JP2019035827A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。
図1は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。
このプリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック(以下、Y、C、M、Kと記す。)用の4つの画像形成ユニット1Y,1C,1M,1Kを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のY、C、M、Kのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
画像形成ユニット1Yは、感光体ユニット2Yと現像ユニット7Yとを有している。感光体ユニット2Y及び現像ユニット7Yは、画像形成ユニット1Yとして一体的にプリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。ただし、プリンタ本体から取り外した状態では、現像ユニット7Yを感光体ユニットに対して着脱することができる。
トナー補給量の調整は、補給制御手段として機能する制御部100の補給制御部102により、トナー補給装置70のトナー補給部材を駆動する駆動源71Yの駆動タイミング、駆動時間、駆動速度等を制御することで行う。なお、トナー補給部材は、駆動源71Yの駆動力によりトナー補給口17Y(図2参照)からY現像剤へのトナー供給を調整できるものであれば、公知のものを広く利用できる。
光学センサ48は、実装基板に実装された発光手段としてのLED48aと、正反射光受光手段としての正反射光受光素子48bと、拡散反射光受光手段としての拡散反射光受光素子48c、これらの発光手段及び受光手段を収容して外乱光の入射を防止するケース48d等を有している。ここでは、黒色の樹脂で成型したケース48dを用いている。LED48aは正反射光受光素子48bと拡散反射光受光素子48cとの間に配置されている。発光手段の例としてはレーザダイオード、受光手段としてはフォトトランジスタ、フォトダイオードなどが用いられる。LED48a、正反射光受光素子48b、拡散反射光受光素子48cは、実装基板の面方向に対して平行な方向に向いて実装されている。正反射光受光素子48bは、LED48aから照射されて中間転写ベルト41で反射した正反射光を受光する。拡散反射光受光素子48cは拡散反射光を受光する。
本実施形態の制御部100は、プロセスコントロール(非画像形成動作中の調整制御)を制御するプロセスコントロール部111、後述する印刷時調整制御(画像形成動作中の調整制御)を行う印刷時調整部112、印刷時調整制御に用いる電位情報を取得するための後述する非印刷時処理を制御する非印刷時処理部113、後述する画像濃度ムラ抑制制御を行う画像濃度ムラ抑制制御部114などによって構成される。制御部100の機能は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等によって実現される。
本実施形態における画像形成装置では、電源投入時や所定数の画像形成後などの所定のタイミングで、各色の画像濃度を適正化するために調整制御(プロセスコントロール)が実行される。プロセスコントロールでは、帯電バイアスや現像バイアスを切り替えることにより、互いに濃度の異なるトナーパターンからなる階調パターンのトナー付着量を、中間転写ベルト41の駆動ローラ47に巻き付けられたベルト部分に対向するように配置されるトナー付着量検知手段としての光学センサ48により検知する。具体的には、光学センサ48(図1参照)の出力電圧をトナー付着量に変換して各階調パターンのトナー付着量を検知する。その検知結果は、現像能力を表す現像γや現像開始電圧Vkの算出に用いられ、その算出値に基づき、帯電バイアス、現像バイアス、露光強度、トナー濃度制御目標値などの作像条件を調整する制御を行う。なお光学センサは中間転写ベルト41のトナー付着量検知に代え感光体3上のトナー付着量検知でもよい。
このプロセスコントロールは、帯電バイアスVc、露光強度LDP、現像バイアスVb及びトナー濃度制御基準値Vtrefを補正して、画像濃度を安定させるために行われる。電源投入時や所定枚数通紙後などの所定の実施タイミングになると、各種モータや各種デバイスのバイアスがオンされ、プロセスコントロールを実行するための準備が行われる(S1)。そして、必要に応じて、光学センサ48−1〜48−4のLED48aの駆動電流を調整するセンサ校正処理を実施する(S2)。このセンサ校正処理では、中間転写ベルト41の表面にLED48aから光を照射し、その正反射光を正反射光受光素子48bで検出し、検出した正反射光出力が4[V]になるようにLED48aの駆動電流を調整する。以下、このセンサ校正処理を「Vsg調整」という。ただし、Vsg調整には時間がかかるため、簡易的には、前回のVsg調整時の駆動電流値を用いて中間転写ベルト41の表面に規定の時間だけLED48aから光を照射し、検出した正反射光出力の平均値Vsg_aveを求め、この平均値Vsg_aveが所定の範囲内であれば、前回のVsg調整時の駆動電流値をそのまま使用するようにしてもよい。
このトナー濃度センサ出力値Vtは、現時点における現像剤中のトナー濃度を示すものである。
階調パターンの一例としては、主走査方向長さが10[mm]、副走査方向長さが14.4[mm]、パターン間隔が5.6[mm]である階調パターンが挙げられる。作成する各色の階調パターンのパターン数は、各色画像形成ユニット1の一次転写位置間の距離(各色感光体3間の中心間距離)内に収まる数とするのが好ましい。作成する各色の階調パターンの全体長さ(副走査方向の全体長さ)がこの距離(以下「ユニット間距離」という。)よりも長いと、各色の階調パターンの作成を同時に始めたときに他の色の階調パターンと重なる事態が生じてしまうので、各色の階調パターンの作成開始時期をずらす必要が生じ、その結果、処理時間の増大を招くからである。
作成した各色階調パターンは、中間転写ベルト41に一次転写されることで、中間転写ベルト41上に互いに異なる主走査方向位置に形成され、各光学センサ48−1〜48−4で各色の階調パターンのトナー付着量を検知する。本実施形態では、Kの階調パターンについては正反射光受光素子48bの出力値(正反射光量)のみからトナー付着量を検知し、C、M、Yの階調パターンについては正反射光受光素子48bの出力値(正反射光量)と拡散反射光受光素子48cの出力値(拡散反射光量)の両方からトナー付着量を検知する。
この変換処理は、予め用意されているトナー付着量変換テーブルを用いて、各パターンについてのトナー付着量検出値Vspを、トナー付着量に換算する。
現像ポテンシャルとトナー付着量との関係は、図8に示すように、横軸に現像ポテンシャルをとり、縦軸にトナー付着量をとったグラフにおいて、一次直線式に近似される。この近似には、例えば最小二乗法などを用いることができる。このように近似される一次直線式の傾きを「現像γ」といい、横軸の切片を「現像開始電圧Vk」という。このようにして求められる現像γ及び現像開始電圧Vkは、前記一次直線式を特定するパラメータであり、現時点における現像能力を示す指標値である。
具体的には、前記処理ステップS7で求めた現像γと、前記処理ステップS3で取得したトナー濃度センサ10の出力値Vtとから、トナー濃度制御基準値(Vtref)を補正する。まず、前記処理ステップS7で求めた現時点の現像γが、予め決められている目標の現像γからどの程度外れているかを確認するため、そのγズレ量Δγを、Δγ=(現時点の現像γ)−(目標の現像γ)から算出する。γズレ量Δγが目標範囲を外れていると、前記処理ステップS7で求めた現時点の現像γから算出される現像バイアスVbが設定可能な範囲を超えたり、算出される帯電バイアスVcが設定可能な範囲を超えたり、あるいは、設定可能な範囲内で現像バイアスVb及び帯電バイアスVcが設定できる場合でも異常画像が発生したりする。トナー濃度制御基準値Vtrefを補正することで、現像剤中のトナー濃度が変わり、現像γを変えることができる。よって、γズレ量Δγが目標範囲を外れている場合には、γズレ量Δγが小さくなるように、トナー濃度制御基準値(Vtref)を補正する。
本実施形態では、画像濃度ムラ検知用パターンを作成して、光学センサ48−1〜48−4により画像濃度ムラ検知用パターン(以下「ムラ検知パターン」という。)のトナー付着量を検知し、その検知結果から副走査方向の画像濃度ムラを特定して、その画像濃度ムラを抑制するように作像条件を制御する補正制御パターンに従って画像濃度ムラ抑制制御を実施する。この画像濃度ムラ抑制制御における補正制御パターンの作成処理は、非画像形成動作期間中において、上述したプロセスコントロールの前又は後で実施するが、上述したプロセスコントロールとは別のタイミングで実施してもよい。
図9では、各色のムラ検知パターンは、4つの光学センサ48−1〜48−4の主走査方向位置にそれぞれ対応する中間転写ベルト41上の位置に形成され、これにより、各光学センサ48−1〜48−4でそれぞれの色のムラ検知パターンについてのトナー付着量を検知する。各色のムラ検知パターンの副走査方向長さは、感光体3の回転周期で生じる画像濃度ムラを検出するために感光体3の周長以上の長さに設定される。本実施形態では、感光体3の周長の約3倍の長さに設定されている。なお、図2のように現像ローラ12の周長は感光体3の周長よりも短いため、感光体3の周長以上の長さに設定されたムラ検知パターンで、現像ローラ12の回転周期で生じる画像濃度ムラもあわせて検出可能である。
このグラフは、1つのムラ検知パターンのトナー付着量を光学センサ48で検知した結果(トナー付着量検知信号)を、縦軸にトナー付着量[mg/cm2×1000]をとり、横軸に時間をとったグラフで表したものである。また、このグラフには、現像ローラ12の回転位置(回転位相)の検出信号も併せて記載してある。なお、現像ローラ12の回転位置(回転位相)は、現像ローラ12の回転軸に固定した遮光板の切り欠き部をフォトインタラプタで検知している。
画像濃度ムラ抑制制御の実施タイミング、例えば感光体や現像ローラを交換したタイミングが到来したら、まず、各色のムラ検知パターンを作成し、各色のムラ検知パターンのトナー付着量を検知する(S11)。このとき、各回転体(感光体3、現像ローラ12、中間転写ベルト41、二次転写ローラ50等)の線速は画像形成動作時と同じ線速で駆動し、70%の画像濃度となる作像条件で各色のムラ検知パターンを中間転写ベルト41上に作成する。そして、光学センサ48により中間転写ベルト41上のムラ検知パターンのトナー付着量を検知し、その検知結果(トナー付着量検知信号)を得る。
S(t) = S1(t) + S2(t) ・・・(1)
S1(t) = A1 × f1(t) ・・・(2)
S2(t) = A2 × f2(t) ・・・(3)
図12に示すグラフには、感光体3の2回転周期分の補正制御パターンS1(t)が、感光体3の回転位置検出信号と感光体3の回転周期の画像濃度ムラ成分f1(t)とともに記載されている。図12は、回転位置検出信号に従って周期的に生じる画像濃度ムラの画像濃度ムラ成分f1(t)が、感光体3の回転周期の補正制御パターンS1(t)とは逆位相となり、画像濃度ムラ成分f1(t)を打ち消していることを示しており、このような補正制御パターンS1(t)が図11に示した処理によって決定される。
非画像形成動作期間には、感光体3上に調整用パターンを作成し、その調整用パターンに関する電位情報を用いて作像条件の設定値を調整する。そのため、まず、非画像形成動作期間中に感光体3上に作成する調整用パターンに関する電位情報を取得し、取得した電位情報から、印刷時調整制御での作像条件の設定値の調整に利用する各種推定式を算出する非印刷時処理について説明する。
この非印刷時処理では、まず、非画像形成動作期間中(例えばプロセスコントロール直後のタイミング)に、帯電バイアスVc及び露光強度LDPを異ならせた複数の組み合わせを用いて、100%の画像面積率で複数の調整用パターンを感光体3の表面に作成する(S21,S22)。そして、感光体3の表面に対向する位置に配置されている電位検知手段としての電位センサ18により、各調整用パターンの露光部電位VLと地肌部電位Vdを検知する(S23)。電位センサ18は、例えば、図2に示すように、感光体回転方向において、書込ユニット20による露光位置と現像ユニット7による現像領域との間の感光体表面部分に対向するように配置され、帯電装置5による帯電処理及び書込ユニット20による露光処理の後であって現像ユニット7による現像処理の前の感光体3の表面上の電位を検知する。
VL = fVL{Vc,LDP} ・・・(4)
Vd = fVd{Vc} ・・・(5)
まず、各調整用パターン作成時の帯電バイアスVcの設定値と予め実験等で決められている地肌ポテンシャルの値とから、各調整用パターン作成時の現像電位(現像バイアス)Vbを、以下の式(6)から算出する。
Vb = Vc − (地肌ポテンシャル) ・・・(6)
MaxPot = g1{Vc,LDP} ・・・(7)
図16は、図6の印刷時調整部112によって制御される印刷時調整制御の動作の流れを示すフローチャートである。
印刷時調整制御は、所定数の画像形成後や、画像形成動作期間が開始してから所定時間経過後などの所定の時期で、画像形成動作期間中に実行される。画像形成動作期間中とは、例えば、複数の単票紙それぞれに形成される複数の画像を連続して形成する動作期間中や、連続帳票紙に形成される複数の画像を連続して形成する動作期間中であるが、本実施形態では、単票紙に画像を形成するので、前者を意味する。
g1{Vc,LDP} = NewMaxPot ・・・(8)
前記式(8)を満たす帯電バイアスVcと露光強度LDPの組み合わせは、図19に示すグラフ上の太い実線によって示される。この太い実線は、図19に示すグラフ上で現像ポテンシャル推定式を示す面を、目標の現像ポテンシャルNewMaxPotの高さ(Z軸)で切り取って得られる線(図中太い破線)を、X−Y平面に投影したものである。この太い実線上の帯電バイアスVcと露光強度LDPの組み合わせを設定することで、ベタ画像濃度におけるトナー付着量を目標トナー付着量に近付ける修正をする。
Vb = MaxPot + VL ・・・(9)
次に、上述した実施形態における印刷時調整制御の一変形例(以下、本変形例を「変形例1」という。)について説明する。
上述した実施形態では、印刷時調整制御に用いるテストトナー像は、ベタ画像濃度用のテストトナー像のみであったが、本変形例1では、複数の画像濃度(ベタ画像濃度(画像面積率100%)と中間調画像濃度(画像面積率50%))に対応する2種類のテストトナー像を用いて印刷時調整制御を実行する。なお、複数の画像濃度は、互いに異なる画像濃度であれば、ベタ画像濃度を含む必要はなく、中間調画像濃度も50%に限るものではない。例えば、画像面積率30%の中間調画像濃度について優先的に目標濃度に近付けたい場合には、画像面積率30%の中間調画像濃度に対応するテストトナー像を用いればよい。
本変形例1の非印刷時処理は、図6に示す非印刷時処理部113により実施され、まず、上述した実施形態と同じく、帯電バイアスVc及び露光強度LDPを異ならせた複数の組み合わせを用いて、100%の画像面積率で複数の調整用パターンを感光体3の表面に作成し(S41,S42)、その電位情報(ベタ露光部電位VLと地肌部電位Vd)を取得する(S43)。これに続けて、今度は、帯電バイアスVc及び露光強度LDPを異ならせた複数の組み合わせを用いて、50%の画像面積率で複数の調整用パターンを感光体3の表面に作成し(S44,S45)、その電位情報(中間調露光部電位VpL)を取得する(S46)。
また、地肌部電位Vdを推定するためのVd推定式も、上述した実施形態と同様、前記式(5)に示すように、検知した地肌部電位Vdと、ベタ画像濃度用の各調整用パターン作成時の帯電バイアスVcの設定値とから算出される(S48)。
VpL = fVpL{Vc,LDP} ・・・(10)
HtPot = g2{Vc,LDP} ・・・(11)
図21は、本変形例1の印刷時調整制御の動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、図16に示したフローチャートに代わるものである。
印刷時調整制御を実行する時期が到来したら、所定のタイミングで、非画像形成領域に各色のテストトナー像を作成するが、本変形例1では、上述のとおり、複数の画像濃度(ベタ画像濃度(画像面積率100%)と中間調画像濃度(画像面積率50%))に対応する2種類のテストトナー像を作成する(S51)。
g2{Vc,LDP} = NewHtPot ・・・(12)
このグラフは、縦軸に帯電バイアスVcをとり、横軸に露光強度LDPをとり、前記式(8)を満たす帯電バイアスVc及び露光強度LDPの組み合わせをg1のグラフで示し、前記式(12)を満たす帯電バイアスVc及び露光強度LDPの組み合わせをg2のグラフで示したものである。前記式(8)と前記式(12)のいずれも満たす帯電バイアスVc及び露光強度LDPの値は、図28のグラフ上のAで示す値となる。
このグラフは、縦軸に帯電バイアスVcをとり、横軸に露光強度LDPをとり、ベタ画像濃度について目標トナー付着量が得られる帯電バイアスVc及び露光強度LDPの組み合わせをg1のグラフで示し、第一中間調画像濃度(画像面積率50%)について目標トナー付着量が得られる帯電バイアスVc及び露光強度LDPの組み合わせをg2のグラフで示し、第二中間調画像濃度(画像面積率30%)について目標トナー付着量が得られる帯電バイアスVc及び露光強度LDPの組み合わせをg3のグラフで示したものである。
次に、上述した実施形態における印刷時調整制御の他の変形例(以下、本変形例を「変形例2」という。)について説明する。
上述した実施形態では、印刷時調整制御において現時点の現像γを算出する際、算出した現時点の現像ポテンシャルMaxPotと光学センサ48−1〜48−4の計測値とから定まる一点と、現像開始電圧Vkから定まる一点とを結ぶ直線を引き、この直線の傾きが現像γとして算出する。このときに用いる現像開始電圧Vkは、プロセスコントロールの際に取得した現像開始電圧Vkであるが、この現像開始電圧Vkが印刷時調整制御で現時点の現像γを算出するにあたって不適切な値であるおそれがある。
プロセスコントロール時における現像開始電圧Vkについては、広範囲の画像濃度にわたって作成される階調パターンの現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を近似した一次直線式から、現像開始電圧Vk(一次直線式の横軸切片)が導出される。ここで、現像ポテンシャルとトナー付着量との関係は、例えば現像剤の種類や状態などによっては、低画像濃度から高画像濃度までの範囲にわたって一定ではなく、画像濃度範囲によって異なる場合がある。
本変形例2の非印刷時処理では、上述した実施形態と同様に、まず、帯電バイアスVc及び露光強度LDPを変更しつつも同じ画像濃度が得られるように作成された各調整用パターンについての露光部電位VLと地肌部電位Vdを電位センサ18により検知する(S61〜S63)。本変形例2の各調整用パターンは、中間調画像濃度(画像面積率が50%)が得られるように、帯電バイアスVc及び露光強度LDPを変更して作成される。
次に、上述した実施形態における印刷時調整制御の更に他の変形例(以下、本変形例を「変形例3」という。)について説明する。
上述した変形例2のように、非印刷時処理時において、調整用パターンに関する電位情報(露光部電位VLと地肌部電位Vd)を取得するだけでなく、その調整用パターンを現像したときのトナー付着量も光学センサ48−1〜48−4により取得する場合、そのトナー付着量の計測誤差が問題になるおそれがある。
本変形例3では、まず、画像濃度ムラ抑制制御を実行しない状態で、上述した変形例2と同様に、調整用パターンについての露光部電位VLと地肌部電位Vdを作成して電位センサ18により検知する(S71〜S73)。そして、VL推定式(前記式(4))、Vd推定式(前記式(5))、ベタ現像ポテンシャルMaxPotを推定するための現像ポテンシャル推定式(前記式(7))を算出する(S74〜S76)。なお、この調整用パターンについてのトナー付着量の計測は行わない。
次に、上述した実施形態における印刷時調整制御の更に他の変形例(以下、本変形例を「変形例4」という。)について説明する。
上述した実施形態の印刷時調整制御では、テストトナー像のトナー付着量の計測結果に基づいて、作像条件(帯電バイアスVc、露光強度LDP、現像バイアスVb)の設定値の調整を行うが、各設定値の調整可能範囲には制限がある。そのため、算出された調整後の設定値が調整可能範囲を超えている場合、その作像条件(帯電バイアスVc、露光強度LDP、現像バイアスVb)だけでは、目標の画像濃度を得ることができない。そこで、本変形例4では、算出された調整後の設定値が調整可能範囲を超えている場合には、トナー濃度目標値(トナー濃度センサ10の出力電圧目標値Vtref)を調整する。
印刷時調整制御を実行する時期が到来したら、上述した実施形態と同様に、所定のタイミングで、非画像形成領域に各色のテストトナー像TY,TC,TM,TKを作成し(S91)、そのテストトナー像のトナー付着量を光学センサ48−1〜48−4によって検知する(S92)。そして、非印刷時処理で算出した現像ポテンシャル推定式(前記式(7))を用いて、テストトナー像作成時の帯電バイアスVc及び露光強度LDPの設定値から、現時点の現像ポテンシャルMaxPotを算出する(S93)。また、算出した現像ポテンシャルMaxPotと、光学センサ48−1〜48−4によるテストトナー像のトナー付着量検知結果(計測値)と、上述したプロセスコントロールの際に取得した現像開始電圧Vkとを用いて、現時点の現像γを算出する(S94)。
次に、上述した実施形態における印刷時調整制御の更に他の変形例(以下、本変形例を「変形例5」という。)について説明する。
印刷時調整制御において、作像条件の設定値を直前の設定値から大きく変更する調整を行うと、その調整前後における出力画像の濃度が大きく変わるため、これを抑制するうえでも、調整量を制限することが好ましい。そこで、本変形例5は、各作像条件(帯電バイアスVc、露光強度LDP、現像バイアスVb)に対して予め最大調整量を設け、その最大調整量を超える調整量が算出されたときには、その最大調整量を超えて設定値が調整されることがないように調整する。
このグラフは、縦軸に帯電バイアスVcをとり、横軸に露光強度LDPをとったもので、上述した変形例1における図28に示したグラフの帯電バイアスVcと露光強度LDPの調整後の値A(ベタ画像濃度についても中間調画像濃度についても目標トナー付着量が得られる値)の付近を拡大したものに相当する。図34に示すように、帯電バイアスVcと露光強度LDPの設定値を調整後の目標値Aにするには最大調整量を超えて調整する必要がある。
図35に示す例は、露光強度LDPの設定値のみに最大調整量ELDPを設けたものである。この例では、露光強度LDPの設定値を調整後の目標値Aにするには最大調整量を超えて調整する必要がある。この場合、まず、露光強度LDPの設定値を最大調整量ELDPだけ調整した後、ベタ現像ポテンシャル推定式(前記式(8))又は中間調現像ポテンシャル推定式(前記式(12))のいずれかを選択し、選択された推定式と調整後の露光強度LDPの設定値とから、ベタ画像濃度又は中間調画像濃度のいずれかについて目標トナー付着量が得られる帯電バイアスVcを算出し、帯電バイアスVcの設定値はその算出値に調整する。
図36に示す例も、露光強度LDPの設定値のみに最大調整量ELDPを設けたものである。ただし、露光強度LDPの設定値を最大調整量だけ調整した後、帯電バイアスVcの設定値を、ベタ画像濃度について目標トナー付着量が得られる値Vc1と中間調画像濃度について目標トナー付着量が得られる値Vc2との平均値に調整する。
まず、非印刷時処理で算出した現像ポテンシャル推定式(前記式(8))より、Vc/LDPの値Slopeを算出する。このとき、現像ポテンシャル推定式が一次式であれば、その傾きを求めればよいが、現像ポテンシャル推定式が多項式である場合には、例えば、修正前の帯電バイアスVc及び露光強度LDPを用い、現像ポテンシャル推定式をVc又はLDPで偏微分した後に、Slope=Vc/LDPを算出する。その後、露光強度LDPの調整後の目標値をLDP_Tとしたとき、露光強度LDPの調整量ΔLDPをΔLDP=LDP_T−ELDPを算出する。そして、ΔVc=Slope×ΔLDPとし、帯電バイアスVcの調整後の目標値をVc_Tとしたときに、帯電バイアスVcの調整量をVc_T−ΔVcとして決定する。
また、上述した変形例1のように、Slopeの算出時にベタ現像ポテンシャル推定式(前記式(8))だけでなく、中間調現像ポテンシャル推定式(前記式(12))も求める場合には、中間調現像ポテンシャル推定式からも同様にSlopeを算出し、それぞれのSlopeの平均値を用いて、帯電バイアスVc及び露光強度LDPの設定値を調整してもよい。
(態様A)
画像形成動作中に、感光体3等の潜像担持体上の紙間領域等の非画像形成領域にテストトナー像TY,TC,TM,TKを作成し、光学センサ48−1〜48−4等のトナー付着量検知手段による該テストトナー像のトナー付着量検知結果に基づいて帯電バイアスVc、露光強度LDP及び現像バイアスVb等の作像条件の設定値を調整する印刷時調整制御等の調整制御を行う印刷時調整部112等の調整制御手段を備えた画像形成装置において、電位センサ18等の電位検知手段によって検知された非画像形成動作中の(非印刷時処理での)前記潜像担持体上に作成される調整用パターンの露光部電位VL及び地肌部電位Vd等の電位情報と、前記トナー付着量検知手段により取得された画像形成動作中の前記テストトナー像のトナー付着量検知結果とを用いて、前記調整制御手段は、前記作像条件の設定値を調整することを特徴とする。
本態様によれば、画像形成動作中の調整制御において、非画像形成領域に作成したテストトナー像TY,TC,TM,TKのトナー付着量を検知した結果に基づいて調整される作像条件の設定値は、非画像形成動作中に潜像担持体上に作成された調整用パターンに関する電位情報を用いて決定される。
ここで、トナーパッチの画像濃度は、作像条件の設定値が同じでも、そのトナーパッチ作成時点における現像能力(現像γ等)によって変動する。この現像能力は、比較的変動しやすいトナー帯電量などの現像剤の状況等によって左右されるため、画像形成動作中の調整制御時の現像能力は、非画像形成動作中の調整制御時の現像能力とは大きく異なっている場合がある。
従来の画像形成動作中の調整制御では、非画像形成動作中の調整制御時に作成されたトナーパッチの画像濃度(例えばベタ画像濃度)の測定値を目標値とし、そのトナーパッチと同じ画像濃度が得られるようにトナーパッチ(テストトナー像)を作成し、その画像濃度測定値と目標値(非画像形成動作中の調整制御時におけるトナーパッチの画像濃度測定値)とのズレがなくなるように作像条件の設定値が調整される。この従来の制御では、画像形成動作中の調整制御の時点における現像能力を把握しないまま作像条件の設定値を調整するため、当該トナーパッチの画像濃度(例えばベタ画像濃度)については目標濃度に調整できても、その他の画像濃度(例えば中間調画像濃度)が目標濃度から大きくズレるなど、作像条件の設定値が画像全体から見たときには適切でない値に調整されてしまうおそれがある。
これに対し、本態様における画像形成動作中の調整制御では、非画像形成動作中に取得した調整用パターンの電位情報を用いるので、この電位情報と画像形成動作中のテストトナー像のトナー付着量検知結果とから、テストトナー像の作成時点における現像能力(現像γ等)を算定することが可能となる。したがって、このように算定される現像能力に応じて作像条件の設定値を調整することができるので、作像条件の設定値を画像全体から見て適切な値に調整することができる。
前記態様Aにおいて、前記調整制御手段は、前記作像条件の設定値の調整量が所定の調整範囲外となる場合、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像剤のトナー濃度を調整することを特徴とする。
これによれば、前記変形例4で説明したように、作像条件(帯電バイアスVc、露光強度LDP、現像バイアスVb)だけでは、目標の画像濃度を得ることができない場合でも、トナー濃度を調整することで目標の画像濃度を得ることが可能となる。
前記態様A又はBにおいて、前記調整制御手段は、前記潜像担持体上の非画像形成領域に互いに異なる画像濃度用の複数のテストトナー像を作成し、該複数のテストトナー像のトナー付着量検知結果に基づいて作像条件の設定値を調整することを特徴とする。
これによれば、前記変形例1で説明したように、複数の画像濃度について目標の濃度を得ることが可能となる。
前記態様A〜Cのいずれかの態様において、前記テストトナー像は、ベタ画像濃度用のテストトナー像を含むことを特徴とする。
これによれば、ベタ画像濃度について目標の濃度を得ることが可能となる。
前記態様A〜Dのいずれかの態様において、前記テストトナー像は、中間調画像濃度用のテストトナー像を含むことを特徴とする。
これによれば、中間調画像濃度について目標の濃度を得ることが可能となる。
前記態様A〜Eのいずれかの態様において、前記テストトナー像と前記調整用パターンは、同じ画像濃度用のものであることを特徴とする。
これによれば、画像形成動作中の調整制御において調整用トナー像のトナー付着量検知結果を用いて作像条件の設定値を調整するにあたり、調整用パターンに関する電位情報を直接的に用いることができるので、処理の簡素化を図ることができる。
前記態様A〜Fのいずれかの態様において、非画像形成動作中の前記潜像担持体上に作成される調整用パターンを現像したときのトナー付着量検知結果も用いて、前記調整制御手段は、前記作像条件の設定値を調整することを特徴とする。
これによれば、前記変形例2で説明したように、画像形成動作中の調整制御において、より適切に作像条件の設定値の調整を行うことができる。
前記態様Gにおいて、潜像担持体上に画像濃度ムラ検知用パターンを作成し、トナー付着量検知手段による該画像濃度ムラ検知用パターンのトナー付着量検知結果から画像濃度ムラを特定して、該画像濃度ムラを抑制するように作像条件の設定値を変動させる画像濃度ムラ抑制制御を行う画像濃度ムラ抑制制御部114等の画像濃度ムラ抑制制御手段を有し、非画像形成動作中に前記画像濃度ムラ抑制制御を行いながら前記潜像担持体上に作成される調整用パターンを現像したときのトナー付着量検知結果を、前記調整制御手段は用いることを特徴とする。
これによれば、前記変形例3で説明したように、画像濃度ムラの影響が抑制された調整用パターンのトナー付着量検知結果を取得できるので、画像形成動作中の調整制御において、より適切に作像条件の設定値の調整を行うことができる。
前記態様Hにおいて、非画像形成動作中に、前記画像濃度ムラ抑制制御を行わずに前記潜像担持体上に作成される調整用パターンの電位情報と、前記画像濃度ムラ抑制制御を行いながら前記潜像担持体上に作成される調整用パターンを現像した後のトナー付着量とを、前記調整制御手段は用いることを特徴とする。
これによれば、前記変形例3で説明したように、画像濃度ムラ抑制制御が調整用パターンに関する電位情報に影響を与える作像条件の設定値を変動させるものであっても、調整用パターンに関する適切な電位情報を取得でき、かつ、画像濃度ムラの影響が抑制された調整用パターンのトナー付着量検知結果を取得できるので、画像形成動作中の調整制御において、より適切に作像条件の設定値の調整を行うことができる。
前記態様G〜Iのいずれかの態様において、前記調整用パターンの潜像担持体表面移動方向長さは、現像ローラ12等の現像剤担持体の周長以上であることを特徴とする。
これによれば、現像剤担持体の回転周期で生じる画像濃度ムラの影響が抑制された調整用パターンのトナー付着量検知結果を取得できるので、画像形成動作中の調整制御において、より適切に作像条件の設定値の調整を行うことができる。
前記態様A〜Jのいずれかの態様において、前記調整用パターンの潜像担持体表面移動方向長さは、前記潜像担持体の周長以上であることを特徴とする。
これによれば、潜像担持体の回転周期で生じる電位ムラの影響が抑制された調整用パターンに関する電位情報や、潜像担持体の回転周期で生じる画像濃度ムラの影響が抑制された調整用パターンのトナー付着量検知結果を取得できるので、画像形成動作中の調整制御において、より適切に作像条件の設定値の調整を行うことができる。
2 感光体ユニット
3 感光体
5 帯電装置
6 帯電ローラ
7 現像ユニット
10 トナー濃度センサ
12 現像ローラ
13 ドクターブレード
18 電位センサ
20 書込ユニット
40 転写ユニット
41 中間転写ベルト
45 一次転写ローラ
48 光学センサ
50 二次転写ローラ
60 定着ユニット
70 トナー補給装置
100 制御部
101 予測データ算出部
102 補給制御部
111 プロセスコントロール部
112 印刷時調整部
113 非印刷時処理部
114 画像濃度ムラ抑制制御部
Claims (11)
- 画像形成動作中に、潜像担持体上の非画像形成領域にテストトナー像を作成し、トナー付着量検知手段による該テストトナー像のトナー付着量検知結果に基づいて作像条件の設定値を調整する調整制御を行う調整制御手段を備えた画像形成装置において、
電位検知手段によって検知された非画像形成動作中の前記潜像担持体上に作成される調整用パターンの電位情報と、前記トナー付着量検知手段により取得された画像形成動作中の前記テストトナー像のトナー付着量検知結果とを用いて、前記調整制御手段は、前記作像条件の設定値を調整することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記調整制御手段は、前記作像条件の設定値の調整量が所定の調整範囲外となる場合、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像剤のトナー濃度を調整することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記調整制御手段は、前記潜像担持体上の非画像形成領域に互いに異なる画像濃度用の複数のテストトナー像を作成し、該複数のテストトナー像のトナー付着量検知結果に基づいて作像条件の設定値を調整することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記テストトナー像は、ベタ画像濃度用のテストトナー像を含むことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記テストトナー像は、中間調画像濃度用のテストトナー像を含むことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記テストトナー像と前記調整用パターンは、同じ画像濃度用のものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
非画像形成動作中の前記潜像担持体上に作成される調整用パターンを現像したときのトナー付着量検知結果も用いて、前記調整制御手段は、前記作像条件の設定値を調整することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7に記載の画像形成装置において、
潜像担持体上に画像濃度ムラ検知用パターンを作成し、トナー付着量検知手段による該画像濃度ムラ検知用パターンのトナー付着量検知結果から画像濃度ムラを特定して、該画像濃度ムラを抑制するように作像条件の設定値を変動させる画像濃度ムラ抑制制御を行う画像濃度ムラ抑制制御手段を有し、
非画像形成動作中に前記画像濃度ムラ抑制制御を行いながら前記潜像担持体上に作成される調整用パターンを現像したときのトナー付着量検知結果を、前記調整制御手段は用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8に記載の画像形成装置において、
非画像形成動作中に、前記画像濃度ムラ抑制制御を行わずに前記潜像担持体上に作成される調整用パターンの電位情報と、前記画像濃度ムラ抑制制御を行いながら前記潜像担持体上に作成される調整用パターンを現像した後のトナー付着量とを、前記調整制御手段は用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記調整用パターンの潜像担持体表面移動方向長さは、現像剤担持体の周長以上であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記調整用パターンの潜像担持体表面移動方向長さは、前記潜像担持体の周長以上であることを特徴とする画像形成装置。
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