JP2011107647A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の像保持体それぞれにおけるトナー像形成に必要な像電位を確保しながら像保持体間でバイアス電位が共通化された画像形成装置を提供する。
【解決手段】 潜像電位とバイアス電位との電位差であって、像保持体上でのトナー像形成に要する電位差を、複数の像保持体それぞれについて検出する像電位差検出部；像保持体が潜像電位として実現可能な電位のうち、バイアス電位との電位差が最大の電位を実測あるいは予測で取得する像電位取得部；現像部にバイアス電位として、像電位取得部で取得された電位に対する電位差が、複数の像保持体のいずれについても、像電位差検出部で検出された電位差のうち最大の電位差以上となる電位を付与する電位付与部；および、潜像形成部が静電潜像の形成に用いる背景電位および潜像電位のうち少なくとも該像電位について、電位付与部によって付与されるバイアス電位に応じた電位に調整する電位調整部；を備えた。
【選択図】 図３

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来より、各々の表面に像が形成され、その形成された像を各々が保持する複数の感光体と、複数の感光体それぞれの表面に背景電位と像電位とからなる静電潜像を、与えられた画像データに従って形成する潜像形成エンジンと、複数色の帯電トナーそれぞれを含む複数色の現像剤を有し、バイアス電位が付与されて、バイアス電位と像電位との電位差によって帯電トナーを静電潜像上に付着させることで、各感光体に対応した各色のトナー像を各感光体の表面に形成する現像部とを備え、形成した各色トナー像を用紙上に積層し、加熱加圧することによりフルカラーの画像形成が可能な画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。

特公平６−８９７２号公報

本発明は、複数の像保持体それぞれにおけるトナー像形成に必要な像電位を確保しながら像保持体間でバイアス電位が共通化された画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る画像形成装置は、
各々の表面に像が形成され、その形成された像を各々が保持する複数の像保持体；
上記複数の像保持体それぞれの表面に、背景電位と像電位とからなる静電潜像を、与えられた画像データに従って形成する潜像形成部；
複数色の帯電トナーそれぞれを含む複数色の現像剤を有し、上記複数の像保持体に対しで共通したバイアス電位が付与されて、このバイアス電位と上記像電位との電位差によってこの帯電トナーをこの静電潜像上に付着させることで、各像保持体に対応した各色のトナー像を各像保持体上に形成する現像部；
上記像電位と上記バイアス電位との電位差であって、上記像保持体上でのトナー像形成に要する電位差を、上記複数の像保持体それぞれについて検出する像電位差検出部；
上記像保持体が上記像電位として実現可能な電位のうち、上記バイアス電位との電位差が最大の電位を実測あるいは予測で取得する像電位取得部；
上記現像部に上記バイアス電位として、上記像電位取得部で取得された電位に対する電位差が、上記複数の像保持体のいずれについても、上記像電位差検出部で検出された電位差のうち最大の電位差、もしくは最大の電位差よりも大きな電位差となる電位を付与する電位付与部；および
上記潜像形成部が静電潜像の形成に用いる上記背景電位および上記像電位のうち少なくとも像電位について、上記電位付与部によって付与されるバイアス電位に応じた電位に調整する電位調整部；
を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る画像形成装置は、
上記潜像形成部が、
上記複数の像保持体それぞれの表面を帯電させることで上記背景電位を生成する帯電部と、
上記帯電部により帯電された上記像保持体の表面を露光してこの像保持体の表面を除電することで上記像電位を生成する露光部とを備えたものであり、
上記電位調整部が、上記帯電部による帯電量および上記露光部による露光量を調整するものであることを特徴とする。

請求項３に係る画像形成装置は、
上記電位調整部が、上記像電位を、上記複数の像保持体について共通に、上記像電位取得部で取得された電位に調整するものであり、
上記潜像形成部が上記画像データに従って形成する静電潜像の階調を、上記背景電位および上記像電位の調整とは別個に、上記複数の像保持体それぞれについて補正する階調補正部を備えたことを特徴とする。

請求項４に係る画像形成装置は、
上記電位調整部が、上記像電位を、上記電位付与部によって付与されるバイアス電位に対し上記像電位差検出部で検出された電位差を生じる電位に、上記複数の像保持体それぞれについて調整するものであることを特徴とする。

請求項５に係る画像形成装置は、
上記電位調整部が、上記像電位については、上記電位付与部によって付与されるバイアス電位に対し上記像電位差検出部で検出された電位差を生じる電位に、上記複数の像保持体それぞれについて調整し、上記背景電位については、上記潜像形成部が上記画像データに従って形成する静電潜像の階調が共通化するように、この複数の像保持体それぞれについて調整するものであることを特徴とする。

請求項１に係る画像形成装置によれば、各像保持体それぞれにおけるトナー像形成に必要な像電位を確保しながら像保持体間でバイアス電位を共通化できる。

請求項２に係る画像形成装置によれば、各像保持体それぞれにおけるトナー像形成に必要な像電位および背景電位の双方を確実に確保できる。

請求項３に係る画像形成装置によれば、像保持体間で共通化した像電位の下でもグレーバランスをとることができる。

請求項４に係る画像形成装置によれば、各像保持体についてムダなく像電位を確保できる。

請求項５に係る画像形成装置によれば、電位調整でグレーバランスをとることができる。

プリンタの概略構成図である。 図１に示されるＣＰＵおよびレーザー露光部の内部ブロック図である。 ＣＰＵの電位制御部における動作の流れを示す図である。 ＣＰＵの階調制御部における動作の流れを示す図である。 ＡＣ（％）と濃度との関係を表すグラフ図である。 第２実施形態のプリンタの内部ブロック図である。 ＣＰＵの電位制御部における動作の流れを示す図である。 図６に示される階調制御部における動作の流れを示す図である。 ＡＣ（％）と濃度との関係を表すグラフ図である。

以下、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。

図１は、プリンタの概略構成図である。

図１に示すプリンタ１は、図１の下から上に向かって配備された、Ｙ（イエロ）色、Ｍ（マゼンタ）色、Ｃ（シアン）色、およびＫ（黒）各色のトナー像を形成する４つの像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、４つの像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを経る矢印Ｂ方向に移動し、表面に載せた用紙上に各色トナー像の転写を受ける搬送ベルト２０と、トナー像が転写された用紙が送り込まれ、このトナー像を加圧および加熱することで用紙上にこのトナー像を定着させる定着器３０とを備えている。

また、このプリンタ１は、用紙が収容された用紙カセット４０、用紙カセット４０から用紙を引き出す用紙搬送部５０、搬送ベルト２０に近接して配備された光学センサ６０、環境センサ７０、搬送ベルト２０の表面をクリーニングするブレード８０、および、これら各部を制御するＣＰＵ１００を備えている。

各像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、それぞれ、感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面に電荷を付与する帯電ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋと、帯電ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋにより電荷が付与された感光体表面をレーザー光で露光して静電潜像を形成するレーザー露光器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと、静電潜像が形成された感光体表面をトナーで現像する現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋと、感光体表面に形成されたトナー像を搬送ベルト２０上に載せられた用紙上に転写する転写ロール１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋとを有している。尚、４つの感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、それぞれ別系統の駆動源により回転駆動されており、各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの累積の回転数もそれぞれについてカウントされている。

レーザー露光部１４は、詳しく後述するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）およびレーザードライバーと、４つのレーザー露光器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋとを有している。４つのレーザー露光器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、それぞれ、レーザ光を出射する光源であるレーザダイオード、レーザダイオードから出射されたレーザ光を反射偏向するポリゴンミラー、ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモータ等を有している。

現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、それぞれ、現像剤を収容したハウジング１３２Ｙ、１３２Ｍ、１３２Ｃ、１３２Ｋと、このハウジング１３２Ｙ、１３２Ｍ、１３２Ｃ、１３２Ｋに内蔵された現像ロール１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃ、１３１Ｋとを有している。

帯電ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋは、感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに接触してその表面を帯電するが、その帯電量は変更可能である。

定着器３０は、不図示のモータからの回転駆動力を受ける駆動ロール３２と、この駆動ロール３２に接して従動回転する、発熱装置３１１を内蔵した加熱ロール３１とを有している。

転写ロール１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、４つの感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋとの間に搬送ベルト２０を挟みながら、各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに１つずつ対向して配備されている。

光学センサ６０は、搬送ベルト２０の表面に直接転写されたトナーパッチの濃度を検出する。

用紙搬送部５０は、用紙カセット４０に収容されている記録用紙を引き出すピックアップロール５２と、このピックアップロール５２によって引き出された記録用紙を搬送ベルト２０側に送り出す送出ロール５１と、記録用紙を搬送ベルト２０に受け渡す受渡ロール５３と、定着器３０における定着を終えた記録用紙をプリンタ１の上面に排出する排出ロール５４とを有している。このプリンタ１が、本発明の画像形成装置の第１実施形態である。

ここで、プリンタ１における画像形成の流れを説明しながら各部の動作について簡単に説明する。

先ず、イエロ用の像形成部１０Ｙによるトナー像形成が開始され、矢印Ａ方向に回転する感光体１１Ｙの表面に接触して回転する帯電ロール１５Ｙにより電荷が付与される。この電荷の付与により感光体１１Ｙの表面は帯電することとなる。その帯電した電位が、静電潜像の背景部分における背景電位になる。

次に、レーザー露光器１４Ｙにより感光体１１Ｙの表面にイエロ画像に相当するレーザー露光光が照射されて感光体１１Ｙの表面が除電されると、その除電された部分の電位が背景電位に対するに潜像電位となる。静電潜像分は、背景電位と潜像電位とで形成されていることになる。その潜像は現像部１３Ｙによりイエロのトナーで現像されて感光体１１Ｙ上にイエロのトナー像が形成される。そのトナー像は、搬送ベルト２０によって搬送中の用紙上に転写される。搬送ベルト２０は矢印Ｂ方向に循環移動しており、搬送ベルト２０に載せられた用紙上に転写されたイエロのトナー像が、搬送ベルト２０の移動方向下流側のマゼンタ用の像形成部１１Ｍの転写ロール１２Ｍに到達するタイミングに合わせてマゼンタのトナー像が転写ロール１２Ｍに到達するように、マゼンタの像形成部１０Ｍではトナー像の形成が行われる。形成されたマゼンタのトナー像は、転写ロール１２Ｍにより搬送ベルト２０上のイエロのトナー像の上に重ねて転写される。

続いて、シアンおよび黒の像形成部１０Ｃ、１０Ｋによるトナー像の形成が上述したのと同様のタイミングで行われ、シアンおよび黒のトナー像は、搬送ベルト２０が搬送する用紙上のイエロおよびマゼンタのトナー像の上に転写ロール１２Ｃ、１２Ｋそれぞれによって順次重ねて転写される。こうして、用紙上に転写された多色トナー像は、定着器３０により用紙上に定着されてカラー画像が形成される。以上が、プリンタ１における画像形成の流れと各部の動作の簡単な説明である。

以下、現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋによる静電潜像のトナー現像について詳細に説明する。尚、これら４つの現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、構造が同じであるので、以下では、イエロ用の現像器１３Ｙを代表的に取り上げて説明する。

イエロ用の現像器１３Ｙのハウジング１３２Ｙに収容されている現像剤には、トナーの他に、このトナーとの摩擦によりトナーを摩擦帯電させる電荷付与粒子であり磁性粒子でもある磁性キャリアが含まれている。帯電したイエロのトナーは、この磁性キャリアに静電的に付着する。

現像ロール１３１Ｙは、図示は省略するが、回転する中空円筒形状のスリーブと、このスリーブ内部にこのスリーブとは独立に固定された、このスリーブの周回方向に複数の磁石が配列されたマグネットロールとで構成されている。ハウジング１３２Ｙに収容されている現像剤は、スリーブ内部に配備されたマグネットロールからの磁力によってスリーブ表面に吸着される。また、現像ロール１３１Ｙには、バイアス電位が付与されている。現像ロール１３１Ｙが有するこのバイアス電位と、感光体１１Ｙに形成された静電潜像が有する潜像電位との間の電位差によって発生する電界により、現像ロール１３１Ｙの表面に吸着された現像剤のうちのトナーが感光体１１Ｙの静電潜像側に静電的に引っ張られる。これにより、静電潜像はトナー現像されてトナー像が形成される。

このプリンタ１では、外形寸法の小型化と部品点数の削減によるコスト低減のために、Ｙ色用、Ｍ色用、Ｃ色用の各現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃの現像ロール１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃへは、共通の電源から共通のバイアス電位が付与されている。また、この電源がこれら現像ロール１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃに付与する共通のバイアス電位は、ＣＰＵ１００からの指示に応じて変更可能である。

ところで、各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃにおいてトナー像の形成に必要な潜像電位とバイアス電位との間の電位差や、各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃに対する最大限の除電にも拘わらず残留する残留電位は感光体に固有のものである。このことから、各現像ロール１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃに共通のバイアス電位の設定を誤ると、トナー像の形成に必要な上記電位差が、大きな残留電位のために確保できず、グレーバランスがとれなくなる事態が予想される。

そこで、このプリンタ１では、各現像ロール１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃに共通のバイアス電位の設定を以下に説明するようにして行い、グレーバランスがとれなくなる事態を回避している。

図２は、図１に示されるＣＰＵおよびレーザー露光部の内部ブロック図である。

図２に示されるＣＰＵ１００は、画像展開部１０１、ルックアップテーブル（以下では、このルックアップテーブルをＬＵＴと称す。）部１０２、階調制御部１０３、電位制御部１０４、および回転カウント部１０５を有している。

画像展開部１０１では、プリンタ１に入力されてきた画像データをＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色毎のＡＣ（Ａｒｅａ Ｃｏｖｅｒａｇｅ：面積率）データに展開する。

ＬＵＴ部１０２では、画像展開部１０１から送信されてきた各色毎のＡＣデータを補正するＬＵＴを保持している。

回転カウント部１０５では、Ｙ用、Ｍ用、Ｃ用の各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの累積の回転数をカウントしている。

電位制御部１０４では、詳しくは後述するが、トナーパッチの濃度を測定する光学センサ６０から得られた情報と、プリンタ１の内部の温度と湿度を検出する環境センサ７０から得られた情報と、回転カウント部１０５から得られた情報とに基づいて、Ｙ用、Ｍ用、Ｃ用の像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃに対して共通のバイアス電位を決定し、決定した共通のバイアス電位が各現像ロール１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃに付与されるように電源を制御する。

また、電位制御部１０４では、共通のバイアス電位が設定されたことに伴い、各像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの帯電ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃの帯電量と、各像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃのレーザー露光器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃのレーザー光の光量とを制御する。

階調制御部１０３では、詳しくは後述するが、電位制御部１０４による共通のバイアス電位の設定に伴うグレーバランスのズレを抑制するために、パッチ濃度を測定する光学センサ６０から得られた情報に基づいて、画像展開部１０１から送信されてきた各色毎のデータのＡＣデータを補正するＬＵＴを作成し、ＬＵＴ部１０２に送信する。

図２に示されるレーザー露光部１４は、前述したように、ＰＷＭ１４１、レーザードライバ１４２、およびレーザー露光器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋを有している。

ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）１４１では、画像展開部１０１でＹ色、Ｍ色、Ｃ色、およびＫ色毎に展開され、ＬＵＴ部１０２を経た各色用のＡＣデータを受信し、受信したＡＣデータに応じたデューティー比のオンオフ信号を出力する。

レーザードライバ１４２では、レーザー露光器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに、制御後の光量で、かつ、ＰＷＭ１４１から入力されてきたオンオフ信号に応じたレーザー発光を行わさせる。像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃから現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃを省いたものが本発明にいう潜像形成部の一例に相当し、現像器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃが、本発明にいう現像部の一例に相当する。また、感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃが本発明にいう複数の像保持体の一例に相当し、帯電ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃが本発明にいう帯電部の一例に相当する。また、レーザー露光部１４が本発明にいう露光部の一例に相当する。

図３は、ＣＰＵの電位制御部における動作の流れを示す図である。

図３に示されるステップＳ１では、電位制御部１０４から各色用のＡＣ（Ａｒｅａ Ｃｏｖｅｒａｇｅ：面積率）８０％のパッチ画像データがＰＷＭ１４１に送信され、像形成部毎にパッチが作成される。ステップＳ２では、光学センサ６０で各色のパッチの濃度が測定される。ここで、電位制御部１０４には、ＡＣ８０パーセントのパッチが有すべき濃度値が目標濃度値として予め記憶されており、ステップＳ３では、記憶されている目標濃度値を有するパッチが形成されるまでレーザー光の光量を上昇させながらパッチの形成が指示される。この段階では、各現像ロール１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃには、ダミーの共通のバイアス電位として背景電位側に寄った値が設定されている。これは、トナー像の形成に必要な、潜像電位とバイアス電位との間の電位差が感光体の残留電位のために確保できないというという事態を回避するためである。ステップＳ４では、各色で目標とする濃度値が得られた際の、ダミーのバイアス電位（ＶＢ１）と潜像電位との電位差である像電位差（Ｖ１）が像形成部毎に算出される。

ここで、各像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃは、バイアス電位と潜像電位との間の電位差に対する、バイアス電位と背景電位との間の電位差であるＣＦ比をそれぞれ固有に有している。ステップＳ５では、像形成部毎のこのＣＦ比と像電位差（Ｖ１）に基づいて、バイアス電位と背景電位との間の電位差である背景電位差（Ｖ２）が像形成部毎に算出される。ステップＳ６では、各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃに対する最大限の除電後に残留すると考えられる残留電位（Ｖ３）が、回転カウント部１０５でカウントされている各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ毎の累積回転数と、環境センサ７０で検出されている温湿度から予測される。残留電位（Ｖ３）は、感光体の累積回転数が多くなるにつれて、すなわち感光体が疲弊するにつれて上昇する。また、その上昇度合いは温湿度にも左右される。尚、残留電位（Ｖ３）の予測方法は公知の技術であるので説明は省略する。

ステップＳ７では、ステップＳ６で各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃについて予側された残留電位（Ｖ３）のうちの最大の残留電位（ＭＶ３）と、ステップＳ４で算出された像電位差（Ｖ１）のうちの最大の像電位差（ＭＶ１）とが加算されて、これら像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃに対する適切な共通のバイアス電位（ＶＢ２）が算出される。ステップＳ７で算出された共通のバイアス電位（ＶＢ２）が、ダミーのバイアス電位（ＶＢ１）に替えて各現像ロール１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃに付与される。この様に算出された共通のバイアス電位（ＶＢ２）を用いることで、各像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの潜像電位との間で、各像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃにおけるトナー像の形成に必要な電位差が確実に確保される。ステップＳ８では、ステップＳ５で算出された背景電位差（Ｖ２）のうちの最大の背景電位差（ＭＶ２）とステップＳ７で算出された共通のバイアス電位（ＶＢ２）とが加算され、各像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃに共通の背景電位（ＶＨ）が算出される。この様に算出された共通の背景電位（ＶＨ）を用いることで、各像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃにおける所謂かぶりの発生は確実に防止される。ステップＳ９では、共通の背景電位（ＶＨ）に応じて、各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃに対する各帯電ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃの帯電量が電源１３０を通じてそれぞれ設定される。ステップＳ１０では、最大の残留電位（ＭＶ３）を各像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの共通の潜像電位（ＶＬ）とし、共通の潜像電位（ＶＬ）に応じて、像形成部毎にレーザー光の光量が調整される。この電位制御部１０４が、本発明にいう像電位差検出部、像電位取得部、電位付与部、および電位調整部を併せたものの一例に相当する。

ここで、これら共通の背景電位（ＶＨ）、共通の潜像電位（ＶＬ）、および共通のバイアス電位（ＶＢ２）が設定されただけでは、像電位差（Ｖ１）が最大であった像形成部が担当する色以外の色にとっては調整後のレーザー光量は強すぎることとなる。このため、Ｙ色、Ｍ色、およびＣ色に対してＡＣ（％）を同じにしてもグレーバランスがとれなくなる。そこで、このプリンタ１では、以下に説明するように、調整後のレーザー光量が強すぎる色については指示されたＡＣではなく、指示されたＡＣを補正した補正ＡＣを実際に使用することでグレーバランスをとっている。

図４は、ＣＰＵの階調制御部における動作の流れを示す図である。

図４に示されるステップＳ１１では、電位制御部１０４で算出された、共通の背景電位（ＶＨ）、共通の潜像電位（ＶＬ）、および共通のバイアス電位（ＶＢ２）に基づいて０％〜１００％までＡＣを１０％刻みで変化させながら形成したＹ色、Ｍ色、およびＣ色の各色のパッチの濃度が光学センサ６０により測定される。階調制御部１０３では、ＡＣ（％）と濃度との関係を表すＬＵＴが作成される。

ここで、図５は、ＡＣ（％）と濃度との関係を表すグラフ図である。

図５のパート（ａ）には、図４に示されるステップＳ１１におけるパッチ形成によって得られた、Ｙ色、Ｍ色、およびＣ色毎の、ＡＣ（％）と濃度との関係がグラフで表されている。ここでは、ＡＣ（％）を横軸、濃度を縦軸としており、Ｙ色は実線、Ｍ色は一点鎖線、Ｃ色は点線で示されている。ここには、また、像電位差（Ｖ１）が最大であった像形成部が担当する色がＹ色だったことで、Ｙ色以外のＭ色とＣ色は、同じＡＣ（％）で比較した場合にはＹ色よりも濃度が高くでてしまう様子が示されている。

そこで、図４に示されるステップＳ１２では、像電位差（Ｖ１）が最大であった像形成部が担当する色以外の色を担当する像形成部について、画像展開部１０１から送信されてくるＡＣデータを補正するＬＵＴが作成される。

図５のパート（ｂ）には、各色について画像展開部１０２から送信されてきたＡＣデータ（ＩＮ）と、ＬＵＴ部１０２からＰＷＭ１４１へ出力されるＡＣデータ（ＯＵＴ）との関係を表す階調曲線が示されている。図５（ｂ）に階調曲線で表されるＬＵＴでは、像電位差（Ｖ１）が最大であった像形成部が担当するＹ色以外のＭ色およびＣ色については、同じＡＣデータ（ＩＮ）に対するＡＣデータ（ＯＵＴ）がＹ色よりも小さくなるようにされている。図５（ｂ）に示されるＬＵＴは、図５（ａ）に示されるＹ色の階調曲線に対するＭ色およびＣ色の階調曲線のそれぞれズレ量に応じて階調補整部１０３で作成され、ＬＵＴ部１０２に送信されてＬＵＴ部１０２で保持される。図５のパート（ｃ）には、ＬＵＴ部１０２におけるＡＣデータの補正により、図５（ａ）に比べてグレーバランスが改善した様子が示されている。この階調制御部１０３が、本発明にいう階調補正部の一例に相当する。

次に、本発明の画像形成装置の第２実施形態について説明する。

この第２実施形態のプリンタと第１実施形態のプリンタ１との間の相違点は、第１実施形態では、適切なバイアス電位の共通化に加え、背景電位（ＶＨ）および潜像電位（ＶＬ）についても共通とした上でＡＣ（％）の階調補正によりグレーバランスをとっているのに対し、第２実施形態では、共通化された適切なバイアス電位に基づいて像形成部毎に背景電位（ＶＨ）および潜像電位（ＶＬ）を決定した上で、低ＡＣに対する階調補正によりグレーバランスをとっている点である。以下、この相違点について説明する。尚、第２実施形態のプリンタと第１実施形態のプリンタ１との間に外観的な相違は無いことから、外観についての図示および説明は省略する。

図６は、第２実施形態のプリンタの内部ブロック図である。尚、図６に示されている機能部のうち図２にも示されている機能部と同じ種類の機能部には、図２において付されている符号と同じ符号が付されている。

図６には、ＣＰＵ２００とレーザー露光部１４とが示されており、ＣＰＵ２００では、詳しくは後述するが、電位制御部２０４によって像形成部毎に設定された潜像電位（ＶＬ）および背景電位（ＶＨ）のうちの背景電位（ＶＨ）に基づいて像形成部毎に一旦設定された感光体に対する帯電量が、グレーバランスをとるために階調制御部２０３によって再設定される。

図７は、ＣＰＵの電位制御部における動作の流れを示す図である。

図７に示されるステップＳ２１からステップＳ２７までは、図３に示される、電位制御部１０４における動作と同じであるので説明は省略する。ステップＳ２８では、像形成部毎に、背景電位差（Ｖ２）とステップＳ２７で算出されたバイアス電位（ＶＢ２）とが加算されて像形成部毎に背景電位（ＶＨ）が算出される。この様に算出された像形成部毎の背景電位（ＶＨ）を用いることで、各像形成部での所謂かぶりの発生はムダなく防止される。ステップＳ２９では、像形成部毎の背景電位（ＶＨ）に応じて、各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃに対する各帯電ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃの帯電量がそれぞれ制御される。ステップＳ３０では、ステップＳ２７で算出されたバイアス電位（ＶＢ２）から各像形成部の像電位差（Ｖ１）をそれぞれ減算し、像形成部毎に潜像電位（ＶＬ）が算出される。このようにして像形成部毎の潜像電位（ＶＬ）が設定されると、各像形成部について共通に潜像電位を設定する場合に比べムダがない。ステップＳ３１では、像形成部毎に算出された潜像電位（ＶＬ）から像形成部毎にレーザー光の光量が制御される。

図８は、図６に示される階調制御部における動作の流れを示す図である。

図８に示されるステップＳ４１では、図６に示される電位制御部２０４で算出された、共通のバイアス電位（ＶＢ２）と、像形成部毎に算出された背景電位（ＶＨ）および潜像電位（ＶＬ）とに基づいて０％から１００％までＡＣを１０％刻みで変化させながら形成したＹ色、Ｍ色、およびＣ色の各色パッチの濃度が光学センサ６０により測定される。階調制御部２０３では、ＡＣ（％）と濃度との関係を表すＬＵＴが作成される。

ここで、図９は、ＡＣ（％）と濃度との関係を表すグラフ図である。

図９のパート（ａ）には、図８に示されるステップＳ４１におけるパッチ形成によって得られた、Ｙ色、Ｍ色、およびＣ色毎の、ＡＣ（％）と濃度との関係がグラフで表されている。ここでは、ＡＣ（％）を横軸、濃度を縦軸としており、Ｙ色は実線、Ｍ色は一点鎖線、Ｃ色は点線で示されている。第２実施形態のプリンタでは、バイアス電位（ＶＢ２）は共通であるものの、背景電位（ＶＨ）および潜像電位（ＶＬ）は像形成部毎に算出されたものが使用されることから、図９のパート（ａ）に示される様に低ＡＣ（％）におけるグレーバランスが低下してハイライト再現性が低下する傾向にある。

そこで、図８に示されるステップＳ４２では、Ｙ、Ｍ、Ｃ各色の階調曲線の低ＡＣ（％）が一致するように像形成部毎に背景電位（ＶＨ）が調整される。背景電位（ＶＨ）の調整は、帯電ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃの帯電量を電源１３０を通じて制御することで行われる。図９のパート（ｂ）には、Ｍ色の像形成部１０Ｍにおける背景電位（ＶＨ）を低くすることで、一点鎖線で示されるＭ色の階調曲線が実線で示されるＹ色の階調曲線に近づけられた様子が示されている。また、図９のパート（ｃ）には、Ｃ色の像形成部１０Ｃにおける背景電位（ＶＨ）を高くすることで、点線で示されるＣ色の階調曲線が実線で示されるＹ色の階調曲線に近づけられた様子が示されている。

第２実施形態のプリンタでも、最大の残留電位（ＭＶ３）と最大の像電位差（ＭＶ１）とが加算された電位が各像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃに共通のバイアス電位（ＶＢ２）として採用されており、Ｙ、Ｍ、Ｃ各色用の感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃそれぞれでのトナー像形成に支障がでないようにされている。また、第２実施形態のプリンタでは、像形成部毎に背景電位と潜像電位とが設定されることで各像形成部におけるトナー像形成がムダなく確保されると共に背景に対するかぶりもムダなく抑制される。さらに、第２実施形態のプリンタでは、像形成部毎に背景電位と潜像電位とが設定されることに伴う低ＡＣ（％）におけるグレーバランスの崩れが、像形成部毎に設定されている背景電位（ＶＬ）と潜像電位（ＶＨ）とのうちの背景電位（ＶＨ）を変更することで抑制されている。

尚、以上に説明した実施形態では、最大の残留電位（ＭＶ３）と、像電位差（Ｖ１）のうちの最大の像電位差（ＭＶ１）とを加算して共通のバイアス電位（ＶＢ２）を得る例を挙げて説明したが、共通のバイアス電位（ＶＢ２）は、最大の残留電位（ＭＶ３）に対する電位差が、各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃのいずれについても、最大の像電位差（ＭＶ１）よりも大きな電位差となる電位であればこのバイアス電位（ＶＢ２）に限るものではない。

また、以上に説明した実施形態では、公知技術を使用して残留電位（Ｖ３）を予測する例を挙げて説明したが、この残留電位（Ｖ３）は、感光体毎に残留電位を計測する装置が備えられて実測されるものであってもよい。

１ プリンタ
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 像形成部
１００、２００ ＣＰＵ
１０１ 画像展開部
１０２ ＬＵＴ部
１０３、２０３ 階調制御部
１０４、２０４ 電位制御部
１０５ 回転カウント部
１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃ、１３１Ｋ 現像ロール
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ レーザー露光器
１４１ ＰＷＭ
１４２ レーザードライバ
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ 帯電ロール
６０ 光学センサ
７０ 環境センサ

Claims (5)

1. 各々の表面に像が形成され、その形成された像を各々が保持する複数の像保持体；
   前記複数の像保持体それぞれの表面に、背景電位と像電位とからなる静電潜像を、与えられた画像データに従って形成する潜像形成部；
   複数色の帯電トナーそれぞれを含む複数色の現像剤を有し、前記複数の像保持体に対しで共通したバイアス電位が付与されて、該バイアス電位と前記像電位との電位差によって該帯電トナーを該静電潜像上に付着させることで、各像保持体に対応した各色のトナー像を各像保持体上に形成する現像部；
   前記像電位と前記バイアス電位との電位差であって、前記像保持体上でのトナー像形成に要する電位差を、前記複数の像保持体それぞれについて検出する像電位差検出部；
   前記像保持体が前記像電位として実現可能な電位のうち、前記バイアス電位との電位差が最大の電位を実測あるいは予測で取得する像電位取得部；
   前記現像部に前記バイアス電位として、前記像電位取得部で取得された電位に対する電位差が、前記複数の像保持体のいずれについても、前記像電位差検出部で検出された電位差のうち最大の電位差、もしくは最大の電位差よりも大きな電位差となる電位を付与する電位付与部；および
   前記潜像形成部が静電潜像の形成に用いる前記背景電位および前記像電位のうち少なくとも該像電位について、前記電位付与部によって付与されるバイアス電位に応じた電位に調整する電位調整部；
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記潜像形成部が、
   前記複数の像保持体それぞれの表面を帯電させることで前記背景電位を生成する帯電部と、
   前記帯電部により帯電された前記像保持体の表面を露光して該像保持体の表面を除電することで前記像電位を生成する露光部とを備えたものであり、
   前記電位調整部が、前記帯電部による帯電量および前記露光部による露光量を調整するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記電位調整部が、前記像電位を、前記複数の像保持体について共通に、前記像電位取得部で取得された電位に調整するものであり、
   前記潜像形成部が前記画像データに従って形成する静電潜像の階調を、前記背景電位および前記像電位の調整とは別個に、前記複数の像保持体それぞれについて補正する階調補正部を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記電位調整部が、前記像電位を、前記電位付与部によって付与されるバイアス電位に対し前記像電位差検出部で検出された電位差を生じる電位に、前記複数の像保持体それぞれについて調整するものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
5. 前記電位調整部が、前記像電位については、前記電位付与部によって付与されるバイアス電位に対し前記像電位差検出部で検出された電位差を生じる電位に、前記複数の像担持体それぞれについて調整し、前記背景電位については、前記潜像形成部が前記画像データに従って形成する静電潜像の階調が共通化するように、該複数の像保持体それぞれについて調整するものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。

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