JP2008268544A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な構成を必要とすることなく、帯電部材の帯電量を制御するための電圧値または電流値を最適な値に容易に設定する。
【解決手段】テストチャート出力指示部３６は、電圧印加部３５が帯電ロール４１に対して印加する電圧値を一定の範囲で連続的に変化させることにより形成したテストチャート６０を画像出力装置１６に出力させる。画像解析部３２は、スキャナ１７により読み取られたテストチャートの画像データを解析して、単位面積当たりの点状欠陥画像の個数が予め定められた個数以下となった位置を、点状欠陥画像の発生が所定条件以下となる位置として検出する。印加電圧決定部３３は、画像解析部３２により検出された位置に基づいて、帯電ロール４１に対して印加する電圧値を決定する。印加電圧設定部３４は、印加電圧決定部３３により決定された電圧値を電圧印加部３５に対して設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、感光体ドラム等の像保持体を帯電するための帯電部材を有する画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、帯電ローラを用いた接触帯電方式の帯電部材により感光体ドラムを帯電し、帯電された感光体ドラムをレーザ等を用いた露光装置により露光することにより静電潜像が形成される。このような画像形成装置の帯電部材では、印加する電圧値（もしくは電流値）により帯電量の調整が行われる。

この帯電部材に印加する電圧値が不足すると点状の欠陥画像（以下、点状欠陥画像と呼ぶ。）が生じ、このような点状欠陥画像の発生を回避するために電圧値（もしくは電流値）を上げすぎると感光体ドラムの膜磨耗の促進や、「デリーション」と呼ばれる像流れ等の２次障害が生じる。よって、装置の寿命と印刷品質を考慮すると、帯電部材に印加する電圧値（もしくは電流値）を、点状欠陥画像が発生しない最小限の電圧値（もしくは電流値）に設定することが要求される。

通常、工場出荷時には、帯電部材に印加する電圧値等の設定値は最適な値に設定されて出荷される。しかし、その後の経時変化や環境変化に伴い、帯電部材に印加する電圧値等の設定値が変化してしまったり、最適な電圧値等の設定値自体が変化する。そのため、帯電部材に印加する電圧値等の設定値を最適な値に再設定することが必要となる。そのため、帯電部材に印加する電圧値等の設定値の再設定を行うことができるようにした画像形成装置が各種提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかし、この特許文献１に開示された画像形成装置では、感光体ドラムの表面の電位を検出するための感光体電位センサと、記録媒体上の電位を検知する記録媒体電位検知センサと、記録媒体上の顕像の光学的濃度を検出する画像濃度センサとを設け、放電電流値と感光体ドラム上の帯電電位や放電電流値の変化を読み取ることにより、表面電位が飽和した電流値を検出して、一定の係数を乗算することにより最適な放電電流値を求めるようにしている。

そのため、感光体電位センサや電流検出回路が必要になり、また帯電部材により点状欠陥画像の発生を抑制するための係数がばらつくため、最適な放電電流値を算出することは困難である。

特開平９−５４４６７号公報

上述した従来の画像形成装置では、帯電部材の帯電量を最適な値に調整するためには感光体電位センサ等の複雑な構成が必要となり、帯電部材の帯電量を制御するための電圧値または電流値を容易に設定することができないという問題点があった。

本発明の目的は、複雑な構成を必要とすることなく、帯電部材の帯電量を制御するための電圧値または電流値を最適な値に容易に設定することが可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、像保持体と、
該像保持体に接触し、該像保持体を帯電させる帯電部材と、
該帯電部材に印加する電圧または電流を変化させてテストチャートを出力するテストチャート出力手段と、
該テストチャート出力手段により出力されたテストチャートの状態を読み取る読取手段と、
該読取手段の読み取り結果に基づいて、前記帯電部材に対する電圧値または電流値を決定する決定手段とを有する。

本発明によれば、帯電部材に印加する電圧または電流を変化させて形成したテストチャートを出力し、このテストチャートの状態を画像読取手段により読み取って、この読み取り結果に基づいて帯電部材に対する適切な電圧値または電流値を決定するようにしている。従って、像保持体の電位を測定する等の複雑な構成を必要とすることなく、帯電部材に対する電圧値または電流値を最適な値に容易に設定することが可能となる。

好ましくは、前記テストチャート出力手段は、記録媒体上にテストチャートを出力する。

好ましくは、前記テストチャート出力手段は、前記像保持体上に形成された画像が転写される中間転写体上にテストチャートを出力する。

本発明によれば、実際に記録媒体上にテストチャートを出力させることなく、中間転写体上に形成されたテストチャートを読取手段により読み取って最適な電圧値または電流値を決定するようにしているので、記録媒体を無駄にすることなく、また、画像読取手段を備えていない画像形成装置に対しても電圧値または電流値の調整を行うことが可能となる。

好ましくは、前記テストチャート出力手段は、前記帯電部材に対する電圧値または電流値を一定の範囲内で連続的に変化させてテストチャートを出力する。

本発明によれば、テストチャートを出力する際に帯電部材に対して印加する電圧値および電流値を一定の範囲内で連続的に変化させるようにしているので、電圧値または電流値を段階的に変化する場合と比較して、より理想的な値に近い値を検出することが可能となる。

好ましくは、前記決定手段は、前記画像読取手段により読み取られたテストチャートの画像データを解析することにより、点状欠陥画像の発生が所定条件以下となる位置を検出し、この検出された位置に基づいて、前記帯電部材に対する電圧値または電流値を決定する。

以上説明したように、本発明によれば、複雑な構成を必要とすることなく、帯電部材に対する電圧値または電流値を最適な値に容易に設定することが可能になるという効果を得ることができる。

図１は本発明の一実施形態の画像形成装置を含む画像処理システムの構成を示す図である。図１に示すように、画像処理システムは、ネットワーク２５を介して接続された画像形成装置１０および端末装置２０を含む。端末装置２０は、印刷ジョブ等の印刷データを生成して、画像形成装置１０に対して送信する。画像形成装置１０は、端末装置２０から送信された印刷データを受け付けて、印刷データに応じた画像を印刷用紙上に出力する。

次に、本実施形態の画像形成装置１０のハードウェア構成を図２に示す。画像形成装置１０は、図２に示されるように、ＣＰＵ１１、メモリ１２、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶装置１３、ネットワーク２５を介して外部のコンピュータなどとデータの送信及び受信を行う通信インタフェース（ＩＦ）１４、タッチパネル又は液晶ディスプレイ並びにキーボードを含むユーザインタフェース（ＵＩ）装置１５、画像出力装置１６、スキャナ１７を有する。これらの構成要素は、制御バス１８を介して互いに接続されている。

ＣＰＵ１１は、メモリ１２または記憶装置１３に格納された画像処理プログラムに基づいて所定の処理を実行して、画像形成装置１０の動作を制御する。

図３は、上記の画像処理プログラムが実行されることにより実現される画像形成装置１０の機能構成を示すブロック図である。

本実施形態の画像形成装置１０は、図３に示されるように、スキャナ１７と、画像解析部３２と、印加電圧決定部３３と、印加電圧設定部３４と、電圧印加部３５と、テストチャート出力指示部３６と、画像処理部３７と、画像出力装置１６とを備えている。

画像処理部３７は、入力されたＲＧＢ信号等の印刷データに対して、各種画像処理を行った後に、例えばＹＭＣＫ信号に変換して画像出力装置１６に送信する。

画像出力装置１６は、画像処理部３７からの画像データに基づいた画像を出力する。また、画像出力装置１６は、感光体ドラム４３と、この感光体ドラム４３を帯電するための帯電ロール４１と、現像器４２と、定着器４４とを備えている。

帯電ロール４１は、感光体ドラム４３の表面を一様に帯電するための帯電部材である。

感光体ドラム４３は、帯電ロール４１により帯電された後、画像処理部３７からの画像データに基づいたレーザ信号により露光され静電潜像が形成される。感光体ドラム４３上に形成された静電潜像は、現像器４２によりトナーを付着されることにより現像される。そして、この感光体ドラム４３上のトナー像は、記録媒体５０上に転写された後に定着器４４により定着されて画像形成装置１０から排出される。

テストチャート出力指示部３６は、電圧印加部３５が帯電ロール４１に対して印加する電圧値を一定の範囲で連続的に変化させることにより形成したテストチャート６０を画像出力装置１６に出力させる。

スキャナ１７は、画像出力装置１６から出力されたテストチャート６０の状態を読み取って画像データに変換する。

画像解析部３２は、スキャナ１７により読み取られたテストチャートの画像データを解析することにより、点状欠陥画像の発生が所定条件以下となる位置を検出する検出手段として機能する。例えば、画像解析部３２は、単位面積当たりの点状欠陥画像の個数が予め定められた個数以下となった位置を、点状欠陥画像の発生が所定条件以下となる位置として検出する。

印加電圧決定部３３は、画像解析部３２により検出された位置に基づいて、帯電ロール４１に対して印加する電圧の電圧値を決定する。つまり、スキャナ１７の読み取り結果に基づいて、帯電ロール４１に対して印加する電圧の電圧値を決定する。

印加電圧設定部３４は、印加電圧決定部３３により決定された電圧値を電圧印加部３５に対して設定する。

電圧印加部３５は、帯電ロール４１に対して印加する電圧値を制御することにより、帯電ロール４１による感光体ドラム４３への帯電量を制御する制御手段として機能する。そして、電圧印加部３５は、印加電圧設定部３４により設定された値の電圧を帯電ロール４１に印加する。

次に、画像出力装置１６により出力されるテストチャートの一例を図４に示す。この図４に示されたテストチャート６０は、帯電ロール４１に印加される電圧値の変化が開始される位置に先端マーキング６１が設けられ、印加される電圧値の変化が終了する位置に後端マーキング６２が設けられている。そのため、この先端マーキング６１と後端マーキング６２とに囲まれた範囲が、帯電ロール４１に印加される電圧が一定の範囲内で変化している調整バンドである。

この先端マーキング６１、後端マーキング６２のような基準マーキングがテストチャート６０内に設けられていることにより、画像解析部３２では、調整バンドの位置を容易に把握することが可能となる。

そして、本実施形態では、先端マーキング６１から印加電圧が徐々に高くなるよう設定されているため、図４を参照すると、点状欠陥画像７０の個数が徐々に減少していることがわかる。

また、調整バンドにおける画像濃度は、例えば、インク量が４０パーセント程度のハーフトーンとすることが望ましい。この理由は、画像濃度がハーフトーンの場合のほうが、画像濃度が余り濃い場合や極端に薄い場合と比較して、点状欠陥画像が検出し易いからである。

次に、本実施形態の画像形成装置１０の動作を図面を参照して詳細に説明する。図５は、本発明の一実施形態の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。

例えば、画像形成装置１０が通常の印刷モードから画質調整プリントモード等に移行した場合、テストチャート出力指示部３６は、画像処理部３７に対して図４に示すような先端マーキング６１、後端マーキング６２の画像を含むハーフトーンのテストチャート６０の出力を指示する（ステップＳ１０１）。その際に、テストチャート出力指示部３６は、印加電圧設定部３４に対して、図６（ａ）に示すように、電圧印加部３５に対して設定する印加電圧の電圧値を一定の範囲内で連続的に変化するよう指示を行う。図６（ａ）を参照することわかるように、本実施形態では、調整バンドの開始位置から終了位置まで、印加電圧がＶＬからＶＨまで変化するよう設定されている。

次に、画像出力装置１６から出力されたテストチャート６０は、スキャナ１７により読み取られる（ステップＳ１０２）。そして、スキャナ１７により読み取られたテストチャート６０の画像データは、画像解析部３２により解析され、単位面積あたりの点状欠陥画像の個数である白点検出個数が演算される。このようにして演算される白点検出個数と調整バンド上の位置との関係を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）では、調整バンドの開始位置から終了位置に近づくほど、白点検出個数が減少しているのがわかる。そして、画像解析部３２は、白点検出個数がある閾値を下回る位置を検出する。（ステップＳ１０３）

そして、印加電圧決定部３３は、画像解析部３２により検出された位置から印加電圧Ｖ0を決定する（ステップＳ１０４）。つまり、白点検出個数が閾値以下となる調整バンドの位置、例えば、先端マーキング６１の位置からの距離が判定すれば、図６（ａ）からその位置の画像を印刷した際に帯電ロール４１に印加されていた電圧値Ｖ0を検出することができるので、その電圧値Ｖ0を新たな印加電圧として決定する。なお、白点検出個数が閾値を下回った電圧そのものを新たな印加電圧として決定するのではなく、白点検出個数が閾値を下回った電圧にあるマージン分の電圧を加えて新たな印加電圧として決定するようにしてもよい。

最後に、印加電圧設定部３４は、印加電圧決定部３３により決定された電圧値を電圧印加部３５に設定する（ステップＳ１０５）。

上記のような処理が行われることにより、本実施形態によれば、ユーザは、画像形成装置１０を画質調整プリントモードに設定して、画像出力装置１６からテストチャートを出力させ、そのテストチャートをスキャナ１７に読み込ませるだけで、電圧印加部３５には最適な電圧値が自動的に設定される。つまり、ユーザはテストチャート６０を見て、どのような画像が許容範囲でどのような画像が許容範囲外なのかを判断する必要がない。

また、本実施形態によれば、感光体ドラム４３の電位を測定するような複雑な装置を必要とすることなく、帯電ロール４１の帯電量を制御するための印加電圧の電圧値を最適な値に設定することが可能となる。

なお、上記では１つの感光体ドラムの調整を行う場合を用いて説明しているが、４色のトナーを用いて画像形成を行うカラー画像形成装置の場合には、上記の調整処理を各色毎に行う必要がある。つまり、４枚のテストチャートを出力させてスキャナ１７に読み取らせて、各色毎に最適な電圧値を検出する必要がある。しかし、図７に示すテストチャート６０ａのように、１つの用紙上にＣＭＹＫ４色分のテストチャートを同時に出力するようにすれば、１つの用紙で４色分の調整を実現することが可能である。ただし、１色あたりの調整バンド幅は狭くなるため、４枚の用紙を使用する場合と比較すると、調整精度は低くなる場合がある。

[変形例]
上記実施形態では、テストチャートを画像出力装置１６により出力させ、出力されたテストチャートをスキャナ１７等の画像読取装置により読み取ることにより印加電圧の調整を行うようにしていたが、感光体ドラム４３上に形成された画像が転写される中間転写体を用いた画像形成装置の場合、中間転写体上に転写されたトナー像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等の撮像手段により読み取って、点状欠陥画像が消失する位置を検出するようにしてもよい。このような構成とすることにより用紙の出力が不要となり用紙の無駄を省くことができるとともに、スキャナ等の画像読取装置を有しないプリンタシステム等の画像形成装置に対しても適用することが可能となる。なお、このような構成の場合、画像出力装置に対しては、テストチャートを出力する指示ではなく、テストチャートを生成する指示のみを行うことになる。

また、上記実施形態では、電圧印加部３５により印加した電圧値により帯電ロール４１の帯電量を制御するようにしていたが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、電流値により帯電ロール４１の帯電量を制御する場合も同様に適用することができるものである。

さらに、上記実施形態では、テストチャート出力指示部３６は、テストチャートの出力を指示する際に、印加電圧設定部３４に対して電圧値を一定の範囲内で連続的に変化させるよう指示を行っていたが、電圧値を一定の範囲内で段階的に変化させるようにしてもよい。ただし、電圧印加部３５から帯電ロール４１に印加される電圧を連続的に変化させたほうが、段階的に変化させるよりも、より理想的な電圧値に近い値を検出することが可能となる。

本発明の一実施形態の画像形成装置を含む画像処理システムの構成を示すシステム図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置１０の機能構成を示すブロック図である。 テストチャートの一例を示す図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 調整バンドの位置と印加電圧との関係を示す図（図６（ａ））、および調整バンドの位置と白点検出個数の関係を示す図である（図（ｂ））。 テストチャートの他の例を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１１ ＣＰＵ
２２ メモリ
１３ 記憶装置
１４ 通信インタフェース（ＩＦ）
１５ ユーザインタフェース（ＵＩ）装置
１６ 画像出力装置
１７ スキャナ
１８ 制御バス
２０ 端末装置
２５ ネットワーク
３２ 画像解析部
３３ 印加電圧決定部
３４ 印加電圧設定部
３５ 電圧印加部
３６ テストチャート出力指示部
３７ 画像処理部
４１ 帯電ロール
４２ 現像器
４３ 感光体ドラム
４４ 定着器
５０ 記録媒体
６０、６０ａ テストチャート
６１ 先端マーキング
６２ 後端マーキング
７０ 点状欠陥画像
Ｓ１０１〜Ｓ１０５ ステップ

Claims (5)

1. 像保持体と、
   該像保持体に接触し、該像保持体を帯電させる帯電部材と、
   該帯電部材に印加する電圧または電流を変化させてテストチャートを出力するテストチャート出力手段と、
   該テストチャート出力手段により出力されたテストチャートの状態を読み取る読取手段と、
   該読取手段の読み取り結果に基づいて、前記帯電部材に対する電圧値または電流値を決定する決定手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記テストチャート出力手段は、記録媒体上にテストチャートを出力する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記テストチャート出力手段は、前記像保持体上に形成された画像が転写される中間転写体上にテストチャートを出力する請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記テストチャート出力手段は、前記帯電部材に対する電圧値または電流値を一定の範囲内で連続的に変化させてテストチャートを出力する請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記決定手段は、前記画像読取手段により読み取られたテストチャートの画像データを解析することにより、点状欠陥画像の発生が所定条件以下となる位置を検出し、この検出された位置に基づいて、前記帯電部材に対する電圧値または電流値を決定する請求項１から４のいずれか１項記載の画像形成装置。

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