JP4248228B2 - Image forming method and image forming apparatus - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成方法及び画像形成装置に関し、特に、レーザー光によって像担持体上への潜像の書込みをおこなうデジタル式の画像形成方法及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から電子写真方式の画像形成装置では、環境変動や経時における画像品質の安定化を目的として、電位センサ（電位検出部）とＰセンサ（画像濃度検出部）とを用いて所定のタイミングで電位制御をおこなう技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
詳しくは、まず、像担持体としての感光体ドラム上に複数のパッチパターン（静電潜像の概矩形パターンである。）を形成する。そして、各パッチパターンの潜像電位を、電位センサで測定する。さらに、各パッチパターンを現像した後に、パッチパターン上の現像量（トナー付着量）をPセンサで測定する。
そして、電位センサで検出した潜像電位と、Pセンサで検出した現像量とから、現像ポテンシャルと現像量との関係に係わる直線近似式を、制御部で求める。
【０００４】
そして、この直線近似式から、現像ガンマ（直線近似式の傾きである。）と、現像開始電圧（直線近似式において現像量が０のときの現像ポテンシャルである。）とを、制御部で算出する。
さらに、現像ガンマと現像開始電圧とにより決定された現像ポテンシャルと現像量との関係式に基づいて、最大現像量（予め設定された最大の現像量である。）を得るための現像ポテンシャルを求める。
【０００５】
その後、求めた現像ポテンシャルに基づいて、帯電電位、露光電位、現像電圧（現像バイアス電位）についての各目標電位を求め、各電位を目標電位に合致するように調整する。そして、調整された各電位によって、通常の画像形成をおこなう。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−７３２２１号公報（第２頁、第１−６図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の画像形成装置は、ベタ部の画像濃度は安定するが、ハイライト部の画像濃度が安定しないという問題があった。
【０００８】
すなわち、上述の画像形成装置は、現像ポテンシャルと現像量との関係式に基づいて最大現像量を得るための現像ポテンシャルを求めて各電位を調整しているため、最大現像量に対応したベタ部の画像濃度は安定する。ベタ部を形成するときには、最大現像量を得るための現像ポテンシャルを用いるため、その現像量に誤差が生じにくい。
【０００９】
これに対して、ハイライト部を形成するときには、現像量を小さくする必要があって、最大現像量に対応した現像ポテンシャルよりも小さな現像ポテンシャルを用いるために、その現像量に誤差が生じやすい。すなわち、上述の直線近似式に基づき小さな現像量に対応する現像ポテンシャルを求めてその現像ポテンシャルに設定しても、その現像ポテンシャル自体が誤差を含んでいるために、現像量がばらついて画像濃度が安定しない。
このようにハイライト部の画像濃度が安定しないと、特に、カラー画像形成装置においては高品質のカラー画像を形成することが難しくなる。
【００１０】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ハイライト部からベタ部まで画像濃度が安定した高い画像品質の画像形成方法及び画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１記載の発明にかかる画像形成方法は、像担持体上に形成した複数のパッチパターンの潜像電位を検出する第１検出工程と、前記複数のパッチパターンを現像した後に、当該パッチパターンの現像量を検出する第２検出工程と、前記第１検出工程の検出結果と前記第２検出工程の検出結果とから現像ポテンシャルと現像量との関係に係わる直線近似式を定めて、当該直線近似式から現像ガンマと現像開始電圧とを算出する現像特性算出工程と、書込み値に対する潜像特性が前記現像特性算出工程で算出した前記現像ガンマに適合する潜像特性となるように目標帯電電位及び目標露光電位を定める潜像特性調整工程と、前記潜像特性調整工程で定めた前記目標帯電電位及び目標露光電位に基づいて現像電圧を調整する現像電圧調整工程とを備え、前記現像電圧調整工程を、前記現像特性算出工程で算出した前記現像ガンマと前記現像開始電圧とから最大現像量を得るための現像ポテンシャルを求めて、当該現像ポテンシャルが得られるように前記潜像特性調整工程で定めた前記目標帯電電位及び目標露光電位に基づいて目標現像電圧を定めて、当該目標現像電圧に基づいて前記現像電圧を調整する工程としたものである。
【００１３】
また、請求項２記載の発明にかかる画像形成方法は、上記請求項１に記載の発明において、前記潜像特性調整工程で定めた前記目標帯電電位及び目標露光電位に基づいて帯電電位及び露光電位を調整する電位調整工程と、前記電位調整工程の後に前記像担持体上にハイライトパッチパターンを形成して、当該ハイライトパッチパターンの潜像電位を検出する第３検出工程とをさらに備え、前記現像電圧調整工程を、前記第３検出工程の検出結果に基づいて現像ポテンシャルが目標現像ポテンシャルとなるように現像電圧を調整する工程としたものである。
【００１４】
また、請求項３記載の発明にかかる画像形成方法は、上記請求項２に記載の発明において、前記目標現像ポテンシャルは、前記現像開始電圧に予め定めたポテンシャルを加算したものである。
【００１５】
また、請求項４記載の発明にかかる画像形成方法は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記潜像特性調整工程を、現像ガンマと帯電電位及び露光電位との関係を予め定めたテーブルに基づいて前記目標帯電電位及び目標露光電位を定める工程としたものである。
【００１６】
また、請求項５記載の発明にかかる画像形成方法は、上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記第２検出工程を、現像された前記パッチパターンに向けて光を照射して当該パッチパターンで乱反射する光の量に基づいて前記現像量を検出する工程としたものである。
【００１７】
また、この発明の請求項６記載の発明にかかる画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電部と、前記像担持体上を露光して潜像を形成する露光部と、前記像担持体上の潜像を現像する現像部と、前記像担持体上に形成された画像の画像濃度を検出する画像濃度検出部と、前記像担持体上の電位を検出する電位検出部とを備え、前記像担持体上に形成した複数のパッチパターンの潜像電位を前記電位検出部で検出して、前記現像部で現像した前記複数のパッチパターンの現像量を前記画像濃度検出部で検出して、前記電位検出部の検出結果と前記画像濃度検出部の検出結果とから現像ポテンシャルと現像量との関係に係わる直線近似式を定めて当該直線近似式から現像ガンマと現像開始電圧とを算出して、書込み値に対する潜像特性が前記現像ガンマに適合する潜像特性となるように前記帯電部による目標帯電電位と前記露光部による目標露光電位とを定めて、前記目標帯電電位及び目標露光電位に基づいて現像電圧を調整するように前記現像部を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記現像ガンマと前記現像開始電圧とから最大現像量を得るための現像ポテンシャルを求めて、当該現像ポテンシャルが得られるように前記目標帯電電位及び目標露光電位に基づいて目標現像電圧を定めて、当該目標現像電圧に基づいて前記現像電圧を調整するものである。
【００１９】
また、請求項７記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項６に記載の発明において、前記制御部は、前記目標帯電電位及び目標露光電位を定めた後に帯電電位及び露光電位を調整して、前記電位検出部は、前記像担持体上に形成したハイライトパッチパターンの潜像電位を検出して、前記制御部は、前記電位検出部の前記ハイライトパッチパターンに係わる検出結果に基づいて現像ポテンシャルが目標現像ポテンシャルとなるように現像電圧を調整するものである。
【００２０】
また、請求項８記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項７に記載の発明において、前記目標現像ポテンシャルは、前記現像開始電圧に予め定めたポテンシャルを加算したものである。
【００２１】
また、請求項９記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項６〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記制御部は、現像ガンマと帯電電位及び露光電位との関係を予め定めたテーブルに基づいて前記目標帯電電位及び目標露光電位を定めるものである。
【００２２】
また、請求項１０記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項６〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記画像濃度検出部を、現像された前記パッチパターンに向けて光を照射して当該パッチパターンで乱反射する光の量を検出する乱反射型光学センサとしたものである。
【００２３】
また、本明細書において、「書込み値」とは、像担持体上に形成する１ドットの濃度を多階調化するために、半導体レーザー等から照射されるレーザー光を光変調して多値化した値をいう。光変調方式としては、露光時間を変調するパルス幅変調方式や、露光強度を変調するパワー変調をパルス幅変調に合わせた変調方式等がある。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２５】
実施の形態１．
図１〜図９にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、実施の形態１におけるカラー画像形成装置の作像部の構成・動作について説明する。
【００２６】
図１において、２００は像担持体としての感光体ドラム、２０１は中間転写ユニットに転写されない感光体ドラム２００上の未転写トナーを回収する感光体クリーニング装置、２０２は感光体ドラム２００上の電位をリセットする除電ランプ、２０３は感光体ドラム２００表面を一様に帯電する帯電部、２０４は感光体ドラム２００上の電位を検出する電位検出部としての電位センサ、２０５は感光体ドラム２００上に形成された画像の濃度を検出する画像濃度検出部としてのＰセンサを示す。
【００２７】
また、２３０は４色の現像部２３１Ｋ、２３１Ｙ，２３１Ｍ、２３１Ｃを搭載したリボルバ現像ユニット、５００は感光体ドラム２００上で形成された各色の画像を重ね合わせるための中間転写ユニット、６００は中間転写ユニット５００で形成されたカラー画像を転写紙に転写するための２次転写ユニット、６５０は転写紙を２次転写ユニット６００に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストローラ対を示す。
【００２８】
ここで、Ｐセンサ２０５は、発光部と受光部とをもつ乱反射型光学センサである。そして、発光部から感光体ドラム２００表面に向けて光を照射して、そこで乱反射した光の量を受光部で検出することで、感光体ドラム２００表面に形成された画像の濃度を検知する。そして、検知した画像濃度から、画像の現像量（トナー付着量）が求められる。なお、本実施の形態１のＰセンサ２０５は、乱反射型光学センサであるために、現像量の大小に係わらず画像濃度の検知精度を高くすることができる。
また、電位センサ２０４は、パッチパターンが形成される感光体ドラム２００上の領域と対向するように設置されている。電位センサ２０４は、感光体ドラム２００の周面において、Ｐセンサ２０５の設置位置に対応する位置に設置されている。
【００２９】
このように構成された画像形成装置の作像部は、通常の画像形成時に、次のように動作する。
まず、原稿台に載置されたカラー原稿のカラー画像情報が、後述するカラー画像読取装置により読み取られる。そして、そのカラー画像情報は、画像処理部で、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色のカラー画像情報に色変換処理される。そして、この４色のカラー画像情報が、作像部としてのカラー画像記録装置の、書込み光学ユニットに転送される。
【００３０】
そして、露光部としての書込み光学ユニットからは、まず、カラー画像情報のうちいずれかの色に対応したレーザー光Ｌが、帯電部２０３によって一様に帯電された感光体ドラム２００表面に向けて、照射される。そして、感光体ドラム２００表面に、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのうちのいずれかに対応した静電潜像が形成される。
なお、書込み光学ユニットは、光源としての半導体レーザー、レーザー発光駆動制御部、ポリゴンミラーとその回転用モータ、ｆ／θレンズ、反射ミラー等で構成されている。また、書込み光学ユニットは、図示せぬレーザー発光駆動部によって、レーザー光Ｌの光量を調整できるように構成されている。さらに、書込み光学ユニットは、レーザー発光駆動部によって、レーザー光を光変調して多値化（例えば、８ビットの２５６値である。）した１ドット書込みができるように構成されている。
また、感光体ドラム２００表面を帯電する帯電部２０３も、図示せぬ帯電制御駆動部によって、その帯電量を調整できるように構成されている。
【００３１】
一方、感光体ドラム２００は、図１の矢印方向に回転する。そして、感光体ドラム２００表面は、その周りに配設された、帯電部２０３、電位センサ２０４、リボルバ現像ユニット２３０の選択された現像部２３１Ｃ、Ｐセンサ２０５、中間転写ユニット５００、感光体クリーニング装置２０１、除電ランプ２０２を順次通過していく。
【００３２】
ここで、リボルバ現像ユニット２３０は、ブラック現像部２３１Ｋ、シアン現像部２３１Ｃ、マゼンタ現像部２３１Ｍ、イエロー現像部２３１Ｙと、各現像部を図１の矢印方向に回転させるリボルバ回転駆動部等で構成されている。
各現像部２３１Ｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙは、それぞれ、現像剤の穂を感光体ドラム２００の表面に接触させて静電潜像を現像する現像スリーブと、現像剤を汲み上げて撹拌する現像剤パドル等で構成されている。
各現像部２３１Ｋ、２３１Ｃ、２３１Ｍ、２３１Ｙ内のトナーは、フェライトキャリアとの撹拌によって負極性に帯電される。また、各現像スリーブには、図示せぬ現像電圧制御駆動部の現像電圧電源によって、負の直流電圧に交流電圧が重畳された現像電圧が印加される。これによって、現像スリーブと感光体ドラム２００表面との間に、所望の現像電界が形成される。
【００３３】
リボルバ現像ユニット２３０における各現像部の動作を、ブラック現像部２３１Ｋを例にとって説明する。
ブラック現像部２３１Ｋは、まず、コピー開始前の待機状態では、感光体ドラム２００と対向する現像位置よりも上流側に位置するように、リボルバ回転駆動部により調整される。そして、コピー動作が開始されて、書込み光学ユニットによるブラック画像データに対応したレーザー光Ｌが、感光体ドラム２００上に照射されるのに合わせて、リボルバ回転駆動部により、ブラック現像部２３１Ｋが現像位置まで回転駆動される。詳しくは、レーザー光Ｌによる静電潜像が、現像位置に到達する前に、ブラック現像部２３１Ｋの現像位置への移動が完了する。
【００３４】
こうして、感光体ドラム２００上の、ブラック画像情報に対応した静電潜像が現像される。
なお、その他の色に対応した静電潜像の現像に関しても、上述のブラック現像部２３１Ｋと同様に、リボルバ回転駆動部により、対応する現像部をタイミングよく現像位置に移動することで達成される。
【００３５】
その後、静電潜像が現像された感光体ドラム２００表面は、中間転写ユニット５００との対向部に達する。
中間転写ユニット５００は、複数のローラに張架された中間転写ベルト５０１等で構成されている。中問転写ベルト５０１の外周には、２次転写ユニット６００、ベルト除電部５０３、ベルトクリーニングブレード５０４、潤滑剤塗布ブラシ５０５等が配設されている。他方、中間転写ベルト５０１の内周には、１次転写バイアスローラ５０７、ベルト駆動ローラ５０８、ベルトテンションローラ５０９、２次転写対向ローラ５１０、クリーニング対向ローラ５１１、アースローラ５１２が配設されており、これらのローラに中間転写ベルト５０１は張架されている。なお、各ローラは導電性材料で形成され、１次転写バイアスローラ５０７以外の各ローラは接地されている。
【００３６】
そして、１次転写バイアスローラ５０７には、定電流又は定電圧に制御された１次転写電源８０１により、トナー画像の重ね合わせ数に応じて、所定の電流又は電圧に制御された転写電圧が印可されている。また、ベルト駆動ローラ５０８の図中矢印方向の回転駆動により、中間転写ベルト５０１は矢印方向に駆動される。
このような中間転写ユニット５００において、感光体ドラム２００上に形成されたトナー画像が、中間転写ベルト５０１上に転写される。
【００３７】
一方、中間転写ユニット５００を通過した後の感光体ドラム２００表面は、感光体クリーニング装置２０１との対向部に達する。そして、感光体クリーニング装置２０１によって、感光体ドラム２００上の未転写トナーが回収された後に、除電ランプ２０２の位置に達する。そして、ここで、感光体ドラム２００表面の電位がクリアされた後に、感光体ドラム２００表面は、帯電部２０３の位置に達する。
このような一連の作像プロセスが、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色ごとにおこなわれることになる。
【００３８】
そして、上述の中間転写ユニット５００では、感光体ドラム２００上の各色に対応したトナー画像が、順次、中間転写ベルト５０１上に重ねて転写される。そして、カラー原稿に対応したカラー画像が、中間転写ベルト５０１上で形成される。
【００３９】
この中間転写ベルト５０１上に形成された４色重ね合わせたカラー画像は、次に、２次転写ユニット６００にて、転写紙Ｋ上に転写されることになる。
ここで、２次転写ユニット６００は、３つの支持ローラ６０２〜６０４に張架された２次転写ベルト６０１等で構成される。そして、２つの支持ローラ６０２、６０３の間の２次転写ベルト６０１のベルト部分が、２次転写対向ローラ５１０に対して接離自在となるように、支持ローラ６０２は移動制御される。
【００４０】
また、２次転写バイアスローラ６０５には、定電流制御された２次転写電源８０２によって所定の転写電圧が印加される。他方、２次転写ベルト６０１は、図１の矢印方向に駆動される。
このように構成された２次転写ユニット６００によって、２次転写ベルト６０１上に搬送された転写紙Ｋに、中間転写ベルト５０１上のカラー画像が転写される。詳しくは、転写紙Ｋは、レジストローラ対６５０によって、２次転写バイアスローラ６０５と２次転写対向ローラ５１０との間に向けて、所定のタイミングで搬送される。そして、転写紙Ｋは、２次転写バイアスローラ６０５の電圧によって、中間転写ベルト５０１上のトナーを吸着する。
【００４１】
その後、カラー画像が転写された転写紙Ｋは、２次転写ベルト６０１によって、転写紙除電チャージャ６０６の位置に達する。そして、ここで２次転写ベルト６０１との静電的な吸着を解かれた転写紙Ｋは、２次転写ベルト６０１から分離されて、後述する定着装置に向けて搬送される。
他方、転写紙Ｋを分離した後の２次転写ベルト６０１表面は、ベルト除電チャージャ６０７、クリーニングブレード６０８の位置を順次通過する。
【００４２】
次に、図２にて、画像形成装置における制御部の構成について説明する。
制御部４８は、主として、演算制御処理をおこなうＣＰＵ４５と、演算制御処理のための基礎プログラムやその処理のためのデータを蓄積したＲＯＭ４６と、種々のセンサ、カウンタ、タイマー等のデータを取り込むためのＲＡＭ４７とからなる。
また、制御部４８は、Ｉ／Ｏインターフェイス４９を備えている。そして、このＩ／Ｏインターフェイス４９を介して、電位センサ２０４等の入力装置から入力信号を制御部４８内に取り込むとともに、レーザー発光駆動部５６等の出力装置に出力信号（制御信号）を転送する。
【００４３】
ここで、図１で説明したＰセンサ２０５、電位センサ２０４等は、入力装置としてＩ／Ｏインターフェイス４９に、電気的に接続されている。また、現像電圧制御駆動部５３、帯電制御駆動部５４、レーザー発光駆動部５６、リボルバ回転駆動部５８等は、出力装置としてＩ／Ｏインターフェイス４９に、電気的に接続されている。
【００４４】
次に、図３〜図８にて、図１の画像形成装置における、画像濃度を調整するための電位制御について詳述する。図３は、本実施の形態１における電位制御を示すフローチャートである。
【００４５】
図３を参照して、画像形成装置の電源が投入されると、まず、定着温度検出センサによって定着装置の定着温度が検出されて、その検出結果が１００℃未満であるかが制御部４８で判断される（ステップＳ１）。その結果、定着温度が１００℃以上であると判断された場合、定着装置の制御が異常であるとして電位制御はおこなわない。
【００４６】
これに対して、定着温度が１００℃未満であると判断された場合、定着装置の制御が正常であるとして電位制御をおこなうために、まず、感光体ドラム２００表面の地肌領域に対する、Ｐセンサ２０５の反射光量Ｖsgの調整をおこなう（ステップＳ２）。
詳しくは、帯電部２０３によって帯電された感光体ドラム２００表面であってレーザー光Ｌの照射を受けていない地肌領域に対して、Ｐセンサ２０５にて発光して反射してくる光量を受光素子にて検出する。そして、受光素子で受ける反射光量Ｖsgが、所定の範囲内、例えば、４．０±０．１ボルトとなるように、Ｐセンサ２０５におけるＬＥＤ（発光素子）の発光量を調整する。
【００４７】
Ｐセンサ２０５の反射光量Ｖsgの調整が終わると、次に、Ｐセンサ２０５を連続点灯させて、反射光量Ｖsgの平均値Ｖsgaveを検知する（ステップＳ３）。
これは、感光体ドラム２００の周方向の光反射むらの影響を軽減するためである。
【００４８】
次に、感光体ドラム２００上に、複数のパッチパターンを作成する（ステップＳ４）。
具体的には、図４を参照して、感光体ドラム２００上の、Ｐセンサ２０５及び電位センサ２０４に対向する位置に、レーザー光の出力を変化させながら段階的に濃度（厳密には、潜像電位である。）が異なるパッチパターンＲ１、Ｒ２を形成する。作成するパッチパターンの数は、例えば、１２個の階調数とすることができる。
【００４９】
次に、電位センサ２０４によって、各パッチパターンＲ１、Ｒ２上の潜像電位を検出する（ステップＳ５）。この電位センサ２０４で検出した電位データは、制御部４８のＲＡＭ４７に転送され保持される。
なお、パッチパターン上の潜像電位とは、レーザー光の照射された感光体ドラム２００表面の電位である。
【００５０】
次に、複数のパッチパターンＲ１、Ｒ２が、それぞれ、リボルバ現像ユニット２３０で顕像化される。そして、Ｐセンサ２０５との対向位置に達した複数のパッチパターンＲ１、Ｒ２は、それぞれ、Ｐセンサ２０５により反射光量が検出される。
このときのパッチパターンの数に対応したＮ個の検出値は、Ｎ個の基準トナー像のセンサ出力値Ｖspi（ｉ＝１〜Ｎ）としてＲＡＭ４７に格納される。
【００５１】
次に、ＲＡＭ４７に格納されたセンサ出力値Ｖspi（ｉ＝１〜Ｎ）のデータに基づき、現像量（トナー付着量）が求められる（ステップＳ７）。
具体的には、ステップＳ６で検出したＰセンサ２０５の出力値Ｖspiに基づき、ＲＯＭ４６内に予め格納されている現像量に係わるデータとの比較がおこなわれる。この現像量に係わるデータは、Ｐセンサの出力の規格化値と現像量との関係をテーブル化したものであり、このテーブルより単位面積当たりの現像量に換算して、そのデータをＲＡＭ４７に格納する。
【００５２】
次に、現像ポテンシャル（電位ポテンシャル）と現像量との関係を示す直線近似式が算出される（ステップＳ８）。
詳しくは、ステップＳ７でＲＡＭ４７に格納した現像量のデータと、ステップＳ５でＲＡＭ４７に格納した潜像電位（露光電位）のデータとから、図５に示す直線近似式（Ｙ＝Ａ×Ｘ＋Ｂ）を算出する。ここで、図５を参照して、Ｘ軸は、露光電位ＶＬから、そのときに印加した現像電圧ＶＢを減じた値、すなわち、現像ポテンシャル（ＶＬ−ＶＢ）を示す。Ｙ軸は、単位面積当たりの現像量を示す。
【００５３】
そして、ＲＡＭ４７に格納された上述のデータに基づき、パッチパターンの数に対応した数だけ、Ｘ−Ｙ平面上にデータがプロットされる。そして、そのプロットされた複数のデータから、直線近似をおこなうＸ−Ｙ平面上の区間を決定する。その後、その区間内で、最小自乗法をおこなって直線近似式（Ｙ＝Ａ×Ｘ＋Ｂ）を得る。
【００５４】
また、このとき直線近似式に基づいて、現像ガンマγと現像開始電圧ＶKが算出される。
具体的には、現像ガンマγは直線近似式の傾きとして算出され（γ＝Ａである。）、現像開始電圧ＶKは直線近似式とＸ軸との交点として算出される（ＶK＝−Ｂ／Ａである。）。こうして、画像形成装置における現像特性が算出される。
【００５５】
次に、ステップＳ８で求めた現像特性に基づいて、帯電電位ＶＤの目標値（目標帯電電位）と、露光電位ＶＬの目標値(目標露光電位)とが算出される（ステップＳ９）。
具体的には、潜像特性がステップＳ８で求めた現像ガンマに適合した潜像特性となるように目標帯電電位及び目標露光電位を定める。
【００５６】
ここで、図６は、書込み値に対する基準現像量特性を示すグラフである。すなわち、書込み１ドットに対する書込み値（０〜２５５値である。）に対して、図６の曲線Ｗに示す現像量変動があるとき、所望の画像濃度の多階調化が達成される。
そして、図６の書込み値に対する基準現像量特性は、図７及び図８の書込み値に対する潜像特性に置換できる。すなわち、所望の画像濃度の多階調化を達成するためには、図７及び図８に示す潜像特性曲線を満足する必要がある。
【００５７】
詳しくは、次の通りである。
現像量をＭとし、現像ガンマをγとし、現像開始電圧をＶKとし、潜像電位をＶSとし、現像電圧をＶＢとし、現像ポテンシャルをＶPとしたとき、上述の直線近似式より、それぞれの関係には、
Ｍ＝γ×（ＶP−ＶK） …式（１）
ＶP＝ＶS−ＶＢ …式（２）
ＶS＝（Ｍ／γ＋ＶK）＋ＶＢ …式（３）
が成立する。
【００５８】
図７は、上記式（３）に基づいて、現像開始電圧ＶKを定数として現像ガンマγを変動させて、図６に示す書込み値と現像量との関係を、書込み値と潜像電位ＶSとの関係に置換したものである。図７において、潜像特性曲線Ａは現像ガンマが２（γ＝２）のものを示し、潜像特性曲線Ｂは現像ガンマが２．５（γ＝２．５）のものを示し、潜像特性曲線Ｃは現像ガンマが３（γ＝３）のものを示す。
【００５９】
ここで、図７に示すように、現像ガンマγの変化によって、書込み値に対する最適の潜像特性曲線の傾きが異なる。そして、帯電電位又は露光電位（厳密には露光量である。）のうち少なくとも１つを変動させることで、潜像特性曲線の傾きを変えることができる。すなわち、現像特性のうち現像ガンマγが変動した場合には、帯電電位及び露光電位を最適に設定することで、その現像ガンマγに適合した潜像特性にすることができる。
【００６０】
一方、図８は、上記式（３）に基づいて、現像ガンマγを定数として現像開始電圧ＶKを変動させて、図６に示す書込み値と現像量との関係を、書込み値と潜像電位ＶSとの関係に置換したものである。図８において、潜像特性曲線Ｅは現像開始電圧が−６０ボルト（ＶK＝−６０Ｖ）のものを示し、潜像特性曲線Ｆは現像開始電圧が−３０ボルト（ＶK＝−３０Ｖ）のものを示し、潜像特性曲線Ｇは現像開始電圧が０ボルト（ＶK＝０Ｖ）のものを示す。
【００６１】
ここで、図８に示すように、現像開始電圧ＶKが変化すると、書込み値に対する潜像特性曲線は、傾きの変化はなく、Ｘ軸に平行にシフトする。すなわち、現像特性のうち現像開始電圧ＶKが変動した場合には、現像電圧ＶＢを最適に設定することで、その現像開始電圧ＶKに適合した潜像特性曲線にすることができる。
したがって、ステップＳ９では、帯電電位ＶＤ及び露光電位ＶＬの目標値の設定をおこなって、先に現像ガンマγの変動分を調整する。そして、現像開始電圧ＶKの変動分については、次に述べる現像電圧ＶＢの目標値の設定時に調整する。
【００６２】
また、ステップＳ９における帯電電位ＶＤ及び露光電位ＶＬの目標値の設定は、制御部４８のＲＯＭ４６に格納されたテーブルに基づいておこなわれる。
すなわち、ＲＯＭ４６には、最適な潜像特性曲線を得るための、現像ガンマγと帯電電位ＶＤと露光電位ＶＬとに関するテーブルが収納されている。そして、テーブルから、ステップＳ８で求めた現像ガンマγに合致する帯電電位ＶＤ及び露光電位ＶＬが目標値として選定される。
【００６３】
次に、ステップＳ９で求めた帯電電位ＶＤ及び露光電位ＶＬの目標値に基づいて、現像電圧ＶＢの目標値を算出する（ステップＳ１０）。
具体的には、ステップＳ９で求めた露光電位ＶＬと、ステップＳ８で算出した現像ガンマγ及び現像開始電圧ＶKとを用いて、最大現像量が得られる現像電圧ＶＢ（目標現像電圧）を求める。
【００６４】
すなわち、露光電位ＶＬ、現像ガンマγ、現像開始電圧ＶK、現像ポテンシャルＶP、現像電圧ＶＢには、上記式（１）から、以下の式が成立する。
Ｖp＝Ｍ／γ＋ＶK …式（４）
ＶＢ＝ＶＬ−Ｖp …式（５）
【００６５】
上記式（４）、式（５）において、露光電位ＶＬ、現像ガンマγ、現像開始電圧ＶKは、上述のステップで算出されているために、最大現像量Ｍmaxを代入することで、最終的に目標とすべき現像ポテンシャルＶPと現像電圧ＶＢとが求まることになる。
ここで、最大現像量Ｍmaxとは、転写紙Ｋ上におけるベタ部の画像濃度を満足するために必要且つ充分な現像量である。
【００６６】
このように、本実施の形態１の制御によれば、現像ガンマに適合した潜像特性が得られるように帯電電位ＶＤ及び露光電位ＶＬを設定した後に、最大現像量が得られるような現像電圧ＶＢの設定がされているために、ベタ部から中間調部、さらにハイライト部に至るまでの画像濃度を安定させることができる。
【００６７】
次に、感光体ドラム２００上の残留電位を検出して（ステップＳ１１）、先のステップで定めた帯電電圧ＶＤ、現像電圧ＶＢ、露光電圧ＶＬを補正するための目標電位ＶL0を算出して、最終的に帯電電圧ＶＤ、現像電圧ＶＢ、露光電圧ＶＬの目標値を決定する（ステップＳ１２）。
詳しくは、まず、感光体ドラム２００上にレーザー光Ｌを最大光量で照射して、そのときの感光体ドラム２００上の残留電位を検出する。その結果、残留電位が基準値を超えて検出された場合には、先のステップで定めた帯電電圧ＶＤ、現像電圧ＶＢ、露光電圧ＶＬについて、残留電位分の補正をおこなう。
【００６８】
なお、残留電位分の補正をおこなうための目標電位ＶL0は、次の式で求めることができる。
ＶL0＝ＶR−ＶRref（ＶR＞ＶRref） …式（６）
ここで、ＶRは電位センサ２０４で検出した残留電位の実測値であり、ＶRrefは予め定めた残留電位の基準値である。
【００６９】
具体的には、式（６）で算出した目標電位ＶL0を、先のステップで定めた帯電電圧ＶＤ、現像電圧ＶＢ、露光電圧ＶＬに、それぞれ加算して補正する。これにより、各電位差を維持しつつ、残留電位の発生による不具合をなくすことができる。
なお、検出した残留電位が基準値の範囲内であった場合には（ＶR＜ＶRref）、先のステップで定めた帯電電圧ＶＤ、現像電圧ＶＢ、露光電圧ＶＬについての補正はおこなわない。
【００７０】
次に、ステップＳ１２で最終的に決定された帯電電圧ＶＤ、現像電圧ＶＢ、露光電圧ＶＬの目標値に基づいて、各電位を制御する（ステップＳ１３）。
詳しくは、まず、制御部４８から帯電制御駆動部５４に制御信号を転送して、帯電部２０３の帯電電圧ＶＤが目標値となるように調整する。そして、制御すべき帯電電圧ＶＤが得られたら、レーザー発光駆動部５６に制御信号を転送して、書込み光学ユニットのレーザーパワーを制御することで、露光電圧ＶＬが目標値となるように調整する。同様に、現像電圧制御駆動部５３に制御信号を転送して、現像電圧ＶＢが目標値となるように調整する。
こうして、一連の電位制御が完了する。
【００７１】
なお、以上説明した図３の制御は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色ごとにおこなわれるものである。
これによって、各色において、それぞれ、ベタ部からハイライト部まで画像濃度の安定した画像形成が達成される。
【００７２】
以下、図９にて、本実施の形態１における画像形成装置全体について説明する。
図９は、画像形成装置としてのカラー複写機全体を示す概略斜視図である。
カラー複写機は、主として、カラー画像読取装置１、カラー画像記録装置２、給紙バンク３等で構成されている。
カラー画像読取装置１は、コンタクトガラス１２１上に載置されたカラー原稿４の画像を、照明ランプ１２２、ミラー群１２３ａ〜１２３ｃ、レンズ１２４を介して、カラーセンサー１２５に結像する。ここで、原稿４のカラー画像情報は、例えば、レッド、グリーン、ブルーの色分解光ごとに読み取られ、電気的な画像信号に変換されたものである。
【００７３】
そして、カラー画像読取装置１で得た色分解画像信号に基づいて、図示せぬ画像処理部で色変換処理をおこなって、上述のブラック、シアン、マゼンタ、イエローのカラー画像データを得る。
その後、カラー画像記録装置２において、書込み光学ユニット２２０は、カラー画像読取装置１からのカラー画像データを光信号に変換した後に、原稿４の画像に対応した光書込みをおこなう。すなわち、図１にて説明したように、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色ごとに、レーザー光Ｌを感光体ドラム２００上に照射して、感光体ドラム２００上に静電潜像を形成する。
【００７４】
その後、図１で説明したように、中間転写ユニット５００上に４色の画像を重ね合わせて、最終的な４色フルカラー画像を形成する。さらに、２次転写ユニット６００にて、転写紙Ｋ上にフルカラー画像を転写する。
なお、２次転写ユニット６００に搬送された転写紙Ｋは、給紙バンク３の給紙部３００ａ〜３００ｃから搬送経路、レジストローラ対６５０等を経て給送されたものである。なお、レジストローラ対６５０では、図１にて説明したように、中間転写ベルト５０１上のトナー像の先端と、転写紙Ｋの先端とが一致するようにタイミングを合わせて、転写紙Ｋを搬送する。
【００７５】
その後、カラー画像が転写された転写紙Ｋは、２次転写ユニット６００から分離されて、定着装置２７０に向けて搬送される。
定着装置２７０に搬送された転写紙Ｋは、定着上ローラ２７１と定着下ローラ２７２とのニップ部で、トナー像が溶融定着される。
その後、定着装置２７０を通過した転写紙Ｋは、排出ローラ対２１２によって、装置本体外に向けて排出される。
このようにして、一連のフルカラーコピー動作が完了する。
【００７６】
以上説明したように、本実施の形態１においては、ハイライト部からベタ部まで画像濃度が安定した高い画像品質の画像形成をおこなうことができる。
【００７７】
なお、本実施の形態１では、図３に示す電位制御が画像形成装置の電源投入直後におこなわれるものとしたが、本発明の適用はこれに限定されることなく、電位制御は必要に応じて任意のタイミングでおこなうことができる。その場合、図３におけるステップＳ１の工程は省略することができる。
【００７８】
実施の形態２．
図１０にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図１０は、実施の形態２の画像形成装置における電位制御を示すフローチャートであり、前記実施の形態１の図３に相当する図である。本実施の形態２の画像形成装置は、電位制御のフローが前記実施の形態１とは異なり、装置の構成及び基本的動作は前記実施の形態１と同様である。
【００７９】
図１０を参照して、画像形成装置の電源が投入されると、前記実施の形態１と同様に、定着温度検出センサによって定着装置の定着温度が検出されて、その検出結果が１００℃未満であるかが制御部４８で判断される（ステップＳ１）。
その後、前記実施の形態１と同様に、ステップＳ２〜Ｓ９の工程がおこなわれる。
【００８０】
次に、感光体ドラム２００上の残留電位を検出して（ステップＳ２０）、算出した目標電位ＶL0に基づいて、ステップＳ９で求めた帯電電位ＶＤ及び露光電位ＶＬの目標値を補正する（ステップＳ２１）。
詳しくは、まず、感光体ドラム２００上にレーザー光Ｌを最大光量で照射して、そのときの感光体ドラム２００上の残留電位を検出する。その結果、残留電位が基準値を超えて検出された場合には、ステップＳ９で定めた帯電電圧ＶＤ及び露光電圧ＶＬについて、残留電位分の補正をおこなう。
なお、残留電位分の補正をおこなうための目標電位ＶL0は、前記実施の形態１の式（６）で求めることができる。
【００８１】
具体的には、式（６）で算出した目標電位ＶL0を、ステップＳ９で定めた帯電電圧ＶＤ及び露光電圧ＶＬに、それぞれ加算して補正する。
なお、検出した残留電位が基準値の範囲内であった場合には（ＶR＜ＶRref）、ステップＳ９で定めた帯電電圧ＶＤ及び露光電圧ＶＬについての補正はおこなわない。
【００８２】
次に、ステップＳ２１で決定した目標帯電電位及び目標露光電位となるように、帯電電圧ＶＤ及び露光電圧ＶＬを電位制御する（ステップＳ２２）。
詳しくは、まず、制御部４８から帯電制御駆動部５４に制御信号を転送して、帯電部２０３の帯電電圧ＶＤが目標値となるように調整する。そして、制御すべき帯電電圧ＶＤが得られたら、レーザー発光駆動部５６に制御信号を転送して、書込み光学ユニットのレーザーパワーを制御することで、露光電圧ＶＬが目標値となるように調整する。
【００８３】
次に、ステップＳ２２で調整した帯電電圧ＶＤ及びレーザーパワーで、感光体ドラム２００上にハイライトパッチパターン（現像量が小さくなるパッチパターンである。）を形成して、その潜像電位を電位センサ２０４で測定する。
そして、そのハイライトパッチパターンの潜像電位に係わる検出結果に基づいて、現像電圧ＶＢの制御値を求めてその値に調整する（ステップＳ２３）。
【００８４】
詳しくは、検出したハイライトパッチパターンの潜像電位をＶS1としたときに現像電圧ＶＢは、式（２）を参照して、
ＶＢ＝ＶS1−ＶP1 …式（７）
で算出される。
なお、上式において、ＶP1はハイライトパターンを形成するときの目標現像ポテンシャルであって、
ＶP1＝ＶK＋α ；αは所定のポテンシャル
としたものである。すなわち、目標現像ポテンシャルＶP1は、ステップＳ８で求めた現像開始電圧ＶKに基づいて定めたものである。
【００８５】
そして、上記式（７）で求めた目標現像電圧ＶＢとなるように、現像電圧制御駆動部５３に制御信号を転送して現像電圧を調整する。
こうして、一連の電位制御が完了する。
【００８６】
このように、本実施の形態２の制御によれば、現像ガンマに適合した潜像特性が得られるように帯電電位ＶＤ及び露光電位ＶＬの目標値を設定してその目標値となるように調整した後に、ハイライト部の画像濃度が安定するように現像電圧ＶＢの設定がされているために、ハイライト部から中間調部、さらにベタ部に至るまでの画像濃度を安定させることができる。
【００８７】
なお、上記各実施の形態においては、像担持体としての感光体ドラム２００に本発明を適用した。しかし、本発明は、これに限定されることなく、例えば、感光体ベルトのようなベルト状の像担持体であっても適用可能である。
また、上記各実施の形態では、本発明をカラー複写機に適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、モノカラー複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機に関しても、当然に適用することができる。
【００８８】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態の中で示唆した以外にも、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【００８９】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、ハイライト部からベタ部まで画像濃度が安定した高い画像品質の画像形成方法及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１における画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図２】 図１の画像形成装置における制御部を示す概略図である。
【図３】 図１の画像形成装置における電位制御を示すフローチャートである。
【図４】 感光体ドラム上にパッチパターンを作成した状態を示す概略図である。
【図５】 直線近似式を示す図である。
【図６】 書込み値に対する基準現像量特性を示すグラフである。
【図７】 現像ガンマが変動したときの、書込み値に対する潜像特性曲線を示すグラフである。
【図８】 現像開始電圧が変動したときの、書込み値に対する潜像特性曲線を示すグラフである。
【図９】 図１の画像形成装置全体を示す構成図である。
【図１０】 この発明の実施の形態２における画像形成装置の電位制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
４５ ＣＰＵ、 ４６ ＲＯＭ、 ４７ ＲＡＭ、 ４８ 制御部、
２００ 感光体ドラム（像担持体）、
２０１ 感光体クリーニング装置、 ２０２ 除電ランプ、
２０３ 帯電部、 ２０４ 電位センサ（電位検出部）、
２０５ Ｐセンサ（画像濃度検出部）、
２２０ 書込み光学ユニット（露光部）、
２３０ リボルバ現像ユニット（現像部）、 ５００ 中間転写ユニット、
６００ ２次転写ユニット、 ６５０ レジストローラ対、
Ｒ１、Ｒ２ パッチパターン。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming method and an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof, and more particularly, a latent image is written on an image carrier by a laser beam. The present invention relates to a digital image forming method and an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus uses a potential sensor (potential detection unit) and a P sensor (image density detection unit) at a predetermined timing for the purpose of stabilizing environmental quality and image quality over time. A technique for performing control is known (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
Specifically, first, a plurality of patch patterns (an approximately rectangular pattern of an electrostatic latent image) is formed on a photosensitive drum as an image carrier. Then, the latent image potential of each patch pattern is measured by a potential sensor. Further, after developing each patch pattern, the development amount (toner adhesion amount) on the patch pattern is measured by a P sensor.
Then, from the latent image potential detected by the potential sensor and the development amount detected by the P sensor, a linear approximation expression relating to the relationship between the development potential and the development amount is obtained by the control unit.
[0004]
From this linear approximation formula, the development gamma (the slope of the linear approximation formula) and the development start voltage (the development potential when the development amount is 0 in the linear approximation formula) are calculated by the control unit. To do.
Further, based on the relational expression between the development potential determined by the development gamma and the development start voltage and the development amount, the development potential for obtaining the maximum development amount (the preset maximum development amount) is obtained. .
[0005]
Thereafter, based on the obtained development potential, each target potential for the charging potential, the exposure potential, and the development voltage (development bias potential) is obtained, and each potential is adjusted to match the target potential. Then, normal image formation is performed by each adjusted potential.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-73221 (2nd page, FIG. 1-6)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional image forming apparatus described above has a problem that the image density of the solid portion is stable, but the image density of the highlight portion is not stable.
[0008]
That is, since the above-described image forming apparatus obtains the development potential for obtaining the maximum development amount based on the relational expression between the development potential and the development amount, and adjusts each potential, the solid portion corresponding to the maximum development amount. The image density is stable. When the solid portion is formed, the development potential for obtaining the maximum development amount is used, so that an error is hardly generated in the development amount.
[0009]
On the other hand, when forming the highlight portion, it is necessary to reduce the development amount, and since a development potential smaller than the development potential corresponding to the maximum development amount is used, an error tends to occur in the development amount. That is, even if the development potential corresponding to a small development amount is obtained based on the above linear approximation formula and set to the development potential, the development potential itself includes an error, so the development amount varies and the image density is Not stable.
Thus, if the image density of the highlight portion is not stable, it becomes difficult to form a high-quality color image, particularly in a color image forming apparatus.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide an image forming method and an image forming apparatus with high image quality in which image density is stable from a highlight portion to a solid portion.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The image forming method according to the first aspect of the present invention includes a first detection step of detecting latent image potentials of a plurality of patch patterns formed on an image carrier, and after developing the plurality of patch patterns, From the second detection step for detecting the development amount of the patch pattern, the detection result of the first detection step, and the detection result of the second detection step, a linear approximation formula relating to the relationship between the development potential and the development amount is determined. A development characteristic calculating step of calculating the development gamma and the development start voltage from the linear approximation formula, and a latent image characteristic corresponding to the written value is a latent image characteristic suitable for the development gamma calculated in the development characteristic calculation step. A latent image characteristic adjusting step for determining a target charging potential and a target exposure potential, and a developing voltage for adjusting a developing voltage based on the target charging potential and the target exposure potential determined in the latent image characteristic adjusting step And a settling processIn the developing voltage adjustment step, a development potential for obtaining a maximum development amount is obtained from the development gamma calculated in the development characteristic calculation step and the development start voltage, and the latent image is obtained so as to obtain the development potential. A target development voltage is determined based on the target charging potential and target exposure potential determined in the characteristic adjustment step, and the development voltage is adjusted based on the target development voltage.
[0013]
Claims2The image forming method according to the invention described in claim 1 is the potential adjustment in which the charging potential and the exposure potential are adjusted based on the target charging potential and the target exposure potential determined in the latent image characteristic adjustment step. And a third detection step of forming a highlight patch pattern on the image carrier after the potential adjustment step and detecting a latent image potential of the highlight patch pattern, the development voltage adjustment step Is a step of adjusting the development voltage so that the development potential becomes the target development potential based on the detection result of the third detection step.
[0014]
Claims3The image forming method according to the present invention is the above claim.2In the present invention, the target development potential is obtained by adding a predetermined potential to the development start voltage.
[0015]
Claims4The image forming method according to the present invention is the above-described claims.3In the invention described in any one of the above, the latent image characteristic adjusting step is a step of determining the target charging potential and the target exposure potential based on a table in which the relationship between the development gamma, the charging potential, and the exposure potential is predetermined. It is.
[0016]
Claims5The image forming method according to the present invention is the above-described claims.4In the invention according to any one of the above, the second detection step includes a step of irradiating light toward the developed patch pattern and detecting the development amount based on an amount of light irregularly reflected by the patch pattern; It is a thing.
[0017]
Further, the claims of the present invention6The image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier, a charging unit that charges the image carrier, an exposure unit that exposes the image carrier to form a latent image, and the image carrier. A developing unit that develops a latent image, an image density detection unit that detects an image density of an image formed on the image carrier, and a potential detection unit that detects a potential on the image carrier; The latent image potential of a plurality of patch patterns formed on the carrier is detected by the potential detection unit, and the development amount of the plurality of patch patterns developed by the development unit is detected by the image density detection unit, From the detection result of the potential detection unit and the detection result of the image density detection unit, a linear approximation formula relating to the relationship between the development potential and the development amount is determined, and the development gamma and the development start voltage are calculated from the linear approximation formula, The latent image characteristic with respect to the written value is The developing unit is configured to determine a target charging potential by the charging unit and a target exposure potential by the exposure unit so as to obtain a latent image characteristic to be combined, and to adjust a developing voltage based on the target charging potential and the target exposure potential Further comprising a control unit for controllingThe control unit obtains a development potential for obtaining a maximum development amount from the development gamma and the development start voltage, and based on the target charging potential and the target exposure potential so as to obtain the development potential. A voltage is determined, and the development voltage is adjusted based on the target development voltage.
[0019]
Claims7An image forming apparatus according to the present invention is the above-mentioned claim.6The control unit adjusts the charging potential and the exposure potential after determining the target charging potential and the target exposure potential, and the potential detecting unit is a highlight patch formed on the image carrier. The latent image potential of the pattern is detected, and the control unit adjusts the development voltage so that the development potential becomes the target development potential based on the detection result related to the highlight patch pattern of the potential detection unit. .
[0020]
Claims8An image forming apparatus according to the present invention is the above-mentioned claim.7In the present invention, the target development potential is obtained by adding a predetermined potential to the development start voltage.
[0021]
Claims9An image forming apparatus according to the present invention is the above-mentioned claim.6~ Claim8In any one of the inventions, the control unit determines the target charging potential and the target exposure potential based on a table in which the relationship between the development gamma, the charging potential, and the exposure potential is predetermined.
[0022]
Claims10An image forming apparatus according to the present invention is the above-mentioned claim.6~ Claim9In the invention according to any one of the above, the image density detection unit is a diffuse reflection type optical sensor that detects the amount of light irregularly reflected by the patch pattern by irradiating light toward the developed patch pattern. is there.
[0023]
Further, in this specification, “writing value” means multi-value by optically modulating laser light emitted from a semiconductor laser or the like in order to increase the density of one dot formed on the image carrier. This is the converted value. As the light modulation method, there are a pulse width modulation method for modulating the exposure time, a modulation method in which power modulation for modulating the exposure intensity is matched with pulse width modulation, and the like.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
[0025]
Embodiment 1 FIG.
The first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, the configuration and operation of the image forming unit of the color image forming apparatus according to Embodiment 1 will be described with reference to FIG.
[0026]
In FIG. 1, reference numeral 200 denotes a photosensitive drum as an image carrier, 201 denotes a photosensitive member cleaning device that collects untransferred toner on the photosensitive drum 200 that is not transferred to the intermediate transfer unit, and 202 denotes a potential on the photosensitive drum 200. The neutralizing lamp to be reset, 203 is a charging unit for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 200, 204 is a potential sensor as a potential detecting unit for detecting the potential on the photosensitive drum 200, and 205 is formed on the photosensitive drum 200. 2 shows a P sensor as an image density detection unit for detecting the density of a generated image.
[0027]
Reference numeral 230 denotes a revolver developing unit equipped with four-color developing units 231K, 231Y, 231M, and 231C, 500 an intermediate transfer unit for superimposing images of the respective colors formed on the photosensitive drum 200, and 600 an intermediate transfer. A secondary transfer unit 650 for transferring the color image formed by the unit 500 onto the transfer paper, 650 indicates a pair of registration rollers that convey the transfer paper toward the secondary transfer unit 600 in time.
[0028]
Here, the P sensor 205 is a diffuse reflection type optical sensor having a light emitting portion and a light receiving portion. Then, light is emitted from the light emitting portion toward the surface of the photosensitive drum 200, and the amount of light irregularly reflected there is detected by the light receiving portion, thereby detecting the density of the image formed on the surface of the photosensitive drum 200. Then, an image development amount (toner adhesion amount) is obtained from the detected image density. Since the P sensor 205 according to the first embodiment is an irregular reflection type optical sensor, it is possible to increase the detection accuracy of the image density regardless of the amount of development.
Further, the potential sensor 204 is installed so as to face a region on the photosensitive drum 200 where the patch pattern is formed. The potential sensor 204 is installed at a position corresponding to the installation position of the P sensor 205 on the peripheral surface of the photosensitive drum 200.
[0029]
The image forming unit of the image forming apparatus configured as described above operates as follows during normal image formation.
First, color image information of a color document placed on a document table is read by a color image reading device described later. The color image information is color-converted into four color image information of black, cyan, magenta, and yellow by the image processing unit. Then, the color image information of the four colors is transferred to the writing optical unit of the color image recording apparatus as the image forming unit.
[0030]
Then, from the writing optical unit as the exposure unit, first, the laser light L corresponding to any color in the color image information is directed toward the surface of the photosensitive drum 200 uniformly charged by the charging unit 203. Irradiated. Then, an electrostatic latent image corresponding to any one of black, cyan, magenta, and yellow is formed on the surface of the photosensitive drum 200.
The writing optical unit includes a semiconductor laser as a light source, a laser light emission drive control unit, a polygon mirror and its rotation motor, an f / θ lens, a reflection mirror, and the like. Further, the writing optical unit is configured such that the light amount of the laser light L can be adjusted by a laser light emission driving unit (not shown). Further, the writing optical unit is configured to perform one-dot writing in which laser light is optically modulated and multi-valued (for example, 8-bit 256 values) by a laser light emission driving unit.
The charging unit 203 that charges the surface of the photosensitive drum 200 is also configured so that the charge amount can be adjusted by a charging control driving unit (not shown).
[0031]
On the other hand, the photosensitive drum 200 rotates in the direction of the arrow in FIG. The surface of the photosensitive drum 200 is arranged around the charging unit 203, the potential sensor 204, the selected developing unit 231C of the revolver developing unit 230, the P sensor 205, the intermediate transfer unit 500, and the photosensitive member cleaning device. 201 and the charge removal lamp 202 are sequentially passed.
[0032]
Here, the revolver developing unit 230 includes a black developing unit 231K, a cyan developing unit 231C, a magenta developing unit 231M, a yellow developing unit 231Y, and a revolver rotation driving unit that rotates each developing unit in the direction of the arrow in FIG. ing.
Each of the developing units 231K, 231C, 231M, and 231Y includes a developing sleeve that develops the electrostatic latent image by bringing a developer ear into contact with the surface of the photosensitive drum 200, and a developer paddle that pumps up the developer and stirs it. Etc.
The toner in each of the developing units 231K, 231C, 231M, and 231Y is negatively charged by stirring with the ferrite carrier. A developing voltage in which an AC voltage is superimposed on a negative DC voltage is applied to each developing sleeve by a developing voltage power source of a developing voltage control driving unit (not shown). As a result, a desired developing electric field is formed between the developing sleeve and the surface of the photosensitive drum 200.
[0033]
The operation of each developing unit in the revolver developing unit 230 will be described using the black developing unit 231K as an example.
First, the black developing unit 231K is adjusted by the revolver rotation driving unit so as to be positioned upstream of the developing position facing the photosensitive drum 200 in the standby state before the start of copying. Then, as the copying operation is started and the laser light L corresponding to the black image data by the writing optical unit is irradiated onto the photosensitive drum 200, the black developing unit 231K is developed by the revolver rotation driving unit. Driven to position. Specifically, before the electrostatic latent image by the laser beam L reaches the development position, the movement of the black development unit 231K to the development position is completed.
[0034]
In this way, the electrostatic latent image corresponding to the black image information on the photosensitive drum 200 is developed.
Note that the development of the electrostatic latent image corresponding to other colors is also achieved by moving the corresponding developing unit to the developing position in a timely manner by the revolver rotation driving unit in the same manner as the black developing unit 231K. .
[0035]
Thereafter, the surface of the photosensitive drum 200 on which the electrostatic latent image is developed reaches a portion facing the intermediate transfer unit 500.
The intermediate transfer unit 500 includes an intermediate transfer belt 501 stretched around a plurality of rollers. On the outer periphery of the intermediate transfer belt 501, a secondary transfer unit 600, a belt neutralizing unit 503, a belt cleaning blade 504, a lubricant application brush 505, and the like are disposed. On the other hand, a primary transfer bias roller 507, a belt driving roller 508, a belt tension roller 509, a secondary transfer counter roller 510, a cleaning counter roller 511, and an earth roller 512 are disposed on the inner periphery of the intermediate transfer belt 501. The intermediate transfer belt 501 is stretched around these rollers. Each roller is made of a conductive material, and each roller other than the primary transfer bias roller 507 is grounded.
[0036]
The primary transfer bias roller 507 is applied with a transfer voltage controlled to a predetermined current or voltage according to the number of superimposed toner images by a primary transfer power source 801 controlled to a constant current or voltage. Has been. Further, the intermediate transfer belt 501 is driven in the direction of the arrow by the rotational driving of the belt driving roller 508 in the direction of the arrow in the drawing.
In such an intermediate transfer unit 500, the toner image formed on the photosensitive drum 200 is transferred onto the intermediate transfer belt 501.
[0037]
On the other hand, the surface of the photoconductor drum 200 after passing through the intermediate transfer unit 500 reaches a portion facing the photoconductor cleaning device 201. Then, after the untransferred toner on the photoconductive drum 200 is collected by the photoconductive cleaning device 201, it reaches the position of the static elimination lamp 202. Here, after the potential on the surface of the photosensitive drum 200 is cleared, the surface of the photosensitive drum 200 reaches the position of the charging unit 203.
Such a series of image forming processes is performed for each color of black, cyan, magenta, and yellow.
[0038]
In the above-described intermediate transfer unit 500, toner images corresponding to the respective colors on the photosensitive drum 200 are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 501 in a superimposed manner. Then, a color image corresponding to the color original is formed on the intermediate transfer belt 501.
[0039]
The four color superimposed color image formed on the intermediate transfer belt 501 is then transferred onto the transfer paper K by the secondary transfer unit 600.
Here, the secondary transfer unit 600 includes a secondary transfer belt 601 stretched around three support rollers 602 to 604 and the like. The support roller 602 is controlled to move so that the belt portion of the secondary transfer belt 601 between the two support rollers 602 and 603 can be brought into and out of contact with the secondary transfer counter roller 510.
[0040]
A predetermined transfer voltage is applied to the secondary transfer bias roller 605 by a secondary transfer power source 802 under constant current control. On the other hand, the secondary transfer belt 601 is driven in the direction of the arrow in FIG.
The color image on the intermediate transfer belt 501 is transferred to the transfer paper K conveyed on the secondary transfer belt 601 by the secondary transfer unit 600 configured as described above. Specifically, the transfer sheet K is conveyed at a predetermined timing by the registration roller pair 650 toward the secondary transfer bias roller 605 and the secondary transfer counter roller 510. The transfer sheet K attracts the toner on the intermediate transfer belt 501 by the voltage of the secondary transfer bias roller 605.
[0041]
Thereafter, the transfer sheet K on which the color image has been transferred reaches the position of the transfer sheet discharger charger 606 by the secondary transfer belt 601. The transfer sheet K, which has been released from electrostatic attraction with the secondary transfer belt 601 here, is separated from the secondary transfer belt 601 and conveyed toward a fixing device described later.
On the other hand, the surface of the secondary transfer belt 601 after separating the transfer paper K sequentially passes through the positions of the belt charge removal charger 607 and the cleaning blade 608.
[0042]
Next, the configuration of the control unit in the image forming apparatus will be described with reference to FIG.
The control unit 48 mainly includes a CPU 45 that performs calculation control processing, a ROM 46 that stores basic programs for calculation control processing and data for the processing, and data for various sensors, counters, timers, and the like. RAM 47.
The control unit 48 includes an I / O interface 49. The input signal is input into the control unit 48 from the input device such as the potential sensor 204 via the I / O interface 49 and the output signal (control signal) is transferred to the output device such as the laser emission driving unit 56. .
[0043]
Here, the P sensor 205, the potential sensor 204, and the like described in FIG. 1 are electrically connected to the I / O interface 49 as an input device. Further, the development voltage control drive unit 53, the charge control drive unit 54, the laser emission drive unit 56, the revolver rotation drive unit 58, and the like are electrically connected to the I / O interface 49 as an output device.
[0044]
Next, the potential control for adjusting the image density in the image forming apparatus of FIG. 1 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing the potential control in the first embodiment.
[0045]
Referring to FIG. 3, when the image forming apparatus is powered on, first, the fixing temperature detection sensor detects the fixing temperature of the fixing apparatus, and the control unit 48 determines whether the detection result is less than 100 ° C. Determination is made (step S1). As a result, when it is determined that the fixing temperature is 100 ° C. or higher, the potential control is not performed because the control of the fixing device is abnormal.
[0046]
On the other hand, when it is determined that the fixing temperature is lower than 100 ° C., in order to perform potential control assuming that the control of the fixing device is normal, first, the P sensor 205 for the background area on the surface of the photosensitive drum 200 is used. Reflected light quantity VsgIs adjusted (step S2).
Specifically, the amount of light that is emitted and reflected by the P sensor 205 on the surface area of the photosensitive drum 200 that is charged by the charging unit 203 and that is not irradiated with the laser light L is reflected on the light receiving element. To detect. The amount of reflected light V received by the light receiving elementsgHowever, the light emission amount of the LED (light emitting element) in the P sensor 205 is adjusted so as to be within a predetermined range, for example, 4.0 ± 0.1 volts.
[0047]
Reflected light quantity V of P sensor 205sgAfter the adjustment of the P sensor 205 is finished, the P sensor 205 is continuously lit and the reflected light amount VsgAverage value VsgaveIs detected (step S3).
This is to reduce the influence of uneven light reflection in the circumferential direction of the photosensitive drum 200.
[0048]
Next, a plurality of patch patterns are created on the photosensitive drum 200 (step S4).
Specifically, referring to FIG. 4, the density (strictly speaking, the latent image is gradually changed to a position on the photosensitive drum 200 facing the P sensor 205 and the potential sensor 204 while changing the output of the laser beam. Patch patterns R1 and R2 having different image potentials) are formed. The number of patch patterns to be created can be, for example, 12 gradations.
[0049]
Next, the latent image potential on each patch pattern R1, R2 is detected by the potential sensor 204 (step S5). The potential data detected by the potential sensor 204 is transferred to and held in the RAM 47 of the control unit 48.
The latent image potential on the patch pattern is the potential on the surface of the photosensitive drum 200 irradiated with laser light.
[0050]
Next, the plurality of patch patterns R1 and R2 are visualized by the revolver developing unit 230, respectively. Then, the P sensor 205 detects the reflected light amount of each of the plurality of patch patterns R1 and R2 that have reached the position facing the P sensor 205.
N detection values corresponding to the number of patch patterns at this time are sensor output values V of N reference toner images.spiIt is stored in the RAM 47 as (i = 1 to N).
[0051]
Next, the sensor output value V stored in the RAM 47spiBased on the data (i = 1 to N), the development amount (toner adhesion amount) is obtained (step S7).
Specifically, the output value V of the P sensor 205 detected in step S6.spiBased on the above, comparison is made with data relating to the development amount stored in advance in the ROM 46. The data related to the development amount is a table of the relationship between the normalized value of the output of the P sensor and the development amount, and the data is stored in the RAM 47 by converting the development amount per unit area from this table. To do.
[0052]
Next, a linear approximation formula showing the relationship between the development potential (potential potential) and the development amount is calculated (step S8).
Specifically, the linear approximation formula (Y = A × X + B) shown in FIG. 5 is obtained from the development amount data stored in the RAM 47 in step S7 and the latent image potential (exposure potential) data stored in the RAM 47 in step S5. calculate. Here, referring to FIG. 5, the X axis indicates a value obtained by subtracting the developing voltage VB applied at that time from the exposure potential VL, that is, the developing potential (VL−VB). The Y axis indicates the development amount per unit area.
[0053]
Based on the data stored in the RAM 47, data is plotted on the XY plane by the number corresponding to the number of patch patterns. Then, a section on the XY plane for performing linear approximation is determined from the plurality of plotted data. Thereafter, within the section, the least square method is performed to obtain a linear approximation formula (Y = A × X + B).
[0054]
At this time, based on the linear approximation formula, the development gamma γ and the development start voltage VKIs calculated.
Specifically, the development gamma γ is calculated as the slope of the linear approximation formula (γ = A), and the development start voltage VKIs calculated as the intersection of the linear approximation formula and the X axis (VK= −B / A. ). Thus, development characteristics in the image forming apparatus are calculated.
[0055]
Next, a target value (target charging potential) of the charging potential VD and a target value (target exposure potential) of the exposure potential VL are calculated based on the development characteristics obtained in step S8 (step S9).
Specifically, the target charging potential and the target exposure potential are determined so that the latent image characteristics are the latent image characteristics that match the development gamma obtained in step S8.
[0056]
Here, FIG. 6 is a graph showing the reference development amount characteristic with respect to the writing value. That is, when there is a variation in the development amount shown by the curve W in FIG. 6 with respect to a writing value (0 to 255 value) for one writing dot, multi-gradation of a desired image density is achieved.
The reference development amount characteristic with respect to the writing value in FIG. 6 can be replaced with the latent image characteristic with respect to the writing value in FIGS. That is, in order to achieve a desired gradation of the image density, it is necessary to satisfy the latent image characteristic curves shown in FIGS.
[0057]
Details are as follows.
The development amount is M, the development gamma is γ, and the development start voltage is VKAnd the latent image potential is VSDevelopment voltage VB, development potential VPFrom the above-mentioned linear approximation formula,
M = γ × (VP-VK) ... Formula (1)
VP= VS-VB Formula (2)
VS= (M / γ + VK) + VB Formula (3)
Is established.
[0058]
FIG. 7 shows the development start voltage V based on the above formula (3).KThe development gamma γ is varied with the constant as a constant, and the relationship between the writing value and the development amount shown in FIG.SIt is replaced with the relationship. In FIG. 7, a latent image characteristic curve A indicates that the development gamma is 2 (γ = 2), and a latent image characteristic curve B indicates that the development gamma is 2.5 (γ = 2.5). A characteristic curve C shows a development gamma of 3 (γ = 3).
[0059]
Here, as shown in FIG. 7, the gradient of the optimum latent image characteristic curve with respect to the written value varies depending on the change in the development gamma γ. The inclination of the latent image characteristic curve can be changed by changing at least one of the charging potential or the exposure potential (strictly, the exposure amount). That is, when the development gamma γ of the development characteristics changes, the latent image characteristics suitable for the development gamma γ can be obtained by optimally setting the charging potential and the exposure potential.
[0060]
On the other hand, FIG. 8 shows the development start voltage V based on the above formula (3), where development gamma γ is a constant.KThe relationship between the writing value and the development amount shown in FIG.SIt is replaced with the relationship. In FIG. 8, the latent image characteristic curve E shows that the development start voltage is -60 volts (VK= −60V), and the latent image characteristic curve F indicates that the development start voltage is −30 volts (VK= -30V), and the latent image characteristic curve G has a development start voltage of 0 volts (VK= 0V).
[0061]
Here, as shown in FIG.KChanges, the latent image characteristic curve with respect to the written value does not change in inclination and shifts parallel to the X axis. That is, of the development characteristics, the development start voltage VKIs changed, the development voltage VB is optimally set, and the development start voltage VKTo a latent image characteristic curve suitable for.
Accordingly, in step S9, the target values of the charging potential VD and the exposure potential VL are set, and the variation of the development gamma γ is adjusted first. The development start voltage VKIs adjusted when setting the target value of the development voltage VB described below.
[0062]
In addition, the setting of the target values of the charging potential VD and the exposure potential VL in step S9 is performed based on a table stored in the ROM 46 of the control unit 48.
That is, the ROM 46 stores a table relating to the development gamma γ, the charging potential VD, and the exposure potential VL for obtaining an optimum latent image characteristic curve. Then, from the table, the charging potential VD and the exposure potential VL that match the development gamma γ determined in step S8 are selected as target values.
[0063]
Next, the target value of the developing voltage VB is calculated based on the target value of the charging potential VD and the exposure potential VL obtained in step S9 (step S10).
Specifically, the exposure potential VL obtained in step S9, the development gamma γ and the development start voltage V calculated in step S8.KAre used to determine the development voltage VB (target development voltage) that provides the maximum development amount.
[0064]
That is, exposure potential VL, development gamma γ, development start voltage VKDevelopment potential VPFrom the above equation (1), the following equation is established for the developing voltage VB.
Vp= M / γ + VK        ... Formula (4)
VB = VL-Vp        ... Formula (5)
[0065]
In the above formulas (4) and (5), exposure potential VL, development gamma γ, development start voltage VKIs calculated in the above-described steps, and thus the maximum development amount MmaxBy substituting, the development potential V that should ultimately be targetedPAnd the development voltage VB are obtained.
Here, the maximum development amount MmaxIs a development amount necessary and sufficient to satisfy the image density of the solid portion on the transfer paper K.
[0066]
As described above, according to the control of the first embodiment, after setting the charging potential VD and the exposure potential VL so as to obtain the latent image characteristics suitable for the development gamma, the development voltage at which the maximum development amount can be obtained. Since VB is set, the image density from the solid part to the halftone part and further to the highlight part can be stabilized.
[0067]
Next, the residual potential on the photosensitive drum 200 is detected (step S11), and the target potential V for correcting the charging voltage VD, developing voltage VB, and exposure voltage VL determined in the previous step.L0Finally, the target values of the charging voltage VD, the developing voltage VB, and the exposure voltage VL are determined (step S12).
Specifically, first, the photosensitive drum 200 is irradiated with the laser light L with the maximum light amount, and the residual potential on the photosensitive drum 200 at that time is detected. As a result, if the residual potential is detected exceeding the reference value, the residual potential is corrected for the charging voltage VD, development voltage VB, and exposure voltage VL determined in the previous step.
[0068]
Note that the target potential V for correcting the residual potential is obtained.L0Can be obtained by the following equation.
VL0= VR-VRref(VR> VRref... Formula (6)
Where VRIs an actual measurement value of the residual potential detected by the potential sensor 204, and VRrefIs a predetermined reference value of the residual potential.
[0069]
Specifically, the target potential V calculated by Equation (6)L0Is corrected by adding to the charging voltage VD, the developing voltage VB, and the exposure voltage VL determined in the previous step, respectively. As a result, it is possible to eliminate problems due to the occurrence of residual potential while maintaining each potential difference.
When the detected residual potential is within the reference value range (VR<VRref), The charging voltage VD, the developing voltage VB, and the exposure voltage VL determined in the previous step are not corrected.
[0070]
Next, each potential is controlled based on the target values of the charging voltage VD, the developing voltage VB, and the exposure voltage VL finally determined in step S12 (step S13).
Specifically, first, a control signal is transferred from the control unit 48 to the charging control driving unit 54 to adjust the charging voltage VD of the charging unit 203 to a target value. When the charging voltage VD to be controlled is obtained, a control signal is transferred to the laser light emission driving unit 56 to control the laser power of the writing optical unit so that the exposure voltage VL is adjusted to a target value. . Similarly, a control signal is transferred to the development voltage control drive unit 53 to adjust the development voltage VB to a target value.
Thus, a series of potential control is completed.
[0071]
The above-described control of FIG. 3 is performed for each color of black, cyan, magenta, and yellow.
Thereby, in each color, image formation with stable image density is achieved from the solid part to the highlight part.
[0072]
Hereinafter, the entire image forming apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a schematic perspective view showing the entire color copying machine as an image forming apparatus.
The color copying machine mainly includes a color image reading device 1, a color image recording device 2, a paper supply bank 3, and the like.
The color image reading apparatus 1 forms an image of the color document 4 placed on the contact glass 121 on the color sensor 125 via the illumination lamp 122, the mirror groups 123a to 123c, and the lens 124. Here, the color image information of the document 4 is, for example, read for each color separation light of red, green, and blue and converted into an electrical image signal.
[0073]
Then, based on the color separation image signal obtained by the color image reading device 1, color conversion processing is performed by an image processing unit (not shown) to obtain the above-described black, cyan, magenta, and yellow color image data.
Thereafter, in the color image recording apparatus 2, the writing optical unit 220 performs optical writing corresponding to the image of the document 4 after converting the color image data from the color image reading apparatus 1 into an optical signal. That is, as described with reference to FIG. 1, the laser beam L is irradiated onto the photosensitive drum 200 for each color of black, cyan, magenta, and yellow to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 200. .
[0074]
Thereafter, as described with reference to FIG. 1, four color images are superimposed on the intermediate transfer unit 500 to form a final four color full color image. Further, the full-color image is transferred onto the transfer paper K by the secondary transfer unit 600.
The transfer sheet K conveyed to the secondary transfer unit 600 is fed from the sheet feeding units 300a to 300c of the sheet feeding bank 3 through the conveyance path, the registration roller pair 650, and the like. Note that the registration roller pair 650 conveys the transfer paper K at the same timing so that the leading edge of the toner image on the intermediate transfer belt 501 coincides with the leading edge of the transfer paper K, as described with reference to FIG. To do.
[0075]
Thereafter, the transfer sheet K onto which the color image has been transferred is separated from the secondary transfer unit 600 and conveyed toward the fixing device 270.
The transfer paper K conveyed to the fixing device 270 has the toner image fused and fixed at the nip portion between the upper fixing roller 271 and the lower fixing roller 272.
Thereafter, the transfer paper K that has passed through the fixing device 270 is discharged out of the main body of the apparatus by the discharge roller pair 212.
In this way, a series of full color copy operations are completed.
[0076]
As described above, in the first embodiment, it is possible to perform image formation with high image quality with stable image density from the highlight portion to the solid portion.
[0077]
In the first embodiment, the potential control shown in FIG. 3 is performed immediately after the image forming apparatus is turned on. However, the application of the present invention is not limited to this, and the potential control is performed as necessary. Can be done at any time. In that case, step S1 in FIG. 3 can be omitted.
[0078]
Embodiment 2. FIG.
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 10 is a flowchart showing potential control in the image forming apparatus according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 3 of the first embodiment. The image forming apparatus according to the second embodiment is different from the first embodiment in the flow of potential control, and the configuration and basic operation of the apparatus are the same as those in the first embodiment.
[0079]
Referring to FIG. 10, when the power of the image forming apparatus is turned on, the fixing temperature detection sensor detects the fixing temperature of the fixing apparatus, and the detection result is less than 100 ° C., as in the first embodiment. Whether or not there is is determined by the control unit 48 (step S1).
Thereafter, similarly to the first embodiment, steps S2 to S9 are performed.
[0080]
Next, the residual potential on the photosensitive drum 200 is detected (step S20), and the calculated target potential V is calculated.L0Based on the above, the target values of the charging potential VD and the exposure potential VL obtained in step S9 are corrected (step S21).
Specifically, first, the photosensitive drum 200 is irradiated with the laser light L with the maximum light amount, and the residual potential on the photosensitive drum 200 at that time is detected. As a result, when the residual potential is detected exceeding the reference value, the residual potential is corrected for the charging voltage VD and the exposure voltage VL determined in step S9.
Note that the target potential V for correcting the residual potential is obtained.L0Can be obtained by the equation (6) in the first embodiment.
[0081]
Specifically, the target potential V calculated by Equation (6)L0Is corrected by adding to the charging voltage VD and the exposure voltage VL determined in step S9.
When the detected residual potential is within the reference value range (VR<VRref), The charging voltage VD and the exposure voltage VL determined in step S9 are not corrected.
[0082]
Next, the charging voltage VD and the exposure voltage VL are controlled so as to be the target charging potential and the target exposure potential determined in step S21 (step S22).
Specifically, first, a control signal is transferred from the control unit 48 to the charging control driving unit 54 to adjust the charging voltage VD of the charging unit 203 to a target value. When the charging voltage VD to be controlled is obtained, a control signal is transferred to the laser light emission driving unit 56 to control the laser power of the writing optical unit so that the exposure voltage VL is adjusted to a target value. .
[0083]
Next, a highlight patch pattern (a patch pattern with a small development amount) is formed on the photosensitive drum 200 with the charging voltage VD and laser power adjusted in step S22, and the latent image potential is measured by a potential sensor. Measure at 204.
Based on the detection result relating to the latent image potential of the highlight patch pattern, the control value of the development voltage VB is obtained and adjusted to that value (step S23).
[0084]
Specifically, the latent image potential of the detected highlight patch pattern is expressed as VS1The development voltage VB is expressed by the following equation (2).
VB = VS1-VP1    ... Formula (7)
Is calculated by
In the above formula, VP1Is the target development potential when forming the highlight pattern,
VP1= VK+ Α; α is the predetermined potential
It is what. That is, the target development potential VP1Is the development start voltage V obtained in step S8.KBased on the above.
[0085]
Then, the development voltage is adjusted by transferring a control signal to the development voltage control drive unit 53 so that the target development voltage VB obtained by the above equation (7) is obtained.
Thus, a series of potential control is completed.
[0086]
As described above, according to the control of the second embodiment, the target values of the charging potential VD and the exposure potential VL are set and adjusted so as to obtain the target values so as to obtain the latent image characteristics suitable for the development gamma. Since the development voltage VB is set so that the image density in the highlight portion is stabilized after that, the image density from the highlight portion to the halftone portion and further to the solid portion can be stabilized.
[0087]
In each of the above embodiments, the present invention is applied to the photosensitive drum 200 as an image carrier. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a belt-shaped image carrier such as a photosensitive belt.
In each of the above embodiments, the present invention is applied to a color copying machine. However, the application of the present invention is not limited to this, and can naturally be applied to a mono-color copying machine, a laser printer, a facsimile, or a complex machine thereof.
[0088]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is obvious that each embodiment can be modified as appropriate within the scope of the technical idea of the present invention, other than suggested in each embodiment. It is. Further, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiments, and the number, position, shape, and the like that are suitable for implementing the present invention can be used.
[0089]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it is possible to provide an image forming method and an image forming apparatus with high image quality in which the image density is stable from the highlight portion to the solid portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a main part of an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a control unit in the image forming apparatus of FIG. 1;
3 is a flowchart showing potential control in the image forming apparatus of FIG.
FIG. 4 is a schematic view showing a state in which a patch pattern is created on a photosensitive drum.
FIG. 5 is a diagram showing a linear approximation formula.
FIG. 6 is a graph showing a reference development amount characteristic with respect to a writing value.
FIG. 7 is a graph showing a latent image characteristic curve with respect to a writing value when development gamma fluctuates.
FIG. 8 is a graph showing a latent image characteristic curve with respect to a writing value when a development start voltage varies.
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating the entire image forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 10 is a flowchart showing potential control of an image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
[Explanation of symbols]
45 CPU, 46 ROM, 47 RAM, 48 control unit,
200 Photosensitive drum (image carrier),
201 photoconductor cleaning device, 202 static elimination lamp,
203 charging unit, 204 potential sensor (potential detection unit),
205 P sensor (image density detector),
220 Writing optical unit (exposure unit),
230 Revolver development unit (development unit), 500 intermediate transfer unit,
600 secondary transfer unit, 650 pair of registration rollers,
R1, R2 Patch pattern.

Claims (10)

像担持体上に形成した複数のパッチパターンの潜像電位を検出する第１検出工程と、
前記複数のパッチパターンを現像した後に、当該パッチパターンの現像量を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程の検出結果と前記第２検出工程の検出結果とから現像ポテンシャルと現像量との関係に係わる直線近似式を定めて、当該直線近似式から現像ガンマと現像開始電圧とを算出する現像特性算出工程と、
書込み値に対する潜像特性が前記現像特性算出工程で算出した前記現像ガンマに適合する潜像特性となるように目標帯電電位及び目標露光電位を定める潜像特性調整工程と、
前記潜像特性調整工程で定めた前記目標帯電電位及び目標露光電位に基づいて現像電圧を調整する現像電圧調整工程とを備え、
前記現像電圧調整工程は、前記現像特性算出工程で算出した前記現像ガンマと前記現像開始電圧とから最大現像量を得るための現像ポテンシャルを求めて、当該現像ポテンシャルが得られるように前記潜像特性調整工程で定めた前記目標帯電電位及び目標露光電位に基づいて目標現像電圧を定めて、当該目標現像電圧に基づいて前記現像電圧を調整する工程であることを特徴とする画像形成方法。 A first detection step of detecting latent image potentials of a plurality of patch patterns formed on the image carrier;
A second detection step of detecting the development amount of the patch pattern after developing the plurality of patch patterns;
From the detection result of the first detection step and the detection result of the second detection step, a linear approximation formula relating to the relationship between the development potential and the development amount is determined, and the development gamma and the development start voltage are calculated from the linear approximation formula. A development characteristic calculation step,
A latent image characteristic adjusting step for determining a target charging potential and a target exposure potential so that a latent image characteristic with respect to a writing value becomes a latent image characteristic that matches the development gamma calculated in the development characteristic calculation step;
A development voltage adjustment step of adjusting a development voltage based on the target charging potential and the target exposure potential determined in the latent image characteristic adjustment step,
The development voltage adjustment step obtains a development potential for obtaining a maximum development amount from the development gamma calculated in the development characteristic calculation step and the development start voltage, and the latent image characteristics are obtained so as to obtain the development potential. An image forming method, comprising: setting a target development voltage based on the target charging potential and target exposure potential determined in the adjustment step, and adjusting the development voltage based on the target development voltage. 前記潜像特性調整工程で定めた前記目標帯電電位及び目標露光電位に基づいて帯電電位及び露光電位を調整する電位調整工程と、
前記電位調整工程の後に前記像担持体上にハイライトパッチパターンを形成して、当該ハイライトパッチパターンの潜像電位を検出する第３検出工程とをさらに備え、
前記現像電圧調整工程は、前記第３検出工程の検出結果に基づいて現像ポテンシャルが目標現像ポテンシャルとなるように現像電圧を調整する工程であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。A potential adjustment step of adjusting the charging potential and the exposure potential based on the target charging potential and the target exposure potential determined in the latent image characteristic adjustment step;
A third detection step of forming a highlight patch pattern on the image carrier after the potential adjustment step and detecting a latent image potential of the highlight patch pattern;
2. The image forming method according to claim 1, wherein the developing voltage adjusting step is a step of adjusting the developing voltage so that the developing potential becomes a target developing potential based on a detection result of the third detecting step. . 前記目標現像ポテンシャルは、前記現像開始電圧に予め定めたポテンシャルを加算したものであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成方法。 3. The image forming method according to claim 2 , wherein the target development potential is obtained by adding a predetermined potential to the development start voltage. 前記潜像特性調整工程は、現像ガンマと帯電電位及び露光電位との関係を予め定めたテーブルに基づいて前記目標帯電電位及び目標露光電位を定める工程であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法。The latent image characteristic adjusting step, according to claim 1, wherein the based on a predetermined table the relationship between the developing gamma charging potential and exposure potential is a process for determining the target charging potential and a target exposure potential The image forming method according to any one of the above. 前記第２検出工程は、現像された前記パッチパターンに向けて光を照射して当該パッチパターンで乱反射する光の量に基づいて前記現像量を検出する工程であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成方法。Said second detection step, claim, characterized in that a step of the detecting the developer amount on the basis of the amount of light irregularly reflected by the patch pattern by irradiating light toward the patch pattern developed 1 The image forming method according to any one of -4 . 像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電部と、
前記像担持体上を露光して潜像を形成する露光部と、
前記像担持体上の潜像を現像する現像部と、
前記像担持体上に形成された画像の画像濃度を検出する画像濃度検出部と、
前記像担持体上の電位を検出する電位検出部とを備え、
前記像担持体上に形成した複数のパッチパターンの潜像電位を前記電位検出部で検出して、前記現像部で現像した前記複数のパッチパターンの現像量を前記画像濃度検出部で検出して、前記電位検出部の検出結果と前記画像濃度検出部の検出結果とから現像ポテンシャルと現像量との関係に係わる直線近似式を定めて当該直線近似式から現像ガンマと現像開始電圧とを算出して、書込み値に対する潜像特性が前記現像ガンマに適合する潜像特性となるように前記帯電部による目標帯電電位と前記露光部による目標露光電位とを定めて、前記目標帯電電位及び目標露光電位に基づいて現像電圧を調整するように前記現像部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記現像ガンマと前記現像開始電圧とから最大現像量を得るための現像ポテンシャルを求めて、当該現像ポテンシャルが得られるように前記目標帯電電位及び目標露光電位に基づいて目標現像電圧を定めて、当該目標現像電圧に基づいて前記現像電圧を調整することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
A charging unit for charging the image carrier;
An exposure unit that exposes the image carrier to form a latent image;
A developing unit for developing a latent image on the image carrier;
An image density detector for detecting an image density of an image formed on the image carrier;
A potential detector for detecting a potential on the image carrier,
The potential detection unit detects latent image potentials of a plurality of patch patterns formed on the image carrier, and the image density detection unit detects development amounts of the plurality of patch patterns developed by the development unit. Then, a linear approximation equation relating to the relationship between the development potential and the development amount is determined from the detection result of the potential detection unit and the detection result of the image density detection unit, and the development gamma and the development start voltage are calculated from the linear approximation equation. The target charging potential by the charging unit and the target exposure potential by the exposure unit are determined so that the latent image characteristic with respect to the writing value becomes a latent image characteristic that matches the development gamma, and the target charging potential and the target exposure potential are determined. A control unit for controlling the developing unit so as to adjust the developing voltage based on
The control unit obtains a development potential for obtaining a maximum development amount from the development gamma and the development start voltage, and based on the target charging potential and the target exposure potential so as to obtain the development potential. And the developing voltage is adjusted based on the target developing voltage. 前記制御部は、前記目標帯電電位及び目標露光電位を定めた後に帯電電位及び露光電位を調整して、
前記電位検出部は、前記像担持体上に形成したハイライトパッチパターンの潜像電位を検出して、
前記制御部は、前記電位検出部の前記ハイライトパッチパターンに係わる検出結果に基づいて現像ポテンシャルが目標現像ポテンシャルとなるように現像電圧を調整することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。The controller adjusts the charging potential and the exposure potential after determining the target charging potential and the target exposure potential,
The potential detection unit detects a latent image potential of a highlight patch pattern formed on the image carrier,
The image forming apparatus according to claim 6 , wherein the control unit adjusts the development voltage so that the development potential becomes a target development potential based on a detection result related to the highlight patch pattern of the potential detection unit. apparatus. 前記目標現像ポテンシャルは、前記現像開始電圧に予め定めたポテンシャルを加算したものであることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。8. The image forming apparatus according to claim 7 , wherein the target development potential is obtained by adding a predetermined potential to the development start voltage. 前記制御部は、現像ガンマと帯電電位及び露光電位との関係を予め定めたテーブルに基づいて前記目標帯電電位及び目標露光電位を定めることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の画像形成装置。Wherein, according to any one of claims 6-8, characterized in that on the basis of a predetermined table the relationship between the developing gamma charging potential and exposure potential defining the target charging potential and a target exposure potential Image forming apparatus. 前記画像濃度検出部は、現像された前記パッチパターンに向けて光を照射して当該パッチパターンで乱反射する光の量を検出する乱反射型光学センサであることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の画像形成装置。10. The irregular reflection type optical sensor according to claim 6 , wherein the image density detection unit is an irregular reflection type optical sensor that irradiates light toward the developed patch pattern and detects an amount of light irregularly reflected by the patch pattern. The image forming apparatus according to any one of the above.
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