JP2012078639A - 画像品質制御方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】解像度が切り替わっても、露光強度、露光Ｄｕｔｙなどの露光手段のばらつきに影響されることなく、制御パターンの露光量を一定にできるようにする。
【解決手段】像担持体に潜像画像を作像する露光手段と、作像解像度に応じて露光対象のマスク形状を切替可能な露光制御手段を用い、前記露光手段で前記像担持体上に制御パターンを作像し、該制御パターンを現像手段で現像し、その現像された制御パターンを光学的検知手段により検知し、その検知情報をもとに画像濃度を制御して画像品質を維持する画像品質制御方法において、前記作像解像度が解像度Ａのときと解像度Ｂのときとで、前記露光手段の露光強度、露光Ｄｕｔｙを変えず、制御パターンのマスク形状を切り替えることで、前記制御パターンの露光量を同じにする。
【選択図】図７

Description

本発明は、トナー等の粉体の付着量検知に基づいて画像濃度を検知し、画像品質を維持する画像品質制御方法、及び、その画像品質制御方法を実施可能な複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を有する複合機等の画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式を用いた複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置では、常に安定した画像濃度が得られるようにするために、感光体や中間転写体等の像担持体上に濃度検知用のトナーパッチ（以下、濃度パターン又は濃度検知用パターンともいう）を作成し、そのパッチ濃度を光学的検知手段により検知し、その検知結果に基づいて現像ポテンシャルを変更（具体的には、半導体レーザ（ＬＤ）等の光源の露光パワー、帯電バイアス、現像バイアスの変更）するようになっている。
また、２成分現像方式の場合には、現像器内のトナー濃度制御目標値を変更することにより最大目標付着量（目標ＩＤを得るための付着量）が狙いの値となるような画像濃度制御を行っている。
また、本願発明者らは、紙間で中間転写ベルト上に作像した濃度検知パターンの付着量を光学的に検知して、画像濃度を一定に制御する画像濃度制御方法を提案している（特許文献１（特願２００３−１５１２１９号公報））。

上述の特許文献１等、多くの画像濃度制御方法がカラー画像形成装置に関するものであることが示す通り、カラー画像形成装置では画像濃度の変動が色味変動につながるために、画像濃度を安定させるべく、濃度検知用パターンの付着量を正確に検知し、画像濃度制御することが重要となる。
また、複数の解像度モードを備えた画像形成装置においては、従来の濃度検知用パターンの作像方法として、解像度が切り替わったときに露光パワーもしくは露光Ｄｕｔｙ（単位面積当たりの露光時間）を調節する方法が知られている。
しかしながら、この方法では、露光装置ごとに露光量がばらついてしまうため、濃度検知用のパターンを一定に保つことができないという課題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、解像度が切り替わっても、露光強度、露光Ｄｕｔｙなどの露光手段のばらつきに影響されることなく、濃度検知用の制御パターンの露光量を一定にできる画像品質制御方法を提供することを目的とし、さらにはその画像品質制御方法を用いて画像品質を維持することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明では以下の［１］〜［６］に示す解決手段を採っている。
［１］：像担持体に潜像画像を作像する露光手段と、作像解像度に応じて露光対象のマスク形状を切替可能な露光制御手段を用い、前記露光手段で前記像担持体上に制御パターンを作像し、該制御パターンを現像手段で現像し、その現像された制御パターンを光学的検知手段により検知し、その検知情報をもとに画像濃度を制御して画像品質を維持する画像品質制御方法において、前記作像解像度が解像度Ａのときと解像度Ｂのときとで、前記露光手段の露光強度、露光Ｄｕｔｙを変えず、制御パターンのマスク形状を切り替えることで、前記制御パターンの露光量を同じにすることを特徴とする（請求項１）。
［２］：［１］に記載の画像品質制御方法において、前記露光手段の露光スポット径が解像度によらず１通りで、前記解像度Ａに対して前記解像度Ｂが密度ｎ倍の場合に、前記制御パターンの露光条件を、
・前記解像度Ａのパターンの露光Ｄｕｔｙ：フル
・前記解像度Ｂのパターンの露光Ｄｕｔｙ：フル
・前記解像度Ｂのパターンの露光パワー：解像度Ａと同じ
・前記解像度Ｂのパターンのマスク形状：解像度Ａのパターンの升目に対して、副走査方向に１／ｎ枡分、主走査方向に１升分
としたことを特徴とする（請求項２）。
［３］：［１］または［２］に記載の画像品質制御方法において、前記パターンの解像度が６００ｄｐｉ（dots per inch），１２００ｄｐｉの２通りの場合に、前記露光条件を、
・１２００ｄｐｉのパターンのマスク形状：６００ｄｐｉの升目に対して、副走査方向に１／２枡分、主走査方向は１升分
としたことを特徴とする（請求項３）。
［４］：［１］〜［３］のいずれか一つに記載の画像品質制御方法において、前記パターンの解像度が６００ｄｐｉ，１２００ｄｐｉの２通りの場合に、前記露光条件を、
・６００ｄｐｉのパターンのマスク形状：露光部と非露光部が１：１の横ライン
・１２００ｄｐｉのパターンのマスク形状：露光部と非露光部が１：３の横ライン
としたことを特徴とする（請求項４）。
［５］：［１］〜［３］のいずれか一つに記載の画像品質制御方法において、前記パターンの解像度が６００ｄｐｉ，１２００ｄｐｉの２通りの場合に、前記露光条件を、
・６００ｄｐｉのパターンのマスク形状：露光部と非露光部が２：２の横ライン
・１２００ｄｐｉのパターンのマスク形状：１〜４段まで露光部と非露光部が１：１の横ライン、５〜８段まで露光部なし
としたことを特徴とする（請求項５）。
［６］：画像形成装置であって、像担持体と、該像担持体に潜像画像を作像する露光手段と、作像解像度に応じて露光対象のマスク形状を切替可能な露光制御手段を備え、［１］〜［５］のいずれか一つに記載の画像品質制御方法を用いたことを特徴とする（請求項６）。

本発明の解決手段［１］〜［３］の画像品質制御方法では、制御パターンの作像解像度が切り替わっても、制御パターンのマスク形状を切り替えることにより、露光強度、露光Ｄｕｔｙなどの露光手段のばらつきに影響されず、異なる解像度でも、全く同じ露光条件で制御できるので、制御パターンの露光量を一定にすることができ、画像品質を維持することができる。
また、解決手段の［４］の画像品質制御方法では、マスク形状の制約があっても制御パターンの露光量を一定にすることができ、画像品質を維持することができる。
また、解決手段の［５］の画像品質制御方法では、マスク形状の制約がなければ、［４］の画像品質制御方法よりも、パターン濃度ｖｓ現像γの感度が高く、制御精度が向上する。
解決手段の［６］の画像形成装置では、［１］〜［５］のいずれか一つに記載の画像品質制御方法を用いたことにより、制御パターンの露光量を一定にすることができるので、画像濃度検知を正確に行うことができ、画像濃度を一定に制御して画像品質を維持することができる。

本発明の一実施形態を示すタンデム構成のカラー画像形成装置の概略構成図である。 本発明の別の実施形態を示す１ドラム中間転写方式のカラー画像形成装置の概略構成図である。 濃度検知用の制御パターンの一例を示す図である。 光学的検知手段の一例を示す断面図である。 （ａ）は解像度６００ｄｐｉのパターンの書込みマスク形状の一例を示す図、（ｂ）は（ａ）のマスク形状でＬＤの露光Ｄｕｔｙがフル（６４／６４）の場合のパターン露光のイメージを示す図である。 （ａ）は解像度１２００ｄｐｉのパターンの従来の書込みマスク形状を示す図、（ｂ）は（ａ）のマスク形状でＬＤの露光Ｄｕｔｙが（２０／３２）の場合のパターン露光のイメージを示す図である。 （ａ）は解像度１２００ｄｐｉのパターンの本発明の書込みマスク形状の一例を示す図、（ｂ）は（ａ）のマスク形状でＬＤの露光Ｄｕｔｙがフル（３２／３２）の場合のパターン露光のイメージを示す図である。 （ａ）は解像度６００ｄｐｉのパターンの書込みマスク形状の別の例を示す図、（ｂ）は（ａ）のマスク形状でＬＤの露光Ｄｕｔｙがフル（６４／６４）の場合のパターン露光のイメージを示す図である。 （ａ）は解像度１２００ｄｐｉのパターンの本発明の書込みマスク形状の別の例を示す図、（ｂ）は（ａ）のマスク形状でＬＤの露光Ｄｕｔｙがフル（３２／３２）の場合のパターン露光のイメージを示す図である。 濃度制御パターン付着量水準を変化させたときの、現像装置の現像γ変化の感度を示したグラフである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明に係る画像形成装置の一例として、図１にタンデム型のカラー画像形成装置の構成例を示す。このカラー画像形成装置は、カラー複写機（または複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、スキャナの機能を有するカラー複合機）の一例であり、以下では、カラー複写機としての構成及び動作の概要を説明する。
図１において、カラー複写機１は、装置本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、該画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に位置する画像読取部１Ｃを有している。
画像形成部１Ａには、水平方向に延びる転写面を有する転写体としての中間転写ベルト２が配置されており、該中間転写ベルト２の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ））による像を担持可能な像担持体としての感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂが中間転写ベルト２の転写面に沿って並置されている。

各感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂはそれぞれ同じ反時計回り方向に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電手段としての帯電装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂ、各感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ上に画像情報に基づいて電位ＶＬの静電潜像を形成するための露光手段としての光書込装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂ、各感光体ドラム３上の静電潜像を該静電潜像と同極性のトナーで現像する現像手段としての現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂ、一次転写手段としての転写バイアスローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂ、印加電圧部材１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂ、クリーニング装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂが配置されている。尚、各符号に付記しているアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂは、感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂと同様、トナーの色別に対応している。そして各現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂには、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂのそれぞれのカラートナーが収容されている。

中間転写ベルト２は、複数のローラ２Ａ〜２Ｃに掛け回されて感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を備えている。転写面を支持するローラ２Ａ、２Ｂとは別のローラ２Ｃは、中間転写ベルト２を挟んで２次転写装置９に対向している。また、図１中、符号１０は中間転写ベルト２を対象としたベルトクリーニング装置を示している。

ここでイエローの画像形成を例に挙げて説明すると、感光体ドラム３Ｙの表面が帯電装置４Ｙにより一様に帯電され、画像読取部１Ｃからの画像情報に基づいて光書込装置５Ｙにより感光体３ドラムＹ上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した２成分（キャリアとトナー）現像装置６Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は第１の転写工程として、中間転写ベルト２上に、転写バイアスローラ７Ｙに印加された電圧による電界で引き付けられて転写される。
印加電圧部材１５Ｙは感光体ドラム３Ｙの回転方向における転写バイアスローラ７Ｙの上流側に設けられている。この印加電圧部材１５Ｙにより、中間転写ベルト２に感光体ドラム３Ｙの帯電極性と同極性で且つ絶対値がベタ時ＶＬより大きい電圧を印加し、転写領域にトナー像が入る以前に感光体ドラム３Ｙから中間転写ベルト２へトナーが転写することを防止して、感光体ドラム３Ｙから中間転写ベルト２へのトナーの転写時のチリによる乱れを防止する。

他の感光体ドラム３Ｍ、３Ｃ、３Ｂでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２上に順に転写されて重ね合わせられる。

転写後、各感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ上に残留したトナーはクリーニング装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂにより除去され、また、転写後図示しない除電ランプにより感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂの電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
２次転写装置９は、帯電駆動ローラ９Ａ及び従動ローラ９Ｂに掛け回されて中間転写ベルト２と同方向に移動する転写ベルト９Ｃを有している。
転写ベルト９Ｃを帯電駆動ローラ９Ａにより帯電させることで、中間転写ベルト２に重畳された多色画像あるいは担持されている単一色の画像をシート状記録媒体としての用紙２８に転写することができる。

２次転写位置には給紙部１Ｂから用紙２８が給送されるようになっている。給紙部１Ｂには用紙２８が積載収容される複数の給紙カセット１Ｂ１と、給紙カセット１Ｂ１に収容された用紙２８を最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ１Ｂ２と、搬送ローラ対１Ｂ３と、２次転写位置の上流に位置するレジストローラ対１Ｂ４等が設けられている。
給紙カセット１Ｂ１から給紙された用紙２８は、レジストローラ対１Ｂ４で一旦停止され、斜めずれ等を修正された後、中間転写ベルト２上のトナー像の先端と搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイミングでレジストローラ対１Ｂ４により２次転写位置に送られる。
装置本体の右側には起倒可能に手差しトレイ２９が設けられており、該手差しトレイ２９に収容された用紙２８は給紙コロ３１により給送された給紙カセット１Ｂ１からの用紙搬送路と合流する搬送路によりレジストローラ対１Ｂ４に向けて送られる。

露光手段である光書込装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂは、例えば半導体レーザ（ＬＤ）からなる光源と、ビーム整形光学系（コリメートレンズ、アパーチャ、シリンドリカルレンズ等）と、光偏向器（ポリゴンミラー等）と、走査結像光学系等を備えた光走査方式の光書込装置であり、画像読取部１Ｃからの画像情報あるいは図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像情報により各色に対応した書き込み光が制御されて感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂに対して画像情報に応じた書き込み光を出射して静電潜像を形成するようになっている。
画像読取部１Ｃは、自動原稿給送装置１Ｃ１と、原稿載置台としてのコンタクトガラス８０を有するスキャナ１Ｃ２等を有している。
自動原稿給送装置１Ｃ１は、コンタクトガラス８０上に繰り出される原稿を反転可能な構成を有し、原稿の表裏各面での走査が行えるようになっている。

光書込装置５により形成された感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ上の静電潜像は現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂによって可視像処理され、中間転写ベルト２に１次転写される。
中間転写ベルト２に対して各色毎のトナー像が重畳転写されると、２次転写装置９により用紙２８上に一括して２次転写される。２次転写された用紙２８は定着装置１１へ送られ、ここで熱と圧力により未定着画像を定着される。２次転写後の中間転写ベルト２上の残留トナーは、クリーニング装置１０により除去される。

定着装置１１を通過した用紙２８は、定着装置１１の下流側に設けられた搬送路切り換え爪１２により、排紙トレイ２７に向けた搬送路と反転搬送路ＲＰとに選択的に案内される。
排紙トレイ２７に向けて搬送された場合には、排紙ローラ対３２により排紙トレイ２７上に排出され、スタックされる。
反転搬送路ＲＰへ案内された場合には反転装置３８により反転され、再度レジストローラ対１Ｂ４に向けて送られる。

以上の構成により、カラー複写機１では、コンタクトガラス８０上に載置された原稿を露光走査することにより、あるいは外部のパーソナルコンピュータ等からの画像情報により、一様に帯電された感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂに対して静電潜像が形成され、該静電潜像が現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂによって可視像処理された後、トナー像が中間転写ベルト２に１次転写される。
中間転写ベルト２に転写されたトナー像は、単一画像の場合にはそのまま給紙部１Ｂから繰り出された用紙２８に転写される。
多色画像の場合には１次転写が繰り返されることにより中間転写ベルト２上で重畳された後、用紙２８に一括して２次転写される。
２次転写後の用紙２８は定着装置１１により未定着画像を定着された後、排紙トレイ２７に排出され、あるいは反転されて両面画像形成のために再度レジストローラ対１Ｂ４に向けて送られる。

以上のような構成の画像形成装置では、常に安定した画像濃度が得られるようにするために、例えば中間転写ベルト上に図３に示すようなトナーパッチ（白画像７０−１からベタ画像７０−ｎまでの濃度が異なる複数のパッチ）からなる濃度検知用の制御パターン（以下、濃度パターン又は濃度検知用パターンともいう）７０を作成し、その制御パターンのパッチ濃度を光学的検知手段（Ｐセンサと言う）４０により検知する。そして、画像形成装置の制御部は、その検知結果に基づいて現像ポテンシャルの変更（具体的には、半導体レーザ（ＬＤ）等の光源の露光パワー（または露光Ｄｕｔｙ）、帯電バイアス、現像バイアスの変更）等を行うようになっている。また、２成分現像方式の場合には、現像器内のトナー濃度制御目標値を変更することにより最大目標付着量（目標ＩＤを得るための付着量）が狙いの値となるような画像濃度制御を行っている。さらに、紙間で中間転写ベルト２上に作像した濃度検知パターンの付着量を光学的検知手段（Ｐセンサ）４０により検知して、画像濃度を一定に制御することを行っている。

なお、光学的検知手段（Ｐセンサ）４０の一例としては、図４に示すように、素子ホルダ５０内に、光源（例えば発光ダイオード（ＬＥＤ））５１と、正反射受光素子（フォトダイオード、フォトトランジスタ等）５２と、拡散反射受光素子（フォトダイオード、フォトトランジスタ等）５５とを備え、検知対象面５３上のトナーパッチ５４に光源５１からの光を照射し、トナーパッチ５４からの正反射光を正反射受光素子５２で受光し、トナーパッチ５４で拡散された拡散反射光を拡散反射受光素子５５で受光し、正反射光の受光量と拡散反射光の受光量とに基いてトナー付着量を検知し、画像濃度を検出している。画像濃度の具体的な検出方式としては、特許文献１に記載の検出方式と同様である。
また、本実施形態では、検知対象面を像担持体としての中間転写ベルト２としたが、各感光体ドラムを検知対象面としてもよい。この場合、Ｐセンサ４０は各感光体ドラムに対向して設けられる。

次に、本発明に係る画像形成装置の別の例として、１つの感光体ドラムとリボルバー方式の現像装置を用いて各色のトナー像を形成し、各トナー像を中間転写体に重ね合わせて転写した後、シート状記録媒体としての用紙上に一括転写する方式のカラー画像形成装置においても同様に実施することができる。その一例を図２に示す。
本実施形態では、図３に示す濃度検知用の制御パターン（Ｐパターン）７０が中間転写体としての中間転写ベルト４２６上に形成され、これを駆動ローラ４４４の近傍に配置されたＰセンサ４０により検出する。すなわち、中間転写ベルト４２６を検知対象面としている。

以下に、図２に示す画像形成装置としてのカラー複写機の構成、動作の概要を説明する。
図２に示すカラー複写機において、露光手段としての書き込み光学ユニット４００は、カラースキャナ２００からのカラー画像データを光信号に変換して原稿画像に対応した光書き込みを行い、像担持体である感光体ドラム４０２上に静電潜像を形成する。
該書き込み光学ユニット４００は、半導体レーザ（ＬＤ）４０４、ポリゴンミラー４０６とその回転用モータ４０８、走査結像光学系（ｆθレンズ４１０や反射ミラー４１２）等により構成されている。
感光体ドラム４０２は、矢印で示すように反時計回りの向きに回転され、その周囲には、感光体クリーニングユニット４１４、除電ランプ４１６、帯電ユニット４１８、電位センサ４２０、回転式現像装置４２２のうちの選択された現像器、現像濃度パターン検知器４２４、中間転写体としての中間転写ベルト４２６等が配置されている。

回転式現像装置４２２は、ブラック用現像器４２８、シアン用現像器４３０、マゼンタ用現像器４３２、イエロー用現像器４３４と、各現像器を回転させる図示しない回転駆動部を有している。
各現像器は、キャリアとトナーとの混合現像剤が入った、いわゆる２成分現像方式の現像器であり、上記実施形態で示した現像装置４と同様の構成を有している。
磁性キャリアの条件や仕様等も同様である。
待機状態では、回転式現像装置４２２は、ブラック現像の位置にセットされており、コピー動作が開始されると、カラースキャナ２００で所定のタイミングからブラック画像のデータの読み取りがスタートし、この画像データに基づいてレーザ光による光書き込み・静電潜像（ブラック潜像）の形成が始まる。

このブラック潜像の先端部から現像するために、ブラック用現像器４２８の現像位置に潜像先端部が到達する前に、現像スリーブを回転開始してブラック潜像をブラックトナーで現像する。感光体ドラム４０２にはマイナス極性のトナーが作像される。
そして、以後、ブラック潜像領域の現像動作を続けるが、潜像後端部がブラック現像位置を通過した時点で、速やかにブラックのための現像位置から次の色の現像位置まで、回転式現像装置４２２が回転する。当該動作は、少なくとも、次の画像データによる潜像先端部が到達する前に完了させる。

像形成サイクルが開始されると、まず、感光体ドラム４０２は矢印で示すように反時計回りの向きに、中間転写ベルト４２６は時計回りの向きに、図示しない駆動モータによって回転させられる。
中間転写ベルト４２６の回転に伴って、感光体ドラム４０２上でのブラックトナー像の形成と中間転写ベルト４２６への１次転写、シアントナー像の形成と中間転写ベルト４２６への１次転写、マゼンタトナー像の形成と中間転写ベルト４２６への１次転写、イエロートナー像の形成と中間転写ベルト４２６への１次転写が順次行われ、最終的にブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に、中間転写ベルト４２６上に重ねられ、トナー像が形成される。

中間転写ベルト４２６は、感光体ドラム４０２に対向する１次転写電極ローラ４５０、駆動ローラ４４４、２次転写ローラ４５４に対向する２次転写対向ローラ４４６、中間転写ベルト４２６の表面を清掃するベルトクリーニング手段４５２に対向するクリーニング対向ローラ４４８Ａの各支持部材間に張架されており、図示しない駆動モータにより駆動制御されるようになっている。
感光体ドラム４０２に順次形成されるブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像が中間転写ベルト４２６上で正確に順次位置合わせされ、これによって４色重ねのベルト転写画像が形成される。そして、このベルト転写画像は２次転写対向ローラ４４６により用紙に一括転写される。

給紙バンク４５６内の各記録紙カセット４５８、４６０、４６２には装置本体内のカセット４６４に収容された用紙のサイズとは異なる各種サイズの用紙が収容されており、これらのうち、指定されたサイズ紙の収容カセットから、該指定された用紙が給紙コロ４６６によってレジストローラ対４７０方向に給紙・搬送される。
また、図２において、符号４６８はＯＨＰ用紙や厚紙等のための手差し給紙トレイを示している。
像形成が開始される時期に、用紙は上記いずれかのカセットの給紙口から給送され、レジストローラ対４７０のニップ部で待機する。
そして、２次転写対向ローラ４４６に中間転写ベルト４２６上のトナー像の先端がさしかかるときに、丁度用紙先端がこの像先端に一致するようにレジストローラ対４７０が駆動され、用紙と像のレジスト合わせが行われる。

このようにして、用紙が中間転写ベルト４２６と重ねられて、トナーと同極性の電圧が印加される２次転写対向ローラ４４６の下を通過する。このとき、トナー画像が用紙に転写される。続いて、用紙は除電され、中間転写ベルト４２６から剥離して紙搬送ベルト４７２に移る。
中間転写ベルト４２６から４色重ねトナー像を一括転写された用紙は、紙搬送ベルト４７２によりベルト定着方式の定着装置４７０へ搬送され、この定着装置４７０で熱と圧力によりトナー像を定着される。定着を終えた用紙は排出ローラ対４８０で機外へ排出され、図示しないトレイにスタックされる。これにより、フルカラーコピーが得られる。

本実施形態では、画像濃度制御用の検知対象面を中間転写ベルト４２６とし、例えば中間転写ベルト４２６上に図３に示すようなトナーパッチ（白画像７０−１からベタ画像７０−ｎまでの濃度が異なる複数のパッチ）からなる濃度検知用の制御パターン（濃度検知パターン）７０を作成し、その制御パターンのパッチ濃度を光学的検知手段（例えば図４に示すような構成のＰセンサ）４０により検知する。そして、画像形成装置の制御部は、その検知結果に基づいて現像ポテンシャルの変更（具体的には、半導体レーザ（ＬＤ）等の光源の露光パワー（または露光Ｄｕｔｙ）、帯電バイアス、現像バイアスの変更）等を行うようになっている。また、２成分現像方式の場合には、現像器内のトナー濃度制御目標値を変更することにより最大目標付着量（目標ＩＤを得るための付着量）が狙いの値となるような画像濃度制御を行っている。さらに、紙間で中間転写ベルト４２６上に作像した濃度検知パターンの付着量を光学的検知手段（Ｐセンサ）４０により検知して、画像濃度を一定に制御することを行っている。
なお、本実施形態でも、検知対象面を像担持体としての中間転写ベルト４２６としたが、感光体ドラム４０２を検知対象面としてもよい。この場合、Ｐセンサ４０は感光体ドラム４０２に対向して設けられ、現像濃度パターン検知器４２４がこれに相当する。

上記の各実施形態では、粉体としてトナーを用いる画像濃度制御方法を例示したが、トナー以外の粉体を扱う画像濃度制御方法においても同様の処理方式により同様の検知機能を得ることができる。

次に、以上のような画像形成装置で実施される本発明の画像品質制御方法について説明する。
本発明に係る画像品質制御方法では、像担持体である感光体に潜像画像を作像する露光手段と、作像解像度に応じて露光対象のマスク形状を切替可能な露光制御手段（画像形成装置の制御部）を用い、露光手段で感光体上に制御パターンを作像し、該制御パターンを現像手段で現像し、その現像された制御パターン（感光体上の制御パターン、または中間転写ベルトに転写された制御パターン）を前述の光学的検知手段（Ｐセンサ）４０により検知し、その検知情報をもとに画像濃度を制御して画像品質を維持する。

ここで、図１や図２に示したようなカラー画像形成装置では、画像濃度の変動が色味変動につながるために、画像濃度を安定させるべく、濃度検知用の制御パターン（濃度検知パターン）のトナー付着量を正確に検知し、濃度制御することが重要となる。また、複数の解像モードを備えた画像形成装置において、従来の濃度検知用パターンの作像方法として、解像度が切り替わったときに露光パワーもしくは露光Ｄｕｔｙ（単位面積あたりの露光時間）を調節する方法が知られている。しかしながら、この方法では、露光装置（前述の光書込装置５や書き込み光学ユニット４００）ごとに露光量がばらついてしまうため、濃度検知パターンを一定に保つことができない。
そこで本発明は、解像度が切り替わっても、露光強度、露光Ｄｕｔｙなどの露光装置のばらつきに影響されることなく、制御パターンの露光量を一定にできるようにするものである。以下、具体的な実施例について説明する。

本実施例では、紙間で濃度制御用の制御パターンをハーフトーンで作像する画像形成装置の構成例で説明する。本実施例では、露光手段である露光装置（前述の光書込装置５または書き込み光学ユニット４００）は以下のような構成となっている。
光源としては半導体レーザ（ＬＤ）を用い、
・ＬＤスポット径はφ５０μｍ
・ＬＤの露光パワーを２５６段階で変更可能
・ＬＤの露光Ｄｕｔｙを、主走査方向に６４段階で変更可能（６００ｄｐｉ １枡）
・ＬＤの露光Ｄｕｔｙを、主走査方向に３２段階で変更可能（１２００ｄｐｉ １枡）
とした。
図５（ａ）は、解像度が６００ｄｐｉの制御パターンの書込みマスク形状の一例である。この例では、一つの制御パターンを升目が４×４のドットマトリクスで構成し、制御パターンをハーフトーンで作像するので、露光部と非露光部が１：１の横ラインのマスク形状としている。また、ＬＤの露光Ｄｕｔｙがフル（６４／６４）の場合、パターン露光のイメージは図５（ｂ）のようになる。

従来の制御方式では、解像度が１２００ｄｐｉに切り替わった場合、一つの制御パターンは升目が８×８のドットマトリクスで構成され、図６（ａ）のように見た目のマスク形状が６００ｄｐｉと同じになるように設定（露光部と非露光部が２：２の横ラインに設定）し、ＬＤの露光Ｄｕｔｙを短く、もしくはＬＤの露光パワーを弱める方法で、解像度切り替え前後の露光条件が一定になるようにしていた。しかし、露光装置ごとにＬＤの露光Ｄｕｔｙに対する露光量、もしくはＬＤの露光パワーに対する露光量はばらついてしまうため、解像度切り替え前後の露光条件は完全に一定にはできないという課題があった。
なお、図６（ｂ）は、解像度切り替え後の露光量が同じになるよう、ある露光装置の実験値からＬＤの露光Ｄｕｔｙを２０／３２としたときのパターン露光のイメージである。

本実施例では、ＬＤの露光ＤｕｔｙやＬＤの露光パワーを固定したまま、マスク形状を変更することで解像度切り替え前後のパターン露光条件が完全に一致するようにした。
すなわち本実施例では、作像解像度が解像度Ａのときと解像度Ｂのときとで、露光装置の露光強度、露光Ｄｕｔｙを変えず、制御パターンのマスク形状を切り替えることで、制御パターンの露光量を同じにする。
具体的には、露光スポット径が解像度によらず１通りで、解像度Ａに対して解像度Ｂが密度ｎ倍の場合に、制御パターンの露光条件を、
・解像度Ａのパターンの露光Ｄｕｔｙ：フル
・解像度Ｂのパターンの露光Ｄｕｔｙ：フル
・解像度Ｂのパターンの露光パワー：解像度Ａと同じ
・解像度Ｂのパターンのマスク形状：解像度Ａのパターンの升目に対して、副走査方向に１／ｎ枡分、主走査方向に１升分
とした。

次に本実施例では、上記のパターンの解像度が６００ｄｐｉ，１２００ｄｐｉの２通りの場合には、露光条件を、
・１２００ｄｐｉのパターンのマスク形状：６００ｄｐｉの升目に対して、副走査方向に１／２枡分、主走査方向は１升分
とした。
さらに、上記のパターンの解像度が６００ｄｐｉ，１２００ｄｐｉの２通りの場合には、露光条件を、
・６００ｄｐｉのパターンのマスク形状：１：１横ライン
・１２００ｄｐｉのパターンのマスク形状：１：３横ライン
とするか、あるいは、
・６００ｄｐｉのパターンのマスク形状：２：２横ライン
・１２００ｄｐｉのパターンのマスク形状：１〜４段まで１：１横ライン、５〜８段までなし
とした。

具体的には、図５（ａ）、（ｂ）の６００ｄｐｉ：１マスクに対して、図７（ａ）では、１２００ｄｐｉ切り替え時に、ＬＤの露光Ｄｕｔｙをフル（３２／３２）で、マスク形状を露光部と非露光部が１：３の横ラインにした。このときのパターン露光条件は、図７（ｂ）のようになり、マスク形状は異なるもの、６００ｄｐｉ（図５（ｂ））と見かけ上、全く同じ条件でパターンを露光することができた。
また、マスク形状のレジスタ設定数に限りがあって、例えば４×４ドットマトリクスのマスクの連続でなければ濃度制御パターンを作像できない制約がある場合でも、図５（ａ）と図７（ａ）の組み合わせであれば支障がない。
なお、図６（ａ）も４×４ドットマトリクスのマスクの設定制限は支障がないが、先に述べたように、露光装置のばらつきで露光量を一定にできない。

もしマスク形状のレジスタ設定制限が無い場合には、図８（ａ）のように６００ｄｐｉのマスク形状を露光部と非露光部が２：２の横ラインとする。そしてＬＤの露光Ｄｕｔｙは図８（ｂ）のようにフル（６４／６４）とする。また、図９（ａ）のように１２００ｄｐｉのマスク形状は１〜４段まで露光部と非露光部が１：１の横ラインとし、５〜８段までは露光部なしとする。また、図９（ｂ）のように、ＬＤの露光Ｄｕｔｙはフル（３２／３２）とする。この場合も、パターン露光条件は、図８（ｂ）、図９（ｂ）に示すとおり解像度切り替え前後で、見かけ上、全く同じにすることができ、かつ、以下のような効果を得られる。

図１０は濃度制御パターン付着量の水準を変化させたときの、現像装置の現像γ変化の感度を示したグラフである。６００ｄｐｉで露光部と非露光部が１：１の横ラインのマスクよりも２：２の横ラインのマスクの方が感度が高い。その理由は、１：１の横ラインのマスクはライン間の隙間が狭いためにすぐに付着量が増加してしまう、つまり感度が鈍いが、２：２の横ラインのマスクはライン間の隙間が広いため感度が高いためである。よって、濃度制御パターンを変化させて現像γをコントロールするような場合には、露光部と非露光部が１：１の横ラインのマスクよりも２：２の横ラインのマスクの方が、精度よく現像γをコントロールすることができる。

最後に、本実施例では濃度制御パターンの露光条件について詳しく述べたが、一般に知られているトナー吐き出しパターンなどの異常画像防止制御などにも応用可能であることはいうまでもない。

１：カラー複写機（画像形成装置）
１Ａ：画像形成部
１Ｂ：給紙部
１Ｃ：画像読取部
２：中間転写ベルト
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ：感光体ドラム（像担持体）
４Ｙ、４Ｍ，４Ｃ、４Ｂ：帯電装置
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂ：光書込装置（露光手段）
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂ：現像装置
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂ：転写バイアスローラ
８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂ：クリーニング装置
９：２次転写装置
１１：定着装置
４０：Ｐセンサ（光学的検知手段）
２００：カラースキャナ
４００：書き込み光学ユニット（露光手段）
４０２：感光体ドラム（像担持体）
４１４：クリーニングユニット
４１８：帯電ユニット
４２２：回転式現像装置
４２６：中間転写ベルト
４５４：２次転写ローラ
４５６：給紙バンク
４７０：定着装置

特願２００３−１５１２１９号公報

Claims (6)

1. 像担持体に潜像画像を作像する露光手段と、作像解像度に応じて露光対象のマスク形状を切替可能な露光制御手段を用い、前記露光手段で前記像担持体上に制御パターンを作像し、該制御パターンを現像手段で現像し、その現像された制御パターンを光学的検知手段により検知し、その検知情報をもとに画像濃度を制御して画像品質を維持する画像品質制御方法において、
   前記作像解像度が解像度Ａのときと解像度Ｂのときとで、前記露光手段の露光強度、露光Ｄｕｔｙを変えず、制御パターンのマスク形状を切り替えることで、前記制御パターンの露光量を同じにすることを特徴とする画像品質制御方法。
2. 請求項１に記載の画像品質制御方法において、
   前記露光手段の露光スポット径が解像度によらず１通りで、前記解像度Ａに対して前記解像度Ｂが密度ｎ倍の場合に、前記制御パターンの露光条件を、
   ・前記解像度Ａのパターンの露光Ｄｕｔｙ：フル
   ・前記解像度Ｂのパターンの露光Ｄｕｔｙ：フル
   ・前記解像度Ｂのパターンの露光パワー：解像度Ａと同じ
   ・前記解像度Ｂのパターンのマスク形状：解像度Ａのパターンの升目に対して、副走査方向に１／ｎ枡分、主走査方向に１升分
   としたことを特徴とする画像品質制御方法。
3. 請求項１または２に記載の画像品質制御方法において、
   前記パターンの解像度が６００ｄｐｉ，１２００ｄｐｉの２通りの場合に、前記露光条件を、
   ・１２００ｄｐｉのパターンのマスク形状：６００ｄｐｉの升目に対して、副走査方向に１／２枡分、主走査方向は１升分
   としたことを特徴とする画像品質制御方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載の画像品質制御方法において、
   前記パターンの解像度が６００ｄｐｉ，１２００ｄｐｉの２通りの場合に、前記露光条件を、
   ・６００ｄｐｉのパターンのマスク形状：露光部と非露光部が１：１の横ライン
   ・１２００ｄｐｉのパターンのマスク形状：露光部と非露光部が１：３の横ライン
   としたことを特徴とする画像品質制御方法。
5. 請求項１〜３のいずれか一つに記載の画像品質制御方法において、
   前記パターンの解像度が６００ｄｐｉ，１２００ｄｐｉの２通りの場合に、前記露光条件を、
   ・６００ｄｐｉのパターンのマスク形状：露光部と非露光部が２：２の横ライン
   ・１２００ｄｐｉのパターンのマスク形状：１〜４段まで露光部と非露光部が１：１の横ライン、５〜８段まで露光部なし
   としたことを特徴とする画像品質制御方法。
6. 像担持体と、該像担持体に潜像画像を作像する露光手段と、作像解像度に応じて露光対象のマスク形状を切替可能な露光制御手段を備え、請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像品質制御方法を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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