JP3719372B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンターやファクシミリなどの電子写真方式を用いた画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の画像形成装置では、光導電性物質を用いた感光体上に静電潜像を形成し、次に該潜像に「トナー」と呼ばれる微粉末を選択的に付着させ、現像を行い、該潜像を顕像化する。そして、この顕像化したトナーを必要に応じて紙などの転写材に転写した後、熱および圧力または溶剤蒸気などにより定着し画像形成物を得る。
【0003】
画像形成装置に使用する現像装置は、例えば導電性フォームなどからなるトナー供給部材を導電性ゴムなどからなるトナー担持体に接触回転するように配置し、トナー供給部材とトナー担持体との接触回転によりトナーを機械的搬送力と摩擦帯電による静電気力によりトナー担持体表面に付着させ均一搬送させるといったものが一般的である。
【0004】
しかし、従来のような現像装置の構成ではトナー担持体上のトナーは潜像に対応した箇所のみ消費されることになり、次工程におけるトナー担持体上のトナー層中には前工程で消費された箇所に新しく供給されたトナーと、消費されずに残ったトナーが混在することになるが、これらのトナー間では帯電量が相互に異なる。詳しくは、消費されずに残ったトナーは新しく供給されたトナーに比べトナー規制手段やトナー供給部材に接触し摩擦帯電された機会が多い分だけ帯電量が過剰に高くなる。従って、次頁の印字時には、前頁の潜像に対応した残像状の濃度ムラが発生するという問題が生じていた(以下、この現象を「現像履歴」と呼ぶ)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の画像形成装置では、感光体およびトナーの疲労・経時変化や、装置周辺における温湿度の変化などに起因して、画像濃度が変化することがある。そこで、通常印字に先立って、トナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子、例えば帯電バイアス、現像バイアス、露光量などを適宜調整して画像濃度を安定化させている。具体的には、濃度制御因子を変えながら、パッチ画像を感光体上に形成し、各パッチの画像濃度に基づき最適な濃度制御因子を決定し、トナー画像の濃度調整を行っている。
【0006】
このように濃度制御因子を変化させてパッチ画像を形成したときにも、上記したように通常連続印字の場合と同様に現像履歴が発生することがある。特に、濃度制御因子を広範囲にわたって変化させると、極端に濃度の高いパッチ画像を形成することがあり、パッチ画像の現像時に十分な帯電量を有するトナー(以下「帯電良好トナー」という)のトナー担持体への供給が追いつかず、帯電が不十分なトナー(以下「帯電不良トナー」という)のみがトナー担持体に供給されてしまうことがあった。その結果、パッチ画像の形成時や、パッチ画像に続いて実行される通常印字時において、現像履歴が発生することがあった。しかしながら、従来では、パッチ画像の作成に伴う現像履歴については一切考慮されておらず、十分な現像履歴対策がなされていない。
【0007】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、トナー像の画像濃度を調整することによって現像履歴が発生するのを防止することができる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は、副走査方向に回転駆動される感光体と、トナーを担持して搬送するトナー担持体を有し、前記感光体上の静電潜像を前記トナー担持体からのトナーによって現像する現像手段とを備え、トナー像の画像濃度を目標濃度に調整するためにトナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子を変化させながら、複数のパッチ静電潜像を前記現像手段により現像して複数のパッチ画像を前記感光体上に形成する画像形成装置および画像形成方法であって、上記目的を達成するために、濃度制御因子としての現像バイアスをその可変領域全体で変化させながら前記複数のパッチ画像を作成した後であって次の画像を形成する前に、不良トナー除去用画像と、前記不良トナー除去用画像よりも低い画像濃度を有する帯電調整用画像とをこの順序で前記現像手段により前記感光体上に形成している。ここで、「不良トナー除去用画像」とは、前記副走査方向とほぼ直交する主走査方向に前記パッチ画像の幅以上の幅を有し、しかも前記副走査方向に前記トナー担持体の周長以上の長さを有する画像のことである。
【0009】
この発明では、パッチ画像を形成したときに、トナー担持体では、パッチ画像に対応した箇所のみトナーが消費されることになり、次工程(次のパッチ画像を形成する工程や通常印字を行う工程)におけるトナー担持体上のトナー層中にはパッチ作成工程で消費された箇所に新しく供給されたトナーと、消費されずに残ったトナーが混在することになる。このように新しく供給されたトナーは十分に帯電されていない帯電不良トナーとなり、現像履歴の主要因のひとつとなることがある。このような帯電不良トナーがトナー担持体に存在すると、次の工程において現像履歴が発生するが、この発明では、パッチ画像の作成後、不良トナー除去用画像を作成して帯電不良トナーをトナー担持体から除去するとともに、帯電調整用画像を形成してトナーの帯電量を調整してトナー担持体全体に十分な帯電量を有するトナーを担持させている。このように本発明の「帯電調整用画像」とは、トナーの帯電量を調整して十分な帯電量を有するトナーにするための画像を意味する。
【0010】
ここで、トナー担持体から帯電不良トナーを完全に除去するためには、不良トナー除去用画像を、副走査方向とほぼ直交する主走査方向にパッチ画像の幅以上の幅を有し、しかも副走査方向にトナー担持体の周長以上の長さを有するように構成するのが望ましい。また、トナー担持体から効果的に除去するには、不良トナー除去用画像を、その画像全体に対するドットの面積率が約80%以上とするのが好ましい。
【0011】
一方、帯電調整用画像については、その画像全体に対するドットの面積率が0%の白紙画像とするのが望ましい。また、副走査方向の長さとしては、副走査方向にトナー担持体の周長以上の長さを有するのが好ましい。
【0012】
ところで、各パッチ画像の副走査方向における長さについて検討してみると、例えば図20に示すように、パッチ画像PIの副走査方向における長さPLがトナー担持体の周長RLよりも長い場合には、上記と同様の理由により現像履歴が発生することがある。というのも、パッチ画像形成の進行に伴って、トナー担持体では、帯電良好トナーが順次消費され、1周した時点でパッチ画像を形成するために使用されるトナー担持体上のトナーはすべて帯電不良トナーとなってしまうことがある。この場合、周長を超えた部分は現像履歴の影響を受けた現像履歴影響部となり、パッチ画像全体の画像濃度が低くなってしまい、正確な濃度調整ができなくなるという問題が発生する。
【0013】
しかしながら、この発明のごとく、パッチ画像の各々について、副走査方向におけるパッチ画像の長さがトナー担持体の周長以下の長さに設定されると、かかる問題を解消することができる。つまり、各パッチ画像はトナー担持体の周方向の一部分に担持されたトナーによって現像されるため、現像履歴影響部の発生が防止される。
【0014】
【発明の実施の形態】
A.画像形成装置の全体構成
図1は、この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号が制御ユニット1のメインコントローラ11に与えられると、このメインコントローラ11からの指令に応じてエンジンコントローラ12がエンジン部Eの各部を制御してシートSに画像信号に対応する画像を形成する。
【0015】
このように画像形成手段として機能するエンジン部Eでは、プロセスユニット2の感光体21にトナー像を形成可能となっている。すなわち、プロセスユニット2は、図1の矢印方向に回転可能な感光体21を備えており、さらに感光体21の周りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ22、現像手段としての現像器23Y,23C,23M,23K、およびクリーニング部24がそれぞれ配置されている。帯電ローラ22は帯電バイアス発生部121から高電圧が印加されており、感光体21の外周面に当接して外周面を均一に帯電させる。
【0016】
そして、この帯電ローラ22によって帯電された感光体21の外周面に向けて露光ユニット3からレーザ光Lが照射される。この露光ユニット3は、図2に示すように、画像信号切換部122と電気的に接続されており、この画像信号切換部122を介して与えられる画像信号に応じてレーザ光Lを感光体21上に走査露光して感光体21上に画像信号に対応する静電潜像を形成する。例えば、エンジンコントローラ12のCPU123からの指令に基づき、画像信号切換部122がパッチ作成モジュール124と導通している際には、パッチ作成モジュール124から出力されるパッチ画像信号が露光ユニット3に与えられてパッチ潜像が形成される。一方、画像信号切換部122がメインコントローラ11のCPU111と導通している際には、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース112を介して与えられた画像信号に応じてレーザ光Lを感光体21上に走査露光して感光体21上に画像信号に対応する静電潜像が形成される。
【0017】
こうして形成された静電潜像は現像部23によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像部23として、イエロー用の現像器23Y、シアン用の現像器23C、マゼンタ用の現像器23M、およびブラック用の現像器23Kがこの順序で感光体21に沿って配置されている。これらの現像器23Y,23C,23M,23Kは、それぞれ感光体21に対して接離自在に構成されており、エンジンコントローラ12からの指令に応じて、上記4つの現像器23Y、23M、23C、23Bのうちの一の現像器が選択的に感光体21に当接するとともに、現像バイアス発生部125によって高電圧が印加されて選択された色のトナーを感光体21の表面に付与して感光体21上の静電潜像を顕在化する。なお、これら4つの現像器23Y、23M、23C、23Bはともに同一構成を有しており、図3に示すように構成されている。
【0018】
図3は、現像器の構成を示す断面図である。現像器では、上ハウジング231Uと下ハウジング231Dとが一体化されて筐体231が形成されており、現像器を装着した状態では、下ハウジング231Dが現像器載置台232上に載置される。また、この筐体231の後端側(同図の右手側)には、トナーカートリッジ233が着脱自在となっており、当該カートリッジ233内に貯留されているトナーを2つのアジテータ234によって筐体231に補給する。
【0019】
この筐体231には、2つのトナーホッパー部231a,231bが設けられている。そして、トナーホッパー部231a,231bに、アジテータ235,236が1対1で対応して設けられており、トナーを撹拌しながら筐体231の先端側(同図の左手側)に搬送する。こうすることで、トナーは供給ローラ237に撹拌搬送される。
【0020】
供給ローラ237は筐体231内で、筐体231の最先端側で回転駆動される現像ローラ238と接触しながら、現像ローラ238と周速差をもってアゲインスト方向に回転する。このように構成されることで、トナーが現像ローラ238表面に擦り付けられて所定厚み(例えば数100μm)のトナー層が現像ローラ238表面に形成される。このとき、トナーは現像ローラ238と供給ローラ237との摩擦により所定極性に帯電する。
【0021】
この現像ローラ238の表面には、ステンレスや銅などの板状ブレードまたはゴムブレード等からなる規制ブレード239の先端が当接されており、規制ブレード239によって現像ローラ238の表面に形成されるトナー層の厚みが最終的に100μm程度に規制される。このとき、規制ブレード239との摩擦によってもトナーは同じ極性に帯電される。このようにして現像ローラ238に対して所定極性に帯電されたトナーが供給され、感光体21上の静電潜像を現像ローラ238上のトナーによって現像することができる。
【0022】
現像部23で現像されたトナー像は、図1に示すように、ブラック用現像器23Kとクリーニング部24との間に位置する一次転写領域R1で転写ユニット4の中間転写ベルト(転写媒体)41上に一次転写される。なお、この転写ユニット4の構造については後で詳述する。
【0023】
また、一次転写領域R1から周方向(図1の矢印方向)に進んだ位置には、クリーニング部24が配置されており、一次転写後に感光体21の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。
【0024】
次に、転写ユニット4の構成について説明する。この実施形態では、転写ユニット4は、ローラ42〜47と、これら各ローラ42〜47に掛け渡された中間転写ベルト41と、この中間転写ベルト41に転写された中間トナー像をシートSに二次転写する二次転写ローラ48とを備えている。この中間転写ベルト41には、転写バイアス発生部126から一次転写電圧が印加されている。そして、カラー画像をシートSに転写する場合には、感光体21上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト41上に重ね合わせてカラー像を形成するとともに、給排紙ユニット6の給紙部63によってカセット61、手差しトレイ62あるいは増設カセット(図示省略)からシートSを取出して二次転写領域R2に搬送する。そして、このシートSに、カラー像を二次転写してフルカラー画像を得る。
また、モノクロ画像をシートSに転写する場合には、感光体21上にブラックトナー像のみを中間転写ベルト41上に形成し、カラー画像の場合と同様にして二次転写領域R2に搬送されてきたシートSに転写してモノクロ画像を得る。
【0025】
なお、二次転写後、中間転写ベルト41の外周面に残留付着しているトナーについては、ベルトクリーナ49によって除去される。このベルトクリーナ49は、中間転写ベルト41を挟んでローラ46と対向して配置されており、適当なタイミングでクリーナブレードが中間転写ベルト41に対して当接してその外周面に残留付着しているトナーを掻き落す。
【0026】
また、ローラ43の近傍には、後述するようにして中間転写ベルト41の外周面に形成されるパッチ画像の濃度を検出するためのパッチセンサPSが配置されるとともに、中間転写ベルト41の基準位置を検出するための同期用読取センサRSが配置されている。
【0027】
図1に戻ってエンジン部Eの構成説明を続ける。転写ユニット4によってトナー像が転写されたシートSは、給排紙ユニット6の給紙部63によって所定の給紙経路(2点鎖線)に沿って二次転写領域R2の下流側に配設された定着ユニット5に搬送され、搬送されてくるシートS上のトナー像をシートSに定着する。そして、当該シートSはさらに給紙経路630に沿って排紙部64に搬送される。
【0028】
この排紙部64は2つの排紙経路641a,641bを有しており、一方の排紙経路641aは定着ユニット5から標準排紙トレイに延びるとともに、他方の排紙経路641bは排紙経路641aとほぼ平行に、再給紙部66とマルチビンユニットとの間に延びている。これらの排紙経路641a,641bに沿って3組のローラ対642〜644が設けられており、定着済みのシートSを標準排紙トレイやマルチビンユニット側に向けて排出したり、その他方面側にも画像を形成するために再給紙部66側に搬送したりする。
【0029】
この再給紙部66は、図1に示すように、上記のように排紙部64から反転搬送されてきたシートSを再給紙経路664(2点鎖線)に沿って給紙部63のゲートローラ対637に搬送するものであり、再給紙経路664に沿って配設された3つの再給紙ローラ対661〜663で構成されている。このように、排紙部64から搬送されてきたシートSを再給紙経路664に沿ってゲートローラ対637に戻すことによって給紙部63においてシートSの非画像形成面が中間転写ベルト41を向いて当該面に画像を二次転写可能となる。
【0030】
なお、図2において、符号113はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース112を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ11に設けられた画像メモリであり、符号127はエンジン部Eを制御するための制御データやCPU123における演算結果などを一時的に記憶するためのRAMであり、さらに符号128はCPU123で行う演算プログラムなどを記憶するROMである。
【0031】
B.画像形成装置における濃度調整動作
次に、上記のように構成され画像形成装置における画像の濃度調整動作について説明する。
【0032】
図4は、図1の画像形成装置における濃度調整動作を示すフローチャートである。この画像形成装置では、同図に示すように、ステップS1で濃度調整動作を実行して現像バイアスおよび帯電バイアスを更新設定する必要があるか否かが判断される。例えば、画像形成装置本体のメイン電源を投入した後、画像を形成できる状態になると、バイアス設定を開始するように構成してもよい。また、装置本体内に設けられたタイマー(図示省略)によって連続使用時間を計測し、数時間毎にバイアス設定を開始するようにしてもよい。
【0033】
このステップS1で「YES」と判断されてバイアス設定が開始されると、ステップS2,S3を実行して最適現像バイアスを算出し、それを現像バイアスとして設定する(ステップS4)。また、それに続いて、ステップS5を実行して最適帯電バイアスを算出し、それを帯電バイアスとして設定する(ステップS6)。こうして、現像バイアスおよび帯電バイアスの最適化が行われる。以下、現像バイアス算出処理(ステップS3)および帯電バイアス算出処理(ステップS5)の内容について、それぞれ詳細に説明する。
【0034】
B−1.現像バイアス算出処理
図5は、図4の現像バイアス算出処理の内容を示すフローチャートである。この現像バイアス算出処理(ステップS3)では、まず装置の動作状況に応じて処理モードとして第1および第2処理モードのうち、いずれか一方を選択する(ステップS301)。この第1処理モードは後述するように広レンジ(現像バイアスの可変領域全体)内で現像バイアスを変化させて最適現像バイアスの暫定値を求め、さらに暫定値に基づき狭レンジ(可変領域の約1/3)内で現像バイアスを変化させながら最適現像バイアスを決定するものであり、エンジン部Eの状態を予想することができない場合に適している。これに対し、第2処理モードは後述するように前回の最適現像バイアスを含む狭レンジ(可変領域の約1/3)内で現像バイアスを変化させながら最適現像バイアスを決定するものであり、エンジン部Eの状態変化が少なく場合に適している。なお、この実施形態では、ステップS301での具体的な選択判断は次の基準で実行している。
【0035】
(1)電源投入時→第1処理モード
電源投入時では、エンジン部Eの状態を全く予想することができないため、現像バイアスの可変領域全体で現像バイアスを変化させながら最適現像バイアスを決定する。
【0036】
(2)スリープ復帰時で且つスリープ時間が所定時間未満である場合→第2処理モード
スリープ復帰の場合、エンジン部Eの状態が大きく変化してしまっている可能性があるが、スリープ時間が短い場合には、エンジン部Eの状態変化は小さいと推測されるため、前回の最適現像バイアスを含む狭レンジ(可変領域の約1/3)内で現像バイアスを変化させながら最適現像バイアスを決定する。
【0037】
(3)スリープ復帰時で且つ定着ユニット5の定着温度が所定温度以上である場合→第2処理モード
スリープ復帰の場合、エンジン部Eの状態が大きく変化してしまっている可能性があるが、定着ユニット5内の熱源である定着器が高温に保たれている場合には、エンジン部Eの状態変化が小さいと推測されるため、前回の最適現像バイアスを含む狭レンジ(可変領域の約1/3)内で現像バイアスを変化させながら最適現像バイアスを決定する。
【0038】
(4)スリープ復帰時(上記(2)および(3)の場合を除く)→第1処理モード
上記した(2)および(3)以外では、スリープ復帰時、エンジン部Eの状態が大きく変化してしまっている可能性があるため、現像バイアスの可変領域全体で現像バイアスを変化させながら最適現像バイアスを決定する。
【0039】
(5)連続した画像形成時→第2処理モード
画像形成が継続的に行われている場合、前回の濃度調整時からエンジン部Eの状態が大きく変化する可能性が低いので、前回の最適現像バイアスを含む狭レンジ(可変領域の約1/3)内で現像バイアスを変化させながら最適現像バイアスを決定する。
【0040】
以上のような判断基準に基づき、第1処理モードを選択した場合には、第1現像バイアス算出処理(ステップS311〜S314、S302)を実行して最適現像バイアスを決定する一方、第2処理モードを選択した場合には、第2現像バイアス算出処理(ステップS321、S322、S302)を実行して最適現像バイアスを決定する。以下、それぞれに分けて説明する。
【0041】
B−1−1.第1現像バイアス算出処理(第1処理モード)
第1現像バイアス算出処理では、図5に示すように、すべての色(この実施形態では、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色)についてパッチ画像を形成する旨の設定を行った(ステップS311)後、ステップS312に進んで比較的広いレンジで、しかも比較的広い間隔で段階的に現像バイアスを変化させながら、複数のパッチ画像を形成し、各パッチ画像の濃度に基づき最適画像濃度を得るために必要な現像バイアスを暫定的に求める。その処理内容について、図6および図7を参照しつつ詳述する。
【0042】
図6は、図5の広レンジでのバイアス算出処理の内容を示すフローチャートである。また、図7は、図6の処理内容、および後で説明する狭レンジでのバイアス算出処理の内容を示す模式図である。この算出処理では、パッチ画像を作成する色を最初の色、例えばイエローに設定する(ステップS312a)。そして、帯電バイアスを予めステップS2で設定した既定値で、かつ広レンジの範囲内で現像バイアスを比較的広い間隔(第1間隔)で4段階に設定する(ステップS312b)。例えば、この実施形態では、現像バイアス発生部125によって現像部23に供給可能な現像バイアスの可変帯域(Vb01〜Vb10)全体を広レンジとして設定し、この広レンジ(Vb01〜Vb10)内のうち4点Vb01,Vb04,Vb07,Vb10を現像バイアスとして設定している。このように、この実施形態では、第1間隔W1を、
W1=Vb10−Vb07=Vb07−Vb04=Vb04−Vb01
としている。
【0043】
このようなバイアス設定で4つのイエローベタ画像(図8)を感光体21上に順次形成し、さらに図9(a)に示すように、これらを中間転写ベルト41の外周面に転写して第1パッチ画像PI1(Y)を形成する(ステップS312c)。
【0044】
ところで、この実施形態では、第1パッチ画像PI1(Y)の副走査方向における長さPLは現像ローラ238の周長RL以下に設定されている。その理由について詳述する。既に「課題を解決するための手段」の項で説明したように、パッチ画像の副走査方向における長さPLが現像ローラ(本発明の「トナー担持体」に相当)238の周長RLよりも長い場合には、当該パッチ画像に対して現像履歴が発生する。というのも、現像バイアスを非常に高く設定して高濃度のパッチ現像を実行していくと、現像ローラ238では、パッチ画像に対応して帯電良好トナーが順次消費され、1周した時点でさらにパッチ画像を形成するために使用されるトナーがすべて帯電不良トナーとなってしまうことがある。この場合、周長を超えた部分は現像履歴の影響を受けた現像履歴影響部となり、パッチ画像の平均画像濃度は低くなってしまい、正確な濃度調整ができなくなるという問題が発生する。
【0045】
これに対し、この実施形態では、パッチ画像の各々について、副走査方向におけるパッチ画像の長さPLが現像ローラ238の周長RL以下の長さに設定されており、かかる問題は解消されている。つまり、第1パッチ画像PI1(Y)は現像ローラ238の周方向の一部分に担持された帯電良好トナーによって現像されるため、現像履歴影響部の発生を効果的に防止することができる。なお、パッチ画像のサイズについては、このイエロー用の第1パッチ画像PI1(Y)に限定されるものではなく、他のトナー色の第1パッチ画像、ならびに後で説明する第2パッチ画像についても同様に設定されている。
【0046】
そして、ステップS312dですべてのパッチ作成色についてパッチ画像が作成されたと判断するまで、パッチ作成色を次の色に設定し(ステップS312e)、ステップS312b,S312cを繰り返して同図(b)〜(d)に示すようにシアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の順序で中間転写ベルト41の外周面上に第1パッチ画像PI1(C),PI1(M),PI1(K)をさらに形成していく。
【0047】
こうして16(=4種類×4色)個の第1パッチ画像PI1(Y),PI1(C),PI1(M),PI1(K)が中間転写ベルト41に形成されると、先頭位置のパッチ画像から順番に第1パッチ画像の画像濃度をパッチセンサPSで測定する(ステップS312f)。これに続いて、ステップS312gで目標濃度に対応する現像バイアスを求め、これを暫定バイアスとしてRAM127に一時的に記憶する。ここで、測定結果(画像濃度)が目標濃度と一致している場合には、その画像濃度に対応する現像バイアスを暫定バイアスとすればよく、また一致しない場合には、図7(b)に示すように、目標濃度を挟むデータD(Vb04),D(Vb07)に基づく直線補間や平均化処理などによって暫定バイアスを求めることができる。
【0048】
こうして、暫定バイアスが求まると、図5の現像履歴除去処理(ステップS313)を実行する。その理由は、以下のとおりである。上記した「広レンジでのバイアス算出処理」では、比較的広いレンジで、しかも比較的広い間隔で段階的に現像バイアスを変化させながら、複数のパッチ画像を形成しているため、例えば現像バイアスを最大バイアスVb10に設定した時に高濃度D(Vb10)のパッチ画像が形成され、パッチ画像の現像時に現像ローラ238に供給されるトナーの帯電量が不足してしまい、帯電不良トナーが現像ローラ238に担持されることがある。この状態のまま、後で説明する狭レンジでのバイアス算出処理(1)を実行してしまうと、その処理を行う際に現像履歴が発生してしまう。そこで、この実施形態では、以下に説明する現像履歴除去処理を実行している。
【0049】
図10は現像履歴除去処理を示すタイミングチャートであり、図11は現像履歴除去処理によって感光体21から中間転写ベルト41に転写される転写画像を示す模式図である。この現像履歴除去処理では、中間転写ベルト41が1周する間に、イエローおよびシアンのそれぞれについて、不良トナー除去用画像RIおよび帯電調整用画像EIを形成する。より具体的には、まずイエロー現像バイアスを比較的高い値に設定して不良トナー除去用画像RIを感光体21上に形成し、中間転写ベルト41に転写する。
【0050】
この実施形態では、不良トナー除去用画像RIは第1パッチ画像と同様にベタ画像であるが、そのサイズは第1パッチ画像とは相違している。すなわち、主走査方向における不良トナー除去用画像RIの幅RWは感光体21上に形成可能な画像の最大幅Wmaxと一致し、また副走査方向における不良トナー除去用画像RIの長さは現像ローラ238の周長RLとほぼ一致している。したがって、このようにして不良トナー除去用画像RIを形成することで、現像ローラ238に担持されている帯電不良トナーはすべて不良トナー除去用画像RIの現像に利用され、現像ローラ238から排出される。
【0051】
ここで、現像ローラ238から帯電不良トナーを完全に排出させるためには、不良トナー除去用画像RIは少なくとも第1パッチ画像の幅以上の幅を有するものであれば、原理的に帯電不良トナーを排出することができる。ただし、より確実に帯電不良トナーを排出するためには、第1パッチ画像よりも大きな幅を有する不良トナー除去用画像RIを現像するのが望ましい。一方、現像ローラ238から帯電不良トナーを完全に排出させるためには、不良トナー除去用画像RIは少なくとも主走査方向に現像ローラ238の周長RLと同じ長さを有する必要がある。
【0052】
上記のようにして不良トナー除去用画像RIを形成して帯電不良トナーを現像ローラ238から完全に排出した後、現像ローラ238の周長RLの3倍程度の長さで帯電調整用画像EIを形成している。この実施形態では、現像バイアスを変更することなく、白紙現像を行って帯電調整用画像全体に対するイエロートナードットの面積率が0%の白紙画像を形成し、これを帯電調整用画像EIとしている。このように帯電調整用画像EIを形成することで現像ローラ238でのトナーの帯電量を整えることができ、現像履歴をより効果的に防止することができる。
【0053】
なお、この実施形態では、帯電調整用画像EIが白紙画像としているが、これに限定されるものではなく、少なくとも不良トナー除去用画像RIよりも低濃度の画像であれば如何なる画像濃度てあってもよい。ただし、トナー消費量を考慮すれば、白紙画像とするのが最も好ましい。また、副走査方向における長さについても、現像ローラ238の周長RLの3倍程度に設定しているが、これに限定されるものではなく、種々の実験の結果、周長RLの1倍以上に設定するのが好ましく、帯電調整時間を考慮すれば周長RLの3倍以上に設定するのがさらに好ましい。さらに、現像バイアスを低減させることで帯電調整用画像EIを形成するようにしてもよい。
【0054】
こうしてイエロー用の現像器について現像履歴除去処理を実行するのに続いて、シアン用の現像器についても上記と同様にシアン現像器によって不良トナー除去用画像RIおよび帯電調整用画像EIを形成し、シアン用現像ローラ238から帯電不良トナーを除去するとともに、トナーの帯電量を整えている。
【0055】
また、上記のようにしてイエロー用およびシアン用の現像器に対する現像履歴除去処理が完了すると、次に中間転写ベルト41が1周する間に、マゼンタ用およびブラック用の現像器に対しても、上記と同様にして現像履歴除去処理が実行される。
【0056】
なお、この実施形態では、図10および図11に示すように、中間転写ベルト41が1周する間に、2色単位で現像履歴除去処理を行っているが、各周毎に単色の現像履歴除去処理を繰り返して行ったり、1周の間に全色の現像履歴除去処理を一括して行うようにしてもよい。
【0057】
上記のようにして各トナー色について現像ローラ238に良好な帯電量を有するトナーが担持されて現像履歴の発生が防止された後、図5の狭レンジでのバイアス算出処理(1)を実行する。図12は、図5の狭レンジでのバイアス算出処理(1)の内容を示すフローチャートである。この算出処理では、先の算出処理(ステップS312)と同様に、パッチ画像を作成する色を最初の色、例えばイエローに設定する(ステップS314a)。そして、帯電バイアスを予めステップS2で設定した既定値で、かつステップS312で求めた暫定バイアスを含む狭レンジの範囲内で現像バイアスを第1間隔W1よりも狭い間隔(第2間隔)で4段階に設定する(ステップS314b)。例えば、この実施形態では、現像バイアスの可変帯域(Vb01〜Vb10)の約1/3を狭レンジとして設定しており、暫定バイアスが図7(b)に示すように現像バイアスVb05,Vb06の間である場合には、4点Vb04,Vb05,Vb06,Vb07を現像バイアスとして設定している(同図(c))。このように、この実施形態では、第2間隔W2を、
W2=Vb07−Vb06=Vb06−Vb05=Vb05−Vb04
としている。
【0058】
このようなバイアス設定で4つのイエローベタ画像(図8)を感光体上に順次形成し、さらに図9(a)に示すように、これらを中間転写ベルト41の外周面に転写して第1パッチ画像PI1(C),PI1(M),PI1(K)を形成する(ステップS314c)。そして、先の算出処理(ステップS312)と同様に、ステップS314dですべてのパッチ作成色についてパッチ画像が作成されたと判断するまで、パッチ作成色を次の色に設定し(ステップS314e)、ステップS314b,S314cを繰り返してシアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の順序で中間転写ベルト41の外周面上に第1パッチ画像PI1(C),PI1(M),PI1(K)をさらに形成していく。
【0059】
こうして16(=4種類×4色)個のパッチ画像PI1(Y),PI1(C),PI1(M),PI1(K)が中間転写ベルト41に形成されると、先頭位置のパッチ画像から順番にパッチ画像PI1の画像濃度をパッチセンサPSで測定する(ステップS314f)。これに続いて、ステップS314gで目標濃度に対応する現像バイアスを求める。ここで、測定結果(画像濃度)が目標濃度と一致している場合には、その画像濃度に対応する現像バイアスを最適現像バイアスとすればよく、また一致しない場合には、図7(d)に示すように、目標濃度を挟むデータD(Vb05),D(Vb06)に基づく直線補間などによって最適現像バイアスを求めることができる。
【0060】
そして、全てのパッチ作成色について最適現像バイアスが求まった場合、ステップS302に進んで、上記のようにして求められた最適現像バイアスをRAM127に記憶し、後述する帯電バイアスの算出時や通常の画像形成処理において、RAM127から読み出し、現像バイアスとして設定する。
【0061】
以上のように、この第1現像バイアス算出処理(第1処理モード)では、広レンジで、かつ第1間隔W1で目標濃度の画像を得るために必要な現像バイアスを暫定的に求めた後、各トナー色の現像器23Y,23C,23M,23Kについて現像履歴除去処理を施しているので、次のパッチ作成工程、つまり狭レンジでのバイアス算出処理(1)で現像履歴が発生するのを効果的に防止することができる。
【0062】
B−1−2.第2現像バイアス算出処理(第2処理モード)
ところで、この実施形態では、図5のステップS301で第2処理モードを選択すると、第2現像バイアス算出処理を実行して最適現像バイアスを決定しているが、これは上記したように判断基準(2)、(3)および(5)のような場合、エンジン部Eの状態変化は小さいと推測されるためである。すなわち、最適帯電バイアスおよび最適現像バイアスは感光体およびトナーの疲労・経時変化などに応じて変化するが、その変化はある程度の連続性を有している。したがって、上記判断基準(2)、(3)および(5)のような場合には、直前の画像濃度測定結果(ステップS314fや後述するステップS322g)に基づき最適現像バイアスを予想することができる。そこで、この実施形態にかかる現像バイアス算出処理(ステップS3)では、上記判断基準(2)、(3)および(5)に該当すると判断すると、次のように処理を簡素化して短時間で、しかも正確に最適現像バイアスを算出している。
【0063】
この第2現像バイアス算出処理では、すべての色(この実施形態では、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色)についてパッチ画像を形成する旨の設定を行った(ステップS321)後、ステップS322に進んで狭レンジでのバイアス算出処理(2)を実行して暫定バイアスを求めることなしに最適現像バイアスを求めている。以下、その処理内容について図13および図14を参照しつつ説明する。
【0064】
図13は、図5の狭レンジでのバイアス算出処理(2)の内容を示すフローチャートである。また、図14は、図13の処理内容を示す模式図である。この算出処理が、先に説明した狭レンジでのバイアス算出処理(1)と大きく相違する点は、図12の算出処理(1)では帯電バイアスを既定値に設定するとともに、暫定バイアスを含む狭レンジでの4種類の現像バイアスを設定している(ステップS314b)のに対して、このバイアス算出処理(2)では直前の画像濃度測定によって求められてRAM127に記憶されている最適帯電バイアスを帯電バイアスとして設定するとともに、同RAM127に記憶されている最適現像バイアスを含む狭レンジでの4種類の現像バイアスを設定している(ステップS322b)点であり、その他の構成は同一である。したがって、ここでは、同一構成の説明については、省略する。
【0065】
このように、第2処理モードでは、暫定バイアスを求めずに、直前の画像濃度測定結果(前回の最適現像バイアス)を用いて狭レンジで、しかも第2間隔で4種類の現像バイアスを設定し、各色のパッチ画像を形成して最適現像バイアスを求めるようにしているので、第1処理モード(ステップS312〜S314)と対比すると、最適現像バイアスをさらに一層短時間で求めることができる。
【0066】
また、従来技術(例えば特開平10−239924号公報に記載の技術)と対比すると、最適現像バイアスを高精度で求めることができるという特有の効果を有する。その理由について説明する。従来技術では現像バイアスと帯電バイアスとを予め3組記憶しておき、これら3つの現像バイアスでパッチ画像をそれぞれ形成する。したがって、現像バイアスの変化し得る範囲、つまり現像バイアス可変帯域とほぼ同程度の範囲をカバーするためには、3つの現像バイアスを比較的広い間隔で設定しなければならない。
【0067】
これに対して、本実施形態では、現像バイアス可変帯域(Vb01〜Vb10)のうち直前の最適現像バイアスを含む狭レンジの範囲内で現像バイアスを変化させており、現像バイアス可変帯域の約1/3程度で済み、現像バイアスの間隔(第2間隔)は従来技術よりも狭くなっている。その結果、最適現像バイアスをより高精度に算出することができる。なお、現像バイアスを変化させるレンジ範囲を単に狭くしただけでは、求めようとする最適現像バイアスが当該レンジから外れて正確な最適現像バイアスの算出が困難となるが、本実施形態では、直前の最適現像バイアスを中心に狭レンジを設定するようにしているので、このような問題が発生する確率は極めて小さい。
【0068】
こうして求められた最適現像バイアスについては、RAM127に既に記憶されている最適現像バイアスと書き換えて最新のものに更新する(図5のステップS302)。そして、図4に戻り、上記のようにして算出された最適現像バイアスをRAM127から読み出し、これを現像バイアスとして設定する。それに続いて、最適帯電バイアスを算出し(ステップS5)、それを帯電バイアスとして設定する(ステップS6)。
【0069】
B−2.最適帯電バイアス算出処理
図15は、図4の帯電バイアス算出処理の内容を示すフローチャートである。この帯電バイアス算出処理(ステップS5)では、現像バイアス算出処理の場合と同様に、まず装置の動作状況に応じて処理モードとして第3および第4処理モードのうち、いずれか一方を選択する(ステップS501)。この第3処理モードは後述するように予め設定した既定値を含む狭レンジ(可変領域の約1/3)内で帯電バイアスを変化させながら、複数のパッチ画像を形成し、各パッチ画像の濃度に基づき最適画像濃度を得るために必要な帯電バイアスを決定するものであり、エンジン部Eの状態を予想することができない場合に適している。これに対し、第4処理モードは後述するように前回の最適帯電バイアスを含む狭レンジ(可変領域の約1/3)内で帯電バイアスを変化させながら最適帯電バイアスを決定するものであり、エンジン部Eの状態変化が少ない場合に適している。なお、この実施形態では、ステップS501での具体的な選択判断は次の基準で実行している。
【0070】
(1)電源投入時→第3処理モード
電源投入時では、エンジン部Eの状態を全く予想することができないため、予め設定した既定値を含む狭レンジ(可変領域の約1/3)内で帯電バイアスを変化させながら最適帯電バイアスを決定する。
【0071】
(2)スリープ復帰時で且つスリープ時間が所定時間未満である場合→第4処理モード
スリープ復帰の場合、エンジン部Eの状態が大きく変化してしまっている可能性があるが、スリープ時間が短い場合には、エンジン部Eの状態変化は小さいと推測されるため、前回の最適帯電バイアスを含む狭レンジ(可変領域の約1/3)内で帯電バイアスを変化させながら最適帯電バイアスを決定する。
【0072】
(3)スリープ復帰時で且つ定着ユニット5の定着温度が所定温度以上である場合→第4処理モード
スリープ復帰の場合、エンジン部Eの状態が大きく変化してしまっている可能性があるが、定着ユニット5内の熱源である定着器が高温に保たれている場合には、エンジン部Eの状態変化が小さいと推測されるため、前回の最適帯電バイアスを含む狭レンジ(可変領域の約1/3)内で帯電バイアスを変化させながら最適帯電バイアスを決定する。
【0073】
(4)スリープ復帰時(上記(2)および(3)の場合を除く)→第3処理モード
上記した(2)および(3)以外では、スリープ復帰時、エンジン部Eの状態が大きく変化してしまっている可能性があるため、予め設定した既定値を含む狭レンジ(可変領域の約1/3)内で帯電バイアスを変化させながら最適帯電バイアスを決定する。
【0074】
(5)連続した画像形成時→第4処理モード
画像形成が継続的に行われている場合、前回の濃度調整時からエンジン部Eの状態が大きく変化する可能性が低いので、前回の最適帯電バイアスを含む狭レンジ(可変領域の約1/3)内で帯電バイアスを変化させながら最適帯電バイアスを決定する。
【0075】
以上のような判断基準に基づき、第3処理モードを選択した場合には、第1帯電バイアス算出処理(ステップS511、S512、S502)を実行して最適帯電バイアスを決定する一方、第4処理モードを選択した場合には、第2帯電バイアス算出処理(ステップS521、S522、S502)を実行して最適帯電バイアスを決定する。以下、それぞれに分けて説明する。
【0076】
B−2−1.第1帯電バイアス算出処理(第3処理モード)
第1帯電バイアス算出処理では、図15に示すように、すべての色(この実施形態では、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色)についてパッチ画像を形成する旨の設定を行った(ステップS511)後、ステップS512に進んで、予め設定した既定値を含み、かつ狭レンジの範囲内で帯電バイアスを比較的狭い間隔で4段階に帯電バイアスを変化させながら、複数のパッチ画像を形成し、各パッチ画像の濃度に基づき最適画像濃度を得るために必要な帯電バイアスを求める。以下、その処理内容の詳細について図16〜図18を参照しつつ説明する。
【0077】
図16は、ステップS512での処理内容、つまり図15の狭レンジでのバイアス算出処理(3)の内容を示すフローチャートである。また、図17は、図16の処理内容を示す模式図である。この算出処理では、パッチ画像を作成する色を最初の色、例えばイエローに設定する(ステップS512a)。そして、予めステップS2で設定した既定値を含み、かつ狭レンジの範囲内で帯電バイアスを比較的狭い間隔(第3間隔)で4段階に設定する(ステップS512b)。このように、帯電バイアス算出処理は、現像バイアス算出処理とは異なり、広レンジでの算出処理を行うことなく、狭レンジでの算出処理のみを実行する。なお、この実施形態では、帯電バイアスの可変帯域(Va01〜Va10)の約1/3を狭レンジとして設定しており、例えば既定値あるいは直前の最適帯電バイアスが図17(a)に示すように帯電バイアスVa05,Va06の間である場合には、4点Va04,Va05,Va06,Va07を帯電バイアスとして設定している。このように、この実施形態では、第3間隔W3を、
W3=Va07−Va06=Va06−Va05=Va05−Va04
としている。
【0078】
上記のようにしてイエロー色について4種類の帯電バイアスが設定されると、帯電バイアスを最も低い値Va04から段階的に増大させながら、各イエローのハーフトーン画像(図18)を感光体上に順次形成し、これらを中間転写ベルト41の外周面に転写して第2パッチ画像PI2を形成する(図9(a):ステップS512c)。
【0079】
次のステップS512dは、すべてのパッチ作成色について第2パッチ画像を作成したか否かを判断し、「NO」と判断される間は、パッチ作成色を次の色に設定し(ステップS512e)、ステップS512b〜S512dを繰り返して図9(b)〜(d)に示すようにシアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の順序で中間転写ベルト41の外周面上に第2パッチ画像PI2をさらに形成していく。
【0080】
一方、ステップS512dで「YES」と判断すると、16(=4種類×4色)個のパッチ画像PI2の画像濃度をパッチセンサPSで測定する(ステップS512f)。また、これに続いて、ステップS512gで目標濃度に対応する帯電バイアスを求める。ここで、測定結果(画像濃度)が目標濃度と一致している場合には、その画像濃度に対応する帯電バイアスを最適帯電バイアスとすればよく、また一致しない場合には、図17(b)に示すように、目標濃度を挟むデータD(Va05),D(Va06)に基づく直線補間などによって最適帯電バイアスを求めることができる。
【0081】
そして、全てのパッチ作成色について最適帯電バイアスが求まると、ステップS502に進んで、上記のようにして求められた最適帯電バイアスをRAM127に記憶し、通常の画像形成処理において、RAM127から読み出し、帯電バイアスとして設定する。
【0082】
B−2−2.第2帯電バイアス算出処理(第4処理モード)
この実施形態では、現像バイアス算出処理の場合と同様の理由に基づき、図15のステップS501で第4処理モードを選択すると、第2帯電バイアス算出処理を実行して最適帯電バイアスを決定している。
【0083】
この第2帯電バイアス算出処理では、すべての色(この実施形態では、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色)についてパッチ画像を形成する旨の設定を行った(ステップS521)後、ステップS522に進んで狭レンジでのバイアス算出処理(4)を実行して最適帯電バイアスを求めている(ステップS522)。
【0084】
図19は、図15の狭レンジでのバイアス算出処理(4)の内容を示すフローチャートである。この算出処理が、先に説明した狭レンジでのバイアス算出処理(3)と大きく相違する点は、図16の算出処理(3)では帯電バイアスを既定値に基づき狭レンジでの4種類の現像バイアスを設定している(ステップS512b)のに対して、このバイアス算出処理(4)では直前の画像濃度測定によって求められてRAM127に記憶されている帯電バイアスに基づき狭レンジでの4種類の帯電バイアスを設定している(ステップS522b)点であり、その他の構成は同一である。したがって、ここでは、同一構成の説明については、省略する。
【0085】
そして、全てのパッチ作成色について最適現像バイアスが求まると、ステップS502に進んで、上記のようにして求められた最適帯電バイアスをRAM127に記憶し、通常の画像形成処理において、RAM127から読み出し、帯電バイアスとして設定する。
【0086】
以上のように、この実施形態によれば、広レンジでのバイアス算出処理(ステップS312)を実行した後、各現像器23Y,23C,23M,23Kについて、不良トナー除去用画像RIを作成して帯電不良トナーを現像ローラ238から除去するとともに、帯電調整用画像EIを形成してトナーの帯電量を調整している。その結果、いずれの現像器23Y,23C,23M,23Kにおいても、現像ローラ238全体に十分な帯電量を有する帯電良好トナーが担持されており、次のパッチ作成工程(狭レンジでのバイアス算出処理)において現像履歴が発生するのを効果的に防止することができる。
【0087】
また、各パッチ画像の副走査方向における長さPLを現像ローラ238の周長RL以下に設定しているので、パッチ画像は必ず現像ローラ238の周方向の一部分に担持されたトナーによって現像されるため、現像履歴影響部の発生を効果的に防止することができる。
【0088】
さらに、上記実施形態では、例えば図7、図14および図18に示すように、バイアスを段階的に上昇させながら、この順序でパッチ画像を形成しており、各色とも最終のパッチ画像が最も画像濃度が高くなるようにバイアス設定している。すなわち、各トナー色とも4つのパッチ画像を連続的に形成しているが、帯電不良トナーが発生するとしても最も高いバイアスで作成される最終パッチ画像の現像時点であり、いずれのパッチ画像も帯電良好トナーによって現像される。したがって、これら4つのパッチ画像はいずれも現像履歴の影響を受けることなく、設定された画像濃度で作成される。その結果、高精度な濃度調整処理を実行することが可能となる。
【0089】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、不良トナー除去用画像RIとしてその画像全体に対するドットの面積率が100%のベタ画像を用いているが、ベタ画像の代わりに、その面積率が約80%以上の画像を不良トナー除去用画像として用いても、ベタ画像の場合と同様の作用効果が得られる。
【0090】
また、上記実施形態では、広レンジでのバイアス算出処理(ステップS312)を実行した後でのみ現像履歴除去処理(ステップS313)を実行しているが、その他のバイアス算出処理(ステップS314、S322、S512,S522)を実行した後に現像履歴除去処理を実行するようにしてもよい。例えば、帯電バイアス算出処理を実行した後、現像履歴除去処理を実行することで、通常印字において現像履歴が発生するのを効果的に防止することができる。
【0091】
また、上記実施形態では、4色のトナーを用いたカラー画像を形成することができる画像形成装置であったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、モノクロ画像のみを形成する画像形成装置にも当然に適用することができる。また、上記実施形態にかかる画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース112を介して与えられた画像を複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートに形成するプリンタであるが、本発明は複写機やファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置全般に適用することができる。
【0092】
また、上記実施形態では、感光体21上のトナー像を中間転写ベルト41に転写し、このトナー像をパッチ画像として、その画像濃度を検出するとともに、その検出結果に基づき最適現像バイアスおよび最適帯電バイアスを算出しているが、中間転写ベルト以外の転写媒体(転写ドラム、転写ベルト、転写シート、中間転写ドラム、中間転写シート、反射型記録シートあるいは透過性記憶シートなど)にトナー像を転写してパッチ画像を形成する画像形成装置にも本発明を適用することができる。また、転写媒体にパッチ画像を形成する代わりに、感光体上のパッチ画像の濃度を検出するパッチセンサを設け、このパッチセンサによって感光体上の各パッチ画像の画像濃度を検出し、その検出結果に基づき最適現像バイアスおよび最適帯電バイアスを算出する画像形成装置に対しても、本発明を適用することができる。
【0093】
さらに、上記実施形態では、濃度制御因子として現像バイアスおよび帯電バイアスの最適値を求めているが、いずれか一方のみの最適値を求める場合、また転写バイアスや露光量などの他の濃度制御因子の最適値を求める場合にも本発明を適用することができる。
【0094】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、パッチ画像の作成後、不良トナー除去用画像を作成して帯電不良トナーをトナー担持体から除去するとともに、帯電調整用画像を形成してトナーの帯電量を調整してトナー担持体全体に十分な帯電量を有するトナーを担持させているので、当該パッチ画像の作成の後に実行される処理、例えば次のパッチ作成工程や通常印字工程などにおいて現像履歴が発生するのを防止することができる。
【0095】
また、パッチ画像の各々について、副走査方向におけるパッチ画像の長さがトナー担持体の周長以下の長さとなるように構成しているので、トナー担持体の周方向の一部分に担持されたトナーによってパッチ画像を形成することができ、当該パッチ画像において現像履歴が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。
【図2】図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図3】現像器の構成を示す断面図である。
【図4】図1の画像形成装置における濃度調整動作を示すフローチャートである。
【図5】図4の現像バイアス算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図6】図5の広レンジでのバイアス算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図7】広レンジおよび狭レンジでのバイアス算出処理の内容を示す模式図である。
【図8】第1パッチ画像を示す図である。
【図9】パッチ画像の形成順序を示す図である。
【図10】現像履歴除去処理を示すタイミングチャートである。
【図11】現像履歴除去処理によって感光体から中間転写ベルトに転写される転写画像を示す模式図である。
【図12】図5の狭レンジでのバイアス算出処理(1)の内容を示すフローチャートである。
【図13】図5の狭レンジでのバイアス算出処理(2)の内容を示すフローチャートである。
【図14】図13の処理内容を示す模式図である。
【図15】図4の帯電バイアス算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図16】図15の狭レンジでのバイアス算出処理(3)の内容を示すフローチャートである。
【図17】図16の処理内容を示す模式図である。
【図18】第1パッチ画像を示す図である。
【図19】図15の狭レンジでのバイアス算出処理(4)の内容を示すフローチャートである。
【図20】副走査方向におけるパッチ画像の長さが現像ローラの周長を超える場合のパッチ画像を示す模式図である。
【符号の説明】
4…転写ユニット(転写手段)
21…感光体
23Y,23C,23M,23K…現像器
41…中間転写ベルト(転写媒体)
238…現像ローラ(トナー担持体)
EI…帯電調整用画像
PI,PI1(Y),PI1(C),PI1(M),PI1(K)…パッチ画像
PL…(パッチ画像の副走査方向における)長さ
PS…パッチセンサ(濃度検出手段)
RI…不良トナー除去用画像
RL…(トナー担持体の)周長
RW…(不良トナー除去用画像の)幅
Claims (9)
- 副走査方向に回転駆動される感光体と、トナーを担持して搬送するトナー担持体を有し、前記感光体上の静電潜像を前記トナー担持体からのトナーによって現像する現像手段とを備え、トナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子を変化させながら、複数のパッチ静電潜像を前記現像手段により現像して複数のパッチ画像を前記感光体上に形成するとともに、各パッチ画像の画像濃度に基づいてトナー像の画像濃度を目標濃度に調整するために必要な濃度制御因子の最適値を決定する画像形成装置において、
濃度制御因子としての現像バイアスをその可変領域全体で変化させながら前記複数のパッチ画像を作成した後であって次の画像を形成する前に、下記の不良トナー除去用画像と、前記不良トナー除去用画像よりも低い画像濃度を有する帯電調整用画像とをこの順序で前記現像手段により前記感光体上に形成することを特徴とする画像形成装置。
前記不良トナー除去用画像は、前記副走査方向とほぼ直交する主走査方向に前記パッチ画像の幅以上の幅を有し、しかも前記副走査方向に前記トナー担持体の周長以上の長さを有する画像である。 - 前記不良トナー除去用画像の幅は前記感光体上に形成可能な画像の最大幅となっている請求項1記載の画像形成装置。
- 前記不良トナー除去用画像は、前記不良トナー除去用画像全体に対するドットの面積率が約80%以上の画像である請求項1または2記載の画像形成装置。
- 前記帯電調整用画像は、前記帯電調整用画像全体に対するドットの面積率が0%の白紙画像である請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記帯電調整用画像は前記副走査方向に前記トナー担持体の周長以上の長さを有する画像である請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記感光体上に形成されたパッチ画像の画像濃度を検出する濃度検出手段をさらに備えた請求項1ないし5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 転写媒体を有し、前記感光体上に形成されたパッチ画像を前記転写媒体に転写する転写手段と、
前記転写媒体に転写されたパッチ画像の画像濃度を検出する濃度検出手段をさらに備えた請求項1ないし5のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記複数のパッチ画像の画像濃度が配列順序にしたがって順番に高くなるように前記現像バイアスを段階的に変化させながら、前記複数のパッチ画像を前記感光体上に形成する請求項1ないし7のいずれかに記載の画像形成装置。
- 副走査方向に回転駆動される感光体と、トナーを担持して搬送するトナー担持体を有し、前記感光体上の静電潜像を前記トナー担持体からのトナーによって現像する現像手段とを備える画像形成装置において、トナー像の画像濃度を目標濃度に調整する画像形成方法であって、
トナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子としての現像バイアスをその可変領域全体で変化させながら、前記感光体上に複数のパッチ静電潜像を前記現像手段により現像して複数のパッチ画像を前記感光体上に形成するパッチ作成工程と、
各パッチ画像の画像濃度に基づいてトナー像の画像濃度を目標濃度に調整するために必要な現像バイアスの最適値を決定する最適値決定工程と、
前記パッチ作成工程後であって次の画像を形成する前に、下記の不良トナー除去用画像と、前記不良トナー除去用画像よりも低い画像濃度を有する帯電調整用画像とをこの順序で前記現像手段により前記感光体上に形成する現像履歴除去工程と
を備えたことを特徴とする画像形成方法。
前記不良トナー除去用画像は、前記副走査方向とほぼ直交する主走査方向に前記パッチ画像の幅以上の幅を有し、しかも前記副走査方向に前記トナー担持体の周長以上の長さを有する画像である。
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