JP3236751B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微小着色粉体であるト
ナーを用いて画像を形成する画像形成装置に係り、特
に、画像濃度を適正値に維持するためにトナー付着量を
検出，制御する手段を備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置による画像濃度は、現像時
のトナー量に依存するが、現像時のトナー量は、感光体
帯電電位，露光量，現像バイアス等によって決まる現像
電位差と、トナーの帯電量によって決定される。

【０００３】一般に、二成分現像方式では、トナーとキ
ャリアの混合比を制御して、トナー帯電量が規定値とな
るよう制御するトナー濃度制御手段が設けられている。
しかし、トナーの帯電量を一定にすることは難しく、ま
た、こうした制御のみでは、常に安定な画像濃度を維持
するのは難しい。

【０００４】そこで、画像濃度を適正値に保つために、
感光体帯電電位，露光量，現像バイアス等を制御する各
種の方法が提案されている。これらのうち現像バイアス
が現像時のトナー付着量を大きく変化させる上では比較
的容易である。特開平１−２２２２７３号公報では、現
像バイアスをステップ状に変化させて、そのときの現像
されたトナー量を検出してトナー濃度，トナー帯電量，
現像バイアス，現像速度，露光量等を制御する方式が提
案されている。また、特開昭６０−２１７３７６号公報
では、均一な表面電位を設けて、現像バイアスを切換え
ながら現像し、２箇所以上のトナー付着量検出領域を形
成する方式が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術におい
て、現像バイアスをステップ状に変更しする方式は、現
像バイアスをステップ状に変更すると、変更した位置周
辺で現像された領域のトナー濃度が不安定になると共
に、現像バイアス変更時に現像機からキャリアが飛散す
ると云う不具合が生ずる可能性がある。また、トナー濃
度が不安定となる領域では、その現像バイアス条件での
正確なトナーの付着量を検出できないために、トナーの
濃度が安定となるまでの十分な幅の現像を行う必要があ
る。そのため、現像バイアスを複数変えてトナー付着量
を測定するには、それに応じた検出時間と広い領域が必
要となり、そのためのトナー消費量も多い。

【０００６】連続的に現像バイアスを変化させる方式で
は、ステップ状の現像バイアス変化時のような濃度の不
安定な領域は発生しない。しかし、特開昭６０−２１７
３７６号ではイレーズランプ等によって、均一な表面電
位領域を形成し、その領域で現像バイアスを変更してい
る。この場合、検出用のトナー付着領域は、検出センサ
位置のみでなく現像幅全域となるために、多くのトナー
を消費してしまう。

【０００７】こうした対策として、帯電後検出領域のみ
露光装置で、均一な表面電位となるように露光を行う方
法が考えられる。しかし、現像バイアスの変化に伴って
感光体帯電電位と現像バイアス間の電位差が変化する。
現像バイアスと感光体帯電電位の電位差が小さくなる
と、帯電部にトナーが付着するいわゆるかぶりが発生
し、無駄なトナー消費が発生する。また、現像バイアス
と感光体帯電電位の電位差が大きくなると、帯電部にキ
ャリアが付着するいわゆるキャリア引きが発生する。

【０００８】本発明の目的は、前記のような不具合を発
生することなく、無駄なトナー消費のない現像バイアス
に対するトナー付着量特性を検出できる手段を備え、常
に安定な画像濃度を維持できる画像形成装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の要旨は次のとおりである。

【００１０】〔１〕 電子写真プロセスを用いた画像形
成装置において、感光体帯電電位を連続的に変更可能な
帯電手段と、現像バイアスを連続的に変更可能な現像バ
イアス制御手段と、現像画像のトナー付着量を検出する
トナー付着量検出手段と、通常の画像形成モードにおけ
る印写条件を決定するチェックモードを備え、前記チェ
ックモードでは、前記感光体帯電電位が連続的に変化し
た領域を形成し、その領域に露光形成されたテストパタ
ーンを現像バイアスを連続的に変化させながら現像した
トナー像のトナー付着量を前記トナー付着量検出手段で
検出した信号に基づき、前記通常画像形成モードにおけ
る感光体帯電電位と現像バイアスを設定，制御する制御
手段を有している画像形成装置。

【００１１】〔２〕 前記チェックモードでは、非画像
部の感光体電位と現像バイアスおよび画像部の感光体電
位と現像バイアスの少なくとも一方が連続的に変化した
領域を形成し、その領域におけるトナーの付着量を前記
トナー付着量検出手段で検出した信号に基づき、前記通
常画像形成モードにおける感光体帯電電位と現像バイア
スを設定，制御する制御手段を有している前記の画像形
成装置。

【００１２】〔３〕 前記チェックモードへの移行が、
前記画像形成装置の電源投入時およびリセット時，予め
設定された時間が経過した時，トナーの補給量または補
給回数が規定量または規定回数に到達した時，装置内の
温湿度が規定値外に変動した時，記録枚数が規定枚数に
到達した時の少なくとも一つを検出する手段を備え、そ
の検出信号に基づきチェックモードに移行する制御手段
を備えている前記の画像形成装置。

【００１３】また、前記チェックモードへの移行を制御
する制御手段が、走査者が任意に選択できるよう構成さ
れている。

【００１４】〔４〕 前記画像形成装置の帯電手段がス
コロトロン帯電器であり、そのグリッド電圧を制御する
制御手段を備えている。

【００１５】〔５〕 前記画像形成装置のトナー付着量
検出手段が、発光素子と受光素子からなる光学センサを
備えている。

【００１６】〔６〕 前記画像形成装置のトナー付着量
検出手段が、その検出信号に対し、予め設定された周波
数以上の信号を除去する高周波除去手段を備えている。

【００１７】〔７〕 前記画像形成装置が、トナー濃
度，現像バイアス，感光体帯電電位の少なくとも一つ
が、予め設定された変動許容範囲外となった時、それを
表示する表示手段が設けられている。

【００１８】〔８〕 電子写真プロセスを用いたカラー
の画像形成装置において、感光体帯電電位を連続的に変
更可能な帯電手段と、現像バイアスを連続的に変更可能
な現像バイアス制御手段と、現像画像のトナー付着量を
検出するトナー付着量検出手段と、通常の画像形成モー
ドにおける印写条件を決定するチェックモードを備え、
前記チェックモードでは、前記感光体帯電電位が連続的
に変化した領域を形成し、その領域に露光形成されたテ
ストパターンを現像バイアスを連続的に変化させながら
現像したカラー画像の内の少なくとも１色のトナー付着
量を前記トナー付着量検出手段で検出した検出信号に基
づき、前記通常画像形成モードにおける各色の現像時の
感光体帯電電位と現像バイアスを設定，制御する制御手
段を有している画像形成装置。

【００１９】

〔９〕 前記感光体上で順次形成された各
色トナー像を転写し重ね合わせる中間転写体を有し、該
中間転写体上に形成されたカラー画像のトナー付着量を
前記トナー付着量検出手段で検出するよう構成されてい
る前記カラーの画像形成装置。

【００２０】

【作用】連続的に現像バイアスを変更したことにより、
ステップ状に現像バイアスを変更した場合に発生するト
ナー付着量の不安定領域が生じない。また、一つのテス
トパターン域内で現像バイアスを連続的に変化させるこ
とから、ステップ状に変化させる複数の現像バイアス方
式に比較して、テストパターン領域が小さく、測定時間
も削減することができる。

【００２１】また、トナー付着量の検出領域のみ露光，
現像を行えばよいので、トナーの消費を少なくできる。

【００２２】本発明においては、感光体帯電電位を連続
的に変更する領域のみに帯電手段を有しており、現像バ
イアスを連続的に変化させる領域に対応して、感光体帯
電電位を変化させ、その位置にテストパターンの露光を
行うことで、トナー付着量を測定しない領域の感光体帯
電電位と現像バイアスの間の電位差を適正値内に制御す
ることができるために、両者の電位差が小さい場合のか
ぶりや、電位差が大きい場合のキャリア引き等が発生し
ない。

【００２３】これによって、常に安定で適正な画像濃度
を有する画像形成装置を提供することができる。

【００２４】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。

【００２５】〔実施例 １〕図１は、本発明の一実施例
の画像濃度制御システムを搭載した画像形成装置の模式
構成図である。感光体ドラム３１の周辺に、スコロトロ
ン帯電器１、レーザ露光装置２、二成分現像機３、コロ
トロン式転写装置４および用紙剥離用ＡＣコロナ式除電
装置５、イレーズランプ６、感光体クリーナ７等の画像
記録に必要な各印写手段と、トナー付着量測定手段１１
が配置されている。

【００２６】スコロトロン帯電器１のグリッドは、印加
電圧を制御して感光体帯電電位を制御する感光体帯電電
位制御手段９に接続されている。また、レーザ露光装置
２は露光制御回路１０で制御され、外部信号により規定
のテストパターンを露光することができる。

【００２７】二成分現像機３には、キャリアとトナーの
混合比を測定するトナー濃度測定手段１１が具備されて
おり、その測定手段による出力値に基づいて二成分現像
機３に補給するトナー量を調節，制御するトナー濃度制
御手段１２が具備されている。本実施例では、トナー濃
度が常に一定になるように補給，制御している。

【００２８】しかし、温度や湿度等周囲の環境条件によ
って、同一トナー濃度でも帯電量が変動する場合があ
る。このような場合は、温，湿度検出センサ１３の検出
値をもとに、制御するトナー濃度の目標値を調整するこ
とで、より高精度なトナー帯電量制御が可能となる。ま
た、本実施例の現像機には、トナー濃度制御手段１２の
他に、現像バイアス制御手段１４が設けられている。

【００２９】トナー付着量測定手段１６は、トナー付着
量検出センサ１５を備え、前記センサは発光部とトナー
の反射光を受光する受光部からなる。発光部はトナーの
色に依存しない赤外光を発光するものが望ましい。これ
はトナー付着量に応じた反射光量からトナー付着量を検
出するものである。

【００３０】感光体帯電電位制御手段９，露光制御手段
１０，トナー濃度制御手段１２，現像バイアス制御手段
１４およびトナー付着量測定手段１６は、印写プロセス
制御手段１７によって制御される。印写プロセス制御手
段１７は、コロトロン式転写装置４，ＡＣコロナ式除電
装置５，感光体クリーナ７，用紙レジスト１８等の印写
に必要な全てを制御するように構成されている。

【００３１】本実施例では、二成分現像機を用いた場合
を説明したが、一成分現像機を用いたシステムでも同様
に構成することができる。なお、一成分現像機を適用し
た場合には、トナー濃度制御手段１２は必要ない。但
し、他の帯電量制御手段を用いた場合は、それを制御す
る手段が必要である。

【００３２】通常、画像形成モード時は、印写プロセス
制御手段１７によりコンピュータ等の外部制御手段から
の記録信号に基づいて、帯電，露光，現像，転写，クリ
ーナ等の印写プロセスを制御する電子写真プロセスで画
像記録を行う。

【００３３】チェックモード時は、感光体帯電電位や現
像バイアス等の適正値を決定する。チェックモード時の
感光体上のトナー付着量を測定するテストパターン作成
時の感光体帯電電位、露光位置、現像バイアス値の関係
を、図２に模式的に示す。

【００３４】まず、感光体の帯電電位制御手段９で、感
光体の表面電位が連続的に変化している帯電領域を形成
する。

【００３５】次に、この感光体の帯電電位変化領域にタ
イミングを合わせて、制御されたテストパターンを露光
装置で露光する。そして、帯電変化領域と露光領域にタ
イミングを合わせて、現像バイアスを連続的に変化させ
る。

【００３６】前記のように制御することで、図２に示す
ようにテストパターン内の各領域では、現像バイアスと
露光部間の電位差は連続的に変化するが、現像バイアス
と非露光部間の電位差は変化しない。そのため非露光部
へのかぶりによるトナー付着やキャリア引き等の発生が
なく、現像バイアスによるトナー付着量変化テストパタ
ーンを作成できる。

【００３７】上記テストパターンは、感光体軸方向幅が
トナー付着量測定センサによる測定には十分な幅を有す
ると共に、感光体回転方向の長さが感光体帯電電位や現
像バイアスの変更長さに対応した長さの長方形パターン
が得られる。

【００３８】図３は、チェックモード時に作成されるト
ナー付着量を測定するテストパターンを模式的に示した
図であるが、現像バイアスを連続的に変化して現像した
場合、トナー濃度は、淡色から濃色へと連続的に変化す
る。

【００３９】トナー付着量検出センサ１５は、上記テス
トパターンのトナー付着量を測定する。図４に測定結果
の一例を示す。テストパターンのトナー付着量が適正値
となっている位置から、現像バイアスと感光体帯電電位
の適正値を決定する。なお、トナー付着量測定後のテス
トパターンは用紙に転写されることなく、感光体クリー
ナ７で回収される。

【００４０】露光部の感光体表面電位は、十分な露光量
に設定しておけば、同一の露光量でも露光位置の感光体
帯電電位に依存しないほぼ一定の残留電位となる。この
ため、本実施例では、テストパターン露光時に露光光量
の制御は行っていない。しかし、露光量が低い場合や解
像度が高い露光装置を用いる場合は、同一の露光量で
は、露光位置の感光体帯電電位によって、残留電位が変
化することがあり得る。このような場合は、感光体の特
性を加味した露光量制御を行うことで、残留電位を一定
とするか、または、同一露光量時における各感光体帯電
電位での残留電位を予め測定しておき、その値を考慮し
トナー付着量検出センサ１５の測定結果に演算処理を施
す必要がある。このような場合は、露光量も感光体帯電
電位の値にリンクさせて制御するほうが好ましい。

【００４１】次に、本発明による濃度が連続的に変化す
るテストパターンと、従来のステップ状に現像バイアス
を変化させたテストパターンの違いについて説明する。

【００４２】図５は、ステップ状に現像バイアスを変化
させ現像したテストパターンを、トナー付着量検出セン
サ１５によって測定した結果である。現像バイアスをス
テップ状に変化した位置（図中Ａの付近）では、トナー
付着量が不安定な様子を示している。また、図中Ｂは、
感光体表面の傷等による局部的な濃度の変動を示してい
る。これらの領域はトナー付着量の測定結果の誤差とな
る。測定誤差を少なくするには、各現像バイアス値での
トナー付着量の測定領域（図中Ｃ）を広くしなければな
らない。

【００４３】図６は、本発明のテストパターンのトナー
付着量検出センサ１５による測定結果である。図６で
は、急激な現像バイアスの変化がないため、図５のよう
なトナー付着量の不安定な変動箇所がない。また、前記
感光体表面の傷等による局部的な濃度変動（図中Ｂ）が
あっても連続的に現像バイアス変化させており、トナー
付着量も連続的に変化して行くので、破線で示すような
トトナー付着量特性データが予測できる。従って、図５
に示す従来のテストパターンに比べて、テストパターン
の長さを短くでき、より正確なトナー付着量特性データ
を得ることができる。

【００４４】なお、図中Ｂによる測定データのノイズ成
分は、トナー付着量検出センサ１５の出力信号に対し
て、一般に知られているコンデンサと抵抗等からなる高
周波カットフィルタを用いて容易に除去できる。また、
トナー濃度制御手段のメモリーにトナー付着量検出セン
サ１５の出力をメモリし、これに対して二次曲線やＥＸ
Ｐ曲線近似等の処理を行うことによって、より高精度な
ノイズ除去処理が可能である。

【００４５】〔実施例 ２〕本発明における印写パラメ
ータの決定方法の一例を説明する。

【００４６】本発明によれば図４に示すようなトナー付
着量測定結果が得られる。既述のように、テストパター
ン範囲内においてトナー付着量が適正値となっている位
置から、現像バイアスと感光体帯電電位の適正値を決定
することができる。この決定された現像バイアスと感光
体帯電電位となるよう両者を制御して、通常の画像記録
モードに移行すれば、適正な濃度の画像が得られる。

【００４７】しかし、現像バイアスと感光体帯電電位の
可変範囲は限られており、前記のようなチェックモード
による画像濃度の制御を繰り返すと、上記の可変範囲以
上の濃度変動が発生する可能性がある。こうした現像バ
イアスや感光体帯電電位が変化する原因にトナーの帯電
量変化がある。

【００４８】本実施例の現像機は二成分現像機であるの
でトナー濃度を規定の一定値とする制御システムによっ
てトナーの帯電量が一定となるようにしている。しか
し、周囲環境変化や経時変化等によってトナーの帯電量
に変化が生ずる。本実施例の現像バイアスおよび感光体
帯電電位の制御システムは、こうした変化に対応して画
像濃度を一定にすることを主な目的としたシステムであ
る。

【００４９】そこで、予め設定した現像バイアスと感光
体帯電電位が、規定値よりも大きくなった場合はトナー
帯電量を低くするためにトナー濃度を高くし、規定値よ
りも小さくなった場合はトナー帯電量を高くするために
トナー濃度を低くするように制御する。これによって、
トナー帯電量が適正な値となると共に、現像バイアスや
感光体帯電電位をそれほど変化させることなく、画像濃
度を適正値に保持することができる。このときのトナー
濃度制御の目標値の変更量は、現像バイアスや感光体帯
電電位の規定値からの変化量に依存する。上記トナー濃
度制御の目標値の変更量を、現像バイアスや感光体帯電
電位の規定値からの変化量をパラメータとしたファジー
制御により決定することが望ましい上記の制御を行って
も、トナー濃度，現像バイアス，帯電電位の一つ以上
が、予め決定された規定範囲を超えた場合には制御不能
となるので、エラー信号等を発して制御不能が分かるよ
うにする。

【００５０】本実施例の画像形成装置は、通常、画像形
成モードで動作している。特定のタイミングで自動的に
チェックモードに切り替わり、現像バイアス，感光体帯
電電位，トナー濃度目標値，露光量等の印写パラメータ
を記録時の画像濃度が適正値となるよう決定後、通常画
像形成モードに自動的に切り替わる。

【００５１】チェックモードへの切り替えは、装置の電
源投入時およびリセット時は勿論、それ以外にも規定時
間経過後、あるいは、温度または湿度の変動が規定値を
超えた時、規定枚数の印写が完了した時等に自動的に切
り替わるようにメモリされた制御手段によって行うこと
が可能である。

【００５２】このチェックモードへの切り替え頻度は、
使用されるトナーの帯電量や画像形成装置の環境安定性
等に依存するので、実機により実験的に決定することが
望ましい。

【００５３】この他にも、前記現像バイアスや感光体帯
電電位の変更値に合わせてトナー濃度を制御する場合、
トナー濃度の変更に伴いトナー帯電量が変化して画像濃
度が急変することが予測されるので、チェックモードへ
の切り替え頻度を多くするのが好ましい。このようなチ
ェックモードへの切り替え頻度の決定には、ファジー制
御等を利用することが望ましい。

【００５４】前記のようにチェックモードへの切り替え
は、通常画像形成モードにおける経過時間，温湿度の変
化量，記録枚数，トナーの補給回数，トナー濃度の目標
値変更，その時点における現像バイアス値と感光体帯電
電位等のパラメータから総合的に評価，決定することが
望ましい。これらを総合判断してチェックモードに切り
替えるには、ニューロを用いた制御方式の適用が最も有
効である。

【００５５】また、チェックモードは装置を操作する人
の意志で切り替え可能とすることが望ましく、外部スイ
ッチや接続されているコンピュータ等により、必要とす
るチェックモード動作指令を出して切り替えが可能とす
る。そして更に、操作者がチェックモードで目標とする
画像濃度を、任意に変更できることがより望ましい。

【００５６】〔実施例 ３〕カラー画像形成装置におい
ては、２色以上のトナーを重ね合わせて各種の色を合成
することから、各色の画像濃度を適正値に保つことは非
常に重要である。本実施例では、カラー画像形成装置に
おける本発明の一実施例を説明する。

【００５７】図７は、本発明の画像濃度制御手段を備え
たカラー画像形成装置の一例を示す模式構成図である。
本装置ではベルト状の感光体ベルト１９上に形成した各
色トナー画像を、中間転写ドラム２０で重ね合わせる点
が特徴である。

【００５８】スコロトロン帯電器２１で感光体ベルト１
９を一様に帯電し、レーザ露光装置２２でイエローの画
像パターンの露光を行い、イエロー画像の静電潜像
（Ｙ）を形成する。次いで、イエロー現像機２３Ｙで感
光体上の静電潜像（Ｙ）を現像し、中間転写ドラム２０
上にイエロー画像を転写する。感光体ベルト１９上に残
ったトナーは感光体クリーナ２４により回収される。

【００５９】引き続き上記と同様にして帯電，露光し、
マゼンタの静電潜像（Ｍ）を感光体ベルト１９上に形成
し、マゼンタ現像機２３Ｍで現像後、中間転写ドラム２
０上のイエロー画像に重ねて転写する。

【００６０】さらに、シアン画像および黒画像に対して
も上記と同様にして行い、４色の転写画像を中間転写ド
ラム２０上に重ねて形成する。

【００６１】これを用紙カセット２５から搬送された用
紙に、転写ローラ２６で一括転写し、ＡＣコロナ除電器
２７によって除電剥離後、定着機２８で加熱定着して画
像記録を完了する。

【００６２】中間転写ドラム２０上の転写ローラ２６と
転写ドラムクリーナ２９は、画像転写時には中間転写ド
ラム２０の表面から待避し、用紙への画像転写時および
転写後の中間転写ドラムのクリーニング時に接触するよ
う制御される。

【００６３】本実施例では、トナー付着量検出センサ３
０は中間転写ドラム２０上のトナー付着量測定位置に配
置されている。中間転写ドラム２０上にトナー付着量検
出センサ３０を配置することにより、感光体ベルト１９
上にトナー付着量検出センサを配置したものと比較して
最終画像に近い位置でのトナー付着量を測定できる利点
があるためである。しかし、現像機２３から遠くなった
分だけ、チェックモード時の測定に時間を要する。

【００６４】また、中間転写ドラム２０の使用は、その
表面の色や反射状態の選択度が高いので、適切な表面の
ものを選ぶことにより、より高精度な付着量の測定が可
能である。感光体では表面の反射状態が正反射に近い
が、中間転写ドラムの拡散反射の方が安定した測定値が
得易い。

【００６５】トナー付着量の測定からは、中間転写ドラ
ムは拡散反射体であると共に、測定するトナーの反射濃
度に比較して十分小さいか、または、十分大きい反射濃
度の色のものが望ましい。なお、一般のカラートナーは
反射濃度が低く、黒トナーは反射濃度が高いため、反射
光を検出する光学式センサを用いてトナー付着量を測定
する場合、その中間転写ドラムの測定位置がカラートナ
ーでは反射濃度が高い（暗い色）表面のものを、また、
黒トナーでは反射濃度が低い（明るい色）ものを用いる
のが望ましい。こうしたカラートナーと黒トナーとで色
の異なる中間転写ドラムを用いて測定することができれ
ば、それぞれのトナーの付着量を、より精度よく測定す
ることができる。また、中間転写ドラム表面の色が単色
の場合には、カラートナーと黒トナーの反射強度の中間
濃度を有する色を選択することが望ましい。

【００６６】本実施例では、黒トナーの濃度変動が小さ
いことから、反射濃度の高い中間転写ドラム上でイエロ
ー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の三色のカラ
ートナーの付着量を測定し、黒トナー（Ｋ）について
は、カラートナーの濃度変動による現像バイアス等の設
定値から予測制御する方法を採用した。

【００６７】次に、本実施例における印写プロセスを制
御するチェックモード時の動作について説明する。

【００６８】チェックモードは、感光体の帯電電位制御
手段により感光体ベルトの表面電位が連続的に変化して
いる帯電領域を形成する。次に、この帯電電位変化領域
内にタイミングを合わせて、露光装置によりテストパタ
ーンを形成する。そして、帯電変化領域と露光領域にタ
イミングを合わせて、イエロー現像機２３Ｙで現像バイ
アスを連続的に変化させながら現像を行う。こうして形
成したイエローのテストパターンを中間転写ドラム２０
上に転写しトナー付着量検出センサ３０で測定する。

【００６９】測定後の中間転写ドラム２０上のテストパ
ターンは、中間転写ドラムクリーナで清掃しトナーを回
収する。なお、チェックモードにおいては、転写ローラ
２６は、中間転写ドラム２０から待避状態であり、中間
転写ドラムクリーナ２９は常に、中間転写ドラムに接触
してクリーニングを行うように制御されている。

【００７０】イエローの付着量測定に続いて、同様の方
法でマゼンタ，シアンのテストパターンを作成し、トナ
ー付着量をトナー付着量検出センサ３０で同様に測定す
る。

【００７１】現像バイアスおよび感光体帯電電位などの
決定方法は、前記実施例１の単色の場合と同様である
が、本実施例では黒トナーについては行わず、イエロ
ー，マゼンタ，シアンの各色の現像バイアスおよび感光
体帯電電位から予測決定する。具体的にはイエロー，マ
ゼンタ，シアンの現像バイアスおよび感光体帯電電位の
平均値をもって黒を設定した。これは、同一の基材から
なる４色トナーの環境特性や経時変化特性が、ほぼ等し
い特性を有していることゝ、黒トナーが前記カラートナ
ーに比べて設定精度が悪くても、画像濃度に与える影響
が比較的小さく、かつ、要求される濃度変動の許容幅が
広いことによる。

【００７２】また、目標とする画像濃度設定精度によっ
ては、イエロー，マゼンタ，シアンについてもいずれか
一色のトナー付着量の測定結果に基づいて、他の色の現
像バイアスや感光体帯電電位を設定してもよい。

【００７３】前記おいてはイエロー，マゼンタ，シアン
の各色の現像バイアスおよび感光体帯電電位の平均値を
もって黒を設定したが、上記の平均値に予め決定した係
数を乗ずる方法や、各トナーの付着量測定結果やトナー
濃度の目標値等、単色の場合と同様に各種パラメータか
ら総合的に決定する手法を用いてもよい。これらパラメ
ータの設定においても、ファジーやニューロを利用した
制御により行うことは極めて有効である。

【００７４】本実施例のカラー画像形成装置において
も、通常画像形成モードからチェックモードに切り換え
るタイミングは、前記の実施例と同様にして行うことが
できる。しかし、カラー画像形成装置では、複数のトナ
ーについて設定が必要であるため、チェックモードに要
する時間がその分長くなり、記録速度が低下する。本実
施例のカラー画像記録装置では、電源投入時およびリセ
ット時は、イエロー，マゼンタ，シアンの三色について
付着量測定を行うが、その後は、イエロー，マゼンタ，
シアンの制御を独立して行い、同時に三色をチェックす
る回数を減らすか、一色についてチェックし、この結果
から他の色の設定条件を予測する方法を併用することで
カバーすることができる。

【００７５】なお、これらは画像濃度の制御目標範囲と
画像形成装置内の環境や特性、トナー特性などによって
決定すべきものであるので、実機により実験的に制御条
件を決定するのが好ましい。

【００７６】いずれにしても、チェックモードに要する
時間は短い方がよい。こうした意味でも、従来のステッ
プ状に現像バイアスを切り換えるて行う方法に比較し
て、現像バイアスを連続的に変化させてテストパターン
を形成する本発明の方式は、高精度である。

【００７７】

【発明の効果】本発明によれば、複数の現像バイアスに
おけるトナー付着量を短いテストパターンで測定できる
ので、適正な画像濃度が得られる印写パラメータ制御が
短時間できる。

【００７８】また、感光体表面の傷等によって生ずるノ
イズ等による測定値への影響が極めて少なく、高精度で
安定な画像濃度の記録が可能な単色およびカラーの画像
形成装置を提供することができる。

【００７９】また、テストパターンの測定領域にのみに
トナーを付着させるので、トナー消費も少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の画像記録装置の模式構成図である。

【図２】テストパターン作成時の感光体帯電電位、露光
位置、現像バイアス値の関係を説明するグラフである。

【図３】本発明のテストパターンの一例を示す模式図で
ある。

【図４】本発明のテストパターンのトナー付着量検出セ
ンサによる測定結果のグラフである。

【図５】ステップ状に現像バイアスを変化させた場合の
テストパターンのナー付着量測定センサによる測定結果
のグラフである。

【図６】連続的に現像バイアスを変化させた場合のテス
トパターンのナー付着量測定センサによる測定結果のグ
ラフである。

【図７】実施例３のカラー画像記録装置の模式構成図で
ある。

【符号の説明】

１,２１…スコロトロン帯電器、２,２２…レーザ露光装
置、３…二成分現像装置、４…コロトロン式転写装置、
５…ＡＣコロナ式除電装置、６…イレーズランプ、７,
２４…感光体クリーナ、８,２８…定着機、９…帯電電
位制御手段、１０…露光制御手段、１１…トナー濃度測
定手段、１２…トナー濃度制御手段、１３…温湿度セン
サ、１４…現像バイアス制御手段、１５３０…トナー付
着量検出センサ、１６…トナー付着量測定手段、１７…
印写プロセス制御手段、１８…用紙レジスト、１９…感
光体ベルト、２０…中間転写ドラム、２３Ｙ…イエロー
現像装置、２３Ｍ…マゼンタ現像装置、２３Ｃ…シアン
現像装置、２３Ｋ…黒現像装置、２５…用紙カセット、
２６…転写ローラ、２７…除電器、２９…中間転写ドラ
ムクリーナ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 15/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真プロセスを用いた画像形成装置
   において、 感光体帯電電位を連続的に変更可能な帯電手段と、 現像バイアスを連続的に変更可能な現像バイアス制御手
   段と、 現像画像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手
   段と、 通常の画像形成モードにおける印写条件を決定するチェ
   ックモードで、前記感光体に帯電電位が連続的に変化し
   た帯電領域を形成し、 該帯電領域にタイミングを合わせてテストパターンを露
   光装置により露光し、該露光領域にタイミングを合わせて印加した 現像バイア
   スを連続的に変化させると共に、非露光領域の帯電電位
   と現像バイアスとの電位差は一定にしてテストパターン
   を現像し、 現像されたテストパターンのトナー付着量を前記トナー
   付着量検出手段で検出し、 その検出信号に基づき、通常の画像形成モードにおける
   感光体帯電電位と現像バイアスとを設定，制御する制御
   手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記チェックモードへの移行が、前記画
   像形成装置の電源投入時およびリセット時，予め設定さ
   れた時間が経過した時，トナーの補給量または補給回数
   が規定量または規定回数に到達した時，装置内の温湿度
   が規定値外に変動した時，記録枚数が規定枚数に到達し
   た時の少なくとも一つを検出する手段を備え、その検出
   信号に基づきチェックモードに移行する制御手段を備え
   ている請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記チェックモードへの移行を制御する
   制御手段が、操作者が任意に選択，操作できるよう構成
   されている請求項２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記画像形成装置の帯電手段がスコロト
   ロン帯電器であり、そのグリッド電圧を制御する制御手
   段を備えた請求項１に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記画像形成装置のトナー付着量検出手
   段が、発光素子と受光素子からなる光学センサを備えて
   いる請求項１に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記画像形成装置のトナー付着量検出手
   段が、その検出信号に対し、予め設定された周波数以上
   の信号を除去する高周波除去手段を備えている請求項５
   に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記画像形成装置が、トナー濃度，現像
   バイアス，感光体帯電電位の少なくとも一つが、予め設
   定された変動許容範囲外となった時、それを表示する表
   示手段が設けられている請求項１〜６のいずれかに記載
   の画像形成装置。
8. 【請求項８】 電子写真プロセスを用いたカラー画像形
   成装置において、 感光体帯電電位を連続的に変更可能な帯電手段と、 現像バイアスを連続的に変更可能な現像バイアス制御手
   段と、 現像画像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手
   段と、 通常の画像形成モードにおける印写条件を決定するチェ
   ックモードで、前記感光体に帯電電位が連続的に変化し
   た帯電領域を形成し、該 帯電領域にタイミングを合わせてカラーテストパター
   ンを露光装置により露光し、 露光領該域にタイミングを合わせて印加した現像バイア
   スを連続的に変化させると共に、非露光部と現像バイア
   スとの間の電位差は一定として前記 カラーテストパター
   ンを現像し、 現像されたカラーテストパターンの少なくとも１色のト
   ナー付着量を前記トナー付着量検出手段で検出し、 その検出信号に基づき、前記通常画像形成モードにおけ
   る各色の現像時の感光体帯電電位と現像バイアスとを設
   定，制御する制御手段を備えていることを特徴とする画
   像形成装置。
9. 【請求項９】 前記感光体上で順次形成された各色トナ
   ー像を転写し重ね合わせる中間転写体を有し、該中間転
   写体上に形成されたカラー画像のトナー付着量を前記ト
   ナー付着量検出手段で検出するよう構成されている請求
   項８に記載の画像形成装置。