FIG. 25 is a cross-sectional view showing a configuration of a developer / toner supply mechanism for supplying a developer and a toner to a developer tank, and FIG. 26 is a cross-sectional view showing a configuration of a developer disposal mechanism.
[0076]
In FIG. 25, the developer / toner supply mechanism basically includes a developer storage section 330, a toner storage section 350, and a toner and developer transfer section 370. The toner and developer transfer section 370 uses a suction type single-axis eccentric screw pump 371 which is conventionally known as a so-called mono pump. The configuration of the screw pump 371 is such that the rotor 372 is formed in an eccentric screw shape with a rigid material such as a metal and the like, and is formed and fixed in a double-screw shape formed of an elastic body such as rubber. And a holder 374 made of a resin material or the like that wraps the stator 373 and forms a powder conveyance path. The rotor 372 is rotationally driven via a gear 375 and a shaft coupling 376 which are drivingly connected to a driving source (not shown). Due to the rotation of the rotor 372, a strong self-priming force is generated in the pump, so that the toner and the developer can be sucked. The driving of the suction screw pump 371 is controlled via a dedicated motor or a main motor in the image forming apparatus and a clutch (not shown).
[0077]
The single-axis eccentric screw pump 371 configured as described above can perform a constant quantitative transfer at a high solid-gas ratio, and can obtain an accurate transfer amount of the toner and the developer in proportion to the rotation speed of the rotor 372. It has been known. Therefore, the amount of toner and developer transferred can be controlled by controlling the driving time of the screw pump. The transfer path can be freely transferred at a high position or in any direction of up, down, left and right by using a flexible tube or the like for the supply pipe 381, for example. In addition, the screw pump 371 does not apply unnecessary stress to the developer and toner to be transferred, and is very advantageous for transferring the developer and toner to be used.
[0078]
The developer storage section 330 has a storage container 332 formed in a bag shape, and is welded to a pipe-shaped suction guide member 333 by ultrasonic waves or the like at the upper center of the storage container 332, and is integrally connected. I have. The lower end of the suction guide member 333 reaches near the bottom of the storage container 332, and the upper end protrudes from the storage container 332 to form a screw portion 334. A base member 335 is screwed into the screw portion 334, and one end of a supply pipe 331 is connected to an upper part of the base member 335. The other end of the supply pipe 331 is connected to a suction port 377 of the developer transfer section 370.
[0079]
The storage container 332 is made of a resin such as polyethylene or nylon, and is made of a flexible sheet having a thickness of about 80 to 120 μm in a single-layer or multi-layer configuration. In addition, it is effective to deal with static electricity by subjecting the surface of these sheets to aluminum vapor deposition. Also, the suction guide member 333 can be made of resin such as polyethylene or nylon, and if it is set to the same material as the storage container 332, it is convenient for recycling. The suction guide member 333 corresponds to a developer suction port, but also serves as a developer filling port in a factory. Then, in the container 332 filled with the developer at the factory, a cap 336 is attached to the screw portion 334 of the suction guide member 333 instead of the cap member 335. Therefore, the storage member 332 is completely sealed by the cap 336 at the time of shipment from the factory, and the cap 336 is simply removed and the base member 335 is loaded at the time of use, so that the operation is extremely simple.
[0080]
Electrophotographic developers have very poor fluidity. For this reason, the storage container 332 is placed vertically, and the lower end of the pipe-shaped suction guide member 333 is arranged so as to reach a position near the bottom thereof. The toner is sucked from the tip of the suction guide member 333 by the screw pump. Since the storage container 332 is flexible, the volume in the bag is reduced as the suction of the developer proceeds, but the suction guide member 333 causes the developer to be clogged due to local deformation when the storage container 332 is reduced in volume. Is suppressed, and the stored developer is discharged without remaining in the bag. Further, the bottom of the bag-shaped storage container 332 has an inverted conical shape 337, and even if the amount of developer to be stored is small, the developer naturally falls due to the weight of the developer and is transferred to the suction port of the suction guide member 333. As a result, the developer can be stably transferred regardless of the amount of the stored developer.
[0081]
Next, the toner storage member 350 will be described. The toner storage means 350 has a storage container 352 formed in a bag shape, and is welded to a pipe-shaped suction guide member 353 by ultrasonic waves or the like at the upper center of the storage container 352, and is integrally connected thereto. . The lower end of the suction guide member 353 reaches near the bottom of the storage container 352, and the upper end protrudes from the storage container 352 to form a screw portion 354. A screw member 355 is screwed to a screw member 354 with an air intake unit 357, and one end of a supply pipe 351 is connected to an upper portion of the screw member 355. The other end of the supply pipe 351 is connected to a suction port of a toner transfer unit 370 (not shown).
[0082]
The storage container 352 is made of a resin such as polyethylene or nylon, and is made of a flexible sheet having a thickness of about 80 to 120 μm in a single-layer or multi-layer configuration. In addition, it is effective to deal with static electricity by subjecting the surface of these sheets to aluminum vapor deposition. Also, the suction guide member 353 can be made of resin such as polyethylene or nylon, and if it is set to the same material as the storage container 352, it is convenient for recycling. The suction guide member 353 corresponds to a toner suction port, but also functions as a toner filling port in a factory. The container 332 filled with the developer at the factory is provided with a cap 359 instead of the base member 355 on the screw portion 354 of the suction guide member 353. Therefore, at the time of shipment from the factory, the storage member 352 is completely sealed by the cap 359, and when used, it is only necessary to remove the cap 359 and load the base member 355, and the operation is extremely simple.
[0083]
Electrophotographic toner has very poor fluidity. For this reason, the storage container 352 is placed vertically, and the lower end of the pipe-shaped suction guide member 353 is arranged so as to reach a position near the bottom thereof. The toner is sucked from the tip of the suction guide member 353 by the screw pump 371.
[0084]
Further, the suction guide member 353 is formed as a double tube, and an air conducting portion 357 is formed around the toner suction portion. The air conducting portion 357 communicates with an air inlet 356 formed in the base member 355, and the air inlet 356 is configured to receive air from an air pump (not shown). When the toner is sucked, the air ejected from the lower end portion of the suction guide member 353 through the air inlet 356 and the air conducting portion 357 passes while diffusing through the toner layer, so that the toner can be fluidized. Due to the fluidization of the toner, the occurrence of a crosslinking phenomenon and the like is prevented, and the movement (transportation) of the toner is made more reliable. Note that reference numeral 358 denotes a filter unit for releasing the air sent into the storage container 352.
[0085]
Since the storage container 352 is flexible, the volume in the bag is reduced as the toner is suctioned. However, the suction guide member 353 causes toner clogging due to local deformation when the storage container 352 is reduced in volume. And the stored toner is discharged without being left in the bag. Further, the bottom of the bag-shaped storage container 352 has an inverted conical shape 360, and even if the amount of stored toner is small, the toner naturally falls due to the weight of the toner and is transferred to the suction port of the suction guide member 353. As a result, stable toner transfer can be achieved regardless of the amount of stored toner.
[0086]
The developer flow path 331 from the developer storage section 330 and the toner flow path 351 from the toner storage section 350 are connected to the flow path 371 of the toner and developer transport section 370 via the flow path switching shutter 310. I have. Normally, the flow path switching shutter 310 connects the toner flow path 351 and the flow path 371 and shuts off the developer flow path 331 and the flow path 371, and a normal toner supply operation is performed. .
[0087]
The disposal of the deteriorated developer in the developing device and the filling of the developing device with new developer are performed as follows.
[0088]
If it is determined that the control of the image quality cannot be performed only by controlling only the process conditions and replacing the toner in the developer, the carrier needs to be replaced. Since replacing only the carrier alone is troublesome, a step of replacing the developer itself including the toner is performed. By opening a developer waste shutter 320 provided in a part of the developer accommodating portion of the developing device 63 (here, a lower portion of the first screw 63e), the developer falls under its own weight, and the waste developer accommodating portion 390 Housed within. By continuing to rotate the first and second screws 63e and 63f and the developing roller 63c of the developing device 63, most of the developer in the developing device 63 falls from the developer waste shutter 320, and the developer accommodating portion 390 Fits within. When the developer in the developing device 63 is sufficiently discarded, the developer discarding shutter 320 is closed.
[0089]
When the developer waste shutter 320 is closed, the flow path switching shutter 310 is switched to shut off the toner flow path 351 and the flow path 371, and connects the developer flow path 331 and the flow path 371. Next, the rotor 172 is rotated by the required number of revolutions estimated in advance, and the required amount of the developer is filled in the developing device 63. When the filling is completed, the flow path switching shutter 310 is returned. Through these steps, the developing device 63 is filled with a required amount of new developer, and preparation for the subsequent normal image forming operation is completed.
[0090]
1.4.5.2 Control
FIG. 27 is a flowchart showing a control procedure of image quality control including automatic replacement of the developer.
[0091]
Normally, automatic image quality control is performed by controlling electrical or mechanical process conditions (step S21). At the time of this automatic control, control is performed within a preset electrical condition range or a mechanical condition range. The electrical condition range is, for example, a photosensitive member charging potential or a developing roller applied potential that does not cause abnormal discharge in a photosensitive member charging process or a developing process, or an abnormal image such as background contamination or carrier adhesion occurs. It may be a potential condition to avoid. The mechanical condition range is a driving limit related to the durability and heat generation of the rotary bearing of each part, or a driving limit in consideration of toner scattering, carrier scattering, damage to the photoconductor, and the like.
[0092]
In the automatic image quality control in step S21, when it is determined that the proper control range has been exceeded (step S22), the toner is replaced because the toner is assumed to be extremely deteriorated (step S23). The replacement of the toner is performed by toner collection and toner supply. That is, forcible solid image development is performed in a state where toner supply to the developing device 63 is shut off, and the toner adhered on the photoconductor 61 is transferred to a cleaner installed on the photoconductor 61 or to a transfer member. And is collected by a cleaner installed on the transfer member via the transfer member, and is stored in a waste toner storage section (not shown). After sufficient discharge of the toner from the developer in the developing device 63, the interruption of the toner supply to the developing device 63 is released, the toner is supplied from the toner storage section 350, and the toner concentration of the developer is set to an appropriate value. The toner supply and the agitation of the developer are performed until the toner reaches the temperature.
[0093]
After the toner replacement step, the detection image is formed on the photoreceptor 61 or the transfer body and the image quality is detected. If the image quality is sufficiently restored, the process returns to the normal automatic image quality control in step S21. (Step S24).
[0094]
If the image quality is not sufficiently restored even in the toner replacement step of step S23, the developer is replaced because the carrier is extremely deteriorated (step S25). As for the replacement of the developer, as described above, the developer waste shutter 320 is opened, the developer in the developing tank 63g is stored in the developer storage portion 390, and the open portion of the flow path switching shutter 310 is stored in the developer storage portion 390. Switching to the flow path side from the section 330, the developer is supplied to the developing tank 63g. Details are as described above.
[0095]
After the developer replacement step of step S25 is performed, the detection image is formed on the photoreceptor 61 or the transfer body and the image quality is detected. If the image quality is sufficiently restored, the normal automatic operation of step S21 is performed. The process returns to the image quality control (step S26).
[0096]
If the image quality is not sufficiently restored even after the replacement of the developer in step S25, extreme deterioration of the photoconductor 61 is assumed, and thus a display device (not shown) such as an operation panel of the image forming apparatus is used. An error message is displayed to inform the user of the machine status (step S27). As a result, if the photosensitive member 61 can be replaced by the user, the user may replace the photosensitive member 71 in response to the error display. In the case of an image forming apparatus in which the user cannot exchange the photoconductor 61, a notification is made to the service center via a telephone line or the like at the same time as the error display (step S28), and the service maintenance such as the exchange of the photoconductor is performed. Is prompted (step S29).
[0097]
Thus, the steps f) and g) are performed.
[0098]
2. Second embodiment
FIG. 28 is a diagram illustrating the relationship between the average toner adhesion amount D and the granularity index C according to the second embodiment. Note that the components including the sensor, which are not particularly described, are configured in the same manner as in the above-described first embodiment, and thus redundant description will be omitted.
[0099]
In FIG. 28, a grid indicated by a broken line indicates the relationship between the granularity index C and the average toner adhesion amount D when the developing bias potential and the developer toner concentration are changed in the shipping state with respect to the image pattern to be detected. FIG. In this figure, the average toner adhesion amount increases with an increase in the developing bias, but the graininess also increases at the same time. Further, as the toner concentration increases, the average toner adhesion amount increases, but the graininess decreases. It has been shown. In other words, it is shown that by appropriately controlling the developing bias and the toner density, the average toner adhesion amount and the granularity can be arbitrarily controlled independently.
[0100]
For example, in the case of this image forming apparatus MFP, the developing bias is set to 360 [V] and the toner concentration is set to 5.0 [wt%] at the time of shipment. As a result of continuing the use of the image forming apparatus MFP, the deterioration of the developer or the like occurs. As a result, when the developing bias is 360 [V] and the toner concentration is 5.0 [wt%], the granularity indicated by “state α1” in FIG. It is assumed that the index and the average toner adhesion amount have been reached. Since the average toner adhesion amount has decreased, the developing bias is increased (step a1), and the state is shifted to “state β1”. At this point, the developing bias was changed from 360 [V] to 400 [V]. Next, by changing the toner concentration from 5.0 [wt%] to 6.9 [wt%] (step b1), the state at the time of shipment could be restored. By appropriately adjusting both the developing bias and the toner concentration in this manner, it is possible to restore the granularity and the average toner adhesion amount that have fluctuated due to the deterioration of the developer to the state at the time of shipment.
3. Third embodiment
FIG. 29 is a diagram illustrating the relationship between the average toner adhesion amount D and the granularity index C according to the third embodiment. Note that the components including the sensor, which are not particularly described, are configured in the same manner as in the above-described first embodiment, and thus redundant description will be omitted.
[0101]
The grid indicated by the broken line in FIG. 29 indicates how the graininess index C and the average toner adhesion amount D change when the developing bias potential and the developing gap are changed in the shipping state with respect to the image pattern to be detected. Change. The average toner adhesion amount increases with an increase in the developing bias, but the granularity also increases.At the same time, the average toner adhesion amount increases with a decrease in the development gap, but the granularity decreases. ing. That is, it is shown that by appropriately controlling the developing bias and the developing gap, the average toner adhesion amount and the granularity can be arbitrarily controlled independently.
[0102]
For example, in the case of this image forming apparatus MFP, the developing bias is set to 360 [V] and the developing gap is set to 0.4 [mm] at the time of shipment. As a result of the deterioration of the developer and the like caused by continuing to use the image forming apparatus MFP, the graininess index indicated by “state α1” in FIG. 25 when the developing bias is 360 [V] and the developing gap is 0.4 [mm]. And the average toner adhesion amount. Since the average toner adhesion amount has decreased, the developing bias is increased (step a1), and the state is shifted to “state β1”. At this point, the developing bias was changed from 360 [V] to 400 [V]. Next, by changing the developing gap from 0.4 [mm] to 0.3 [mm] (step b1), the state at the time of shipment could be restored. By appropriately adjusting both the developing bias and the developing gap in this way, it is possible to restore the granularity and the average amount of toner attached, which have fluctuated due to the deterioration of the developer, to the state at the time of shipment.
4. Fourth embodiment
FIG. 30 is a diagram illustrating the relationship between the average toner adhesion amount D and the granularity index C according to the fourth embodiment. Note that the components including the sensor, which are not particularly described, are configured in the same manner as in the above-described first embodiment, and thus redundant description will be omitted.
[0103]
A grid indicated by a broken line in FIG. 30 indicates a case where the developing bias potential and the amount of developer adhering per unit area on the developing roller (hereinafter referred to as “pumping amount”) are changed in the shipping state with respect to the image pattern to be detected. It shows how the graininess index C and the average toner adhesion amount D change. The average toner adhesion amount increases with the increase in the developing bias, but the granularity also increases.At the same time, the average toner adhesion amount increases with the increase in the pumping amount, but the granularity decreases. I have. That is, it is shown that by appropriately controlling the developing bias and the pumping amount, the average toner adhesion amount and the granularity can be arbitrarily controlled independently.
[0104]
For example, in the case of this image forming apparatus MFP, the developing bias is set to 360 [V] and the pumping amount is set to 70 [mg / cm2] at the time of shipment. As a result of continuing the use of the image forming apparatus MFP to cause the deterioration of the developer, the granularity index indicated by “state α1” in FIG. 26 when the developing bias is 360 [V] and the pumping amount is 70 [mg / cm2]. And the average toner adhesion amount. Since the average toner adhesion amount has decreased, the developing bias is increased (step a1), and the state is shifted to “state β1”. At this point, the developing bias was changed from 360 [V] to 400 [V]. Next, by changing the pumping amount from 70 [mg / cm2] to 80 [mg / cm2] (step b1), the state at the time of shipment could be restored. By appropriately adjusting both the developing bias and the pumping amount in this way, it is possible to restore the granularity and the average amount of toner attached, which have fluctuated due to the deterioration of the developer, to the state at the time of shipment.
[0105]
5. Fifth embodiment
FIG. 31 is a diagram illustrating the relationship between the average toner adhesion amount D and the granularity index C according to the fifth embodiment. Note that the components including the sensor, which are not particularly described, are configured in the same manner as in the above-described first embodiment, and thus redundant description will be omitted.
[0106]
In FIG. 31, a grid indicated by a broken line indicates the graininess index C and the average toner adhesion amount D when the developing bias potential and the developing bias alternating component are changed in the shipping state with respect to the image pattern to be detected. It shows how it changes. The average toner adhesion increases as the developing bias increases, but the granularity also increases.At the same time, the average toner adhesion increases but the granularity decreases as the developing bias alternating component increases. Have been. That is, it is shown that by appropriately controlling the developing bias and the alternating component of the developing bias, the average toner adhesion amount and the granularity can be arbitrarily controlled independently.
[0107]
For example, in the case of this image forming apparatus MFP, the developing bias is set to 360 [V] and the developing bias alternating component is set to 2.0 [kVp-p] at the time of shipment. As a result of continuing the use of the image forming apparatus MFP, the deterioration of the developer or the like has occurred. As a result, if the developing bias is maintained at 360 [V] and the alternating component of the developing bias is 2.0 [kVp-p], the state is indicated by “state α1” in FIG. It is assumed that the graininess index and the average amount of toner adhered are obtained. Since the average toner adhesion amount has decreased, the developing bias is increased (step a1), and the state is shifted to “state β1”. At this point, the developing bias was changed from 360 [V] to 400 [V]. Next, by changing the alternating component of the developing bias from 2.0 [kVp-p] to 2.8 [kVp-p] (step b1), the state at the time of shipment could be restored. As described above, by appropriately adjusting both the developing bias and the alternating component of the developing bias, it is possible to restore the granularity and the average toner adhesion amount that have been changed due to the deterioration of the developer to the state at the time of shipment.
6. Sixth embodiment
The control of the process b1 based on the increase in the linear velocity of the developing roller and the increase in the toner density shown in FIG. 21 in the first embodiment and in FIG. 28 in the second embodiment may be used together. At the time of shipment, the state was "State # 1" under the conditions of a developing bias of 360 [V], a developing roller linear velocity ratio of 1.6, and a toner concentration of 5.0 [wt%]. When the deterioration of the agent progresses and the state shifts to “state α1”, the developing bias is set to 400 [V], the linear velocity ratio of the developing roller is set to 1.8, and the toner density is set to 6.0 [wt%]. It could be restored to "state # 1". Thus, by combining a plurality of control means having similar functions (here, an increase in the linear velocity of the developing roller and an increase in the toner density), there is an advantage that the amount of change of each control means can be reduced.
[0108]
It goes without saying that not only the combination of the increase in the linear velocity of the developing roller and the increase in the toner density but all the possible combinations are effective. Note that the components including the sensor, which are not particularly described, are configured in the same manner as in the above-described first embodiment, and thus redundant description will be omitted.
[0109]
7. Seventh embodiment
FIG. 32 is a diagram illustrating the relationship between the average toner adhesion amount D and the granularity index C according to the seventh embodiment. Note that the components including the sensor, which are not particularly described, are configured in the same manner as in the above-described first embodiment, and thus redundant description will be omitted.
[0110]
In FIG. 32, a grid indicated by a broken line is a graininess index when the developing roller linear speed ratio with respect to the electrostatic latent image portion potential and the photoconductor linear speed is changed in the shipping state with respect to the image pattern to be detected. It shows how C and the average toner adhesion amount D change. In FIG. 28, the average toner adhesion amount increases as the image portion potential decreases, but the granularity also increases. At the same time, the average toner adhesion amount increases as the developing roller linear speed ratio increases. Has been shown to be smaller. That is, it is shown that by appropriately controlling the image portion potential and the developing roller linear velocity, the average toner adhesion amount and the granularity can be arbitrarily controlled independently.
[0111]
For example, in the case of this image forming apparatus MFP, the image section potential is set to 100 [V] and the developing roller linear velocity ratio is set to 1.6 at the time of shipment. As a result of continuing the use of the image forming apparatus MFP, the deterioration of the developer or the like occurs. As a result, when the image portion potential is 100 [V] and the developing roller linear velocity ratio is 1.6, the granularity indicated by “state α0” in FIG. It is assumed that the index and the average toner adhesion amount have been reached. First, the image portion potential is increased (step a0), and the state is shifted to “state β0”. At this time, the image portion potential was changed from 100 [V] to 120 [V]. Next, by changing the developing roller linear velocity ratio from 1.6 to 2.0 (step b0), it was possible to restore to the state at the time of shipment. Thus, by appropriately adjusting both the potential of the electrostatic latent image portion and the linear velocity of the developing roller, the granularity and the average amount of toner attached, which have fluctuated due to the deterioration of the developer, are restored to the state at the time of shipment. It is possible.
[0112]
8. Eighth embodiment
FIG. 33 is a schematic configuration diagram of an image forming unit of the image forming apparatus according to the eighth embodiment. This embodiment is an example in which a one-component developing process in which a developing roller is in contact with a photoconductor is employed. Parts equivalent to those shown in FIGS. 1 and 8 employing the two-component development process are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0113]
In this embodiment, only the developing device 63 is different from the example of FIGS. 1 and 8, and the other components are the same as those of the example of FIG. In the figure, Y, M, C, and K represent stations of each color, and only the Y station is denoted by a reference numeral, but the same applies to other stations. . In FIG. 33, a developing device 63 has a general configuration of a one-component developing process. A toner charging roller 63b and a developing roller 63c are provided in a toner tank 63a so that the outer peripheral surface of the developing roller 63c is in contact with a toner layer. A metering blade 63d is provided.
[0114]
In such an image forming apparatus in which the developing roller 63c is developed by a one-component developing process in contact with the photoreceptor 61, the state of the initial image in FIG. 3 has shifted to the state in FIG. I do. The change of the image forming conditions for restoring the image of FIG. 4 to the state of FIG.
b) Increase the rotation speed of the developing roller
e) Increasing the alternating component of the developing bias
f) Replenish new toner by consuming deteriorated toner
h) Polish the photoreceptor surface
Some of the control factors such as described in the first embodiment are also effective for image density unevenness.
[0115]
Further, as a control factor specific to the contact one-component development process as shown in FIG.
k) Reduce the contact pressure of the metering blade (increase the amount of toner attached on the developing roller)
Is also effective.
[0116]
When the development conditions are changed in b), e), f), h) and k), the image density unevenness can be recovered, but the average image density also increases at the same time. in case of
i) Change the absolute value of the average value of the developing bias
j) Change the absolute value of the image portion potential on the photoconductor
By using the control of the developing potential such as the above, it is possible to recover the target average image density and the image density unevenness as in the first embodiment. The same applies to the fifth embodiment and the seventh embodiment. If the “developer adhesion amount on the developing roller” in the fourth embodiment is regarded as the “toner adhesion amount on the developing roller”, the two-component developing process can be configured as a one-component developing process. Therefore, the fourth embodiment is also applicable to the case of the contact one-component development process. In order to reduce the contact pressure of the metering blade in k), means for moving the metering blade relative to the developing roller may be provided, and the metering blade may be moved by this means.
[0117]
Other components that are not described in particular are configured in the same manner as in the first embodiment described above, and thus redundant description will be omitted.
[0118]
When the step of “consuming the deteriorated toner and replenishing the new toner” in the above-mentioned f) is carried out, the developer accommodating portion 330 and the waste developer shown in FIG. The storage section 390 may be omitted, and the toner may be supplied from the toner storage section 350. The waste toner is stored in a normally provided waste toner tank.
[0119]
In this case, the processing in FIG. 27 is performed by a routine in which the processing in steps S25 and S26 is omitted.
[0120]
9. Ninth embodiment
FIG. 34 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming unit of the image forming apparatus according to the ninth embodiment. This embodiment is an example employing a so-called non-contact one-component developing process in which a developing roller does not contact a photoconductor. This embodiment is the same as the example of FIG. 33 except that the developing roller 63 is not in contact with the photoreceptor 61. Explanation is omitted.
[0121]
In such an image forming apparatus in which the developing roller 63 is in a non-contact state with the photoconductor 61 by a one-component developing process, the initial image shown in FIG. Suppose you have migrated. The change of the image forming conditions for restoring the image of FIG. 4 to the state of FIG.
b) Increase the rotation speed of the developing roller
c) narrow the development gap
e) Increasing the alternating component of the developing bias
f) Replenish new toner by consuming deteriorated toner
h) Polish the photoreceptor surface
Some of the control factors such as those described in the first embodiment are also effective for image density unevenness. Further, as a control factor unique to the non-contact one-component development process as shown in FIG.
k) Reduce the contact pressure of the metering blade (increase the amount of toner attached on the developing roller)
Is also effective. When the development conditions are changed in b), e), f), h), and k), the image density unevenness can be recovered, but the average image density also increases at the same time. in case of
i) Change the absolute value of the average value of the developing bias
j) Change the absolute value of the image portion potential on the photoconductor
It is possible to recover the target average image density and the image density unevenness by using the control of the development potential such as the same as in the first embodiment, and the automatic control in the first embodiment is performed. The same applies to the third, fifth, and seventh embodiments. Further, if the “developer adhesion amount on the developing roller” in the fourth embodiment is regarded as “toner adhesion amount on the developing roller”, the two-component developing process can be configured as a one-component developing process. This is the same as the eighth embodiment. Therefore, the fourth embodiment is also applicable to the case of the non-contact one-component development process.
[0122]
Other parts that are not particularly described are configured in the same manner as the above-described first embodiment and the eighth embodiment, and thus redundant description will be omitted.
[0123]
10. Tenth embodiment
FIG. 35 is a diagram illustrating a sensor unit of the image quality measuring device 100 provided in the image forming apparatus according to the tenth embodiment. In the above-described first to ninth embodiments, as shown in FIG. 6, the light spot is narrowed down sufficiently by the condenser lens 102 to irradiate the light, and the sensor including the photoelectric conversion element 103 for detecting the reflected light. In this embodiment, a light source (LED 101) that can illuminate a wide range of light is used, and the light reflected from the image pattern 151 is incident on the light receiving element 103. Light may be made into a minute area.
[0124]
As such an example, as shown in FIG. 36, for example, as shown in FIG. Light is incident on a so-called arrayed light receiving element 161 (for example, a CMOS light receiving element in which several tens to several hundreds of pixels are arranged at 300 dpi (CMOS linear sensor array manufactured by TAOS)) having light receiving elements arranged in an array via With this configuration, it is possible to capture two-dimensional image information without performing spot light scanning. The use of two-dimensional image information is advantageous in that extremely accurate image density unevenness information can be obtained as compared with one-dimensional image information.
[0125]
Also in the case of the configuration shown in FIG. 6, it goes without saying that two-dimensional image information can be collected by scanning a spot light in a direction intersecting the moving direction of the image carrier with a driving mirror or the like (not shown).
[0126]
Other components that are not described in particular are configured in the same manner as in the above-described first embodiment or the eighth embodiment, and thus redundant description will be omitted.
[0127]
11. Eleventh embodiment
FIGS. 37 and 38 are views showing a schematic configuration of an image forming unit of the image forming apparatus according to the eleventh embodiment. In the first to tenth embodiments, the image quality on the photoreceptor is detected, but the image quality on the intermediate transfer belt 5 may be detected. FIG. 37 shows an example in which the light reflection type sensor 10 is provided so as to face the intermediate transfer belt 5 of the image forming unit in FIG. 1, and FIG. 38 shows a light reflection type sensor which faces the intermediate transfer belt 5 in the image forming unit in FIG. This is an example in which 10 is provided. The provision of the light reflection type sensor 10 so as to detect the image quality on the intermediate transfer belt 5 as shown in FIG. 37 requires that the image quality sensors 10Y, 10M, 10C, and 10K be provided on the photoconductor 61 as the diameter of the photoconductor 61 becomes smaller. This is effective in cases such as when it cannot be arranged. In particular, when disposed on the intermediate transfer belt 5, the image quality measuring device 100 as shown in FIGS. 6 and 35 can also be used as a sensor for detecting a positional shift regarding each color of the image superimposed on the intermediate transfer belt 5. it can.
[0128]
Further, as shown in FIG. 38, when the image quality sensors 10Y, 10M, 10C, 10K, and 10 are provided on both the photoconductors 61Y, 61M, 61C, and 61K and on the intermediate transfer belt 5, the image quality deteriorates. It is also possible to determine whether it is based on the upward image forming condition or the transfer condition when the image is transferred from the photoconductor 61 to the intermediate transfer belt 5. If it is determined that the image quality has deteriorated in the transfer process, the image quality can be recovered by optimizing the transfer bias or optimizing the minute speed difference between the photoconductor 61 and the intermediate transfer belt 5. May be possible.
[0129]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when an image is formed by an electrophotographic method, a latent image formed on an image carrier is developed with toner, and a space in which human visual sensitivity is maximized from the toner-developed image. Since the information on the image density unevenness in the spatial frequency region including the frequency and the information on the average image density of the image are obtained, and the image forming conditions relating to the image density unevenness are changed based on the obtained information. In addition, an image can be formed with superior image quality based on information related to graininess that largely determines image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an image forming section of a dry two-component developing type full-color image forming apparatus in which a photosensitive drum as a latent image carrier according to a first embodiment of the present invention is arranged in tandem.
FIG. 2 is a diagram illustrating an entire dry-type two-component developing type full-color image forming apparatus in which a photosensitive drum as a latent image carrier according to a first embodiment of the present invention is arranged in tandem.
FIG. 3 is a diagram showing an initial image of a halftone image formed on a recording medium by the image forming apparatus of FIG. 2 having a 600 dpi writing system.
4 is a diagram showing an image of a halftone image formed on a recording medium after printing has been performed for a very long time under certain conditions by the image forming apparatus of FIG. 2 having a 600 dpi writing system.
FIG. 5 is a diagram showing the spatial frequency characteristics of visual perception by an average subject regarding density unevenness.
FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image quality measuring apparatus for measuring minute density unevenness of an image and a control circuit of the image forming apparatus according to the first embodiment.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a distance (beam diameter) in a scanning direction and a light amount.
8 is a diagram showing an example of a configuration of an image forming process of an image forming apparatus in which the light reflection type sensor 10 of FIG. 6 is installed so as to face the surface of the photosensitive member immediately after the developing step of the image forming section of FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a change in light amount (voltage) of the reflected light from the amplifier circuit.
FIG. 10 is a diagram showing a spatial frequency characteristic calculated by the fast Fourier transform (FFT) from the measurement result of FIG. 9;
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a visual noise amount and a spatial frequency.
FIG. 12 is a diagram illustrating a calculated total amount of visual noise.
FIG. 13 is a flowchart illustrating a control procedure for automatically controlling image forming conditions based on image quality information detected by the image quality measuring device.
FIG. 14 is a diagram illustrating an output voltage detected by applying a light beam emitted from an LED to an image pattern and guiding reflected light to a photoelectric conversion element.
FIG. 15 is a diagram illustrating a relationship between a sensor output voltage and an actual toner adhesion amount.
FIG. 16 is a diagram illustrating an output state of a toner adhesion amount fluctuation signal obtained by converting a voltage fluctuation into a toner adhesion amount fluctuation.
FIG. 17 is a diagram illustrating a power spectrum obtained by performing a fast Fourier transform (FFT) on a toner adhesion amount fluctuation signal and calculating an absolute value of a conversion signal obtained as a result.
18 is a diagram showing visual noise amounts obtained by weighting the power spectrum of FIG. 17 with the visual characteristics of FIG. 5 of spatial frequencies.
FIG. 19 is a diagram showing a granularity index obtained by integrating the visual noise amount obtained in FIG. 18 in a specific spatial frequency section.
FIG. 20 shows how the granularity index C and the average toner adhesion amount D change when the developing bias potential and the rotation speed of the developing roller are changed for an image pattern to be detected in a shipping state. FIG.
21 is a diagram illustrating a method (relationship between the average toner adhesion amount and the granularity index) of restoring the state at the time of shipment in FIG. 20 when the state changes from the state in FIG. 20 due to deterioration over time.
FIG. 22 is a diagram showing another method (relationship between the average toner adhesion amount and the granularity index) for restoring the state at the time of shipment in FIG. 20 when the state changes from the state in FIG. 20 due to aging.
FIG. 23 is a diagram showing a method of controlling image density unevenness by simply adding the linear velocity of the developing roller and reducing the developing bias to the conventional control for keeping the average image density constant.
FIG. 24 is a schematic diagram illustrating a configuration of a developing device 63 that performs development by the two-component developing process illustrated in FIGS. 1 and 8;
FIG. 25 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a developer / toner supply mechanism that supplies a developer and a toner to a developer tank.
FIG. 26 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a developer disposal mechanism.
FIG. 27 is a flowchart illustrating a control procedure of image quality control including automatic replacement of a developer.
FIG. 28 is a diagram illustrating a relationship between an average toner adhesion amount and a granularity index according to the second embodiment.
FIG. 29 is a diagram illustrating a relationship between an average toner adhesion amount and a granularity index according to the third embodiment.
FIG. 30 is a diagram illustrating a relationship between an average toner adhesion amount and a granularity index according to the fourth embodiment.
FIG. 31 is a diagram illustrating a relationship between an average toner adhesion amount and a granularity index according to the fifth embodiment.
FIG. 32 is a diagram illustrating a relationship between an average toner adhesion amount and a granularity index according to the seventh embodiment.
FIG. 33 is a schematic configuration diagram of an image forming unit of an image forming apparatus according to an eighth embodiment.
FIG. 34 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming unit of an image forming apparatus according to a ninth embodiment.
FIG. 35 is a diagram illustrating a sensor unit of an image quality measuring device provided in an image forming apparatus according to a tenth embodiment.
FIG. 36 is a diagram showing another example of the sensor unit of the image quality measuring device according to the tenth embodiment.
FIG. 37 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming unit of an image forming apparatus according to an eleventh embodiment.
FIG. 38 is a diagram illustrating a schematic configuration of another image forming unit of the image forming apparatus according to the eleventh embodiment.
1 Image forming unit
6 Imaging department
7 Exposure equipment
10, 10Y, 10M, 10C, 10K Light reflection type sensor
61 Photoconductor
63 Development
63a Toner tank
63b Toner charging roller
63c developing roller
63d metering blade
63e, 63f screw
63g development tank
101 LED (light emitting element)
102 condenser lens
103 Photoelectric conversion element (light receiving element)
104 imaging lens
110 Image quality sensor
113 LED array
120 amplifier circuit
130 Arithmetic circuit
140 signal generation circuit
150 Image carrier
151 Detection pattern
320 Developer waste shutter
330 developer container
350 Toner container
370 toner / developer transfer section 370
CON control circuit
MFP image forming apparatus
SP spot light

Claims

In an image forming method for forming an image by an electrophotographic method,
Developing the latent image formed on the image carrier with toner,
From the toner-developed image, information on image density unevenness in a spatial frequency region including a spatial frequency at which human visual sensitivity is maximized, and information on the average image density of the image,
An image forming method, comprising: changing image forming conditions relating to image density unevenness based on obtained information.

In an image forming method for forming an image by an electrophotographic method,
Developing the latent image formed on the image carrier with toner,
From the toner-developed image, information on image density unevenness in a spatial frequency region including a spatial frequency at which human visual sensitivity is maximized, and information on the average image density of the image,
An image forming method, wherein image forming conditions are changed in consideration of image density unevenness and image density based on obtained information.

3. The image forming method according to claim 2, wherein the image forming condition in consideration of the image density unevenness and the image density is an image forming condition for reducing the image density when the image density unevenness is improved.

4. The image forming method according to claim 1, wherein the change of the image forming condition includes a change of a linear velocity ratio of the developer carrier to the image carrier.

4. The image forming method according to claim 1, wherein the change of the image forming condition includes a change of a gap between the surface of the image carrier and the developer carrier.

4. The image forming method according to claim 1, wherein the change of the image forming condition includes an increase and a decrease in an amount of a developer attached to the developer carrier. 5.

4. The image forming method according to claim 1, wherein the change of the image forming condition includes an increase and a decrease of a developing potential.

4. The image forming method according to claim 1, wherein the change of the image forming condition is performed by discharging at least a part of the toner in the developing device and supplying new toner. .

4. The image forming method according to claim 1, wherein the change of the image forming condition is performed by consuming at least a part of the toner in the developing device and supplying new toner. .

The image according to claim 1, wherein the change of the image forming condition is performed by discharging at least a part of the developer in the developing device and replenishing a new developer. Forming method.

3. The image forming method according to claim 1, wherein the toner-developed image is an image to be formed on an image carrier.

3. The image forming method according to claim 1, wherein the toner-developed image is an image having a predetermined pattern formed on an image carrier.

13. The image forming method according to claim 11, wherein the toner-developed image is an image on an intermediate transfer member transferred from an image carrier.

4. The image forming method according to claim 3, wherein the image forming condition for lowering the image density lowers a development potential and keeps an average image density of the image constant.

An image forming apparatus that includes an image carrier and a developer carrier, and forms a visible image by developing an image formed on the image carrier with a developer on the developer carrier.
Density unevenness detecting means for detecting image density unevenness in a spatial frequency region including a spatial frequency at which the human visual sensitivity of an image formed on the image carrier is maximized,
Density detection means for detecting an average image density of the image,
An image having a density unevenness detecting means and a control means for changing at least one of a toner density of a developer and a developing potential based on a detection result from the density detecting means to reduce the density unevenness; Forming equipment.

An image forming apparatus that includes an image carrier and a developer carrier, and forms a visible image by developing an image formed on the image carrier with a developer on the developer carrier.
Density unevenness detecting means for detecting image density unevenness in a spatial frequency region including a spatial frequency at which the human visual sensitivity of an image formed on the image carrier is maximized,
Density detection means for detecting an average image density of the image,
A control unit that reduces the density unevenness by changing at least one of a linear velocity ratio of the developer carrier to the image carrier and a developing potential based on the density unevenness detecting unit and a detection result from the density detecting unit. An image forming apparatus comprising:

An image forming apparatus that includes an image carrier and a toner carrier, and forms a visible image by developing an image formed on the image carrier with toner on the toner carrier.
Density unevenness detecting means for detecting image density unevenness in a spatial frequency region including a spatial frequency at which the human visual sensitivity of an image formed on the image carrier is maximized,
Density detection means for detecting an average image density of the image,
A control unit configured to change at least one of a linear velocity ratio of the toner carrier to the image carrier and a developing potential based on a result of the detection from the density unevenness detecting unit and the density detecting unit to reduce the density unevenness; An image forming apparatus comprising:

The apparatus according to claim 1, wherein the control unit lowers a developing potential and keeps an average image density of the image constant when an average image density increases when the density unevenness is reduced. The image forming apparatus according to any one of items 16 to 17, wherein

The control means executes the control when the density unevenness detected by the density unevenness detecting means exceeds a preset density unevenness and an average image density by the density detecting means becomes equal to or less than a preset density. The image forming apparatus according to any one of claims 16 to 18, wherein:

An image forming apparatus that includes an image carrier and a developer carrier, and forms a visible image by developing an image formed on the image carrier with a developer on the developer carrier.
Density unevenness detecting means for detecting image density unevenness in a spatial frequency region including a spatial frequency at which the human visual sensitivity of an image formed on the image carrier is maximized,
Density detection means for detecting an average image density of the image,
Developer supply means for supplying a developer to the developer carrier,
A developer disposal means for disposing of the deteriorated developer,
The image forming apparatus further includes a control unit configured to discard at least a part of the developer based on a detection result from the density unevenness detection unit and the density detection unit and to supply the new developer to reduce the density unevenness. Characteristic image forming apparatus.

The control unit determines whether the process condition is within a predetermined appropriate range based on the detection results of the density unevenness detection unit and the density detection unit, and when the process condition is out of the predetermined appropriate range, After replacing the toner, the density unevenness detecting means detects the density unevenness. If the density unevenness exceeds the specified range based on the detection result of the density unevenness detecting means, at least a part of the developer is discarded, and a new developer 21. The image forming apparatus according to claim 20, wherein

22. The image forming apparatus according to claim 21, wherein the control unit displays an error when a detection result of the density unevenness detection unit detected after the supply of the new developer exceeds a specified range.

An image forming apparatus that includes an image carrier and a toner carrier, and forms a visible image by developing an image formed on the image carrier with toner on the toner carrier.
Density unevenness detecting means for detecting image density unevenness in a spatial frequency region including a spatial frequency at which the human visual sensitivity of an image formed on the image carrier is maximized,
Density detection means for detecting an average image density of the image,
Toner supply means for supplying toner to the toner carrier,
Toner disposing means for disposing of deteriorated toner;
The image forming apparatus further includes a control unit configured to discard at least a part of the toner based on the detection result from the density unevenness detection unit and the density detection unit and supply new toner to reduce the density unevenness. Image forming apparatus.

The control unit determines whether the process condition is within a predetermined appropriate range based on the detection results of the density unevenness detection unit and the density detection unit, and when the process condition is out of the predetermined appropriate range, 24. The image forming apparatus according to claim 20, wherein at least a part of the deteriorated toner is discarded and new toner is supplied.

The apparatus according to claim 1, wherein the control unit displays an error when a detection result of the density nonuniformity detection unit after discarding at least a part of the toner and supplying new toner exceeds a specified range. 23. The image forming apparatus according to claim 23.