JP4569075B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、特に、複数の画像形成プロセス速度で画像を形成する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の画像形成装置として、例えば感光体ドラムを帯電装置によって所定の電位に帯電した後に露光装置で露光して静電潜像を形成し、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像装置によってトナーで現像してトナー像を形成し、感光体ドラム上に形成されたトナー像を転写装置で記録材に転写し、トナー像が転写された記録材を定着装置で加熱定着するようにしたものが知られている。ここで記録材としては、例えば普通紙、厚紙、OHPシート等、広範囲にわたる汎用性を確保することが要請されている。これらのうち、例えば厚紙のように坪量が大きく、また熱容量の大きい記録材を使用する場合には、普通紙の場合と比較して定着装置における定着熱量を増大させ、トナー像を構成するトナーを十分に加熱溶融することが必要とされる。そこで、例えば普通紙の場合には通常の画像形成プロセス速度で画像形成を行うことで生産性を確保し、例えば厚紙やOHPシートの場合にはこの通常の画像形成プロセス速度よりも遅い画像形成プロセス速度で画像形成を行うことで良好な画質を確保する、複数の画像形成プロセス速度(複数の出力速度モード)を有する画像形成装置が主流となりつつある。
【0003】
ここで、出力速度モード毎に要求される生産性や画質は異なり、画像形成プロセス速度以外の画像形成条件を同一として画像形成を行うと、例えば普通紙の場合と厚紙の場合とで記録材上に形成されるトナー像の画像濃度が変動してしまい、所望とする画質が得られなくなってしまう。そこで、例えば設定された画像形成モードに応じて画像形成プロセス速度を切り替える手段と、設定された画像形成モードに応じて露光装置における発光源の発光量あるいは発光時間の少なくとも一方を切り替える技術が存在する(特許文献1参照)。また、画像形成速度の切り替えに応じて画像形成速度に対応付けて予め記憶されたトナー濃度の設定値を選択し、選択されたトナー濃度の設定値と実際に現像装置内で検出されたトナー濃度とに基づいて現像装置内のトナー濃度制御を行う技術も存在する(特許文献2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−341699号公報(第3-5頁、図1、図4)
【特許文献2】
特開平7−230211号公報(第2頁、図1)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載の画像形成装置では、異なる画像形成プロセス速度に応じて発光源の発光量あるいは発光時間を予め設定された一定の補正係数分だけ増減させているため、画像形成装置の使用環境や使用条件、画像形成装置の個体差等により補正係数が実機と合わない場合には、補正を行っても所望の画像濃度が得られなくなってしまう。また、特許文献2に記載の画像形成装置では、異なる画像形成プロセス速度に応じて現像装置内のトナー濃度を予め設定された一定の設定値に設定しているため、画像形成装置の使用環境や使用条件、画像形成装置の個体差等により設定値が実機と合わない場合には、設定を行っても所望の画像濃度が得られなくなってしまう。
【0006】
特に、最近の画像形成装置では、上述したように使用可能な記録材の種類が非常に多岐にわたるようになってきており、上述した特許文献1や特許文献2のように一定量の補正を行っただけでは、画像濃度の変動を抑えることが困難になってきている。
【0007】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、複数の画像形成プロセス速度における画像濃度の変動を抑制することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、切り替え手段によって画像形成プロセス速度を切り替え、この切替手段にて画像形成プロセス速度が切り替えられる際に、変更手段によって所定の画像形成条件を変更し、この変更手段にて変更された所定の画像形成条件によって得られた画像形成状態を検出手段で検出し、この検出手段にて検出された画像形成状態に基づいて、調整手段で所定の画像形成条件を調整する。
【0009】
ここで、変更手段にて変更される所定の画像形成条件は、像担持体を帯電する帯電器に印加する帯電バイアスであり、検出手段にて検出される画像形成状態は、帯電器によって帯電された像担持体の帯電電位であることを特徴とすることができる。また、変更手段にて変更される所定の画像形成条件は、帯電された像担持体に静電潜像を形成する露光器に印加する露光バイアスであり、検出手段にて検出される画像形成状態は、露光器によって像担持体上に形成された静電潜像を現像することで得られるトナー像の画像濃度であることを特徴とすることができる。さらに、変更手段にて変更される所定の画像形成条件は、像担持体に形成される静電潜像の階調であり、検出手段にて検出される画像形成状態は、像担持体上に形成された静電潜像を現像することで得られるトナー像の画像濃度であることを特徴とすることができる。さらにまた、変更手段にて変更される所定の画像形成条件は、像担持体に形成された静電潜像をキャリアおよびトナーからなる現像剤で現像する現像器中のトナー濃度であり、検出手段にて検出される画像形成状態は、現像器中のトナー濃度であることを特徴とすることができる。
【0010】
また、他の観点から捉えると、本発明の画像形成装置は、設定された画像形成モードに応じて、速度変更手段により画像形成プロセス速度を変更し、この速度変更手段にて画像形成プロセス速度が変更される際に、条件設定手段により基準となる画像形成モードでは画像形成条件の設定値として基準値を設定し、他の画像形成モードでは画像形成条件の設定値として基準値に補正係数を加味した補正値を設定し、速度変更手段にて画像形成プロセス速度が変更された後に、修正手段により補正係数を修正し、この修正手段にて修正された補正係数を記憶手段に記憶する。
ここで、条件設定手段は、他の画像形成モードでは記憶手段に記憶された補正係数を読み出すことを特徴とすることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
―実施の形態1―
図1は本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図1に示す画像形成装置は、本体1に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系10、記録用紙P(シート)を搬送するシート搬送系40、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるIPS(Image Processing System)50とを備えている。
【0012】
画像プロセス系10は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニット11Y,11M,11C,11K、この画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト21上に多重転写させる転写ユニット20、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるROS(Raster Output Scanner)30を備えている。また本体1には、転写ユニット20によって二次転写された記録用紙P(シート)上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙Pに定着させる定着器29を備えている。更に、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ19Y,19M,19C,19Kが設けられている。
【0013】
転写ユニット20は、中間転写体である中間転写ベルト21を駆動するドライブロール22、中間転写ベルト21に一定のテンションを付与するテンションロール23、重畳された各色のトナー像を記録用紙Pに二次転写するためのバックアップロール24、中間転写ベルト21上に存在する残留トナー等を除去するベルトクリーナ25を備えている。中間転写ベルト21は、このドライブロール22とテンションロール23およびバックアップロール24との間に一定のテンションで掛け回されており、定速性に優れた専用の駆動モータ(図示せず)によって回転駆動されるドライブロール22により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト21は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材(ゴムまたは樹脂)にて抵抗調整されたものが使用されている。ベルトクリーナ25は、クリーニングブラシ25aおよびクリーニングブレード25bを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト21の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
【0014】
ROS30は、図示しないレーザダイオード、変調器の他、レーザダイオードから出射されたレーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)を偏向走査するポリゴンミラー31を備えている。図1に示す例では、ROS30は、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの下方に備えられることから、トナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ROS30は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム32を設け、また、レーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)が通過するガラス製のウィンドウ33をこのフレーム32の上方に設けて、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。
【0015】
シート搬送系40は、画像が記録される記録用紙P(シート)を積載して供給する給紙装置41、給紙装置41から記録用紙Pを取り上げて供給するナジャーロール42、ナジャーロール42から供給された記録用紙Pを1枚ずつ分離して搬送するフィードロール43、フィードロール43により1枚ずつに分離された記録用紙Pを画像転写部に向けて搬送する搬送路44を備えている。また、搬送路44を介して搬送された記録用紙Pに対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール45、二次転写位置に設けられバックアップロール24に圧接して記録用紙P上に画像を二次転写する二次転写ロール46を備えている。更に、定着器29によってトナー画像が定着された記録用紙Pを本体1の機外に排出する排出ロール47、排出ロール47によって排出された記録紙を積載する排出トレイ48を有する。また、定着器29によって定着された記録用紙Pを反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット49を備えている。
【0016】
次に、画像プロセス系10における画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kについて詳述する。図2は、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの構成および制御系を説明するための図である。画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kは、例えばイエロー画像形成ユニット11Yを例にすると、トナー像を担持させる像担持体としての感光体ドラム12Y、感光体ドラム12Yを帯電させる帯電ロール13Y、帯電ロール13Yによって帯電され、ROS30からのレーザ光LB-Yによって感光体ドラム12Y上に形成された静電潜像を現像する現像器14Y、中間転写ベルト21を挟んで感光体ドラム12Yに対向して設けられ、感光体ドラム12Y上に現像されたトナー像を中間転写ベルト21上に転写する一次転写ロール15Y、転写後に感光体ドラム12Y上に残った残留トナーを除去するドラムクリーナ16Yを備えている。また、帯電ロール13Yには帯電バイアスを印加するための帯電バイアス電源(Power Supply:PS)13aYが接続されており、感光体ドラム12Yには感光体ドラム12Yの表面電位を検出する検出手段の一つとしての感光体電位検出センサ17Yが対向配置されている。さらに、本実施の形態では、現像剤としてキャリアおよびトナーを含有する所謂二成分現像剤が用いられており、現像器14Yには、現像剤中のトナー濃度を検出する検出手段の一つとしてのトナー濃度検出センサ18Yが設けられている。そして、トナーカートリッジ19Yには、現像器14Yに対して新たな現像剤を供給する際に駆動される供給駆動モータ19aYが取り付けられている。なお、他の画像形成ユニット11M,11C,11Kも、イエロー画像形成ユニット11Yと同じ構成を有している。
【0017】
また、黒画像形成ユニット11Kよりも中間転写ベルト21の移動方向下流側には、中間転写ベルト21上に転写されたトナー像の濃度を検出する検出手段の一つとしての画像濃度検出センサ26が配設され、この画像濃度検出センサ26に隣接して検出手段の一つとしての温度センサ27および湿度センサ28が配設されている。ROS30には、各色成分画像に対応したレーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)を出射するレーザダイオード(Laser Diode:LD)34(34Y,34M,34C,34K)が設けられており、各レーザダイオード34(34Y,34M,34C,34K)には、それぞれ、駆動電圧を印加するためのLD駆動電源35(35Y,35M,35C,35K)が接続されている。また、各装置(各部)の動作を制御する変更手段(速度変更手段)、調整手段、条件設定手段、修正手段としての制御部60が設けられている。
【0018】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な画像形成動作について説明する。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばR(赤)、G(緑)、B(青)の各8ビットの反射率データとしてIPS50に入力される。IPS50では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4色の色材階調データに変換され、ROS30に出力される。
【0019】
ROS30では、入力された色材階調データに応じて、レーザダイオード34(34Y,34M,34C,34K)から出射されたレーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)を、f−θレンズ(図示せず)を介してポリゴンミラー31に出射している。ポリゴンミラー31では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12に照射している。画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kにて、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像として現像される。
【0020】
画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト21上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット11Kは、中間転写ベルト21の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト21に対して最後に一次転写される。
【0021】
一方、シート搬送系40では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール42が回転し、給紙装置41から所定サイズの記録用紙Pが供給される。フィードロール43により1枚ずつ分離された記録用紙Pは、搬送路44を経てレジストロール45に搬送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト21の移動タイミングに合わせてレジストロール45が回転し、記録用紙Pは、バックアップロール24および二次転写ロール46によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙Pには、圧接力および所定の電界を用いて、4色が多重されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙Pは、定着器29によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール47によって本体1の上部に設けられた排出トレイ48に排出される。尚、排出トレイ48にそのまま排出せずに、図示しない切り替えゲートによって搬送方向を切り替え、定着器29によって定着された記録用紙Pを両面用搬送ユニット49によって反転させることもできる。この反転された記録用紙Pをレジストロール45に搬送した後、前述と同様な流れによって、印刷されていない他の面について画像を形成することで、記録用紙Pの両面に画像を形成することが可能となる。
【0022】
本実施の形態では、記録用紙Pの種類や要求される解像度等に応じて、画像形成プロセス速度の異なる複数の画像形成モードが選択されるようになっている。例えば、記録用紙Pとして普通紙を使用する普通紙モードでは画像形成プロセス速度が104mm/secに設定され、記録用紙Pとして厚紙やOHPシートを使用する厚紙モードでは画像形成プロセス速度が半分の52mm/secに設定される。このような画像形成プロセス速度の切り替えは、切替手段としての制御部60によって行われる。そして、本実施の形態では、設定された画像形成プロセス速度に基づいて、帯電ロール13に印加する帯電バイアスの大きさが調整されるようになっている。
【0023】
図3は、画像形成条件の一つとしての帯電ロール13に印加する帯電バイアスの大きさを制御する制御部60の制御ブロックを示している。制御部60のCPU61は、ROM62に記憶されたプログラムに従い、RAM63との間で適宜データのやりとりを行いながら処理を実行する。また、CPU61は、記憶手段としてのEEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)64に対するデータの書き込みおよび読み出し処理を実行する。そして、この制御部60には、入力インターフェース65を介して、各感光体電位検出センサ17(17Y,17M,17C,17K)から各感光体ドラム12(12Y,12M,12C,12K)の電位情報が、温度センサ27から温度情報、湿度センサ28から湿度情報が入力される。また、制御部60は、出力インターフェース66を介して、各帯電バイアス電源13a(13aY,13aM,13aC,13aK)に制御信号を出力する。
【0024】
次に、本実施の形態における帯電バイアスの設定動作について説明する。図4は、帯電バイアスの設定動作における基本的な処理の流れを示すフローチャートである。
このプロセスでは、まず、普通紙モードが選択されているか否かを判断する(ステップ101)。ここで、普通紙モードが選択されている場合(記録用紙Pとして普通紙を使用する場合)は、帯電ロール印加バイアスの速度補正オフセット量KVHを0に、速度モードを0(速度モード0:画像形成プロセス速度=104mm/sec)に設定する(ステップ102)。
一方、ステップ101において、普通紙モードが選択されていない場合、換言すれば、厚紙モードが選択されている場合は、EEPROM64に格納されている感光体帯電電位に対する速度補正量Kspvを読み出し(ステップ103)、補正係数としての帯電ロール印加バイアスの速度補正オフセット量KVHを計算すると共に、速度モードを1(速度モード1:画像形成プロセス速度=52mm/sec)に設定する(ステップ104)。ここで、速度補正量Kspvは、感光体ドラム12を帯電する帯電ロール13に印加する帯電バイアスのうち速度に関わる補正量を意味し、初期においては0である。また、速度補正オフセット量KVHは、帯電ロール印加バイアスの基準補正オフセット量KVH1と、速度補正量Kspvおよび速度補正量の効き補正係数Rの商とを加えたものであり、これらのうち基準補正オフセット量KVH1は予め設定された値である。そして、得られた速度補正オフセット量KVHのリミット処理を行う(ステップ105)。これは、得られた速度補正オフセット量KVHの値が極端に大きくなったり小さくなったりした場合に、速度補正オフセット量KVHの値を許容される最大値あるいは最小値に変換する処理である。
【0025】
次いで、ステップ102あるいはステップ104(105)で求められた速度補正オフセット量KVHに基づいて、帯電バイアス電源13aによって帯電ロール13に印加する基準値あるいは補正値としての帯電ロール印加バイアスVHの大きさを計算する(ステップ106)。この帯電ロール印加バイアスVHは、帯電ロール印加バイアス基準値VH0と速度補正オフセット量KVHとを加算して得られる。したがって普通紙モードの場合には、帯電ロール印加バイアスVH=帯電ロール印加バイアス基準値VH0(基準値)となる。次に、感光体ドラム12の電位を検出するタイミングであるか否かを判断する(ステップ107)。本実施の形態では、どの画像形成モードが選択されているかとは無関係に、記録用紙Pを50枚出力する(記録用紙P50枚に画像を形成する)毎に感光体ドラム12の電位(暗電位:非画像形成部の電位)を検出するようになっている。ここで、電位検出タイミングでない場合には、RETURNして処理を続行する。一方、電位検出タイミングである場合には、ステップ106で設定された帯電ロール印加バイアスVHにて感光体ドラム12を帯電する(ステップ108)。次いで、感光体電位検出センサ17によって帯電後の感光体ドラム12の帯電電位(感光体帯電電位)Vhを検出し(ステップ109)、所望とする感光体ドラム12の帯電電位(感光体帯電電位目標値)Vh0との電位差ΔVhを計算する(ステップ110)。そして、求められた電位差ΔVhより、感光体帯電電位目標値Vh0に感光体帯電電位Vhを近づけるように帯電ロール印加バイアス基準値VH0を補正する(ステップ111)。
【0026】
そして、EEPROM64に格納されている前回の電位検出タイミングにおける速度モード(前回速度モード)を読み出し(ステップ112)、前回速度モードが今回の電位検出タイミングにおける速度モード(今回速度モード)と同じかどうかを判断する(ステップ113)。ここで、今回速度モードが前回速度モードと異なる場合には、速度モードの変更順序に応じて、電位差ΔVhより速度補正量Kspvを算出し(ステップ114)、算出した速度補正量KspvをEEPROM64に書き込む(ステップ115)。一方、今回速度モードが前回速度モードと同じ場合には、そのまま次のステップに進む。そして、前回速度モードを今回速度モードに置き換え(ステップ116)、前回速度モードをEEPROM64に書き込み(ステップ117)、その後RETURNして処理を続行する。
【0027】
なお、本実施の形態では、このような制御が各画像形成ユニット10毎にそれぞれ独立して行われる。また、ステップ113において今回速度モードが前回速度モードと異なる場合に、速度補正量Kspvを算出しているが、例えば温度センサ27あるいは湿度センサ28によって、前回速度モード実行時の使用環境と今回速度モード実行時の使用環境が著しく異なる(気温や湿度の急激な変化が発生する)ことが検出されるような場合には、速度補正量Kspvの算出を行わないかあるいは得られた速度補正量Kspvの値をEEPROM64に書き込まないことが好ましい。また、前回速度モード実行時と今回速度モード実行時とのインターバルが著しく長くなってしまった場合にも同様である。
【0028】
次に、上述した帯電バイアスの設定動作について、一例をあげて説明する。図5は、画像形成装置の使用初期段階における記録用紙Pの出力枚数と、帯電ロール印加バイアスVH、帯電ロール印加バイアス基準値VH0、感光体帯電電位Vhとの関係を示すタイミングチャートである。また、図中の矢印a,b,cは、トータルの出力枚数が50枚に達するタイミング、つまり感光体ドラム12の電位を検出する電位検出タイミングを示している。初期段階においては、速度補正量Kspvの精度がまだ十分でないために、記録用紙Pを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に、個体差や環境条件の相違等によって多少の誤差が生じ、その結果、補正前の感光体帯電電位Vhは感光体帯電電位目標値Vh0から多少ずれてしまう。一方、図6は、画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙Pの出力枚数と、帯電ロール印加バイアスVH、帯電ロール印加バイアス基準値VH0、感光体帯電電位Vhとの関係を示すタイミングチャートである。また、図中の矢印e,f,gは、トータルの出力枚数が50枚に達するタイミング、つまり感光体ドラム12の電位を検出する電位検出タイミングを示している。この段階になると、速度補正量Kspvの精度が十分なものとなり、記録用紙Pを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に生じる誤差が非常に少なくなっていることがわかる。その結果、補正前の感光体帯電電位Vhが感光体帯電電位目標値Vh0に近づくこと、すなわち常時感光体ドラム12を略感光体帯電電位目標値Vh0の大きさに帯電できるようになることがわかる。
【0029】
なお、従来の画像形成装置では、普通紙モードと厚紙モードとで帯電ロール印加バイアスVHを予め決められた固定補正量で補正しているだけである。したがって、画像形成装置をある程度使用した後においても、図5に示したように、補正前の感光体帯電電位Vhが感光体帯電電位目標値Vh0から多少ずれた状態が維持されてしまう。
【0030】
本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードとで画像形成プロセス速度が変更される場合に、そのときの感光体ドラム12の帯電電位(感光体帯電電位Vh)と感光体帯電電位目標値Vh0との偏差に基づいて帯電ロール13に印加する帯電ロール印加バイアスVHの補正量を最適化するようにした。このため、普通紙モードから厚紙モードに切り替えられた場合、あるいは、厚紙モードから普通紙モードに切り替えられた場合に、感光体ドラム12の帯電電位の変化を小さくすることができる。その結果、形成される画像の画像濃度の変動を抑制することが可能になる。また、本実施の形態では、各感光体ドラム12毎に帯電電位の最適化を行っているため、色毎の相違も小さくすることができる。さらに、本実施の形態では、前回速度モードや速度補正量Kspvを不揮発性のEEPROM64に格納しているので、電源を切った後も記憶内容が保持され、次に使用する際にも蓄積された情報を利用することができる。
【0031】
なお、本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードの2モード(二つの画像形成プロセス速度)を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、3モード以上の画像形成プロセス速度を有する画像形成装置に対しても同様に適用可能である。
また、本実施の形態では、感光体電位検出センサ17にて感光体ドラム12の暗電位を検出し、これに基づいて帯電ロール13に印加する帯電ロール印加バイアスVHを調整する例について説明を行ったが、これに限られるものではなく、例えば、感光体電位検出センサ17にてレーザ露光された感光体ドラム12の電位(明電位)を検出し、これに基づいてレーザダイオード34の露光量あるいは露光時間の補正を行うようにしてもよい。
【0032】
―実施の形態2―
本実施の形態は、実施の形態1と略同様であるが、帯電ロール13に印加する帯電ロール印加バイアスに代えて、レーザダイオード34(以下、必要に応じてLDと省略する)の光量を制御して画像濃度を調整するようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態1と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
図7は、画像形成条件の一つとしてのレーザダイオード34の光量、具体的にはレーザダイオード34を駆動する駆動電圧の大きさを制御する制御部60の制御ブロックを示している。この制御部60には、入力インターフェース65を介して、画像濃度検出センサ26から画像濃度検知情報が、温度センサ27から温度情報、湿度センサ28から湿度情報が入力される。また、制御部60は、出力インターフェース66を介して、各LD駆動電源35(35Y,35M,35C,35K)に制御信号を出力する。
【0033】
次に、本実施の形態におけるレーザダイオード34の光量(LD光量)の設定動作について説明する。図8はLD光量の設定動作における基本的な処理の流れを示すフローチャートである。
このプロセスでは、まず、普通紙モードが選択されているか否かを判断する(ステップ201)。ここで、普通紙モードが選択されている場合は、LD駆動電圧の速度補正オフセット量KLDを100に、速度モードを0に設定する(ステップ202)。一方、ステップ201において普通紙モードが選択されていない場合、換言すれば、厚紙モードが選択されている場合は、EEPROM64に格納されているLD駆動電圧に対する速度補正量Kspldを読み出し(ステップ203)、LD駆動電圧の速度補正オフセット量KLDを計算すると共に、速度モードを1に設定する(ステップ204)。ここで、速度補正量Kspldは、レーザダイオード34の駆動電圧のうち速度に関わる補正量を意味し、初期においては0である。また、速度補正オフセット量KLDは、LD駆動電圧の基準補正オフセット量KLD1と、速度補正量Kspldおよび速度補正量の効き補正係数Rの商とを加えたものであり、これらのうち基準補正オフセット量KLD1は予め設定された値である。そして、得られた速度補正オフセット量KLDのリミット処理を行う(ステップ205)。
【0034】
次いで、ステップ202あるいはステップ204(205)で求められた速度補正オフセット量KLDに基づいて、LD駆動電源35によってレーザダイオード34に印加するLD駆動電圧VLDの大きさを計算する(ステップ206)。このLD駆動電圧VLDは、LD駆動電圧基準値VLD0と速度補正オフセット量KLDとの積を100で割って得られる。したがって普通紙モードの場合には、LD駆動電圧VLD=LD駆動電圧基準値VLD0となる。
次に、画像形成パッチを作成するタイミングであるか否かを判断する(ステップ207)。本実施の形態では、どの画像形成モードが選択されているかとは無関係に、記録用紙Pを50枚出力する毎に感光体ドラム12上に画像パッチを作成し、中間転写ベルト21上に転写するようになっている。ここで、画像パッチ作成タイミングでない場合は、RETURNして処理を続行する。一方、画像パッチ作成タイミングである場合には、ステップ206で設定されたLD駆動電圧VLDにて感光体ドラム12上に画像パッチ用の静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像器14で現像し、一次転写ロール15で中間転写ベルト21上に転写する(ステップ208)。次いで、画像濃度検出センサ26によって中間転写ベルト21上の画像パッチの画像濃度を検出し(ステップ209)、基準化を行ってパッチ画像濃度RADCを求め(ステップ210)、所望とするパッチ画像濃度目標値RADC0との濃度差ΔRADCを計算する(ステップ211)。そして、求められた濃度差ΔRADCに基づいて、パッチ画像濃度目標値RADC0にパッチ画像濃度RADCを近づけるようにLD駆動電圧基準値VLD0を補正する(ステップ212)。
【0035】
そして、EEPROM64に格納されている前回の画像パッチ作成タイミングにおける速度モード(前回速度モード)を読み出し(ステップ213)、前回速度モードが今回の画像パッチ作成タイミングにおける速度モード(今回速度モード)と同じかどうかを判断する(ステップ214)。ここで、今回速度モードが前回速度モードと異なる場合には、速度モードの変更順序に応じて、濃度差ΔRADCより速度補正量Kspldを算出し(ステップ215)、算出した速度補正量KspldをEEPROM64に書き込む(ステップ216)。一方、今回速度モードが前回速度モードと同じ場合には、そのまま次のステップに進む。そして、前回速度モードを今回速度モードに置き換え(ステップ217)、前回速度モードをEEPROM64に書き込み(ステップ218)、その後RETURNして処理を続行する。
【0036】
なお、本実施の形態においても、このような制御が各画像形成ユニット10毎にそれぞれ独立して行われる。また、ステップ214において今回速度モードが前回速度モードと異なる場合に、速度補正量Kspldを算出しているが、例えば温度センサ27および湿度センサ28によって、前回速度モード実行時の使用環境と今回速度モード実行時の使用環境が著しく異なる(気温や湿度の急激な変化が発生する)ことが検出されるような場合には、速度補正量Kspldの算出を行わないか、あるいは得られた速度補正量Kspldの値をEEPROM64に書き込まないことが好ましい。また、前回速度モード実行時と今回速度モード実行時とのインターバルが著しく長くなってしまった場合にも同様である。
【0037】
次に、上述したLD駆動電圧の設定動作について、一例をあげて説明する。図9は、画像形成装置の使用初期段階における記録用紙Pの出力枚数と、レーザダイオード34の光量(LD光量)、LD駆動電圧基準値VLD0、パッチ画像濃度RADCとの関係を示すタイミングチャートである。ここで、LD光量は、略LD駆動電圧に対応する。また、図中の矢印a,b,cは、トータルの出力枚数が50枚に達するタイミング、つまり画像パッチ作成タイミングを示している。初期段階においては、速度補正量Kspldの精度がまだ十分でないために、記録用紙Pを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に、個体差や環境条件の相違等によって多少の誤差が生じ、その結果、補正前のパッチ画像濃度RADCはパッチ画像濃度目標値RADC0から多少ずれてしまう。一方、図10は、画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙Pの出力枚数と、レーザダイオード34の光量(LD光量)、LD駆動電圧基準値VLD0、パッチ画像濃度RADCとの関係を示すタイミングチャートである。また、図中の矢印e,f,gは、トータルの出力枚数が50枚に達するタイミング、つまり画像パッチ作成タイミングを示している。この段階になると、速度補正量Kspldの精度が十分なものとなり、記録用紙Pを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に生じる誤差が非常に少なくなっていることがわかる。その結果、補正前のパッチ画像濃度RADCがパッチ画像濃度目標値RADC0に近づくこと、すなわち画像濃度を所望とする濃度に設定できることがわかる。
【0038】
なお、従来の画像形成装置では、普通紙モードと厚紙モードとでLD駆動電圧VLDを予め決められた固定補正量で補正しているだけである。したがって、画像形成装置をある程度使用した後においても、図9に示したように、補正前のパッチ画像濃度RADCがパッチ画像濃度目標値RADC0から多少ずれた状態が維持されてしまう。
【0039】
本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードとで画像形成プロセス速度が変更される場合に、中間転写ベルト21に形成されるパッチ画像濃度RADCとパッチ画像濃度目標値RADC0との偏差に基づいてレーザダイオード34の光量、具体的にはレーザダイオード34を駆動するLD駆動電圧VLDの補正量を最適化するようにした。このため、普通紙モードから厚紙モードに切り替えられた場合、あるいは、厚紙モードから普通紙モードに切り替えられた場合に、形成される画像の画像濃度の変動を抑制することができる。
【0040】
なお、本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードの2モード(二つの画像形成プロセス速度)を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、3モード以上の画像形成プロセス速度を有する画像形成装置に対しても同様に適用可能である。
また、本実施の形態では、レーザダイオード34の光量を調整するようにしていたが、これに限られるものではなく、例えば、レーザダイオード34の点灯時間を調整するようにしてもよい。さらに、レーザダイオード34だけでなく、例えば帯電ロール13に印加する帯電バイアス、現像器14の現像ロールに印加する現像バイアス、あるいは一次転写ロール15に印加する一次転写バイアス等を調整するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、中間転写ベルト21上に形成された画像パッチを読み取ってレーザダイオード34の光量を調整していたが、これに限られるものではなく、例えば形成した画像パッチを記録用紙Pに転写し、定着器29で定着後の画像パッチを画像濃度センサで読み取り、この読み取り結果に基づいてレーザダイオード34の光量や定着器29の定着温度等を調整することも可能である。この場合は、画像の反射濃度だけでなく、例えば画像の光沢度に基づく調整を行うことも可能になる。さらに、感光体ドラム12上に形成された画像パッチを画像濃度センサで読み取り、この読み取り結果に基づいてレーザダイオード34の光量を調整することも可能である。
【0041】
―実施の形態3―
本実施の形態は、実施の形態2と略同様であるが、さらに厚紙モードにおける階調補正を行うようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態2と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。また、本実施の形態における制御部60の制御ブロックは、実施の形態2と同様である(図7参照)。さらに、階調補正を行う方式としては、本実施の形態で説明する露光光量の強度を変調する方式の他に、露光パルス時間を変調する方式がある。
ここで、階調補正について簡単に説明する。図11(a)は、普通紙モード(通常速)あるいは厚紙モード(半速)における、入力信号Cinと得られる画像濃度Doutとの関係を示している。ここで入力信号Cinは、例えば8bit(0〜255)階調である。入力信号Cinと得られる画像濃度Doutとが破線で示す線形の関係にあることが理想的とされるが、実際には入力信号Cinに応じてある程度上下にずれてしまう。また、普通紙モードと厚紙モードとでは、そのずれ量も異なっていることが理解される。そこで、従来の画像形成装置では、ずれ量を補正するために入力信号Cinを予め所定量だけ増減させた出力信号PLUTを作成し、これに基づいて画像形成を行っている、図11(b)は、画像濃度Doutのズレを補正するための入力信号Cinと出力信号PLUTとの関係を示している。ただし、従来の画像形成装置では、普通紙モードと厚紙モードとで予め決められた固定補正量で階調補正しているだけである。このため、画像形成装置の個体差や環境条件等によっては、誤差が大きくなってしまうこともあった。
【0042】
次に、本実施の形態における階調補正の設定動作について説明する。図12は、階調補正の設定動作における基本的な処理の流れを示すフローチャートである。
このプロセスでは、まず、普通紙モードが選択されているか否かを判断する(ステップ301)。ここで、普通紙モードが選択されている場合は、入力信号CinA(図11参照、例えば30%とする)における速度補正オフセット量KLUTAを0に、速度モードを0に設定する(ステップ302)。一方、ステップ301において普通紙モードが選択されていない場合、換言すれば、厚紙モードが選択されている場合は、EEPROM64に格納されている階調補正に対する速度補正量Kspluを読み出し(ステップ303)、入力信号CinAにおける速度補正オフセット量KLUTAを計算すると共に、速度モードを1に設定する(ステップ304)。ここで、速度補正量Kspluは、レーザダイオード34の駆動電圧(露光光量強度変調方式の場合)またはパルス点灯幅(露光パルス時間変調方式の場合)のうち速度に関わる補正量を意味し、初期においては0である。また、速度補正オフセット量KLUTAは、入力信号CinAにおける基準補正オフセット量KLUTA1と、速度補正量Kspluおよび速度補正量の効き補正係数Rの商とを加えたものであり、これらのうち基準補正オフセット量KLUTA1は予め設定された値である。そして、得られた速度補正オフセット量KLUTAのリミット処理を行う(ステップ305)。
【0043】
次いで、ステップ302あるいはステップ304(305)で求められた速度補正オフセット量KLUTAに基づいて、入力信号CinAにおける出力信号PLUTAの大きさを計算する(ステップ306)。この出力信号PLUTAは、入力信号CinAにおける出力信号基準値PLUTA0と速度補正オフセット量KLUTAとを加算して得られる。したがって普通紙モードの場合には、出力信号PLUTA=出力信号基準値PLUTA0となる。
次に、画像形成パッチを作成するタイミングであるか否かを判断する(ステップ307)。本実施の形態では、どの画像形成モードが選択されているかとは無関係に、記録用紙Pを50枚出力する毎に感光体ドラム12に画像パッチを作成し、中間転写ベルト21に転写するようになっている。ここで、画像パッチ作成タイミングでない場合は、RETURNして処理を続行する。一方、画像パッチ作成タイミングである場合には、ステップ306で設定された出力信号PLUTAにて感光体ドラム12上に画像パッチを作成し、一次転写ロール15で中間転写ベルト21上に転写する(ステップ308)。次いで、画像濃度検出センサ26によって中間転写ベルト21上の画像パッチの画像濃度を検出し(ステップ309)、基準化を行ってパッチ画像濃度RADCAを求め(ステップ310)、所望とするパッチ画像濃度目標値RADCA0との濃度差ΔRADCAを計算する(ステップ311)。そして、求められた濃度差ΔRADCAに基づいて、パッチ画像濃度目標値RADCA0にパッチ画像濃度RADCAを近づけるように出力信号基準値PLUTA0を補正する(ステップ312)。
【0044】
そして、EEPROM64に格納されている前回の画像パッチ作成タイミングにおける速度モード(前回速度モード)を読み出し(ステップ313)、前回速度モードが今回の画像形成パッチ作成タイミングにおける速度モード(今回速度モード)と同じかどうかを判断する(ステップ314)。ここで、今回速度モードが前回速度モードと異なる場合には、速度モードの変更順序に応じて、濃度差ΔRADCAより速度補正量Kspluを算出し(ステップ315)、算出した速度補正量KspluをEEPROM64に書き込む(ステップ316)。一方、今回速度モードが前回速度モードと同じ場合には、そのまま次のステップに進む。そして、前回速度モードを今回速度モードに置き換え(ステップ317)、前回速度モードをEEPROM64に書き込み(ステップ318)、その後RETURNして処理を続行する。
【0045】
なお、本実施の形態においても、このような制御が各画像形成ユニット10毎にそれぞれ独立して行われる。また、ステップ314において今回速度モードが前回速度モードと異なる場合に、速度補正量Kspluを算出しているが、例えば温度センサ27および湿度センサ28によって、前回速度モード実行時の使用環境と今回速度モード実行時の使用環境が著しく異なる(気温や湿度の急激な変化が発生する)ことが検出されるような場合には、速度補正量Kspluの算出を行わないか、あるいは得られた速度補正量Kspluの値をEEPROM64に書き込まないことが好ましい。また、前回速度モード実行時と今回速度モード実行時とのインターバルが著しく長くなってしまった場合にも同様である。
【0046】
次に、上述した階調補正の設定動作について、一例を挙げて説明する。図13は、画像形成装置の使用初期段階における記録用紙Pの出力枚数と、出力信号PLUTA、出力信号基準値PLUTA0、パッチ画像濃度RADCAとの関係を示すタイミングチャートである。なお、図中の矢印a,b,cは、トータルの出力枚数が50枚に達するタイミング、つまり画像パッチ作成タイミングを示している。初期段階においては、速度補正量Kspluの精度がまだ十分でないために、記録用紙Pを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に、個体差や環境条件の相違等によって多少の誤差が生じ、その結果、補正前のパッチ画像濃度RADCAはパッチ画像濃度目標値RADCA0から多少ずれてしまう。一方、図14は、画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙Pの出力枚数と、出力信号PLUTA、出力信号基準値PLUTA0、パッチ画像濃度RADCAとの関係を示すタイミングチャートである。また、図中の矢印e,f,gは、トータルの出力枚数が50枚に達するタイミング、つまり画像パッチ作成タイミングを示している。この段階になると、速度補正量Kspluの精度が十分なものとなり、記録用紙Pを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に生じる誤差が非常に少なくなっていることがわかる。その結果、補正前のパッチ画像濃度RADCAがパッチ画像濃度目標値RADCA0に近づくこと、すなわち画像濃度を所望とする濃度に設定できることがわかる。
【0047】
なお、従来の画像形成装置では、普通紙モードと厚紙モードとで階調を予め決められた固定補正量で補正しているだけである。したがって、画像形成装置をある程度使用した後においても、図13に示したように、補正前のパッチ画像濃度RADCAがパッチ画像濃度目標値RADCA0から多少ずれた状態が維持されてしまう。
【0048】
本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードとで画像形成プロセス速度が変更される場合に、中間転写ベルト21に形成されるパッチ画像濃度RADCAとパッチ画像濃度目標値RADCA0との偏差に基づいて階調補正カーブの補正量を最適化するようにした。このため、普通紙モードから厚紙モードに切り替えられた場合、あるいは、厚紙モードから普通紙モードに切り替えられた場合に、形成される画像の画像濃度の変動を抑制することができる。
【0049】
なお、本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードの2モード(二つの画像形成プロセス速度)を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、3モード以上の画像形成プロセス速度を有する画像形成装置に対しても同様に適用可能である。
また、本実施の形態では、入力信号CinAが30%の場合における出力信号PLUTAの補正を行っていたが、他の入力信号CinB、CinC等に対して同様に出力信号PLUTB、PLUTC等の補正を行うようにしてもよい。
【0050】
―実施の形態4―
本実施の形態は、実施の形態1、2と略同様であるが、帯電ロール13に印加する帯電ロール印加バイアスや、レーザダイオード34を駆動するLD駆動電圧に代えて、現像器14に供給するトナー補給の制御により画像濃度を調整するようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態1と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0051】
図15は、画像形成条件の一つとしての現像器14に対するトナー補給を制御する制御部60の制御ブロックを示している。この制御部60には、入力インターフェース65を介して、各トナー濃度検出センサ18(18Y,18M,18C,18K)から各現像器14(14Y,14M,14C,14K)のトナー濃度情報が、また、温度センサ27から温度情報、湿度センサ28から湿度情報が入力される。また、制御部60は、出力インターフェース66を介して、各トナーカートリッジ19(19Y,19M,19C,19K)に取り付けられた供給駆動モータ19a(19aY,19aM,19aC,19aK)に制御信号を出力する。
【0052】
次に、本実施の形態におけるトナー補給の設定動作について説明する。図16は、トナー補給の設定動作における基本的な処理の流れを示すフローチャートである。
このプロセスでは、まず、普通紙モードが選択されているか否かを判断する(ステップ401)。ここで、普通紙モードが選択されている場合は、トナー濃度の速度補正オフセット量KATCを0に、速度モードを0に設定する(ステップ402)。
【0053】
一方、ステップ401において普通紙モードが選択されていない場合、換言すれば、厚紙モードが選択されている場合は、EEPROM64に格納されているトナー濃度に対する速度補正量Kspatを読み出し(ステップ403)、トナー濃度の速度補正オフセット量KATCを計算すると共に、速度モードを1に設定する(ステップ404)。ここで、速度補正量Kspatは、トナー濃度のうち速度に関わる補正量を意味し、初期においては0である。また、速度補正オフセット量KATCは、トナー濃度の基準補正オフセット量KATC1と、速度補正量Kspatおよび速度補正量の効き補正係数Rの商とを加えたものであり、これらのうち基準補正オフセット量KATC1は予め設定された値である。そして、得られた速度補正オフセット量KATCのリミット処理を行う(ステップ405)。
【0054】
次いで、ステップ402あるいはステップ404(405)で求められた速度補正オフセット量KATCに基づいて、トナー補給を開始する供給開始トナー濃度CATCの大きさを計算する(ステップ406)。この供給開始トナー濃度CATCは、供給開始トナー濃度基準値CATC0と速度補正オフセット量KATCとを加算することによって得られる。したがって、普通紙モードの場合は、供給開始トナー濃度CATC=供給開始トナー濃度基準値CATC0となる。
【0055】
次に、トナー濃度を検出するタイミングであるか否かを判断する(ステップ407)。本実施の形態では、どの画像形成モードが選択されているかとは無関係に、所定の間隔で現像器14内のトナー濃度を検出するようになっている。ここで、トナー濃度検出タイミングでない場合は、RETURNして処理を続行する。一方、トナー濃度検出タイミングである場合には、トナー濃度検出センサ18により一定の間隔で32回、現像器14内のトナー濃度を検出する(ステップ408)。トナー濃度を複数回検出しているのは、現像器14内でトナーおよびキャリアが攪拌搬送されていることから、トナーの分布ムラの影響をなくすためである。次いで、得られた32個のトナー濃度検出データを平均化して平均トナー濃度Cを算出し(ステップ409)、ステップ406で求められたトナー供給開始濃度CATCとの濃度差ΔCを計算する(ステップ410)。その後、求められた濃度差ΔCに基づいてトナー補給時間Tdを算出し(ステップ411)、求められたトナー補給時間Tdだけ供給駆動モータ19aを駆動させてトナーカートリッジ19から現像器14にトナーを補給する(ステップ412)。
【0056】
そして、EEPROM64に格納されている前回のトナー濃度検出タイミングにおける速度モード(前回速度モード)を読み出し(ステップ413)、前回速度モードが今回のトナー濃度検出タイミングにおける速度モード(今回速度モード)と同じかどうかを判断する(ステップ414)。ここで、今回速度モードが前回速度モードと異なる場合には、速度モードの変更順序に応じて、濃度差ΔCより速度補正量Kspatを算出し(ステップ415)、算出した速度補正量KspatをEEPROM64に書き込む(ステップ416)。一方、今回速度モードが前回速度モードと同じ場合には、そのまま次のステップに進む。そして、前回速度モードを今回速度モードに置き換え(ステップ417)、前回速度モードをEEPROM64に書き込み(ステップ418)、その後RETURNして処理を続行する。
【0057】
なお、本実施の形態においても、このような制御が各画像形成ユニット10毎にそれぞれ独立して行われる。また、ステップ414において今回速度モードが前回速度モードと異なる場合に、速度補正量Kspatを算出しているが、例えば温度センサ27および湿度センサ28によって、前回速度モード実行時の使用環境と今回速度モード実行時の使用環境が著しく異なる(気温や湿度の急激な変化が発生する)ことが検出されるような場合には、速度補正量Kspatの算出を行わないか、あるいは得られた速度補正量Kspatの値をEEPROM64に書き込まないことが好ましい。また、前回速度モード実行時と今回速度モード実行時とのインターバルが著しく長くなってしまった場合にも同様である。
【0058】
次に、上述したトナー濃度の設定動作について、一例を挙げて説明する。図17は、画像形成装置の使用初期段階における記録用紙Pの出力枚数と、平均トナー濃度C、トナー補給動作のオン/オフ、得られる画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。初期段階においては、速度補正量Kspatの精度がまだ十分でないために、記録用紙Pを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に、個体差や環境条件の相違等によって多少の誤差が生じ、その結果、画像形成プロセス速度を切り替えた直後にトナーが過剰に供給されたり、あるいは、不足したりする状況が生じて画像濃度の変動を招いてしまう。
【0059】
一方、図18は、画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙Pの出力枚数と、平均トナー濃度C、トナー補給動作のオン/オフ、得られる画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。この段階になると、速度補正量Kspatの精度が十分なものとなり、記録用紙Pを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に生じるトナーの過不足が非常に少なくなっていることがわかる。その結果、記録用紙Pの種類(画像形成プロセス速度の種類)に関係なく、画像濃度を略一定に設定できることがわかる。
【0060】
なお、従来の画像形成装置では、普通紙モードと厚紙モードとで供給開始トナー濃度CATCを予め決められた固定補正量で補正しているだけである。したがって、画像形成装置をある程度使用した後においても、図17に示したように、記録用紙Pの種類を変更した際にトナーの供給過剰あるいは供給不足を生じる状態が維持されてしまう。
【0061】
本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードとで画像形成プロセスが変更される場合に、供給開始トナー濃度CATCを最適化するようにした。このため、普通紙モードから厚紙モードに切り替えられた場合、あるいは、厚紙モードから普通紙モードに切り替えられた場合に、形成される画像の画像濃度の変動を抑制することができる。
【0062】
なお、本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードの2モード(二つの画像形成プロセス速度)を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、3モード以上の画像形成プロセス速度を有する画像形成装置に対しても同様に適用できる。
【0063】
また、実施の形態1〜4では、実際の画像形成プロセスの実行中において普通紙モードから厚紙モードあるいは厚紙モードから普通紙モードに変更される場合に、所定の測定値と目標値との偏差に基づいて画像形成条件に関わる速度補正量Kspv、Kspld、Ksplu、Kspat等の調整を行うようにしていたが、これに限られるものではなく、例えば、電源オン時、画像形成ジョブの開始時や終了時等の非画像形成時にセットアップサイクルを設け、その間に普通紙モードと厚紙モードとを実行させて、各画像形成条件の設定(各速度補正量の設定)を行うようにしてもよい。また、画像形成中であっても、所定枚数の記録用紙Pを出力した後、所定時間が経過した後、あるいは感光体ドラム12が所定回数回転した後に非画像形成サイクルを設け、その間に普通紙モードと厚紙モードとでそれぞれ条件設定を行うことも可能である。
【0064】
さらに、例えばユーザが画像形成条件の補正を指定することも可能である。ここで、図19は、ユーザによる指定を行うためのユーザインターフェースの一例を示している。ここで、図19(a)〜(e)は、画像形成モードとして普通紙モード、厚紙モードが設けられる場合を示しており、図19(f)〜(j)は、画像形成モードとして速度1モード(例えば通常速モード)、速度2モード(例えば半速モード)が設けられる場合を示している。ユーザーインターフェースとしては、例えば実施の形態1で説明した電位調整(図19(a)(f)参照)、実施の形態2で説明した画像濃度調整(図19(b)(g)参照)、実施の形態3で説明した階調調整(図19(c)(h)参照)、実施の形態4で説明したトナー濃度調整(図19(d)(i)参照)をそれぞれ個別に指定できるようにしてもよいし、また、これらの各調整を一括した画像形成条件調整(図19(e)(j))を指定できるようにしてもよい。また、普通紙モードと厚紙モードとが設けられている場合には、これら普通紙モードおよび厚紙モードにおける補正を個別に指定できると共に、これらを一括した全モード補正を指定できるようにすることが好ましい。一方、速度1モードと速度2モードとが設けられている場合にも、これら速度1モードおよび速度2モードにおける補正を個別に指定できると共に、これらを一括した全速度モード補正を指定できるようにすることが好ましい。
【0065】
このような場合は、予め普通紙モードおよび厚紙モード毎(速度1モードおよび速度2モード毎)に画像形成条件(例えば帯電ロール帯電電位等)を最適化することができ、途中で画像形成モードが変更された場合であっても、最適な画像形成条件にて画像形成を行うことができることになる。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の画像形成プロセス速度における画像濃度の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図2】 画像形成ユニットの構成および制御系を説明する図である。
【図3】 帯電バイアスの大きさを制御する制御部を説明する図である。
【図4】 帯電バイアス設定動作を説明するフローチャートである。
【図5】 画像形成装置の使用初期段階における記録用紙の出力枚数と、帯電ロール印加バイアス、帯電ロール印加バイアス基準値、感光体帯電電位との関係を示すタイミングチャートである。
【図6】 画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙の出力枚数と、帯電ロール印加バイアス、帯電ロール印加バイアス基準値、感光体帯電電位との関係を示すタイミングチャートである。
【図7】 レーザダイオード駆動電圧の大きさを制御する制御部を説明する図である。
【図8】 レーザダイオード駆動電圧設定動作を説明するフローチャートである。
【図9】 画像形成装置の使用初期段階における記録用紙の出力枚数と、レーザダイオードの光量(LD光量)、LD駆動電圧基準値、パッチ画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。
【図10】 画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙の出力枚数と、レーザダイオードの光量(LD光量)、LD駆動電圧基準値、パッチ画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。
【図11】 (a)は普通紙モードあるいは厚紙モードにおける、入力信号と得られる画像濃度との関係を示すグラフ図であり、(b)は画像濃度のズレを補正するための入力信号と出力信号との関係を示すグラフ図である。
【図12】 階調補正の設定動作を説明するフローチャートである。
【図13】 画像形成装置の使用初期段階における記録用紙の出力枚数と、出力信号、出力信号基準値、パッチ画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。
【図14】 画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙の出力枚数と、出力信号、出力信号基準値、パッチ画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。
【図15】 トナー補給を制御する制御部を説明する図である。
【図16】 トナー補給の設定動作を説明するフローチャートである。
【図17】 画像形成装置の使用初期段階における記録用紙の出力枚数と、平均トナー濃度、トナー補給動作のオン/オフ、得られる画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。
【図18】 画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙の出力枚数と、平均トナー濃度、トナー補給動作のオン/オフ、得られる画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。
【図19】 (a)〜(j)は画像形成条件の補正を指定するためのユーザーインターフェースの一例を示す図である。
【符号の説明】
1…本体、10…画像プロセス系、11…画像形成ユニット、12…感光体ドラム、13…帯電ロール、13a…帯電バイアス電源、14…現像器、15…一次転写ロール、16…ドラムクリーナ、17…感光体電位検出センサ、18…トナー濃度検出センサ、19…トナーカートリッジ、19a…供給駆動モータ、20…転写ユニット、21…中間転写ベルト、26…画像濃度検出センサ、27…温度センサ、28…湿度センサ、29…定着器、30…ROS(Raster Output Scanner)、34…レーザダイオード、35…LD駆動電源、46…二次転写ロール、50…IPS、60…制御部、61…CPU、62…ROM、63…RAM、64…EEPROM、65…入力インターフェース、66…出力インターフェース
Claims (6)
- 基準となる画像形成モードと他の画像形成モードとで画像形成プロセス速度を切り替える切替手段と、
前記切替手段にて前記画像形成プロセス速度が切り替えられる際に、前記基準となる画像形成モードでは、画像形成条件の設定値として基準値を設定し、前記他の画像形成モードでは、当該設定値として当該基準値に対し補正量を用いて算出された補正係数を加味した補正値を設定することで、得られる画像の濃度に関わる画像形成条件を変更する変更手段と、
前記変更手段にて変更された前記画像形成条件によって得られた画像の濃度が推測できる特性を検出する検出手段と、
前記切替手段にて前記画像形成プロセス速度が変更された後に、前記検出手段による前記特性の検出結果に応じて、得られる画像の濃度の変動が小さくなるように前記補正量を修正する修正手段と、
前記修正手段にて修正され、前記他の画像形成モードにおいて前記変更手段によって読み出される前記補正量を記憶する記憶手段と
を含む画像形成装置。 - 前記得られる画像の濃度に関わる画像形成条件は、像担持体を帯電するための帯電バイアスの大きさであり、
前記画像の濃度が推測できる特性は、前記帯電バイアスの供給によって帯電される前記像担持体の帯電電位であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記得られる画像の濃度に関わる画像形成条件は、帯電された像担持体を露光するための露光バイアスの大きさであり、
前記画像の濃度が推測できる特性は、前記露光バイアスの供給に伴って露光されることにより前記像担持体上に形成された静電潜像を現像することで得られるトナー像の画像濃度であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記得られる画像の濃度に関わる画像形成条件は、像担持体に形成される静電潜像の階調であり、
前記画像の濃度が推測できる特性は、前記像担持体上に形成された前記静電潜像を現像することで得られるトナー像の画像濃度であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記切替手段による前記画像形成プロセス速度の切り替えと前記検出手段による前記特性の検出とがそれぞれ独立して行われ、
前記修正手段は、
前記検出手段により前記特性が検出された場合に、前記基準値の修正を実行し、
前記検出手段により前記特性が検出され且つ当該特性が検出されたときの画像形成プロセス速度と当該特性に対する前回の特性が検出されたときの画像形成プロセス速度とが異なっていた場合に、前記補正量の修正を実行すること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の画像形成装置。 - 前記得られる画像の濃度の画像に関わる画像形成条件は、像担持体に形成された静電潜像をキャリアおよびトナーからなる現像剤で現像する現像器中のトナー濃度であり、
前記画像の濃度が推測できる特性は、前記現像器中のトナー濃度であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
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