JP3729023B2 - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、互いに異なる複数色のトナー像を形成し、それら複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する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、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、従来より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る技術が数多く提案されている。例えば、特開平11−84855号公報に記載の発明では、現像バイアスを適宜調整することで画像濃度の安定化を図っている。すなわち、この従来技術では、現像バイアスを変えながら、パッチ画像を中間転写体上に形成し、各パッチの画像濃度を検出している。そして、これらの検出値に基づき最適な現像バイアスを決定し、トナー画像の濃度調整を行っている。
【0003】
このときに使用されるパッチ画像パターンは、画像書出し位置から第1のイエローパッチ画像、第1のマゼンタパッチ画像、第1のシアンパッチ画像、第1のブラックパッチ画像、第2のイエローパッチ画像、第2のマゼンタパッチ画像、第2のシアンパッチ画像、第2のブラックパッチ画像、…の順に形成される。具体的なパッチ作成手順としては、まず現像バイアスを変えながら、第1、第2、…のイエローパッチ画像を中間転写体上に形成する。その後、マゼンタパッチ画像、シアンパッチ画像、およびブラックパッチ画像を順次形成する。そして、全てのパッチ画像の作成が完了すると、それらパッチ画像の画像濃度を一括して検出している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにパッチ作成条件(上記従来例では現像バイアス)を変化させる場合、カブリ・地汚れ(以下、単に「カブリ」と総称する)が発生するカブリ発生条件に設定されることがある。特に、パッチ作成条件を比較的広範囲にわたって変化させる必要がある場合には、パッチ作成条件がカブリ発生条件に設定されてしまい、カブリが発生する可能性が高くなる。
【0005】
このようにパッチ作成条件をカブリ発生条件に設定してしまうと、次にパッチ作成条件を変更するまで画像下地部が汚されてしまい、トナー画像の濃度調整を精度良くに行うことができなくなる。例えば、第1のイエローパッチ画像を作成した後、第2のイエローパッチ画像を形成すべく、現像バイアスを変更設定したとき、その変更後の現像バイアスがカブリ発生条件に入ってしまうと、第1のマゼンタパッチ画像、第1のシアンパッチ画像、第1のブラックパッチ画像を形成すべき画像下地部を汚してしまう。そのため、イエローパッチ画像に続いて第1のマゼンタパッチ画像、第1のシアンパッチ画像、第1のブラックパッチ画像をカブリ部分に形成することになり、他のトナー色のパッチ画像の濃度を正確に検出することができなくなる。
【0006】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、各トナー色について、その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高精度に決定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。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる画像形成装置は、互いに異なる複数色のトナー像を形成し、それら複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置であって、上記目的を達成するため、パッチ画像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成されるパッチ画像の画像濃度を検出する濃度検出手段と、濃度制御因子を所定の可変帯域内で変更設定し、しかも、その可変帯域内において濃度制御因子を変化させるレンジを広レンジおよび狭レンジの2段階に設定可能な制御手段とを備えている。そして、前記制御手段は、各色ごとに、広レンジの範囲内で濃度制御因子を第1間隔で段階的に変化させながら下記の第1パッチ濃度検出処理を実行するとともに、前記第1パッチ濃度検出処理によって検出された画像濃度に基づいて各色の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値を暫定値として求めた後、下記の第2パッチ濃度検出処理を実行するとともに、前記第2パッチ濃度検出処理によって検出された画像濃度に基づいて各色の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。ここで、前記第1パッチ濃度検出処理は、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、複数のトナー像をパッチ画像として前記像担持体上に形成するとともに、各パッチ画像の濃度を前記濃度検出手段によって検出した後、これら複数のパッチ画像を前記像担持体からクリーニング除去するものである。また、前記第2パッチ濃度検出処理は、全トナー色について前記暫定値を含む狭レンジの範囲内で濃度制御因子を段階的に変化させながら複数のトナー像をパッチ画像として前記像担持体上に形成した後、各パッチ画像の濃度を一括して前記濃度検出手段によって検出するものである。
【0008】
また、この発明にかかる画像形成方法は、互いに異なる複数色のトナー像を形成し、それら複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成方法であって、上記目的を達成するため、各色ごとに、上記第1パッチ濃度検出処理を実行する第1工程と、前記第1パッチ濃度検出処理によって検出された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値を暫定的に求める第2工程と、上記第2パッチ濃度検出処理を実行する第3工程と、前記第2パッチ濃度検出処理によって検出された画像濃度に基づいて各色の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第4工程とを備えている。
【0009】
これらの発明では、各トナー色について、像担持体上へのパッチ画像の作成、パッチ画像の濃度検出、および像担持体からのパッチ画像のクリーニング除去がこの順序で行われる。したがって、パッチ画像の作成時にカブリが発生したとしても、次のトナー色についてパッチ画像を作成する前に像担持体はクリーニングされており、カブリの影響が完全に排除されている。すなわち、各トナー色とも常に汚れのない像担持体上にパッチ画像が作成される。
【0010】
ところで、上記のようにして濃度制御因子の最適値を決定する場合、実際のカラー画像の形成手順と若干相違する。すなわち、上記した濃度制御因子の最適値の決定手順は各色ごとにパッチ画像の作成およびクリーニング除去を行っており、各トナー色のトナー像を連続的に形成しながら、それらを重ね合わせることでカラー画像を得る実際の画像形成手順と相違している。そこで、より高精度な最適値を求めるためには、上記して濃度制御因子の最適値を暫定的に求め、第2パッチ濃度検出処理を実行するとともに、この第2パッチ濃度検出処理によって検出された画像濃度に基づいて各色の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最終的に求めることで実際のカラー画像形成手順と合致させるようにしてもよい。ここで、第2パッチ濃度検出処理は、全トナー色について前記暫定値を含む狭レンジの範囲内で濃度制御因子を段階的に変化させながら複数のトナー像をパッチ画像として前記像担持体上に形成した後、各パッチ画像の濃度を一括して前記濃度検出手段によって検出するものである。
【0011】
【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。
【0012】
このエンジン部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。
【0013】
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。
【0014】
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、ここで各現像器に与える電圧としては、単に直流電圧を与えるようにしてもよいし、さらに交流電圧を重畳するようにしてもよい。
【0015】
現像部23で現像されたトナー像は、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。
【0016】
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。
【0017】
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ーカラー画像を得る。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。
【0018】
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。
【0019】
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(濃度検出手段)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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
B−1.第1実施形態
図3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。
【0026】
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。
【0027】
図4は第1実施形態にかかる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。また、図5は図4の処理内容を示す模式図である。この現像バイアス算出処理(ステップS3)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S31)。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、かつ所定の範囲内で現像バイアスを4段階に設定する(ステップS32)。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。
【0028】
このようなバイアス設定で4つのイエローベタ画像(図6)を感光体21上に順次形成し、さらに図7(a)に示すように、これらを予め決められた配列順序で中間転写ベルト41の外周面に転写してイエローパッチ画像PI1(Y)を第1パッチ画像として形成する(ステップS33)。ここで、この実施形態では、各イエローパッチ画像PI1(Y)を比較的広い間隔で本発明の像担持体として機能する中間転写ベルト41上に配列することで、バイアス切替の安定時間を確保している。このため、各パッチ画像をステップS32で設定した設定バイアスで確実に形成することができる。
【0029】
中間転写ベルト41に転写されたイエローパッチ画像PI1(Y)の各々は中間転写ベルト41の回転移動に伴ってパッチセンサPSを通過し、パッチセンサPSによってイエローパッチ画像PI1(Y)の画像濃度を測定する(ステップS34)。また、パッチセンサPSを通過して各イエローパッチ画像PI1(Y)がベルトクリーナ49に移動してくると、このベルトクリーナ49によって中間転写ベルト41上のイエローパッチ画像PI1(Y)をクリーニング除去する(ステップS34)。このように、この実施形態では、中間転写ベルト41を1周させる間に、各イエローパッチ画像PI1(Y)についてパッチ画像の形成と、画像濃度の測定と、クリーニング除去とを連続して行っている。もちろん、中間転写ベルト41を1周を超えて回転移動させながら、各イエローパッチ画像PI1(Y)についてパッチ画像の形成と、画像濃度の測定と、クリーニング除去とを行うようにしてもよい。この点に関しては、後で説明する「広レンジでのバイアス算出処理」においても同様である。
【0030】
次のステップS35では、すべてのパッチ作成色について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S36)、ステップS32〜S34を繰り返して図7(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、パッチ画像の形成と、画像濃度の測定と、クリーニング除去とを連続して行う。
【0031】
一方、ステップS35で「YES」と判断すると、目標濃度に対応する現像バイアスを求め(ステップS37)、これを最適現像バイアスとして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5(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最適現像バイアスを求めることができる。
【0032】
そして、図3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(ステップS4)。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)。以下、帯電バイアス算出処理(ステップS5)について、図8〜図11を参照しつつ詳述する。
【0033】
図8は、第1実施形態にかかる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、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S51)。そして、予めステップS2で設定した既定値あるいは直前の最適帯電バイアスを含む所定の範囲内で帯電バイアスを4段階に設定する(ステップS52)。例えば既定値あるいは直前の最適帯電バイアスが図9(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。
【0034】
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10)を感光体21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イエローパッチ画像PI2(Y)を第2パッチ画像として形成する(図11(a):ステップS53)。
【0035】
次のステップS54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S55)、ステップS52,S53を繰り返して図11(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(C),PI2(M),PI2(K)をさらに形成していく。
【0036】
一方、ステップS54で「YES」と判断すると、16(=4種類×4色)個のパッチ画像PI2(Y),PI2(C),PI2(M),PI2(K)の画像濃度をパッチセンサPSで一括して測定する(ステップS56)。なお、こうして濃度測定されたパッチ画像PI2(Y),PI2(C),PI2(M),PI2(K)はベルトクリーナ49によってクリーニング除去される。
【0037】
また、これに続いて、ステップS57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9(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。
【0038】
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、図3のステップS6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。
【0039】
以上のように、この実施形態では、最適現像バイアスを算出するにあたって、各トナー色ごとに中間転写ベルト(像担持体)41上へのパッチ画像の作成(ステップS32)、パッチ画像の濃度検出(ステップS34)、および中間転写ベルト41からのパッチ画像のクリーニング除去(ステップS34)をこの順序で行っている。このように、パッチ画像の作成、パッチ画像の濃度検出およびクリーニング除去からなる第1パッチ濃度検出処理を各トナー色ごとに行っているため、仮にあるトナー色のパッチ画像を作成している時にカブリが発生したとしても、次のトナー色についてパッチ画像を作成する前に中間転写ベルト41はベルトクリーナ49によってクリーニングされており、カブリの影響が完全に排除されている。したがって、各トナー色とも常に汚れのない中間転写ベルト41上にパッチ画像が作成されることとなり、最適現像バイアスを高精度に決定することができる。
【0040】
なお、この実施形態では、最適帯電バイアスを算出するにあたっては、図11に示すように、すべてのトナー色のパッチ画像PI2(Y),PI2(C),PI2(M),PI2(K)を中間転写ベルト41に作成した後で、一括して各パッチ画像PI2(Y),PI2(C),PI2(M),PI2(K)の画像濃度を測定しているが、現像バイアス算出処理と同様に、各トナー色ごとに中間転写ベルト(像担持体)41上へのパッチ画像の作成(ステップS53)、パッチ画像の濃度検出(ステップS56)、および中間転写ベルト41からのパッチ画像のクリーニング除去をこの順序で行うようにしてもよい。
【0041】
ただし、この実施形態では、次の理由から帯電バイアス算出処理においてパッチ画像の連続作成および画像濃度の一括測定を行っている。第1の理由は、上記のように現像バイアスをステップS3で求めたれた最適現像バイアスに設定した(ステップS4)上で帯電バイアス算出処理を実行しているため、この帯電バイアス算出処理においてカブリが発生する可能性が低いためである。また第2の理由は、実際にカラー画像を形成する場合、最初のトナー色(この実施形態ではイエロー)のみクリーニングされた中間転写ベルト41に転写されるものの、残るトナー色については既に中間転写ベルト41に別の色のトナー像が残った状態でトナー像が中間転写ベルト41に転写される。したがって、実際の画像形成手順に近い状態で帯電バイアスを求める方が好ましいからである。
【0042】
B−2.第2実施形態
ところで、実際の画像形成装置では、装置の動作状況によってエンジン部Eの状態は大きく異なっている。例えば、連続して画像形成処理を実行している間では、エンジン部Eの状態変化は比較的少ないのに対し、電源投入時にはエンジン部Eの状態が大きく変化している可能性は比較的高い。
【0043】
したがって、その状態に応じた処理モードで濃度調整を行うことができれば、効率的で、かつ高精度の濃度調整を行うことができる。例えば、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、濃度調整を繰り返して行う場合、直前の濃度調整によって得られた濃度制御因子を基準として濃度調整を行えば、より精度良く濃度調整を行うことができる。これに対して、電源投入時には、エンジン部の状態を予想することが困難であり、濃度制御因子を比較的広い範囲で変化させて最適値を決定する必要がある。
【0044】
そこで、この第2実施形態では、基本的には、第1実施形態と同様に、現像バイアス算出処理を行って最適現像バイアスを求め、それを現像バイアスに設定して帯電バイアス算出処理を行って最適帯電バイアスを求めているが、上記の点を考慮して第1実施形態と異なる現像バイアス処理および帯電バイアス処理を実行している。以下、それぞれについて分けて詳述する。
【0045】
B−2−1.現像バイアス算出処理
図12は、第2実施形態にかかる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。
【0046】
(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。
【0047】
(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。
【0048】
(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。
【0049】
(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。
【0050】
(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。
【0051】
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〜S313、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。
【0052】
B−2−1−1.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12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13および図14を参照しつつ詳述する。
【0053】
図13は、図12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14は、図13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、第1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。
【0054】
このようなバイアス設定で4つのイエローベタ画像(図6)を感光体21上に順次形成し、さらに図7(a)に示すように、これらを予め決められた配列順序で中間転写ベルト41の外周面に転写してイエローパッチ画像PI1(Y)を第1パッチ画像として形成する(ステップS312c)。ここで、この実施形態では、各イエローパッチ画像PI1(Y)を比較的広い間隔で本発明の像担持体として機能する中間転写ベルト41上に配列することで、バイアス切替の安定時間を確保している。このため、各パッチ画像をステップS32で設定した設定バイアスで確実に形成することができる。
【0055】
中間転写ベルト41に転写されたイエローパッチ画像PI1(Y)の各々は中間転写ベルト41の回転移動に伴ってパッチセンサPSを通過し、パッチセンサPSによってイエローパッチ画像PI1(Y)の画像濃度を測定する(ステップS312d)。また、パッチセンサPSを通過して各イエローパッチ画像PI1(Y)がベルトクリーナ49に移動してくると、このベルトクリーナ49によって中間転写ベルト41上のイエローパッチ画像PI1(Y)をクリーニング除去する(ステップS312d)。このように、この実施形態では、中間転写ベルト41を1周させる間に、各イエローパッチ画像PI1(Y)についてパッチ画像の形成と、画像濃度の測定と、クリーニング除去とを連続して行っている。
【0056】
次のステップS312eでは、すべてのパッチ作成色について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S312f)、ステップS312b〜S312dを繰り返して図7(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、パッチ画像の形成と、画像濃度の測定と、クリーニング除去とを連続して行う。
【0057】
一方、ステップS312eで「YES」と判断すると、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14(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。
【0058】
こうして、暫定バイアスが求まると、図12の狭レンジでのバイアス算出処理(1)を実行する。図15は、図12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S313a)。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S313b)。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14(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。
【0059】
このようなバイアス設定で4つのイエローベタ画像(図6)を感光体21上に順次形成し、さらに図16(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S313c)。そして、ステップS313d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S313e)、ステップS313b,S313c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。
【0060】
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S313f)。これに続いて、ステップS313g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暫定バイアスとすればよく、また一致しない場合には、図14(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。
【0061】
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、図12のステップ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。
【0062】
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)においても、第1実施形態と同様に、各トナー色ごとに中間転写ベルト(像担持体)41上へのパッチ画像の作成(ステップS312c)、パッチ画像の濃度検出(ステップS312d)、および中間転写ベルト41からのパッチ画像のクリーニング除去(ステップS312d)を順序で行っているため、第1実施形態と同一の作用効果を有している。すなわち、仮にあるトナー色のパッチ画像を作成している時にカブリが発生したとしても、次のトナー色についてパッチ画像を作成する前に中間転写ベルト41はクリーニングされており、カブリの影響が完全に排除されるため、各トナー色とも常に汚れのない中間転写ベルト41上にパッチ画像が作成されることとなり、最適現像バイアスを高精度に決定することができる。
【0063】
また、この第2実施形態では、現像バイアスの暫定値を求めた後、全トナー色について暫定値を含む狭レンジの範囲内で現像バイアス(濃度制御因子)を段階的に変化させながら複数のパッチ画像PI1(Y),PI1(C),PI1(M),PI1(K)を中間転写ベルト(像担持体)41上に形成した後、各パッチ画像PI1(Y),PI1(C),PI1(M),PI1(K)の濃度を一括してパッチセンサPSによって検出している。このように、本発明の「第2パッチ濃度検出処理」を行うことで、実際の画像形成手順と同じ条件で最適現像バイアスを最終的に求めることができ、第1実施形態に比べ、より高精度に最適現像バイアスを求めることができる。
【0064】
また、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、さらに暫定バイアスを含む狭レンジで、しかもより細かい間隔(第2間隔)W2で現像バイアスを設定して目標濃度を得るために必要な現像バイアスを求め、これを最終的に最適現像バイアスとしている。したがって、次のような効果が得られる。
【0065】
例えば画像形成装置本体のメイン電源が投入された時点では、上記したようにエンジン部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必要がある。そこで、現像バイアス可変帯域(Vb01〜Vb10)を複数の狭レンジに分け、各狭レンジで上記バイアス算出処理(1)と同様の処理を実行して最適現像バイアスを求めることも可能である。しかしながら、この比較例では、分割数に比例してステップ数が多くなり、最適現像バイアスの算出に時間を要してしまうという問題がある。逆に、分割数を少なくすると、上記問題を解消することができるものの、1つの分割レンジ内でのバイアス間隔が第2バイアス間隔W2よりも広がり、その結果、最適現像バイアスの算出精度が落ちて画像濃度を目標濃度に正確に調整することができないという別の問題が生じてしまう。
【0066】
これに対して、本実施形態では、上記のように広レンジでのバイアス算出処理(ステップS312)によって凡その現像バイアスを暫定的に求めた上で、さらに暫定バイアス近傍の狭レンジで、しかも細かい間隔(第2間隔)W2で現像バイアスを変化させて最適現像バイアスを算出しているので、上記比較例と比べて、短時間で、しかも高精度に最適現像バイアスを求めることができる。
【0067】
また、現像バイアスに対するトナー量、つまり画像濃度の変化を示す現像γ特性は環境条件、耐久条件などに応じて大きく変化し、しかも非線形であることから、上記した第1現像バイアス算出処理(第1処理モード)は以下に説明する優れた効果を有する。
【0068】
図17は、現像γ特性の典型的な例を示すグラフである。同図に示すように、ある環境条件などの下で画像形成装置が現像γ特性Aを有していたとしても、環境条件などが変化すると、その変化に応じて画像形成装置の現像γ特性は最初の現像γ特性Aから現像γ特性Bへと変化してしまう。特に、現像γ特性の傾きがその環境条件などの影響を受けやすく、その傾きが大きく変化してしまう。
【0069】
そのため、現像γ特性Aの場合に画像形成装置の最適現像バイアスが値Vb(A)であったものが、僅かな環境条件などの変化によって現像γ特性Bに変化してしまうと、最適現像バイアス値Vb(B)へと大きく変化してしまう。したがって、このような現像γ特性を考慮すれば、必然的に現像バイアス可変帯域を広げておく必要があり、上記したように本発明にかかる第1処理モードを最適現像バイアスの算出に適用するのがより好適であることがわかる。
【0070】
さらに言えば、種々のトナーのうちでも非磁性一成分のトナーを用いている画像形成装置において、その効果はより顕著なものとなる。以下、その理由について詳述する。キャリアに対するトナー濃度の制御性などを考慮して、近年、非磁性一成分のトナーが採用されてきている。この一成分トナーを使用する画像形成装置は、二成分トナーを使用する画像形成装置に比べてトナーの帯電量が環境、耐久条件によって変化しやすいという特徴を有している。というのも、二成分トナーはトナーと混合されているキャリアとの接触面積が大きいために帯電量が比較的安定しやすいのに対し、一成分トナーは帯電量をコントロールするキャリアが存在しないために現像器内部の帯電機構のみによってトナーを帯電させており、この帯電機構とトナーとの接触面積が二成分トナーとキャリアとの接触面積に比べて圧倒的に少ないからである。したがって、非磁性一成分のトナーを使用する画像形成装置に対して本発明を適用するのがさらに一層好適であるといえる。
【0071】
また、トナーの転写性を向上させるために、トナーに添加する外添剤の量を一般的な量よりも多く、例えば1.5%以上添加することがある。この場合にも、本発明の有用性が顕著なものとなる。なんとなれば、この外添剤も環境の影響を受け易く、この外添剤の量が1.5%以上となると、その影響が如実に現れて環境条件の変化による現像γ特性の変化が大きくなり、このようなトナーを使用する画像形成装置に対して本発明を適用するのがさらに一層好適であるといえる。
【0072】
なお、本実施形態にかかる画像形成装置のように、中間転写方式を採用している画像形成装置では、転写性の向上がより求められ、その結果、外添剤の量も他の方式の画像形成装置に比べて多くなる傾向にあり、その点においても本発明の有用性が発揮されるといえる。
【0073】
これらのことを総合すると、非磁性一成分で、外添剤を1.5%以上含むトナーを用いる画像形成装置および画像形成方法に対して、本発明を適用すると、優れた効果、つまり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より高精度に、しかも効率良く決定することができるという効果がより顕著なものとなる。
【0074】
B−2−1−2.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12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S313f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。
【0075】
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18を参照しつつ説明する。
【0076】
図18は、図12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19は、図18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15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S313b)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。
【0077】
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+ステップS313)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。
【0078】
また、第2実施形態は、現像バイアスと帯電バイアスとを最適化する点で、例えば特開平10−239924号公報に記載の発明と共通するが、この従来技術よりも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。この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。
【0079】
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。
【0080】
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12のステップS302)。そして、図3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)。
【0081】
さらに、この第2実施形態によれば、最適現像バイアスを決定するために予め第1および第2処理モードを準備しておき、装置の動作状況に応じて第1処理モードあるいは第2処理モードを選択的に実行しているので、動作状況に応じて最も適切な処理モードを選択実行することができ、効率良く、しかも高精度で、濃度制御因子の一つである現像バイアスの最適値を決定することができる。
【0082】
B−2−2.最適帯電バイアス算出処理
図20は、第2実施形態にかかる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。
【0083】
(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。
【0084】
(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。
【0085】
(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。
【0086】
(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。
【0087】
(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。
【0088】
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。
【0089】
B−2−2−1.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20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。
【0090】
図21は、ステップS512での処理内容、つまり図20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。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9(a)に示すように帯電バイアスVa05,Vb06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。
【0091】
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10)を感光体21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(Y)を形成する(図11(a):ステップS512c)。
【0092】
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11(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(C),PI2(M),PI2(K)をさらに形成していく。
【0093】
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(Y),PI2(C),PI2(M),PI2(K)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9(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。
【0094】
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。
【0095】
B−2−2−2.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20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。
【0096】
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)。
【0097】
図22は、図20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21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S515b)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。
【0098】
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。
【0099】
以上のように、最適帯電バイアスを決定するために予め第3および第4処理モードを準備しておき、装置の動作状況に応じて第3処理モードあるいは第4処理モードを選択的に実行しているので、動作状況に応じて最も適切な処理モードを選択実行することができ、効率良く、しかも高精度で、濃度制御因子の一つである帯電バイアスの最適値を決定することができる。
【0100】
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、上記第1および第2実施形態では、現像バイアス算出処理と帯電バイアス算出処理とを行うことでトナー像の濃度調整を行っているが、いずれか一方の算出処理のみを行う場合や、他の濃度制御因子、例えば露光量や転写バイアスなどを変化させながら複数のパッチ画像を中間転写ベルト41上に形成するとともに、各パッチ画像の濃度をパッチセンサPSによって検出し、トナー像の濃度調整を行う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。これらの画像形成装置においても、上記実施形態と同様に、各トナー色ごとに中間転写ベルト(像担持体)41上へのパッチ画像の作成、パッチ画像の濃度検出および中間転写ベルト41からのパッチ画像のクリーニング除去をこの順序で行うことで、カブリの影響を抑えて現像バイアス、帯電バイアス、転写バイアスや露光量などの濃度制御因子の最適値を高精度に決定することができる。
【0101】
また、上記実施形態では判断基準(2)、(3)および(5)の場合にはエンジン部Eの状態変化は小さいとの予想に基づき第2処理モードを選択的に実行するように構成しているが、その状態変化が予想以上に大きくなり、第2処理モードで最適現像バイアスを決定することができないケースも考えられる。このようなケースにも適切に対処するためには、図23に示すように、第2処理モードにおいて、全てのパッチ作成色について最適現像バイアスを算出することができなかったと判断する(ステップS323)と、ステップS312に進んで第1処理モードをさらに実行すればよい。こうすることで、エンジン部Eの状態が大きく変化した場合にも柔軟に対応して精度良く最適現像バイアスを決定することができる。
【0102】
また、上記実施形態では、現像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いるが、狭レンジの幅はこれに限定されるものではないが、この幅が広くなると、狭レンジを用いる意義が薄れ、最適現像バイアスの算出精度が低下するため、現像バイアス可変帯域の約1/2以下に設定する必要がある。また、第1および第2処理モードにおける狭レンジを同一幅としているが、同一にすることが必須要件ではなく、相互に異なるように設定してもよい。なお、これらのことについては、帯電バイアスの狭レンジの場合も同様である。
【0103】
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。
【0104】
さらに、上記実施形態では、感光体21上のトナー像を像担持体として機能する中間転写ベルト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ようにしてもよい。この場合、感光体が本発明の「像担持体」に相当する。
【0105】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、各トナー色について、像担持体上へのパッチ画像の作成、パッチ画像の濃度検出、および像担持体からのパッチ画像のクリーニング除去をこの順序で行うように構成しているので、各トナー色とも常に汚れのない像担持体上にパッチ画像を作成することができる。したがって、あるトナー色のパッチ画像の作成時にカブリが発生したとしても、次のトナー色についてパッチ画像を作成する前に像担持体はクリーニングされており、カブリの影響を完全に排除することができ、各トナー色について、その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高精度に決定することができる。
【0106】
また、上記のようにして求めた値を暫定値とし、第2パッチ濃度検出処理を実行するとともに、この第2パッチ濃度検出処理によって検出された画像濃度に基づいて各色の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最終的に求めるように構成すれば、最終的な最適値は実際のカラー画像形成手順と合致した条件で求められ、濃度制御因子の最適値をより高精度に決定することができる。
【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】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4】第1実施形態にかかる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5】図4の処理内容を示す模式図である。
【図6】第1パッチ画像を示す図である。
【図7】第1実施形態における第1パッチ画像の形成順序を示す図である。
【図8】第1実施形態にかかる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9】図8の処理内容を示す模式図である。
【図10】第2パッチ画像を示す図である。
【図11】第1実施形態における第2パッチ画像の形成順序を示す図である。
【図12】第2実施形態にかかる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13】図12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14】図13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。
【図15】図12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16】第2実施形態における第1パッチ画像の形成順序を示す図である。
【図17】図1の画像形成装置における環境条件などの変化に伴う現像γ特性の変化を示すグラフである。
【図18】図12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19】図18の処理内容を示す模式図である。
【図20】第2実施形態にかかる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21】図20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22】図20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23】この発明にかかる画像形成方法の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
1…制御ユニット(制御手段)
4…転写ユニット(転写手段)
12…エンジンコントローラ(制御手段)
21…感光体
22…帯電ローラ(帯電手段)
23…現像部(現像手段)
23Y,23C,23M,23K…現像器(現像手段)
41…中間転写ベルト(転写媒体、像担持体)
121…帯電バイアス発生部
123…CPU(制御手段)
125…現像バイアス発生部
127…RAM(記憶手段)
PS…パッチセンサ(濃度検出手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method for forming different color toner images and forming a color image by superimposing the multiple color toner images.
[0002]
[Prior art]
In this type of image forming apparatus, the image density may change due to fatigue and aging of the photoconductor and toner, changes in temperature and humidity around the apparatus, and the like. Therefore, many techniques have been proposed for stabilizing the image density by appropriately adjusting density control factors that affect the image density of the toner image, such as a charging bias, a developing bias, and an exposure amount. For example, in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-84855, image density is stabilized by appropriately adjusting the developing bias. That is, in this prior art, patch images are formed on the intermediate transfer member while changing the developing bias, and the image density of each patch is detected. Based on these detection values, an optimum developing bias is determined, and the toner image density is adjusted.
[0003]
The patch image pattern used at this time includes a first yellow patch image, a first magenta patch image, a first cyan patch image, a first black patch image, a second yellow patch image from the image writing position. The second magenta patch image, the second cyan patch image, the second black patch image,... Are formed in this order. As a specific patch creation procedure, first, first, second,... Yellow patch images are formed on the intermediate transfer member while changing the developing bias. Thereafter, a magenta patch image, a cyan patch image, and a black patch image are sequentially formed. When the creation of all the patch images is completed, the image density of these patch images is collectively detected.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the patch preparation conditions (development bias in the above-described conventional example) are changed as described above, the fog generation conditions in which fog and background stains (hereinafter simply referred to as “fogging”) occur may be set. . In particular, when it is necessary to change the patch creation condition over a relatively wide range, the patch creation condition is set as the fog generation condition, and the possibility of occurrence of fog increases.
[0005]
If the patch creation condition is set as the fog generation condition in this manner, the image base portion is stained until the next patch creation condition is changed, and the density adjustment of the toner image cannot be performed with high accuracy. For example, when the development bias is changed and set to form the second yellow patch image after the first yellow patch image is created, if the changed development bias enters the fog generation condition, The magenta patch image, the first cyan patch image, and the first black patch image are soiled. Therefore, the first magenta patch image, the first cyan patch image, and the first black patch image are formed in the fog portion after the yellow patch image, and the density of the patch images of other toner colors is accurately set. It cannot be detected.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and for each toner color, an image that can determine the optimum value of the density control factor required for adjusting the image density of the toner image to the target density with high accuracy. An object of the present invention is to provide a forming apparatus and an image forming method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  An image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus that forms toner images of different colors and superimposes the toner images of multiple colors to form a color image. An image carrier that carries an image, and density detection means that detects an image density of a patch image formed on the image carrier;A control means capable of changing and setting the concentration control factor within a predetermined variable band, and setting the range for changing the concentration control factor within the variable band in two steps, a wide range and a narrow range;It has.The control means executes the following first patch density detection process for each color while gradually changing the density control factor at a first interval within a wide range, and also detects the first patch density detection. Based on the image density detected by the process, after obtaining the value of the density control factor necessary for adjusting the image density of the toner image of each color to the target density as a provisional value, the following second patch density detection process is executed. At the same time, based on the image density detected by the second patch density detection process, the optimum value of the density control factor necessary for adjusting the image density of each color toner image to the target density is determined.Here, in the first patch density detection process, a plurality of toner images are formed on the image carrier as patch images while changing a density control factor that affects the image density of the toner image. The plurality of patch images are cleaned and removed from the image carrier.In the second patch density detection process, a plurality of toner images are patched onto the image carrier while gradually changing density control factors within a narrow range including the provisional value for all toner colors. After the formation, the density of each patch image is collectively detected by the density detecting means.
[0008]
  The image forming method according to the present invention is an image forming method in which a plurality of different color toner images are formed, and a color image is formed by superimposing the plurality of color toner images, in order to achieve the above object. Necessary for adjusting the image density of the toner image to the target density based on the first step of executing the first patch density detection process for each color and the image density detected by the first patch density detection process Concentration control factorsTemporarily find the valueAnd the second stepThe third step of executing the second patch density detection process and the density necessary for adjusting the image density of each color toner image to the target density based on the image density detected by the second patch density detection process A fourth step of determining an optimum value of the control factor;It has.
[0009]
In these inventions, for each toner color, creation of a patch image on the image carrier, detection of the density of the patch image, and cleaning removal of the patch image from the image carrier are performed in this order. Therefore, even if fog occurs at the time of creating the patch image, the image carrier is cleaned before creating the patch image for the next toner color, and the influence of fog is completely eliminated. That is, a patch image is created on an image carrier that is always free of dirt for each toner color.
[0010]
By the way, when the optimum value of the density control factor is determined as described above, it is slightly different from the actual color image forming procedure. That is, the procedure for determining the optimum value of the density control factor described above involves creating patch images for each color and removing the cleaning. By continuously forming toner images of the respective toner colors, the color images can be obtained by superimposing them. This is different from the actual image forming procedure for obtaining an image. Therefore, in order to obtain an optimum value with higher accuracy, the optimum value of the density control factor is provisionally obtained as described above, and the second patch density detection process is executed and detected by the second patch density detection process. Based on the obtained image density, the optimum value of the density control factor necessary for adjusting the image density of each color toner image to the target density may be finally obtained to match the actual color image forming procedure. . Here, in the second patch density detection process, a plurality of toner images are patched onto the image carrier while changing density control factors stepwise within a narrow range including the provisional value for all toner colors. After the formation, the density of each patch image is collectively detected by the density detecting means.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A. Overall configuration of image forming apparatus
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This image forming apparatus forms a full color image by superposing four color toners of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K), or uses only black (K) toner. This is an apparatus for forming a monochrome image. In this image forming apparatus, when an image signal is given to the main controller 11 of the control unit 1 from an external device such as a host computer, the engine controller 12 controls each part of the engine unit E in response to a command from the main controller 11. Thus, an image corresponding to the image signal is formed on the sheet S.
[0012]
In the engine unit E, a toner image can be formed on the photosensitive member 21 of the process unit 2. That is, the process unit 2 includes a photosensitive member 21 that can rotate in the direction of the arrow in FIG. Developing units 23Y, 23C, 23M, and 23K, and a cleaning unit 24 are respectively disposed. The charging roller 22 is applied with a high voltage from the charging bias generator 121 and contacts the outer peripheral surface of the photoconductor 21 to uniformly charge the outer peripheral surface.
[0013]
Then, laser light L is irradiated from the exposure unit 3 toward the outer peripheral surface of the photosensitive member 21 charged by the charging roller 22. As shown in FIG. 2, the exposure unit 3 is electrically connected to an image signal switching unit 122, and a laser beam L is applied to the photosensitive member 21 in accordance with an image signal given through the image signal switching unit 122. An electrostatic latent image corresponding to the image signal is formed on the photosensitive member 21 by scanning exposure. For example, based on a command from the CPU 123 of the engine controller 12, when the image signal switching unit 122 is in conduction with the patch creation module 124, a patch image signal output from the patch creation module 124 is given to the exposure unit 3. Thus, a patch latent image is formed. On the other hand, when the image signal switching unit 122 is electrically connected to the CPU 111 of the main controller 11, the laser beam L is applied to the photosensitive member 21 in accordance with an image signal supplied from an external device such as a host computer via the interface 112. Then, an electrostatic latent image corresponding to the image signal is formed on the photosensitive member 21 by scanning exposure.
[0014]
The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing unit 23. That is, in this embodiment, as the developing unit 23, a yellow developing unit 23Y, a cyan developing unit 23C, a magenta developing unit 23M, and a black developing unit 23K are arranged along the photoconductor 21 in this order. Has been. These developing units 23Y, 23C, 23M, and 23K are configured so as to be able to come into contact with and separate from the photosensitive member 21, and in response to a command from the engine controller 12, the four developing units 23Y, 23M, 23C, One of the developing devices 23B selectively contacts the photoconductor 21, and a high voltage is applied by the developing bias generator 125 to apply toner of the selected color to the surface of the photoconductor 21 to thereby provide the photoconductor. The electrostatic latent image on 21 is revealed. Here, as a voltage to be applied to each developing device, a DC voltage may be simply applied, or an AC voltage may be superimposed.
[0015]
The toner image developed by the developing unit 23 is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 41 of the transfer unit 4 in the primary transfer region R1 located between the black developing device 23K and the cleaning unit 24. The structure of the transfer unit 4 will be described in detail later.
[0016]
A cleaning unit 24 is disposed at a position advanced in the circumferential direction (in the direction of the arrow in FIG. 1) from the primary transfer region R1, and scrapes off toner remaining on the outer peripheral surface of the photoreceptor 21 after the primary transfer. Drop it.
[0017]
Next, the configuration of the transfer unit 4 will be described. In this embodiment, the transfer unit 4 includes rollers 42 to 47, an intermediate transfer belt 41 stretched over the rollers 42 to 47, and an intermediate toner image transferred to the intermediate transfer belt 41 on the sheet S. And a secondary transfer roller 48 for next transfer. A primary transfer voltage is applied to the intermediate transfer belt 41 from a transfer bias generator 126. When a color image is transferred onto the sheet S, the color toner images formed on the photosensitive member 21 are superimposed on the intermediate transfer belt 41 to form a color image, and the paper supply / discharge unit 6 supplies the color image. The sheet S is taken out from the cassette 61, the manual feed tray 62, or an additional cassette (not shown) by the paper portion 63 and conveyed to the secondary transfer region R2. Then, a color image is secondarily transferred to the sheet S to obtain a full color image. When a monochrome image is transferred to the sheet S, only the black toner image is formed on the intermediate transfer belt 41 on the photosensitive member 21, and is conveyed to the secondary transfer region R2 as in the case of a color image. Transfer to the sheet S to obtain a monochrome image.
[0018]
Note that the toner remaining on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 41 after the secondary transfer is removed by the belt cleaner 49. The belt cleaner 49 is disposed so as to face the roller 46 with the intermediate transfer belt 41 interposed therebetween, and the cleaner blade comes into contact with the intermediate transfer belt 41 at an appropriate timing and remains attached to the outer peripheral surface thereof. Scrape off the toner.
[0019]
Further, a patch sensor PS (density detecting means) for detecting the density of the patch image formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 41 as described later is disposed in the vicinity of the roller 43, and the intermediate transfer. A synchronization reading sensor RS for detecting the reference position of the belt 41 is disposed.
[0020]
Returning to FIG. 1, the description of the configuration of the engine unit E will be continued. The sheet S on which the toner image has been transferred by the transfer unit 4 is disposed on the downstream side of the secondary transfer region R2 along a predetermined paper feed path (two-dot chain line) by the paper feed unit 63 of the paper feed / discharge unit 6. The toner image on the sheet S conveyed to the fixing unit 5 is fixed on the sheet S. Then, the sheet S is further conveyed to the paper discharge unit 64 along the paper feed path 630.
[0021]
The paper discharge unit 64 has two paper discharge paths 641a and 641b. One paper discharge path 641a extends from the fixing unit 5 to the standard paper discharge tray, and the other paper discharge path 641b is a paper discharge path 641a. Substantially parallel to the paper feed portion 66 and the multi-bin unit. Three pairs of rollers 642 to 644 are provided along these paper discharge paths 641a and 641b, and the fixed sheet S is discharged toward the standard paper discharge tray or the multibin unit side, or the other side. In addition, the sheet is conveyed to the refeed unit 66 side in order to form an image.
[0022]
As shown in FIG. 1, the refeed unit 66 feeds the sheet S reversely conveyed from the paper discharge unit 64 as described above along the refeed path 664 (two-dot chain line). The sheet is conveyed to the gate roller pair 637 and is composed of three refeed roller pairs 661 to 663 arranged along the refeed path 664. In this manner, the sheet S conveyed from the paper discharge unit 64 is returned to the gate roller pair 637 along the refeed path 664 so that the non-image forming surface of the sheet S moves the intermediate transfer belt 41 in the paper supply unit 63. The image can be secondarily transferred to the surface.
[0023]
In FIG. 2, reference numeral 113 denotes an image memory provided in the main controller 11 for storing an image given from an external device such as a host computer via the interface 112, and reference numeral 127 controls the engine unit E. Is a RAM for temporarily storing control data to be executed, a calculation result in the CPU 123, and the like, and a reference numeral 128 is a ROM for storing a calculation program executed by the CPU 123.
[0024]
B. Density adjustment operation in image forming apparatus
Next, an image density adjustment operation in the image forming apparatus configured as described above will be described.
[0025]
B-1. First embodiment
FIG. 3 is a flowchart showing the density adjustment operation in the image forming apparatus of FIG. In this image forming apparatus, as shown in the figure, it is determined in step S1 whether or not it is necessary to update and set the developing bias and the charging bias by executing a density adjustment operation. For example, the bias setting may be started when an image can be formed after the main power supply of the image forming apparatus main body is turned on. Further, the continuous use time may be measured by a timer (not shown) provided in the apparatus main body, and the bias setting may be started every several hours.
[0026]
When “YES” is determined in step S1 and the bias setting is started, steps S2 and S3 are executed to calculate the optimum developing bias and set it as the developing bias (step S4). Subsequently, step S5 is executed to calculate the optimum charging bias and set it as the charging bias (step S6). In this way, the development bias and the charging bias are optimized. Hereinafter, the contents of the development bias calculation process (step S3) and the charging bias calculation process (step S5) will be described in detail.
[0027]
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of the developing bias calculation process according to the first embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram showing the processing contents of FIG. In this development bias calculation process (step S3), the color for creating the patch image is set to the first color, for example, yellow (step S31). Then, the developing bias is set in four stages within the predetermined range with the charging bias set in advance in step S2 (step S32). For example, in this embodiment, the entire variable band (Vb01 to Vb10) of the developing bias that can be supplied to the developing unit 23 by the developing bias generator 125 is set as a wide range, and 4 of the wide range (Vb01 to Vb10) are set. Points Vb01, Vb04, Vb07, and Vb10 are set as development biases.
[0028]
With such a bias setting, four yellow solid images (FIG. 6) are sequentially formed on the photosensitive member 21, and as shown in FIG. 7A, these images are formed on the intermediate transfer belt 41 in a predetermined arrangement order. The yellow patch image PI1 (Y) is transferred to the outer peripheral surface to form a first patch image (step S33). Here, in this embodiment, the yellow patch images PI1 (Y) are arranged on the intermediate transfer belt 41 functioning as the image carrier of the present invention at a relatively wide interval, thereby ensuring a stable time for bias switching. ing. Therefore, each patch image can be reliably formed with the set bias set in step S32.
[0029]
Each yellow patch image PI1 (Y) transferred to the intermediate transfer belt 41 passes through the patch sensor PS as the intermediate transfer belt 41 rotates, and the image density of the yellow patch image PI1 (Y) is adjusted by the patch sensor PS. Measurement is performed (step S34). When each yellow patch image PI1 (Y) passes through the patch sensor PS and moves to the belt cleaner 49, the yellow cleaner image PI1 (Y) on the intermediate transfer belt 41 is removed by cleaning by the belt cleaner 49. (Step S34). As described above, in this embodiment, while the intermediate transfer belt 41 is rotated once, patch image formation, image density measurement, and cleaning removal are continuously performed for each yellow patch image PI1 (Y). Yes. Of course, the patch image formation, the image density measurement, and the cleaning removal may be performed for each yellow patch image PI1 (Y) while the intermediate transfer belt 41 is rotationally moved over one turn. This also applies to “bias calculation processing in a wide range” described later.
[0030]
In the next step S35, it is determined whether or not patch images have been generated for all patch generation colors. While it is determined “NO”, the patch generation color is set to the next color (step S36). By repeating S32 to S34, as shown in FIGS. 7B to 7D, patch image formation, image density measurement, and cleaning are performed in the order of cyan (C), magenta (M), and black (K). Removal is performed continuously.
[0031]
On the other hand, if “YES” is determined in the step S35, a developing bias corresponding to the target density is obtained (step S37), and this is temporarily stored in the RAM 127 as the optimum developing bias. Here, when the measurement result (image density) matches the target density, the development bias corresponding to the image density may be set as the optimum development bias. As shown in FIG. 4, the optimum developing bias can be obtained by linear interpolation or averaging processing based on data D (Vb04) and D (Vb07) sandwiching the target density.
[0032]
Returning to FIG. 3, the optimum developing bias calculated as described above is read from the RAM 127 and set as the developing bias (step S4). Subsequently, an optimum charging bias is calculated (step S5) and set as a charging bias (step S6). Hereinafter, the charging bias calculation process (step S5) will be described in detail with reference to FIGS.
[0033]
FIG. 8 is a flowchart showing the contents of the charging bias calculation process according to the first embodiment. In this charging bias calculation process (step S5), the color for creating the patch image is set to the first color, for example, yellow (step S51). Then, the charging bias is set in four stages within a predetermined range including the predetermined value set in advance in step S2 or the immediately preceding optimum charging bias (step S52). For example, when the predetermined value or the immediately preceding optimum charging bias is between charging biases Va05 and Va06 as shown in FIG. 9A, four points Va04, Va05, Va06, and Va07 are set as charging biases.
[0034]
When four types of charging bias are set for the yellow color as described above, each yellow halftone image (FIG. 10) is formed on the photoconductor 21 while the charging bias is gradually increased from the lowest value Va04. These are sequentially formed and transferred to the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 41 to form a yellow patch image PI2 (Y) as a second patch image (FIG. 11A: step S53).
[0035]
In the next step S54, it is determined whether or not the second patch image has been generated for all the patch generation colors, and while it is determined “NO”, the patch generation color is set to the next color (step S55). Steps S52 and S53 are repeated, and the second patch is formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 41 in the order of cyan (C), magenta (M), and black (K) as shown in FIGS. 11 (b) to 11 (d). Images PI2 (C), PI2 (M), and PI2 (K) are further formed.
[0036]
On the other hand, if “YES” is determined in the step S54, the image density of 16 (= 4 types × 4 colors) patch images PI2 (Y), PI2 (C), PI2 (M), PI2 (K) is determined by the patch sensor. Measurement is performed collectively with PS (step S56). The patch images PI2 (Y), PI2 (C), PI2 (M), and PI2 (K) thus measured for density are cleaned and removed by the belt cleaner 49.
[0037]
Subsequently, in step S57, a charging bias corresponding to the target density is obtained. Here, if the measurement result (image density) matches the target density, the charging bias corresponding to the image density may be set as the optimum charging bias. As shown in FIG. 5, the optimum charging bias can be obtained by linear interpolation based on data D (Va05) and D (Va06) sandwiching the target density.
[0038]
When the optimum charging bias is obtained for all the patch creation colors, the process proceeds to step S6 in FIG. 3, and the optimum charging bias obtained as described above is stored in the RAM 127, and from the RAM 127 in the normal image forming process. Set as readout and charging bias.
[0039]
As described above, in this embodiment, in calculating the optimum developing bias, a patch image is created on the intermediate transfer belt (image carrier) 41 for each toner color (step S32), and the density detection of the patch image ( Step S34) and cleaning removal of the patch image from the intermediate transfer belt 41 (step S34) are performed in this order. As described above, since the first patch density detection process including patch image creation, patch image density detection, and cleaning removal is performed for each toner color, fogging is performed when a patch image of a certain toner color is created. Even if this occurs, the intermediate transfer belt 41 is cleaned by the belt cleaner 49 before creating a patch image for the next toner color, and the influence of fog is completely eliminated. Therefore, a patch image is always created on the intermediate transfer belt 41 that is free of contamination for each toner color, and the optimum developing bias can be determined with high accuracy.
[0040]
In this embodiment, in calculating the optimum charging bias, as shown in FIG. 11, patch images PI2 (Y), PI2 (C), PI2 (M), and PI2 (K) of all toner colors are used. After the image is created on the intermediate transfer belt 41, the image density of each patch image PI2 (Y), PI2 (C), PI2 (M), PI2 (K) is measured. Similarly, a patch image is created on the intermediate transfer belt (image carrier) 41 for each toner color (step S53), the density of the patch image is detected (step S56), and the patch image from the intermediate transfer belt 41 is cleaned. The removal may be performed in this order.
[0041]
However, in this embodiment, continuous creation of patch images and batch measurement of image density are performed in the charging bias calculation process for the following reasons. The first reason is that the charging bias calculation process is executed after setting the developing bias to the optimum developing bias obtained in step S3 as described above (step S4). This is because the possibility of occurrence is low. The second reason is that when a color image is actually formed, only the first toner color (yellow in this embodiment) is transferred to the cleaned intermediate transfer belt 41, but the remaining toner colors are already transferred to the intermediate transfer belt. The toner image is transferred to the intermediate transfer belt 41 with another color toner image remaining on the toner image 41. Therefore, it is preferable to obtain the charging bias in a state close to the actual image forming procedure.
[0042]
B-2. Second embodiment
By the way, in an actual image forming apparatus, the state of the engine unit E varies greatly depending on the operation state of the apparatus. For example, while the image forming process is continuously executed, the state change of the engine unit E is relatively small, but the possibility that the state of the engine unit E is largely changed when the power is turned on is relatively high. .
[0043]
Therefore, if the density adjustment can be performed in the processing mode according to the state, the density adjustment can be performed efficiently and with high accuracy. For example, the optimum charging bias and the optimum developing bias change according to fatigue and change with time of the photoreceptor and toner, but the changes have a certain degree of continuity. Therefore, when the density adjustment is repeatedly performed, the density adjustment can be performed with higher accuracy if the density adjustment is performed based on the density control factor obtained by the previous density adjustment. On the other hand, when the power is turned on, it is difficult to predict the state of the engine unit, and it is necessary to change the concentration control factor within a relatively wide range to determine the optimum value.
[0044]
Therefore, in the second embodiment, basically, as in the first embodiment, the development bias calculation process is performed to obtain the optimum development bias, which is set as the development bias, and the charging bias calculation process is performed. Although the optimum charging bias is obtained, the development bias processing and the charging bias processing different from the first embodiment are executed in consideration of the above points. Each will be described in detail below.
[0045]
B-2-1. Development bias calculation processing
FIG. 12 is a flowchart showing the contents of the developing bias calculation process according to the second embodiment. In this development bias calculation process (step S3), first, one of the first and second process modes is selected as a process mode according to the operation status of the apparatus (step S301). In the first processing mode, as will be described later, the development bias is changed within a wide range (the entire development bias variable region) to obtain a provisional value of the optimum development bias. Further, based on the provisional value, a narrow range (about 1 / 3) determines the optimum developing bias while changing the developing bias, and is suitable when the state of the engine unit E cannot be predicted. On the other hand, in the second processing mode, as will be described later, the optimum developing bias is determined while changing the developing bias within a narrow range (about 1/3 of the variable region) including the previous optimum developing bias. This is suitable when there is little change in the state of the part E. In this embodiment, the specific selection determination in step S301 is performed based on the following criteria.
[0046]
(1) At power-on → 1st processing mode
When the power is turned on, the state of the engine unit E cannot be predicted at all, so the optimum developing bias is determined while changing the developing bias in the entire developing bias variable region.
[0047]
(2) When returning from sleep and the sleep time is less than the predetermined time → the second processing mode
In the case of returning from sleep, the state of the engine unit E may have changed greatly. However, if the sleep time is short, it is estimated that the state of the engine unit E is small, so the previous optimum development The optimum developing bias is determined while changing the developing bias within a narrow range including the bias (about 1/3 of the variable region).
[0048]
(3) When returning from sleep and the fixing temperature of the fixing unit 5 is equal to or higher than a predetermined temperature → second processing mode
In the case of returning from sleep, the state of the engine unit E may have changed greatly. However, if the fixing device that is a heat source in the fixing unit 5 is kept at a high temperature, the state of the engine unit E Since it is estimated that the change is small, the optimum developing bias is determined while changing the developing bias within a narrow range (about 1/3 of the variable region) including the previous optimum developing bias.
[0049]
(4) When returning from sleep (except cases (2) and (3) above) → First processing mode
Other than the above (2) and (3), the state of the engine unit E may have changed significantly when returning from sleep. Therefore, the optimum development is performed while changing the development bias in the entire development bias variable region. Determine the bias.
[0050]
(5) During continuous image formation → Second processing mode
When image formation is continuously performed, it is unlikely that the state of the engine unit E will change significantly from the previous density adjustment, so a narrow range including the previous optimum development bias (about 1/3 of the variable region). The optimum developing bias is determined while changing the developing bias in ().
[0051]
When the first processing mode is selected based on the above criteria, the first development bias calculation process (steps S311 to S313, S302) is executed to determine the optimum development bias, while the second processing mode is selected. Is selected, the second developing bias calculation process (steps S321, S322, S302) is executed to determine the optimum developing bias. In the following, description will be given separately.
[0052]
B-2-1-1. First developing bias calculation process (first processing mode)
In the first developing bias calculation process, as shown in FIG. 12, patch images for all colors (in this embodiment, four colors of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K)) are used. (Step S311), the process proceeds to step S312 to form a plurality of patch images while gradually changing the developing bias in a relatively wide range and at relatively wide intervals. Based on the density of each patch image, a development bias necessary to obtain an optimum image density is provisionally obtained. The processing contents will be described in detail with reference to FIGS. 13 and 14.
[0053]
FIG. 13 is a flowchart showing the contents of the bias calculation process in the wide range of FIG. FIG. 14 is a schematic diagram showing the processing content of FIG. 13 and the content of bias calculation processing in a narrow range, which will be described later. In this calculation process, the color for creating the first patch image is set to the first color, for example, yellow (step S312a). Then, the developing bias is set in four stages at a relatively wide interval (first interval) within a wide range with the charging bias set in advance in step S2 (step S312b). For example, in this embodiment, the entire developing bias variable band (Vb01 to Vb10) that can be supplied to the developing unit 23 by the developing bias generator 125 is set as a wide range, and 4 of the wide ranges (Vb01 to Vb10) are set. Points Vb01, Vb04, Vb07, and Vb10 are set as development biases. Thus, in this embodiment, the first interval W1 is
W1 = Vb10−Vb07 = Vb07−Vb04 = Vb04−Vb01
It is said.
[0054]
With such a bias setting, four yellow solid images (FIG. 6) are sequentially formed on the photosensitive member 21, and as shown in FIG. 7A, these images are formed on the intermediate transfer belt 41 in a predetermined arrangement order. The yellow patch image PI1 (Y) is transferred to the outer peripheral surface to form the first patch image (step S312c). Here, in this embodiment, the yellow patch images PI1 (Y) are arranged on the intermediate transfer belt 41 functioning as the image carrier of the present invention at a relatively wide interval, thereby ensuring a stable time for bias switching. ing. Therefore, each patch image can be reliably formed with the set bias set in step S32.
[0055]
Each yellow patch image PI1 (Y) transferred to the intermediate transfer belt 41 passes through the patch sensor PS as the intermediate transfer belt 41 rotates, and the image density of the yellow patch image PI1 (Y) is adjusted by the patch sensor PS. Measurement is performed (step S312d). When each yellow patch image PI1 (Y) passes through the patch sensor PS and moves to the belt cleaner 49, the yellow cleaner image PI1 (Y) on the intermediate transfer belt 41 is removed by cleaning by the belt cleaner 49. (Step S312d). As described above, in this embodiment, while the intermediate transfer belt 41 is rotated once, patch image formation, image density measurement, and cleaning removal are continuously performed for each yellow patch image PI1 (Y). Yes.
[0056]
In the next step S312e, it is determined whether or not patch images have been generated for all patch generation colors. While it is determined “NO”, the patch generation color is set to the next color (step S312f). By repeating S312b to S312d, as shown in FIGS. 7B to 7D, patch image formation, image density measurement, and cleaning are performed in the order of cyan (C), magenta (M), and black (K). Removal is performed continuously.
[0057]
On the other hand, if “YES” is determined in the step S312e, a developing bias corresponding to the target density is obtained, and this is temporarily stored in the RAM 127 as a temporary bias. Here, when the measurement result (image density) matches the target density, the development bias corresponding to the image density may be a provisional bias, and when they do not match, the result is shown in FIG. As shown, the provisional bias can be obtained by linear interpolation or averaging processing based on data D (Vb04) and D (Vb07) sandwiching the target density.
[0058]
When the provisional bias is obtained in this way, the bias calculation process (1) in the narrow range of FIG. 12 is executed. FIG. 15 is a flowchart showing the contents of the bias calculation process (1) in the narrow range of FIG. In this calculation process, as in the previous calculation process (step S312), the color for creating the patch image is set to the first color, for example, yellow (step S313a). Then, the developing bias is set in four stages at intervals (second intervals) narrower than the first interval W1 within the narrow range including the provisional bias obtained at step S312 with the charging bias set in advance at step S2. (Step S313b). For example, in this embodiment, about 1/3 of the development bias variable band (Vb01 to Vb10) is set as a narrow range, and the provisional bias is between the development biases Vb05 and Vb06 as shown in FIG. In this case, the four points Vb04, Vb05, Vb06, and Vb07 are set as developing biases ((c) in the figure). Thus, in this embodiment, the second interval W2 is
W2 = Vb07-Vb06 = Vb06-Vb05 = Vb05-Vb04
It is said.
[0059]
With such a bias setting, four yellow solid images (FIG. 6) are sequentially formed on the photosensitive member 21 and further transferred onto the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 41 as shown in FIG. One patch image PI1 (Y) is formed (step S313c). Then, until it is determined in step S313d that patch images have been created for all patch creation colors, the patch creation color is set to the next color (step S313e), and steps S313b and S313c are repeated to repeat the steps (b) to (b) in FIG. As shown in d), the first patch images PI1 (C), PI1 (M), PI1 (K) are formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 41 in the order of cyan (C), magenta (M), and black (K). Will continue to form.
[0060]
When 16 (= 4 types × 4 colors) first patch images PI1 (Y), PI1 (C), PI1 (M), and PI1 (K) are thus formed on the intermediate transfer belt 41, the patch at the head position is formed. The image density of the first patch image is measured by the patch sensor PS in order from the image (step S313f). Subsequently, in step S313g, a developing bias corresponding to the target density is obtained. Here, when the measurement result (image density) matches the target density, the development bias corresponding to the image density may be a provisional bias, and when they do not match, the result is shown in FIG. As shown, the optimum developing bias can be obtained by linear interpolation based on data D (Vb05) and D (Vb06) sandwiching the target density.
[0061]
When the optimum development bias has been obtained for all the patch creation colors, the process proceeds to step S302 in FIG. 12, and the optimum development bias obtained as described above is stored in the RAM 127, and the charging bias is calculated later. In a normal image forming process, it is read from the RAM 127 and set as a developing bias.
[0062]
As described above, also in the first developing bias calculation process (first processing mode), a patch image is created on the intermediate transfer belt (image carrier) 41 for each toner color as in the first embodiment. Since (Step S312c), density detection of the patch image (Step S312d), and cleaning removal of the patch image from the intermediate transfer belt 41 (Step S312d) are performed in order, the same effects as the first embodiment are obtained. are doing. That is, even if fog occurs when a patch image of a certain toner color is created, the intermediate transfer belt 41 is cleaned before creating a patch image for the next toner color, and the influence of fog is completely eliminated. Therefore, a patch image is always created on the intermediate transfer belt 41 that is free from contamination for each toner color, and the optimum developing bias can be determined with high accuracy.
[0063]
In the second embodiment, after obtaining the provisional value of the development bias, a plurality of patches are obtained while gradually changing the development bias (density control factor) within a narrow range including the provisional value for all toner colors. After the images PI1 (Y), PI1 (C), PI1 (M), and PI1 (K) are formed on the intermediate transfer belt (image carrier) 41, each patch image PI1 (Y), PI1 (C), PI1 The concentrations of (M) and PI1 (K) are collectively detected by the patch sensor PS. As described above, by performing the “second patch density detection process” of the present invention, the optimum developing bias can be finally obtained under the same conditions as the actual image forming procedure, which is higher than in the first embodiment. The optimum developing bias can be obtained with high accuracy.
[0064]
In the first development bias calculation process (first process mode), a development bias necessary for obtaining an image having a target density in a wide range and at a first interval W1 is provisionally obtained, and further includes a provisional bias. The developing bias necessary for obtaining the target density is determined by setting the developing bias in a narrow range and at a finer interval (second interval) W2, and this is finally set as the optimum developing bias. Therefore, the following effects can be obtained.
[0065]
For example, when the main power supply of the main body of the image forming apparatus is turned on, the state of the engine unit E cannot be predicted at all as described above. It is necessary to decide. Therefore, it is possible to divide the development bias variable band (Vb01 to Vb10) into a plurality of narrow ranges and execute the same processing as the bias calculation processing (1) in each narrow range to obtain the optimum development bias. However, this comparative example has a problem that the number of steps increases in proportion to the number of divisions, and it takes time to calculate the optimum developing bias. Conversely, if the number of divisions is reduced, the above problem can be solved, but the bias interval within one division range becomes wider than the second bias interval W2, and as a result, the calculation accuracy of the optimum developing bias is reduced. Another problem is that the image density cannot be accurately adjusted to the target density.
[0066]
On the other hand, in the present embodiment, the development bias is tentatively obtained by the bias calculation process (step S312) in a wide range as described above, and further in a narrow range near the provisional bias and fine. Since the optimum developing bias is calculated by changing the developing bias at the interval (second interval) W2, the optimum developing bias can be obtained in a shorter time and with higher accuracy than in the comparative example.
[0067]
Further, the development γ characteristic indicating the toner amount with respect to the development bias, that is, the change in image density, changes greatly according to the environmental condition, the durability condition, and the like, and is non-linear. The processing mode) has the excellent effects described below.
[0068]
FIG. 17 is a graph showing a typical example of development γ characteristics. As shown in the figure, even if the image forming apparatus has a development γ characteristic A under a certain environmental condition or the like, if the environmental condition or the like changes, the development γ characteristic of the image forming apparatus changes according to the change. The initial development γ characteristic A changes to the development γ characteristic B. In particular, the slope of the development γ characteristic is easily affected by the environmental conditions, and the slope changes greatly.
[0069]
Therefore, in the case of the development γ characteristic A, if the optimum development bias of the image forming apparatus is the value Vb (A) but changes to the development γ characteristic B due to a slight change in environmental conditions, the optimum development bias. The value greatly changes to the value Vb (B). Therefore, if such development γ characteristics are taken into consideration, it is inevitably necessary to widen the development bias variable band, and as described above, the first processing mode according to the present invention is applied to the calculation of the optimum development bias. Is more suitable.
[0070]
Further, the effect becomes more remarkable in an image forming apparatus using non-magnetic one-component toner among various toners. Hereinafter, the reason will be described in detail. In consideration of controllability of the toner concentration with respect to the carrier, non-magnetic one-component toner has been adopted in recent years. The image forming apparatus using the one-component toner has a feature that the charge amount of the toner is easily changed depending on the environment and the durability condition as compared with the image forming apparatus using the two-component toner. This is because the charge amount is relatively stable because the two-component toner has a large contact area with the carrier mixed with the toner, whereas the carrier for controlling the charge amount does not exist for the one-component toner. This is because the toner is charged only by the charging mechanism inside the developing device, and the contact area between the charging mechanism and the toner is much smaller than the contact area between the two-component toner and the carrier. Therefore, it can be said that it is even more preferable to apply the present invention to an image forming apparatus using non-magnetic one-component toner.
[0071]
Further, in order to improve the transferability of the toner, the amount of the external additive added to the toner may be larger than a general amount, for example, 1.5% or more. Also in this case, the usefulness of the present invention becomes remarkable. If this is the case, this external additive is also easily affected by the environment. If the amount of this external additive is 1.5% or more, the effect appears clearly, and the development γ characteristics change greatly due to changes in environmental conditions. Thus, it can be said that it is even more preferable to apply the present invention to an image forming apparatus using such toner.
[0072]
Note that, in an image forming apparatus that employs an intermediate transfer method, such as the image forming apparatus according to the present embodiment, an improvement in transferability is further demanded. There is a tendency to increase as compared with the forming apparatus, and it can be said that the usefulness of the present invention is also exhibited in this respect.
[0073]
In summary, when the present invention is applied to an image forming apparatus and an image forming method using a toner that is a non-magnetic one component and contains 1.5% or more of an external additive, an excellent effect, that is, a toner image is obtained. The effect that the optimum value of the density control factor necessary for adjusting the image density to the target density can be determined more accurately and efficiently becomes more remarkable.
[0074]
B-2-1-2. Second developing bias calculation process (second processing mode)
By the way, in this embodiment, when the second processing mode is selected in step S301 in FIG. 12, the second developing bias calculation process is executed to determine the optimum developing bias. This is because in the case of 2), (3) and (5), the state change of the engine part E is estimated to be small. That is, the optimum charging bias and the optimum developing bias change according to fatigue and change with time of the photoreceptor and toner, but the changes have a certain degree of continuity. Therefore, in the case of the above criteria (2), (3) and (5), the optimum developing bias can be predicted based on the immediately preceding image density measurement result (step S313f or step S322g described later). Therefore, in the development bias calculation process (step S3) according to this embodiment, if it is determined that the above-described determination criteria (2), (3) and (5) are satisfied, the process is simplified as follows. In addition, the optimum developing bias is accurately calculated.
[0075]
In the second developing bias calculation process, setting is made to form patch images for all colors (four colors of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K) in this embodiment). (Step S321), the process proceeds to Step S322 to execute the bias calculation process (2) in a narrow range to obtain the optimum developing bias without obtaining the provisional bias. The processing contents will be described below with reference to FIG.
[0076]
FIG. 18 is a flowchart showing the contents of the bias calculation process (2) in the narrow range of FIG. FIG. 19 is a schematic diagram showing the processing content of FIG. This calculation process is greatly different from the bias calculation process (1) in the narrow range described above. In the calculation process (1) of FIG. 15, the charging bias is set to a predetermined value and a narrow range including a provisional bias is included. While four types of development bias are set in the range (step S313b), in this bias calculation process (2), the optimum charging bias obtained by the previous image density measurement and stored in the RAM 127 is charged. In addition to being set as the bias, four types of development bias in a narrow range including the optimum development bias stored in the RAM 127 are set (step S322b), and other configurations are the same. Therefore, the description of the same configuration is omitted here.
[0077]
As described above, in the second processing mode, four types of development biases are set in a narrow range using the immediately preceding image density measurement result (previous optimum development bias) and at the second interval without obtaining a provisional bias. Since the optimum development bias is obtained by forming each color patch image, the optimum development bias can be obtained in a shorter time as compared with the first processing mode (step S312 + step S313).
[0078]
The second embodiment is common to the invention described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-239924 in terms of optimizing the developing bias and the charging bias. However, the optimum developing bias is more accurate than this conventional technique. It has a unique effect that it can be obtained. The reason will be described. In this prior art, three sets of development bias and charging bias are stored in advance, and a patch image is formed by each of these three development biases. Therefore, in order to cover a range in which the developing bias can change, that is, a range almost equal to the developing bias variable band, the three developing biases must be set at relatively wide intervals.
[0079]
On the other hand, in the present embodiment, the development bias is changed within a narrow range including the immediately preceding optimum development bias in the development bias variable band (Vb01 to Vb10). The developing bias interval (second interval) is narrower than that of the prior art. As a result, the optimum developing bias can be calculated with higher accuracy. Note that simply narrowing the range for changing the development bias makes it difficult to calculate the optimum development bias accurately because the optimum development bias to be obtained is out of the range, but in this embodiment, the optimum Since a narrow range is set around the development bias, the probability of such a problem occurring is extremely small.
[0080]
The optimum development bias thus obtained is updated to the latest one by rewriting the optimum development bias already stored in the RAM 127 (step S302 in FIG. 12). Returning to FIG. 3, the optimum development bias calculated as described above is read from the RAM 127 and set as the development bias. Subsequently, an optimum charging bias is calculated (step S5) and set as a charging bias (step S6).
[0081]
Furthermore, according to the second embodiment, the first and second processing modes are prepared in advance to determine the optimum developing bias, and the first processing mode or the second processing mode is set according to the operation state of the apparatus. Since it is selectively executed, the most appropriate processing mode can be selected and executed according to the operation status, and the optimum value of the developing bias, which is one of the density control factors, is determined efficiently and with high accuracy. can do.
[0082]
B-2-2. Optimal charging bias calculation process
FIG. 20 is a flowchart showing the contents of the charging bias calculation process according to the second embodiment. In this charging bias calculation process (step S5), as in the case of the development bias calculation process, first, one of the third and fourth processing modes is selected as the processing mode in accordance with the operation status of the apparatus (step S5). S501). In the third processing mode, as will be described later, a plurality of patch images are formed while changing the charging bias within a narrow range (about 1/3 of the variable region) including a preset default value, and the density of each patch image is determined. Is used to determine the charging bias necessary for obtaining the optimum image density, and is suitable when the state of the engine unit E cannot be predicted. On the other hand, in the fourth processing mode, as will be described later, the optimum charging bias is determined while changing the charging bias within a narrow range (about 1/3 of the variable region) including the previous optimum charging bias. This is suitable when the state change of the part E is small. In this embodiment, the specific selection determination in step S501 is executed based on the following criteria.
[0083]
(1) When power is turned on → Third processing mode
When the power is turned on, the state of the engine part E cannot be predicted at all. Therefore, the optimum charging bias is determined while changing the charging bias within a narrow range (about 1/3 of the variable region) including a preset default value. To do.
[0084]
(2) When returning from sleep and the sleep time is less than the predetermined time → Fourth processing mode
In the case of return from sleep, the state of the engine unit E may have changed greatly. However, if the sleep time is short, it is estimated that the state change of the engine unit E is small. The optimum charging bias is determined while changing the charging bias within a narrow range including the bias (about 1/3 of the variable region).
[0085]
(3) When returning from sleep and the fixing temperature of the fixing unit 5 is equal to or higher than a predetermined temperature → the fourth processing mode
In the case of returning from sleep, the state of the engine unit E may have changed greatly. However, if the fixing device that is a heat source in the fixing unit 5 is kept at a high temperature, the state of the engine unit E Since the change is estimated to be small, the optimum charging bias is determined while changing the charging bias within a narrow range (about 1/3 of the variable region) including the previous optimum charging bias.
[0086]
(4) When returning from sleep (except cases (2) and (3) above) → Third processing mode
Other than the above (2) and (3), the state of the engine unit E may have changed greatly when returning from sleep. Therefore, a narrow range including a preset default value (approximately 1 of the variable region). In (3), the optimum charging bias is determined while changing the charging bias.
[0087]
(5) During continuous image formation → Fourth processing mode
When image formation is continuously performed, it is unlikely that the state of the engine unit E will change significantly from the previous density adjustment, so a narrow range including the previous optimum charging bias (about 1/3 of the variable region). The optimum charging bias is determined while changing the charging bias in ().
[0088]
When the third processing mode is selected based on the above criteria, the first charging bias calculation process (steps S511, S512, and S502) is executed to determine the optimum charging bias, while the fourth processing mode is selected. Is selected, the second charging bias calculation process (steps S521, S522, S502) is executed to determine the optimum charging bias. In the following, description will be given separately.
[0089]
B-2-2-1. First charging bias calculation processing (third processing mode)
In the first charging bias calculation process, as shown in FIG. 20, patch images for all colors (in this embodiment, four colors of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K)) are used. (Step S511), the process proceeds to step S512, and the charging bias is set in four stages at relatively narrow intervals within a narrow range that includes a preset default value. A plurality of patch images are formed while changing, and a charging bias necessary to obtain an optimum image density is obtained based on the density of each patch image.
[0090]
FIG. 21 is a flowchart showing the processing content in step S512, that is, the content of the bias calculation processing (3) in the narrow range of FIG. In this calculation process, the color for creating the patch image is set to the first color, for example, yellow (step S512a). Then, the charging bias is set in four stages at a relatively narrow interval (third interval) within the narrow range including the predetermined value set in advance in step S2 (step S512b). Thus, unlike the development bias calculation process, the charging bias calculation process executes only the calculation process in the narrow range without performing the calculation process in the wide range. In this embodiment, about 1/3 of the variable band (Va01 to Va10) of the charging bias is set as a narrow range. For example, the default value or the immediately preceding optimum charging bias is as shown in FIG. When the charging bias is between Va05 and Vb06, the four points Va04, Va05, Va06, and Va07 are set as the charging bias. Thus, in this embodiment, the third interval W3 is
W3 = Va07-Va06 = Va06-Va05 = Va05-Va04
It is said.
[0091]
When four types of charging bias are set for the yellow color as described above, each yellow halftone image (FIG. 10) is formed on the photoconductor 21 while the charging bias is gradually increased from the lowest value Va04. These are sequentially formed and transferred to the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 41 to form the second patch image PI2 (Y) (FIG. 11 (a): Step S512c).
[0092]
In the next step S512d, it is determined whether or not the second patch image has been generated for all the patch generation colors, and while it is determined “NO”, the patch generation color is set to the next color (step S512e). Steps S512b to S512d are repeated, and the second patch is formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 41 in the order of cyan (C), magenta (M), and black (K) as shown in FIGS. 11 (b) to 11 (d). Images PI2 (C), PI2 (M), and PI2 (K) are further formed.
[0093]
On the other hand, if “YES” is determined in step S512d, the image density of 16 (= 4 types × 4 colors) patch images PI2 (Y), PI2 (C), PI2 (M), and PI2 (K) are determined as patch sensors. Measure with PS (step S512f). Subsequently, in step S512g, a charging bias corresponding to the target density is obtained. Here, if the measurement result (image density) matches the target density, the charging bias corresponding to the image density may be set as the optimum charging bias. As shown in FIG. 5, the optimum charging bias can be obtained by linear interpolation based on data D (Va05) and D (Va06) sandwiching the target density.
[0094]
When the optimum charging bias is obtained for all the patch creation colors, the process proceeds to step S502, where the optimum charging bias obtained as described above is stored in the RAM 127, read out from the RAM 127 and charged in a normal image forming process. Set as bias.
[0095]
B-2-2-2. Second charging bias calculation process (fourth processing mode)
In this embodiment, based on the same reason as in the development bias calculation process, when the fourth processing mode is selected in step S501 in FIG. 20, the second charging bias calculation process is executed to determine the optimum charging bias. .
[0096]
In the second charging bias calculation process, setting is made to form patch images for all colors (four colors of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K) in this embodiment). (Step S521), the process proceeds to Step S522 to execute a bias calculation process (4) in a narrow range to obtain an optimum charging bias (Step S522).
[0097]
FIG. 22 is a flowchart showing the contents of the bias calculation process (4) in the narrow range of FIG. This calculation process is greatly different from the bias calculation process (3) in the narrow range described above, in the calculation process (3) of FIG. While the bias is set (step S512b), in this bias calculation process (4), four types of charging in a narrow range are performed based on the charging bias obtained by the previous image density measurement and stored in the RAM 127. The bias is set (step S515b), and other configurations are the same. Therefore, the description of the same configuration is omitted here.
[0098]
When the optimum developing bias is obtained for all the patch creation colors, the process proceeds to step S502, where the optimum charging bias obtained as described above is stored in the RAM 127, read out from the RAM 127 and charged in the normal image forming process. Set as bias.
[0099]
As described above, the third and fourth processing modes are prepared in advance to determine the optimum charging bias, and the third processing mode or the fourth processing mode is selectively executed according to the operation state of the apparatus. Therefore, the most appropriate processing mode can be selected and executed according to the operation state, and the optimum value of the charging bias, which is one of the density control factors, can be determined efficiently and with high accuracy.
[0100]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the first and second embodiments, the density adjustment of the toner image is performed by performing the development bias calculation process and the charging bias calculation process. However, when only one of the calculation processes is performed, A plurality of patch images are formed on the intermediate transfer belt 41 while changing the density control factor, for example, the exposure amount and the transfer bias, and the density of each patch image is detected by the patch sensor PS to adjust the density of the toner image. The present invention can also be applied to an image forming apparatus to be performed. In these image forming apparatuses as well, in the same manner as in the above-described embodiment, patch images are created on the intermediate transfer belt (image carrier) 41 for each toner color, patch image density detection, and patches from the intermediate transfer belt 41 are used. By performing the cleaning removal of the image in this order, it is possible to determine the optimum value of the density control factor such as the developing bias, the charging bias, the transfer bias, and the exposure amount with high accuracy while suppressing the influence of the fog.
[0101]
In the above embodiment, the second processing mode is selectively executed based on the expectation that the state change of the engine part E is small in the case of the determination criteria (2), (3) and (5). However, there may be a case where the state change becomes larger than expected and the optimum developing bias cannot be determined in the second processing mode. In order to appropriately cope with such a case, as shown in FIG. 23, it is determined that the optimum developing bias could not be calculated for all patch creation colors in the second processing mode (step S323). Then, the process may proceed to step S312 to further execute the first processing mode. By doing so, it is possible to determine the optimum developing bias with high accuracy in a flexible manner even when the state of the engine section E changes greatly.
[0102]
In the above embodiment, about 1/3 of the development bias variable band (Va01 to Va10) is set as the narrow range. However, the width of the narrow range is not limited to this, but this width is As the width becomes wider, the meaning of using the narrow range is lessened, and the calculation accuracy of the optimum development bias is lowered. Moreover, although the narrow ranges in the first and second processing modes have the same width, it is not essential that they are the same, and they may be set to be different from each other. The same applies to the case where the charging bias is in a narrow range.
[0103]
The image forming apparatus according to the above embodiment is a printer that forms an image given from an external device such as a host computer via an interface 112 on a sheet such as copy paper, transfer paper, paper, and an OHP transparent sheet. However, the present invention can be applied to all electrophotographic image forming apparatuses such as copying machines and facsimile machines.
[0104]
Furthermore, in the above embodiment, the toner image on the photosensitive member 21 is transferred to the intermediate transfer belt 41 functioning as an image carrier, and this toner image is used as a patch image to detect the image density and based on the detection result. The optimum development bias and optimum charging bias are calculated, but transfer media other than the intermediate transfer belt (transfer drum, transfer belt, transfer sheet, intermediate transfer drum, intermediate transfer sheet, reflective recording sheet, transmissive memory sheet, etc.) The present invention can also be applied to an image forming apparatus that forms a patch image by transferring a toner image to the toner image. Also, instead of forming a patch image on the transfer medium, a patch sensor that detects the density of the patch image on the photoconductor is provided, and this patch sensor detects the image density of each patch image on the photoconductor, and the detection result The optimum developing bias and optimum charging bias may be calculated based on the above. In this case, the photoreceptor corresponds to the “image carrier” of the present invention.
[0105]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, for each toner color, creation of a patch image on the image carrier, detection of the density of the patch image, and cleaning removal of the patch image from the image carrier are performed in this order. Therefore, it is possible to create a patch image on an image carrier that is always free of contamination for each toner color. Therefore, even if fog occurs when creating a patch image of a certain toner color, the image carrier is cleaned before creating the patch image for the next toner color, and the influence of fog can be completely eliminated. For each toner color, the optimum value of the density control factor necessary for adjusting the image density of the toner image to the target density can be determined with high accuracy.
[0106]
In addition, the value obtained as described above is used as a provisional value, and the second patch density detection process is executed, and the image density of each color toner image is determined based on the image density detected by the second patch density detection process. If the optimum value of the density control factor required to adjust to the target density is finally obtained, the final optimum value is obtained under conditions that match the actual color image formation procedure. The optimum value can be determined with higher accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing a density adjustment operation in the image forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of development bias calculation processing according to the first embodiment.
FIG. 5 is a schematic diagram showing the processing content of FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram illustrating a first patch image.
FIG. 7 is a diagram showing a first patch image formation order in the first embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing the content of a charging bias calculation process according to the first embodiment.
FIG. 9 is a schematic diagram showing the processing content of FIG. 8;
FIG. 10 is a diagram illustrating a second patch image.
FIG. 11 is a diagram showing a second patch image formation order in the first embodiment.
FIG. 12 is a flowchart showing the contents of development bias calculation processing according to the second embodiment.
13 is a flowchart showing the contents of bias calculation processing in a wide range in FIG.
14 is a schematic diagram showing the processing content of FIG. 13 and the content of bias calculation processing in a narrow range, which will be described later.
15 is a flowchart showing the contents of bias calculation processing (1) in the narrow range of FIG.
FIG. 16 is a diagram illustrating a first patch image formation order in the second embodiment.
17 is a graph showing changes in development γ characteristics accompanying changes in environmental conditions and the like in the image forming apparatus of FIG.
FIG. 18 is a flowchart showing the contents of bias calculation processing (2) in the narrow range of FIG.
FIG. 19 is a schematic diagram showing the processing content of FIG. 18;
FIG. 20 is a flowchart showing the content of a charging bias calculation process according to the second embodiment.
FIG. 21 is a flowchart showing the contents of bias calculation processing (3) in the narrow range of FIG. 20;
22 is a flowchart showing the contents of bias calculation processing (4) in the narrow range of FIG.
FIG. 23 is a diagram showing another embodiment of the image forming method according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Control unit (control means)
4. Transfer unit (transfer means)
12 ... Engine controller (control means)
21 ... Photoconductor
22: Charging roller (charging means)
23. Developing section (developing means)
23Y, 23C, 23M, 23K ... developing device (developing means)
41. Intermediate transfer belt (transfer medium, image carrier)
121: Charging bias generator
123 ... CPU (control means)
125: Development bias generator
127 ... RAM (storage means)
PS ... Patch sensor (Density detection means)

Claims (7)

互いに異なる複数色のトナー像を形成し、それら複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、
パッチ画像を担持する像担持体と、
前記像担持体上に形成されるパッチ画像の画像濃度を検出する濃度検出手段と、
濃度制御因子を所定の可変帯域内で変更設定し、しかも、その可変帯域内において濃度制御因子を変化させるレンジを広レンジおよび狭レンジの2段階に設定可能な制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
各色ごとに、広レンジの範囲内で濃度制御因子を第1間隔で段階的に変化させながら下記の第1パッチ濃度検出処理を実行するとともに、前記第1パッチ濃度検出処理によって検出された画像濃度に基づいて各色の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値を暫定値として求めた後、
下記の第2パッチ濃度検出処理を実行するとともに、前記第2パッチ濃度検出処理によって検出された画像濃度に基づいて各色の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
ことを特徴とする画像形成装置。
前記第1パッチ濃度検出処理は、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、複数のトナー像をパッチ画像として前記像担持体上に形成するとともに、各パッチ画像の濃度を前記濃度検出手段によって検出した後、これら複数のパッチ画像を前記像担持体からクリーニング除去するものである。
前記第2パッチ濃度検出処理は、全トナー色について前記暫定値を含む狭レンジの範囲内で濃度制御因子を段階的に変化させながら複数のトナー像をパッチ画像として前記像担持体上に形成した後、各パッチ画像の濃度を一括して前記濃度検出手段によって検出するものである。
In an image forming apparatus that forms toner images of different colors from each other and forms a color image by superimposing the toner images of the colors.
An image carrier for carrying a patch image;
Density detecting means for detecting the image density of a patch image formed on the image carrier;
A control means that can change and set the concentration control factor within a predetermined variable band, and can set the range for changing the concentration control factor within the variable band in two steps, a wide range and a narrow range;
The control means includes
For each color, the following first patch density detection process is performed while changing the density control factor stepwise at a first interval within a wide range, and the image density detected by the first patch density detection process After obtaining the value of the density control factor necessary for adjusting the image density of the toner image of each color to the target density based on the
The following second patch density detection process is executed, and density control factors necessary for adjusting the image density of each color toner image to the target density based on the image density detected by the second patch density detection process An image forming apparatus characterized by determining an optimum value.
In the first patch density detection process, a plurality of toner images are formed on the image carrier as patch images while changing a density control factor that affects the image density of the toner image, and the density of each patch image is set. After the detection by the density detection means, the plurality of patch images are removed by cleaning from the image carrier.
In the second patch density detection process, a plurality of toner images are formed on the image carrier as patch images while stepwise changing density control factors within a narrow range including the provisional value for all toner colors. Thereafter, the density of each patch image is collectively detected by the density detecting means.
前記制御手段は、前記第2パッチ濃度検出処理において濃度制御因子を前記第1間隔よりも狭い第2間隔で段階的に変化させる請求項1記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit changes the density control factor in a stepwise manner at a second interval narrower than the first interval in the second patch density detection process. 感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、前記感光体の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成する現像手段とを備え、
前記感光体は、前記像担持体として機能し、
前記制御手段は、濃度制御因子として、前記現像手段に与える現像バイアスと、前記帯電手段に与える帯電バイアスとの少なくとも一方の最適値を決定する請求項1または2に記載の画像形成装置。
A photoconductor, a charging unit that charges the surface of the photoconductor, and a developing unit that exposes the electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor with toner to form a toner image,
The photoconductor functions as the image carrier,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit determines an optimum value of at least one of a developing bias applied to the developing unit and a charging bias applied to the charging unit as a density control factor.
感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電手段と、前記感光体の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成する現像手段と、前記像担持体として機能する転写媒体を有し、前記感光体上のトナー像を前記転写媒体に転写する転写手段とを備え、
前記制御手段は、濃度制御因子として、前記現像手段に与える現像バイアスと、前記帯電手段に与える帯電バイアスとの少なくとも一方の最適値を決定する請求項1または2に記載の画像形成装置。
Functions as a photosensitive member, a charging unit that charges the surface of the photosensitive member, a developing unit that exposes an electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive member with toner to form a toner image, and the image carrier And a transfer means for transferring the toner image on the photoconductor to the transfer medium.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit determines an optimum value of at least one of a developing bias applied to the developing unit and a charging bias applied to the charging unit as a density control factor.
非磁性一成分のトナーを用いてトナー画像を形成する請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 1, wherein a toner image is formed using a non-magnetic one-component toner. 外添剤を1.5%以上含むトナーを用いてトナー画像を形成する請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 1, wherein a toner image is formed using a toner containing 1.5% or more of an external additive. 互いに異なる複数色のトナー像を形成し、それら複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成方法において、
トナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子を所定の可変帯域内で変更可能で、しかも、その可変帯域内において濃度制御因子を変化させるレンジを広レンジおよび狭レンジの2段階に設定可能となっており、
各色ごとに、下記の第1パッチ濃度検出処理を実行する第1工程と、
前記第1工程によって検出された画像濃度に基づいて各色の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値を暫定的に求める第2工程と、
下記の第2パッチ濃度検出処理を実行する第3工程と、
前記第3工程によって検出された画像濃度に基づいて各色の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第4工程と
を備えたことを特徴とする画像形成方法。
前記第1パッチ濃度検出処理は、広レンジの範囲内で濃度制御因子を第1間隔で段階的に変化させながら、複数のトナー像をパッチ画像として像担持体上に形成するとともに、各パッチ画像の濃度を濃度検出手段によって検出した後、これら複数のパッチ画像を前記像担持体からクリーニング除去するものである。
前記第2パッチ濃度検出処理は、全トナー色について前記暫定値を含む狭レンジの範囲内で濃度制御因子を段階的に変化させながら複数のトナー像をパッチ画像として前記像担持体上に形成した後、各パッチ画像の濃度を一括して前記濃度検出手段によって検出するものである。
In an image forming method of forming toner images of different colors from each other and forming a color image by superimposing the toner images of the colors.
The density control factor that affects the image density of the toner image can be changed within a predetermined variable band, and the range in which the density control factor is changed within the variable band can be set in two stages, a wide range and a narrow range. And
A first step of executing the following first patch density detection process for each color;
A second step of tentatively obtaining a value of a density control factor necessary for adjusting the image density of each color toner image to a target density based on the image density detected in the first step;
A third step of executing the following second patch density detection process;
And a fourth step of determining an optimum value of a density control factor necessary for adjusting the image density of each color toner image to a target density based on the image density detected in the third step. Image forming method.
The first patch density detection process forms a plurality of toner images on the image carrier as patch images while gradually changing density control factors at a first interval within a wide range. After the density is detected by the density detection means, the plurality of patch images are removed from the image carrier by cleaning.
In the second patch density detection process, a plurality of toner images are formed on the image carrier as patch images while stepwise changing density control factors within a narrow range including the provisional value for all toner colors. Thereafter, the density of each patch image is collectively detected by the density detecting means.
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