JP2011150088A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷効率を低下させずに、高精度で安定したトナー付着量制御が可能な画像形成装置の提供。
【解決手段】像担持体上の出力画像形成領域内に形成した第１の基準画像の画質に関する物理量、及び像担持体上の出力画像形成領域外に形成した第２の基準画像の画質に関する物理量を測定する測定手段と、出力画像形前に形成した第１及び第２の基準画像の物理量の測定値Ａを基に、出力画像形成中に形成した第２の基準画像の物理量を調整するための基準値を補正して補正基準値とする補正手段と、出力画像形中に形成した第２の基準画像の画質に関する物理量の測定値Ｃを補正基準値に合わせるように、画像形成条件を制御する制御手段と、補正基準値に対応する不感帯ｄが定められている比較テーブルとを備え、制御手段は、画像形成条件を変更しない測定値の範囲である制御外範囲を、出力画像形成前に補正基準値と比較テーブルとを比較することで設定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、静電プロセスを用いる電子写真方式の画像形成装置に関する。

静電プロセスを用いる電子写真方式の画像形成装置は、電子情報媒体から直接データを入力でき、高速印刷が可能で、少量多種類の印刷にも容易に対応でき、高画質で仕上がりが良好なため、連続紙プリンタとして好適である。電子写真方式の画像形成装置である連続紙プリンタは、従来、帳票へのコンピュータ出力印刷に使用されることが多かったが、最近では、高速可変情報印刷機としての機能を活かし、ダイレクトメール、請求書、マニュアル、書籍等の印刷にも使用されるようになってきた。特に、ＢＯＯＫ市場は拡大傾向にあり、さらに高速且つ高画質な連続紙プリンタの開発要求が高まっている。

しかし、電子写真方式の画像形成装置は、温度・湿度等の環境条件や現像剤・像担持体（感光体、中間転写体）等の経時劣化の影響を受け、像担持体上のトナー付着量が変動し、画質の劣化が発生するという課題があった。このような画質劣化を抑えるために知られている画質劣化防止方法としては、印刷用の画像データに基づいて形成する出力画像の他に、比較的小さな基準画像を像担持体上に形成し、この基準画像のトナー付着量等の基準画像の画質に関する物理量をセンサ等で測定し、その物理量の測定値と目標となる基準値（例えば、目標トナー付着量）との差に応じて、現像バイアス、トナー補給量等の制御ファクターを制御する方法が挙げられる。

一般に、カット紙に出力画像を形成する場合には、カット紙とカット紙の間（頁の切り替わり部）に非出力画像形成部が存在するため、その非出力画像形成部の中央部付近に基準画像を形成してトナー付着量等をセンサで測定することが可能である。しかし、連続紙（ウェブともいう）に画像を形成する場合には、カット紙のような頁の切り替わり部が存在せず、常に出力画像が形成されている。この為、出力画像形成部に基準画像を形成しようとすると、基準画像がウェブ上の出力画像に重なって出力画像を汚してしまう。そこで、連続紙に画像を形成する画像形成装置では、基準画像の形成位置を出力画像の画像形成領域外にすることが多い。しかしながら、出力画像形成領域と出力画像形成領域外の基準画像形成位置とでは、像担持体の経時劣化の程度やトナー消費量の差によるトナーとキャリアの摩擦帯電効率が異なるため、トナー付着量に差が生じることがある。このような現象が起こると、出力画像形成領域外の基準画像によって像担持体へのトナー付着量をコントロールしても、出力画像形成領域のトナー付着量の制御は精度よく行われないという課題があった。

特許文献１によれば、ウェブの幅方向の両端の出力画像形成領域外に基準画像を形成し、基準画像におけるトナー付着量の基準値（目標値）と測定値に基づいて出力画像の形成条件を制御する画像形成装置が提案されている。また、基準画像のトナー付着量の測定値が許容範囲（目標範囲）を外れたときには、出力画像の頁間に間隙を作って基準画像の形成位置を出力画像の頁間でウェブの幅方向の中央の領域に切り替えて、トナー付着量を制御する画像形成装置を提案している。

一方、特許文献２に提案されている画像形成装置によれば、連続印刷開始前に、像担持体の幅方向の中央部と端部に基準画像を形成し、それぞれの基準画像へのトナー付着量の比率を算出しておく。そして、出力画像印刷時には、像担持体の幅方向の端部（出力画像形成領域外）のみに基準画像を形成し、端部の基準画像のトナー付着量と連続印刷開始前に算出した２つの基準画像へのトナー付着量の比率から、像担持体の幅方向の中央部の基準画像形成位置へのトナー付着量を推計して、これに基づいて出力画像の画像形成条件を制御している。

また、特許文献３に開示されている画像形成装置においては、出力画像形成領域の内外に基準画像を形成できるようにしておき、出力画像形成停止中に出力画像形成領域内（内領域という）の基準画像のトナー付着量により出力画像形成領域外（外領域という）の基準画像のトナー付着量の基準値（目標値）を補正し、補正した基準値（補正した目標値）と出力画像形成中における出力画像形成領域外の基準画像へのトナー付着量とにより、出力画像の画像品質を制御する画像品質制御装置を提案している。

特許文献１に提案されている発明の場合、ウェブ上に印刷された基準画像が幅方向の中央部と両端部に混在することになり、基準画像の形成位置に関する履歴情報に基づいてウェブの裁断処理を調整する必要がある。このため、プリンタと裁断処理機の連動性が必要になり、連動していない場合は裁断処理の調整作業等が必要になり、結果として印刷効率の低下となってしまう。また、基準画像の印刷領域を確保するため、一部の出力画像の印刷領域に制限を設ける必要がある。

特許文献２，３に提案されている発明の場合、像担持体の幅方向でのトナー付着量に差が生じても印刷を停止せずに高精度なトナー付着量の制御が可能である。しかし、トナー付着量の制御を精密にすることは容易ではなく、あまり厳密に制御しようとすると、トナー付着量がハンチング現象を起こし、却って制御不能になる場合がある。このため、印刷中の基準画像へのトナー付着量の測定値と基準値（目標値）との差が、画像形成条件の調整により制御できるトナー付着量の最小値よりも小さい場合、画像形成条件を変更することで、変更された形成画像のトナー付着量が基準値（目標値）から乖離してしまう虞がある。特許文献２，３に提案されている画像形成装置のような基準画像へのトナー付着量の基準値（目標値）が変化する構成では、現像ポテンシャル（例えば、現像バイアス）の変化量に対するトナー付着量の変化量（現像γ）も大きく変化するため、よりその影響を受け易い。一般に、トナー付着量が少ないほど現像γは大きくなり易いが、提案されている発明では、このような現象に対する考慮が払われていないため、安定したトナー付着量の制御が実施できない場合がある。

上記の課題点を踏まえて、本発明においては、印刷効率の低下をきたさないで、高精度で安定した出力画像の画質制御を行うことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、像担持体上に出力画像及び基準画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体上の出力内領域に形成した第１の基準画像の画質に関する物理量、及び前記像担持体上の出力画像形成領域外に形成した第２の基準画像の画質に関する物理量を測定する測定手段と、出力画像形成前に形成した第１及び第２の基準画像の画質に関する物理量の測定値である第１および第２の測定値を基に、出力画像形中に形成した第２の基準画像の画質に関する物理量を調整するための基準値を補正して補正基準値とする補正手段と、前記出力画像形成中に形成した第２の基準画像の画質に関する物理量の測定値である第３の測定値を前記補正基準値に合わせるように、前記出力画像形中の画像形成条件を制御する制御手段と、前記補正基準値に対応する不感帯が定められている比較テーブルとを備え、前記制御手段は、前記画像形成条件を変更しない前記測定値の範囲である制御外範囲を、出力画像形成前に前記補正基準値と前記比較テーブルとを比較することで設定することを特徴とする。

本発明によれば、印刷効率の低下を防ぎ、高精度で安定した出力画像の画質制御を行うことのできる画像形成装置を提供することができる。

本発明の画像形成装置の一例としての連続紙プリンタの概略図である。 本発明の画像形成装置における、基準画像の形成位置とトナー付着量測定センサの構成図である。 補正したトナー付着量の基準値（補正基準値、補正目標値）に応じて不感帯（トナー付着量の非制御領域）を変更するフローチャート図である。 不感帯の幅を変更しない場合における基準画像へのトナー付着量の推移を示すグラフである。（感光体幅方向に対して、トナー付着量の変動がない場合Ａと変動がある場合Ｂ） 補正した基準値に応じて不感帯を変更した場合における基準画像へのトナー付着量の推移を示すグラフである。（感光体幅方向に対して、トナー付着量の変動がない場合Ａと変動がある場合Ｃ） 第２の基準画像へのトナー付着量（補正基準値）に対する、画像形成条件調整による第２の基準画像へのトナー付着量の変化量の関係を表すグラフである。

以下、本発明に係る実施例について、図１〜６を参照にしながら説明する。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一例である連続帳票に対する電子写真式の連続プリンタ１００の全体構成を示した概略図である。本発明に係る画像形成装置は、画像形成部を主体に説明すると、像担持体である感光体１に対して帯電器５により電荷が付与され、次に、露光装置６から画像形成データ（印刷出力画像データ、及び基準画像データ）に基づく露光パターンが照射されて、感光体１に静電潜像が形成される。感光体１の静電潜像は、現像機２により現像され、感光体１上にトナー像３が形成される。トナー像３の形成条件は、基準画像へのトナー付着量センサ４の測定値と制御部１４に記憶されている基準値（目標値）に応じて制御される。ウェブ（連続記録紙）７はウェブ搬送装置８、９等により転写部に搬送され、コロナ転写器１０によりウェブ７上に感光体１上のトナー像３が転写される。ウェブ７上のトナー像３は、プレヒータ１１を通過時に、トナー樹脂の転移温度付近まで加熱された後、ヒータを内蔵した加熱ローラ１２とバックアップローラ１３からなる定着機によりウェブ７に定着される。画像形成条件制御をはじめとする連続プリンタ１００の調整や制御は、制御部１４で行われている。

図２は、本画像形成装置において感光体上に形成された基準画像のトナー付着量検出機構の構成を示した説明図である。図２において、基準画像３ａ（第１の基準画像）、３ｂ（第２の基準画像）は、感光体上の幅方向（露光走査方向）に沿って形成された画像である。基準画像３ａ、３ｂは、印刷データ（出力画像データ）に基づくものではなく、感光体上に形成された画像の画質に関する物理量（トナー付着量など）を測定するための基準となる画像である。通常、基準画像の画質に関する物理量は、基準画像上に付着したトナー量であるが、付着トナー量と相関のある基準画像の明度や光沢、色相などで代替してもよい。この為、検出手段としては、明度センサ、光沢センサ、色相センサ等が利用できる。

基準画像３ａ（第１の基準画像）は、感光体の画像形成領域のうち用紙幅の領域内に対応する内領域１ａに形成され、基準画像３ｂ（第２の基準画像）は感光体の用紙幅の領域外に対応する外領域１ｂに形成される。なお、出力画像形成領域は、使用する印刷用紙に対応する感光体の幅方向の領域とすればよいが、画像形成装置の印刷可能な最大幅の印刷用紙に対応する感光体の出力画像形成領域としてもよい。また、本実施例では、基準画像３ａを内領域１ａの幅方向中央部に形成している。

基準画像３ａ（第１の基準画像）は、例えば感光体ドラム１上における最大用紙幅１ａに対応する領域内（以下、内領域１ａと記載する）に形成される。ここで、内領域１ａとは、感光体ドラム１上の画像形成領域を示す。また、基準画像３ｂ（第２の基準画像）は、感光体ドラム１上における内領域１ａに対応する領域の外の領域１ｂ（以下、外領域１ｂと記載する）に形成される。外領域１ｂとは、感光体ドラム１上の画像形成領域外を示す。また、内領域１ａは、通紙を行う領域と、予め決めたものである。一方、外領域１ｂは、予め通紙を行わないと決めたものである。外領域１ｂは通紙を行わないとしたため、基準画像３ｂ（第２の基準画像）が用紙に印刷されることはない。また、外領域１ｂは内領域１ａの外の両側に設ける必要はなく、例えば、図２に示すように、どちらか一つに設ければよい。なお、基準画像３ａは、幅方向中央部である必要はないが、内領域の幅方向の標準的な位置としては、出力画像形成領域を代表でき、一般に印刷用紙の幅が変更になっても内領域１ａに含まれる幅方向中央部を選ぶことが好ましい。また、基準画像３ｂは、外領域のうち内領域の近傍に形成することが好ましい。なお、基準画像とは、例えば、一般的に知られているパッチ等を指す。また、第１及び第２の基準画像は１つずつでもよいし、それぞれ複数でもよい。

トナー付着量センサ４ａ、４ｂは基準画像３ａ、３ｂに対向するように配置されており、トナー付着量センサ４ａは基準画像３ａのトナー付着量を、トナー付着量センサ４ｂは基準画像３ｂのトナー付着量を測定する。測定されたトナー付着量データは、それぞれ図１に示す画像形成装置の制御部１４に送られる。

印刷画像及び基準画像は、現像機２の現像ロール２ａによって感光体１に搬送されるトナーの付着によって形成される。本来は、感光体１の幅方向の画像データが同じである場合、感光体１の画像形成部の幅方向の形成画像へのトナー付着量は同じである。しかし、感光体１の幅方向の画像データが同じであっても、感光体１や現像ロール２ａの幅方向の傾斜、トナーとキャリアの比率のムラ、感光体１や現像ロール２ａの帯電ムラ等により、感光体１の幅方向のトナー付着量のムラが生じる場合がある。本発明の画像形成装置は、このような感光体１の幅方向のトナー付着量のムラの発生を抑える構成を備えている。

ここで、連続印刷中のトナー付着量の制御方法について説明する。先ず、印刷開始前に基準画像３ａ、３ｂを基準となる画像形成条件で形成し、用紙幅の内領域１ａ基準画像３ａと外領域１ｂの基準画像３ｂへのトナー付着量の差をそれぞれトナー付着量センサ４ａ、４ｂで測定する。次に、内領域１ａと外領域１ｂのトナー付着量の差を用いて、最初に設定してあった基準画像３ｂへのトナー付着量の所定の基準値（目標値）を補正する。例えば、内領域１ａよりも外領域１ｂのトナー付着量の方が少ない場合は、その差分（絶対値）をトナー付着量の基準値（目標値）から減算して補正したトナー付着量の基準値（補正基準値）を作成し、内領域１ａよりも外領域１ｂのトナー付着量の方が多い場合は、その差分（絶対値）をトナー付着量の基準値（目標値）に加算して補正したトナー付着量の基準値（補正基準値）を作成する。そして、印刷を開始し、印刷中（出力画像形成中）に外領域１ｂに形成した基準画像３ｂへのトナー付着量が、補正したトナー付着量の基準値（補正基準値）に近づくように画像形成条件を制御する。すなわち、印刷中に同時に画像形成した基準画像３ｂへの目標トナー付着量が、補正したトナー付着量の基準値（補正基準値）となるように画像形成装置の画像形成条件を調整する。

次に、印刷中の基準画像３ｂへの目標トナー付着量が補正基準値（トナー付着量の目標値）からずれても、トナー付着量の調整を行わない制御外範囲（非制御範囲ともいう）の設定について説明する。不感帯の設定は、トナー付着量の制御におけるハンチング現象の防止手段として必要であるが、次の点に留意する必要がある。不感帯の幅が広すぎれば、トナー付着量の目標値（補正基準値）に対する基準画像３ｂへのトナー付着量、印刷画像（出力画像）へのトナー付着量が異常になっても調整ができない。逆に、不感帯の幅が狭すぎれば、画像形成条件の制御により、出力画像のトナー付着量にハンチング現象が発生する虞がある。不感帯の幅の設定は、基準画像３ｂにおけるトナー付着量の目標値（補正基準値）に応じて変更することが好ましい。

図３は、基準画像３ｂにおいて、補正したトナー付着量の目標値（補正基準値）に応じて不感帯（トナー付着量の非制御範囲）を設定する一例を示すフローチャート図である。なお、不感帯の幅の設定は、印刷を行う前に設定するものとする。このフローチャート図に示す不感帯の設定においては、トナー付着量の補正した基準値（目標値）Ｘの値に応じて４段階に不感帯の幅を決定する。図３においては、上述のようにして設定したトナー付着量の補正した基準値（目標値）Ｘの値を予め設定しておいた比較値Ｙ１の値と比較し（ステップＳ１）、目標値ＸがＹ１より小さければ不感帯をＸ±Ｚ１に設定する（ステップＳ２）。ここで、Ｚ１は予め設定しておいた不感帯の幅を示す値であり、不感帯は目標値Ｘに対しては上下にＺ１ずつの幅を持つことになる。目標値ＸがＹ１より大きければ、次に、目標値Ｘの値を比較値Ｙ１より大きい予め設定しておいた比較値Ｙ２の値と比較し（ステップＳ３）、目標値ＸがＹ２より小さければ不感帯をＸ±Ｚ２に設定する（ステップＳ４）。ここで、Ｚ２は、予め設定しておいた不感帯の上下の幅を示す値でありＺ１より小さい。目標値ＸがＹ２より大きければ、次に、目標値Ｘの値を比較値Ｙ２より大きい予め設定しておいた比較値Ｙ３の値と比較し（ステップＳ５）、目標値ＸがＹ３より小さければ不感帯をＸ±Ｚ３に設定する（ステップＳ６）。ここで、Ｚ３は、予め設定しておいた不感帯の上下の幅を示す値でありＺ２より小さい。目標値ＸがＹ３より大きければ、不感帯をＸ±Ｚ４に設定する（ステップＳ７）。ここで、Ｚ４は、予め設定しておいた不感帯の上下の幅を示す値でありＺ３より小さい。

ここで、目標値Ｘの値が大きくなるに従って不感帯の幅Ｚを小さくして制御している意味を説明する。すでに述べたように、基準画像３ｂへのトナー付着量の測定値と基準値（目標値）との差が、画像形成条件の調整により制御できるトナー付着量の最小値よりも小さい場合、画像形成条件を変更することで、却って、変更された形成画像のトナー付着量が基準値（目標値）から乖離してしまうことがある。このため、不感帯の幅Ｚは、画像形成条件の調整により制御できるトナー付着量の最小値より大きくする必要がある。ところで、基準画像３ｂにおいては、基準画像３ｂへのトナー付着量が多くなるほど、画像形成条件の調整により制御できるトナー付着量の最小値が小さくなり、基準画像３ｂへのトナー付着量が少なくなるほど画像形成条件の調整により制御できるトナー付着量の最小値が大きくなる。この為、基準画像３ｂへのトナー付着量の目標値が大きくなるにしたがって画像形成条件の調整により制御できるトナー付着量の最小値、すなわち不感帯の幅Ｚを小さくして制御することができる。

このようにして、補正したトナー付着量の目標値（補正基準値）に応じて段階的に不感帯を設定することにより、制御精度がよく且つハンチング現象を起こさないトナー付着量の制御が実現できる。

上述のトナー付着量の制御方法に、具体的な数値を当てはめて説明する。例えば、比較値Ｙ１〜Ｙ３として、Ｙ１＝０．６ｍｇ／ｃｍ^２、Ｙ２＝０．７ｍｇ／ｃｍ^２、Ｙ３＝０．８５ｍｇ／ｃｍ^２とし、不感帯Ｚ１〜Ｚ４として、Ｚ１＝０．０２５ｍｇ／ｃｍ^２、Ｚ２＝０．０２ｍｇ／ｃｍ^２、Ｚ３＝０．０１ｍｇ／ｃｍ^２、Ｚ４＝０．００５ｍｇ／ｃｍ^２とすると、トナー付着量の補正した基準値（目標値）ＸがＸ＝０．８ｍｇ／ｃｍ^２の場合、ＸはＹ２〜Ｙ３の範囲内であり、不感帯はＺ３（±０．０１ｍｇ／ｃｍ^２）に設定される。各値の大小関係はＹ１＜Ｙ２＜Ｙ３、Ｚ１＞Ｚ２＞Ｚ３＞Ｚ４であり、補正した基準値Ｘが小さいほど不感帯の範囲は広く設定している。これは、トナー付着量が少ないほど現像γ（トナー付着量の変化量）が大きくなり、相対的にトナー付着量の変化の影響が大きくなるためである。そのため、トナー付着量の目標値が小さいと不感帯を大きくする構成にしている。なお、比較値Ｙ１〜Ｙ３は予め実験等によって定めたものとし、比較テーブルとして設定しておく。

ここで、図４、図５を用いて、不感帯を変更しない場合の課題点と、トナー付着量の補正基準値に応じて不感帯を変更する本発明の効果について詳しく説明する。図４は、不感帯の幅を変更しないで、基準画像３ｂにおけるトナー付着量の目標値が異なる２つの場合のトナー付着量Ａ，Ｂの推移を示した例図である。

トナー付着量Ａの推移は、感光体の幅方向でトナー付着量に差がない（基準画像３ａと基準画像３ｂにおけるトナー付着量が同じ）場合の、基準画像３ｂにおけるトナー付着量の推移を示している。ａはその時の不感帯であり、不感帯の幅ｄ＝０．０１ｍｇ／ｃｍ^２の範囲を有している。この場合、トナー付着量Ａの推移は目標値（基準値）０．７５ｍｇ／ｃｍ^２付近で安定している。例えば、トナー付着量が不感帯ａの範囲から外れても、トナー付着量０．７５ｍｇ／ｃｍ^２付近では、画像形成条件によるトナー付着量の調整幅は０．０１ｍｇ／ｃｍ^２よりも小さく、制御手段が作動することにより容易に不感帯ａの範囲内の戻すことができる（トナー付着量Ａの推移における第２の点から第３の点への推移）。なお、トナー付着量Ａが不感帯ａの範囲にあれば、制御手段は作動せずそのまま推移する。この為、トナー付着量Ａの推移にはハンチング現象などの課題は発生せず、不感帯ａの範囲内で制御される。

これに対し、図４におけるトナー付着量Ｂの推移は、感光体の幅方向でトナー付着量に差があり、基準画像３ｂへのトナー付着量の目標値がその分トナー付着量Ａよりも低下した場合（目標値Ｘ＝０．５８ｍｇ／ｃｍ^２）の基準画像３ｂにおけるトナー付着量の推移を示している。ここで、トナー付着量Ｂの推移において、不感帯ｂの幅は、Ａの場合と同じようにｄ＝０．０１ｍｇ／ｃｍ^２の範囲に設定されている。この場合、トナー付着量が不感帯ｂ内のＢ１にあれば制御は行われず推移する。トナー付着量が、例えば、経時変化等でＢ２のように不感帯ｂの上部に外れると、制御手段が作動してトナー付着量を減少させようとする。トナー付着量０．５８ｍｇ／ｃｍ^２付近では、画像形成条件の最小調整幅は０．０１ｍｇ／ｃｍ^２よりも大きく（例えば、０．０３ｍｇ／ｃｍ^２）、調整後のトナー付着量はＢ３のように不感帯ｂの幅を突き抜けて不感帯ｂの下部（例えば、０．５７ｍｇ／ｃｍ^２付近）に外れてしまう。そして、次の画像形成条件調整では逆に不感帯ｂの幅の上部に外れ、さらにこの現象が継続しハンチング現象が起こってしまう。この場合には、基準画像３ｂによるトナー付着量の制御は十分とはいえない。

図５は、補正したトナー付着量の基準値に応じて、適宜不感帯の幅を変更した場合のトナー付着量の推移を示した図である。推移トナー付着量Ａの推移は、図４の推移トナー付着量Ａの推移と同じ状態であり、トナー付着量の目標値（基準値）０．７５ｍｇ／ｃｍ^２、不感帯の幅ｄ＝０．０１ｍｇ／ｃｍ^２を有し、画像形成条件の調整幅は０．０１ｍｇ／ｃｍ^２よりも小さく、たとえトナー付着量が不感帯ａを外れても、図４の推移Ａと同様、制御手段が作動することにより容易に不感帯ａの範囲内の戻すことができる。この為、図５の推移Ａにおいてもトナー付着量の目標値（基準値）０．７５ｍｇ／ｃｍ^２付近で安定して推移する。

図５のトナー付着量Ｃの推移においては、基準画像３ｂのトナー付着量の補正後の基準値（目標値）は０．５５ｍｇ／ｃｍ^２と低く、この付近のトナー付着量に対しては、画像形成条件の調整幅は０．０４ｍｇ／ｃｍ^２程度である。このため、不感帯ｃの幅ｅを画像形成条件の調整幅より広い０．０５ｍｇ／ｃｍ^２としている。不感帯ｃの幅ｅを画像形成条件の調整幅より広くすることにより、基準画像３ｂへのトナー付着量の測定結果が不感帯ｃから外れても、画像形成条件の調整によって容易に不感帯ｃの範囲内に収めることができる（トナー付着量Ｃの推移における第２の点から第３の点への推移）。この為、基準画像３ｂへのトナー付着量の推移Ｃは、推移Ａよりは制御精度は低いが、推移Ｂのようにハンチングを起こして制御不能となることはない。

このように、トナー付着量の補正基準値に応じて不感帯を変更することで、緻密で精度が高く、ハンチングを起こさない安定したトナー付着量制御が可能となる。不感帯の範囲は制御時のトナー付着量の最小変化量と等しいことが望ましい。不感帯の範囲と制御時のトナー付着量の最小変化量が等しければ、トナー付着量が不感帯から外れても制御によって再度、不感帯内に収まる一方で、トナー付着量のできるだけ小さな変動に対して制御手段を有効に作動させることができる。

図６は、トナー付着量の補正基準値（目標値）と、そのときの制御時のトナー付着量の最小変化量の関係を示した図である。現実の印刷操作においては、基準画像３ｂへのトナー付着量の測定値と補正基準値（目標値）はほぼ同じであるので、この場合、基準画像３ｂへのトナー付着量の測定値を補正基準値（目標値）としてもよい。補正基準値（横軸）に対する画像形成条件の調整によるトナー付着量の最小変化量（画像形成条件の最も少ない調整よるトナー付着量の変化量）の測定値を縦軸に取っている。実際の測定値（図中の○印）は、画像形成条件の変更以外の条件の影響によりばらついているが、おおむね直線Ｌ上に乗っているものとみなしうる。

このグラフの関係を用いて不感帯の幅を決定することができる。例えば、トナー付着量の目標値がｆ２の場合、不感帯の幅は不感帯の幅は最小制御（画像形成条件の最も少ない調整）時のトナー付着量の変化量ｅと等しい値とする。不感帯の幅と最小制御時のトナー付着量の変化量が等しければ、トナー付着量が経時変化で不感帯から外れても、次の補正でハンチング現象を起こさずに不感帯内に収まる。同様に、トナー付着量の目標値がｆ１の場合は不感帯の幅を最小制御時のトナー付着量の変化量ｄとすればよい。

図６において、トナー付着量の目標値と最小制御時のトナー付着量の変化量の実測値にはばらつきがあるが、これを近似直線Ｌとして表し、トナー付着量の目標値と不感帯の幅との関係をこの近似直線Ｌに対応する関数として設定してもよい。近似直線Ｌは、その他の関数、２次関数や３次関数などとして近似することもできる。また、実測値のばらつきを考慮して、実測値の全部又は所定の割合の実測値をカバーする範囲を含むような関係式（例えば、図６における直線Ｌより上方にシフトした直線に対応する関係式）を使用してもよい。なお、ここではｆ１＝０．７５ｍｇ／ｃｍ^２であり、ｆ２＝０．５５ｍｇ／ｃｍ^２であるものとする。

図６を利用して、図３を参照してすでに説明したように不感帯の範囲は補正したトナー付着量の基準値がどの範囲に含まれるかで決定する方法もある。この場合。Ｙ１〜Ｙ３は、図６のＸ軸上の任意の点に相当し、トナー付着量を示すものである。そして、補正したトナー付着量の目標値（補正基準値）が図６のＸ軸の範囲（例えば４個の範囲）を想定して、最小制御時のトナー付着量の変化量の範囲を求め、その範囲内の最大のトナー付着量の変化量の値をそれぞれの範囲に対してＺ１〜Ｚ４とすることができる。

一方、本実施例では、具体的な画像形成条件（制御手段）を現像ロール２ａに印加する現像バイアスとしている。連続紙プリンタは画像形成領域の頁間に空間が存在せず、頁内の急激な濃度変化はカット紙プリンタよりも顕著に現れるため、トナー付着量の微調整が容易な現像バイアスで制御を行っている。なお、画像形成条件はトナー補給量や現像バイアスとトナー補給量の組み合わせや、現像装置内又は現像ロール２ａ上のトナーとキャリアの質量比であってもよい。

本発明により、像担持体の幅方向（露光走査方向）のトナー付着量分布が変化し、制御時の基準画像３ｂへのトナー付着量の変化量に差が生じても、過度な制御を抑制し、高精度で安定したトナー付着量制御を行うことが可能となる。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１ 感光体
１ａ 内領域（出力画像形成領域内）
１ｂ 外領域（出力画像形成領域外）
２ 現像機
２ａ 現像ローラ
３ トナー像
３ａ 内領域１ａに形成された基準画像（第１の基準画像）
３ｂ 外領域１ｂに形成された基準画像（第２の基準画像）
４ トナー付着量センサ（測定手段）
４ａ 第１の基準画像３ａのトナー付着量センサ（測定手段）
４ｂ 第２の基準画像３ｂのトナー付着量センサ（測定手段）
５ 帯電器
６ 露光装置
７ ウェブ（連続記録紙）
８ ウェブ搬送装置
９ ウェブ搬送装置
１０ コロナ転写器
１１ プレヒータ
１２ 加熱ローラ
１３ バックアップローラ
１４ 制御部（制御手段、補正手段を含む）
１００ 画像形成装置（連続紙プリンタ）
Ａ 感光体の幅方向にトナー付着量の変化がない場合の基準画像３ｂへのトナー付着量の測定値
Ｂ，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 感光体の幅方向にトナー付着量の変化があり、不感帯の幅を変更しないでトナー付着量を制御しようとした場合の基準画像３ｂへのトナー付着量の測定値
Ｃ 感光体の幅方向にトナー付着量の変化があり、不感帯の幅を調整してトナー付着量を制御した場合の基準画像３ｂへのトナー付着量の測定値
Ｌ トナー付着量（補正基準値）に対するトナー付着量制御時のトナー付着量の変化量の近似式を表す直線
Ｘ 補正したトナー付着量の基準値（補正基準値、補正目標値）
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３ 不感帯を決定する際のＸと比較する所定の比較値
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４ 不感帯の幅の１／２とした所定値
ａ Ａにおける不感帯
ｂ Ｂにおける不感帯
ｃ Ｃにおける不感帯
ｄ ａ及びｂの不感帯の幅
ｅ ｃの不感帯の幅
ｆ１ 感光体の幅方向にトナー付着量の変化がない場合の補正基準値
ｆ２ 感光体の幅方向にトナー付着量の変化がある場合の補正基準値

特開２００６−８４７９６号公報 特開２００８−９３７９号公報 米国特許出願公開第２００８／０３１７４８６号明細書

Claims (9)

1. 像担持体上に出力画像及び基準画像を形成する画像形成手段と、
   前記像担持体上の出力画像形成領域内に形成した第１の基準画像の画質に関する物理量、及び前記像担持体上の出力画像形成領域外に形成した第２の基準画像の画質に関する物理量を測定する測定手段と、
   出力画像形成前に形成した第１及び第２の基準画像の画質に関する物理量の測定値である第１および第２の測定値を基に、出力画像形中に形成した第２の基準画像の画質に関する物理量を調整するための基準値を補正して補正基準値とする補正手段と、
   前記出力画像形成中に形成した第２の基準画像の画質に関する物理量の測定値である第３の測定値を前記補正基準値に合わせるように、前記出力画像形中の画像形成条件を制御する制御手段と、
   前記補正基準値に対応する不感帯が定められている比較テーブルとを備え、
   前記制御手段は、前記画像形成条件を変更しない前記測定値の範囲である制御外範囲を、出力画像形成前に前記補正基準値と前記比較テーブルとを比較することで設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御外範囲の幅は、前記制御手段が制御可能な前記第２の基準画像の画質に関する物理量の変動幅を基にして設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御外範囲の幅は、前記第２の基準画像の画質に関する物理量が前記補正基準値と同じである場合の前記物理量の変動幅と等しく設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御外範囲の幅は、前記第２の基準画像の画質に関する物理量が前記補正基準値と同じである場合の前記物理量の変動幅より大きい所定値に設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記制御外範囲の幅は、前記第２の基準画像の画質に関する物理量と前記物理量に対応する前記制御手段による制御可能な前記物理量の変動幅とを関係付けた関係式を基に設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記物理量は、前記基準画像のトナー付着量であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成条件は、前記画像形成手段における現像機へのトナー補給量を含むことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記画像形成条件は、前記画像形成手段のトナー供給ローラに印加するバイアス電圧を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
9. 前記画像形成条件は、前記画像形成手段における現像機中のトナーとキャリアの質量比を含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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