JP4453766B2 - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents

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Description

この発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置などの、静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成し、さらに現像手段に現像バイアスを与えてその静電潜像をトナーにより顕像化してトナー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。   In the present invention, an electrostatic latent image is formed on the surface of an electrostatic latent image carrier such as a printer, a copying machine, or a facsimile machine, and a developing bias is applied to the developing means to visualize the electrostatic latent image with toner. The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method for forming a toner image.

この種の画像形成装置の一例として、負帯電トナーを用いるレーザービームプリンタの主要部を図8に示す。この画像形成装置では、静電潜像担持体20たる感光体の表面が負の表面電位Voに帯電されており、その表面に露光手段たる半導体レーザー60からの光LLが照射されると、照射された部分の電荷の一部が中和されてその表面電位がVonに変化する。このように、光LLを画像信号に対応させてオン・オフしながら感光体上を走査露光することにより、図8(b)に示すように、画像信号に対応して画像部に対応する表面領域の電位がVon(≠Vo)となる一方、非画像部に対応する表面領域の電位は帯電直後の表面電位Voから暗減衰によりVd(|Vd|≦|Vo|)まで減衰し、こうして画像信号に対応する静電潜像が静電潜像担持体20上に形成される。   As an example of this type of image forming apparatus, a main part of a laser beam printer using negatively charged toner is shown in FIG. In this image forming apparatus, the surface of the photoconductor as the electrostatic latent image carrier 20 is charged to a negative surface potential Vo, and when the surface is irradiated with the light LL from the semiconductor laser 60 as the exposure means, irradiation is performed. A part of the charge of the formed portion is neutralized, and the surface potential changes to Von. In this way, by performing scanning exposure on the photoconductor while turning on / off the light LL corresponding to the image signal, as shown in FIG. 8B, the surface corresponding to the image portion corresponding to the image signal. While the potential of the region becomes Von (≠ Vo), the potential of the surface region corresponding to the non-image portion attenuates from the surface potential Vo immediately after charging to Vd (| Vd | ≦ | Vo |) due to dark decay, and thus the image. An electrostatic latent image corresponding to the signal is formed on the electrostatic latent image carrier 20.

こうして形成された静電潜像は、静電潜像担持体20の矢印方向への回転によって現像手段を構成する現像ローラ40と対向する現像位置Pに搬送される。この現像ローラ40には負に帯電したトナーが担持されるとともに、静電潜像担持体20の画像部へのトナー付着を促進すべく現像バイアスVbが与えられている。この現像バイアスVbの電位は、図8(b)に示すように、非画像部電位Vdと画像部電位Vonとの間の値に設定されており、したがって現像位置Pにおいて、非画像部では静電潜像担持体20の表面が現像ローラ40より低電位となっているのに対し、画像部では静電潜像担持体20の表面が現像ローラ40より高電位となっている。そのため、現像ローラ40に担持された負帯電トナーのうち画像部に対向する位置にあるトナーは静電気力によって静電潜像担持体20側に移行される一方、非画像部に対向する位置にあるトナーに対しては現像ローラ40側に引き寄せる方向の力が作用することとなる。このように、画像部にのみトナーを付着させることによって、静電潜像担持体20上の静電潜像がトナーにより顕像化される。   The electrostatic latent image formed in this way is conveyed to a developing position P facing the developing roller 40 constituting the developing means by the rotation of the electrostatic latent image carrier 20 in the arrow direction. A negatively charged toner is carried on the developing roller 40, and a developing bias Vb is applied to promote toner adhesion to the image portion of the electrostatic latent image carrier 20. As shown in FIG. 8B, the potential of the developing bias Vb is set to a value between the non-image portion potential Vd and the image portion potential Von. The surface of the electrostatic latent image carrier 20 has a lower potential than the developing roller 40, whereas the surface of the electrostatic latent image carrier 20 has a higher potential than the developing roller 40 in the image portion. Therefore, of the negatively charged toner carried on the developing roller 40, the toner at the position facing the image portion is moved to the electrostatic latent image carrier 20 side by the electrostatic force, and is at the position facing the non-image portion. A force in the direction of drawing toward the developing roller 40 is applied to the toner. As described above, by attaching the toner only to the image portion, the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier 20 is visualized by the toner.

このようにしてトナー像を形成する画像形成プロセスにおいては、照射光LLの露光エネルギー、非画像部電位Vd、画像部電位Von、現像バイアス電位Vbのそれぞれが最終的なトナー像の画像濃度に大きく影響を及ぼすことが知られており、これらのパラメータのうちいくつかを画像濃度制御因子として適宜調節することによって画像濃度を最適化する技術が従来より数多く提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In the image forming process for forming the toner image in this manner, the exposure energy of the irradiation light LL, the non-image portion potential Vd, the image portion potential Von, and the development bias potential Vb are each greatly increased in the image density of the final toner image. Many techniques have been proposed for optimizing the image density by appropriately adjusting some of these parameters as image density control factors (see, for example, Patent Document 1). ).

特開2001−100471号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-100471

ところで、実際の画像形成プロセスにおいてはこれらのパラメータが相互に関連しながらトナー像が形成されてゆくため、必ずしもこれらを独立にかつ任意に制御できるわけではない。なかでも、現像バイアス電位Vbと非画像部電位Vdとの相対的な電位関係は、単に画像の濃淡のみならず、以下に述べるように、得られるトナー像の画像品質や装置内部へのトナー飛散量に対しても大きな影響を及ぼすため、より画像品質の良好なトナー像を形成するためにはこれらの値を適切に設定することが重要となる。   By the way, in an actual image forming process, a toner image is formed while these parameters are related to each other. Therefore, these parameters cannot always be controlled independently and arbitrarily. In particular, the relative potential relationship between the development bias potential Vb and the non-image portion potential Vd is not only the density of the image, but also the image quality of the obtained toner image and the toner scattering inside the apparatus as described below. Since it also has a great influence on the amount, it is important to set these values appropriately in order to form a toner image with better image quality.

なお、本明細書では、この現像バイアス電位Vbと非画像部電位Vdとの電位差の絶対値を逆コントラスト電位Vrと称する。すなわち、逆コントラスト電位Vr=|Vb−Vd|である。   In this specification, the absolute value of the potential difference between the developing bias potential Vb and the non-image portion potential Vd is referred to as a reverse contrast potential Vr. That is, the reverse contrast potential Vr = | Vb−Vd |.

ここで、上記電位関係による影響について検討するために、まず最初に、現像バイアス電位Vbを非画像部電位Vdのレベルに近づけて逆コントラスト電位Vrを小さくした場合を考える。このとき、画像部電位Vonと現像バイアス電位Vbとの間の電位差、つまりコントラスト電位(=|Vb−Von|)が大きくなり、画像部においては現像ローラ40から静電潜像担持体20へのトナー移行が促進されるため、高い画像濃度を得ることができる。しかしながら、その一方で、静電潜像担持体20の非画像部においては現像ローラ40との電位差が小さくなっているため、余剰のトナーを現像ローラ40側に引き戻す作用は弱くなっている。そのため、現像ローラ40から遊離して装置内部に飛散するトナーの量が増加することとなる。   Here, in order to examine the influence of the potential relationship, first, consider a case where the reverse contrast potential Vr is reduced by bringing the developing bias potential Vb close to the level of the non-image portion potential Vd. At this time, the potential difference between the image portion potential Von and the developing bias potential Vb, that is, the contrast potential (= | Vb−Von |) increases, and the developing roller 40 to the electrostatic latent image carrier 20 in the image portion. Since toner transfer is promoted, a high image density can be obtained. However, on the other hand, since the potential difference with the developing roller 40 is small in the non-image portion of the electrostatic latent image carrier 20, the action of pulling excess toner back to the developing roller 40 side is weak. Therefore, the amount of toner that is separated from the developing roller 40 and scatters inside the apparatus increases.

一方、現像バイアス電位Vbはそのままで非画像部電位Vdの絶対値を大きくし逆コントラスト電位Vrを大きくすると、装置内部へのトナー飛散量を少なくすることができるものの、静電潜像担持体20の非画像部に保持された負電荷が負帯電トナーを斥ける力が強くなるため、図8に示すような、静電潜像のうち特に非画像部に挟まれた狭い領域の画像部にはトナーが付着しにくくなり、その結果、孤立ドットや細線がかすれたり、線幅の均一性が損なわれるなど、ドットの面積率が比較的低い低濃度画像での画像品質の劣化を招くこととなる。   On the other hand, when the absolute value of the non-image portion potential Vd is increased and the reverse contrast potential Vr is increased with the developing bias potential Vb as it is, the amount of toner scattering into the apparatus can be reduced, but the electrostatic latent image carrier 20. Since the negative charge held in the non-image part increases the power to spread the negatively charged toner, the electrostatic latent image shown in FIG. 8 has a particularly narrow area between the non-image parts. Makes it difficult for toner to adhere, resulting in image quality degradation in low-density images with a relatively low dot area ratio, such as faint isolated dots and fine lines, and loss of line width uniformity. Become.

このように、トナー飛散を抑制するためには逆コントラスト電位Vrを大きくするのが好ましいのに対し、細線の均一性などの画像品質を確保するためには逆コントラスト電位Vrを小さくしたいという相反する要求があり、装置内部へのトナー飛散を抑制しつつ画質の良好な画像形成を行うためには、逆コントラスト電位Vrが常に適正値となるように、現像バイアス電位Vb等のパラメータを設定する必要がある。   As described above, it is preferable to increase the reverse contrast potential Vr in order to suppress toner scattering, but it is contrary to the desire to decrease the reverse contrast potential Vr in order to ensure image quality such as uniformity of fine lines. In order to perform image formation with good image quality while suppressing toner scattering inside the apparatus, it is necessary to set parameters such as the developing bias potential Vb so that the reverse contrast potential Vr is always an appropriate value. There is.

しかしながら、画像濃度の調節を目的としてこれらのパラメータを可変制御している従来の画像形成装置においては上記のような問題が考慮されておらず、したがって、画質の良好な画像を安定して形成する上で改善の余地が大きく残されていた。   However, in the conventional image forming apparatus in which these parameters are variably controlled for the purpose of adjusting the image density, the above-described problems are not taken into consideration, and therefore, an image having a good image quality is stably formed. There was much room for improvement above.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、装置内へのトナー飛散を防止しながら画質の良好なトナー像を安定して形成することのできる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。   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 stably forming a toner image with good image quality while preventing toner scattering into the apparatus. Objective.

この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、所定の表面電位に帯電された感光体と、前記感光体表面に向けて光ビームを照射して、前記感光体表面のうち画像部に対応する表面領域の画像部電位と、非画像部に対応する表面領域の非画像部電位とを互いに相違させることによって該表面に静電潜像を形成する露光手段と、与えられる現像バイアス電位に応じて、前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を形成するときに、前記現像バイアス電位と前記非画像部電位との電位差が一定となるように制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記現像バイアス電位と前記非画像部電位との電位差を前記トナー像を形成するときと同じ値に保ちながら前記現像バイアス電位を多段階に変更設定し、各設定値で形成したパッチ画像の濃度に基づいて画像濃度に影響を与える画像濃度制御因子としての前記現像バイアス電位を最適化し、前記現像バイアス電位を最適値に設定するとともに、該現像バイアス電位の最適値と前記非画像部電位との電位差が前記トナー像を形成するときと同じ値となるように前記非画像部電位を設定して、前記光ビームのエネルギー密度を多段階に変更設定し、各設定値で形成したパッチ画像としてのパッチ画像全体に対するドットの面積率が20%以下である孤立ドットライン画像の濃度に基づいて画像濃度に影響を与える画像濃度制御因子としての前記光ビームのエネルギー密度を最適化することを特徴としている。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention irradiates a photosensitive member charged to a predetermined surface potential with a light beam toward the surface of the photosensitive member, and an image portion of the surface of the photosensitive member. An exposure unit that forms an electrostatic latent image on the surface by differentiating the image portion potential of the surface region corresponding to the surface area and the non-image portion potential of the surface region corresponding to the non-image portion, and a given developing bias potential Accordingly, the electrostatic latent image is visualized with toner to form a toner image, and the potential difference between the development bias potential and the non-image portion potential is constant when the toner image is formed. Control means for controlling the development bias potential, and the control means maintains the potential difference between the development bias potential and the non-image portion potential at the same value as when the toner image is formed, and multistages the development bias potential. The development bias potential is optimized as an image density control factor that affects the image density based on the density of the patch image formed at each setting value, and the development bias potential is set to an optimum value. The non-image portion potential is set so that the potential difference between the optimum value of the developing bias potential and the non-image portion potential becomes the same value as when the toner image is formed, and the energy density of the light beam is multistage. As an image density control factor that affects the image density based on the density of an isolated dot line image whose dot area ratio is 20% or less with respect to the entire patch image as a patch image formed with each set value. It is characterized by optimizing the energy density of the light beam.

このように構成された発明では、現像バイアス電位と非画像部電位との間の電位差、すなわち逆コントラスト電位が一定に保たれた状態で画像形成が行われるので、逆コントラスト電位を常に適正値に保持することが可能となっており、そのため、装置内部へのトナー飛散を効果的に抑制しつつ、画像品質の良好なトナー像を形成することができる。また、前記現像バイアス電位と前記非画像部電位との電位差をトナー像形成時と同じ一定値に保ちながら現像バイアス電位を変化させて形成したパッチ画像の濃度に基づいて現像バイアス電位を最適化するとともに、こうして最適化された現像バイアス電位および非画像部電位の下で光ビームのエネルギー密度を最適化する。そのため、トナー飛散の抑制と良好な画像品質とを両立させながら、さらにトナー像の画像濃度の最適化を図ることができる。   In the invention configured as described above, image formation is performed in a state where the potential difference between the developing bias potential and the non-image portion potential, that is, the reverse contrast potential is kept constant, so that the reverse contrast potential is always set to an appropriate value. Therefore, it is possible to form a toner image with good image quality while effectively suppressing toner scattering inside the apparatus. Further, the developing bias potential is optimized based on the density of the patch image formed by changing the developing bias potential while keeping the potential difference between the developing bias potential and the non-image portion potential at the same constant value as at the time of toner image formation. At the same time, the energy density of the light beam is optimized under the development bias potential and the non-image portion potential thus optimized. Therefore, it is possible to further optimize the image density of the toner image while achieving both suppression of toner scattering and good image quality.

ここで、光ビームのエネルギー密度を最適化する際に形成されるパッチ画像は、パッチ画像全体に対するドットの面積率が20%以下の孤立ドットライン画像である。このようなパッチ画像では、静電潜像において隣接するライン間相互の干渉がないため露光エネルギーの大小による画像濃度の差が明確に現れるので、露光エネルギーの最適値を精度よく求めることができる。また、前記現像バイアス電位を最適化する際に形成されるパッチ画像が、パッチ画像全体に対するドットの面積率が80%以上の画像であるとしてもよい。パッチ画像全体に対するドットの面積率が80%以上であるような高濃度パッチ画像では、露光エネルギーの大小による濃度の違いが現れにくい Here, the patch image formed when the energy density of the light beam is optimized is an isolated dot line image in which the area ratio of dots with respect to the entire patch image is 20% or less. In such a patch image, since there is no mutual interference between adjacent lines in the electrostatic latent image, the difference in image density due to the magnitude of the exposure energy appears clearly, so that the optimum value of the exposure energy can be obtained with high accuracy. Further, a patch image formed in optimizing the developing bias potential, the area ratio of the dots for the entire patch image may be a Ru image der of 80% or more. In a high-density patch image in which the dot area ratio with respect to the entire patch image is 80% or more, a difference in density due to the magnitude of exposure energy hardly appears .

所定の帯電バイアスを印加されて前記感光体表面を所定の初期表面電位に帯電させる帯電ユニットをさらに備え、前記制御手段は、暗減衰によって前記初期表面電位から減衰した後の前記感光体の表面電位を前記非画像部電位として、該非画像部電位と前記現像バイアスとの電位差が一定となるように、前記帯電バイアスを制御するようにしてもよい。帯電バイアスの大きさと感光体の初期表面電位および暗減衰による減衰量は既知であるため、帯電ユニットの帯電バイアスを制御することで所望の非画像部電位を得ることができ、これにより現像バイアス電位と非画像部電位との電位差を常に一定値に保つことができる。   A charging unit that applies a predetermined charging bias to charge the surface of the photoconductor to a predetermined initial surface potential, and the control means has a surface potential of the photoconductor after being attenuated from the initial surface potential by dark decay; May be the non-image portion potential, and the charging bias may be controlled so that the potential difference between the non-image portion potential and the developing bias is constant. Since the magnitude of the charging bias, the initial surface potential of the photoreceptor, and the attenuation due to dark decay are known, a desired non-image area potential can be obtained by controlling the charging bias of the charging unit, thereby developing bias potential. And the non-image portion potential can always be kept constant.

また、前記現像手段によって前記感光体上に形成された所定のトナー像、あるいは当該トナー像が転写媒体に転写されてなるトナー像をパッチ画像としてその画像濃度を検出する濃度検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記濃度検出手段の検出結果に基づいて、前記画像濃度制御因子を最適化するようにしてもよい。このように、実際に形成したパッチ画像の画像濃度に基づいて画像濃度制御因子を調節することによって、通常の画像形成動作時に近い状態で画像濃度の調節を行うことができるので、その結果、得られるトナー像の画像濃度をより精度よく調節することができる。   Further, the image forming apparatus further includes density detecting means for detecting an image density using a predetermined toner image formed on the photosensitive member by the developing means or a toner image obtained by transferring the toner image on a transfer medium as a patch image, The control means may optimize the image density control factor based on a detection result of the density detection means. In this way, by adjusting the image density control factor based on the image density of the actually formed patch image, it is possible to adjust the image density in a state close to that during normal image forming operation. The image density of the toner image can be adjusted with higher accuracy.

前記制御手段は、前記濃度検出手段によって各パッチ画像の画像濃度を求め、その画像濃度が予め設定された目標画像濃度に最も近くなる現像バイアス電位をその最適値とすることで前記現像バイアス電位を最適化してもよい。このとき、現像バイアス電位を変更するのに伴って非画像部電位をも変更することによって、逆コントラスト電位を一定に保つことができる。   The control means obtains the image density of each patch image by the density detection means, and sets the development bias potential by setting the development bias potential closest to the preset target image density to the optimum value. You may optimize. At this time, the reverse contrast potential can be kept constant by changing the non-image portion potential as the development bias potential is changed.

また、前記制御手段は、前記濃度検出手段によって各パッチ画像の画像濃度を求め、その画像濃度が予め設定された目標画像濃度に最も近くなる光ビームのエネルギー密度をその最適値とすることで前記光ビームのエネルギー密度を最適化してもよい。このとき、現像バイアス電位を先に求めた最適値に設定するとともに、逆コントラスト電位を一定に保つべく非画像電位を設定して形成したパッチ画像を用いることにより、低濃度画像を再現性よく作成することが可能となる。   Further, the control means obtains the image density of each patch image by the density detection means, and sets the energy density of the light beam whose image density is closest to a preset target image density as the optimum value. The energy density of the light beam may be optimized. At this time, the development bias potential is set to the optimum value obtained earlier, and a low-density image is created with high reproducibility by using a patch image formed by setting a non-image potential to keep the reverse contrast potential constant. It becomes possible to do.

また、前記現像手段は、ジャンピング現像により前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成してもよい。ここで、「ジャンピング現像」とは、非接触状態に保持した現像手段と感光体との間でトナーを飛翔させて感光体上の静電潜像にトナーを付着させる現像方式である。このジャンピング現像方式の画像形成装置では、上記したように現像手段と感光体との間でトナーを飛翔させているため、画像形成時には両者の間でトナーが浮遊した状態となっており、このトナーが周囲に飛散しやすくなっている。したがって、このような装置において逆コントラスト電位を一定に保つことは、画像品質を保持しつつトナー飛散を抑制する上で効果的である。また、トナーの飛翔性を向上させるべく、現像バイアスに交流成分を加えている場合には、その電位の平均値と非画像部電位との電位差を一定に保つようにすればよい。   In addition, the developing unit may visualize the electrostatic latent image by jumping development to form a toner image. Here, “jumping development” is a development method in which toner is caused to fly between the developing means held in a non-contact state and the photosensitive member, and the toner adheres to the electrostatic latent image on the photosensitive member. In this jumping development type image forming apparatus, since the toner is caused to fly between the developing means and the photosensitive member as described above, the toner floats between the two during image formation. Is easier to scatter around. Therefore, keeping the reverse contrast potential constant in such an apparatus is effective in suppressing toner scattering while maintaining image quality. In addition, when an AC component is added to the developing bias in order to improve the flying property of the toner, the potential difference between the average value of the potential and the non-image portion potential may be kept constant.

また、前記現像手段は、互いに異なるトナー色に対応した複数の現像器を備えており、前記複数の現像器を順番に所定の現像位置に位置させて当該トナー色でのトナー像を形成することでカラー画像を形成してもよい。このようなカラー画像形成装置では、トナー色の切替に際して現像器の機械的移動を伴うためトナー飛散が起こりやすく、しかも色再現性のよいカラー画像を得るためには各トナー色による微細なドットをも精度よく安定して形成する必要があるため、このような画像形成装置において逆コントラスト電位を一定に保つことは、画質の良好なトナー像を安定して形成するためにきわめて有効である。   The developing unit includes a plurality of developing units corresponding to different toner colors, and the plurality of developing units are sequentially positioned at a predetermined developing position to form a toner image in the toner color. A color image may be formed by the above. In such a color image forming apparatus, when the toner color is switched, the mechanical movement of the developing device is involved, so that the toner scatters easily, and in order to obtain a color image with good color reproducibility, fine dots of each toner color are formed. In such an image forming apparatus, keeping the reverse contrast potential constant is extremely effective for stably forming a toner image with good image quality.

また、前記現像バイアス電位および前記画像部電位の組合せを変更可能となっている場合には、その可変範囲内での前記現像バイアス電位と前記画像部電位との電位差の最大値と最小値との差が30V以下、より好ましくは20V以下であることが望ましい。というのは、これらの電位差は前述したコントラスト電位であり、このコントラスト電位を可変とすることで画像濃度を調整することが可能であるが、コントラスト電位の変化が画像濃度に与える影響は形成すべき画像の内容、つまりある面積内における画像部と非画像部との比率やその配置によって異なるため、コントラスト電位をあまり大きな範囲で変化させると細線画像での画像濃度の変動が大きくなったり階調再現性が低下するなどの弊害を招くおそれがあるからである。   Further, when the combination of the developing bias potential and the image portion potential can be changed, the maximum value and the minimum value of the potential difference between the developing bias potential and the image portion potential within the variable range. The difference is desirably 30 V or less, more preferably 20 V or less. This is because these potential differences are the above-described contrast potentials, and it is possible to adjust the image density by making this contrast potential variable, but the influence of the change in contrast potential on the image density should be formed. Since it varies depending on the content of the image, that is, the ratio between the image area and the non-image area within a certain area and its arrangement, if the contrast potential is changed in a very large range, the fluctuation of the image density in the fine line image becomes large or gradation reproduction This is because there is a risk of adverse effects such as a decrease in performance.

そこで、上記のように、コントラスト電位の可変幅を30V以下、より好ましくは20V以下に限定することにより、画像濃度の変動や階調再現性の低下を抑えることが可能となる。   Therefore, as described above, by limiting the variable range of the contrast potential to 30 V or less, more preferably 20 V or less, it is possible to suppress fluctuations in image density and deterioration in gradation reproducibility.

このような画像形成装置としては、感光体表面のうち画像部に相当する領域に光ビームを照射して静電潜像(ネガ潜像)を形成するタイプと、非画像部に相当する領域に光ビームを照射して静電潜像(ポジ潜像)を形成するタイプとがあるが、いずれの装置においても照射する光ビームのエネルギー密度を画像濃度制御因子の1つとして用いることが可能であり、しかも逆コントラスト電位を一定に保つことによって、細線の再現性とトナー飛散の抑制とを両立させつつ画質の良好なトナー像形成を行うことが可能である。なお、上記した前者のタイプでは照射域電位が画像部電位に対応し、光ビームのエネルギー密度を変化させることにより画像部電位を制御するが、後者のタイプでは逆に照射域電位が非画像部電位に対応するので、光ビームのエネルギー密度を変化させることにより非画像部電位を制御することとなる。   As such an image forming apparatus, there are a type in which an electrostatic latent image (negative latent image) is formed by irradiating a light beam onto an area corresponding to an image portion on a surface of a photoreceptor, and an area corresponding to a non-image portion. There is a type that forms an electrostatic latent image (positive latent image) by irradiating a light beam, but in any apparatus, the energy density of the irradiated light beam can be used as one of the image density control factors. In addition, by keeping the reverse contrast potential constant, it is possible to form a toner image with good image quality while achieving both reproducibility of fine lines and suppression of toner scattering. In the former type, the irradiation area potential corresponds to the image area potential, and the image area potential is controlled by changing the energy density of the light beam, but in the latter type, the irradiation area potential is conversely non-image area. Since it corresponds to the potential, the non-image portion potential is controlled by changing the energy density of the light beam.

また、この発明にかかる画像形成方法は、感光体表面を光ビームにより露光して前記感光体表面のうち画像部に対応する表面領域の画像部電位と、非画像部に対応する表面領域の非画像部電位とを互いに相違させることにより該表面に静電潜像を形成するとともに、前記非画像部電位との電位差が一定となるように現像手段に与える現像バイアス電位を制御しながら、該現像手段によって前記静電潜像をトナーにより顕像化して画像信号に応じたトナー像を形成する画像形成方法であって、上記目的を達成するため、前記現像バイアス電位と前記非画像部電位との電位差を前記トナー像を形成するときと同じ一定値に保持しながら、これらを多段階に変更設定してその都度所定のパッチ画像を形成し、その画像濃度の測定結果に基づいて前記現像バイアス電位を最適化する工程と、前記現像バイアス電位を最適値に設定するとともに、該現像バイアス電位の最適値と前記非画像部電位との電位差が前記トナー像を形成するときと同じ一定値となるように前記非画像部電位を設定して、前記光ビームのエネルギー密度を多段階に変更設定してその都度所定のパッチ画像としてのパッチ画像全体に対するドットの面積率が20%以下である孤立ドットライン画像を形成し、その画像濃度の測定結果に基づいて前記光ビームのエネルギー密度を最適化する工程とを備え、前記現像バイアス電位および前記光ビームのエネルギー密度を最適化された値に設定して前記トナー像を形成することを特徴としている。 Also, the image forming method according to the present invention is such that the surface of the photoconductor is exposed to light by a light beam, and the image area potential of the surface area corresponding to the image area of the photoconductor surface and the non-image area of the surface area corresponding to the non-image area. An electrostatic latent image is formed on the surface by making the image portion potential different from each other, and the development bias potential applied to the developing means is controlled so that the potential difference from the non-image portion potential is constant. An image forming method for forming the toner image according to an image signal by visualizing the electrostatic latent image with toner, and for achieving the above object, the development bias potential and the non-image portion potential While maintaining the potential difference at the same constant value as when forming the toner image, these are changed and set in multiple stages to form a predetermined patch image each time, and based on the measurement result of the image density, A step of optimizing the image bias potential; setting the developing bias potential to an optimum value; and a potential difference between the optimum value of the developing bias potential and the non-image portion potential being the same constant value as when forming the toner image The non-image portion potential is set so that the energy density of the light beam is changed in multiple stages so that the dot area ratio with respect to the entire patch image as a predetermined patch image is 20% or less each time. Forming an isolated dot line image and optimizing the energy density of the light beam based on the measurement result of the image density, and setting the developing bias potential and the energy density of the light beam to optimized values. The toner image is formed by setting.

このように構成された画像形成方法では、現像バイアス電位と非画像部電位との電位差、すなわち逆コントラスト電位を一定に保っているので、上記した画像形成装置と同様に、装置内部へのトナーの飛散を抑制しつつ、画像品質の良好なトナー像を安定して形成することが可能である。   In the image forming method configured as described above, the potential difference between the development bias potential and the non-image portion potential, that is, the reverse contrast potential is kept constant. It is possible to stably form a toner image with good image quality while suppressing scattering.

さらに、逆コントラスト電位をトナー像形成時と同じ一定値に保持しながら、現像バイアス電位を多段階に変更設定してパッチ画像を形成し、その画像濃度の測定結果に基づいて現像バイアス電位を最適化し、現像バイアス電位をこうして得た最適値に設定するとともに逆コントラスト電位をトナー像形成時と同じ一定値としながら光ビームのエネルギー密度を多段階に変更設定してパッチ画像を形成し、その画像濃度の測定結果に基づいて光ビームのエネルギー密度を最適化する。こうすることで、実際に形成されるパッチ画像の画像濃度に基づいて現像バイアス電位および光ビームのエネルギー密度を最適値に設定することができるので、所望の画像濃度を安定して得ることが可能となる。   Furthermore, while maintaining the reverse contrast potential at the same constant value as when forming the toner image, the development bias potential is changed and set in multiple stages to form a patch image, and the development bias potential is optimized based on the image density measurement results. The development bias potential is set to the optimum value obtained in this way, and the patch image is formed by changing the energy density of the light beam in multiple stages while setting the reverse contrast potential to the same constant value as the toner image formation. The energy density of the light beam is optimized based on the density measurement result. In this way, the development bias potential and the energy density of the light beam can be set to optimum values based on the image density of the patch image that is actually formed, so that the desired image density can be stably obtained. It becomes.

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)、マゼンタ(M)、シアン(C)、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EG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。   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), magenta (M), cyan (C), 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 EG according to a command from the main controller 11. Thus, an image corresponding to the image signal is formed on the sheet S.

このエンジン部EGでは、感光体2が図1の矢印方向D1に回転自在に設けられている。また、この感光体2の周りにその回転方向D1に沿って、感光体2表面を所定の表面電位に帯電させるための帯電ユニット3、現像手段としてのロータリー現像ユニット4およびクリーニング部5がそれぞれ配置されている。帯電ユニット3は帯電バイアス発生部121から帯電バイアスが印加されており、感光体2の外周面を表面電位Voに均一に帯電させる。このため、この装置では、帯電バイアスを調整することによって感光体2の表面電位Voを制御可能となっている。   In the engine unit EG, the photosensitive member 2 is provided so as to be rotatable in an arrow direction D1 in FIG. A charging unit 3 for charging the surface of the photosensitive member 2 to a predetermined surface potential, a rotary developing unit 4 as a developing unit, and a cleaning unit 5 are arranged around the photosensitive member 2 along the rotational direction D1. Has been. The charging unit 3 is applied with a charging bias from the charging bias generator 121 and uniformly charges the outer peripheral surface of the photoreceptor 2 to the surface potential Vo. For this reason, in this apparatus, the surface potential Vo of the photosensitive member 2 can be controlled by adjusting the charging bias.

そして、この帯電ユニット3によって帯電された感光体2の外周面に向けて露光ユニット6から光ビームLが照射される。この露光ユニット6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露光パワー制御部123が露光ユニット6を制御し、光ビームLを感光体2上に露光して感光体2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CPU124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125と導通している際には、パッチ作成モジュール125から出力されるパッチ画像信号が露光パワー制御部123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光ビームLが感光体2上に露光されて画像信号に対応する静電潜像が感光体2上に形成される。このように、この実施形態では、感光体2が静電潜像担持体として機能している。   Then, the light beam L is irradiated from the exposure unit 6 toward the outer peripheral surface of the photosensitive member 2 charged by the charging unit 3. As shown in FIG. 2, the exposure unit 6 is electrically connected to an image signal switching unit 122, and the exposure power control unit 123 performs exposure in accordance with an image signal given through the image signal switching unit 122. The unit 6 is controlled, and the light beam L is exposed on the photosensitive member 2 to form an electrostatic latent image corresponding to the image signal on the photosensitive member 2. For example, when the image signal switching unit 122 is electrically connected to the patch creation module 125 based on a command from the CPU 124 of the engine controller 12, the patch image signal output from the patch creation module 125 is sent to the exposure power control unit 123. Given, 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 light beam L is applied to the photoconductor 2 in accordance with an image signal given through an interface 112 from an external device such as a host computer. And an electrostatic latent image corresponding to the image signal is formed on the photoreceptor 2. Thus, in this embodiment, the photoconductor 2 functions as an electrostatic latent image carrier.

この画像形成装置では、均一の表面電位Voに帯電した感光体2表面のうち画像部に対応する部分に露光ユニット6からの光ビームLを照射してその部分の電荷の一部を中和させることによって静電潜像を形成している。したがって、光ビームLの照射を受けて電位の変化した部分の電位、つまり照射域電位が画像部電位Vonに、また光ビームLの照射を受けなかった部分の電位、すなわち帯電ユニット3によって付与された感光体2の初期表面電位Voが暗減衰により減衰した後の電位が非画像部電位Vdに相当する。   In this image forming apparatus, a portion of the surface of the photosensitive member 2 charged to a uniform surface potential Vo is irradiated with the light beam L from the exposure unit 6 on the portion corresponding to the image portion to neutralize a part of the charge of that portion. Thus, an electrostatic latent image is formed. Therefore, the potential of the portion where the potential has been changed by irradiation with the light beam L, that is, the irradiation region potential is applied to the image portion potential Von, and the potential of the portion that has not been irradiated with the light beam L, that is, the charging unit 3. The potential after the initial surface potential Vo of the photoreceptor 2 is attenuated by dark decay corresponds to the non-image portion potential Vd.

こうして形成された静電潜像は現像ユニット4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ユニット4として、ブラック用の現像器4K、シアン用の現像器4C、マゼンタ用の現像器4M、およびイエロー用の現像器4Yが軸中心に回転自在に設けられている。そして、これらの現像器4K、4C、4M、4Yは回転位置決めされるとともに、感光体2に対して選択的に当接位置決めされ、現像バイアス発生部126によって現像バイアスが印加されて選択された色のトナーを感光体2の表面に付与する。これによって、感光体2上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。   The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing unit 4. That is, in this embodiment, as the developing unit 4, a black developing device 4K, a cyan developing device 4C, a magenta developing device 4M, and a yellow developing device 4Y are rotatably provided around the axis. . The developing devices 4K, 4C, 4M, and 4Y are rotationally positioned and selectively contacted and positioned with respect to the photosensitive member 2, and a developing bias is applied by the developing bias generator 126 to select the selected color. The toner is applied to the surface of the photoreceptor 2. As a result, the electrostatic latent image on the photoreceptor 2 is visualized with the selected toner color.

上記のようにして現像ユニット4で現像されたトナー像は、一次転写領域TR1で転写ユニット7の中間転写ベルト71上に一次転写される。また、この一次転写領域TR1の近傍位置では、中間転写ベルト71の表面に対向してパッチセンサPSが本発明の「濃度検出手段」として配置されており、後述するようにして中間転写ベルト71の外周面に形成されるパッチ画像の光学濃度を測定する。さらに、この一次転写領域TR1から周方向(図1の回転方向D1)に進んだ位置には、クリーニング部5が配置されており、一次転写後に感光体2の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。また、必要に応じて不図示の除電部にて、感光体2の表面電位がリセットされる。   The toner image developed by the developing unit 4 as described above is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 71 of the transfer unit 7 in the primary transfer region TR1. Further, in the vicinity of the primary transfer region TR1, a patch sensor PS is arranged as the “density detecting means” of the present invention so as to face the surface of the intermediate transfer belt 71. The optical density of the patch image formed on the outer peripheral surface is measured. Further, a cleaning unit 5 is disposed at a position advanced in the circumferential direction (rotation direction D1 in FIG. 1) from the primary transfer region TR1, and the toner remaining on the outer peripheral surface of the photoreceptor 2 after the primary transfer. Scrap off. Further, the surface potential of the photosensitive member 2 is reset by a neutralizing unit (not shown) as necessary.

転写ユニット7は、複数のローラに掛け渡された中間転写ベルト71と、中間転写ベルト71を回転駆動する駆動部(図示省略)とを備えている。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2上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト71上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、所定の二次転写領域TR2において、カセット8から取り出されたシートS上にカラー画像を二次転写する。また、こうしてカラー画像が形成されたシートSは定着ユニット9を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に搬送される。   The transfer unit 7 includes an intermediate transfer belt 71 spanned by a plurality of rollers, and a drive unit (not shown) that rotationally drives the intermediate transfer belt 71. When a color image is transferred to the sheet S, a color image is formed by superimposing the toner images of the respective colors formed on the photoreceptor 2 on the intermediate transfer belt 71, and a predetermined secondary transfer region TR2. 2, the color image is secondarily transferred onto the sheet S taken out from the cassette 8. Further, the sheet S on which the color image is formed in this way is conveyed via the fixing unit 9 to a discharge tray portion provided on the upper surface portion of the apparatus main body.

なお二次転写後、中間転写ベルト71は不図示のクリーニング部にて中間転写ベルト71に残留付着しているトナーが除去される。   After the secondary transfer, the toner remaining on the intermediate transfer belt 71 is removed from the intermediate transfer belt 71 by a cleaning unit (not shown).

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CPU124で行う演算プログラム、CPU124における演算結果、ならびにエンジン部EGを制御するための制御データなどを記憶するためのメモリ(記憶手段)である。   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 denotes an arithmetic program executed by the CPU 124. A memory (storage means) for storing calculation results in the CPU 124, control data for controlling the engine unit EG, and the like.

次に、上記のように構成された画像形成装置において実行される画像濃度制御因子の最適化処理について説明する。この画像形成装置では、適当なタイミング、例えば装置電源の投入時などに図3に示す最適化処理を実行することによって、トナー像の画像濃度に影響を与える画像濃度制御因子として露光エネルギーおよび現像バイアスを最適化して各色のトナー像の画像濃度を調整している。   Next, an image density control factor optimization process executed in the image forming apparatus configured as described above will be described. In this image forming apparatus, exposure energy and development bias are used as image density control factors that affect the image density of the toner image by executing the optimization processing shown in FIG. 3 at an appropriate timing, for example, when the apparatus power is turned on. Is adjusted to adjust the image density of each color toner image.

図3は、図1の画像形成装置における画像濃度制御因子の最適化処理を示すフローチャートである。この最適化処理では、各トナー色ごとに、画像濃度制御因子を多段階に変更設定しながらパッチ画像を形成し、そのパッチ画像の画像濃度に基づいて現像バイアス電位Vbおよび露光エネルギーEを最適化している。まず、各トナー色のうち1つ、例えばブラック(K)を選択しパッチ作成色として設定し(ステップS1)、該現像ユニット4Kを感光体2に対向する現像位置に位置決めする。次に、後述する現像バイアス最適化処理(ステップS2)および露光エネルギー最適化処理(ステップS3)を順次行って、ブラック色における現像バイアス電位Vbおよび露光エネルギーEの最適値を求める。こうして1つのトナー色について現像バイアス電位Vbおよび露光エネルギーEの最適値が求まると、引き続き他の現像ユニット4C、4M、4Yを順次現像位置に位置させて、各トナー色について同様に現像バイアス電位Vbおよび露光エネルギーEの最適値を求め、全トナー色について最適値が求まれば(ステップS4)、最適化処理を終了する。   FIG. 3 is a flowchart showing an optimization process of an image density control factor in the image forming apparatus of FIG. In this optimization process, for each toner color, a patch image is formed while changing and setting the image density control factor in multiple stages, and the development bias potential Vb and the exposure energy E are optimized based on the image density of the patch image. ing. First, one of the toner colors, for example, black (K) is selected and set as a patch creation color (step S1), and the developing unit 4K is positioned at a developing position facing the photosensitive member 2. Next, development bias optimization processing (step S2) and exposure energy optimization processing (step S3), which will be described later, are sequentially performed to obtain the optimum values of the development bias potential Vb and the exposure energy E for the black color. When the optimum values of the developing bias potential Vb and the exposure energy E are obtained for one toner color in this way, the other developing units 4C, 4M, and 4Y are successively positioned at the developing position, and the developing bias potential Vb is similarly set for each toner color. Then, the optimum value of the exposure energy E is obtained, and if the optimum value is obtained for all the toner colors (step S4), the optimization process is terminated.

なお、この画像形成装置における画像濃度制御因子の最適化処理においては、まず高濃度画像、すなわちパッチ画像全体に対するドットの面積率の高い画像、例えばベタ画像や面積率80%以上の画像などをパッチ画像として形成し、その画像濃度に基づいて現像バイアス電位Vbの最適値を求めた後に、低濃度パッチ画像を形成してその画像濃度に基づいて露光エネルギーEの最適値を求めている。その理由は以下の通りである。   In the image density control factor optimization process in this image forming apparatus, first, a high density image, that is, an image with a high dot area ratio relative to the entire patch image, for example, a solid image or an image with an area ratio of 80% or more is patched. After forming as an image and obtaining the optimum value of the developing bias potential Vb based on the image density, a low density patch image is formed and the optimum value of the exposure energy E is obtained based on the image density. The reason is as follows.

すなわち、感光体2の画像部電位Vonは、露光エネルギーEに依存する。まず、感光体2の全面、若しくは比較的広い範囲を光ビームLで照射した場合、その露光エネルギーEが感光体2の光減衰特性曲線、いわゆるPIDC(Photo Induced Discharge Curve)の電位飽和領域(露光エネルギーEの変化に対する感光体2の表面電位の変化率が十分小さい領域)に入るほどに大きければ、露光エネルギーEを変化させても画像部電位Vonは概ね一定となる。したがって、同じ現像バイアス電位Vbで画像形成を行った場合、コントラスト電位が概ね一定であるため、画像濃度も概ね一定である。一方、低濃度パッチ画像のように、露光される領域が小さくスポット状である場合、露光エネルギーEを変化させる範囲が上記したPIDCの電位飽和領域の範囲内であったとしても、露光エネルギーEが大きくなると画像部に対応する潜像の幅が大きくなる。したがって、同じ現像バイアス条件で画像形成を行っても、露光エネルギーEの大小により画像濃度は変化することとなる。   That is, the image portion potential Von of the photoreceptor 2 depends on the exposure energy E. First, when the entire surface of the photosensitive member 2 or a relatively wide range is irradiated with the light beam L, the exposure energy E is a potential saturation region (exposure) of the light attenuation characteristic curve of the photosensitive member 2, so-called PIDC (Photo Induced Discharge Curve). If the change rate of the surface potential of the photosensitive member 2 with respect to the change of the energy E is large enough to enter the region), the image portion potential Von becomes substantially constant even if the exposure energy E is changed. Therefore, when image formation is performed with the same developing bias potential Vb, the contrast potential is substantially constant, so that the image density is also substantially constant. On the other hand, when the area to be exposed is small and spot-like, such as a low-density patch image, even if the range in which the exposure energy E is changed is within the above-described potential saturation area of the PIDC, the exposure energy E is As it increases, the width of the latent image corresponding to the image portion increases. Therefore, even when image formation is performed under the same development bias condition, the image density changes depending on the exposure energy E.

そこで、この画像形成装置では、露光エネルギーEの大小による濃度の違いが比較的少ない高濃度パッチ画像を用いてまず現像バイアスVbの最適値を求め、その後に低濃度パッチ画像を用いて露光エネルギーEの最適値を求めている。しかも、後述するように、現像バイアス電位Vbと非画像部電位Vdとの電位差、すなわち逆コントラスト電位Vrを適正値に保持した状態で低濃度パッチ画像を形成しているので、このような低濃度画像を再現性よく作成することが可能となっており、そのためより高い精度で露光エネルギーEの最適化を行うことができるのである。   Therefore, in this image forming apparatus, an optimum value of the developing bias Vb is first obtained using a high density patch image in which the difference in density due to the magnitude of the exposure energy E is relatively small, and then the exposure energy E is obtained using the low density patch image. The optimum value is obtained. In addition, as described later, since the low density patch image is formed in a state where the potential difference between the developing bias potential Vb and the non-image portion potential Vd, that is, the reverse contrast potential Vr is held at an appropriate value, such a low density is formed. An image can be created with high reproducibility, so that the exposure energy E can be optimized with higher accuracy.

なお、前述したように、この実施形態では露光エネルギーEの大小により画像部電位Vonを変化させることができるが、その可変範囲としては、感光体2の表面の比較的広い範囲を照射したときの画像部電位Vonの変動が30V以下、より好ましくは20V以下となるように設定するのが望ましい。こうすることで、露光エネルギーEの変更に伴うコントラスト電位の変動も30V以下、あるいは20V以下に抑えられ、画像濃度の変動を最小限とすることができる。   As described above, in this embodiment, the image portion potential Von can be changed depending on the magnitude of the exposure energy E, but the variable range is that when a relatively wide range of the surface of the photoreceptor 2 is irradiated. It is desirable to set the fluctuation of the image portion potential Von to be 30V or less, more preferably 20V or less. By doing so, the variation of the contrast potential accompanying the change of the exposure energy E can be suppressed to 30 V or less, or 20 V or less, and the variation of the image density can be minimized.

次に、図3のステップS2に示した現像バイアス最適化処理について、図4を参照しつつ詳述する。図4は、図1の画像形成装置における現像バイアス最適化処理を示すフローチャートである。この現像バイアス最適化処理では、露光エネルギーEを例えば最大値に固定し、現像バイアス電位Vbと感光体2の表面電位すなわち非画像部電位Vdとを、これらの電位差を一定に保ちながら多段階に変更設定してパッチ画像を形成している。   Next, the development bias optimization process shown in step S2 of FIG. 3 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing development bias optimization processing in the image forming apparatus of FIG. In this development bias optimization processing, the exposure energy E is fixed at, for example, the maximum value, and the development bias potential Vb and the surface potential of the photosensitive member 2, that is, the non-image portion potential Vd, are maintained in multiple stages while keeping the potential difference constant. The patch image is formed by changing the setting.

まず、現像バイアス電位Vbをその可変範囲における最小値に設定する(ステップS21)。このとき、現像バイアス発生部126による現像バイアス電位Vbの変更に伴って、常に逆コントラスト電位Vrを一定値に保つべく、帯電ユニット3が感光体2の表面電位を制御している。より具体的には、先に述べたように、感光体2の非画像部電位Vdは、帯電直後の初期表面電位Voが感光体2の現像位置までの回転移動の間に暗減衰した値となるが、帯電バイアスの大きさと感光体2の表面電位Voとの関係および暗減衰による減衰量は既知であるため、帯電ユニット3の帯電バイアスを制御することで所望の非画像部電位Vdを得ることができ、これにより逆コントラスト電位Vrを常に一定値に保つことができる。   First, the developing bias potential Vb is set to the minimum value in the variable range (step S21). At this time, as the development bias potential Vb is changed by the development bias generator 126, the charging unit 3 controls the surface potential of the photoreceptor 2 so that the reverse contrast potential Vr is always maintained at a constant value. More specifically, as described above, the non-image portion potential Vd of the photosensitive member 2 is a value obtained by darkening the initial surface potential Vo immediately after charging during the rotational movement of the photosensitive member 2 to the developing position. However, since the relationship between the magnitude of the charging bias and the surface potential Vo of the photoreceptor 2 and the attenuation amount due to dark decay are known, the desired non-image portion potential Vd is obtained by controlling the charging bias of the charging unit 3. Thus, the reverse contrast potential Vr can always be kept constant.

そして、この条件で高濃度パッチ画像、例えばベタ画像に相当するトナー像を形成する(ステップS22)。次に、現像バイアス電位Vbおよびこれに伴って非画像部電位Vdを1ステップ増加させて再びパッチ画像を形成し、現像バイアス電位Vbがその可変範囲における最大値となるまでこれを繰り返す(ステップS23、S24)。こうして形成され中間転写ベルト71に転写された各現像バイアスでのパッチ画像について、パッチセンサPSにより各パッチ画像の画像濃度を測定する(ステップS25)。そして、その画像濃度が予め設定された目標濃度、例えば光学濃度OD=1.2に最も近くなる現像バイアスを求め、その値を最適現像バイアスとする(ステップS26)。   Under this condition, a high-density patch image, for example, a toner image corresponding to a solid image is formed (step S22). Next, the development bias potential Vb and the non-image portion potential Vd are increased by one step to form a patch image again, and this is repeated until the development bias potential Vb reaches the maximum value in the variable range (step S23). , S24). For the patch image at each developing bias formed in this way and transferred to the intermediate transfer belt 71, the image density of each patch image is measured by the patch sensor PS (step S25). Then, a developing bias whose image density is closest to a preset target density, for example, optical density OD = 1.2 is obtained, and the value is set as the optimum developing bias (step S26).

このようにして最適現像バイアスを求めた後、引き続いて図5に示す露光エネルギー最適化処理(図3に示すステップS3)を行う。図5は、図1の画像形成装置における露光エネルギー最適化処理を示すフローチャートである。この露光エネルギー最適化処理においては、現像バイアス電位Vbとして先に求めた最適値を用いるとともに、これに伴い非画像部電位Vdを逆コントラスト電位Vrが一定となるように設定する(ステップS31)。そして、露光エネルギーEをその可変範囲の最小値から1ステップずつ増加させながら、各露光エネルギーでパッチ画像を形成する(ステップS32〜S35)。   After obtaining the optimum developing bias in this way, the exposure energy optimizing process (step S3 shown in FIG. 3) shown in FIG. 5 is subsequently performed. FIG. 5 is a flowchart showing exposure energy optimization processing in the image forming apparatus of FIG. In this exposure energy optimization process, the optimum value obtained previously is used as the developing bias potential Vb, and the non-image portion potential Vd is set so that the reverse contrast potential Vr is constant (step S31). Then, while increasing the exposure energy E by one step from the minimum value of the variable range, a patch image is formed with each exposure energy (steps S32 to S35).

このとき用いるパッチ画像としては、例えば図6に示す1オン5オフの1ドットライン画像LIを用いることができる。というのは、前述したように、露光される領域が小さくスポット状である画像では露光エネルギーEの大小が画質に与える影響が大きく、中でも図6のような隣接するライン間相互の干渉のない孤立ドットライン画像LIではその差が明確に現れるため、このような画像をパッチ画像として用いることで露光エネルギーEの最適値を精度よく求めることができるのである。このように好ましい低濃度パッチ画像は、画像全体に対するドットの面積率が20%以下、さらに好ましくは16.7%以下の画像である。   As the patch image used at this time, for example, a 1-on-5-off 1-dot line image LI shown in FIG. 6 can be used. This is because, as described above, in an image having a small exposed area and a spot shape, the magnitude of the exposure energy E has a great influence on the image quality, and in particular, isolation without mutual interference between adjacent lines as shown in FIG. Since the difference appears clearly in the dot line image LI, the optimum value of the exposure energy E can be accurately obtained by using such an image as a patch image. A preferable low-density patch image is an image having a dot area ratio of 20% or less, more preferably 16.7% or less, relative to the entire image.

なお、先にも述べたように、このような細線画像の画質に対しては、逆コントラスト電位Vrの値も大きな影響を及ぼしている。そのため、逆コントラスト電位Vrを考慮していない従来の画像形成装置においては、低濃度画像における画像濃度の調整を露光エネルギーEの制御によって精度よく行うことは困難であった。これに対して、この実施形態では、上記した逆コントラスト電位Vrを適正値に保ちながらライン画像LIを形成しており、その画像濃度に基づいて露光エネルギーEの最適値を求めることによって、より高い精度で露光エネルギーEを最適化することが可能となっている。   As described above, the value of the reverse contrast potential Vr has a great influence on the image quality of such a thin line image. Therefore, in a conventional image forming apparatus that does not consider the reverse contrast potential Vr, it is difficult to accurately adjust the image density in the low density image by controlling the exposure energy E. On the other hand, in this embodiment, the line image LI is formed while maintaining the above-described reverse contrast potential Vr at an appropriate value, and a higher value is obtained by obtaining the optimum value of the exposure energy E based on the image density. It is possible to optimize the exposure energy E with accuracy.

こうして各露光エネルギーでのパッチ画像を形成した後、パッチセンサPSにより各パッチ画像の画像濃度を測定し(ステップS36)、その画像濃度が予め設定された目標濃度、例えば光学濃度OD=0.35に最も近くなる露光エネルギーEを求め、その値を最適露光エネルギーとする(ステップS37)。   After forming a patch image at each exposure energy in this way, the image density of each patch image is measured by the patch sensor PS (step S36), and the image density is a preset target density, for example, optical density OD = 0.35. The exposure energy E that is closest to is obtained, and the value is set as the optimum exposure energy (step S37).

こうして求められた各トナー色における最適現像バイアス値および最適露光エネルギー値については、メモリ127に記憶しておき、以後の画像形成処理において各トナー色でのトナー像形成を行うときにはこれらの値を随時読み出し、現像バイアス電位Vbおよび露光エネルギーEとして設定する。   The optimum development bias value and optimum exposure energy value for each toner color thus obtained are stored in the memory 127, and these values are used as needed when the toner image is formed with each toner color in the subsequent image forming process. Reading, developing bias potential Vb and exposure energy E are set.

なお、このようにして中間転写ベルト71上に形成された各パッチ画像は、パッチセンサPSにより画像濃度が測定された後、図示しないクリーニング部にて中間転写ベルト71表面から除去される。   The patch images thus formed on the intermediate transfer belt 71 are removed from the surface of the intermediate transfer belt 71 by a cleaning unit (not shown) after the image density is measured by the patch sensor PS.

以上のように、この実施形態の画像濃度制御因子の最適化処理では、逆コントラスト電位Vrを常に一定に保持しながらパッチ画像を形成しており、現像バイアス電位Vb等の画像濃度制御因子を種々に変化させた場合でもトナー飛散の抑制と画像品質の確保との両立が図られている。したがって、多量のトナー移行を伴う高濃度パッチ画像を形成するときにもトナーの飛散は少なくなっており、また微小ドットを良好に形成できる状態で低濃度パッチ画像を形成しているのでこのパッチ画像を使用して行う露光エネルギー最適化処理の精度を向上させることができる。   As described above, in the image density control factor optimization process of this embodiment, the patch image is formed while the inverse contrast potential Vr is always kept constant, and various image density control factors such as the developing bias potential Vb are used. Even when changed to the above, it is possible to achieve both suppression of toner scattering and ensuring of image quality. Therefore, even when a high density patch image with a large amount of toner transfer is formed, toner scattering is reduced, and since the low density patch image is formed in a state where fine dots can be satisfactorily formed, this patch image is formed. The accuracy of the exposure energy optimization process performed using can be improved.

そして、このようにして最適化された現像バイアス電位Vbおよび露光エネルギーEを用いるとともに、逆コントラスト電位Vrを一定に保った状態で画像形成を行っているので、この画像形成装置では、細線や微小ドットからなる画像においてもかすれや線幅の不均一などの問題が発生せず、画像品質の優れたトナー像を安定して形成することが可能であると同時に、装置内部へのトナー飛散も効果的に抑制されている。   Since the image forming is performed while using the development bias potential Vb and the exposure energy E optimized in this way and the reverse contrast potential Vr is kept constant, this image forming apparatus uses fine lines and minute lines. It is possible to stably form a toner image with excellent image quality without causing problems such as blurring or non-uniform line width even in an image composed of dots, and at the same time, it is effective for toner scattering inside the device. Is suppressed.

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、上記した実施形態では、高濃度パッチ画像を用いて現像バイアス電位Vbの最適化を行い、その後に低濃度パッチ画像を用いて露光エネルギーEの最適化を行っているが、さらに画像品質を高めるために、露光エネルギー最適化処理の後に低濃度パッチ画像を形成して再度現像バイアス電位Vbの微調整を行うようにしてもよい。また、装置構成を簡略化してコスト低減を図るために、露光エネルギーEを固定値として、現像バイアス電位Vbのみを画像濃度制御因子として用いるようにしてもよい。   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 development bias potential Vb is optimized using a high-density patch image, and then the exposure energy E is optimized using a low-density patch image. In order to increase the density, the low-density patch image may be formed after the exposure energy optimization process and fine adjustment of the developing bias potential Vb may be performed again. In order to simplify the apparatus configuration and reduce the cost, the exposure energy E may be a fixed value and only the development bias potential Vb may be used as an image density control factor.

これらの場合においても、逆コントラスト電位Vrを一定に保ちながら低濃度パッチ画像を形成し、その画像濃度に基づいて最適化処理を行うことによって、装置内部へのトナー飛散を効果的に抑制しながら画像品質の優れたトナー像を安定して形成することが可能となる。   Even in these cases, a low-density patch image is formed while keeping the reverse contrast potential Vr constant, and optimization processing is performed based on the image density, thereby effectively suppressing toner scattering inside the apparatus. A toner image with excellent image quality can be stably formed.

また、上記した実施形態では低濃度パッチ画像として1オン5オフの1ドットライン画像LIを用いているが、低濃度パッチ画像としてはこれに限定されるものではなく、これ以外にも種々のハーフトーン画像やライン画像を用いることができる。例えば、互いに離隔配置された複数の孤立ドットからなる画像を用いてもよく、また上記と異なるオフ本数を有するライン画像を用いてもよい。ただし、極端に低濃度の画像を用いるとパッチセンサPSの測定感度の面で問題がある場合があり、また必要以上に高濃度の画像を用いると低濃度での画像品質のチェックが適切に行えないこととなるので、装置の仕様やトナーの特性に応じて形成すべきパッチ画像を適切に設定する必要がある。   In the above-described embodiment, the 1-on-5-off 1-dot line image LI is used as the low-density patch image. However, the low-density patch image is not limited to this, and various other half-tone images can be used. A tone image or a line image can be used. For example, an image made up of a plurality of isolated dots spaced apart from each other may be used, or a line image having an off-number different from the above may be used. However, if extremely low density images are used, there may be a problem with the measurement sensitivity of the patch sensor PS. If an image with a higher density than necessary is used, the image quality at low density can be checked appropriately. Therefore, it is necessary to appropriately set the patch image to be formed according to the specifications of the apparatus and the characteristics of the toner.

また、上記した実施形態における画像濃度制御因子の最適化処理では、画像濃度制御因子としての現像バイアス電位Vbまたは露光エネルギーEを、その最小値から順に1ステップずつ増加させてパッチ画像を形成し、その画像濃度が目標濃度に最も近くなるときの値を最適値としているが、これに限定されるものではなく、例えば、これらの画像濃度制御因子を最大値から1ステップずつ減少させながらパッチ画像形成を行ってもよいし、また、例えば、各パッチ画像ごとの画像濃度の変化分に基づいて画像濃度制御因子の最適値を算出するようにしてもよい。さらに、この実施形態の現像バイアス最適化処理は露光エネルギーEを最大値に固定して行っているが、これ以外にも例えば露光エネルギーEの中央値を用いて行ってもよい。   In the optimization process of the image density control factor in the above-described embodiment, the development bias potential Vb or the exposure energy E as the image density control factor is increased step by step from the minimum value to form a patch image, The value when the image density is closest to the target density is the optimum value. However, the present invention is not limited to this. For example, patch image formation is performed while decreasing these image density control factors step by step from the maximum value. Alternatively, for example, the optimum value of the image density control factor may be calculated based on the change in the image density for each patch image. Further, the development bias optimization processing of this embodiment is performed with the exposure energy E fixed at the maximum value, but other than this, for example, the median value of the exposure energy E may be used.

また、上記した実施形態は、各現像器4Y、4M、4C、4Kが感光体2に当接した状態で現像を行う接触現像方式による画像形成装置であるが、これ以外に、現像器と感光体とが離間配置された、例えばジャンピング現像などの非接触現像方式による画像形成装置に対しても本発明を適用することが可能である。このような非接触現像方式では、トナーが現像位置にある現像器と感光体との間を飛翔することによって現像を行っているため、上記した接触現像方式の装置よりトナーがさらに飛散しやすくなっている。そのため、このような装置に本発明を適用することによるトナー飛散防止の効果はより顕著なものとなる。   Further, the above-described embodiment is an image forming apparatus using a contact developing method in which development is performed in a state where the developing devices 4Y, 4M, 4C, and 4K are in contact with the photosensitive member 2. The present invention can also be applied to an image forming apparatus using a non-contact development method such as jumping development, which is spaced apart from the body. In such a non-contact development method, the toner is more easily scattered than the above-described contact development method device because the development is performed by flying the toner between the developing unit and the photosensitive member at the development position. ing. Therefore, the effect of preventing toner scattering by applying the present invention to such an apparatus becomes more remarkable.

ジャンピング現像方式の画像形成装置では、トナーの飛翔性を向上させて現像効率を高めるべく、各現像器に与える現像バイアスとしては、図7に示すように、直流成分に交流成分を重畳したもの(同図(a))や正負のデューティ比を変えた交流電圧(同図(b))を用いるのが好ましい。このような現像バイアスを用いる場合には、その現像バイアスの平均値(各図に示す「Vmean」)を先に述べた「現像バイアス電位」と考えればよい。   In the image forming apparatus of the jumping development system, as shown in FIG. 7, a developing bias applied to each developing device is one in which an alternating current component is superimposed on a direct current component in order to improve the flying property of the toner and increase the developing efficiency ( It is preferable to use an alternating voltage (FIG. (B)) in which the positive and negative duty ratios are changed. When such a development bias is used, the average value of the development bias (“Vmean” shown in each figure) may be considered as the “development bias potential” described above.

また、上記した実施形態は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の4色のトナーを用いてフルカラー画像を形成する画像形成装置であるが、単色(例えばブラック)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置に対しても本発明を適用することができる。このようなモノクロ画像形成装置は主に文字等の細線で構成された画像の形成に多用されると考えられるから、このような装置に対して本発明を適用し、細線の画像品質を向上させることはきわめて有効である。   The above-described embodiment is an image forming apparatus that forms a full-color image using four color toners of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). The present invention can also be applied to an apparatus that forms a monochrome image using only black toner. Since such a monochrome image forming apparatus is considered to be frequently used mainly for forming an image composed of fine lines such as characters, the present invention is applied to such an apparatus to improve the image quality of the fine lines. It is extremely effective.

また、上記実施形態では、感光体2上に形成したトナー像を中間転写ベルト71に転写しているが、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、反射型または透過型記録シートなど)にトナー像を転写して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、パッチセンサを感光体上に形成したトナー像の画像濃度を検出できる位置に設け、このパッチセンサによって感光体上のパッチ画像の画像濃度を測定するようにしてもよい。   In the above embodiment, the toner image formed on the photosensitive member 2 is transferred to the intermediate transfer belt 71. However, a transfer medium other than the intermediate transfer belt (transfer drum, transfer belt, transfer sheet, intermediate transfer drum, intermediate transfer belt) The present invention can also be applied to an image forming apparatus that forms an image by transferring a toner image onto a transfer sheet, a reflection type or a transmission type recording sheet. Further, a patch sensor may be provided at a position where the image density of the toner image formed on the photoconductor can be detected, and the image density of the patch image on the photoconductor may be measured by this patch sensor.

また、上記した実施形態は、各トナー色に対応した現像器4Y、4M、4Cおよび4Kが軸中心に配置されたロータリー現像ユニット4を備える画像形成装置であるが、これ以外にも、例えば、各トナー色の現像器を転写媒体の搬送方向に沿って一列に並ぶように設けた、いわゆるタンデム方式の画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。   In the above-described embodiment, the image forming apparatus includes the rotary developing unit 4 in which the developing devices 4Y, 4M, 4C, and 4K corresponding to the respective toner colors are arranged at the center of the axis. The present invention can also be applied to a so-called tandem type image forming apparatus in which the developing units of the respective toner colors are arranged in a line along the transfer medium conveyance direction.

また、上記した実施形態は、負帯電トナーを用いており、また画像部に対応する位置に光ビームLを照射することで感光体2上に静電潜像を形成する画像形成装置であるが、これに限定されるものではなく、正帯電トナーを用いる装置や、非画像部に光を照射して静電潜像を形成するタイプの装置に対しても、本発明を適用することができる。   The above-described embodiment is an image forming apparatus that uses a negatively charged toner and forms an electrostatic latent image on the photoreceptor 2 by irradiating the light beam L to a position corresponding to the image portion. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to an apparatus using positively charged toner and an apparatus that forms an electrostatic latent image by irradiating light to a non-image portion. .

以上のように、この発明では、現像バイアス電位と非画像部電位との間の電位差、すなわち逆コントラスト電位が一定に保たれた状態で画像形成が行われるので、逆コントラスト電位を常に適正値に保持することが可能となっており、そのため、装置内部へのトナー飛散を効果的に抑制しつつ、画像品質の良好なトナー像を形成することができる。また、現像バイアス電位または光ビームのエネルギー密度を変化させながらパッチ画像を形成する時にも、逆コントラスト電位が通常のトナー像形成時と同じ一定値に保持されているので、トナー飛散を抑制しながら現像バイアス電位および光ビームのエネルギー密度の最適化の精度を向上させることができる。   As described above, according to the present invention, since the image formation is performed with the potential difference between the developing bias potential and the non-image portion potential, that is, the reverse contrast potential kept constant, the reverse contrast potential is always set to an appropriate value. Therefore, it is possible to form a toner image with good image quality while effectively suppressing toner scattering inside the apparatus. In addition, when forming a patch image while changing the development bias potential or the energy density of the light beam, the reverse contrast potential is maintained at the same constant value as when a normal toner image is formed. The accuracy of optimization of the developing bias potential and the energy density of the light beam can be improved.

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。1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 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。FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the image forming apparatus in FIG. 1. 図1の画像形成装置における画像濃度制御因子の最適化処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an image density control factor optimization process in the image forming apparatus of FIG. 1. 図1の画像形成装置における現像バイアス最適化処理を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing a developing bias optimization process in the image forming apparatus of FIG. 図1の画像形成装置における露光エネルギー最適化処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing exposure energy optimization processing in the image forming apparatus of FIG. 1. ラインパッチ画像を示す図である。It is a figure which shows a line patch image. ジャンピング現像方式における現像バイアス波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the developing bias waveform in a jumping development system. レーザービームプリンタの原理図である。It is a principle diagram of a laser beam printer.

符号の説明Explanation of symbols

1…制御ユニット(制御手段)、 2…感光体、 3…帯電ユニット、 4…現像ユニット(現像手段)、 6…露光ユニット(露光手段)、 71…中間転写ベルト(転写媒体)、 LI…ラインパッチ画像、 PS…パッチセンサ(濃度検出手段)、 Vb…現像バイアス電位、 Vd…非画像部電位、 Von…画像部電位、 Vr…逆コントラスト電位   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control unit (control means), 2 ... Photoconductor, 3 ... Charging unit, 4 ... Development unit (development means), 6 ... Exposure unit (exposure means), 71 ... Intermediate transfer belt (transfer medium), LI ... Line Patch image, PS ... Patch sensor (density detection means), Vb ... Development bias potential, Vd ... Non-image portion potential, Von ... Image portion potential, Vr ... Inverse contrast potential

Claims (10)

所定の表面電位に帯電された感光体と、
前記感光体表面に向けて光ビームを照射して、前記感光体表面のうち画像部に対応する表面領域の画像部電位と、非画像部に対応する表面領域の非画像部電位とを互いに相違させることによって該表面に静電潜像を形成する露光手段と、
与えられる現像バイアス電位に応じて、前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を形成するときに、前記現像バイアス電位と前記非画像部電位との電位差が一定となるように制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記現像バイアス電位と前記非画像部電位との電位差を前記トナー像を形成するときと同じ値に保ちながら前記現像バイアス電位を多段階に変更設定し、各設定値で形成したパッチ画像の濃度に基づいて画像濃度に影響を与える画像濃度制御因子としての前記現像バイアス電位を最適化し、
前記現像バイアス電位を最適値に設定するとともに、該現像バイアス電位の最適値と前記非画像部電位との電位差が前記トナー像を形成するときと同じ値となるように前記非画像部電位を設定して、前記光ビームのエネルギー密度を多段階に変更設定し、各設定値で形成したパッチ画像としてのパッチ画像全体に対するドットの面積率が20%以下である孤立ドットライン画像の濃度に基づいて画像濃度に影響を与える画像濃度制御因子としての前記光ビームのエネルギー密度を最適化する
ことを特徴とする画像形成装置。
A photoreceptor charged to a predetermined surface potential;
By irradiating the photosensitive member surface with a light beam, the image portion potential of the surface region corresponding to the image portion of the photosensitive member surface is different from the non-image portion potential of the surface region corresponding to the non-image portion. Exposure means for forming an electrostatic latent image on the surface by
Developing means for developing the electrostatic latent image with toner to form a toner image in accordance with a given developing bias potential;
Control means for controlling the potential difference between the developing bias potential and the non-image portion potential to be constant when forming the toner image;
The control means includes
While maintaining the potential difference between the developing bias potential and the non-image portion potential at the same value as when the toner image is formed, the developing bias potential is changed and set in multiple stages, and the density of the patch image formed at each set value is set. Optimize the development bias potential as an image density control factor that affects the image density based on
The developing bias potential is set to an optimum value, and the non-image portion potential is set so that the potential difference between the optimum value of the developing bias potential and the non-image portion potential becomes the same value as when the toner image is formed. Then, the energy density of the light beam is changed and set in multiple stages, and based on the density of an isolated dot line image in which the area ratio of dots with respect to the entire patch image as a patch image formed with each set value is 20% or less An image forming apparatus characterized by optimizing the energy density of the light beam as an image density control factor that affects image density.
前記現像バイアス電位を最適化する際に形成されるパッチ画像が、パッチ画像全体に対するドットの面積率が80%以上の画像である請求項1に記載の画像形成装置。 The developing bias potential patch image formed in optimizing the image forming apparatus according to Motomeko 1 area ratio of the dot Ru image der of 80% or more to the whole patch image. 所定の帯電バイアスを印加されて前記感光体表面を所定の初期表面電位に帯電させる帯電ユニットをさらに備え、
前記制御手段は、暗減衰によって前記初期表面電位から減衰した後の前記感光体の表面電位を前記非画像部電位として、該非画像部電位と前記現像バイアスとの電位差が一定となるように、前記帯電バイアスを制御する請求項1または2に記載の画像形成装置。
A charging unit that applies a predetermined charging bias to charge the surface of the photoreceptor to a predetermined initial surface potential;
The control means uses the surface potential of the photoconductor after attenuated from the initial surface potential by dark decay as the non-image portion potential, so that the potential difference between the non-image portion potential and the developing bias is constant. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the charging bias is controlled.
前記現像手段によって前記感光体上に形成された所定のトナー像、あるいは当該トナー像が転写媒体に転写されてなるトナー像を、パッチ画像としてその画像濃度を検出する濃度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記濃度検出手段の検出結果に基づいて、前記画像濃度制御因子を最適化する請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置。
A density detecting means for detecting a predetermined toner image formed on the photosensitive member by the developing means or a toner image formed by transferring the toner image onto a transfer medium as a patch image;
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit optimizes the image density control factor based on a detection result of the density detection unit.
前記制御手段は、前記濃度検出手段によって各パッチ画像の画像濃度を求め、その画像濃度が予め設定された目標画像濃度に最も近くなる現像バイアス電位をその最適値とすることで前記現像バイアス電位を最適化する請求項4に記載の画像形成装置。   The control means obtains the image density of each patch image by the density detection means, and sets the development bias potential by setting the development bias potential closest to the preset target image density to the optimum value. The image forming apparatus according to claim 4 to be optimized. 前記制御手段は、前記濃度検出手段によって各パッチ画像の画像濃度を求め、その画像濃度が予め設定された目標画像濃度に最も近くなる光ビームのエネルギー密度をその最適値とすることで前記光ビームのエネルギー密度を最適化する請求項4または5に記載の画像形成装置。   The control means obtains the image density of each patch image by the density detection means, and sets the energy density of the light beam that is closest to the preset target image density as the optimum value, thereby making the light beam The image forming apparatus according to claim 4, wherein the energy density of the image forming apparatus is optimized. 前記現像手段は、互いに異なるトナー色に対応した複数の現像器を備えており、前記複数の現像器を順番に所定の現像位置に位置させて当該トナー色でのトナー像を形成することでカラー画像を形成する請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置。   The developing means includes a plurality of developing units corresponding to different toner colors, and the plurality of developing units are sequentially positioned at a predetermined developing position to form a toner image in the toner color. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus forms an image. 前記現像バイアス電位および前記画像部電位の組合せが所定の範囲内で変更可能となっており、かつ、該範囲内での前記現像バイアス電位と前記画像部電位との電位差の最大値と最小値との差が30V以下である請求項1ないし7のいずれかに記載の画像形成装置。   The combination of the developing bias potential and the image portion potential can be changed within a predetermined range, and the maximum value and the minimum value of the potential difference between the developing bias potential and the image portion potential within the range are The image forming apparatus according to claim 1, wherein the difference is 30 V or less. 前記現像バイアス電位および前記画像部電位の組合せが所定の範囲内で変更可能となっており、かつ、該範囲内での前記現像バイアス電位と前記画像部電位との電位差の最大値と最小値との差が20V以下である請求項1ないし7のいずれかに記載の画像形成装置。   The combination of the developing bias potential and the image portion potential can be changed within a predetermined range, and the maximum value and the minimum value of the potential difference between the developing bias potential and the image portion potential within the range are The image forming apparatus according to claim 1, wherein the difference is 20 V or less. 感光体表面を光ビームにより露光して前記感光体表面のうち画像部に対応する表面領域の画像部電位と、非画像部に対応する表面領域の非画像部電位とを互いに相違させることにより該表面に静電潜像を形成するとともに、前記非画像部電位との電位差が一定となるように現像手段に与える現像バイアス電位を制御しながら、該現像手段によって前記静電潜像をトナーにより顕像化して画像信号に応じたトナー像を形成する画像形成方法において、
前記現像バイアス電位と前記非画像部電位との電位差を前記トナー像を形成するときと同じ一定値に保持しながら、これらを多段階に変更設定してその都度所定のパッチ画像を形成し、その画像濃度の測定結果に基づいて前記現像バイアス電位を最適化する工程と、
前記現像バイアス電位を最適値に設定するとともに、該現像バイアス電位の最適値と前記非画像部電位との電位差が前記トナー像を形成するときと同じ一定値となるように前記非画像部電位を設定して、前記光ビームのエネルギー密度を多段階に変更設定してその都度所定のパッチ画像としてのパッチ画像全体に対するドットの面積率が20%以下である孤立ドットライン画像を形成し、その画像濃度の測定結果に基づいて前記光ビームのエネルギー密度を最適化する工程と
を備え、前記現像バイアス電位および前記光ビームのエネルギー密度を最適化された値に設定して前記トナー像を形成することを特徴とする画像形成方法。
The photosensitive member surface is exposed by a light beam, and the image portion potential of the surface region corresponding to the image portion of the photosensitive member surface is made different from the non-image portion potential of the surface region corresponding to the non-image portion. While forming an electrostatic latent image on the surface and controlling the developing bias potential applied to the developing means so that the potential difference from the non-image portion potential is constant, the developing means develops the electrostatic latent image with toner. In an image forming method for forming a toner image according to an image signal by forming an image,
While maintaining the potential difference between the developing bias potential and the non-image portion potential at the same constant value as when forming the toner image, these are changed and set in multiple stages to form a predetermined patch image each time. Optimizing the development bias potential based on the image density measurement results;
The developing bias potential is set to an optimum value, and the non-image portion potential is set so that a potential difference between the optimum value of the developing bias potential and the non-image portion potential is the same constant value as when the toner image is formed. By setting the energy density of the light beam in multiple stages , an isolated dot line image having a dot area ratio of 20% or less with respect to the entire patch image as a predetermined patch image is formed each time. A step of optimizing the energy density of the light beam based on a density measurement result, and setting the developing bias potential and the energy density of the light beam to optimized values to form the toner image. An image forming method.
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