JP3460432B2 - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置Info
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- JP3460432B2 JP3460432B2 JP05646096A JP5646096A JP3460432B2 JP 3460432 B2 JP3460432 B2 JP 3460432B2 JP 05646096 A JP05646096 A JP 05646096A JP 5646096 A JP5646096 A JP 5646096A JP 3460432 B2 JP3460432 B2 JP 3460432B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のプ
リンターなどの画像形成装置の画像安定化制御に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置において作
成される画像の多くはべた部あるいはハーフトーン部で
あり、これらの画像を同一の入力データに対して再現性
良く定まった色や濃度で出力することが要求されてい
る。しかし、電子写真プロセスの感光体特性、現像特性
および帯電特性の変化により、色や濃度が変化し、画像
の安定性は損なわれる。また、デジタル画像形成装置に
おいて、階調は一般に種々の網点やライン等の組み合わ
せで表現され、画像の変動は、同一の入力データに対す
る印字面積率の変動、単位面積当りの現像量の変動の結
果として発生する。このような画像変動に対応するた
め、自動濃度検出と自動濃度制御により、現像バイアス
電位、感光体表面電位、レーザ露光量などの調整をし、
画像の安定化を図っている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、電子写真方式
の画像形成装置において、通常、普通紙用に形成されて
いる画像を、材質の異なる転写材、例えば厚紙やＯＨＰ
シートに転写させようとすると、電界強度が低下するこ
とにより、文字の中抜けやトナーの飛び散りが発生す
る。また、厚紙やＯＨＰシートの上の画像の定着におい
ては、熱効率が低下しオフセットがかかる。また、ＯＨ
Ｐシートに定着された画像はドットのエッジにおける光
散乱が大きく透光性が悪くなる。 【０００４】本発明の目的は、転写材の材質の違いによ
らず安定した画像を出力できる画像形成装置を提供する
ことである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明に係る画像形成装
置は、電子写真プロセスにより転写材上に画像を形成す
る画像形成装置において、転写材を識別する転写材設定
手段と、画像形成動作に所定のプロセスパラメータを用
いて感光体上に作成された基準トナー像の付着量を測定
する測定手段と、転写材設定手段により設定された転写
材の種類と測定手段により測定された付着量とに応じ
て、感光体上のトナー付着量を安定化するように画像形
成手段のプロセスパラメータを設定する作像条件設定手
段とを備える。これにより、識別された転写材に対応し
て現像バイアス電位、感光体表面電位などのプロセスパ
ラメータが調整され、目標の感光体上付着量が得られ画
像安定化が図れる。転写材に適正な付着量では、トナー
層の厚さも適正なものとなる。転写においては電界強度
の低下も小さくなる。定着においては、転写したトナー
量も適正であるため、熱効率の低下は小さくなり、転写
したトナー層も平滑化される。さらに、複数の転写材に
ついてこの複数の転写材上に同等なトナー像を形成する
プロセスパラメータについて相互の対応をあらかじめ定
めたオフセットテーブルを備え、上記の作像条件設定手
段は、転写材設定手段により新たな転写材が識別された
ときに、識別前に設定されていたプロセスパラメータに
対応した、新たな転写材のためのプロセスパラメータを
オフセットテーブルを参照して設定する。これにより、
設定が簡略化できる。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施の形態を説明する。 (a) フルカラープリンターの構成 図１は、本発明の実施形態に係るプリンターを示す。有
機光導電材料(ＯＰＣ)を表面に塗布した像担持体として
の感光体１０が、矢印Ａ方向に回転自在に設けられてい
る。また、感光体１０の周囲には、その回転方向にそっ
て、順次、帯電ブラシ１２、レーザー露光装置１４、現
像装置１６、中間転写部材１８、クリーナーユニット２
０が配置されている。この複写機では、感光体１０は、
矢印Ａ方向に回転し、帯電ブラシ１２の放電により一定
電位に帯電される。その後、レーザー露光装置１４によ
り画像情報に応じて感光体１０の表面にレーザービーム
が照射され、帯電領域に静電潜像が形成される。次に、
静電潜像は現像部に搬送され、ここで現像装置１６から
トナーが供給されてトナー像として顕像化される。フル
カラープリンターの場合、以上の行程がイエロー、マゼ
ンタ、シアンおよびブラックの４種の現像装置１６によ
って、順次繰り返される。感光体１０に顕像化されたト
ナー像は転写部に搬送され、ここでトナーと逆極性の電
圧が印加されている中間転写部材１８に転写される。４
色のトナー像は中間転写部材１８上で色重ねされ、多色
像化される。多色像化されたトナー像は、最終転写部材
(図示せず)によって転写材に静電的に転写され、定着装
置(図示せず)に運ばれ、定着装置により転写材に定着さ
れる。また、中間転写部で転写されず、感光体１０上に
残留したトナーはクリーナーユニット２０に回収され
る。なお、帯電電源２２は、帯電ブラシ１２に電圧を印
加し、現像バイアス電源２４は、現像装置１６に現像バ
イアス電位を印加する。また、イメージセンサー２６
が、感光体上のトナー像２８の濃度を検出するために設
けられる。プリンター制御部３０は、帯電電源２２と現
像バイアス電源２４を制御する。また、プリンター制御
部３０は、イメージセンサー２６から測定値を得る。操
作パネル３２は、プリンター制御部３０に接続され、各
種条件の設定や表示を行なう。 【０００７】図２は、操作パネル３２を示す。本プリン
ターでは、通常の転写材を用いた通常モードの他に、Ｏ
ＨＰモードや厚紙モードを設ける。通常モードとは、通
常の転写材（普通紙）を用いるモードである。ＯＨＰモ
ードとは、ＯＨＰ用紙を用いるモードである。厚紙モー
ドとは、厚紙を用いるモードである。ユーザーは、操作
パネルに設けたＯＨＰキー４０または厚紙キー４２を用
いてＯＨＰモードまたは厚紙モードを指定できる。な
お、以下の説明においては厚紙モードの説明は省略する
が、ＯＨＰモードと同様に処理すればよい。なお、操作
パネル３０には、用紙サイズを指定するキー４４、オン
ラインを指定するキー４６、各種情報を表示する表示装
置４８などが設けられる。 【０００８】(b) 電子写真プロセス 出力画像の濃度、階調特性は感光体の感度特性、現像特
性および帯電電位Ｖo、現像バイアス電位ＶB、静電潜像
の減衰後の電位Ｖsの設定により決定される。フルカラ
ー画像形成装置においては、基本的に出力画像が入力さ
れたデータに対し、常に同等の色や濃度になるように画
像の安定化が求められる。画像の安定化について述べる
前に、電子写真プロセスの概略を説明する。図１におい
て、感光体１０に対向して設置された帯電ブラシ１２に
は帯電電源２２により負の帯電電圧Ｖcが印加されてい
る。帯電電圧Ｖcにより、感光体表面電位はＶoに帯電さ
れる。ＶoはＶcに比例した値であるので、感光体の表面
電位Ｖoは帯電電圧Ｖcによって制御できる。レーザー露
光装置１４からのレーザ露光によって感光体を露光する
と、帯電された感光体１０の電位が低下して、表面電位
がＶoから静電潜像の減衰電位Ｖsへ遷移する。最大の露
光された表面の電位はＶiとなる。また、減衰電位Ｖ
sは、同じ露光量であっても表面電位Ｖoが変化するにつ
れ変化する。 【０００９】現像装置１６には、現像バイアス電源２４
により現像バイアス電位ＶBが与えられている。露光さ
れた感光体１０の静電潜像が現像位置にくると、減衰電
位Ｖsと現像バイアス電位ＶBの値に応じて、現像装置１
６の現像ローラー上に搬送され負に帯電されたトナーが
感光体１０の上に付着する。減衰電位Ｖsが現像バイア
ス電位ＶBよりも低電位となると、トナーによる潜像の
現像が行われトナー像を形成する。現像されるトナー付
着量は、現像電位差ΔＶ＝｜ＶB−Ｖs｜が大きいほど多
い。 【００１０】(c) 基準トナー像の検出を用いた画像安定
化制御 電子写真プロセスは、使用環境や耐久度合に応じて、主
に現像特性と感光体特性が変化するので、画像を再現性
良く安定させるためにはこれらの特性変動を予め補償す
る必要がある。そこで、通常の画像形成動作前に、感光
体の非画像領域に標準作像条件で基準トナー像２８を作
成し、この基準トナー像２８をイメージセンサー２６で
検出し、この検出値に応じて現像バイアスＶBや表面電
位Ｖo等を調整し、画像を安定化させる。この安定化制
御においては、感光体上の付着量を変化させる場合に
は、現像バイアス電位ＶBを調整するだけでよいが、こ
のときドットの面積率が変化するため、色の階調性が変
化してしまうことになる。そのため、感光体表面電位Ｖ
oも合わせて調整しなければならない。本実施形態の安
定化制御の特徴は、以下に説明するように、使用する転
写材に応じて、現像バイアス電位ＶBと感光体表面電位
Ｖoを調整して感光体上トナー付着量を制御することで
ある。これにより、転写材の種類を問わずに、所望の濃
度の画像を得ることができる。 【００１１】本フルカラープリンターにおいて、階調は
網点構成のバリエーションにて表現される。従って、画
像の安定性を妨げる色や濃度の変動の要因の１つは、網
点像を構成するドットサイズの変動による印字面積率の
変化である。印字面積率が増えるにつれ、画像濃度は濃
くなる。変動の要因のもう１つは、網点像を構成するド
ット内に現像されたトナーの量の変動という高さ方向の
変化である。ドットサイズが同じでも、現像されたトナ
ーの量が多いものほど画像は濃くなる。このドット内に
現像されるトナー量の変化は、べた像の現像量の変化と
同調して発生する。従って、画像を安定化し再現性良く
階調を表現するには、印字面積率の変動という２次元の
変化と現像量の変化という３次元の変化とを検出して安
定した画像が得られるように制御しなければならない。 【００１２】図３は、網点像の面積率とべた像の現像量
という２つの異なる要素を検出するためのイメージセン
サー２６の構成を示す。イメージセンサー２６は、基準
トナー像２８を照射するＬＥＤ２６０と基準トナー像か
らの反射光を検出する２個のフォトセンサー２６２、２
６４からなる。第１のフォトセンサー２６２は、ＬＥＤ
２６０と感光体１０の法線と対称の位置に設置し、網点
の面積率の検出のために用いる。また、第２のフォトセ
ンサー２６４は、感光体表面の法線に関してＬＥＤ２６
０の側に設置し、べた像の現像量の検出のために用い
る。なお、図４と図５は、イメージセンサー２６にて検
出する基準トナー像２８０、２８２を図式的に示す。第
１の基準トナー像２８０は、所定寸法のハーフトーンの
網点で構成された基準網点像であり、第２の基準トナー
像２８２は、所定寸法の基準べた像である。 【００１３】先ず、第１のフォトセンサー２６２を用い
た網点像の面積率の検出について説明する。通常の画像
形成動作前に感光体１０の非画像領域の表面にハーフト
ーン濃度（たとえば最大濃度の１／２）の網点で構成さ
れた基準網点像２８０（図４）を所定の標準作像条件で
現像し作成する。この基準網点像２８０がイメージセン
サー２６を通過する際、イメージセンサー内のＬＥＤ２
６０を点灯させ、基準網点像２８０からの反射光量を、
感光体１０の法線に対しＬＥＤ２６０と対称の位置に設
置したフォトセンサー２６２にて検出する。ＬＥＤ２６
０から入射された光は、トナーの付着していない感光体
表面においては散乱されにくく、多くは正反射される。
しかし、光は、トナーの表面においては散乱され、正反
射方向への光は少なくなる。つまり、感光体１０の法線
に対してＬＥＤ２６０と対称の位置に設置されたフォト
センサー２６２で検出される光量の大部分は、基準網点
像２８０のトナーの付着していない感光体表面からの正
反射光である。従って、電子写真プロセスの特性変動に
よって基準網点像２８０のドットサイズが変動すると、
トナーが付着せず露出している感光体表面の面積が変動
し、ＬＥＤ２６０からの反射光量も変化するので、ドッ
トサイズの変動をフォトセンサー２６２にて検出でき
る。 【００１４】一方、べた像の現像量の検出については、
感光体表面に全露光された基準べた像２８２（図５）を
所定の作像条件で作成し、現像されたトナーの現像量を
第２のフォトセンサー２６２で測定する。網点像の面積
率の検出に用いた第１のフォトセンサー２６２は、べた
像の現像量の検出に使用できない。第２のフォトセンサ
ー２６４は、ＬＥＤ２６０と感光体法線のなす角の内側
のＬＥＤ２６０に寄った位置に設置する。これにより、
第２のフォトセンサー２６４において、ＬＥＤ２６０か
らの反射光の正反射成分が入射することなく、付着量に
相関関係のある散乱光のみが検出され、べた像の現像量
が検出できる。 【００１５】次に、画像安定化制御についてセンシトメ
トリ図を参照して説明する。図６は、現像バイアス電位
ＶBを変化させたときの画像の変化を表すセンシトメト
リ図である。センシトメトリ図には、潜像の露光量分
布、感光体特性、現像特性および出力画像濃度分布が、
露光量、表面電位Ｖs、出力画像濃度（ＩＤ）および位
置を関数として表される。いま現像バイアス電位ＶBを
ＶB1からＶB2に上げると(現像特性においてＩ→II)、感
光体１０の減衰電位の飽和値Ｖiと現像バイアス電位ＶB
との差（現像電圧）が大きくなるので（感光体特性）、
べた像現像量を多くすることができる（出力画像濃度分
布）。また、現像が開始される電位も上昇し、潜像のす
その方まで現像が行われるので（潜像の露光量分布）、
ドットのサイズも大きくすることができる。また、図７
は、現像バイアス電位ＶBの代わりに、感光体表面電位
Ｖoを変化させたとき(III→IV)の画像の変化を表すセン
シトメトリである。感光体表面電位ＶoをＶo1からＶo2
に下げると（感光体特性）、現像が開始される電位にな
るために必要な露光量が少なくなるので、潜像のすその
方まで現像が行われてドットのサイズは大きくなる（潜
像の露光量分布）。一方、表面電位Ｖoが変わることに
よって減衰電位の飽和値Ｖiはそれほど変化しないので
（感光体特性と現像特性）、べた像の現像量は変化しな
い（出力画像の濃度分布）。また、レーザー露光装置１
４の光量を上げることによってもこれと同じ変化が得ら
れる。以上のことから、所望の濃度の画像を得るため、
イメージセンサー２８により検出された基準網点像２８
０と基準べた像２８２の濃度レベルに応じて、べた画像
の現像量は、現像バイアス電位ＶBを調整し、網点面積
率は、感光体表面電位Ｖo、現像バイアス電位ＶBまたは
レーザ露光量を調整する。本フルカラープリンターにお
いては、画像濃度の制御において、網点面積率は感光体
表面電位Ｖoを調整する。 【００１６】表１〜表４は、プリンター制御部３０が画
像安定化制御において用いるテーブルである。表１と表
２は、転写材識別信号が通常モードである場合に用いら
れる。表１は、基準べた像の濃度レベルに応じて選択さ
れる現像バイアス電位設定値ＶBと感光体表面電位基準
値のテーブルであり、表２は、基準網点像の濃度レベル
に応じて設定される感光体表面電位Ｖoのテーブルであ
る。また、表３と表４は、転写材識別信号がＯＨＰモー
ドである場合に用いられる。表３は、基準べた像の濃度
レベルに応じて選択される現像バイアス電位設定値ＶB
と感光体表面電位基準値のテーブルであり、表４は、基
準網点像の濃度レベルに応じて設定される感光体表面電
位Ｖoのテーブルである。表１と表３において、イメー
ジセンサー２６により検出された基準べた像の現像量に
対応して、現像バイアス電位ＶBと表面電位基準値が定
められる。また、表２と表４において、この表面電位基
準値に基づいて作成された基準網点像の濃度の変化に対
応して表面電位調整値が定められ、表面電位Ｖoが設定
される。 【００１７】 【表１】 【００１８】 【表２】 【００１９】 【表３】【００２０】 【表４】 【００２１】図８は、プリンター制御部３０の画像安定
化制御における電子写真プロセスパラメータ設定のフロ
ーである。まず、転写材が何であるかを識別するために
転写材識別信号を検出する（ステップＳ１０）。これ
は、操作パネル３２（図２）においてキー４０により設
定される。次に、所定の現像バイアス電位ＶBと感光体
表面電位Ｖoを設定して感光体の非画像領域に基準べた
像を印字し、その濃度の検出をイメージセンサー２６に
より行い（ステップＳ１２）、どの濃度レベルに現像量
があるかを判断する。その結果に応じて、表１（通常モ
ード）または表３（ＯＨＰモード）を用いて現像バイア
ス電位ＶBを決定する。表１と表３は、それぞれ、通常
モードとＯＨＰモードにおける、基準べた像の濃度レベ
ルに応じて選択される現像バイアス電位設定値ＶBと感
光体表面電位基準値のテーブルである。さらに、この決
定した値に現像バイアス電位ＶBを設定し（ステップＳ
１４）、この現像バイアス電位ＶBのレベルに応じて設
定されている所定の感光体表面電位Ｖoにて基準網点像
を作成させ、その像の濃度の検出をイメージセンサー２
６により行い（ステップＳ１６）、基準網点像がどの濃
度レベルにあるかを判断する。そして、その結果に応じ
て、表２（通常モード）または表４（ＯＨＰモード）を
用いて感光体表面電位Ｖoを決定する（ステップＳ１
８）。表２と表４は、それぞれ、通常モードとＯＨＰモ
ードにおいて、基準網点像の濃度レベルに応じて設定さ
れる感光体表面電位Ｖoのテーブルである。上述の電子
写真プロセスパラメータ設定を各色（シアン、マゼン
タ、イエローおよびブラック）について行う。また、新
たな転写材識別信号を受信するたびに（すなわち転写材
が変わるたびに）、この設定動作を行う。その後、この
設定された電子写真プロセスパラメータに基づき、画像
形成動作が行われる。 【００２２】図９は、オフセットテーブル（表５と表
６）を用いて現像バイアス電位ＶBと感光体表面電位Ｖo
を決定するプリンタ制御部３０のフローを示す。ここ
に、表５は、通常モードとＯＨＰモードにおける現像バ
イアス電位ＶBのオフセットテーブルであり、表６は、
通常モードとＯＨＰモードにおける感光体表面電位Ｖo
のオフセットテーブルである。この変形例においては、
起動時に、図８のフローを１回行って、現像バイアス電
位ＶBと感光体表面電位Ｖoを決定している。その後、表
５（現像バイアス電位ＶB）と表６（感光体表面電位
Ｖo）の２つのテーブルを用いて、たとえば、ＯＨＰモ
ードになると、現像バイアス電位ＶBと感光体表面電位
Ｖoは、通常モードにおける現像バイアス電位ＶBと感光
体表面電位Ｖoを基に決定される。逆に、通常モードに
なると、現像バイアス電位ＶBと感光体表面電位Ｖoは、
ＯＨＰモードにおける現像バイアス電位ＶBと感光体表
面電位Ｖoを基に決定される。すなわち、このフローを
用いて、新たな転写材識別信号を受信するたびに（すな
わち転写材が変わるたびに）（ステップＳ１００）、オ
フセットテーブル（表５、表６）によって、転写材に対
応した新たな現像バイアス電位ＶBと感光体表面電位Ｖo
を一意的に決定する（ステップＳ１０２）。この設定で
は、簡単なオフセットテーブルを用いるため、適正な値
とは多少の誤差が生じる。しかし、図８の設定動作を再
度行う手間が省けるという利点がある。 【００２３】 【表５】【００２４】 【表６】 【００２５】なお、上述の実施形態では、転写材は、操
作パネル３２において手動で選択したが、通常の転写材
と材質の異なる転写材を自動的に識別するようにしても
よい。ＯＨＰシートは透明であるので、転写材が透明で
あることを光センサーにより光学的に検出することによ
り、ＯＨＰシートが検出できる。また、厚紙は、転写材
の厚さを測定して検出できる。たとえば、厚さ測定値が
基準値を越える場合に厚紙であると決定すればよい。 【００２６】 【発明の効果】本発明によって、通常の転写材と材質の
異なる転写材、例えば厚紙やＯＨＰシートに対しても、
文字の中抜けやトナーの飛び散りが解消される。また、
ＯＨＰシートでは画像の透光性の良い安定した画像を出
力することができる。
リンターなどの画像形成装置の画像安定化制御に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置において作
成される画像の多くはべた部あるいはハーフトーン部で
あり、これらの画像を同一の入力データに対して再現性
良く定まった色や濃度で出力することが要求されてい
る。しかし、電子写真プロセスの感光体特性、現像特性
および帯電特性の変化により、色や濃度が変化し、画像
の安定性は損なわれる。また、デジタル画像形成装置に
おいて、階調は一般に種々の網点やライン等の組み合わ
せで表現され、画像の変動は、同一の入力データに対す
る印字面積率の変動、単位面積当りの現像量の変動の結
果として発生する。このような画像変動に対応するた
め、自動濃度検出と自動濃度制御により、現像バイアス
電位、感光体表面電位、レーザ露光量などの調整をし、
画像の安定化を図っている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、電子写真方式
の画像形成装置において、通常、普通紙用に形成されて
いる画像を、材質の異なる転写材、例えば厚紙やＯＨＰ
シートに転写させようとすると、電界強度が低下するこ
とにより、文字の中抜けやトナーの飛び散りが発生す
る。また、厚紙やＯＨＰシートの上の画像の定着におい
ては、熱効率が低下しオフセットがかかる。また、ＯＨ
Ｐシートに定着された画像はドットのエッジにおける光
散乱が大きく透光性が悪くなる。 【０００４】本発明の目的は、転写材の材質の違いによ
らず安定した画像を出力できる画像形成装置を提供する
ことである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明に係る画像形成装
置は、電子写真プロセスにより転写材上に画像を形成す
る画像形成装置において、転写材を識別する転写材設定
手段と、画像形成動作に所定のプロセスパラメータを用
いて感光体上に作成された基準トナー像の付着量を測定
する測定手段と、転写材設定手段により設定された転写
材の種類と測定手段により測定された付着量とに応じ
て、感光体上のトナー付着量を安定化するように画像形
成手段のプロセスパラメータを設定する作像条件設定手
段とを備える。これにより、識別された転写材に対応し
て現像バイアス電位、感光体表面電位などのプロセスパ
ラメータが調整され、目標の感光体上付着量が得られ画
像安定化が図れる。転写材に適正な付着量では、トナー
層の厚さも適正なものとなる。転写においては電界強度
の低下も小さくなる。定着においては、転写したトナー
量も適正であるため、熱効率の低下は小さくなり、転写
したトナー層も平滑化される。さらに、複数の転写材に
ついてこの複数の転写材上に同等なトナー像を形成する
プロセスパラメータについて相互の対応をあらかじめ定
めたオフセットテーブルを備え、上記の作像条件設定手
段は、転写材設定手段により新たな転写材が識別された
ときに、識別前に設定されていたプロセスパラメータに
対応した、新たな転写材のためのプロセスパラメータを
オフセットテーブルを参照して設定する。これにより、
設定が簡略化できる。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施の形態を説明する。 (a) フルカラープリンターの構成 図１は、本発明の実施形態に係るプリンターを示す。有
機光導電材料(ＯＰＣ)を表面に塗布した像担持体として
の感光体１０が、矢印Ａ方向に回転自在に設けられてい
る。また、感光体１０の周囲には、その回転方向にそっ
て、順次、帯電ブラシ１２、レーザー露光装置１４、現
像装置１６、中間転写部材１８、クリーナーユニット２
０が配置されている。この複写機では、感光体１０は、
矢印Ａ方向に回転し、帯電ブラシ１２の放電により一定
電位に帯電される。その後、レーザー露光装置１４によ
り画像情報に応じて感光体１０の表面にレーザービーム
が照射され、帯電領域に静電潜像が形成される。次に、
静電潜像は現像部に搬送され、ここで現像装置１６から
トナーが供給されてトナー像として顕像化される。フル
カラープリンターの場合、以上の行程がイエロー、マゼ
ンタ、シアンおよびブラックの４種の現像装置１６によ
って、順次繰り返される。感光体１０に顕像化されたト
ナー像は転写部に搬送され、ここでトナーと逆極性の電
圧が印加されている中間転写部材１８に転写される。４
色のトナー像は中間転写部材１８上で色重ねされ、多色
像化される。多色像化されたトナー像は、最終転写部材
(図示せず)によって転写材に静電的に転写され、定着装
置(図示せず)に運ばれ、定着装置により転写材に定着さ
れる。また、中間転写部で転写されず、感光体１０上に
残留したトナーはクリーナーユニット２０に回収され
る。なお、帯電電源２２は、帯電ブラシ１２に電圧を印
加し、現像バイアス電源２４は、現像装置１６に現像バ
イアス電位を印加する。また、イメージセンサー２６
が、感光体上のトナー像２８の濃度を検出するために設
けられる。プリンター制御部３０は、帯電電源２２と現
像バイアス電源２４を制御する。また、プリンター制御
部３０は、イメージセンサー２６から測定値を得る。操
作パネル３２は、プリンター制御部３０に接続され、各
種条件の設定や表示を行なう。 【０００７】図２は、操作パネル３２を示す。本プリン
ターでは、通常の転写材を用いた通常モードの他に、Ｏ
ＨＰモードや厚紙モードを設ける。通常モードとは、通
常の転写材（普通紙）を用いるモードである。ＯＨＰモ
ードとは、ＯＨＰ用紙を用いるモードである。厚紙モー
ドとは、厚紙を用いるモードである。ユーザーは、操作
パネルに設けたＯＨＰキー４０または厚紙キー４２を用
いてＯＨＰモードまたは厚紙モードを指定できる。な
お、以下の説明においては厚紙モードの説明は省略する
が、ＯＨＰモードと同様に処理すればよい。なお、操作
パネル３０には、用紙サイズを指定するキー４４、オン
ラインを指定するキー４６、各種情報を表示する表示装
置４８などが設けられる。 【０００８】(b) 電子写真プロセス 出力画像の濃度、階調特性は感光体の感度特性、現像特
性および帯電電位Ｖo、現像バイアス電位ＶB、静電潜像
の減衰後の電位Ｖsの設定により決定される。フルカラ
ー画像形成装置においては、基本的に出力画像が入力さ
れたデータに対し、常に同等の色や濃度になるように画
像の安定化が求められる。画像の安定化について述べる
前に、電子写真プロセスの概略を説明する。図１におい
て、感光体１０に対向して設置された帯電ブラシ１２に
は帯電電源２２により負の帯電電圧Ｖcが印加されてい
る。帯電電圧Ｖcにより、感光体表面電位はＶoに帯電さ
れる。ＶoはＶcに比例した値であるので、感光体の表面
電位Ｖoは帯電電圧Ｖcによって制御できる。レーザー露
光装置１４からのレーザ露光によって感光体を露光する
と、帯電された感光体１０の電位が低下して、表面電位
がＶoから静電潜像の減衰電位Ｖsへ遷移する。最大の露
光された表面の電位はＶiとなる。また、減衰電位Ｖ
sは、同じ露光量であっても表面電位Ｖoが変化するにつ
れ変化する。 【０００９】現像装置１６には、現像バイアス電源２４
により現像バイアス電位ＶBが与えられている。露光さ
れた感光体１０の静電潜像が現像位置にくると、減衰電
位Ｖsと現像バイアス電位ＶBの値に応じて、現像装置１
６の現像ローラー上に搬送され負に帯電されたトナーが
感光体１０の上に付着する。減衰電位Ｖsが現像バイア
ス電位ＶBよりも低電位となると、トナーによる潜像の
現像が行われトナー像を形成する。現像されるトナー付
着量は、現像電位差ΔＶ＝｜ＶB−Ｖs｜が大きいほど多
い。 【００１０】(c) 基準トナー像の検出を用いた画像安定
化制御 電子写真プロセスは、使用環境や耐久度合に応じて、主
に現像特性と感光体特性が変化するので、画像を再現性
良く安定させるためにはこれらの特性変動を予め補償す
る必要がある。そこで、通常の画像形成動作前に、感光
体の非画像領域に標準作像条件で基準トナー像２８を作
成し、この基準トナー像２８をイメージセンサー２６で
検出し、この検出値に応じて現像バイアスＶBや表面電
位Ｖo等を調整し、画像を安定化させる。この安定化制
御においては、感光体上の付着量を変化させる場合に
は、現像バイアス電位ＶBを調整するだけでよいが、こ
のときドットの面積率が変化するため、色の階調性が変
化してしまうことになる。そのため、感光体表面電位Ｖ
oも合わせて調整しなければならない。本実施形態の安
定化制御の特徴は、以下に説明するように、使用する転
写材に応じて、現像バイアス電位ＶBと感光体表面電位
Ｖoを調整して感光体上トナー付着量を制御することで
ある。これにより、転写材の種類を問わずに、所望の濃
度の画像を得ることができる。 【００１１】本フルカラープリンターにおいて、階調は
網点構成のバリエーションにて表現される。従って、画
像の安定性を妨げる色や濃度の変動の要因の１つは、網
点像を構成するドットサイズの変動による印字面積率の
変化である。印字面積率が増えるにつれ、画像濃度は濃
くなる。変動の要因のもう１つは、網点像を構成するド
ット内に現像されたトナーの量の変動という高さ方向の
変化である。ドットサイズが同じでも、現像されたトナ
ーの量が多いものほど画像は濃くなる。このドット内に
現像されるトナー量の変化は、べた像の現像量の変化と
同調して発生する。従って、画像を安定化し再現性良く
階調を表現するには、印字面積率の変動という２次元の
変化と現像量の変化という３次元の変化とを検出して安
定した画像が得られるように制御しなければならない。 【００１２】図３は、網点像の面積率とべた像の現像量
という２つの異なる要素を検出するためのイメージセン
サー２６の構成を示す。イメージセンサー２６は、基準
トナー像２８を照射するＬＥＤ２６０と基準トナー像か
らの反射光を検出する２個のフォトセンサー２６２、２
６４からなる。第１のフォトセンサー２６２は、ＬＥＤ
２６０と感光体１０の法線と対称の位置に設置し、網点
の面積率の検出のために用いる。また、第２のフォトセ
ンサー２６４は、感光体表面の法線に関してＬＥＤ２６
０の側に設置し、べた像の現像量の検出のために用い
る。なお、図４と図５は、イメージセンサー２６にて検
出する基準トナー像２８０、２８２を図式的に示す。第
１の基準トナー像２８０は、所定寸法のハーフトーンの
網点で構成された基準網点像であり、第２の基準トナー
像２８２は、所定寸法の基準べた像である。 【００１３】先ず、第１のフォトセンサー２６２を用い
た網点像の面積率の検出について説明する。通常の画像
形成動作前に感光体１０の非画像領域の表面にハーフト
ーン濃度（たとえば最大濃度の１／２）の網点で構成さ
れた基準網点像２８０（図４）を所定の標準作像条件で
現像し作成する。この基準網点像２８０がイメージセン
サー２６を通過する際、イメージセンサー内のＬＥＤ２
６０を点灯させ、基準網点像２８０からの反射光量を、
感光体１０の法線に対しＬＥＤ２６０と対称の位置に設
置したフォトセンサー２６２にて検出する。ＬＥＤ２６
０から入射された光は、トナーの付着していない感光体
表面においては散乱されにくく、多くは正反射される。
しかし、光は、トナーの表面においては散乱され、正反
射方向への光は少なくなる。つまり、感光体１０の法線
に対してＬＥＤ２６０と対称の位置に設置されたフォト
センサー２６２で検出される光量の大部分は、基準網点
像２８０のトナーの付着していない感光体表面からの正
反射光である。従って、電子写真プロセスの特性変動に
よって基準網点像２８０のドットサイズが変動すると、
トナーが付着せず露出している感光体表面の面積が変動
し、ＬＥＤ２６０からの反射光量も変化するので、ドッ
トサイズの変動をフォトセンサー２６２にて検出でき
る。 【００１４】一方、べた像の現像量の検出については、
感光体表面に全露光された基準べた像２８２（図５）を
所定の作像条件で作成し、現像されたトナーの現像量を
第２のフォトセンサー２６２で測定する。網点像の面積
率の検出に用いた第１のフォトセンサー２６２は、べた
像の現像量の検出に使用できない。第２のフォトセンサ
ー２６４は、ＬＥＤ２６０と感光体法線のなす角の内側
のＬＥＤ２６０に寄った位置に設置する。これにより、
第２のフォトセンサー２６４において、ＬＥＤ２６０か
らの反射光の正反射成分が入射することなく、付着量に
相関関係のある散乱光のみが検出され、べた像の現像量
が検出できる。 【００１５】次に、画像安定化制御についてセンシトメ
トリ図を参照して説明する。図６は、現像バイアス電位
ＶBを変化させたときの画像の変化を表すセンシトメト
リ図である。センシトメトリ図には、潜像の露光量分
布、感光体特性、現像特性および出力画像濃度分布が、
露光量、表面電位Ｖs、出力画像濃度（ＩＤ）および位
置を関数として表される。いま現像バイアス電位ＶBを
ＶB1からＶB2に上げると(現像特性においてＩ→II)、感
光体１０の減衰電位の飽和値Ｖiと現像バイアス電位ＶB
との差（現像電圧）が大きくなるので（感光体特性）、
べた像現像量を多くすることができる（出力画像濃度分
布）。また、現像が開始される電位も上昇し、潜像のす
その方まで現像が行われるので（潜像の露光量分布）、
ドットのサイズも大きくすることができる。また、図７
は、現像バイアス電位ＶBの代わりに、感光体表面電位
Ｖoを変化させたとき(III→IV)の画像の変化を表すセン
シトメトリである。感光体表面電位ＶoをＶo1からＶo2
に下げると（感光体特性）、現像が開始される電位にな
るために必要な露光量が少なくなるので、潜像のすその
方まで現像が行われてドットのサイズは大きくなる（潜
像の露光量分布）。一方、表面電位Ｖoが変わることに
よって減衰電位の飽和値Ｖiはそれほど変化しないので
（感光体特性と現像特性）、べた像の現像量は変化しな
い（出力画像の濃度分布）。また、レーザー露光装置１
４の光量を上げることによってもこれと同じ変化が得ら
れる。以上のことから、所望の濃度の画像を得るため、
イメージセンサー２８により検出された基準網点像２８
０と基準べた像２８２の濃度レベルに応じて、べた画像
の現像量は、現像バイアス電位ＶBを調整し、網点面積
率は、感光体表面電位Ｖo、現像バイアス電位ＶBまたは
レーザ露光量を調整する。本フルカラープリンターにお
いては、画像濃度の制御において、網点面積率は感光体
表面電位Ｖoを調整する。 【００１６】表１〜表４は、プリンター制御部３０が画
像安定化制御において用いるテーブルである。表１と表
２は、転写材識別信号が通常モードである場合に用いら
れる。表１は、基準べた像の濃度レベルに応じて選択さ
れる現像バイアス電位設定値ＶBと感光体表面電位基準
値のテーブルであり、表２は、基準網点像の濃度レベル
に応じて設定される感光体表面電位Ｖoのテーブルであ
る。また、表３と表４は、転写材識別信号がＯＨＰモー
ドである場合に用いられる。表３は、基準べた像の濃度
レベルに応じて選択される現像バイアス電位設定値ＶB
と感光体表面電位基準値のテーブルであり、表４は、基
準網点像の濃度レベルに応じて設定される感光体表面電
位Ｖoのテーブルである。表１と表３において、イメー
ジセンサー２６により検出された基準べた像の現像量に
対応して、現像バイアス電位ＶBと表面電位基準値が定
められる。また、表２と表４において、この表面電位基
準値に基づいて作成された基準網点像の濃度の変化に対
応して表面電位調整値が定められ、表面電位Ｖoが設定
される。 【００１７】 【表１】 【００１８】 【表２】 【００１９】 【表３】【００２０】 【表４】 【００２１】図８は、プリンター制御部３０の画像安定
化制御における電子写真プロセスパラメータ設定のフロ
ーである。まず、転写材が何であるかを識別するために
転写材識別信号を検出する（ステップＳ１０）。これ
は、操作パネル３２（図２）においてキー４０により設
定される。次に、所定の現像バイアス電位ＶBと感光体
表面電位Ｖoを設定して感光体の非画像領域に基準べた
像を印字し、その濃度の検出をイメージセンサー２６に
より行い（ステップＳ１２）、どの濃度レベルに現像量
があるかを判断する。その結果に応じて、表１（通常モ
ード）または表３（ＯＨＰモード）を用いて現像バイア
ス電位ＶBを決定する。表１と表３は、それぞれ、通常
モードとＯＨＰモードにおける、基準べた像の濃度レベ
ルに応じて選択される現像バイアス電位設定値ＶBと感
光体表面電位基準値のテーブルである。さらに、この決
定した値に現像バイアス電位ＶBを設定し（ステップＳ
１４）、この現像バイアス電位ＶBのレベルに応じて設
定されている所定の感光体表面電位Ｖoにて基準網点像
を作成させ、その像の濃度の検出をイメージセンサー２
６により行い（ステップＳ１６）、基準網点像がどの濃
度レベルにあるかを判断する。そして、その結果に応じ
て、表２（通常モード）または表４（ＯＨＰモード）を
用いて感光体表面電位Ｖoを決定する（ステップＳ１
８）。表２と表４は、それぞれ、通常モードとＯＨＰモ
ードにおいて、基準網点像の濃度レベルに応じて設定さ
れる感光体表面電位Ｖoのテーブルである。上述の電子
写真プロセスパラメータ設定を各色（シアン、マゼン
タ、イエローおよびブラック）について行う。また、新
たな転写材識別信号を受信するたびに（すなわち転写材
が変わるたびに）、この設定動作を行う。その後、この
設定された電子写真プロセスパラメータに基づき、画像
形成動作が行われる。 【００２２】図９は、オフセットテーブル（表５と表
６）を用いて現像バイアス電位ＶBと感光体表面電位Ｖo
を決定するプリンタ制御部３０のフローを示す。ここ
に、表５は、通常モードとＯＨＰモードにおける現像バ
イアス電位ＶBのオフセットテーブルであり、表６は、
通常モードとＯＨＰモードにおける感光体表面電位Ｖo
のオフセットテーブルである。この変形例においては、
起動時に、図８のフローを１回行って、現像バイアス電
位ＶBと感光体表面電位Ｖoを決定している。その後、表
５（現像バイアス電位ＶB）と表６（感光体表面電位
Ｖo）の２つのテーブルを用いて、たとえば、ＯＨＰモ
ードになると、現像バイアス電位ＶBと感光体表面電位
Ｖoは、通常モードにおける現像バイアス電位ＶBと感光
体表面電位Ｖoを基に決定される。逆に、通常モードに
なると、現像バイアス電位ＶBと感光体表面電位Ｖoは、
ＯＨＰモードにおける現像バイアス電位ＶBと感光体表
面電位Ｖoを基に決定される。すなわち、このフローを
用いて、新たな転写材識別信号を受信するたびに（すな
わち転写材が変わるたびに）（ステップＳ１００）、オ
フセットテーブル（表５、表６）によって、転写材に対
応した新たな現像バイアス電位ＶBと感光体表面電位Ｖo
を一意的に決定する（ステップＳ１０２）。この設定で
は、簡単なオフセットテーブルを用いるため、適正な値
とは多少の誤差が生じる。しかし、図８の設定動作を再
度行う手間が省けるという利点がある。 【００２３】 【表５】【００２４】 【表６】 【００２５】なお、上述の実施形態では、転写材は、操
作パネル３２において手動で選択したが、通常の転写材
と材質の異なる転写材を自動的に識別するようにしても
よい。ＯＨＰシートは透明であるので、転写材が透明で
あることを光センサーにより光学的に検出することによ
り、ＯＨＰシートが検出できる。また、厚紙は、転写材
の厚さを測定して検出できる。たとえば、厚さ測定値が
基準値を越える場合に厚紙であると決定すればよい。 【００２６】 【発明の効果】本発明によって、通常の転写材と材質の
異なる転写材、例えば厚紙やＯＨＰシートに対しても、
文字の中抜けやトナーの飛び散りが解消される。また、
ＯＨＰシートでは画像の透光性の良い安定した画像を出
力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 プリンターの要部の図式的な断面図である。
【図２】 操作パネルの平面図である。
【図３】 イメージセンサーの正面図である。
【図４】 基準網点像のトナー像を図式的に示す図であ
る。 【図５】 基準べた像のトナー像を図式的に示す図であ
る。 【図６】 現像バイアス電位ＶBを変化させたときの画
像の変化を表すセンシトメトリ図である。 【図７】 感光体表面電位Ｖoを変化させたときの画像
の変化を表すセンシトメトリ図である。 【図８】 画像安定化制御の第１のフローチャートであ
る。 【図９】 画像安定化制御の第２のフローチャートであ
る。 【符号の説明】 １０ 感光体、 １２ 帯電ブラシ、 １６ 現像装
置、 ２６ イメージセンサー、 ３０ プリンタ制御
部、 ３２ 操作パネル、 ４０ ＯＨＰキー。
る。 【図５】 基準べた像のトナー像を図式的に示す図であ
る。 【図６】 現像バイアス電位ＶBを変化させたときの画
像の変化を表すセンシトメトリ図である。 【図７】 感光体表面電位Ｖoを変化させたときの画像
の変化を表すセンシトメトリ図である。 【図８】 画像安定化制御の第１のフローチャートであ
る。 【図９】 画像安定化制御の第２のフローチャートであ
る。 【符号の説明】 １０ 感光体、 １２ 帯電ブラシ、 １６ 現像装
置、 ２６ イメージセンサー、 ３０ プリンタ制御
部、 ３２ 操作パネル、 ４０ ＯＨＰキー。
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平１−179172（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−11552（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−209948（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−80625（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−80771（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−342231（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−313453（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−51551（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03G 15/00 303
G03G 21/00 370 - 540
G03G 21/14
G03G 15/08 - 15/08 507
H04N 1/00 - 1/00 108
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 電子写真プロセスにより転写材上に画像
を形成する画像形成装置において、 転写材を識別する転写材設定手段と、画像形成動作前に
所定のプロセスパラメータを用いて感光体上に作成され
た基準トナー像の付着量を測定する測定手段と、 複数の転写材についてこの複数の転写材上に同等なトナ
ー像を形成するプロセスパラメータについて相互の対応
をあらかじめ定めたオフセットテーブルと、 転写材設定手段により設定された転写材の種類と測定手
段により測定された付着量とに応じて、感光体上のトナ
ー付着量を安定化するように画像形成手段のプロセスパ
ラメータを設定し、転写材設定手段により新たな転写材
が識別されたときに、識別前に設定されていたプロセス
パラメータに対応した、新たな転写材のためのプロセス
パラメータを前記オフセットテーブルを参照して設定す
る作像条件設定手段とを備える画像形成装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05646096A JP3460432B2 (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 画像形成装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
1996
- 1996-03-13 JP JP05646096A patent/JP3460432B2/ja not_active Expired - Fee Related
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