JP3794256B2

JP3794256B2 - Image forming apparatus and image forming method

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Publication number: JP3794256B2
Application number: JP2000291469A
Authority: JP
Inventors: 博中里; 高志 ▲濱▼
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2020-09-26
Also published as: JP2002099119A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、感光体や転写媒体などの像担持体上に複数のパッチ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】
ここで、パッチ画像の形成時にカブリが発生したか否かを検出することができれば、上記問題を解消することができるのであるが、現在のところ有効な技術が存在していない。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、パッチ画像の作成時に像担持体上に発生するカブリを簡単に、しかも正確に検出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第１の目的とする。
【０００８】
また、この発明は、パッチ画像の作成時に像担持体上に発生したカブリによって誤った画像形成条件が設定されるのを防止することができる画像形成装置および画像形成方法を提供することを第２の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、トナー現像されたパッチ画像を複数個、相互に離間しながら像担持体上に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り、上記第１の目的を達成するため、前記複数のパッチ画像間におけるトナー濃度を検出し、その検出結果に基づき前記複数のパッチ画像を形成した際にカブリが発生したか否かを判定している。このため、パッチ画像形成時のカブリを簡易に、しかも確実に検出することができる。
【００１０】
また、複数のパッチ画像については、互いに異なる複数のパッチ作成条件を設定しながら、前記パッチ画像形成手段を制御することで像担持体上に形成される。そして、それら複数のパッチ作成条件の一がカブリ発生条件に入ると、カブリが発生する。このような場合、前記複数のパッチ作成条件のうち少なくともカブリの発生条件となったパッチ作成条件を変更した後、前記パッチ画像形成手段を制御して複数のパッチ画像を再度前記像担持体上に形成することで、正常なパッチ画像を像担持体上に形成することができる。
【００１１】
このような作用については、トナー色が単色である場合であっても、複数色である場合であっても共通するものであるが、後者、つまり互いに異なる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カラー画像形成装置では、各トナー色ごとにカブリを判定する必要があり、各色ごとにカブリ判定処理を実行するようにすればよい。
【００１２】
また、複数のトナー色のうち一のトナー色に対するカブリ判定処理においてカブリが検出された場合には、以下の２つの対応策を採ることができる。まず第１の対応策はパッチ画像の作成を中断することである。また、第２の対応策はカブリ判定処理における前記複数のパッチ作成条件のうち少なくともカブリの発生条件となったパッチ作成条件を変更した後、前記複数のトナー色のそれぞれについて前記カブリ判定処理を再度実行することである。
【００１３】
さらに、上記のようにカブリが発生したときにパッチ作成条件を変更する態様としては、次の２つの態様がある。まず第１の態様は、前記カブリ発生条件となったパッチ作成条件を、前記複数のパッチ作成条件のうちカブリを発生させなかったパッチ作成条件の一に変更するものである。また、第２の態様は前記複数のパッチ作成条件をカブリ防止方向にシフト変更するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
Ａ．画像形成装置の全体構成
図１は、この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号が制御ユニット１のメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１２がエンジン部Ｅの各部を制御してシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。また、後述するように、このエンジン部Ｅによってパッチ画像を像担持体たる中間転写ベルト上に形成する。このように、この実施形態では、エンジン部Ｅが本発明の「パッチ画像形成手段」に相当する。
【００１５】
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。
【００１６】
そして、この帯電ローラ２２によって帯電された感光体２１の外周面に向けて露光ユニット３からレーザ光Ｌが照射される。この露光ユニット３は、図２に示すように、画像信号切換部１２２と電気的に接続されており、この画像信号切換部１２２を介して与えられる画像信号に応じてレーザ光Ｌを感光体２１上に走査露光して感光体２１上に画像信号に対応する静電潜像を形成する。例えば、エンジンコントローラ１２のＣＰＵ１２３からの指令に基づき、画像信号切換部１２２がパッチ作成モジュール１２４と導通している際には、パッチ作成モジュール１２４から出力されるパッチ画像信号が露光ユニット３に与えられてパッチ潜像が形成される。一方、画像信号切換部１２２がメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１と導通している際には、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像信号に応じてレーザ光Ｌを感光体２１上に走査露光して感光体２１上に画像信号に対応する静電潜像が形成される。
【００１７】
こうして形成された静電潜像は現像部２３によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像部２３として、イエロー用の現像器２３Ｙ、シアン用の現像器２３Ｃ、マゼンタ用の現像器２３Ｍ、およびブラック用の現像器２３Ｋがこの順序で感光体２１に沿って配置されている。これらの現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋは、それぞれ感光体２１に対して接離自在に構成されており、エンジンコントローラ１２からの指令に応じて、上記４つの現像器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｂのうちの一の現像器が選択的に感光体２１に当接するとともに、現像バイアス発生部１２５によって高電圧が印加されて選択された色のトナーを感光体２１の表面に付与して感光体２１上の静電潜像を顕在化する。なお、こ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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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やパッチ作成条件の既定値（既定条件）などを記憶するＲＯＭであり、本発明の「記憶部」として機能する。
【００２７】
Ｂ．画像形成装置におけるカブリ検出動作
次に、上記のように構成され画像形成装置においては、現像バイアスを変更しながら複数のパッチ画像を中間転写ベルト４１上に形成し、各パッチ画像の画像濃度に基づきトナー像の濃度を目標濃度に調整する濃度調整処理を実行するが、各パッチ画像を作成した際にカブリが発生したか否かを検出するために、以下に説明するカブリ検出動作が実行される。
【００２８】
Ｂ−１．第１実施形態
図３は、本発明の第１実施形態におけるカブリ検出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、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、濃度調整処理を実行する。この濃度調整処理では、ステップＳ１を実行して１色目、例えばイエロー色のパッチ画像ＰＩ(Y)を中間転写ベルト（像担持体）４１上に形成する。具体的には、パッチ作成条件として現像バイアスを４段階に設定し、各バイアス設定で４つのイエローパッチ画像を感光体２１上に順次形成し、さらに図４（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ＰＩ(Y)を形成する（ステップＳ１）。ここで、この実施形態では、各イエローパッチ画像ＰＩ(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、各パッチ画像をそれぞれ対応する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ＰＩ(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を通過する。このとき、パッチセンサＰＳによってパッチ画像ＰＩ(Y)の間のトナー濃度がパッチセンサＰＳで検出される。なお、以下の説明の便宜から、パッチ画像間に付着しているトナー濃度を「パッチ間濃度」と称する。
【００３０】
次のステップＳ２では、こうして検出されたパッチ間濃度が予めＲＯＭ１２８に記憶されている所定値を超えているか否かを判定する。すなわち、カブリが生じた際にはパッチ間濃度は比較的高くなり所定値を超えてしまうのに対し、カブリが生じない場合にはパッチ間濃度はゼロあるいはゼロに近い値となるため、所定値以下となる。したがって、パッチ間濃度を所定値と比較することでカブリ発生の有無を判定することができる。通常、濃度調整処理においてはカブリが発生しないように構成される。そのため、カブリが検出された場合には、プロセス要素のうちのいずれかに異常があると予想され、速やかに動作を停止し、警告を表示するなどの対応を取るのが望ましい。そして、これによって、不必要なパッチ画像の作成を防止して時間浪費およびトナー消費を効果的に抑えることができるのみならず、異常のあるプロセス要素の状態悪化をも防止することができる。
【００３１】
このステップＳ２でパッチ間濃度が所定値を超えており、カブリが発生したと判定したときには、ステップＳ３に進んで他のトナー色についてパッチ画像を作成することなく、濃度調整処理を中断して異常終了する。
【００３２】
一方、ステップＳ２でカブリが発生していないと判定した際には、ステップＳ４に進んで次のトナー色、例えばシアンについて上記ステップＳ１と同様にして４つのシアンパッチ画像ＰＩ(C)を中間転写ベルト４１上に形成する（図４（ｂ））。そして、上記ステップＳ２と同様にパッチ間濃度を所定値と比較することでカブリ発生の有無を判定する（ステップＳ５）。
【００３３】
このステップＳ５でパッチ間濃度が所定値を超えており、カブリが発生したと判定したときには、ステップＳ３に進んで残りのトナー色（マゼンタ、ブラック）についてパッチ画像を作成することなく、濃度調整処理を中断して異常終了する。
【００３４】
一方、ステップＳ５でカブリが発生していないと判定した際には、ステップＳ６に進んで次のトナー色、例えばマゼンタについて上記ステップＳ１，Ｓ４と同様にして４つのマゼンタパッチ画像ＰＩ(M)を中間転写ベルト４１上に形成する（図４（ｃ））。そして、上記ステップＳ２，Ｓ５と同様にパッチ間濃度を所定値と比較することでカブリ発生の有無を判定する（ステップＳ７）。
【００３５】
このステップＳ７でパッチ間濃度が所定値を超えており、カブリが発生したと判定したときには、ステップＳ３に進んで残りのトナー色（ブラック）についてパッチ画像を作成することなく、濃度調整処理を中断して異常終了する。
【００３６】
一方、ステップＳ７でカブリが発生していないと判定した際には、ステップＳ８に進んで最後のトナー色（ブラック）について上記ステップＳ１，Ｓ４，Ｓ６と同様にして４つのブラックパッチ画像ＰＩ(K)を中間転写ベルト４１上に形成する（図４（ｄ））。そして、パッチ間濃度以外に、すべてのパッチ画像ＰＩ(Y)、ＰＩ(C)、ＰＩ(M)、ＰＩ(K)の画像濃度についてもパッチセンサＰＳで一括して検出した（ステップＳ９）後、上記ステップＳ２，Ｓ５，Ｓ７と同様にパッチ間濃度を所定値と比較することでカブリ発生の有無を判定する（ステップＳ１０）。
【００３７】
このステップＳ１０でパッチ間濃度が所定値を超えており、カブリが発生したと判定したときには、ステップＳ３に進んで濃度調整処理を中断して異常終了する。一方、ステップＳ１０でカブリが発生していないと判定した際には、ステップＳ１１に進んで各パッチ画像ＰＩ(Y)、ＰＩ(C)、ＰＩ(M)、ＰＩ(K)の画像濃度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う。
【００３８】
以上のように、この第１実施形態によれば、パッチ画像間のトナー濃度、つまりパッチ間濃度をパッチセンサＰＳで検出し、そのパッチ間濃度に基づきパッチ画像の形成によってカブリが発生したか否かを判定しているので、濃度調整処理中のカブリを簡易に、しかも的確に検出することができる。
【００３９】
また、この実施形態では、ステップＳ１およびＳ２がイエロートナー色に対する「カブリ判定処理」に相当する処理であり、ステップＳ４およびＳ５がシアントナー色に対する「カブリ判定処理」に相当する処理であり、ステップＳ６およびＳ７がマゼンタトナー色に対する「カブリ判定処理」に相当する処理であり、ステップＳ８〜Ｓ１０がブラックトナー色に対する「カブリ判定処理」に相当する処理であり、各色ごとにカブリ判定処理を実行している。そして、複数のトナー色のうち一のトナー色に対するカブリ判定処理においてカブリが検出されると、残りのトナー色についてはパッチ画像の作成を中断して濃度調整処理を中断している（ステップＳ３）。例えばイエローパッチ画像ＰＩ(Y)を形成した際にカブリが発生すると、他のトナー色（シアン、マゼンタおよびブラック）についてはカブリ判定処理を実行することなく、直ちに濃度調整処理を中断しているので、不必要なパッチ画像の作成を防止して時間浪費およびトナー浪費を効果的に抑えることができるのみならず、プロセス要素に異常がある場合にも、その状態の悪化を防止することができる。
【００４０】
Ｂ−２．第２実施形態
ところで、上記第１実施形態では、一のカブリ判定処理においてカブリの発生が検出されると、直ちに濃度調整処理を中断しているが、図５に示すようにパッチ作成条件の一部あるいは全部を変更設定した後で濃度調整処理を再度試みるように構成してもよい。以下、パッチ作成条件として現像バイアスを変更設定する場合と、パッチ作成条件として帯電バイアスを変更設定する場合とに分けて説明する。
【００４１】
＜現像バイアスを変更設定する場合＞
濃度調整処理が開始されると、まず１色目、例えばイエロー色について図６に示すようにパッチ作成条件として４種類の現像バイアスＶb1，Ｖb2，Ｖb3，Ｖb4を設定し、現像バイアスＶb1，Ｖb2，Ｖb3，Ｖb4でパッチ画像ＰＩ1(Y)，ＰＩ2(Y)，ＰＩ3(Y)，ＰＩ4(Y)をそれぞれ中間転写ベルト（像担持体）４１上に形成するとともに、パッチセンサＰＳによってパッチ画像ＰＩ1(Y)，ＰＩ2(Y)，ＰＩ3(Y)，ＰＩ4(Y)の間のトナー濃度、つまりパッチ間濃度を検出する。そして、検出されたパッチ間濃度を予めＲＯＭ１２８に記憶されている所定値と比較してカブリが生じているか否かを判定する（ステップＳ２）。ここまでの処理、つまりイエロー色についてのカブリ判定処理については第１実施形態と全く同じである。
【００４２】
そして、このステップＳ２でパッチ間濃度が所定値を超えており、カブリが発生したと判定したときには、その判定された位置よりも下流に位置するパッチはカブリ状態と判断できるので、パッチ作成条件（現像バイアス）を再設定するべきパッチを特定して記憶しておく。そして、ステップＳ３０に進んで濃度調整処理を中断し、ベルトクリーナ４９によって中間転写ベルト４１をクリーニング除去する。それに続いて、記憶されている情報に基づいて１色目のパッチ作成条件（現像バイアス）を再設定する（ステップＳ３１）。ここで、パッチ作成条件を変更する態様としては、次の３つの態様がある。
【００４３】
(1)第１の態様（図６（ｂ））
ここでは、同図（ｂ）に示すように、カブリが発生しない現像バイアス（パッチ作成条件）Ｖb0を予め既定値（既定条件）としてＲＯＭ１２８に記憶しておく。そして、例えばパッチ画像ＰＩ4(Y)を作成するときの現像バイアスＶb4がカブリ発生条件に入ってしまい、カブリが発生したときには、パッチ画像ＰＩ4(Y)のパッチ作成条件たる現像バイアスを値Ｖb4から既定値Ｖb0に変更する。なお、その他のパッチ画像ＰＩ1(Y)，ＰＩ2(Y)，ＰＩ3(Y)を作成するためのパッチ作成条件はそのままの現像バイアス値に維持しておく。
【００４４】
(2)第２の態様（図６（ｃ））
ここでは、同図（ｃ）に示すように、例えばパッチ画像ＰＩ4(Y)を作成するときの現像バイアスＶb4がカブリ発生条件に入ってしまい、カブリが発生したときには、パッチ画像ＰＩ4(Y)のパッチ作成条件たる現像バイアスを値Ｖb4から値Ｖb3に変更する。この現像バイアスＶb3はパッチ画像ＰＩ3(Y)のパッチ作成条件であり、カブリが発生しなかったパッチ作成条件である。なお、パッチ画像ＰＩ4(Y)のパッチ作成条件たる現像バイアスとして、カブリが発生しなかったパッチ画像ＰＩ1(Y)，ＰＩ2(Y)のパッチ作成条件である現像バイアスＶb1，Ｖb2に変更設定してもよい。また、その他のパッチ画像ＰＩ1(Y)，ＰＩ2(Y)，ＰＩ3(Y)を作成するためのパッチ作成条件はそのままの現像バイアス値に維持しておく。
【００４５】
(3)第３の態様（図６（ｄ））
例えばパッチ画像ＰＩ4(Y)を作成するときの現像バイアスＶb4ではカブリが発生する一方、より低い現像バイアスではカブリが発生しない場合、全体の現像バイアスを減少させることでカブリを発生させず、かつ全てのパッチを濃度調整に利用できるので有利である。そこで、この第３の態様では、現像バイアスを減少させる方向を「カブリ防止方向」とし、同図（ｄ）に示すように、すべての現像バイアスを所定量α（＞０）だけ減少させている。すなわち、各パッチ画像ＰＩ1(Y)，ＰＩ2(Y)，ＰＩ3(Y)，ＰＩ4(Y)を作成するためのパッチ作成条件をそれぞれ現像バイアス（Ｖb1−α），（Ｖb2−α），（Ｖb3−α），（Ｖb4−α）に変更設定する。
【００４６】
このような態様の一に基づきパッチ作成条件（現像バイアス）の再設定が完了すると、ステップＳ１に戻って１色目のパッチ画像を再度作成する。そして、再度カブリが生じているか否かを判定する（ステップＳ２）。なお、上記３つの態様のうちどの変更設定態様を採用するかについては、予め設定しておいてもよいし、適当なパラメータに基づき選択するようにしてもよい。
【００４７】
ステップＳ２でカブリなしと判定されると、ステップＳ４に進んで次のトナー色、例えばシアンについて上記ステップＳ１と同様にして４つのシアンパッチ画像ＰＩ(C)を中間転写ベルト４１上に形成する（図４（ｂ））。そして、上記ステップＳ２と同様にパッチ間濃度を所定値と比較することでカブリ発生の有無を判定する（ステップＳ５）。
【００４８】
このステップＳ５でパッチ間濃度が所定値を超えており、カブリが発生したと判定したときには、イエロー色の場合と同様に、濃度調整処理を中断し（ステップＳ３０）、ベルトクリーナ４９によって中間転写ベルト４１をクリーニング除去する。それに続いて、２色目のパッチ作成条件（現像バイアス）を再設定した（ステップＳ３２）後、ステップＳ１に戻り、１色目からパッチ画像の作成を再度実行する。
【００４９】
一方、ステップＳ５でカブリが発生していないと判定した際には、ステップＳ６に進んで次のトナー色、例えばマゼンタについて上記ステップＳ１，Ｓ４と同様にして４つのマゼンタパッチ画像ＰＩ(M)を中間転写ベルト４１上に形成する（図４（ｃ））。そして、上記ステップＳ２，Ｓ５と同様にパッチ間濃度を所定値と比較することでカブリ発生の有無を判定する（ステップＳ７）。
【００５０】
このステップＳ７でパッチ間濃度が所定値を超えており、カブリが発生したと判定したときには、イエロー色やシアン色の場合と同様に、濃度調整処理を中断し（ステップＳ３０）、ベルトクリーナ４９によって中間転写ベルト４１をクリーニング除去する。それに続いて、３色目のパッチ作成条件（現像バイアス）を再設定した（ステップＳ３３）後、ステップＳ１に戻り、１色目からパッチ画像の作成を再度実行する。
【００５１】
一方、ステップＳ７でカブリが発生していないと判定した際には、ステップＳ８に進んで最後のトナー色（ブラック）について上記ステップＳ１，Ｓ４，Ｓ６と同様にして４つのブラックパッチ画像ＰＩ(K)を中間転写ベルト４１上に形成する（図４（ｄ））。そして、パッチ間濃度以外に、すべてのパッチ画像ＰＩ(Y)、ＰＩ(C)、ＰＩ(M)、ＰＩ(K)の画像濃度についてもパッチセンサＰＳで一括して検出した（ステップＳ９）後、上記ステップＳ２，Ｓ５，Ｓ７と同様にパッチ間濃度を所定値と比較することでカブリ発生の有無を判定する（ステップＳ１０）。
【００５２】
このステップＳ１０でパッチ間濃度が所定値を超えており、カブリが発生したと判定したときには、他のトナー色の場合と同様に、濃度調整処理を中断し（ステップＳ３０）、ベルトクリーナ４９によって中間転写ベルト４１をクリーニング除去する。それに続いて、４色目のパッチ作成条件（現像バイアス）を再設定した（ステップＳ３４）後、ステップＳ１に戻り、１色目からパッチ画像の作成を再度実行する。
【００５３】
一方、ステップＳ１０でカブリが発生していないと判定した際には、ステップＳ１１に進んで各パッチ画像ＰＩ(Y)、ＰＩ(C)、ＰＩ(M)、ＰＩ(K)の画像濃度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う。
【００５４】
＜帯電バイアスを変更設定する場合＞
帯電バイアスをパッチ作成条件とする場合も上記現像バイアスをパッチ作成条件とする場合と基本的に同様であり、図５に示すカブリ検出動作のフローと同じ動作を実行する。ただし、現像バイアスをパッチ作成条件とする場合には、高バイアス側でカブリが生じやすいのに対し、帯電バイアスをパッチ作成条件とする場合には低バイアス側でカブリが生じやすい。また、それに対応してパッチ作成条件を変更する各態様も相違している。以下、帯電バイアスを変更設定する場合について図４、図５および図７を参照しつつ説明する。
【００５５】
濃度調整処理が開始されると、まず１色目、例えばイエロー色について図７に示すようにパッチ作成条件として４種類の帯電バイアスＶa1，Ｖa2，Ｖa3，Ｖa4を設定し、帯電バイアスＶa1，Ｖa2，Ｖa3，Ｖa4でパッチ画像ＰＩ1(Y)，ＰＩ2(Y)，ＰＩ3(Y)，ＰＩ4(Y)をそれぞれ中間転写ベルト（像担持体）４１上に形成するとともに、パッチセンサＰＳによってパッチ画像ＰＩ1(Y)，ＰＩ2(Y)，ＰＩ3(Y)，ＰＩ4(Y)の間のトナー濃度、つまりパッチ間濃度を検出する。そして、検出されたパッチ間濃度を予めＲＯＭ１２８に記憶されている所定値と比較してカブリが生じているか否かを判定する（ステップＳ２）。ここまでの処理、つまりイエロー色についてのカブリ判定処理については第１実施形態と全く同じである。
【００５６】
そして、このステップＳ２でパッチ間濃度が所定値を超えており、カブリが発生したと判定したときには、その判定された位置よりも下流に位置するパッチはカブリ状態と判断できるので、パッチ作成条件（帯電バイアス）を再設定するべきパッチを特定して記憶しておく。そして、ステップＳ３０に進んで濃度調整処理を中断し、ベルトクリーナ４９によって中間転写ベルト４１をクリーニング除去する。それに続いて、記憶されている情報に基づいて１色目のパッチ作成条件（帯電バイアス）を再設定する（ステップＳ３１）。ここで、パッチ作成条件を変更する態様としては、次の３つの態様がある。
【００５７】
(1)第１の態様（図７（ｂ））
ここでは、同図（ｂ）に示すように、カブリが発生しない帯電バイアス（パッチ作成条件）Ｖa0を予め既定値（既定条件）としてＲＯＭ１２８に記憶しておく。そして、例えばパッチ画像ＰＩ1(Y)を作成するときの帯電バイアスＶa1がカブリ発生条件に入ってしまい、カブリが発生したときには、パッチ画像ＰＩ1(Y)のパッチ作成条件たる帯電バイアスを値Ｖa1から既定値Ｖa0に変更する。なお、その他のパッチ画像ＰＩ2(Y)，ＰＩ3(Y)，ＰＩ4(Y)を作成するためのパッチ作成条件はそのままの帯電バイアス値に維持しておく。
【００５８】
(2)第２の態様（図７（ｃ））
ここでは、同図（ｃ）に示すように、例えばパッチ画像ＰＩ1(Y)を作成するときの帯電バイアスＶa1がカブリ発生条件に入ってしまい、カブリが発生したときには、パッチ画像ＰＩ1(Y)のパッチ作成条件たる帯電バイアスを値Ｖa1から値Ｖa2に変更する。この帯電バイアスＶa2はパッチ画像ＰＩ2(Y)のパッチ作成条件であり、カブリが発生しなかったパッチ作成条件である。なお、パッチ画像ＰＩ1(Y)のパッチ作成条件たる帯電バイアスとして、カブリが発生しなかったパッチ画像ＰＩ3(Y)，ＰＩ4(Y)のパッチ作成条件である帯電バイアスＶa3，Ｖa4に変更設定してもよい。また、その他のパッチ画像ＰＩ2(Y)，ＰＩ3(Y)，ＰＩ4(Y)を作成するためのパッチ作成条件はそのままの帯電バイアス値に維持しておく。
【００５９】
(3)第３の態様（図７（ｄ））
例えばパッチ画像ＰＩ1(Y)を作成するときの帯電バイアスＶa1ではカブリが発生する一方、より高い帯電バイアスではカブリが発生しない場合、全体の帯電バイアスを増加させることが全体の現像バイアスを減少させることでカブリを発生させず、かつ全てのパッチを濃度調整に利用できるので有利である。そこで、この第３の態様では、帯電バイアスを増加させる方向を「カブリ防止方向」とし、同図（ｄ）に示すように、すべての帯電バイアスを所定量β（＞０）だけ増加させている。すなわち、各パッチ画像ＰＩ1(Y)，ＰＩ2(Y)，ＰＩ3(Y)，ＰＩ4(Y)を作成するためのパッチ作成条件をそれぞれ帯電バイアス（Ｖa1＋β），（Ｖa2＋β），（Ｖa3＋β），（Ｖa4＋β）に変更設定する。
【００６０】
このような態様の一に基づきパッチ作成条件（帯電バイアス）の再設定が完了すると、ステップＳ１に戻って１色目のパッチ画像を再度作成する。そして、再度カブリが生じているか否かを判定する（ステップＳ２）。なお、上記３つの態様のうちどの変更設定態様を採用するかについては、予め設定しておいてもよいし、適当なパラメータに基づき選択するようにしてもよい。
【００６１】
ステップＳ２でカブリなしと判定されると、ステップＳ４に進んで次のトナー色、例えばシアンについて上記ステップＳ１と同様にして４つのシアンパッチ画像ＰＩ(C)を中間転写ベルト４１上に形成する（図４（ｂ））。そして、上記ステップＳ２と同様にパッチ間濃度を所定値と比較することでカブリ発生の有無を判定する（ステップＳ５）。
【００６２】
このステップＳ５でパッチ間濃度が所定値を超えており、カブリが発生したと判定したときには、イエロー色の場合と同様に、濃度調整処理を中断し（ステップＳ３０）、ベルトクリーナ４９によって中間転写ベルト４１をクリーニング除去する。それに続いて、２色目のパッチ作成条件（帯電バイアス）を再設定した（ステップＳ３２）後、ステップＳ１に戻り、１色目からパッチ画像の作成を再度実行する。
【００６３】
一方、ステップＳ５でカブリが発生していないと判定した際には、ステップＳ６に進んで次のトナー色、例えばマゼンタについて上記ステップＳ１，Ｓ４と同様にして４つのマゼンタパッチ画像ＰＩ(M)を中間転写ベルト４１上に形成する（図４（ｃ））。そして、上記ステップＳ２，Ｓ５と同様にパッチ間濃度を所定値と比較することでカブリ発生の有無を判定する（ステップＳ７）。
【００６４】
このステップＳ７でパッチ間濃度が所定値を超えており、カブリが発生したと判定したときには、イエロー色やシアン色の場合と同様に、濃度調整処理を中断し（ステップＳ３０）、ベルトクリーナ４９によって中間転写ベルト４１をクリーニング除去する。それに続いて、３色目のパッチ作成条件（帯電バイアス）を再設定した（ステップＳ３３）後、ステップＳ１に戻り、１色目からパッチ画像の作成を再度実行する。
【００６５】
一方、ステップＳ７でカブリが発生していないと判定した際には、ステップＳ８に進んで最後のトナー色（ブラック）について上記ステップＳ１，Ｓ４，Ｓ６と同様にして４つのブラックパッチ画像ＰＩ(K)を中間転写ベルト４１上に形成する（図４（ｄ））。そして、パッチ間濃度以外に、すべてのパッチ画像ＰＩ(Y)、ＰＩ(C)、ＰＩ(M)、ＰＩ(K)の画像濃度についてもパッチセンサＰＳで一括して検出した（ステップＳ９）後、上記ステップＳ２，Ｓ５，Ｓ７と同様にパッチ間濃度を所定値と比較することでカブリ発生の有無を判定する（ステップＳ１０）。
【００６６】
このステップＳ１０でパッチ間濃度が所定値を超えており、カブリが発生したと判定したときには、他のトナー色の場合と同様に、濃度調整処理を中断し（ステップＳ３０）、ベルトクリーナ４９によって中間転写ベルト４１をクリーニング除去する。それに続いて、４色目のパッチ作成条件（帯電バイアス）を再設定した（ステップＳ３４）後、ステップＳ１に戻り、１色目からパッチ画像の作成を再度実行する。
【００６７】
一方、ステップＳ１０でカブリが発生していないと判定した際には、ステップＳ１１に進んで各パッチ画像ＰＩ(Y)、ＰＩ(C)、ＰＩ(M)、ＰＩ(K)の画像濃度に基づき最適な帯電バイアスを決定し、トナー画像の濃度調整を行う。
【００６８】
以上のように、この第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、パッチ画像間のトナー濃度、つまりパッチ間濃度をパッチセンサＰＳで検出し、そのパッチ間濃度に基づきパッチ画像の形成によってカブリが発生したか否かを判定しているので、濃度調整処理中のカブリを簡易に、しかも的確に検出することができる。
【００６９】
また、カブリが発生した場合であっても、パッチ作成条件（現像バイアスまたは帯電バイアス）を再設定した後、パッチ画像を再度作成し、濃度調整処理を再度実行しているため、次のような作用効果が得られる。すなわち、第１実施形態ではカブリが発生した場合には、直ちに異常終了し、画像形成装置が異常停止してしまうのに対し、第２実施形態によれば、カブリが発生する異常状態を自動的に回避しながら、最適な現像バイアスまたは最適な帯電バイアスを算出することができ、画像形成装置の異常停止を抑制することができる。特に、上記した第１および第２の態様によりパッチ作成条件を再設定する場合には、パッチ作成条件を１回再設定するだけで、カブリを解消することができ、より効率的に画像形成装置を稼動させることができる。
【００７０】
一方、上記した第３の態様によりパッチ作成条件を再設定する場合には、第１および第２の態様の場合に比べて次のような利点がある。第１の態様ではカブリ発生条件に入ったパッチ作成条件を濃度調整処理とは無関係な既定条件にすることによってカブリの再発を完全に防止しているため、再設定後のパッチ作成条件で形成されたパッチ画像は事実上濃度調整処理に利用することができない。また、第２の態様ではカブリ発生条件に入ったパッチのパッチ作成条件を他のカブリ発生条件に入らないパッチのパッチ作成条件と同じ設定にすることによりカブリの再発を防止しているため、同じパッチ作成条件のパッチが複数存在することになってしまい、濃度調整処理に対してはパッチ１つ分の寄与しか得られない。したがって、これらのパッチの検出値から得られる最適現像バイアスまたは最適帯電バイアスの値に対する信頼性は低下せざるを得ない。これに対し、第３の態様によってパッチ作成条件を再設定した場合、再設定後の各パッチ作成条件は再設定前と同様に最適値近傍で相互に異なっており、かつ、カブリの発生も避けられるため、これらのパッチ作成条件下でパッチ画像が作成されるため、再設定前と同様の信頼性で最適現像バイアスまたは最適帯電バイアスを算出することができる。
【００７１】
Ｂ−３．第３実施形態
ところで、短時間で、しかも高精度に最適現像バイアスを算出する方法として、例えば図８に示すように、バイアス算出処理を２段階で行うことが考えられる。ここでは、まずステップＳ２１では、図９（ａ）に示すように、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。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。
【００７２】
このようなバイアス設定で４つのパッチ画像を感光体上に順次形成し、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パッチ画像を形成する。このようなパッチ画像の作像を各トナー色について実行する。そして、パッチ画像の画像濃度をパッチセンサＰＳで検出し、これらの検出結果に基づき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、検出結果（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９（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。
【００７３】
こうして、暫定バイアスが求まると、図８の狭レンジでのバイアス算出処理（ステップＳ２２）を実行する。このステップＳ２２では、ステップＳ２１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。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、最適現像バイアスが図９（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。
【００７４】
このようなバイアス設定で４つのパッチ画像を感光体上に順次形成し、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パッチ画像を形成する。このようなパッチ画像の作像を各トナー色について実行する。そして、パッチ画像の画像濃度をパッチセンサＰＳで検出し、これらの検出結果に基づき目標濃度に対応する現像バイアスを求める。ここで、測定結果（画像濃度）が目標濃度と一致している場合には、その画像濃度に対応する現像バイアスを最適現像バイアスとすればよく、また一致しない場合には、図９（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。
【００７５】
上記のように２段階のバイアス算出処理を行って最適現像バイアスを算出する場合においても、各バイアス算出処理に本発明を適用してもよい。ここで、広レンジでのバイアス算出処理（ステップＳ２１）は比較的広い範囲で現像バイアスを変化させながら現像バイアスを暫定的に求めることを主目的とするものであるため、信頼性を高める点では狭レンジでのバイアス算出処理（ステップＳ２２）に本発明を適用するのがより好ましいといえる。また、ここでは、最適現像バイアスを算出する場合について説明したが、最適帯電バイアスを算出する場合も同様であることはいうまでもない。
【００７６】
Ｃ．その他
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、パッチ画像の画像濃度を検出するパッチセンサＰＳによってパッチ間濃度を検出するようにしているが、パッチ間濃度を検出するための専用センサを新たに設けてもよい。ただし、本実施形態の如く、パッチ画像の画像濃度検出およびパッチ間濃度の検出を１つのパッチセンサＰＳで兼用することによって、パッチ間濃度を検出するための専用センサを新たに設ける必要がなくなり、装置コストの増大を招くことなく高機能な画像形成装置を提供することができ、より好適な実施形態であるといえる。
【００７７】
また、上記実施形態では、パッチ作成条件を変更し、再度パッチ画像を形成する際、元のパッチ画像をクリーニング除去した後に新たにパッチ画像を再度形成しているが、パッチ画像の形成位置はこれに限定されるものではなく、任意であり、例えば元のパッチ画像と異なる位置にパッチ画像を形成するようにしてもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、４色のトナーを用いたカラー画像を形成することができる画像形成装置であったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、モノクロ画像のみを形成する画像形成装置にも当然に適用することができる。また、上記実施形態にかかる画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートに形成するプリンタであるが、本発明は複写機やファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置全般に適用することができる。
【００７９】
また、上記実施形態では、感光体２１上のトナー像を中間転写ベルト４１に転写し、このトナー像をパッチ画像として、その画像濃度を検出するとともに、その検出結果に基づき最適現像バイアスを算出しているが、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）を像担持体とし、この像担持体上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、本発明における像担持体を感光体とし、この像担持体（感光体）上のパッチ間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パッチ間濃度を検出し、その検出結果に基づきカブリを検出するようにしてもよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、４種類のバイアス値を設定しているが、レンジ内でのバイアス設定数（パッチ画像数）はこれに限定されるものではなく、複数種類であれば任意である。また、第３実施形態において、広レンジと狭レンジとでバイアス設定数を相違させてパッチ画像数を相違させてもよい。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、パッチ画像間におけるトナー濃度を検出し、その検出結果に基づきパッチ画像を形成した際にカブリが発生したか否かを判定するように構成しているので、パッチ画像形成時のカブリを簡易に、しかも確実に検出することができる。
【００８３】
また、複数のパッチ作成条件の一がカブリ発生条件に入ると、カブリが発生するが、このような場合、前記複数のパッチ作成条件のうち少なくともカブリの発生条件となったパッチ作成条件を、前記複数のパッチ作成条件のうちカブリを発生させなかったパッチ作成条件の一に変更、または前記複数のパッチ作成条件をカブリ防止方向にシフト変更した後、前記パッチ画像形成手段を制御して複数のパッチ画像を再度前記像担持体上に形成するように構成しているので、正常なパッチ画像を像担持体上に形成することができる。
【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】本発明の第１実施形態におけるカブリ検出動作を示すフローチャートである。
【図４】パッチ画像の形成順序を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態におけるカブリ検出動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態におけるカブリ検出動作およびパッチ作成条件（現像バイアス）の変更設定態様を示す図ある。
【図７】本発明の第２実施形態におけるカブリ検出動作およびパッチ作成条件（帯電バイアス）の変更設定態様を示す図ある。
【図８】本発明の第３実施形態に示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態の動作を示す図である。
【符号の説明】
１…制御ユニット
２…プロセスユニット（パッチ画像形成手段）
３…露光ユニット（パッチ画像形成手段）
４…転写ユニット（パッチ画像形成手段）
１２…エンジンコントローラ（制御手段）
４１…中間転写ベルト（像担持体）
１２３…ＣＰＵ（制御手段）
１２８…ＲＯＭ（記憶部）
Ｅ…エンジン部（パッチ画像形成手段）
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 a plurality of patch images on an image carrier such as a photoreceptor or a transfer medium.
[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]
Here, if it is possible to detect whether or not fogging has occurred during the formation of the patch image, the above problem can be solved. However, there is no effective technique at present.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an image forming apparatus and an image forming method capable of easily and accurately detecting fog generated on an image carrier when a patch image is created. The first purpose.
[0008]
The second aspect of the present invention also provides an image forming apparatus and an image forming method capable of preventing an erroneous image forming condition from being set due to fog generated on the image carrier when creating a patch image. The purpose.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method for forming a plurality of toner-developed patch images on an image carrier while being spaced apart from each other. In order to achieve the first object, The toner density between the patch images is detected, and based on the detection result, it is determined whether or not fogging has occurred when the plurality of patch images are formed. For this reason, the fog at the time of patch image formation can be detected easily and reliably.
[0010]
The plurality of patch images are formed on the image carrier by controlling the patch image forming means while setting a plurality of different patch creation conditions. When one of the plurality of patch creation conditions enters the fog generation condition, fog occurs. In such a case, after changing at least the patch creation condition that is the fog generation condition among the plurality of patch creation conditions, the patch image forming unit is controlled to place the plurality of patch images on the image carrier again. By forming, a normal patch image can be formed on the image carrier.
[0011]
Such an operation is common regardless of whether the toner color is a single color or a plurality of colors, but the latter, that is, a color obtained by superimposing toner images of different colors from each other. In a color image forming apparatus that forms an image, it is necessary to determine the fog for each toner color, and the fog determination process may be executed for each color.
[0012]
Further, when fog is detected in the fog determination process for one of the plurality of toner colors, the following two countermeasures can be taken. First, the first countermeasure is to interrupt the creation of the patch image. Further, the second countermeasure is to change the fog determination process for each of the plurality of toner colors after changing at least the patch generation condition that is the fog generation condition among the plurality of patch generation conditions in the fog determination process. Is to do.
[0013]
Furthermore, there are the following two modes for changing the patch creation condition when fogging occurs as described above. In the first aspect, the patch creation condition that is the fog generation condition is changed to one of the plurality of patch creation conditions that does not cause fogging. In the second aspect, the plurality of patch creation conditions are shifted in the anti-fogging direction.
[0014]
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. As will be described later, a patch image is formed on the intermediate transfer belt as an image carrier by the engine unit E. Thus, in this embodiment, the engine unit E corresponds to the “patch image forming unit” of the present invention.
[0015]
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 photoconductor 21 that can rotate in the direction of the arrow in FIG. 1, and further, around the photoconductor 21 along the rotation direction, a charging roller 22 as a charging unit, and a developing unit as a developing unit. 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.
[0016]
Then, the 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.
[0017]
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.
[0018]
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.
[0019]
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.
[0020]
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.
[0021]
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.
[0022]
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.
[0023]
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.
[0024]
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.
[0025]
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.
[0026]
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, calculation results in the CPU 123, and the like, and a reference numeral 128 is a ROM for storing calculation programs executed by the CPU 123, default values of patch creation conditions (default conditions), and the like. , Function as a “storage unit” of the present invention.
[0027]
B. Fog detection operation in image forming apparatus
Next, in the image forming apparatus configured as described above, a plurality of patch images are formed on the intermediate transfer belt 41 while changing the developing bias, and the toner image density is set to the target density based on the image density of each patch image. In order to detect whether fog has occurred when each patch image is created, the fog detection operation described below is executed.
[0028]
B-1. First embodiment
FIG. 3 is a flowchart showing the fog detection operation in the first embodiment of the present invention. In this image forming apparatus, for example, when an image can be formed after the main power supply of the main body of the image forming apparatus is turned on, density adjustment processing is executed. In this density adjustment processing, step S 1 is executed to form a first color, for example, a yellow patch image PI (Y) on the intermediate transfer belt (image carrier) 41. Specifically, the development bias is set in four stages as patch creation conditions, and four yellow patch images are sequentially formed on the photosensitive member 21 with each bias setting. Further, as shown in FIG. A yellow patch image PI (Y) is formed by transferring the image onto the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 41 in a predetermined arrangement order (step S1). Here, in this embodiment, the yellow patch images PI (Y) are arranged on the intermediate transfer belt 41 functioning as the image carrier of the present invention at relatively wide intervals, thereby ensuring a stable time for bias switching. ing. Therefore, each patch image can be reliably formed with a corresponding setting bias.
[0029]
Each of the yellow patch images PI (Y) transferred to the intermediate transfer belt 41 passes through the patch sensor PS as the intermediate transfer belt 41 rotates. At this time, the patch sensor PS detects the toner density between the patch images PI (Y). For convenience of the following description, the toner density adhered between patch images is referred to as “inter-patch density”.
[0030]
In the next step S2, it is determined whether or not the density between patches detected in this way exceeds a predetermined value stored in the ROM 128 in advance. That is, when fog occurs, the density between patches is relatively high and exceeds a predetermined value. When fog does not occur, the density between patches becomes zero or a value close to zero. It becomes as follows. Therefore, the presence or absence of fogging can be determined by comparing the density between patches with a predetermined value. Normally, the density adjustment process is configured so as not to cause fog. Therefore, if fog is detected, it is expected that any of the process elements is abnormal, and it is desirable to take action such as quickly stopping the operation and displaying a warning. As a result, it is possible not only to prevent unnecessary patch images from being created and effectively reduce time waste and toner consumption, but also to prevent deterioration of the state of abnormal process elements.
[0031]
If it is determined in step S2 that the density between patches exceeds a predetermined value and fogging has occurred, the process proceeds to step S3 and the density adjustment process is interrupted without creating a patch image for other toner colors. finish.
[0032]
On the other hand, when it is determined in step S2 that no fog has occurred, the process proceeds to step S4, and four cyan patch images PI (C) are intermediately transferred in the same manner as in step S1 for the next toner color, eg, cyan. It is formed on the belt 41 (FIG. 4B). Then, the presence or absence of fogging is determined by comparing the inter-patch density with a predetermined value as in step S2 (step S5).
[0033]
If it is determined in step S5 that the density between patches exceeds a predetermined value and fogging has occurred, the process proceeds to step S3, and density adjustment processing is performed without creating a patch image for the remaining toner colors (magenta and black). Aborts and terminates abnormally.
[0034]
On the other hand, when it is determined in step S5 that no fog has occurred, the process proceeds to step S6, and four magenta patch images PI (M) are obtained for the next toner color, for example, magenta, in the same manner as in steps S1 and S4. It is formed on the intermediate transfer belt 41 (FIG. 4C). Then, in the same manner as in steps S2 and S5, the density between patches is compared with a predetermined value to determine whether fogging has occurred (step S7).
[0035]
If it is determined in step S7 that the density between patches exceeds a predetermined value and fogging has occurred, the process proceeds to step S3 and the density adjustment process is interrupted without creating a patch image for the remaining toner color (black). And end abnormally.
[0036]
On the other hand, when it is determined in step S7 that no fog has occurred, the process proceeds to step S8, and the last toner color (black) is set to four black patch images PI (K) as in steps S1, S4, and S6. ) Is formed on the intermediate transfer belt 41 (FIG. 4D). Then, in addition to the density between patches, the image density of all the patch images PI (Y), PI (C), PI (M), and PI (K) are also collectively detected by the patch sensor PS (step S9). In the same manner as in steps S2, S5, and S7, the density between patches is compared with a predetermined value to determine whether fogging has occurred (step S10).
[0037]
If it is determined in step S10 that the density between patches exceeds a predetermined value and fogging has occurred, the process proceeds to step S3 where the density adjustment process is interrupted and the process ends abnormally. On the other hand, when it is determined in step S10 that no fog has occurred, the process proceeds to step S11, where the patch images PI (Y), PI (C), PI (M), and PI (K) are based on the image density. The optimum developing bias is determined and the toner image density is adjusted.
[0038]
As described above, according to the first embodiment, the toner density between patch images, that is, the density between patches is detected by the patch sensor PS, and whether or not fogging has occurred due to the formation of the patch image based on the density between patches. Therefore, the fog during the density adjustment process can be detected easily and accurately.
[0039]
In this embodiment, steps S1 and S2 are processes corresponding to “fogging determination processing” for yellow toner color, and steps S4 and S5 are processes corresponding to “fogging determination processing” for cyan toner color. S6 and S7 are processes corresponding to “fogging determination process” for magenta toner color, and steps S8 to S10 are processes corresponding to “fogging determination process” for black toner color, and the fog determination process is executed for each color. ing. When fog is detected in the fog determination process for one of the plurality of toner colors, patch image creation is interrupted and the density adjustment process is interrupted for the remaining toner colors (step S3). . For example, if fog occurs when the yellow patch image PI (Y) is formed, the density adjustment process is immediately interrupted without executing the fog determination process for the other toner colors (cyan, magenta, and black). In addition to preventing unnecessary patch images from being created, time waste and toner waste can be effectively suppressed, and deterioration of the state can be prevented even when there is an abnormality in a process element.
[0040]
B-2. Second embodiment
By the way, in the first embodiment, when the occurrence of fog is detected in one fog determination process, the density adjustment process is immediately interrupted. However, as shown in FIG. After the change setting, the density adjustment process may be retried. Hereinafter, the case where the development bias is changed and set as the patch creation condition and the case where the charging bias is changed and set as the patch creation condition will be described separately.
[0041]
<When changing development bias>
When the density adjustment process is started, first, as shown in FIG. 6, four types of development biases Vb1, Vb2, Vb3, and Vb4 are set for the first color, for example, the yellow color, and the development biases Vb1, Vb2, and Vb3 are set. , Vb4, patch images PI1 (Y), PI2 (Y), PI3 (Y), PI4 (Y) are respectively formed on the intermediate transfer belt (image carrier) 41, and the patch image PI1 (Y ), PI2 (Y), PI3 (Y), PI4 (Y), that is, the density between patches is detected. Then, the detected density between patches is compared with a predetermined value stored in advance in the ROM 128 to determine whether or not fogging has occurred (step S2). The processing so far, that is, the fog determination processing for the yellow color is exactly the same as in the first embodiment.
[0042]
When it is determined in step S2 that the density between patches exceeds a predetermined value and fogging has occurred, the patch positioned downstream from the determined position can be determined to be in the fogging state. The patch whose development bias is to be reset is specified and stored. In step S 30, the density adjustment process is interrupted, and the intermediate transfer belt 41 is cleaned and removed by the belt cleaner 49. Subsequently, the first color patch creation condition (development bias) is reset based on the stored information (step S31). Here, there are the following three modes for changing the patch creation conditions.
[0043]
(1) First aspect (FIG. 6B)
Here, as shown in FIG. 5B, a development bias (patch creation condition) Vb0 that does not cause fogging is stored in advance in the ROM 128 as a default value (default condition). For example, when the development bias Vb4 when creating the patch image PI4 (Y) enters the fog generation condition, and the fog occurs, the development bias as the patch creation condition of the patch image PI4 (Y) is determined from the value Vb4. Change to the value Vb0. The patch creation conditions for creating the other patch images PI1 (Y), PI2 (Y), and PI3 (Y) are maintained at the development bias values as they are.
[0044]
(2) Second mode (Fig. 6 (c))
Here, as shown in FIG. 6C, for example, the developing bias Vb4 when creating the patch image PI4 (Y) enters the fog generation condition, and when the fog occurs, the patch image PI4 (Y) The development bias as the patch creation condition is changed from the value Vb4 to the value Vb3. The development bias Vb3 is a patch creation condition for the patch image PI3 (Y), and is a patch creation condition in which no fog occurs. Note that the development bias, which is the patch creation condition of the patch image PI4 (Y), is changed to the development bias Vb1, Vb2, which is the patch creation condition of the patch images PI1 (Y), PI2 (Y) where no fog occurs. Also good. The patch creation conditions for creating the other patch images PI1 (Y), PI2 (Y), and PI3 (Y) are maintained at the development bias values as they are.
[0045]
(3) Third aspect (FIG. 6 (d))
For example, when the development bias Vb4 when creating the patch image PI4 (Y) generates fog, while the lower development bias does not generate fog, the entire development bias is reduced so that no fog occurs. This patch is advantageous because it can be used for density adjustment. Therefore, in the third aspect, the direction in which the developing bias is reduced is set as the “antifogging direction”, and all the developing biases are reduced by a predetermined amount α (> 0) as shown in FIG. . That is, the patch creation conditions for creating the patch images PI1 (Y), PI2 (Y), PI3 (Y), and PI4 (Y) are set as development biases (Vb1−α), (Vb2−α), and (Vb3), respectively. -Α) and (Vb4−α).
[0046]
When the resetting of the patch creation condition (development bias) is completed based on one of such aspects, the process returns to step S1 to create the first color patch image again. Then, it is determined again whether fogging has occurred (step S2). It should be noted that which change setting mode is adopted among the above three modes may be set in advance or may be selected based on an appropriate parameter.
[0047]
If it is determined in step S2 that there is no fogging, the process proceeds to step S4, and four cyan patch images PI (C) are formed on the intermediate transfer belt 41 in the same manner as in step S1 for the next toner color, for example cyan. FIG. 4 (b)). Then, the presence or absence of fogging is determined by comparing the inter-patch density with a predetermined value as in step S2 (step S5).
[0048]
If it is determined in step S5 that the density between patches exceeds a predetermined value and fogging has occurred, the density adjustment processing is interrupted (step S30), as in the case of yellow, and the belt cleaner 49 causes the intermediate transfer belt. 41 is removed by cleaning. Subsequently, after the patch creation conditions (development bias) for the second color are reset (step S32), the process returns to step S1 to create a patch image from the first color again.
[0049]
On the other hand, when it is determined in step S5 that no fog has occurred, the process proceeds to step S6, and four magenta patch images PI (M) are obtained for the next toner color, for example, magenta, in the same manner as in steps S1 and S4. It is formed on the intermediate transfer belt 41 (FIG. 4C). Then, in the same manner as in steps S2 and S5, the density between patches is compared with a predetermined value to determine whether fogging has occurred (step S7).
[0050]
If it is determined in step S7 that the density between patches exceeds a predetermined value and fogging has occurred, the density adjustment processing is interrupted (step S30) as in the case of yellow or cyan, and the belt cleaner 49 The intermediate transfer belt 41 is removed by cleaning. Subsequently, after the patch creation conditions (development bias) for the third color are reset (step S33), the process returns to step S1 to create patch images from the first color again.
[0051]
On the other hand, when it is determined in step S7 that no fog has occurred, the process proceeds to step S8, and the last toner color (black) is set to four black patch images PI (K) as in steps S1, S4, and S6. ) Is formed on the intermediate transfer belt 41 (FIG. 4D). Then, in addition to the density between patches, the image density of all the patch images PI (Y), PI (C), PI (M), and PI (K) are also collectively detected by the patch sensor PS (step S9). In the same manner as in steps S2, S5, and S7, the density between patches is compared with a predetermined value to determine whether fogging has occurred (step S10).
[0052]
If it is determined in step S10 that the density between patches exceeds a predetermined value and fogging has occurred, the density adjustment processing is interrupted (step S30), as in the case of other toner colors. The transfer belt 41 is removed by cleaning. Subsequently, after the patch creation conditions (development bias) for the fourth color are reset (step S34), the process returns to step S1 to create patch images from the first color again.
[0053]
On the other hand, when it is determined in step S10 that no fog has occurred, the process proceeds to step S11, where the patch images PI (Y), PI (C), PI (M), and PI (K) are based on the image density. The optimum developing bias is determined and the toner image density is adjusted.
[0054]
<When changing and setting the charging bias>
The case where the charging bias is set as a patch creation condition is basically the same as the case where the developing bias is set as a patch creation condition, and the same operation as the flow of the fog detection operation shown in FIG. 5 is executed. However, when the development bias is set as a patch creation condition, fog is likely to occur on the high bias side, whereas when the charging bias is set as a patch creation condition, fog is likely to occur on the low bias side. In addition, each mode for changing the patch creation condition correspondingly is also different. Hereinafter, a case where the charging bias is changed and set will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 7.
[0055]
When the density adjustment processing is started, first, as shown in FIG. 7, four types of charging biases Va1, Va2, Va3, Va4 are set as patch preparation conditions for the first color, for example, yellow, and charging biases Va1, Va2, Va3 are set. , Va4, patch images PI1 (Y), PI2 (Y), PI3 (Y), PI4 (Y) are formed on the intermediate transfer belt (image carrier) 41, respectively, and the patch image PI1 (Y ), PI2 (Y), PI3 (Y), PI4 (Y), that is, the density between patches is detected. Then, the detected density between patches is compared with a predetermined value stored in advance in the ROM 128 to determine whether or not fogging has occurred (step S2). The processing so far, that is, the fog determination processing for the yellow color is exactly the same as in the first embodiment.
[0056]
When it is determined in step S2 that the density between patches exceeds a predetermined value and fogging has occurred, the patch positioned downstream from the determined position can be determined to be in the fogging state. The patch for which the charging bias is to be reset is specified and stored. In step S 30, the density adjustment process is interrupted, and the intermediate transfer belt 41 is cleaned and removed by the belt cleaner 49. Subsequently, the patch creation conditions (charging bias) for the first color are reset based on the stored information (step S31). Here, there are the following three modes for changing the patch creation conditions.
[0057]
(1) First aspect (FIG. 7B)
Here, as shown in FIG. 6B, a charging bias (patch creation condition) Va0 that does not cause fogging is stored in advance in the ROM 128 as a default value (default condition). For example, the charging bias Va1 when creating the patch image PI1 (Y) enters the fog generation condition. When fogging occurs, the charging bias as the patch creation condition of the patch image PI1 (Y) is determined from the value Va1. Change to the value Va0. Note that the patch creation conditions for creating the other patch images PI2 (Y), PI3 (Y), and PI4 (Y) are maintained as they are.
[0058]
(2) Second mode (Fig. 7 (c))
Here, as shown in FIG. 6C, for example, when the charging bias Va1 when the patch image PI1 (Y) is created enters the fog generation condition, and the fog occurs, the patch image PI1 (Y) The charging bias, which is a patch creation condition, is changed from the value Va1 to the value Va2. The charging bias Va2 is a patch creation condition for the patch image PI2 (Y), and is a patch creation condition in which no fog occurs. Note that the charging bias, which is the patch creation condition of the patch image PI1 (Y), is changed to the charging bias Va3, Va4 which is the patch creation condition of the patch images PI3 (Y), PI4 (Y) where the fog does not occur. Also good. The patch creation conditions for creating the other patch images PI2 (Y), PI3 (Y), and PI4 (Y) are maintained at the same charging bias value.
[0059]
(3) Third aspect (FIG. 7 (d))
For example, if the charging bias Va1 when creating the patch image PI1 (Y) causes fogging, but no fogging occurs at a higher charging bias, increasing the overall charging bias reduces the overall developing bias. This is advantageous because it does not cause fogging and all patches can be used for density adjustment. Therefore, in this third mode, the direction in which the charging bias is increased is the “anti-fogging direction”, and all the charging biases are increased by a predetermined amount β (> 0) as shown in FIG. . That is, the patch creation conditions for creating the patch images PI1 (Y), PI2 (Y), PI3 (Y), and PI4 (Y) are the charging biases (Va1 + β), (Va2 + β), (Va3 + β), (Va4 + β), respectively. Change setting to).
[0060]
When the resetting of the patch creation conditions (charging bias) is completed based on one of such aspects, the process returns to step S1 to create the first color patch image again. Then, it is determined again whether fogging has occurred (step S2). It should be noted that which change setting mode is adopted among the above three modes may be set in advance or may be selected based on an appropriate parameter.
[0061]
If it is determined in step S2 that there is no fogging, the process proceeds to step S4, and four cyan patch images PI (C) are formed on the intermediate transfer belt 41 in the same manner as in step S1 for the next toner color, for example cyan. FIG. 4 (b)). Then, the presence or absence of fogging is determined by comparing the inter-patch density with a predetermined value as in step S2 (step S5).
[0062]
If it is determined in step S5 that the density between patches exceeds a predetermined value and fogging has occurred, the density adjustment processing is interrupted (step S30), as in the case of yellow, and the belt cleaner 49 causes the intermediate transfer belt. 41 is removed by cleaning. Subsequently, after resetting the patch creation conditions (charging bias) for the second color (step S32), the process returns to step S1 to create a patch image from the first color again.
[0063]
On the other hand, when it is determined in step S5 that no fog has occurred, the process proceeds to step S6, and four magenta patch images PI (M) are obtained for the next toner color, for example, magenta, in the same manner as in steps S1 and S4. It is formed on the intermediate transfer belt 41 (FIG. 4C). Then, in the same manner as in steps S2 and S5, the density between patches is compared with a predetermined value to determine whether fogging has occurred (step S7).
[0064]
If it is determined in step S7 that the density between patches exceeds a predetermined value and fogging has occurred, the density adjustment processing is interrupted (step S30) as in the case of yellow or cyan, and the belt cleaner 49 The intermediate transfer belt 41 is removed by cleaning. Subsequently, after the patch creation conditions (charging bias) for the third color are reset (step S33), the process returns to step S1 to create a patch image from the first color again.
[0065]
On the other hand, when it is determined in step S7 that no fog has occurred, the process proceeds to step S8, and the last toner color (black) is set to four black patch images PI (K) as in steps S1, S4, and S6. ) Is formed on the intermediate transfer belt 41 (FIG. 4D). Then, in addition to the density between patches, the image density of all the patch images PI (Y), PI (C), PI (M), and PI (K) are also collectively detected by the patch sensor PS (step S9). In the same manner as in steps S2, S5, and S7, the density between patches is compared with a predetermined value to determine whether fogging has occurred (step S10).
[0066]
If it is determined in step S10 that the density between patches exceeds a predetermined value and fogging has occurred, the density adjustment processing is interrupted (step S30), as in the case of other toner colors. The transfer belt 41 is removed by cleaning. Subsequently, after the patch creation conditions (charging bias) for the fourth color are reset (step S34), the process returns to step S1 to create a patch image from the first color again.
[0067]
On the other hand, when it is determined in step S10 that no fog has occurred, the process proceeds to step S11, where the patch images PI (Y), PI (C), PI (M), and PI (K) are based on the image density. The optimum charging bias is determined and the toner image density is adjusted.
[0068]
As described above, according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the toner density between patch images, that is, the density between patches is detected by the patch sensor PS, and the patch image is detected based on the density between the patches. Since it is determined whether or not fogging has occurred due to the formation, the fogging during the density adjustment process can be detected easily and accurately.
[0069]
Even if fogging occurs, the patch creation conditions (development bias or charging bias) are reset, then the patch image is created again, and the density adjustment process is executed again. The effect is obtained. In other words, in the first embodiment, when fog occurs, the image forming apparatus immediately ends abnormally and the image forming apparatus abnormally stops. However, according to the second embodiment, an abnormal state in which fog occurs is automatically detected. Thus, the optimum developing bias or the optimum charging bias can be calculated while avoiding abnormal stop of the image forming apparatus. In particular, when the patch creation conditions are reset according to the first and second aspects described above, the fog can be eliminated by resetting the patch creation conditions only once, and the image forming apparatus can be more efficiently performed. Can be operated.
[0070]
On the other hand, when the patch creation conditions are reset according to the above-described third aspect, there are the following advantages over the cases of the first and second aspects. In the first aspect, since the re-occurrence of fog is completely prevented by setting the patch creation condition that has entered the fog generation condition to a predetermined condition unrelated to the density adjustment processing, it is formed with the patch creation condition after resetting. The patch image cannot be used for the density adjustment process. Also, in the second mode, since the patch creation condition of the patch that has entered the fog generation condition is set to the same setting as the patch creation condition of the patch that does not enter the other fog generation condition, the occurrence of the fog is prevented. There will be a plurality of patches with the patch creation conditions, and only the contribution of one patch can be obtained for the density adjustment processing. Therefore, the reliability of the optimum developing bias or optimum charging bias value obtained from the detected values of these patches has to be lowered. On the other hand, when the patch creation conditions are reset according to the third mode, the patch creation conditions after resetting are different from each other in the vicinity of the optimum value as before the resetting, and the occurrence of fogging is avoided. Therefore, since a patch image is created under these patch creation conditions, the optimum development bias or optimum charging bias can be calculated with the same reliability as before resetting.
[0071]
B-3. Third embodiment
By the way, as a method for calculating the optimum development bias in a short time and with high accuracy, for example, as shown in FIG. 8, it is conceivable to perform the bias calculation processing in two stages. Here, first, in step S21, as shown in FIG. 9A, the development bias is set in four stages at a relatively wide interval (first interval) within a wide range. 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. Thus, in this embodiment, the first interval W1 is
W1 = Vb10−Vb07 = Vb07−Vb04 = Vb04−Vb01
It is said.
[0072]
With such a bias setting, four patch images are sequentially formed on the photoreceptor, and these are transferred to the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 41 in a predetermined arrangement order to form a patch image. Such patch image formation is executed for each toner color. Then, the image density of the patch image is detected by the patch sensor PS, and a developing bias corresponding to the target density is obtained based on these detection results, and this is temporarily stored in the RAM 127 as a temporary bias. Here, when the detection result (image density) matches the target density, the development bias corresponding to the image density may be set as a temporary bias. 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.
[0073]
When the provisional bias is obtained in this way, the bias calculation process (step S22) in the narrow range of FIG. 8 is executed. In this step S22, the development bias is set in four stages at intervals (second intervals) narrower than the first interval W1 within a narrow range including the provisional bias obtained in step S21. For example, in this embodiment, about 1/3 of the variable band (Vb01 to Vb10) of the developing bias is set as a narrow range, and the optimum developing bias is set to the developing biases Vb05 and Vb06 as shown in FIG. 9B. If it is between, the four points Vb04, Vb05, Vb06, and Vb07 are set as the developing bias ((c) in the figure). Thus, in this embodiment, the second interval W2 is
W2 = Vb07-Vb06 = Vb06-Vb05 = Vb05-Vb04
It is said.
[0074]
With such a bias setting, four patch images are sequentially formed on the photoreceptor, and these are transferred to the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 41 in a predetermined arrangement order to form a patch image. Such patch image formation is executed for each toner color. Then, the image density of the patch image is detected by the patch sensor PS, and a developing bias corresponding to the target density is obtained based on these detection results. 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. 5, the optimum developing bias can be obtained by linear interpolation based on data D (Vb05) and D (Vb06) sandwiching the target density.
[0075]
The present invention may be applied to each bias calculation process even when the optimum development bias is calculated by performing the two-stage bias calculation process as described above. Here, the bias calculation process in a wide range (step S21) is mainly intended to tentatively obtain the development bias while changing the development bias in a relatively wide range. It can be said that it is more preferable to apply the present invention to the bias calculation processing (step S22) in a narrow range. Although the case where the optimum developing bias is calculated has been described here, it goes without saying that the case where the optimum charging bias is calculated is the same.
[0076]
C. Other
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 above-described embodiment, the patch density is detected by the patch sensor PS that detects the image density of the patch image, but a dedicated sensor for detecting the patch density may be newly provided. However, as in this embodiment, it is not necessary to newly provide a dedicated sensor for detecting the inter-patch density by combining the image density detection of the patch image and the detection of the inter-patch density with one patch sensor PS. A highly functional image forming apparatus can be provided without causing an increase in apparatus cost, which can be said to be a more preferable embodiment.
[0077]
In the above embodiment, when the patch creation conditions are changed and the patch image is formed again, the patch image is formed again after cleaning and removing the original patch image. However, the present invention is not limited to this, and is arbitrary. For example, the patch image may be formed at a position different from the original patch image.
[0078]
In the above embodiment, the image forming apparatus is capable of forming a color image using four colors of toner. However, the application target of the present invention is not limited to this, and only a monochrome image is formed. Of course, the present invention can also be applied to an image forming apparatus. 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.
[0079]
In the above embodiment, the toner image on the photosensitive member 21 is transferred to the intermediate transfer belt 41, and this toner image is used as a patch image to detect the image density and calculate the optimum developing bias based on the detection result. However, a transfer medium other than the intermediate transfer belt (transfer drum, transfer belt, transfer sheet, intermediate transfer drum, intermediate transfer sheet, reflective recording sheet, or transmissive storage sheet) is used as an image carrier, and this image carrier The present invention can also be applied to an image forming apparatus that forms a patch image by transferring a toner image thereon. Further, instead of forming a patch image on the transfer medium, the image carrier in the present invention is used as a photoconductor, and a patch sensor for detecting the density between patches on the image carrier (photoconductor) is provided. The density between patches on the body may be detected, and fog may be detected based on the detection result.
[0080]
In the above embodiment, four types of bias values are set. However, the number of bias settings (number of patch images) within the range is not limited to this, and any number of bias values may be used. In the third embodiment, the number of patch images may be made different by changing the number of bias settings for the wide range and the narrow range.
[0082]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the toner density between patch images is detected, and it is configured to determine whether or not fogging has occurred when the patch image is formed based on the detection result. Further, the fog at the time of patch image formation can be detected easily and reliably.
[0083]
In addition, fog occurs when one of the plurality of patch creation conditions enters the fog generation condition.In such a case, the patch creation condition that is at least the fog generation condition among the plurality of patch creation conditions is set to After changing one of the plurality of patch creation conditions to one that did not cause fogging or shifting the plurality of patch creation conditions in the anti-fogging direction, the patch image forming unit is controlled to control the plurality of patches. Since the image is formed again on the image carrier, a normal patch image can be formed on the image carrier.
[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 fog detection operation in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a patch image formation order.
FIG. 5 is a flowchart showing a fog detection operation in the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a change detection mode of fog detection operation and patch creation conditions (development bias) in the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a fog detection operation and a patch creation condition (charging bias) change setting mode in the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating an operation of a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Control unit
2. Process unit (patch image forming means)
3. Exposure unit (patch image forming means)
4. Transfer unit (patch image forming means)
12 ... Engine controller (control means)
41. Intermediate transfer belt (image carrier)
123 ... CPU (control means)
128 ... ROM (storage unit)
E ... Engine part (patch image forming means)
PS ... Patch sensor (Density detection means)

Claims

An image carrier capable of carrying a patch image formed by developing an electrostatic latent image with toner;
Patch image forming means for forming a plurality of patch images on the image carrier in a state of being separated from each other;
Density detecting means for detecting toner density between the plurality of patch images;
Control means for determining whether fogging has occurred when the plurality of patch images are formed based on the detection result of the density detection means;
The control means forms a patch image under each patch creation condition by controlling the patch image forming means while setting a plurality of different patch creation conditions by changing charging conditions or development conditions,
When the occurrence of fog is detected, at least the patch creation condition that is the fog occurrence condition among the plurality of patch creation conditions is changed to one of the patch creation conditions that did not cause the fog among the plurality of patch creation conditions. Then, the patch image forming unit is controlled to form a plurality of patch images on the image carrier again.

An image carrier capable of carrying a patch image formed by developing an electrostatic latent image with toner;
Patch image forming means for forming a plurality of patch images on the image carrier in a state of being separated from each other;
Density detecting means for detecting toner density between the plurality of patch images;
Control means for determining whether fogging has occurred when the plurality of patch images are formed based on the detection result of the density detection means;
The control means forms a patch image under each patch creation condition by controlling the patch image forming means while setting a plurality of different patch creation conditions by changing charging conditions or development conditions,
When the occurrence of fog is detected, the plurality of patch creation conditions are shifted in the fog prevention direction described below, and then the patch image forming means is controlled to form a plurality of patch images on the image carrier again. An image forming apparatus.
The anti-fogging direction is a direction in which the patch creation condition that is the fog generation condition approaches the patch creation condition in which the fog is not generated among the plurality of patch creation conditions.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein a color image is formed by superimposing toner images of different colors from each other.
The control means is an image forming apparatus that executes the following fog determination process for each color.
The fog determination process forms a patch image under each patch creation condition by controlling the patch image forming means while setting a plurality of different patch creation conditions, and based on the detection result of the density detection means This is a process for determining whether or not fogging has occurred when the patch image is formed.

The image forming apparatus according to claim 3, wherein the control unit interrupts creation of a patch image when a fog is detected in a fog determination process for one of the plurality of toner colors.

When the fog is detected in the fog determination process for one toner color among the plurality of toner colors, the control unit detects at least a patch that has a fog generation condition among the plurality of patch creation conditions in the fog determination process. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the fog determination process is executed again for each of the plurality of toner colors after the creation condition is changed.

A plurality of patch images formed by developing the electrostatic latent image with toner are formed on the image carrier while being spaced apart from each other while setting a plurality of different patch creation conditions by changing the charging conditions or the development conditions. A patch image forming process;
A fog determination step of detecting toner density between the plurality of patch images and determining whether fog has occurred on the image carrier when the plurality of patch images are formed based on the detection results;
When the occurrence of fog is detected in the fog determination step, the patch creation condition that is at least the fog occurrence condition among the plurality of patch creation conditions is set as the patch creation in which the fog is not generated among the plurality of patch creation conditions. An image forming method, further comprising the step of forming a plurality of patch images on the image carrier again after changing to one of the conditions.

A plurality of patch images formed by developing the electrostatic latent image with toner are formed on the image carrier while being spaced apart from each other while setting a plurality of different patch creation conditions by changing the charging conditions or the development conditions. A patch image forming process;
A fog determination step of detecting toner density between the plurality of patch images and determining whether fog has occurred on the image carrier when the plurality of patch images are formed based on the detection results;
When occurrence of fog is detected in the fog determination step, the plurality of patch creation conditions are shifted in the fog prevention direction described below, and then a step of forming a plurality of patch images on the image carrier again is executed. An image forming method.
The anti-fogging direction is a direction in which the patch creation condition that is the fog generation condition approaches the patch creation condition in which the fog is not generated among the plurality of patch creation conditions.