JP4923594B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置に関する。

高画質の画像を形成する電子写真方式の画像形成装置においては、感光体等の像担持体や中間転写体上にパッチ画像と称される画質制御用のトナー像を形成し、形成したトナー像の濃度を検知し、検知したトナー像濃度に基づいて、像担持体上に静電潜像を形成する際の像形成条件、現像における現像条件、前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を転写する際の転写条件等を制御することが行われている。

このような画質制御におけるパッチ画像の濃度検知では、パッチ画像の所定領域の平均濃度が測定されている。

カラー画像などのように、更に高い画質が要求される画像形成装置では、前記に説明したような画質制御では十分でないために、画素レベルの微細領域の濃度を検知し、検知結果を画質制御にフィードバックすることが提案されている（特許文献１）。
特開平７−２０６７０号公報

特許文献１の方法などにより、画質を向上することができるが、なお十分ではない。

電子写真方式の画像形成工程には、粒子状のトナーで形成されたトナー像を転写する工程が含まれるが、トナー像の高さが高い場合、転写工程などのような像形成後のトナー像の搬送・処理工程において、トナー散りや転写抜けのような画質を低下させる現象が起こりやすくなる。

本発明はこのような問題を解決し、高画質の画像を安定して形成することが出来る画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的は、下記の発明により達成される。
１．
像担持体と、
該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像担持体上の静電潜像をトナーにより現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上のトナー像の断面形状を測定するトナー像測定手段と、
前記トナー像測定手段の測定結果に基づいて、前記トナー像の高さを決定するトナー像高さ決定手段と、
前記トナー像高さ決定手段によって決定された前記トナー像の高さが第１の所定範囲より高い場合は、前記トナー像の高さを低くして前記トナー像の高さが前記第１の所定範囲内となるよう第１の画像形成条件を制御し、前記トナー像の高さが前記第１の所定範囲より低い場合は、前記トナー像の高さを高くして前記トナー像の高さが前記第１の所定範囲内となるよう前記第１の画像形成条件を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
２．
前記トナー像測定手段は、レーザ変位センサを有することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
３．
前記第１の画像形成条件には、少なくとも前記現像手段の現像条件が含まれることを特徴とする前記１又は２に記載の画像形成装置。
４．
前記トナー像測定手段の測定結果に基づいて、前記トナー像の幅を決定するトナー像幅決定手段を有し、
前記制御手段は、前記トナー像幅決定手段により決定された前記トナー像の幅が第２の所定範囲より広い場合は、前記トナー像の幅を狭くして前記トナー像の幅が前記第２の所定範囲内となるよう第２の画像形成条件を制御し、前記トナー像の幅が前記第２の所定範囲より狭い場合は、前記トナー像の幅を広くして前記トナー像の幅が前記第２の所定範囲内となるよう前記第２の画像形成条件を制御することを特徴とする前記１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
５．
前記像担持体は感光体からなり、
前記潜像形成手段は、前記像担持体を帯電する帯電手段及び前記帯電手段により帯電された前記像担持体に対して露光することで前記静電潜像を形成する露光手段を有し、
前記第２の画像形成条件は、前記露光手段における露光条件であることを特徴とする前記４に記載の画像形成装置。
６．
像担持体と、
該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像担持体上の静電潜像をトナーにより現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
中間転写体と、
前記トナー像を前記中間転写体に転写する一次転写手段と、
前記中間転写体上のトナー像の断面形状を測定するトナー像測定手段と、
前記トナー像測定手段の測定結果に基づいて、前記トナー像の高さを決定するトナー像高さ決定手段と、
前記トナー像高さ決定手段によって決定された前記トナー像の高さが第１の所定範囲より高い場合は、前記トナー像の高さを低くして前記トナー像の高さが前記第１の所定範囲内となるよう第１の画像形成条件を制御し、前記トナー像の高さが前記第１の所定範囲より低い場合は、前記トナー像の高さを高くして前記トナー像の高さが前記第１の所定範囲内となるよう前記第１の画像形成条件を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
７．
前記トナー像測定手段は、レーザ変位センサを有することを特徴とする前記６に記載の画像形成装置。
８．
前記第１の画像形成条件には、少なくとも前記現像手段の現像条件が含まれることを特徴とする前記６又は７に記載の画像形成装置。
９．
前記トナー像測定手段の測定結果に基づいて、前記トナー像の幅を決定するトナー像幅決定手段を有し、
前記制御手段は、前記トナー像幅決定手段により決定された前記トナー像の幅が第２の所定範囲より広い場合は、前記トナー像の幅を狭くして前記トナー像の幅が前記第２の所定範囲内となるよう第２の画像形成条件を制御し、前記トナー像の幅が前記第２の所定範囲より狭い場合は、前記トナー像の幅を広くして前記トナー像の幅が前記第２の所定範囲内となるよう前記第２の画像形成条件を制御することを特徴とする前記６〜８の何れか一項に記載の画像形成装置。
１０．
前記像担持体は感光体からなり、
前記潜像形成手段は、前記像担持体を帯電する帯電手段及び前記帯電手段により帯電された前記像担持体に対して露光することで前記静電潜像を形成する露光手段を有し、
前記第２の画像形成条件は、前記露光手段における露光条件であることを特徴とする前記９に記載の画像形成装置。
１１．
像担持体と、
該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像をトナーにより現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上のトナー像の断面形状を測定するトナー像測定手段と、
前記トナー像測定手段の測定結果に基づいて、前記トナー像の幅を決定するトナー像幅決定手段と、
前記トナー像幅決定手段によって決定された前記トナー像の幅が所定範囲より広い場合は、前記トナー像の幅を狭くして前記トナー像の幅が前記所定範囲内となるよう画像形成条件を制御し、前記トナー像の幅が前記所定範囲より狭い場合は、前記トナー像の幅を広くして前記トナー像の幅が前記所定範囲内となるよう前記画像形成条件を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
１２．
前記トナー像測定手段は、レーザ変位センサを有することを特徴とする前記１１に記載の画像形成装置。
１３．
前記像担持体は感光体からなり、
前記潜像形成手段は、前記像担持体を帯電する帯電手段及び前記帯電手段により帯電された前記像担持体に対して露光することで前記静電潜像を形成する露光手段を有し、
前記画像形成条件は、前記露光手段における露光条件であることを特徴とする前記１１又は１２に記載の画像形成装置。
１４．
像担持体と、
該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像をトナーにより現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
中間転写体と、
前記トナー像を前記中間転写体上に転写する一次転写手段と、
前記中間転写体上のトナー像の断面形状を測定するトナー像測定手段と、
前記トナー像測定手段の測定結果に基づいて、前記トナー像の幅を決定するトナー像幅決定手段と、
前記トナー像幅決定手段によって決定された前記トナー像の幅が所定範囲より広い場合は、前記トナー像の幅を狭くして前記トナー像の幅が前記所定範囲内となるよう画像形成条件を制御し、前記トナー像の幅が前記所定範囲より狭い場合は、前記トナー像の幅を広くして前記トナー像の幅が前記所定範囲内となるよう前記画像形成条件を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
１５．
前記トナー像測定手段は、レーザ変位センサを有することを特徴とする前記１４に記載の画像形成装置。
１６．
前記像担持体は感光体からなり、
前記潜像形成手段は、前記像担持体を帯電する帯電手段及び前記帯電手段により帯電された前記像担持体に対して露光することで前記静電潜像を形成する露光手段を有し、
前記画像形成条件は、前記露光手段における露光条件であることを特徴とする前記１４又は１５に記載の画像形成装置。
１７．
前記トナー像の幅は、前記トナー像の高さの最高値の所定パーセントの高さを有する該トナー像の最も外側の２点間の距離であることを特徴とする前記４、５及び９〜１６の何れか一項に記載の画像形成装置。

本発明では、トナー像の高さを測定し、測定結果に基づいて、画像形成条件を制御するので、トナー像の高さに起因する転写抜けやトナー散りが良好に防止された高い画質の画像を安定して形成することが可能となる。

また、本発明によれば、トナーの消費量を適正に抑制することができるので、ランニングコストを抑制することが可能となる。

以下に図示の実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例の概略図である。

像担持体としての回転する感光体１の周囲には、帯電手段２、露光手段３、現像手段４、転写手段５、分離手段６及びクリーニング手段７が配設されている。

転写手段５により形成される転写位置に記録材Ｐがレジストローラ８により搬送され、トナー像が転写された記録材Ｐは定着手段９を通過して定着処理される。

感光体１としては、ＯＰＣ感光体、ａＳｉ感光体等周知の任意のものを用いることが出来るが、図示の例では、負帯電性のＯＰＣ感光体が用いられる。帯電手段２としては、コロトロン、スコロトロン等周知のものが用いられるが、図示の例ではスコロトロン帯電器が用いられる。露光手段３としては、レーザ、ＬＥＤアレイ等周知の任意のものを用いることが出来るが、図示の例では、半導体レーザを光源とし、偏向装置及び結像光学系を用いた露光手段が用いられる。現像手段４としては、二成分現像剤を用いる現像装置や一成分現像剤を用いる現像装置等周知の任意の現像装置を用いることができるが、図示の例では、二成分現像剤を用い、反転現像によりトナー像を形成する現像装置が用いられる。また、現像手段４の現像剤担持体に印加する現像バイアスとしては、直流に交流を重畳した現像バイアスが好ましい。転写手段５としては、コロトロン転写装置、ローラ転写装置等周知の任意の転写手段を用いることが出来るが、図示の例ではコロトロン帯電器が用いられる。クリーニング手段７としては、ブレードクリーニング手段、ブラシクリーニング手段等周知の任意のものを用いることができるが、図示の例では、ブレードクリーニング手段が用いられる。

画像形成においては、感光体１は矢印のように時計方向に回転し、回転する感光体１に対して、帯電手段２による一様帯電及び露光手段３による像露光が行われ、感光体１上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像手段４により現像されてトナー像が形成される。

感光体１の回転と同期して、搬送された記録材Ｐに感光体Ｐ上のトナー像が転写手段５により転写される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、分離手段６により分離され、定着手段９に供給される。定着手段９においては、記録材Ｐ上のトナー像が加熱され、溶融して記録材Ｐ上に定着される。

本実施の形態においては、前記に説明した画像形成工程の他に、画像形成条件設定工程が実行される。画像形成条件設定工程は、画像形成工程の実行に先行して、画像形成手段の電源投入時、所定枚数の画像が形成された段階などに実行される。

画像形成条件設定工程では、トナー像の測定と該トナー像の測定結果を用いた画像形成条件の設定が行われるが、以下にトナー像の測定と画像形成条件の設定を説明する。
＜トナー像の測定＞
図２はトナー像測定手段を示す。

トナー像測定手段はレーザ変位センサ１０からなり、レーザ変位センサ１０は図１に示すように、転写位置を通過した感光体１上に形成されているトナー像を測定するように配置されており、図２に示すように、光源としての半導体レーザ１０１、受光素子としてのＰＳＤ（Ｐｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｄｖｉｃｅ）、演算制御回路１０５等からなる。図２を参照してトナー像特定手段を詳細に説明する。

１０１は光源としての半導体レーザ、１０２はＰＳＤであり、ＰＳＤ１０２は図示のよに、入射光軸に対して傾いた出射光軸上に配置される。半導体レーザ１０１は光ビームを発生し、該光ビームはコリメータレンズ１０３により平行光に整形され、被測定物であるトナー１１０に達する。

トナー１１０からの反射光は結像レンズ１０４によってＰＳＤ１０２上に結像する。ＰＳＤ１０２が入射光軸に対して傾いた出射光軸上に配置されている構成であるので、トナー像１１０の表面の高さがｈ１の場合には、ＰＳＤ１０２上の位置ｐ１に像が形成され、トナー像１１０の表面の高さがｈ２の場合には、位置ｐ２に像が形成され、トナー像の表面の高さがｈ３である場合には、位置ｐ３に像が形成される。このように、ＰＳＤ１０２上の結像位置はトナー像１１０の高さにより異なる。ＰＳＤ１０２は光の入射位置によって異なるレベルの信号を出力するので、ＰＳＤ１０２の出力を読み取ることにより、トナー像１１０の高さが測定される。

なお、受光素子としては、ＰＳＤに代えてＣＣＤ等の撮像素子を用いることもできる。

１０５は半導体レーザ１０１の出力を制御するとともに、ＰＳＤ１０２の出力から、後に説明するトナー像のプロファイルを作成し、トナー像の高さやトナー像により形成される線の線幅を算出し、トナー像の測定データを出力する演算制御回路、１０６は、半導体レーザを駆動する駆動回路、１０７は、ＰＳＤの出力を増幅する増幅回路である。

トナー像測定においては、露光手段３により線パターンの露光が行われ、感光体１上に線パターンが形成される。

線パターンの例として、図３（ａ）のように、８個の画素ｐｘ１〜ｐｘ８により形成される線幅Ｗを持ち（１ポイントの線幅）、図３（ｂ）に示すように、５本の線からなる２０ｍｍ×２０ｍｍの線パターンＰＬＮを形成する。

この線パターンＬＰＮを矢印Ｘで示す方向にレーザ変位センサ１０によりレーザスポットの走査をすることによってトナー像を測定する。

図４は測定されたトナー像の断面形状、即ち、プロファイルであり、このようなプロファイルは、図３（ｂ）の５本の線からなる線パターンＬＰＮのトナー像を測定することにより得られたデータにスムージング等の処理を施すことによって得られる。このように、複数本の線の測定からトナー像のプロファイルを作成し、トナー像の高さやトナー像の幅を求めることにより、信頼性の高いデータが得られる。

図４のプロファイルからトナー像の高さ及び線幅が求められる。

例えば、トナー像の高さＨとしては、トナー像の最高点（頂点）ｈ１を中心として、最高点ｈ１±１００μｍの区間におけるトナー像高さの平均値が用いられる。

また、トナー像の線幅Ｗとしては、最高点ｈ１の２分の１の高さを有する最も外側の点ｈ２とｈ３との間の距離が用いられる。

更に、トナ−像の体積など、高トナーの断面形状から得られる高さ又は幅以外のパラメータを画像形成条件の制御に用いることもできる。
＜トナー像測定に基づいた画像形成条件の制御＞
制御される画像形成条件としては、感光体の帯電電位、現像条件、露光条件、転写条件等がある。これらの画像形成条件を制御することにより、トナー像の高さを適正レベルに維持する。これにより、トナー像の高さが高すぎることによる問題、即ち、転写抜けやトナー散りが抑制され、高画質の画像が形成される。

図５はトナー像の体積（高さ×幅）とトナー付着量との関係を示す。当然のことながら、トナー像の体積とトナー付着量とは比例関係にある。なお、直線Ｌ２で示す転写後のトナー像は圧縮されているので、直線Ｌ１で示す転写前のトナー像よりも同一付着量で体積が小さい。

図５から明らかなように、トナー像の高さ及び幅が増すとそれだけ、トナー付着量が多くなる。このことは、トナー像の高さが増すことによりトナーの消費量が多くなることを意味している。

画像形成条件を制御して、トナー像の高さを適正範囲に抑えることにより、トナー消費量を抑制することも可能となる。
○トナー像高さの制御
トナー像高さの制御の代表的な例としては、次のように、感光体の帯電電位の制御と、現像条件である現像バイアスの制御との組み合わせがある。制御される現像バイアスは、現像バイアスの直流成分の電圧Ｖｄｃである。

図６は負帯電性のＯＰＣ感光体を用い、反転現像を行う画像形成における制御の例であり、電位を絶対値で示している。

感光体の帯電電位Ｖ０と現像バイアスＶｄｃの差であるカブリマージン｜Ｖ０−Ｖｄｃ｜を一定に維持しながら、現像電圧｜Ｖｄｃ−Ｖｉ｜を例えば、白矢印で示すように実線から点線のレベルに変更して、トナー像の高さを変更する。なお、Ｖｉは感光体の露光部電位である。
○トナー像の線幅制御
露光強度又は露光スポットのスポット径を制御することにより線幅を制御する。

露光光源である半導体レーザの駆動パルスの高さ又は幅を変更することにより線幅を変更する。

図７（ａ）のように、半導体レーザを駆動するパルスの高さＰＨを変更することにより、図７（ｂ）のように半導体レーザの発光強度分布を所定レベルで切った幅ＨＷが変化する。従って、パルスの高さを変更することにより、露光スポットの径が変更され、線幅が変更される。

また、図７（ｃ）のように、半導体レーザの駆動するパルスの幅ＰＷを変更して露光スポット径を変更し、線幅を変更する制御も可能である。

図８は、画像形成条件の制御を行う制御系のブロック図である。

制御手段１２０は図２に示した演算制御回路１０５の出力に基づいて、図１の帯電手段２の電源である帯電電源１２１、図１の現像手段４の現像剤担持体に現像バイアスを印加するバイアス電源１２２或いは図１の露光手段３の光源である半導体レーザを駆動する露光駆動回路１２３を制御して、前記に説明した制御を行う。なお、本実施の形態においては、現像バイアスとして、直流に交流が重畳された現像バイアスを用いており、図８におけるバイアス電源１２２は、直流成分を印加する電源である。

図９は画像形成条件制御のフローチャートである。

ＳＴＥＰ１において、感光体上に画像形成条件設定用のパターン（例えば図３に示す）を形成する。ＳＴＥＰ１は前記に説明したように、帯電、露光及び現像により感光体上にトナー像を形成する工程である。

ＳＴＥＰ２において、図２に示したレーザ変位センサ１０を用いてトナー像の形状が測定される。この測定により前記に説明したように、トナー像の高さ及びトナー像の線幅のデータが得られる。

ＳＴＥＰ３において、トナー像の形状が所定の範囲内に入っているか否かを判断し、入っているときは終了するが（ＳＴＥＰ３のｙ）、入っていないときは、ＳＴＥＰ４において画像形成条件の変更を行う。この変更は、前記に説明したように、トナー像の高さが不足しているときは、カブリマージン｜Ｖ０−Ｖｄｃ｜を一定に維持しながら、現像電圧｜Ｖｄｃ−Ｖｉ｜を高い値に変更し、トナー像の高さが過剰なときは、カブリマージン｜Ｖ０−Ｖｄｃ｜を一定に維持しながら、現像電圧｜Ｖｄｃ−Ｖｉ｜を低い値に変更するものである。なお、ＳＴＥＰ３においては、トナー像の高さに関する制御のみでよいが、トナー像の線幅の制御を合わせて行っても良い。

線幅の制御においては、線幅が目標範囲よりも細いときは、露光光源である半導体レーザの駆動パルスの電圧を上げ、目標範囲よりも太いときは、前記駆動パルスの電圧を下げる制御が行われる。

ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ４をトナー像の高さが目標範囲に入るまで実行することにより、トナー像の高さを目標範囲内の値とする画像形成条件が設定される。

図１０は本発明の実施の形態の他の例であるカラー画像形成装置の概略図である。

イエロートナー像を形成する画像形成部Ｙは、感光体１Ｙ、帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段５Ｙ及び感光体クリーニング手段６Ｙを有し、マゼンタトナー像を形成する画像形成部Ｍは、感光体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段５Ｍ及び感光体クリーニング手段６Ｍを有し、シアントナー像を形成する画像形成部Ｃは、感光体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段５Ｃ及び感光体クリーニング手段６Ｃを有し、黒トナー像を形成する画像形成部Ｙは、感光体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段５Ｋ及び感光体クリーニング手段６Ｋを有する。

画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対向して無端ベルト状の中間転写体７がローラ７１ａ〜７１ｅに支持されて配置され、中間転写体７の矢印で示す移動方向に沿って、画像形成部Ｋの下流に二次転写手段５Ａ、二次転写手段５Ａの下流に中間転写体クリーニング手段６Ａがそれぞれ配置される。

画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのそれぞれに、感光体上のトナー像を測定するレーザ変位センサ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋがそれぞれ配置され、また、転写手段５Ａと中間転写体クリーニング手段６Ａとの間に、レーザ変位センサ１０Ａが配置される。

レーザ変位センサ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、１０Ａはそれぞれ、図２に示したものと同一であり、トナー像の高さデータや線を形成するトナー像の線幅のデータを出力する。

図１１は図１０に示したカラー画像形成手段の制御系のブロック図である。

１２０は全体を制御する制御手段である。

１０５Ｙはレーザ変位センサ１０Ｙの演算制御回路（図２における演算制御回路１０５に相当）、１０５Ｍはレーザ変位センサ１０Ｍの演算制御回路（図２における演算制御回路１０５に相当）、１０５Ｃはレーザ変位センサ１０Ｃの演算制御回路（図２における演算制御回路１０５に相当）、１０５Ｋはレーザ変位センサ１０Ｋの演算制御回路（図２における演算制御回路１０５に相当）である。

１２１Ｙは帯電手段２Ｙの電源、１２１Ｍは帯電手段２Ｍの電源、１２１Ｃは帯電手段２Ｃの電源、１２１Ｋは帯電手段２Ｋの電源である。

１２２Ｙは現像手段４Ｙの現像バイアスの直流成分を印加するバイアス電源、１２２Ｍは現像手段４Ｍの現像バイアスの直流成分を印加するバイアス電源、１２２Ｃは現像手段４Ｃの現像バイアスの直流成分を印加するバイアス電源、１２２Ｋは現像手段４Ｋの現像バイアスの直流成分を印加するバイアス電源である。

１２３Ｙは露光手段３Ｙの半導体レーザを駆動する駆動回路、１２３Ｍは露光手段３Ｍの半導体レーザを駆動する駆動回路、１２３Ｃは露光手段３Ｃの半導体レーザを駆動する駆動回路、１２３Ｋは露光手段３Ｋの半導体レーザを駆動する駆動回路である。

１２４Ｙは転写手段５Ｙに転写電圧を印加する転写電源、１２４Ｍは転写手段５Ｍに転写電圧を印加する転写電源、１２４Ｃは転写手段５Ｃに転写電圧を印加する転写電源、１２４Ｋは転写手段５Ｋに転写電圧を印加する転写電源である。

記録画像を形成する画像形成工程においては、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋがそれぞれ矢印で示すように回転して、各画像形成Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおいてトナー像が形成され、形成されたトナー像が、矢印のように移動する中間転写体７に転写され、中間転写体７上で重ね合わされてカラー画像が形成される。

形成されたカラー画像は二次転写手段５Ａにより記録材Ｐに転写される。転写されたカラー画像は定着手段９において定着される。

本実施の形態においても、前記に説明した記録画像形成工程の他に、画像形成条件の設定工程が実行される。

各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおける画像形成条件の設定工程は、図１〜９を用い、前記に説明したと同様にして制御手段１２０により行われる。

本実施の形態では、画像形成条件の設定工程において、前記に説明したものの他に次の画像形成条件の制御を行うことができる。
＜レーザ変位センサ１０Ａを用いた画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成条件の設定＞
中間転写体７上に形成されたトナー像を測定して画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおける画像形成条件を適正に設定することが出来る。この画像形成条件設定は、各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに設けられたレーザ変位センサ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを用いた画像形成条件の設定に代えて実行される。

中間転写体７上には、図１２に示す４個の線パターン、即ち、イェロートナーの線パターンＬＰＮＹ、マゼンタトナーの線パターンＬＰＮＭ、シアントナーの線パターンＬＰＮＣ及び黒トナーの線パターンＬＰＮＫが並列に形成される。

これら線パターンＬＰＮＹ、ＬＰＮＭ、ＬＰＮＣ、ＬＰＮＫをレーザ変位センサ１０Ａで走査して測定を行う。

そして、線パターンＬＰＮＹの測定から得られたデータに基づいて画像形成部Ｙにおける画像形成条件を設定し、線パターンＬＰＮＭの測定から得られたデータに基づいて画像形成部Ｍにおける画像形成条件を設定し、線パターンＬＰＮＣの測定から得られたデータに基づいて画像形成部Ｃにおける画像形成条件を設定し、線パターンＬＰＮＫの測定から得られたデータに基づいて画像形成部Ｋにおける画像形成条件を設定する。

中間転写体７上には、一次転写後のトナー像が形成されるので、このような画像形成条件の設定により、一次転写による画像への影響が補正される。従って、より適正な画像形成条件の設定が行われる。
＜転写条件の制御＞
レーザ変位センサ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋにより感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成された線パターンのトナー像を測定するとともに、レーザ変位センサ１０Ａを用いて、一次転写後の中間転写体７上に形成された線パターンの各単色トナー像を測定する。

レーザ変位センサ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋの測定結果とレーザ変位センサ１０Ａの測定結果との比較から一次転写手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの転写特性を検出することが可能であり、このような転写特性の検出に基づいて、転写電源１２４Ｙ、１２４Ｍ、１２４Ｃ、１２４Ｋを制御することによって、転写条件が適正に設定される。

このような転写条件の制御においては、転写電流（又は転写電圧）に対する転写率の関係を予め測定しておき、レーザ変位センサ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの出力とレーザ変位センサ１０Ａの出力の差に、転写電流又は転写電圧を対応させることにより、転写条件が適正に設定される。

以下に説明する各実施例は下記の共通条件の下に行われた。
・画像形成装置：図１０に示すカラー画像形成装置、Ａ４、縦（記録材の搬送方向を短辺とする）で７５枚／分（デジタルカラー機）
・記録密度：６００ｄｐｉ（２５．４ｍｍ当たり６００ドット）
・プロセススピード：４２０ｍｍ／ｓｅｃ
・画像領域対非画像領域比：６２．５対３７．５
（感光体の移動方向における画像領域長さと非画像領域長さとの比）
・感光体ドラム径：６０ｍｍ（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋともに）
・感光体帯電電圧の基準値：−７００Ｖ
・露光部における感光体電位（ベタ画像部電位）：−５０Ｖ
・現像剤担持体電位の基準値：−５００Ｖ
・現像バイアスのＡＣ成分：１．０ｋＶｐｐ（矩形波、５ｋＨｚ）
・像露光光源：半導体レーザ（波長７８０ｎｍ）
・現像剤担持体：直径２５ｍｍの円筒体（７極の磁石ローラを内蔵）
・現像剤担持体の有磁界部の軸方向長さ：３３０ｍｍ
・感光体／現像剤担持体間距離：０．３ｍｍ
・現像剤担持体上の現像剤搬送量：約２５０±４０ｇ／ｍ²
・現像剤担持体表面の移動速度／感光体表面の移動速度比：２．０
・現像剤層圧規制手段：磁気ブレード
・現像剤担持体と現像剤層圧規制手段間の間隙：０．６ｍｍ
・トナー：Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋともに体積平均粒径５．５μｍの重合トナー
・キャリア：
体積平均粒径：２５μｍ
磁化の強さ：６０ｅｍｕ
・現像剤のトナー濃度：７質量％
・現像剤質量：Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋともに８００ｇ
（１）実施例１
図３に示す線パターンを感光体上に形成し、トナー像測定手段として、図２に示すレーザ変位センサ｛（株）キーエンス社製、ＬＫ−０１０｝を用いた。なお、レーザ変位センサの受光素子はＣＣＤであり、トナー像を照射するレーザビームのレーザスポット径は２０μｍ、距離の分解能は０．１μｍである。

トナー像の目標高さを１５μｍとし、目標値よりも３μｍ以上低いときに、感光体の帯電電位Ｖ０及び現像バイアスＶｄｃをカブリマージン一定で、現像電圧を上げ、トナー像高さが目標値よりも３μｍ以上高いときに、カブリマージン一定で、現像電圧を下げる制御を行った。
（２）実施例２
トナー像測定手段として実施例１で用いたレーザ変位センサを用い、トナー像高さと線幅に関して、
（トナー像高さ・線幅測定）→（現像電圧変更）→（トナー像高さ・線幅測定）→（露光強度変更）という画像形成条件設定のサイクルを図９に示すフローチャートに従って、実行した。
（３）比較例１
感光体上に図１３に示す線パターンＬＰＮを形成し、発光ダイオード（ＬＥＤ）により図１３におけるスポットＳＰ（スポット径φ５ｍｍ）を用いて線パターンを走査し、ホトダイオード（ＰＤ）で受光して、トナー像の濃度を測定し、測定した濃度に基づいて、カブリマージンを変更することなく、現像電圧を変更する画像形成条件の設定を行った。
（４）比較例２
図１３に示す線パターンを感光体上に形成し、トナー像をハロゲンランプで照射し、受光素子として、ＣＣＤを用いて撮像することにより、線幅を測定した。

測定した線幅に基づいて、像露光光源である半導体レーザの駆動回路を制御して画像条件の設定を行った。

実施例１、２及び比較例１、２の各々について、ＮＮ環境（温度２０℃、相対湿度５０％）→ＨＨ環境（温度３０℃、相対湿度８０％）→ＬＬ環境（温度１０℃、相対湿度２０％）→ＮＮ環境（温度２０℃、相対湿度５０％）のように各環境で５００枚プリントを実施し、１００枚毎に１枚を抽出して、文字かすれ、文字つぶれ、中抜け及びトナー散りにつて評価した。

実施例１、２及び比較例１、２により設定された画像形成条件で形成した画像の評価を表１に示す。

表１に示すように、比較例１では、ＨＨ環境において、文字かすれ、文字つぶれ、中抜け及びトナー散りが発生し、ＬＬ環境において文字かすれ、文字つぶれが発生する画質の低下があり、比較例２では、同様にＨＨ環境において、中抜け及びトナー散りが発生する画質の低下があったが、実施例１、２では全ての環境において、全ての評価項目に関して良好であった。なお、評価「△」は実用的に許容出来る範囲の現象であることを示す。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例の概略図である。 トナー像測定手段を示す図である。 線パターンの一例を示す図である。 トナー像のプロファイルを示す図である。 トナー像の体積とトナー付着量との関係を示すグラフである。 反転原稿を行う画像形成における制御の例を示す図である。 線幅の制御の例を示す図である。 画像形成条件の制御を行う制御系のブロック図である。 画像形成条件制御のフローチャートである。 本発明の実施の形態の他の例であるカラー画像形成装置の概略図である。 図１０に示したカラー画像形成手段の制御系のブロック図である。 線パターンの他の例を示す図である。 比較例において用いた線パターンを示す図である。

符号の説明

１０ レーザ変位センサ
１０５、１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋ 演算制御回路
１２０ 制御手段
１２１、１２１Ｙ、１２１Ｍ、１２１Ｃ、１２１Ｋ 帯電電源
１２２、１２２Ｙ、１２２Ｍ、１２２Ｃ、１２２Ｋ 現像バイアス電源
１２３、１２３Ｙ、１２３Ｍ、１２３Ｃ、１２３Ｋ 露光駆動回路

Claims (17)

1. 像担持体と、
   該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
   前記像担持体上の静電潜像をトナーにより現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
   前記像担持体上のトナー像の断面形状を測定するトナー像測定手段と、
   前記トナー像測定手段の測定結果に基づいて、前記トナー像の高さを決定するトナー像高さ決定手段と、
   前記トナー像高さ決定手段によって決定された前記トナー像の高さが第１の所定範囲より高い場合は、前記トナー像の高さを低くして前記トナー像の高さが前記第１の所定範囲内となるよう第１の画像形成条件を制御し、前記トナー像の高さが前記第１の所定範囲より低い場合は、前記トナー像の高さを高くして前記トナー像の高さが前記第１の所定範囲内となるよう前記第１の画像形成条件を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー像測定手段は、レーザ変位センサを有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１の画像形成条件には、少なくとも前記現像手段の現像条件が含まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナー像測定手段の測定結果に基づいて、前記トナー像の幅を決定するトナー像幅決定手段を有し、
   前記制御手段は、前記トナー像幅決定手段により決定された前記トナー像の幅が第２の所定範囲より広い場合は、前記トナー像の幅を狭くして前記トナー像の幅が前記第２の所定範囲内となるよう第２の画像形成条件を制御し、前記トナー像の幅が前記第２の所定範囲より狭い場合は、前記トナー像の幅を広くして前記トナー像の幅が前記第２の所定範囲内となるよう前記第２の画像形成条件を制御することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体は感光体からなり、
   前記潜像形成手段は、前記像担持体を帯電する帯電手段及び前記帯電手段により帯電された前記像担持体に対して露光することで前記静電潜像を形成する露光手段を有し、
   前記第２の画像形成条件は、前記露光手段における露光条件であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 像担持体と、
   該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
   前記像担持体上の静電潜像をトナーにより現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
   中間転写体と、
   前記トナー像を前記中間転写体に転写する一次転写手段と、
   前記中間転写体上のトナー像の断面形状を測定するトナー像測定手段と、
   前記トナー像測定手段の測定結果に基づいて、前記トナー像の高さを決定するトナー像高さ決定手段と、
   前記トナー像高さ決定手段によって決定された前記トナー像の高さが第１の所定範囲より高い場合は、前記トナー像の高さを低くして前記トナー像の高さが前記第１の所定範囲内となるよう第１の画像形成条件を制御し、前記トナー像の高さが前記第１の所定範囲より低い場合は、前記トナー像の高さを高くして前記トナー像の高さが前記第１の所定範囲内となるよう前記第１の画像形成条件を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記トナー像測定手段は、レーザ変位センサを有することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記第１の画像形成条件には、少なくとも前記現像手段の現像条件が含まれることを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
9. 前記トナー像測定手段の測定結果に基づいて、前記トナー像の幅を決定するトナー像幅決定手段を有し、
   前記制御手段は、前記トナー像幅決定手段により決定された前記トナー像の幅が第２の所定範囲より広い場合は、前記トナー像の幅を狭くして前記トナー像の幅が前記第２の所定範囲内となるよう第２の画像形成条件を制御し、前記トナー像の幅が前記第２の所定範囲より狭い場合は、前記トナー像の幅を広くして前記トナー像の幅が前記第２の所定範囲内となるよう前記第２の画像形成条件を制御することを特徴とする請求項６〜８の何れか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記像担持体は感光体からなり、
    前記潜像形成手段は、前記像担持体を帯電する帯電手段及び前記帯電手段により帯電された前記像担持体に対して露光することで前記静電潜像を形成する露光手段を有し、
    前記第２の画像形成条件は、前記露光手段における露光条件であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 像担持体と、
    該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
    前記静電潜像をトナーにより現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
    前記像担持体上のトナー像の断面形状を測定するトナー像測定手段と、
    前記トナー像測定手段の測定結果に基づいて、前記トナー像の幅を決定するトナー像幅決定手段と、
    前記トナー像幅決定手段によって決定された前記トナー像の幅が所定範囲より広い場合は、前記トナー像の幅を狭くして前記トナー像の幅が前記所定範囲内となるよう画像形成条件を制御し、前記トナー像の幅が前記所定範囲より狭い場合は、前記トナー像の幅を広くして前記トナー像の幅が前記所定範囲内となるよう前記画像形成条件を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
12. 前記トナー像測定手段は、レーザ変位センサを有することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記像担持体は感光体からなり、
    前記潜像形成手段は、前記像担持体を帯電する帯電手段及び前記帯電手段により帯電された前記像担持体に対して露光することで前記静電潜像を形成する露光手段を有し、
    前記画像形成条件は、前記露光手段における露光条件であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画像形成装置。
14. 像担持体と、
    該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
    前記静電潜像をトナーにより現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
    中間転写体と、
    前記トナー像を前記中間転写体上に転写する一次転写手段と、
    前記中間転写体上のトナー像の断面形状を測定するトナー像測定手段と、
    前記トナー像測定手段の測定結果に基づいて、前記トナー像の幅を決定するトナー像幅決定手段と、
    前記トナー像幅決定手段によって決定された前記トナー像の幅が所定範囲より広い場合は、前記トナー像の幅を狭くして前記トナー像の幅が前記所定範囲内となるよう画像形成条件を制御し、前記トナー像の幅が前記所定範囲より狭い場合は、前記トナー像の幅を広くして前記トナー像の幅が前記所定範囲内となるよう前記画像形成条件を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
15. 前記トナー像測定手段は、レーザ変位センサを有することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記像担持体は感光体からなり、
    前記潜像形成手段は、前記像担持体を帯電する帯電手段及び前記帯電手段により帯電された前記像担持体に対して露光することで前記静電潜像を形成する露光手段を有し、
    前記画像形成条件は、前記露光手段における露光条件であることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の画像形成装置。
17. 前記トナー像の幅は、前記トナー像の高さの最高値の所定パーセントの高さを有する該トナー像の最も外側の２点間の距離であることを特徴とする請求項４、５及び９〜１６の何れか一項に記載の画像形成装置。

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