JP5201466B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に係り、詳しくは、露光手段が画像形成時に用いる基準露光量を調整する機能を備えた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copying machine, and more particularly to an image forming apparatus having a function of adjusting a reference exposure amount used by an exposure unit during image formation.

従来から、プロセス制御において、所定のトナーパターン形成条件の下、通常の画像形成時と同様の動作で感光体上にトナーパターンを形成し、このトナーパターンに対するトナー付着量をセンサで検知し、そのセンサ検知結果に基づいて、帯電バイアス、現像バイアス、基準露光量など(以下、「帯電バイアス等」という。)を現状に沿うように調整する画像形成装置が広く知られている(特許文献1等)。この種の画像形成装置では、上記センサ検知結果から現像ポテンシャルを求め、求めた現像ポテンシャルに対応する好適な帯電バイアス等を特定し、帯電バイアス等を調整する。これにより、環境変動や経時変化が生じて現像γ(ガンマ)等が変動しても、画像濃度を一定に維持することが可能となる。   Conventionally, in process control, a toner pattern is formed on a photosensitive member under the same conditions as in normal image formation under predetermined toner pattern formation conditions, and the amount of toner attached to this toner pattern is detected by a sensor. An image forming apparatus that adjusts a charging bias, a developing bias, a reference exposure amount (hereinafter referred to as “charging bias etc.”) or the like based on a sensor detection result so as to conform to the current situation is widely known (Patent Document 1, etc.). ). In this type of image forming apparatus, the developing potential is obtained from the sensor detection result, a suitable charging bias corresponding to the obtained developing potential is specified, and the charging bias is adjusted. This makes it possible to maintain a constant image density even if the development γ (gamma) or the like fluctuates due to environmental fluctuations or changes over time.

プロセス制御を行う従来の画像形成装置は、一般に、地肌ポテンシャルを固定値とし、目標の現像ポテンシャルが得られるように帯電バイアス等を調整する。このように地肌ポテンシャルを固定値とすることができたのは、従来の画像形成装置で使用する一般的な感光体が、露光手段による最大露光量で露光してもそれ以上低下させることができずに残留してしまう感光体表面の電位(残留露光部電位)があまり変化しないものであったことが理由の1つである。このような感光体であれば、予め好適な地肌ポテンシャルに設定しておくことで、その後に地肌ポテンシャルを調整しなくても、上述したハーフトーン部の端部カスレや地汚れなどの画質劣化があまり生じないのである。   A conventional image forming apparatus that performs process control generally uses a background potential as a fixed value, and adjusts a charging bias or the like so as to obtain a target development potential. In this way, the background potential can be set to a fixed value because the general photosensitive member used in the conventional image forming apparatus can be further reduced even when the maximum exposure amount by the exposure unit is exposed. One of the reasons is that the potential on the surface of the photoreceptor (residual exposed portion potential) that remains without changing does not change much. With such a photoconductor, by setting a suitable background potential in advance, the above-described image quality degradation such as edge shading or background smearing of the halftone portion can be achieved without adjusting the background potential thereafter. It doesn't happen very much.

また、特許文献2には、ハーフトーンのトナーパターンを形成してこれを画像撮像装置で撮像し、その撮像結果からハーフトーン部の端部カスレや地汚れを検知し、その検知結果に応じて地肌ポテンシャルを調整する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置によれば、地肌ポテンシャルが高すぎることによって生じるハーフトーン部の端部カスレや、地肌ポテンシャルが低すぎることによって生じる地汚れの発生を、画像撮像手段を用いて直接的に把握するので、ハーフトーン部の端部カスレや地汚れが発生しない最適な地肌ポテンシャルを安定して設定することができる。   Further, in Patent Document 2, a halftone toner pattern is formed and imaged by an image imaging device, and an edge blur or background stain of the halftone part is detected from the imaging result, and according to the detection result. An image forming apparatus that adjusts the background potential is disclosed. According to this image forming apparatus, it is possible to directly grasp the occurrence of edge blurring of the halftone portion caused by the background potential being too high and the occurrence of background contamination caused by the background potential being too low using the image pickup unit. As a result, it is possible to stably set an optimum background potential that does not cause end edge blurring or background contamination of the halftone portion.

特開平5−14729号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-14729 特開2005−308833号公報JP 2005-308833 A

ところが、本発明者は、地肌ポテンシャルが高すぎることによって生じる不具合(ハーフトーン部の端部カスレ等)や、地肌ポテンシャルが低すぎることによって生じる不具合(地汚れ等)が発生しない好適な地肌ポテンシャルが設定されている場合であっても、次のような不具合が生じることを確認した。
すなわち、詳しくは後述するが、図8(a)及び図9(a)からわかるように、所望のトナー付着量が得られるように現像ポテンシャルが調整されていて、かつ、地肌ポテンシャルも上述した不具合が生じない好適な範囲内(例えば200[V])に設定されている場合でも、帯電電位Vdが異なると、細線の線幅が異なってしまうという画質変化が起きる不具合を確認した。
However, the present inventor has a suitable background potential that does not cause problems caused by the background potential being too high (such as edge shading of the halftone portion) or problems caused by the background potential being too low (such as background dirt). Even if it is set, it was confirmed that the following problems occur.
That is, as will be described in detail later, as can be seen from FIGS. 8A and 9A, the development potential is adjusted so that a desired toner adhesion amount can be obtained, and the background potential is also the above-mentioned problem. Even when it is set within a suitable range (for example, 200 [V]) in which no occurrence occurs, it has been confirmed that when the charging potential Vd is different, the line width of the thin line is different, resulting in a change in image quality.

従来の画像形成装置で使用される一般的な感光体は、上述したように残留露光部電位があまり変化しないため、現像ポテンシャルを調整するにあたって帯電電位Vdを大きく変化させる必要はほとんどない。しかし、近年、感光体の表面層にフィラー等を含有させることにより感光体表面硬度を高めて摩耗に対する耐性を向上させた感光体(高硬度感光体)が提案されているが、このような高硬度感光体の中には、残留露光部電位が経時的に徐々に高まる特性をもったものも存在する。高硬度感光体に限らないが、残留露光部電位が経時的に徐々に高まるような感光体では、経時的に同じトナー付着量(一定の画像濃度)を確保するために、適切な現像ポテンシャルを確保すべく現像バイアスを経時的に徐々に高める必要が生じる。この場合、現像バイアスの上昇に伴い、好適な地肌ポテンシャルを維持すべく、帯電電位Vdが経時的に徐々に高まるように調整される。そのため、残留露光部電位が経時的に徐々に高まるような感光体を用いる場合には、帯電電位Vdが経時的に徐々に高まる結果、一定の画像濃度を確保しようとすると、経時的に細線の線幅が太くなるという画質劣化が生じ得る。   As described above, a general photoreceptor used in a conventional image forming apparatus does not change the residual exposure portion potential so much, and therefore, it is hardly necessary to largely change the charging potential Vd when adjusting the development potential. However, in recent years, a photoconductor (high hardness photoconductor) has been proposed in which the surface hardness of the photoconductor is increased by adding a filler or the like to the surface layer of the photoconductor to improve the resistance to abrasion. Some of the hardness photoconductors have a characteristic that the residual exposed portion potential gradually increases with time. Although not limited to a high-hardness photoconductor, in a photoconductor whose residual exposed portion potential gradually increases with time, an appropriate development potential is set in order to ensure the same toner adhesion amount (constant image density) over time. In order to ensure, it is necessary to gradually increase the developing bias with time. In this case, as the developing bias increases, the charging potential Vd is adjusted to gradually increase with time so as to maintain a suitable background potential. For this reason, when using a photoconductor in which the residual exposed portion potential gradually increases with time, the charging potential Vd gradually increases with time. The image quality deterioration that the line width becomes thick may occur.

なお、細線の線幅が変化する画質変化が起きる不具合は、上記の例に限らず、現像ポテンシャルを調整する際に帯電電位を大きく変化させるような画像形成装置であれば、同様に生じ得るものである。   In addition, the problem that the image quality change in which the line width of the thin line changes occurs is not limited to the above example, and may occur in the same way as long as the image forming apparatus changes the charging potential greatly when adjusting the development potential. It is.

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像ポテンシャルを調整する際に帯電電位を大きく変化させるような画像形成装置でも、細線の線幅が変化する画質変化が起きるのを抑制することが可能な画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide an image quality in which the line width of a fine line changes even in an image forming apparatus in which the charging potential is greatly changed when adjusting the development potential. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing the occurrence of a change.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、感光体と、該感光体の表面が目標帯電電位となるような帯電バイアスで該感光体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、該帯電手段によって帯電した感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、感光体の表面に形成された静電潜像に対して現像バイアスが印加された現像剤担持体上のトナーを付着させて該感光体の表面にトナー像を形成する現像手段とを備え、感光体の表面に形成されたトナー像を最終的に記録材上へ転移させることにより該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、トナー付着量を検知するトナー付着量検知手段と、所定のタイミングで、通常の画像形成動作により所定のトナーパターンを上記感光体の表面に形成して、該トナーパターンのトナー付着量を該トナー付着量検知手段により検知し、その検知結果に基づいて、所定の静電潜像に対するトナー付着量が目標のトナー付着量となるような静電潜像部の電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルを得るべく、帯電バイアスと露光量及び現像バイアスの少なくとも一方とを調整するプロセス制御を行う制御手段を有し、上記制御手段は、現像ポテンシャルに対する非静電潜像部の電位と現像バイアスとの差である地肌ポテンシャルの比率が予め決められた目標比率となるように、上記プロセス制御を行うものであり、所定の静電潜像に対するトナー付着量が目標のトナー付着量となるような現像ポテンシャルに上記比率を乗じて得られる地肌ポテンシャルが予め決められた規定範囲内である場合には、該現像ポテンシャルに対する該地肌ポテンシャルの比率が上記目標比率となるように上記プロセス制御を行い、該地肌ポテンシャルが該規定範囲内から外れる場合には、地肌ポテンシャルを該規定範囲内の値に決定し、かつ、該現像ポテンシャルに対する決定後の地肌ポテンシャルの比率が上記目標比率となるように上記プロセス制御を行うことを特徴とするものである
た、請求項の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記制御手段は、上記プロセス制御において、所定の静電潜像に対するトナー付着量が目標のトナー付着量となるような現像ポテンシャルと該現像ポテンシャルに上記比率を乗じて得られる地肌ポテンシャルとから決定される目標帯電バイアスが予め決められた規定範囲内から外れる場合、帯電バイアスを該規定範囲内の値に調整し、かつ、上記比率が上記目標比率となるように基準露光量及び現像バイアスの少なくとも一方を調整することを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記制御手段は、所定の静電潜像に対するトナー付着量が目標のトナー付着量となるような現像ポテンシャルと該現像ポテンシャルに上記比率を乗じて得られる地肌ポテンシャルとから決定される目標帯電バイアスが予め決められた規定範囲内である場合には、上記比率が上記目標比率となるように上記プロセス制御を行い、該目標帯電バイアスが予め決められた規定範囲内でない場合には、帯電バイアスを該規定範囲内の値に調整し、かつ、調整後の帯電バイアスと該目標帯電バイアスとの差を地肌ポテンシャルから差し引いた後の差引後地肌ポテンシャルと該現像ポテンシャルとに応じて基準露光量及び現像バイアスの少なくとも一方を調整するように上記プロセス制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項1乃至のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記比率は、0.4以上0.8以下であることを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項の画像形成装置において、上記比率は、0.4以上0.45以下であることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 comprises a photoconductor and a charging means for uniformly charging the surface of the photoconductor with a charging bias such that the surface of the photoconductor has a target charging potential; An exposure unit that forms an electrostatic latent image by exposing the surface of the photosensitive member charged by the charging unit, and a developer carrying that has a developing bias applied to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive member Development means for forming a toner image on the surface of the photosensitive member by attaching toner on the surface of the photosensitive member, and finally transferring the toner image formed on the surface of the photosensitive member onto the recording material. In an image forming apparatus for forming an image on the surface, a toner adhesion amount detecting means for detecting the toner adhesion amount, and a predetermined toner pattern is formed on the surface of the photoconductor by a normal image forming operation at a predetermined timing. The toner pattern The toner adhesion amount is detected by the toner adhesion amount detection means, and based on the detection result, the electrostatic latent image portion potential and development such that the toner adhesion amount with respect to a predetermined electrostatic latent image becomes the target toner adhesion amount. In order to obtain a developing potential that is a difference from the bias, the image forming apparatus includes a control unit that performs process control for adjusting a charging bias and at least one of an exposure amount and a developing bias, and the control unit includes a non-electrostatic latent image with respect to the developing potential. The above process control is performed so that the ratio of the background potential, which is the difference between the potential of the portion and the development bias, becomes a predetermined target ratio, and the toner adhesion amount with respect to a predetermined electrostatic latent image is the target toner. When the background potential obtained by multiplying the development potential that gives the adhesion amount by the above ratio is within a predetermined range, the development potential The process control is performed so that the ratio of the background potential to the target becomes the target ratio. If the background potential is out of the specified range, the background potential is determined to be a value within the specified range; and The process control is performed such that the ratio of the background potential after determination to the development potential becomes the target ratio .
Also, the invention of claim 2, the image forming apparatus according to claim 1, wherein said control means, in the process control, such as toner adhesion amount for a given electrostatic latent image becomes a toner adhesion amount of target developing When the target charging bias determined from the potential and the background potential obtained by multiplying the development potential by the above ratio is out of the predetermined range, the charging bias is adjusted to a value within the predetermined range; and It is characterized in that at least one of the reference exposure amount and the development bias is adjusted so that the ratio becomes the target ratio.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the control means sets the development potential such that the toner adhesion amount with respect to a predetermined electrostatic latent image becomes a target toner adhesion amount and the development potential. If the target charging bias determined from the background potential obtained by multiplying the ratio is within a predetermined range, the process control is performed so that the ratio becomes the target ratio, and the target charging is performed. If the bias is not within a predetermined range, the charging bias is adjusted to a value within the specified range, and the difference between the adjusted charging bias and the target charging bias is subtracted from the ground potential. The above process control is performed so that at least one of the reference exposure amount and the development bias is adjusted according to the background potential after subtraction and the development potential. It is characterized in.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, the ratio is 0.4 or more and 0.8 or less.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth aspect , the ratio is 0.4 or more and 0.45 or less.

所定の静電潜像に対するトナー付着量が目標のトナー付着量となるような最適な現像ポテンシャル(目標の現像ポテンシャル)は環境変動や経時変化により変化する。プロセス制御では、このように変化する目標の現像ポテンシャルに応じて帯電バイアス等を適宜調整することになる。この場合、帯電バイアス等を調整することにより帯電電位が変化し、上述したように細線の線幅が変化するという画質変化が生じ得る。
本発明者は、詳しくは後述するが、図8(b)及び図9(b)に示すように、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が一定であれば、帯電電位Vdが異なっていても細線の線幅が変化しないことを見いだした。
そこで、本発明では、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が予め決められた目標比率となるように帯電バイアス等を調整するプロセス制御を行うこととしている。これにより、環境変動や経時変化に応じて目標の現像ポテンシャルが変化しても、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を目標比率に維持できるので、細線の線幅が変化するという画質変化を抑制できる。
The optimum development potential (target development potential) that causes the toner adhesion amount to a predetermined electrostatic latent image to be the target toner adhesion amount changes due to environmental changes and changes with time. In the process control, the charging bias and the like are appropriately adjusted according to the target development potential that changes in this way. In this case, the charge potential is changed by adjusting the charging bias or the like, and as described above, the image quality change in which the line width of the thin line is changed may occur.
As will be described in detail later, the present inventor, as shown in FIGS. 8 (b) and 9 (b), as long as the ratio of the background potential to the developing potential is constant, the thin line is not affected even if the charging potential Vd is different. I found that the line width did not change.
Therefore, in the present invention, process control is performed to adjust the charging bias or the like so that the ratio of the background potential to the development potential becomes a predetermined target ratio. As a result, even if the target development potential changes according to environmental changes or changes over time, the ratio of the background potential to the development potential can be maintained at the target ratio, so that it is possible to suppress the change in image quality that the line width of the thin line changes.

以上、本発明によれば、現像ポテンシャルを調整する際に帯電電位を大きく変化させるような画像形成装置でも、細線の線幅が変化する画質変化が起きるのを抑制することができるという優れた効果がある。   As described above, according to the present invention, it is possible to suppress an image quality change in which the line width of a thin line is changed even in an image forming apparatus that greatly changes a charging potential when adjusting a development potential. There is.

以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るプリンタの要部の概略構成を示した説明図である。
本プリンタは、図1に示すように、複数の張架ローラに張架された中間転写ベルト101に沿って画像形成部102Y(イエロー),102M(マゼンタ),102C(シアン),102K(黒)が設けられている。また、各画像形成部102Y,102M,102C,102Kにより形成されたトナー像は、一次転写装置106Y,106M,106C,106Kにより中間転写ベルト101上へ転写される。また、後述する中間転写ベルト上に転写されたトナー像のトナー付着量を検出するトナー付着量検知手段としての画像検出装置110が中間転写ベルト101に対向して設けられている。中間転写ベルト101上のトナー像は二次転写装置111により記録材としての転写紙112へ転写される。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a printer which is an electrophotographic image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a main part of the printer according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the printer forms image forming units 102Y (yellow), 102M (magenta), 102C (cyan), and 102K (black) along an intermediate transfer belt 101 stretched around a plurality of stretching rollers. Is provided. The toner images formed by the image forming units 102Y, 102M, 102C, and 102K are transferred onto the intermediate transfer belt 101 by the primary transfer devices 106Y, 106M, 106C, and 106K. Further, an image detection device 110 as a toner adhesion amount detection unit that detects a toner adhesion amount of a toner image transferred onto an intermediate transfer belt, which will be described later, is provided to face the intermediate transfer belt 101. The toner image on the intermediate transfer belt 101 is transferred to a transfer paper 112 as a recording material by a secondary transfer device 111.

図2は、画像形成部102Y,102M,102C,102Kの概略構成を示した説明図である。なお、各画像形成部102Y,102M,102C,102Kの構成は同様のものであるので、以下互いに区別することなく説明する。
感光体202の周りには、感光体表面を帯電させる帯電手段としての帯電装置201、書き込み光Lにより感光体表面に静電潜像を書き込む露光手段としての書込装置203、静電潜像をトナーによって現像する現像手段としての現像装置205、感光体上の転写残トナーなどをクリーニングするクリーニング手段としての感光体クリーナ206、及び、感光体表面を除電する除電手段としてのイレーズ(除電装置)207、電位検知手段としての電位センサ210が設けられている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the image forming units 102Y, 102M, 102C, and 102K. Since the image forming units 102Y, 102M, 102C, and 102K have the same configuration, the following description will be made without distinguishing each other.
Around the photoconductor 202, a charging device 201 as a charging means for charging the surface of the photoconductor, a writing device 203 as an exposure means for writing an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor with writing light L, and an electrostatic latent image A developing device 205 as a developing unit that develops with toner, a photosensitive member cleaner 206 as a cleaning unit that cleans transfer residual toner and the like on the photosensitive member, and an erase (static eliminating device) 207 as a discharging unit that neutralizes the surface of the photosensitive member. A potential sensor 210 is provided as a potential detecting means.

本実施形態の感光体は、感光体表面層にフィラーを含有させた高硬度感光体である。この感光体は、感光体表面層にフィラーを含有しない一般的な感光体と同様に、図14(a)及び(b)に例示したような感光特性、すなわち、露光量の変化に対する露光部電位の変化割合が露光量の増大につれて徐々に小さくなる感光特性をもっている。また、本実施形態の感光体は、図15に例示したように、残留露光部電位Vrが経時的に徐々に高まる特性をもっている。したがって、本実施形態の感光体は、画像形成時に使用する露光パワーの範囲内における露光パワーと露光部電位VLとの対応関係が経時的に大きく変化するものである。   The photoreceptor of this embodiment is a high-hardness photoreceptor in which a filler is included in the photoreceptor surface layer. This photoconductor is similar to a general photoconductor that does not contain a filler in the surface layer of the photoconductor, as shown in FIGS. 14A and 14B, that is, the exposed portion potential with respect to the change in exposure amount. Has a photosensitive characteristic that the change rate gradually decreases as the exposure amount increases. Further, as illustrated in FIG. 15, the photoconductor of the present embodiment has a characteristic that the residual exposure portion potential Vr gradually increases with time. Therefore, in the photoconductor of the present embodiment, the correspondence relationship between the exposure power and the exposure portion potential VL within the range of the exposure power used at the time of image formation changes greatly with time.

本実施形態の帯電装置201は、スコロトロンチャージャからなる非接触式帯電器であり、スコロトロンチャージャのグリッド電圧(帯電バイアス)Vgを目標帯電電位(本実施形態ではマイナス電位)に設定することで、感光体表面の電位をその目標帯電電位にするものである。なお、帯電装置201は、これに限らず、他の非接触式帯電器や、接触式帯電器を用いることもできる。   The charging device 201 of the present embodiment is a non-contact charger made of a scorotron charger, and by setting the grid voltage (charging bias) Vg of the scorotron charger to a target charging potential (in this embodiment, a negative potential). The photosensitive member surface potential is set to the target charging potential. Note that the charging device 201 is not limited to this, and other non-contact chargers or contact chargers can also be used.

本実施形態の書込装置203は、光源としてレーザーダイオード(LD)を用い、断続的な書き込み光すなわち繰り返しパルス状の書き込み光Lを照射することで、感光体表面上に1ドットごとの静電潜像(1ドット静電潜像)を形成する。本実施形態では、1ドット静電潜像を形成する際の露光時間(単位露光時間)を変更することで、1ドット静電潜像に付着するトナー付着量を制御して階調制御を行うことが可能となっている。本実施形態では、最大単位露光時間を15分割(それぞれの単位露光時間を以下「露光デューティ」という。)して、16階調の階調制御が可能となっている。したがって、本実施形態では、露光デューティを、0(露光しない)〜15(最大単位露光時間)の16段階で調整可能となっている。   The writing device 203 of the present embodiment uses a laser diode (LD) as a light source, and irradiates intermittent writing light, that is, repetitive pulsed writing light L, so that electrostatic charges for each dot are formed on the surface of the photoreceptor. A latent image (1-dot electrostatic latent image) is formed. In this embodiment, gradation control is performed by changing the exposure time (unit exposure time) when forming a 1-dot electrostatic latent image to control the amount of toner attached to the 1-dot electrostatic latent image. It is possible. In the present embodiment, the maximum unit exposure time is divided into 15 (each unit exposure time is hereinafter referred to as “exposure duty”), and gradation control of 16 gradations is possible. Therefore, in the present embodiment, the exposure duty can be adjusted in 16 steps from 0 (not exposed) to 15 (maximum unit exposure time).

本実施形態の現像装置205は、感光体表面に対向配置される現像剤担持体としての現像ローラを備えており、所定極性(本実施形態ではマイナス極性)に帯電したトナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を現像ローラ上に担持させて、感光体表面にトナーを供給する。現像ローラには、絶対値が露光部電位VLよりも十分に大きくかつ帯電電位Vdよりも十分に小さい現像バイアスVbを印加されている。これにより、感光体表面と現像ローラとが対向する現像領域において、感光体表面上の静電潜像(露光部)に向けてトナーを移動させ、かつ、感光体表面上の非静電潜像(非露光部)にはトナーが移動しないような電界を形成でき、静電潜像をトナーで現像することができる。   The developing device 205 according to the present embodiment includes a developing roller as a developer carrying member disposed to face the surface of the photosensitive member, and includes a toner charged with a predetermined polarity (in this embodiment, a negative polarity) and a magnetic carrier. A two-component developer is carried on the developing roller, and toner is supplied to the surface of the photoreceptor. A developing bias Vb whose absolute value is sufficiently larger than the exposed portion potential VL and sufficiently smaller than the charging potential Vd is applied to the developing roller. As a result, the toner is moved toward the electrostatic latent image (exposure portion) on the surface of the photoconductor in the developing area where the surface of the photoconductor and the developing roller face each other, and the non-electrostatic latent image on the surface of the photoconductor An electric field that does not move the toner can be formed in the (non-exposed portion), and the electrostatic latent image can be developed with the toner.

画像形成を行うときには、まず、感光体202の表面が一様に目標帯電電位(マイナス電位)となるように、帯電装置201により感光体表面を帯電する。次に、帯電された感光体表面部分に対し、画像データに応じた書き込み光Lを書込装置203の光源(LD)から感光体202Yへ露光し、これにより感光体表面の露光部分の電位(絶対値)が下がることにより、感光体表面に静電潜像が形成される。この後、感光体202上に形成された静電潜像(本実施形態では露光部)は、現像装置205の現像剤担持体である現像ローラ上に担持されたトナーによってトナー像に現像される。具体的には、現像ローラに対し、絶対値が露光部電位VLよりも大きくかつ帯電電位Vdよりも小さい現像バイアスVbを印加して、所定極性(本実施形態ではマイナス極性)に帯電したトナーを静電的に静電潜像に付着させることにより現像する。   When image formation is performed, first, the surface of the photosensitive member 202 is charged by the charging device 201 so that the surface of the photosensitive member 202 is uniformly at a target charging potential (negative potential). Next, writing light L corresponding to the image data is exposed to the photosensitive member 202Y from the light source (LD) of the writing device 203 to the charged photosensitive member surface portion, whereby the potential of the exposed portion on the photosensitive member surface ( As the absolute value decreases, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photoreceptor. Thereafter, the electrostatic latent image (in this embodiment, the exposure unit) formed on the photoconductor 202 is developed into a toner image by toner carried on a developing roller that is a developer carrying member of the developing device 205. . Specifically, a developing bias Vb having an absolute value larger than the exposure portion potential VL and smaller than the charging potential Vd is applied to the developing roller, and the toner charged to a predetermined polarity (negative polarity in this embodiment) is applied. Development is performed by electrostatically attaching to the electrostatic latent image.

感光体202上に形成されたトナー像は、一次転写装置106により中間転写ベルト101上に転写される。中間転写ベルト101に転写されずに感光体202上に残った転写残トナーは感光体クリーナ206で回収される。また、中間転写ベルト101上にトナー像を転写した後の感光体表面は、イレーズ207により一様に除電光が照射されることにより、非静電潜像部分が除電されて、一様に除電された状態になる。   The toner image formed on the photoreceptor 202 is transferred onto the intermediate transfer belt 101 by the primary transfer device 106. Untransferred toner remaining on the photoconductor 202 without being transferred to the intermediate transfer belt 101 is collected by the photoconductor cleaner 206. Further, the surface of the photoconductor after the toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 101 is uniformly discharged with an erasing light by an eraser 207, so that a non-electrostatic latent image portion is discharged and the charge is uniformly discharged. It will be in the state.

このようにして各画像形成部102Y,102M,102C,102Kで形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト101上に互いに重なり合うように一次転写される。その後、中間転写ベルト101上に転写された各色トナー像を二次転写装置111により中間転写ベルト101から転写紙112へ転写し、図示しない定着装置によってトナー像が転写紙112に定着され一連の印刷プロセスを終了する。   The toner images of the respective colors formed by the image forming units 102Y, 102M, 102C, and 102K in this way are primarily transferred so as to overlap each other on the intermediate transfer belt 101. Thereafter, each color toner image transferred onto the intermediate transfer belt 101 is transferred from the intermediate transfer belt 101 to the transfer paper 112 by the secondary transfer device 111, and the toner image is fixed to the transfer paper 112 by a fixing device (not shown) and a series of printing is performed. Terminate the process.

次に、出力画像の安定化を図るために、規定の1ドット静電潜像に対するトナー付着量を安定させるためのプロセス制御にについて説明する。
また、ここでは、説明を簡略化するため、帯電バイアスVg、現像バイアスVb及び露光パワー(以下「LDパワー」という。)を調整する制御を中心に説明する。
なお、本実施形態では、このプロセス制御中に、書込装置203が画像形成時に用いる基準露光量を調整する露光量調整制御が含まれるが、露光量調整制御をプロセス制御とは別に行ってもよい。
Next, in order to stabilize the output image, the process control for stabilizing the toner adhesion amount on the specified one-dot electrostatic latent image will be described.
In addition, here, for the sake of simplicity, the description will focus on control for adjusting the charging bias Vg, the developing bias Vb, and the exposure power (hereinafter referred to as “LD power”).
In this embodiment, the process control includes exposure adjustment control for adjusting the reference exposure used by the writing device 203 during image formation. However, the exposure adjustment control may be performed separately from the process control. Good.

図3は、本実施形態におけるプロセス制御に関わる制御系を示すブロック図である。
本実施形態のプロセス制御では、まず、中間転写ベルト101に所定の条件によって通常の画像形成動作によりトナーパターン(トナー像)である濃度パッチ113を形成し、この濃度パッチ113のトナー付着量を光学式反射濃度センサである後述する光学センサ301,302で構成される画像検出装置110で検出する。制御部41は、画像検出装置110の検出結果に基づき、帯電装置201のグリッド電圧(帯電バイアス)Vg、現像装置205の現像バイアスVb及び書込装置203のLDパワーを調整する。
FIG. 3 is a block diagram showing a control system related to process control in the present embodiment.
In the process control of this embodiment, first, a density patch 113 that is a toner pattern (toner image) is formed on the intermediate transfer belt 101 by a normal image forming operation under predetermined conditions, and the toner adhesion amount of the density patch 113 is optically determined. Detection is performed by an image detection device 110 configured by optical sensors 301 and 302 (to be described later) that are optical reflection density sensors. The control unit 41 adjusts the grid voltage (charging bias) Vg of the charging device 201, the developing bias Vb of the developing device 205, and the LD power of the writing device 203 based on the detection result of the image detecting device 110.

図4(a)は、黒用の画像検出装置110を構成する光学センサ301の概略構成を示す説明図であり、図4(b)は、他色(カラー)用の画像検出装置110を構成する光学センサ302の概略構成を示す説明図である。
光学センサ301は、発光素子303と、濃度パッチ113や中間転写ベルト101の表面からの正反射光を受光する正反射光受光素子304とから構成されている。一方、光学センサ302は、発光素子303、濃度パッチ113や中間転写ベルト101の表面からの正反射光を受光する正反射光受光素子304のほか、さらに、濃度パッチ113や中間転写ベルト101の表面からの拡散反射光を受光する拡散反射光受光素子305から構成されている。光学センサ301及び光学センサ302は、図5に示すように、中間転写ベルト101上に形成した濃度パッチ113と対向し得る位置にそれぞれ配置されている。制御部41は、書き込み光Lの書き込み開始後、濃度パッチ113が光学センサ301及び光学センサ302との対向位置に到達するタイミングに合わせて、正反射光受光素子304や拡散反射光受光素子305からの出力電圧を検出し、その検出結果(センサ検知結果)に対して付着量変換処理を行うことにより、各濃度パッチ113のトナー付着量を導出する。具体的には、例えば、出力電圧とトナー付着量との対応関係を記述した変換テーブルを予めROM44に記憶しておき、この変換テーブルを用いてトナー付着量を導出する。または、例えば、出力電圧をトナー付着量に変換する変換式を演算させてトナー付着量を導出するようにしてもよい。
FIG. 4A is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the optical sensor 301 constituting the black image detection device 110, and FIG. 4B shows a configuration of the image detection device 110 for other colors. It is explanatory drawing which shows schematic structure of the optical sensor 302 to do.
The optical sensor 301 includes a light emitting element 303 and a regular reflection light receiving element 304 that receives regular reflection light from the surface of the density patch 113 and the intermediate transfer belt 101. On the other hand, the optical sensor 302 includes the light emitting element 303, the density patch 113, and the regular reflection light receiving element 304 that receives regular reflection light from the surface of the intermediate transfer belt 101, and further the surface of the density patch 113 and the intermediate transfer belt 101. It is comprised from the diffuse reflected light light receiving element 305 which receives the diffuse reflected light from. As shown in FIG. 5, the optical sensor 301 and the optical sensor 302 are respectively disposed at positions that can face the density patch 113 formed on the intermediate transfer belt 101. After starting writing of the writing light L, the control unit 41 starts from the specular reflection light receiving element 304 and the diffuse reflection light receiving element 305 in accordance with the timing when the density patch 113 reaches the position facing the optical sensor 301 and the optical sensor 302. The toner adhesion amount of each density patch 113 is derived by performing an adhesion amount conversion process on the detection result (sensor detection result). Specifically, for example, a conversion table describing the correspondence between the output voltage and the toner adhesion amount is stored in the ROM 44 in advance, and the toner adhesion amount is derived using this conversion table. Alternatively, for example, the toner adhesion amount may be derived by calculating a conversion formula for converting the output voltage into the toner adhesion amount.

図6は、本実施形態におけるプロセス制御の主要な処理の流れを示すフローチャートである。
本実施形態においては、転写紙112上に形成される低濃度から高濃度までの画像に対して適切に付着量変換処理を実行できるようにプロセス制御を行うときのトナー階調パターンの目標トナー付着量範囲が、0[mg/cm]付近から0.5[mg/cm]までの範囲内である場合について説明する。
FIG. 6 is a flowchart showing a main processing flow of process control in the present embodiment.
In this embodiment, the target toner adhesion of the toner gradation pattern when performing process control so that the adhesion amount conversion processing can be appropriately performed on an image from low density to high density formed on the transfer paper 112. The case where the amount range is in the range from around 0 [mg / cm 2 ] to 0.5 [mg / cm 2 ] will be described.

プロセス制御においては、画像検出装置110の校正や異常検査などの前処理工程を終えた後、まず、現在設定されている帯電バイアスVg0、現像バイアスVb0、露光パワーLDP等の画像形成条件(前回のプロセス制御で設定された画像形成条件)で、10階調の濃度パッチを感光体表面上に形成する(S1)。そして、このときの帯電電位(非露光部電位)Vd0を電位センサ210で検知する(S2)。また、これらの10階調の濃度パッチに付着したトナー付着量を、画像検出装置110で検知する(S3)。そして、上記S2で検知した帯電電位Vd0と、上記S3で検知した検知した10階調分のトナー付着量とから、現時点における現像γ(ガンマ)を算出する(S4)。   In the process control, after finishing pre-processing steps such as calibration and abnormality inspection of the image detection apparatus 110, first, image forming conditions such as the currently set charging bias Vg0, developing bias Vb0, exposure power LDP (the previous time) A density patch of 10 gradations is formed on the surface of the photoreceptor (image forming conditions set by process control) (S1). The charging potential (non-exposed portion potential) Vd0 at this time is detected by the potential sensor 210 (S2). Further, the amount of toner attached to these 10-gradation density patches is detected by the image detection device 110 (S3). Then, development γ (gamma) at the present time is calculated from the charging potential Vd0 detected in S2 and the toner adhesion amount detected in S3 for 10 gradations (S4).

図7は、高温高湿環境(32[℃]、54[%])と低温低湿環境(10[℃]、15[%])の環境下においてトナー階調パターンを形成したときの現像ポテンシャルに対するトナー付着量を実測した結果を示すグラフである。なお、このグラフは、横軸に現像ポテンシャルをとり、縦軸にトナー付着量をとっている。現像γとは、このグラフの傾きを示すパラメータであり、現像ポテンシャルとトナー付着量との対応関係を示すパラメータである。ここで、現像ポテンシャルとは、感光体上の露光部電位VLと現像バイアスVbとの電位差を示すものであり、現像ポテンシャルが大きければ1ドット静電潜像に付着するトナー量が多くなり、画像濃度が高まることになる。また、後述する地肌ポテンシャルとは、感光体上の非露光部電位すなわち帯電電位Vdと現像バイアスVbとの電位差を示すものであり、地肌ポテンシャルが小さすぎると非露光部にトナーが付着してしまう地汚れが発生し、地肌ポテンシャルが大きすぎると現像剤中の磁性キャリアが感光体表面に付着してしまうキャリア付着が発生する。   FIG. 7 shows the development potential when a toner gradation pattern is formed in a high temperature and high humidity environment (32 [° C.], 54 [%]) and a low temperature and low humidity environment (10 [° C.], 15 [%]). 6 is a graph showing results of actual measurement of toner adhesion amount. In this graph, the horizontal axis represents the development potential, and the vertical axis represents the toner adhesion amount. The development γ is a parameter indicating the slope of this graph, and is a parameter indicating the correspondence between the development potential and the toner adhesion amount. Here, the development potential indicates a potential difference between the exposed portion potential VL on the photosensitive member and the development bias Vb. If the development potential is large, the amount of toner adhering to the one-dot electrostatic latent image increases. The concentration will increase. The background potential described later indicates a potential difference between the non-exposed portion potential on the photosensitive member, that is, the charging potential Vd and the developing bias Vb. If the background potential is too small, the toner adheres to the non-exposed portion. If background staining occurs and the background potential is too large, carrier adhesion occurs in which the magnetic carrier in the developer adheres to the surface of the photoreceptor.

高温高湿環境の場合、本実施形態における目標トナー付着量範囲の最大トナー付着量(目標最大トナー付着量)である0.5[mg/cm]の濃度パッチを形成するためには、図7に示されるように現像ポテンシャルとして360[V]が必要となる。これに対し、低温低湿環境では0.5[mg/cm]の濃度パッチを形成するためには、500[V]の現像ポテンシャルが必要となる。このように0.5[mg/cm]という同じトナー付着量で濃度パッチを形成するのに必要な現像ポテンシャルは温度湿度環境によって異なる。温度湿度環境によって現像ポテンシャルが異なる理由は、温度湿度環境によりトナーの帯電量が変化することが挙げられる。一般的に高温高湿度環境ではトナーの帯電量が小さくなるため、同じ現像ポテンシャルでもトナー付着量が増加し、反対に低温低湿度環境ではトナーの帯電量が大きくなるためトナー付着量が減少する。 In the case of a high temperature and high humidity environment, in order to form a density patch of 0.5 [mg / cm 2 ], which is the maximum toner adhesion amount (target maximum toner adhesion amount) in the target toner adhesion amount range in this embodiment, FIG. As shown in FIG. 7, a development potential of 360 [V] is required. On the other hand, in order to form a density patch of 0.5 [mg / cm 2 ] in a low-temperature and low-humidity environment, a development potential of 500 [V] is required. Thus, the development potential required to form a density patch with the same toner adhesion amount of 0.5 [mg / cm 2 ] varies depending on the temperature and humidity environment. The reason why the development potential varies depending on the temperature and humidity environment is that the charge amount of the toner varies depending on the temperature and humidity environment. In general, since the toner charge amount becomes small in a high temperature and high humidity environment, the toner adhesion amount increases even at the same development potential. On the other hand, in the low temperature and low humidity environment, the toner charge amount increases and the toner adhesion amount decreases.

このように、温度湿度環境の変動によって、目標の画像濃度(目標のトナー付着量)を得るための現像ポテンシャルが変わってくる。また、温度湿度環境以外の要因でも目標のトナー付着量を得るための現像ポテンシャルが変わってくる。したがって、適当なタイミングで現時点における現像γを確認し、その現像γから目標のトナー付着量を得るための現像ポテンシャルを求めて、各種画像形成条件(帯電バイアスVg、現像バイアスVb、基準露光量(基準露光パワー、基準露光デューティ))を決定する必要がある。   As described above, the development potential for obtaining the target image density (target toner adhesion amount) varies depending on the fluctuation of the temperature and humidity environment. Further, the development potential for obtaining the target toner adhesion amount varies depending on factors other than the temperature and humidity environment. Accordingly, the current development γ is confirmed at an appropriate timing, and a development potential for obtaining a target toner adhesion amount is obtained from the development γ, and various image forming conditions (charging bias Vg, development bias Vb, reference exposure amount ( It is necessary to determine the reference exposure power and the reference exposure duty)).

そこで、本実施形態では、上記S4で算出した現像γから、目標最大トナー付着量である0.5[mg/cm]のトナー付着量を得るための現像ポテンシャルVbLを算出する(S5)。そして、目標最大トナー付着量を得るべく画像形成するときの現像ポテンシャルが、上記S5で算出した現像ポテンシャルVbLとなるように、各種画像形成条件を調整する。以下、この調整方法について、具体的に説明する。 Therefore, in the present embodiment, the development potential VbL for obtaining the toner adhesion amount of 0.5 [mg / cm 2 ], which is the target maximum toner adhesion amount, is calculated from the development γ calculated in S4 (S5). Then, various image forming conditions are adjusted so that the development potential when forming an image so as to obtain the target maximum toner adhesion amount is the development potential VbL calculated in S5. Hereinafter, this adjustment method will be specifically described.

本実施形態においては、現在設定されている帯電バイアスVg0及び現像バイアスVb0を印加した状態で、基本露光パワーLDP0の1.5倍(150%)の露光パワーLDP’で、かつ、露光デューティを最大値(15)にして、感光体表面を露光する。そして、これにより形成された静電潜像(露光部)の電位を、残留露光部電位Vr’として、電位センサ210により検知する(S6)。この残留露光部電位Vr’は、最終的な残留露光部電位Vrを検知する際に用いる現像バイアスVb’と目標帯電電位Vd’とを求めるためのものである。   In the present embodiment, with the currently set charging bias Vg0 and developing bias Vb0 applied, the exposure power LDP ′ is 1.5 times (150%) the basic exposure power LDP0 and the exposure duty is maximized. The surface of the photoconductor is exposed with the value (15). Then, the potential of the electrostatic latent image (exposed portion) formed thereby is detected by the potential sensor 210 as the residual exposed portion potential Vr ′ (S6). This residual exposed portion potential Vr 'is used to obtain a developing bias Vb' and a target charging potential Vd 'used when detecting the final residual exposed portion potential Vr.

次に、本実施形態においては、上記S6で検知した残留露光部電位Vr’から、下記の数式(1)により、このときの暫定的な基準露光部電位VL0’を算出する(S7)。なお、基準露光部電位とは、基準露光量(基準露光パワーLDP、基準露光デューティ)で露光したときの露光部電位である。
VL0’= Vr’−50 ・・・(1)
ここで、残留露光部電位Vr’に−50[V]を加算した値を基準露光部電位VL0’と設定しているのは、一般に、基準露光部電位は、残留露光部電位Vr’に−50[V]を加算した値付近に存在することが経験的に認められるからである。なお、この暫定の基準露光部電位VL0’と実際の基準露光部電位VL0との誤差は、後述する補正処理により補正される。
Next, in the present embodiment, a temporary reference exposure portion potential VL0 ′ at this time is calculated from the residual exposure portion potential Vr ′ detected in S6 by the following formula (1) (S7). The reference exposure portion potential is an exposure portion potential when exposure is performed with a reference exposure amount (reference exposure power LDP, reference exposure duty).
VL0 ′ = Vr′−50 (1)
Here, the value obtained by adding −50 [V] to the residual exposure portion potential Vr ′ is set as the reference exposure portion potential VL0 ′. Generally, the reference exposure portion potential is − This is because it is empirically recognized that it exists in the vicinity of the value obtained by adding 50 [V]. An error between the provisional reference exposure portion potential VL0 ′ and the actual reference exposure portion potential VL0 is corrected by a correction process described later.

次に、このようにして求めた暫定の基準露光部電位VL0’から、まず、最終的な残留露光部電位Vrを検知する際に用いるVr検知用の現像バイアスVb’を、下記の数式(2)により算出する。
Vb’= VbL+VL0’ ・・・(2)
続いて、上記数式(2)により算出したVr検知用の現像バイアスVb’から、Vr検知用の目標帯電電位Vd’を、下記の数式(3)により算出する。
Vd’= Vb’+Vbg ・・・(3)
Next, from the provisional reference exposure portion potential VL0 ′ thus obtained, first, a development bias Vb ′ for Vr detection used when detecting the final residual exposure portion potential Vr is expressed by the following equation (2). ).
Vb ′ = VbL + VL0 ′ (2)
Subsequently, the target charging potential Vd ′ for Vr detection is calculated by the following equation (3) from the development bias Vb ′ for Vr detection calculated by the equation (2).
Vd ′ = Vb ′ + Vbg (3)

ここで、上記数式(3)中の地肌ポテンシャルVbgは、従来は一定値(例えば200[V])が使用されていたが、後述する理由により、本実施形態では現像ポテンシャルVbLに応じて変更される可変値とする。具体的には、地肌ポテンシャルVbgは下記の数式(4)から算出される(S8)。
Vbg = VbL×α ・・・(4)
上記数式(4)中のαは、現像ポテンシャルVbLに対する地肌ポテンシャルVbgの好適な比率を示すパラメータであり、以下、地肌ポテンシャル決定係数という。この地肌ポテンシャル決定係数αは、以下の観点から、実験的に求まる値である。
Here, the background potential Vbg in the above formula (3) has conventionally been a constant value (for example, 200 [V]). However, in the present embodiment, the background potential Vbg is changed according to the development potential VbL for the reason described later. Variable value. Specifically, the background potential Vbg is calculated from the following mathematical formula (4) (S8).
Vbg = VbL × α (4)
Α in the equation (4) is a parameter indicating a suitable ratio of the background potential Vbg to the development potential VbL, and is hereinafter referred to as a background potential determination coefficient. The background potential determination coefficient α is a value obtained experimentally from the following viewpoints.

下記の表1は、地肌ポテンシャル決定係数αを求めるための実験条件及び実験結果を示す表である。

Figure 0005201466
Table 1 below is a table showing experimental conditions and experimental results for obtaining the background potential determination coefficient α.
Figure 0005201466

本実験では、前提として、トナー補給を行わないようにし、各種画像形成条件は実験中に変更しないようにする。そして、まず、帯電電位Vdが約900[V]となるようにそれぞれ調整する。また、上記表1に示した実験条件のように地肌ポテンシャルを異ならせた状態で、現像バイアスVb及び露光パワーを上記表1に示した実験条件に合わせて設定する。その後、印刷しながら、ベタ画像の画像濃度IDが1.6となるまで強制的にトナー補給を行い、画像濃度IDが1.6となった条件で、1ドット細線の線幅測定用の画像を1枚印刷する。また、1ドット細線の線幅測定用の画像についての感光体表面上におけるトナー像を採取し、トナー付着量を測定する。また、ハーフトーン画像を印刷し、そのハーフトーン濃度を測定する。この実験は、帯電電位Vdが約700[V]、約500[V]の場合についても同様に行う。   In this experiment, as a premise, toner replenishment is not performed, and various image forming conditions are not changed during the experiment. First, the charging potential Vd is adjusted to about 900 [V]. Further, the developing bias Vb and the exposure power are set in accordance with the experimental conditions shown in Table 1 in the state where the ground potential is varied as in the experimental conditions shown in Table 1 above. Thereafter, while printing, the toner is forcibly replenished until the image density ID of the solid image becomes 1.6, and an image for measuring the line width of a 1-dot thin line under the condition that the image density ID becomes 1.6. Is printed. Further, a toner image on the surface of the photoconductor for an image for measuring the line width of a 1-dot thin line is collected, and the toner adhesion amount is measured. Also, a halftone image is printed and the halftone density is measured. This experiment is similarly performed when the charging potential Vd is about 700 [V] and about 500 [V].

図8(a)及び(b)は、帯電電位Vdが900[V]、700[V]、500[V]である場合に、地肌ポテンシャルを変更して1ドット幅の縦線(感光体表面移動方向に対応する方向に延びる線)を画像形成したときの地肌ポテンシャルと線幅との対応関係を示す上記実験結果のグラフである。なお、図8(a)は、横軸に地肌ポテンシャルをとったものであり、図8(b)は横軸に現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率をとったものである。
図9(a)及び(b)は、帯電電位Vdを900[V]、700[V]、500[V]である場合に、地肌ポテンシャルを変更して1ドット幅の横線(感光体表面移動方向に対して直交する方向に対応する方向に延びる線)を画像形成したときの地肌ポテンシャルと線幅との対応関係を示す上記実験結果のグラフである。なお、図9(a)は、横軸に地肌ポテンシャルをとったものであり、図9(b)は横軸に現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率をとったものである。
これらのグラフは、トナー付着量(画像濃度)がすべて目標最大付着量である0.5[mg/cm]となるように現像γや現像ポテンシャルを調整した状態で、地肌ポテンシャルを変更したものである。
FIGS. 8A and 8B show vertical lines of one dot width (photosensitive member surface) by changing the background potential when the charging potential Vd is 900 [V], 700 [V], and 500 [V]. It is a graph of the said experimental result which shows the correspondence of the ground potential and line width when image-forming the line extended in the direction corresponding to a moving direction). In FIG. 8A, the horizontal axis indicates the background potential, and in FIG. 8B, the horizontal axis indicates the ratio of the background potential to the development potential.
FIGS. 9A and 9B show horizontal lines of one dot width (photoconductor surface movement) when the ground potential is changed when the charging potential Vd is 900 [V], 700 [V], and 500 [V]. It is the graph of the said experimental result which shows the correspondence of the ground potential and line | wire width when image-forming the line extended in the direction corresponding to the direction orthogonal to a direction). In FIG. 9A, the horizontal axis represents the background potential, and in FIG. 9B, the horizontal axis represents the ratio of the background potential to the development potential.
These graphs are obtained by changing the background potential while adjusting the development γ and the development potential so that the toner adhesion amount (image density) is all the target maximum adhesion amount of 0.5 [mg / cm 2 ]. It is.

図8(a)及び図9(a)からわかるように、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整しても、地肌ポテンシャルの違いにより、帯電電位Vdの違いにかかわらず、細線の線幅が異なってくるという画質変化が起きる。これは、地肌ポテンシャルの違いに応じて、露光部における非露光部との境界部分に付着するトナーに対する、非露光部と現像ローラとの間の電界(以下、「地肌部電界」という。)の影響が異なってくるからだと推測される。より詳しくは、トナーを現像ローラ側へ移動させる地肌部電界が強くなると、露光部における非露光部との境界部分からトナーを取り除く又はその境界部分にトナーを付着させない作用が高まり、その結果、露光部の面積に対するトナー付着面積が小さくなる。この結果が、細線の線幅が狭くなるという画質劣化として顕在化したものと推測される。逆に、トナーを現像ローラ側へ移動させる地肌部電界が弱くなると、露光部の面積に対するトナー付着面積が大きくなって、細線の線幅が広くなるという画質劣化として顕在化する。   As can be seen from FIG. 8A and FIG. 9A, even if the development potential is adjusted so that the toner adhesion amount is constant, the fine line The image quality changes that the line width is different. This corresponds to the electric field between the non-exposed portion and the developing roller (hereinafter referred to as “background electric field”) for the toner adhering to the boundary portion between the exposed portion and the non-exposed portion in accordance with the difference in the background potential. It is presumed that the impact will be different. More specifically, when the background electric field for moving the toner to the developing roller side becomes stronger, the effect of removing the toner from the boundary portion with the non-exposed portion in the exposed portion or preventing the toner from adhering to the boundary portion is increased. The toner adhesion area with respect to the area of the portion is reduced. This result is presumed to be manifested as image quality deterioration that the line width of the thin line becomes narrow. On the contrary, when the background electric field for moving the toner to the developing roller side becomes weak, the toner adhesion area with respect to the area of the exposed portion becomes large, and the image quality deterioration becomes apparent as the line width of the fine line becomes wide.

ここで、図8(a)及び図9(a)は、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整したものであるが、このような調整を行う場合に地肌ポテンシャルが従来のように固定値(例えば200[V])であると、帯電電位Vdの違いにより細線の線幅が異なってしまうことがわかる。本実施形態のプロセス制御でも、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルの調整を行うので、地肌ポテンシャルが固定値であると、細線の線幅が変化する画質変化が生じてしまう。特に、本実施形態では、上述したように残留露光部電位Vrが経時的に徐々に高まる特性をもった感光体を使用している。そのため、経時的に同じトナー付着量を確保するためには、適切な現像ポテンシャルを確保するために現像バイアスを経時的に徐々に高める必要が生じる。そして、現像バイアスの上昇に伴い、固定値である地肌ポテンシャルを維持すべく、帯電電位Vdが経時的に徐々に高まるように調整される。そのため、地肌ポテンシャルが固定値(例えば200[V])であると、経時的に細線の線幅が太くなるという画質劣化が生じる。   Here, FIG. 8A and FIG. 9A are obtained by adjusting the development potential so that the toner adhesion amount is constant. When such adjustment is performed, the background potential is the same as in the conventional case. When the value is fixed (for example, 200 [V]), it can be seen that the line width of the thin line varies depending on the difference in the charging potential Vd. Even in the process control of the present embodiment, the development potential is adjusted so that the toner adhesion amount is constant. Therefore, if the background potential is a fixed value, a change in image quality in which the line width of the thin line changes occurs. In particular, in this embodiment, as described above, a photoconductor having a characteristic that the residual exposure portion potential Vr gradually increases with time is used. Therefore, in order to secure the same toner adhesion amount over time, it is necessary to gradually increase the development bias with time in order to ensure an appropriate development potential. As the developing bias increases, the charging potential Vd is adjusted so as to gradually increase with time in order to maintain a fixed background potential. Therefore, when the background potential is a fixed value (for example, 200 [V]), the image quality is deteriorated such that the line width of the thin line becomes thicker with time.

一方で、図8(b)及び図9(b)を見ると、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整する場合でも、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が一定であれば、帯電電位Vdが異なっていても細線の線幅が変化しないことが理解できる。これは、この比率が一定であれば、露光部における非露光部との境界部分に付着するトナーに対する、露光部と現像ローラとの間の現像電界による影響と、非露光部と現像ローラとの間の地肌部電界による影響とが安定し、その結果、現像ポテンシャルや地肌ポテンシャルが変化しても、露光部の面積に対するトナー付着面積はほとんど変化しないためだと推測される。   On the other hand, when FIG. 8B and FIG. 9B are viewed, even when the development potential is adjusted so that the toner adhesion amount is constant, if the ratio of the background potential to the development potential is constant, the charging potential It can be understood that the line width of the thin line does not change even when Vd is different. If this ratio is constant, the effect of the development electric field between the exposure unit and the developing roller on the toner adhering to the boundary portion between the exposure unit and the non-exposure unit, and the non-exposure unit and the development roller It is assumed that the effect of the electric field in the background is stable, and as a result, even if the development potential and the background potential change, the toner adhesion area with respect to the area of the exposed part hardly changes.

以上より、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを確保しつつ、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率(地肌ポテンシャル決定係数)が一定になるように地肌ポテンシャルを調整することで、一定の画像濃度を維持しつつ細線の線幅が変化するという画質変化を抑制できる。   As described above, a constant image density can be obtained by adjusting the background potential so that the ratio of the background potential to the development potential (background potential determination coefficient) is constant while securing the development potential so that the toner adhesion amount is constant. It is possible to suppress a change in image quality that the line width of the thin line changes while maintaining the above.

また、図10(a)は、帯電電位Vdを900[V]、700[V]、500[V]である場合の地肌ポテンシャルとハーフトーン濃度との対応関係を示す上記実験結果のグラフである。図10(b)は、帯電電位Vdを900[V]、700[V]、500[V]である場合の、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率とハーフトーン濃度との対応関係を示す上記実験結果のグラフである。
図10(a)は、ベタ画像のトナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整した場合において、地肌ポテンシャルが従来のように固定値(例えば200[V])であると、帯電電位Vdの違いによりハーフトーン濃度が異なってしまうことを示している。本実施形態のプロセス制御でも、ベタ画像のトナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルの調整を行うので、地肌ポテンシャルが固定値であると、ハーフトーン濃度が変化する画質変化が生じてしまう。特に、本実施形態では、残留露光部電位Vrが経時的に徐々に高まる特性をもった感光体を使用しているため、上述したように帯電電位Vdが経時的に徐々に高まるように調整される。そのため、地肌ポテンシャルが固定値(例えば200[V])であると、経時的にハーフトーン濃度が低下するという画質劣化が生じる。
FIG. 10A is a graph of the experimental results showing the correspondence between the background potential and the halftone density when the charging potential Vd is 900 [V], 700 [V], and 500 [V]. . FIG. 10B shows the above experimental results showing the correspondence between the ratio of the background potential to the development potential and the halftone density when the charging potential Vd is 900 [V], 700 [V], and 500 [V]. It is a graph of.
FIG. 10A illustrates a case where the development potential is adjusted so that the toner adhesion amount of the solid image is constant, and the charging potential Vd is obtained when the background potential is a fixed value (for example, 200 [V]) as in the past. It is shown that the halftone density varies depending on the difference. Even in the process control of the present embodiment, the development potential is adjusted so that the toner adhesion amount of the solid image is constant. Therefore, if the background potential is a fixed value, a change in image quality in which the halftone density changes occurs. In particular, in the present embodiment, since the photosensitive member having the characteristic that the residual exposed portion potential Vr gradually increases with time is used, the charging potential Vd is adjusted to gradually increase with time as described above. The Therefore, when the background potential is a fixed value (for example, 200 [V]), the image quality is deteriorated such that the halftone density decreases with time.

一方で、図10(b)を見ると、ベタ画像のトナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整する場合、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が一定であれば、帯電電位Vdが異なっていてもハーフトーン濃度が変化しないことが理解できる。これは、上述した細線の線幅の場合と同様の理由によるものと考えられる。   On the other hand, as shown in FIG. 10B, when the development potential is adjusted so that the toner adhesion amount of the solid image is constant, the charging potential Vd is different if the ratio of the background potential to the development potential is constant. However, it can be understood that the halftone density does not change. This is considered to be due to the same reason as in the case of the thin line width described above.

以上より、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを確保しつつ、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率(地肌ポテンシャル決定係数)が一定になるように地肌ポテンシャルを調整することで、一定の画像濃度を維持しつつハーフトーン濃度が変化するという画質変化も抑制できる。   As described above, a constant image density can be obtained by adjusting the background potential so that the ratio of the background potential to the development potential (background potential determination coefficient) is constant while securing the development potential so that the toner adhesion amount is constant. It is possible to suppress a change in image quality in which the halftone density changes while maintaining the image quality.

そして、上述した実験結果からすれば、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率すなわち地肌ポテンシャル決定係数αは、0.40〜0.80の範囲内、好ましくは0.40〜0.45の範囲内であれば、上述した画質変化を良好に抑制できる。なお、本実施形態では、地肌ポテンシャル決定係数αを0.4に設定するものとする。   From the experimental results described above, the ratio of the background potential to the development potential, that is, the background potential determination coefficient α is within the range of 0.40 to 0.80, preferably within the range of 0.40 to 0.45. Thus, the above-described image quality change can be suppressed satisfactorily. In the present embodiment, the background potential determination coefficient α is set to 0.4.

このようにして、地肌ポテンシャルVbgは、上記数式(4)により、上記S5で算出した現像ポテンシャルVbLに地肌ポテンシャル決定係数αを乗じて算出される。しかし、上述したように、地肌ポテンシャルVbgが小さすぎると地汚れが発生し、地肌ポテンシャルVbgが大きすぎるとキャリア付着が発生する。したがって、地汚れやキャリア付着が発生しない範囲から外れた地肌ポテンシャルVbgを設定すると、上述した細線の線幅変化やハーフトーン濃度変化よりも深刻な不具合が生じてしまう。   In this way, the background potential Vbg is calculated by multiplying the development potential VbL calculated in S5 by the background potential determination coefficient α according to the above equation (4). However, as described above, if the background potential Vbg is too small, background contamination occurs, and if the background potential Vbg is too large, carrier adhesion occurs. Therefore, if the background potential Vbg deviating from the range in which background contamination and carrier adhesion do not occur is set, a more serious problem than the above-described line width change or halftone density change occurs.

よって、本実施形態では、地汚れやキャリア付着が発生しない規定範囲から外れた地肌ポテンシャルVbgが設定されないように、次のような処理を行っている。すなわち、上記数式(4)により算出した地肌ポテンシャルVbgが規定範囲の上限値(VbgMAX)よりも高い値である場合には、その上限値VbgMAXを地肌ポテンシャルVbgとして算出し、以後の処理に使用する。また、上記数式(4)により算出した地肌ポテンシャルVbgが規定範囲の下限値(VbgMIN)よりも低い値である場合には、その下限値VbgMINを地肌ポテンシャルVbgとして算出し、以後の処理に使用する。 Therefore, in the present embodiment, the following processing is performed so that the background potential Vbg deviating from the specified range in which background contamination and carrier adhesion do not occur is not set. That is, when the background potential Vbg calculated by the above equation (4) is higher than the upper limit value (Vbg MAX ) of the specified range, the upper limit value Vbg MAX is calculated as the background potential Vbg and is used for the subsequent processing. use. When the background potential Vbg calculated by the above equation (4) is lower than the lower limit value (Vbg MIN ) of the specified range, the lower limit value Vbg MIN is calculated as the background potential Vbg, and the subsequent processing is performed. use.

次に、上記S7で算出した暫定の基準露光部電位VL0’から、最終的な残留露光部電位Vrを検知する際に用いるVr検知用の現像バイアスVb’を上記数式(2)により算出する(S9)。また、上記数式(2)により算出したVr検知用の現像バイアスVb’と、上記S8で算出した地肌ポテンシャルVbgとを用いて、上記数式(3)により、Vr検知用の目標帯電電位Vd’を算出する(S9)。   Next, the development bias Vb ′ for Vr detection used when detecting the final residual exposure portion potential Vr is calculated from the provisional reference exposure portion potential VL0 ′ calculated in S7 by the above formula (2) ( S9). Further, by using the development bias Vb ′ for Vr detection calculated by the above equation (2) and the background potential Vbg calculated at S8, the target charging potential Vd ′ for Vr detection by the above equation (3) is obtained. Calculate (S9).

そして、帯電電位がVr検知用の目標帯電電位Vd’となるように、Vr検知用の帯電バイアスVg’を設定する(S10)。
具体的には、まず、帯電バイアスを予め決められた固定値(本実施形態では−550[V])に設定し、また、現像バイアスも予め決められた固定値(本実施形態では−350[V])に設定した条件下で、感光体表面を帯電させ、このときの帯電電位を電位センサ210で検知する。この検知結果が上記S9で算出した目標帯電電位Vd’を中心とした目標範囲内(本実施形態ではVd’±5[V])であれば、この測定に用いた上記固定値(−550[V])をVr検知用の帯電バイアスVg’に設定する。
一方、この検知結果が目標範囲内から外れている場合には、帯電バイアスの固定値(−550[V])及びその検知結果(帯電電位)と、プロセス制御の前処理時に用いた帯電バイアス(本実施形態では−700[V])及びそのときに電位センサ210で検知した帯電電位とを用いて、現時点における帯電バイアスと帯電電位との関係を最小二乗法により1次近似して概略関係式(1次近似式)を求める。そして、この1次近似式から、Vr検知用の目標帯電電位Vd’に対応するVr検知用の帯電バイアスを特定する。その後、ここで特定したVr検知用の帯電バイアスを用いて再び感光体表面を帯電させ、このときの帯電電位を電位センサ210で検知する。この検知結果が目標範囲内であれば、上記で特定したVr検知用の帯電バイアスをVr検知用の帯電バイアスVg’に決定する。この検知結果が目標範囲内から外れている場合には、さらに、このときの測定結果も加えて、さらに帯電バイアスと帯電電位との関係を示す1次近似式を求め、検知結果が目標範囲内に入るまで同様の処理を繰り返す。
Then, the charging bias Vg ′ for detecting Vr is set so that the charging potential becomes the target charging potential Vd ′ for detecting Vr (S10).
Specifically, first, the charging bias is set to a predetermined fixed value (-550 [V] in the present embodiment), and the developing bias is also set to a predetermined fixed value (-350 [in the present embodiment). V]), the surface of the photosensitive member is charged, and the charged potential at this time is detected by the potential sensor 210. If the detection result is within the target range centered on the target charging potential Vd ′ calculated in S9 (in this embodiment, Vd ′ ± 5 [V]), the fixed value (−550 [−5 [V]) used for this measurement is used. V]) is set to the charging bias Vg ′ for Vr detection.
On the other hand, when the detection result is out of the target range, the charging bias fixed value (−550 [V]) and the detection result (charging potential) and the charging bias (pre-process control process) In the present embodiment, −700 [V]) and the charging potential detected by the potential sensor 210 at that time are used to approximate the relationship between the charging bias and the charging potential at the present time by a first-order approximation using the least square method, and an approximate relational expression (Primary approximation formula) is obtained. Then, the charging bias for Vr detection corresponding to the target charging potential Vd ′ for Vr detection is specified from this linear approximation formula. Thereafter, the surface of the photosensitive member is charged again using the Vr detection charging bias specified here, and the charged potential at this time is detected by the potential sensor 210. If this detection result is within the target range, the charging bias for Vr detection specified above is determined as the charging bias Vg ′ for Vr detection. If the detection result is out of the target range, the measurement result at this time is also added to obtain a first-order approximation expression indicating the relationship between the charging bias and the charging potential, and the detection result is within the target range. Repeat the same process until entering.

ここで、使用する帯電装置201の仕様等により、設定できる帯電バイアスの範囲に制限がある場合が多い。本実施形態では、帯電バイアスの設定可能範囲は、−450[V]以上−900[V]以下の範囲に制限される。よって、本実施形態では、上記のように決定したVr検知用の帯電バイアスVg’が帯電バイアスの設定可能範囲の上限値(VgMAX=−900[V])を越える場合には、その上限値VgMAXを帯電バイアスVg’として設定する。一方、上記のように決定したVr検知用の帯電バイアスVg’が帯電バイアスの設定可能範囲の下限値(VgMIN=−450[V])を下回る場合には、その下限値VgMINを帯電バイアスVg’として設定する。 Here, the range of the charging bias that can be set is often limited depending on the specifications of the charging device 201 used. In the present embodiment, the settable range of the charging bias is limited to a range of −450 [V] or more and −900 [V] or less. Therefore, in this embodiment, when the charging bias Vg ′ for Vr detection determined as described above exceeds the upper limit value (Vg MAX = −900 [V]) of the setting range of the charging bias, the upper limit value is set. Vg MAX is set as the charging bias Vg ′. On the other hand, when the charging bias Vg ′ for Vr detection determined as described above is below the lower limit value (Vg MIN = −450 [V]) of the setting range of the charging bias, the lower limit value Vg MIN is set as the charging bias. Set as Vg '.

また、上記のように設定したVr検知用の帯電バイアスVg’に応じ、地肌ポテンシャルが上記S8で算出した地肌ポテンシャルVbgとなるように、Vr検知用の現像バイアスVb’を修正して設定する(S10)。
図11は、帯電バイアスVg’が帯電バイアス上限値VgMAXに設定された場合に、Vr検知用の現像バイアスVb’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。
図12は、帯電バイアスVg’が帯電バイアス下限値VgMINに設定された場合に、Vr検知用の現像バイアスVb’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。
図13は、帯電バイアスVg’が帯電バイアス上限値VgMAXと帯電バイアス下限値VgMINとの間に設定された場合に、Vr検知用の現像バイアスVb’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。
Further, the development bias Vb ′ for Vr detection is corrected and set so that the background potential becomes the background potential Vbg calculated in S8 according to the charging bias Vg ′ for Vr detection set as described above ( S10).
FIG. 11 is a flowchart showing a flow of processing for correcting the developing bias Vb ′ for detecting Vr when the charging bias Vg ′ is set to the charging bias upper limit value Vg MAX .
FIG. 12 is a flowchart showing a flow of processing for correcting the developing bias Vb ′ for detecting Vr when the charging bias Vg ′ is set to the charging bias lower limit value Vg MIN .
FIG. 13 shows a flow of processing for correcting the developing bias Vb ′ for detecting Vr when the charging bias Vg ′ is set between the charging bias upper limit value Vg MAX and the charging bias lower limit value Vg MIN. It is a flowchart.

帯電バイアスVg’が帯電バイアス上限値VgMAXに設定された場合、図11に示すように、地肌ポテンシャルVbgが上限値VbgMAXに設定されていれば(S21のYes)、地肌ポテンシャルVbgを下記の数式(5)により求まる値に修正する(S22)。
Vbg=Vbg1=VbgMAX−(Vd’[算出値]−VgMAX)×β1 ・・・(5)
上記数式(5)中のVd’[算出値]とは、上記S9で算出したVr検知用の目標帯電電位Vd’であり、上記S10で検出した帯電電位Vd’[検出値]と区別したものである。また、上記数式(5)中のβ1は、帯電バイアスの設定可能範囲内で現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を一定にするための係数であり、通常は地肌ポテンシャル決定係数αと同様の値に設定される。
一方、地肌ポテンシャルVbgが下限値VbgMINに設定されていれば(S23のYes)、地肌ポテンシャルVbgの修正は行わず(S24)、そのまま下限値VbgMINとする。
他方、地肌ポテンシャルVbgが上限値VbgMAXと下限値VbgMINとのに設定されていれば(S23のNo)、地肌ポテンシャルVbgを下記の数式(6)により求まる値に修正する(S25)。
Vbg=Vbg2=Vbg−(Vd’[算出値]−VgMAX)×β1 ・・・(6)
When the charging bias Vg ′ is set to the charging bias upper limit value Vg MAX , as shown in FIG. 11, if the background potential Vbg is set to the upper limit value Vbg MAX (Yes in S21), the background potential Vbg is set as follows. The value is corrected to the value obtained by the equation (5) (S22).
Vbg = Vbg1 = Vbg MAX - ( Vd '[ calculated value] -Vg MAX) × β1 ··· ( 5)
The Vd ′ [calculated value] in the equation (5) is the target charging potential Vd ′ for Vr detection calculated in S9 and is distinguished from the charging potential Vd ′ [detected value] detected in S10. It is. Further, β1 in the above formula (5) is a coefficient for making the ratio of the background potential to the development potential constant within the setting range of the charging bias, and is usually set to the same value as the background potential determination coefficient α. Is done.
On the other hand, if the background potential Vbg is set to the lower limit value Vbg MIN (Yes in S23), the background potential Vbg is not corrected (S24), and the lower limit value Vbg MIN is set as it is.
On the other hand, if the background potential Vbg is set to the upper limit value Vbg MAX and the lower limit value Vbg MIN (No in S23), the background potential Vbg is corrected to a value obtained by the following equation (6) (S25).
Vbg = Vbg2 = Vbg− (Vd ′ [calculated value] −Vg MAX ) × β1 (6)

続いて、地肌ポテンシャルVbgが下限値VbgMIN以下である場合(S26のYes)、地肌ポテンシャルVbgを下限値VbgMINに再修正した後(S27)、Vr検知用の現像バイアスVb’を下記の数式(7)により求まる値に設定する(S28)。
Vb’= VgMAX−VbgMIN ・・・(7)
他方、地肌ポテンシャルVbgが上限値VbgMAXと下限値VbgMINとの間である場合(S26のNo)、Vr検知用の現像バイアスVb’を下記の数式(8)により求まる値に設定する(S29)。
Vb’= VgMAX−Vbg ・・・(8)
Subsequently, when the background potential Vbg is equal to or lower than the lower limit value Vbg MIN (Yes in S26), the background potential Vbg is re-corrected to the lower limit value Vbg MIN (S27), and then the development bias Vb ′ for detecting Vr is expressed by the following formula. The value obtained by (7) is set (S28).
Vb ′ = Vg MAX −Vbg MIN (7)
On the other hand, when the background potential Vbg is between the upper limit value Vbg MAX and the lower limit value Vbg MIN (No in S26), the developing bias Vb ′ for detecting Vr is set to a value obtained by the following equation (8) (S29). ).
Vb ′ = Vg MAX −Vbg (8)

また、帯電バイアスVg’が帯電バイアス下限値VgMINに設定された場合、図12に示すように、地肌ポテンシャルVbgが上限値VbgMAXに設定されていれば(S31のYes)、地肌ポテンシャルVbgの修正は行わず(S32)、そのまま上限値VbgMAXとする。
一方、地肌ポテンシャルVbgが下限値VbgMINに設定されていれば(S33のYes)、地肌ポテンシャルVbgを下記の数式(9)により求まる値に修正する(S34)。
Vbg=Vbg3=VbgMIN−(Vd’[算出値]−VgMIN)×β2 ・・・(9)
上記数式(5)中のβ2は、上記β1と同様、帯電バイアスの設定可能範囲内で現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を一定にするための係数であり、通常は地肌ポテンシャル決定係数αと同様の値に設定される。
他方、地肌ポテンシャルVbgが上限値VbgMAXと下限値VbgMINとのに設定されていれば(S33のNo)、地肌ポテンシャルVbgを下記の数式(10)により求まる値に修正する(S35)。
Vbg=Vbg4=Vbg−(Vd’[算出値]−VgMIN)×β2 ・・・(10)
When the charging bias Vg ′ is set to the charging bias lower limit value Vg MIN , as shown in FIG. 12, if the background potential Vbg is set to the upper limit value Vbg MAX (Yes in S31), the background potential Vbg No correction is made (S32), and the upper limit value Vbg MAX is used as it is.
On the other hand, if the background potential Vbg is set to the lower limit value Vbg MIN (Yes in S33), the background potential Vbg is corrected to a value obtained by the following equation (9) (S34).
Vbg = Vbg3 = Vbg MIN - ( Vd '[ calculated value] -Vg MIN) × β2 ··· ( 9)
Β2 in the above formula (5) is a coefficient for making the ratio of the background potential to the development potential constant within the setting range of the charging bias like the above β1, and is usually the same as the background potential determination coefficient α. Set to a value.
On the other hand, if the background potential Vbg is set to the upper limit value Vbg MAX and the lower limit value Vbg MIN (No in S33), the background potential Vbg is corrected to a value obtained by the following equation (10) (S35).
Vbg = Vbg4 = Vbg− (Vd ′ [calculated value] −Vg MIN ) × β2 (10)

続いて、地肌ポテンシャルVbgが上限値VbgMAX以上である場合(S36のYes)、地肌ポテンシャルVbgを上限値VbgMAXに再修正した後(S37)、Vr検知用の現像バイアスVb’を下記の数式(11)により求まる値に設定する(S38)。
Vb’= VgMIN−VbgMAX ・・・(11)
他方、地肌ポテンシャルVbgが上限値VbgMAXと下限値VbgMINとの間である場合(S36のNo)、Vr検知用の現像バイアスVb’を下記の数式(12)により求まる値に設定する(S39)。
Vb’= VgMIN−Vbg ・・・(12)
Subsequently, when the background potential Vbg is equal to or higher than the upper limit value Vbg MAX (Yes in S36), the background potential Vbg is re-corrected to the upper limit value Vbg MAX (S37), and then the development bias Vb ′ for detecting Vr is expressed by the following formula. The value obtained by (11) is set (S38).
Vb ′ = Vg MIN −Vbg MAX (11)
On the other hand, when the background potential Vbg is between the upper limit value Vbg MAX and the lower limit value Vbg MIN (No in S36), the developing bias Vb ′ for detecting Vr is set to a value obtained by the following equation (12) (S39). ).
Vb ′ = Vg MIN −Vbg (12)

また、帯電バイアスVg’が帯電バイアスの上限値VgMAXと下限値VgMINとの間に設定された場合、図13に示すように、地肌ポテンシャルVbgが上限値VbgMAXに設定されていれば(S41のYes)、地肌ポテンシャルVbgを下記の数式(13)により求まる値に修正する(S42)。
Vbg=Vbg5=VbgMAX−(Vd’[算出値]−Vd’[検出値]) ・・・(13)
一方、地肌ポテンシャルVbgが下限値VbgMINに設定されていれば(S43のYes)、地肌ポテンシャルVbgを下記の数式(14)により求まる値に修正する(S44)。
Vbg=Vbg6=VbgMIN−(Vd’[算出値]−Vd’[検出値]) ・・・(14)
他方、地肌ポテンシャルVbgが上限値VbgMAXと下限値VbgMINとのに設定されていれば(S43のNo)、地肌ポテンシャルVbgを下記の数式(15)により求まる値に修正する(S45)。
Vbg=Vbg7=Vbg−(Vd’[算出値]−Vd’[検出値]) ・・・(15)
その後、Vr検知用の現像バイアスVb’を下記の数式(16)により求まる値に設定する(S47)。
Vb’= Vd’[検出値]−Vbg ・・・(16)
When the charging bias Vg ′ is set between the upper limit value Vg MAX and the lower limit value Vg MIN of the charging bias, as shown in FIG. 13, if the background potential Vbg is set to the upper limit value Vbg MAX ( (Yes in S41), the background potential Vbg is corrected to a value obtained by the following equation (13) (S42).
Vbg = Vbg5 = Vbg MAX − (Vd ′ [calculated value] −Vd ′ [detected value]) (13)
On the other hand, if the background potential Vbg is set to the lower limit value Vbg MIN (Yes in S43), the background potential Vbg is corrected to a value obtained by the following equation (14) (S44).
Vbg = Vbg6 = Vbg MIN - ( Vd '[ calculated value] -Vd' [Detection Value) (14)
On the other hand, if the background potential Vbg is set to the upper limit value Vbg MAX and the lower limit value Vbg MIN (No in S43), the background potential Vbg is corrected to a value obtained by the following equation (15) (S45).
Vbg = Vbg7 = Vbg− (Vd ′ [calculated value] −Vd ′ [detected value]) (15)
Thereafter, the developing bias Vb ′ for detecting Vr is set to a value obtained by the following equation (16) (S47).
Vb ′ = Vd ′ [detection value] −Vbg (16)

次に、以上のように設定したVr検知用の暫定の帯電バイアスVg’及び現像バイアスVb’を用い、上記S6の場合と同様の方法、具体的には、基本露光パワーLDP0の1.5倍(150%)の露光パワーLDP’で、かつ、露光デューティを最大値(15)にして、感光体表面を露光する。そして、これにより形成された静電潜像(露光部)の電位を、最終的な残留露光部電位(検知残留電位)Vrとして、電位センサ210により検知する(S11)。   Next, using the provisional charging bias Vg ′ and development bias Vb ′ for Vr detection set as described above, the same method as in S6, specifically, 1.5 times the basic exposure power LDP0. The photosensitive member surface is exposed with an exposure power LDP ′ of (150%) and the exposure duty set to the maximum value (15). Then, the potential of the electrostatic latent image (exposed portion) formed thereby is detected by the potential sensor 210 as the final residual exposed portion potential (detected residual potential) Vr (S11).

その後、本実施形態では、目標帯電電位Vd’と残留露光部電位Vrとから、露光量の変化に対する感光体表面の露光部電位の変化割合が大きい低露光量領域、図14(a)及び(b)に示したグラフで言えばおおよそグラフ中央からその左側にわたる領域、に属する調整用露光部電位Vplを、下記の数式(17)により算出する(S12)。
Vpl = (Vd’−Vr)÷3+Vr ・・・(17)
そして、ここで新たに検出した残留露光部電位Vrを用いて上記S7〜S10までの処理と同様の処理を行うことにより、暫定の帯電バイアスVg"及び現像バイアスVb"を再設定する(13)。
Thereafter, in the present embodiment, from the target charging potential Vd ′ and the residual exposure portion potential Vr, a low exposure amount region in which the change rate of the exposure portion potential on the surface of the photoreceptor with respect to the change in exposure amount is large, FIG. In the graph shown in b), the adjustment exposure portion potential Vpl belonging to the region extending approximately from the center of the graph to its left side is calculated by the following equation (17) (S12).
Vpl = (Vd′−Vr) ÷ 3 + Vr (17)
Then, the provisional charging bias Vg ″ and the developing bias Vb ″ are reset by performing the same processing as the processing from S7 to S10 using the newly detected residual exposure portion potential Vr (13). .

次に、調整用露光部電位Vplを得るためのVpl用露光パワー(プレ基準露光量)を特定する(S14)。ただし、本実施形態の調整用露光部電位Vplは、おおよそ、基準露光部電位の1/3に相当する付近をとる。そのため、この付近で最適なVpl用露光パワーを探すために、このときの露光デューティは、基準露光量(露光デューティ=15/15)の1/3である5/15の露光デューティを用いる。
調整用露光部電位Vplを得るためのVpl用露光パワーを特定するにあたり、露光デューティを5/15に固定したまま、露光パワーを基本露光パワーLDP0の60%、80%、100%、120%、150%と順次切り替えて、静電潜像(露光部)を作成する。なお、このときの帯電バイアス及び現像バイアスは、上記S13で設定した暫定の帯電バイアスVg"及び現像バイアスVb"である。そして、各露光部の電位を電位センサ210で検知するとともに、このときの帯電電位Vdも電位センサ210で検知する。そして、各露光部に対応する露光パワーと、そのときの帯電電位Vd及び残留露光部電位Vrとから上記数式(17)により求まる各調整用露光部電位Vplとの対応関係を示す5つのデータ組を算出する。そして、各データ組により、露光パワーと調整用露光部電位Vplとの関係を最小二乗法により1次近似して概略関係式(1次近似式)を求め、この1次近似式から、上記S12で算出した調整用露光部電位Vplを得るためのVpl用露光パワーを特定する。
Next, the exposure power for Vpl (pre-reference exposure amount) for obtaining the exposure part potential Vpl for adjustment is specified (S14). However, the adjustment exposure portion potential Vpl of the present embodiment is approximately in the vicinity of 1/3 of the reference exposure portion potential. Therefore, in order to search for the optimum Vpl exposure power in this vicinity, an exposure duty of 5/15, which is 1/3 of the reference exposure amount (exposure duty = 15/15), is used at this time.
In specifying the exposure power for Vpl for obtaining the exposure part potential Vpl for adjustment, the exposure power is 60%, 80%, 100%, 120% of the basic exposure power LDP0, with the exposure duty fixed at 5/15. The electrostatic latent image (exposure portion) is created by sequentially switching to 150%. The charging bias and the developing bias at this time are the provisional charging bias Vg ″ and the developing bias Vb ″ set in S13. The potential of each exposure unit is detected by the potential sensor 210, and the charging potential Vd at this time is also detected by the potential sensor 210. Then, five data sets showing the correspondence relationship between the exposure power corresponding to each exposure portion, the charging potential Vd at that time, and the residual exposure portion potential Vr and each adjustment exposure portion potential Vpl obtained by the above equation (17). Is calculated. Then, from each data set, the relation between the exposure power and the adjustment exposure portion potential Vpl is first-order approximated by the least square method to obtain an approximate relational expression (first-order approximation expression). The exposure power for Vpl for obtaining the adjustment exposure part potential Vpl calculated in the above is specified.

その後、ここで特定したVpl用露光パワー(露光デューティ=5/15)を用いて感光体表面を露光し、このときの露光部電位を電位センサ210で検知する。この検知結果が目標範囲内(上記S12で算出した調整用露光部電位Vplの±3[V]以内)であれば、上記で特定した特定したVpl用露光パワーをそのまま用いる。一方、この検知結果が目標範囲内から外れている場合には、さらに、上記で特定した特定したVpl用露光パワーを所定の調整値で調整し、この調整したVpl用露光パワーを用いて感光体表面を再び露光し、このときの露光部電位を電位センサ210で検知する処理を、その検知結果が目標範囲内に入るまで繰り返し行う。   Thereafter, the surface of the photosensitive member is exposed using the exposure power for Vpl specified here (exposure duty = 5/15), and the potential of the exposed portion at this time is detected by the potential sensor 210. If this detection result is within the target range (within ± 3 [V] of the adjustment exposure portion potential Vpl calculated in S12), the specified Vpl exposure power specified above is used as it is. On the other hand, when the detection result is out of the target range, the specified Vpl exposure power specified above is further adjusted with a predetermined adjustment value, and the photoconductor is used using the adjusted Vpl exposure power. The process of exposing the surface again and detecting the potential of the exposed portion by the potential sensor 210 is repeated until the detection result falls within the target range.

このようにして、調整用露光部電位Vplを得るためのVpl用露光パワーを特定したら、次に、このVpl用露光パワーを、基準露光量の露光デューティである15/15露光デューティの露光パワーに換算する(S15)。本実施形態では、Vpl用露光パワーを特定するために用いた露光デューティが基準露光量の露光デューティ(15/15)の1/3であったので、上記S14で特定したVpl用露光パワーを3倍して15/15露光デューティの露光パワーに換算する。   When the exposure power for Vpl for obtaining the adjustment exposure part potential Vpl is specified in this way, the exposure power for Vpl is then set to the exposure power of 15/15 exposure duty which is the exposure duty of the reference exposure amount. Conversion is performed (S15). In the present embodiment, since the exposure duty used to specify the Vpl exposure power is 1/3 of the exposure duty (15/15) of the reference exposure amount, the exposure power for Vpl specified in S14 is 3 Doubled and converted to exposure power of 15/15 exposure duty.

次に、このようにして換算して得た換算露光パワーから基準露光パワーを決定する(S16)。ここで、本実施形態の条件では、換算露光パワーと基準露光パワーとの関係は、約2/3になることが予め実験等により把握されている。したがって、本実施形態では、換算露光パワーに2/3を乗じて得られる値を基準露光パワーとして決定する。なお、この換算値(本実施形態では2/3)は、実験等により適宜設定される。   Next, the reference exposure power is determined from the converted exposure power obtained by conversion in this way (S16). Here, under the conditions of the present embodiment, it has been previously known by experiments and the like that the relationship between the converted exposure power and the reference exposure power is about 2/3. Therefore, in the present embodiment, a value obtained by multiplying the converted exposure power by 2/3 is determined as the reference exposure power. Note that this converted value (2/3 in the present embodiment) is appropriately set by experiment or the like.

以上のようにして基準露光パワーを求めたら、最後に、上記S7におおいて暫定的に決めた基準露光部電位VL0’と実際の基準露光部電位VL0との誤差を補正するための補正処理を行う。具体的には、まず、基準露光量(上記S16で決定した基準露光パワー、15/15露光デューティ)で静電潜像(露光部)を作成し、その露光部の電位(基準露光部電位VL0)を電位センサ210で検知する(S17)。なお、このときの帯電バイアス及び現像バイアスは、上記S13で設定した暫定の帯電バイアスVg"及び現像バイアスVb"である。このようにして検知した基準露光部電位VL0と、上記S7におおいて暫定的に決めた基準露光部電位VL0’との差分ΔVLを算出する(S18)。そして、この差分ΔVLを補正値とし、上記S13で設定した暫定の帯電バイアスVg"及び現像バイアスVb"を補正して、最終的な帯電バイアスVg及び現像バイアスVbを決定する(S19)。したがって、最終的な帯電バイアスVgは下記の数式(18)となり、最終的な現像バイアスVbは下記の数式(19)となる。ただし、補正後の帯電バイアスVg及び現像バイアスVbが予め設定されているそれぞれ上下限値を越える場合には、補正前の帯電バイアスVg及び現像バイアスVbを最終的な値として用いる。
Vg = Vg"−ΔVL ・・・(18)
Vb = Vb"−ΔVL ・・・(19)
After obtaining the reference exposure power as described above, finally, a correction process for correcting an error between the reference exposure part potential VL0 ′ provisionally determined in S7 and the actual reference exposure part potential VL0 is performed. Do. Specifically, first, an electrostatic latent image (exposure portion) is created with the reference exposure amount (reference exposure power determined in S16, 15/15 exposure duty), and the potential of the exposure portion (reference exposure portion potential VL0). ) Is detected by the potential sensor 210 (S17). The charging bias and the developing bias at this time are the provisional charging bias Vg ″ and the developing bias Vb ″ set in S13. A difference ΔVL between the reference exposure portion potential VL0 detected in this way and the reference exposure portion potential VL0 ′ provisionally determined in S7 is calculated (S18). Then, using the difference ΔVL as a correction value, the provisional charging bias Vg ″ and the developing bias Vb ″ set in S13 are corrected, and the final charging bias Vg and the developing bias Vb are determined (S19). Therefore, the final charging bias Vg is expressed by the following mathematical formula (18), and the final developing bias Vb is expressed by the following mathematical formula (19). However, when the corrected charging bias Vg and developing bias Vb exceed the preset upper and lower limit values, the charging bias Vg and developing bias Vb before correction are used as final values.
Vg = Vg "-[Delta] VL (18)
Vb = Vb ″ −ΔVL (19)

本実施形態では、帯電バイアスVgが上限値VgMAXを越えて設定されることがないように、現像ポテンシャルと地肌ポテンシャルの両方を調整している。具体的には、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が地肌ポテンシャル決定係数αに維持されるように調整している。このような調整により、帯電バイアスVgが上限値VgMAXを越えて設定されることを防止しつつ、細線の線幅変化やハーフトーン濃度の変化などの画質変化を抑制することができる。ただし、この場合には、現像ポテンシャルが若干低めに設定されることになるため、画像濃度がわずかに低下し、多少の画質変化が起きるおそれがある。よって、画像濃度の維持を優先する場合には、帯電バイアスVgが上限値VgMAXを越えた分については地肌ポテンシャルだけ調整してもよい。この場合、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が若干変化するため、細線の線幅変化やハーフトーン濃度の変化などの画質変化がわずかに発生するおそれがあるが、画像濃度の変化は防止できる。 In this embodiment, both the development potential and the background potential are adjusted so that the charging bias Vg is not set to exceed the upper limit value Vg MAX . Specifically, the ratio of the background potential to the development potential is adjusted to be maintained at the background potential determination coefficient α. By such adjustment, it is possible to suppress changes in image quality such as changes in the line width of thin lines and changes in halftone density while preventing the charging bias Vg from being set exceeding the upper limit value Vg MAX . However, in this case, since the development potential is set slightly lower, the image density is slightly lowered, and there is a possibility that some image quality changes occur. Therefore, in the case of priority to the maintenance of the image density, the charging bias Vg exceeds the upper limit value Vg MAX min may be adjusted only background potential. In this case, since the ratio of the background potential to the development potential is slightly changed, there is a possibility that slight changes in image quality such as a change in line width of a thin line and a change in halftone density may occur, but a change in image density can be prevented.

以上、本実施形態に係るプリンタは、感光体202と、感光体202の表面が目標帯電電位となるような帯電バイアスで感光体202の表面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電装置201と、帯電装置201によって帯電した感光体202の表面を基準露光量に応じた露光量で露光することにより静電潜像を形成する露光手段としての書込装置203と、感光体202の表面に形成された静電潜像に対して現像バイアスが印加された現像剤担持体としての現像ローラ上のトナーを付着させて感光体202の表面にトナー像を形成する現像手段としての現像装置205とを備え、感光体202の表面に形成されたトナー像を最終的に記録材としての転写紙112上へ転移させることにより転写紙112上に画像を形成する画像形成装置である。本プリンタは、トナー付着量を検知するトナー付着量検知手段としての画像検出装置110と、所定のタイミングで、通常の画像形成動作により所定のトナーパターンとしての濃度パッチ113を感光体202の表面に形成して、濃度パッチ113のトナー付着量を画像検出装置110により検知し、その検知結果に基づいて、所定の静電潜像に対するトナー付着量が目標のトナー付着量となるような現像ポテンシャルVbLを得るべく、帯電バイアス並びに基準露光量及び現像バイアスの少なくとも一方を調整するプロセス制御を行う制御手段としての制御部41とを有している。そして、制御部41は、現像ポテンシャルVbLに対する地肌ポテンシャルVbgの比率である地肌ポテンシャル決定係数αが予め決められた目標比率(本実施形態では0.4)となるように、プロセス制御を行う。これにより、上述したように、環境変動や経時変化に応じて目標の現像ポテンシャルVbLが変化しても、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルVbgの比率(地肌ポテンシャル決定係数α)を目標比率(0.4)に維持できるので、細線の線幅が変化するという画質変化を抑制できる。
また、本実施形態において、制御部41は、目標の現像ポテンシャルVbLに上記比率(地肌ポテンシャル決定係数α)を乗じて得られる地肌ポテンシャルVbgが予め決められた規定範囲内である場合には、現像ポテンシャルVbLに対する地肌ポテンシャルVbgの比率が目標比率となるようにプロセス制御を行い、その地肌ポテンシャルVbgが規定範囲内から外れる場合には、地肌ポテンシャルを規定範囲内の値(上限値VbgMAX又は下限値VbgMIN)に決定し、かつ、現像ポテンシャルVbLに対する決定後の地肌ポテンシャルVbgの比率が目標比率となるようにプロセス制御を行う。これにより、細線の線幅が変化する画質変化を抑制するために地肌ポテンシャルが規定範囲から外れて、地肌ポテンシャルが高すぎることによって生じる不具合(キャリア付着、ハーフトーン部の端部カスレ等)や、地肌ポテンシャルが低すぎることによって生じる不具合(地汚れ等)が生じるという、より深刻な事態が発生するのを防止できる。
また、本実施形態において、制御部41は、プロセス制御において、目標の現像ポテンシャルVbLと、これに地肌ポテンシャル決定係数αを乗じて得られる地肌ポテンシャルVbgとから決定される目標帯電バイアスが予め決められた規定範囲内から外れる場合、帯電バイアスを規定範囲内の値(上限値VgMAX又は下限値VgMIN)に調整し、かつ、現像ポテンシャルVbLに対する決定後の地肌ポテンシャルVbgの比率が目標比率となるように基準露光量及び現像バイアスの少なくとも一方を調整する。これにより、帯電バイアスの設定可能範囲内で、細線の線幅が変化する画質変化を抑制することができる。
なお、上述したように、目標の現像ポテンシャルVbLとこれに地肌ポテンシャル決定係数αを乗じて得られる地肌ポテンシャルVbgとから決定される目標帯電バイアスが予め決められた規定範囲内である場合には、現像ポテンシャルVbLに対する決定後の地肌ポテンシャルVbgの比率が目標比率となるようにプロセス制御を行い、その目標帯電バイアスが予め決められた規定範囲内でない場合には、帯電バイアスを規定範囲内の値に調整し、かつ、調整後の帯電バイアスと目標帯電バイアスとの差を地肌ポテンシャルから差し引いた後の差引後地肌ポテンシャルと上記現像ポテンシャルとに応じて基準露光量及び現像バイアスの少なくとも一方を調整するようにプロセス制御を行うようにしてもよい。この場合、帯電バイアスの設定可能範囲内で、細線の線幅が変化する画質変化の抑制よりも、画像濃度を維持することを優先した調整が可能となる。
As described above, the printer according to the present embodiment includes the photosensitive member 202 and the charging device 201 as a charging unit that uniformly charges the surface of the photosensitive member 202 with a charging bias such that the surface of the photosensitive member 202 has a target charging potential. A writing device 203 as an exposure unit that forms an electrostatic latent image by exposing the surface of the photosensitive member 202 charged by the charging device 201 with an exposure amount corresponding to the reference exposure amount, and formed on the surface of the photosensitive member 202. A developing device 205 as a developing unit that forms a toner image on the surface of the photosensitive member 202 by attaching toner on a developing roller as a developer carrying member to which a developing bias is applied to the electrostatic latent image formed; And an image forming apparatus that forms an image on the transfer paper 112 by finally transferring the toner image formed on the surface of the photoconductor 202 onto the transfer paper 112 as a recording material. That. This printer includes an image detection device 110 as a toner adhesion amount detection unit for detecting the toner adhesion amount, and a density patch 113 as a predetermined toner pattern on the surface of the photosensitive member 202 by a normal image forming operation at a predetermined timing. Then, the toner adhesion amount of the density patch 113 is detected by the image detection device 110, and based on the detection result, the development potential VbL such that the toner adhesion amount with respect to a predetermined electrostatic latent image becomes the target toner adhesion amount. In order to obtain the above, a control unit 41 is provided as control means for performing process control for adjusting at least one of the charging bias, the reference exposure amount, and the developing bias. Then, the control unit 41 performs process control so that the background potential determination coefficient α, which is the ratio of the background potential Vbg to the development potential VbL, becomes a predetermined target ratio (0.4 in the present embodiment). As a result, as described above, even if the target development potential VbL changes according to environmental changes or changes with time, the ratio of the background potential Vbg to the development potential (background potential determination coefficient α) is set to the target ratio (0.4). Therefore, it is possible to suppress the change in image quality that the line width of the thin line changes.
Further, in the present embodiment, the control unit 41 develops when the background potential Vbg obtained by multiplying the target development potential VbL by the ratio (background potential determination coefficient α) is within a predetermined range. When the process control is performed so that the ratio of the background potential Vbg to the potential VbL becomes the target ratio, and the background potential Vbg is out of the specified range, the background potential is set to a value within the specified range (upper limit value Vbg MAX or lower limit value). Vbg MIN ) and process control is performed so that the ratio of the determined background potential Vbg to the development potential VbL becomes the target ratio. As a result, in order to suppress the image quality change in which the line width of the thin line changes, the background potential is out of the specified range, and the problem caused by the background potential being too high (carrier adhesion, half-end edge blurring, etc.) It is possible to prevent the occurrence of a more serious situation in which a problem (soil stain or the like) occurs due to the background potential being too low.
In the present embodiment, the control unit 41 determines in advance the target charging bias determined from the target development potential VbL and the background potential Vbg obtained by multiplying the target development potential VbL by the background potential determination coefficient α. If the charging bias is outside the specified range, the charging bias is adjusted to a value within the specified range (upper limit value Vg MAX or lower limit value Vg MIN ), and the ratio of the background potential Vbg after determination to the development potential VbL becomes the target ratio. In this manner, at least one of the reference exposure amount and the development bias is adjusted. Thereby, it is possible to suppress a change in image quality in which the line width of the thin line changes within a setting range of the charging bias.
As described above, when the target charging bias determined from the target development potential VbL and the background potential Vbg obtained by multiplying the target development potential VbL by the background potential determination coefficient α is within a predetermined specified range, Process control is performed so that the ratio of the determined background potential Vbg to the development potential VbL becomes a target ratio. If the target charging bias is not within a predetermined specified range, the charging bias is set to a value within the specified range. And adjusting at least one of the reference exposure amount and the development bias according to the background potential after subtraction after subtracting the difference between the adjusted charging bias and the target charging bias from the background potential and the development potential. Alternatively, process control may be performed. In this case, within the settable range of the charging bias, it is possible to make an adjustment giving priority to maintaining the image density rather than suppressing the image quality change in which the line width of the thin line changes.

実施形態に係るプリンタの要部の概略構成を示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a main part of the printer according to the embodiment. 同プリンタの画像形成部の概略構成を示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an image forming unit of the printer. 実施形態におけるプロセス制御に関わる制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system in connection with process control in embodiment. (a)は、黒用の画像検出装置を構成する光学センサの概略構成を示す説明図であり、(b)は、他色(カラー)用の画像検出装置を構成する光学センサの概略構成を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows schematic structure of the optical sensor which comprises the image detection apparatus for black, (b) is schematic structure of the optical sensor which comprises the image detection apparatus for other colors (color). It is explanatory drawing shown. 光学センサ301及び光学センサ302の配置例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of arrangement | positioning of the optical sensor 301 and the optical sensor 302. FIG. 実施形態におけるプロセス制御の主要な処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the main processes of the process control in embodiment. 高温高湿環境と低温低湿環境の環境下においてトナー階調パターンを形成したときの現像ポテンシャルに対するトナー付着量を実測した結果を示すグラフである。6 is a graph showing a result of actual measurement of toner adhesion amount with respect to development potential when a toner gradation pattern is formed in a high temperature and high humidity environment and a low temperature and low humidity environment. (a)及び(b)は、帯電電位Vdが900[V]、700[V]、500[V]である場合に、地肌ポテンシャルを変更して1ドット幅の縦線(感光体202表面移動方向に対応する方向に延びる線)を画像形成したときの地肌ポテンシャルと線幅との対応関係を示す実験結果のグラフである。(A) and (b) show that when the charging potential Vd is 900 [V], 700 [V], 500 [V], the background potential is changed to change the vertical line of 1 dot width (the surface movement of the photoconductor 202). It is a graph of the experimental result which shows the correspondence of the ground potential and line width when image-forming the line extended in the direction corresponding to a direction). (a)及び(b)は、帯電電位Vdを900[V]、700[V]、500[V]である場合に、地肌ポテンシャルを変更して1ドット幅の横線(感光体202表面移動方向に対して直交する方向に対応する方向に延びる線)を画像形成したときの地肌ポテンシャルと線幅との対応関係を示す実験結果のグラフである。(A) and (b) show that when the charging potential Vd is 900 [V], 700 [V], and 500 [V], the background potential is changed to change the horizontal potential of 1 dot width (the surface movement direction of the photosensitive member 202). FIG. 6 is a graph of experimental results showing a correspondence relationship between the ground potential and the line width when an image of a line extending in a direction corresponding to a direction perpendicular to the line is formed. (a)は、帯電電位Vdを900[V]、700[V]、500[V]である場合の地肌ポテンシャルとハーフトーン濃度との対応関係を示す実験結果のグラフであり、(b)は、帯電電位Vdを900[V]、700[V]、500[V]である場合の、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率とハーフトーン濃度との対応関係を示す実験結果のグラフである。(A) is a graph of experimental results showing the correspondence between the background potential and the halftone density when the charging potential Vd is 900 [V], 700 [V], and 500 [V], and (b) 10 is a graph of experimental results showing the correspondence between the ratio of the background potential to the development potential and the halftone density when the charging potential Vd is 900 [V], 700 [V], and 500 [V]. 帯電バイアスVg’が帯電バイアス上限値VgMAXに設定された場合に、Vr検知用の現像バイアスVb’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a flow of processing for correcting a developing bias Vb ′ for detecting Vr when the charging bias Vg ′ is set to the charging bias upper limit value Vg MAX . 帯電バイアスVg’が帯電バイアス下限値VgMINに設定された場合に、Vr検知用の現像バイアスVb’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a flow of processing for correcting a developing bias Vb ′ for detecting Vr when the charging bias Vg ′ is set to the charging bias lower limit value Vg MIN . 帯電バイアスVg’が帯電バイアス上限値VgMAXと帯電バイアス下限値VgMINとの間に設定された場合に、Vr検知用の現像バイアスVb’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a flow of processing for correcting a developing bias Vb ′ for detecting Vr when the charging bias Vg ′ is set between the charging bias upper limit value Vg MAX and the charging bias lower limit value Vg MIN . (a)は、高温高湿環境下において、所定回数の作像後におけるレーザダイオード(LD)の露光パワーと各露光部電位VLとの関係を示すグラフであり、(b)は、低温低湿環境下において、同じ回数の作像後におけるLDの露光パワーと各露光部電位VLとの関係を示すグラフである。(A) is a graph which shows the relationship between the exposure power of the laser diode (LD) after image formation of a predetermined number of times and each exposure part potential VL in a high temperature and high humidity environment, and (b) is a low temperature and low humidity environment. Below, it is a graph which shows the relationship between the exposure power of LD after each image formation of the same frequency, and each exposure part electric potential VL. 特定の感光体202を用いた画像形成装置における通紙枚数と残留露光部電位Vrとの関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the number of sheets passing through and the residual exposed portion potential Vr in an image forming apparatus using a specific photoconductor 202. (a)〜(c)は、3環境(通常環境、低温低湿環境、高温高湿環境)において初期感光体202に対する初期時の露光量と露光部電位との対応関係を示すグラフであり、(d)〜(f)は、3環境において初期感光体202に対する5000枚印刷後の露光量と露光部電位との対応関係を示すグラフであり、(g)〜(i)は、3環境において2000k印刷後の感光体202に対する初期時の露光量と露光部電位との対応関係を示すグラフであり、(j)〜(l)は、3環境において2000k印刷後の感光体202に対する5000枚印刷後の露光量と露光部電位との対応関係を示すグラフである。(A)-(c) is a graph which shows the correspondence of the exposure amount of the initial stage with respect to the initial stage photoconductor 202, and exposure part electric potential in 3 environment (normal environment, low temperature low humidity environment, high temperature high humidity environment), ( d) to (f) are graphs showing a correspondence relationship between the exposure amount after printing 5000 sheets on the initial photosensitive body 202 and the exposure portion potential in the three environments, and (g) to (i) are 2000 k in the three environments. 6 is a graph showing a correspondence relationship between an initial exposure amount and an exposed portion potential with respect to the photosensitive member 202 after printing, and (j) to (l) after printing 5000 sheets on the photosensitive member 202 after 2000k printing in three environments. It is a graph which shows the correspondence of the exposure amount and exposure part electric potential.

符号の説明Explanation of symbols

41 制御部
101 中間転写ベルト
102Y,102M,102C,102K 画像形成部
110 画像検出装置
113 濃度パッチ
201 帯電装置
202 感光体202
203 書込装置
205 現像装置
210 電位センサ
301,302 光学センサ
Vbg 地肌ポテンシャル
VbL 現像ポテンシャル
Vpl 調整用露光部電位
Vr 残留露光部電位
α 地肌ポテンシャル決定係数
41 Control Unit 101 Intermediate Transfer Belt 102Y, 102M, 102C, 102K Image Forming Unit 110 Image Detection Device 113 Density Patch 201 Charging Device 202 Photoconductor 202
203 Writing Device 205 Developing Device 210 Potential Sensor 301, 302 Optical Sensor Vbg Background Potential VbL Development Potential Vpl Adjustment Exposure Portion Vr Residual Exposure Portion α α Background Potential Determination Coefficient

Claims (5)

感光体と、
該感光体の表面が目標帯電電位となるような帯電バイアスで該感光体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、
該帯電手段によって帯電した感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、
感光体の表面に形成された静電潜像に対して現像バイアスが印加された現像剤担持体上のトナーを付着させて該感光体の表面にトナー像を形成する現像手段とを備え、
感光体の表面に形成されたトナー像を最終的に記録材上へ転移させることにより該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
トナー付着量を検知するトナー付着量検知手段と、
所定のタイミングで、通常の画像形成動作により所定のトナーパターンを上記感光体の表面に形成して、該トナーパターンのトナー付着量を該トナー付着量検知手段により検知し、その検知結果に基づいて、所定の静電潜像に対するトナー付着量が目標のトナー付着量となるような静電潜像部の電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルを得るべく、帯電バイアスと露光量及び現像バイアスの少なくとも一方とを調整するプロセス制御を行う制御手段を有し、
上記制御手段は、現像ポテンシャルに対する非静電潜像部の電位と現像バイアスとの差である地肌ポテンシャルの比率が予め決められた目標比率となるように、上記プロセス制御を行うものであり、所定の静電潜像に対するトナー付着量が目標のトナー付着量となるような現像ポテンシャルに上記比率を乗じて得られる地肌ポテンシャルが予め決められた規定範囲内である場合には、該現像ポテンシャルに対する該地肌ポテンシャルの比率が上記目標比率となるように上記プロセス制御を行い、該地肌ポテンシャルが該規定範囲内から外れる場合には、地肌ポテンシャルを該規定範囲内の値に決定し、かつ、該現像ポテンシャルに対する決定後の地肌ポテンシャルの比率が上記目標比率となるように上記プロセス制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
A photoreceptor,
Charging means for uniformly charging the surface of the photoconductor with a charging bias such that the surface of the photoconductor has a target charging potential;
Exposure means for forming an electrostatic latent image by exposing the surface of the photoreceptor charged by the charging means;
A developing means for forming a toner image on the surface of the photosensitive member by attaching the toner on the developer carrying member to which a developing bias is applied to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive member;
In an image forming apparatus for forming an image on a recording material by finally transferring the toner image formed on the surface of the photoreceptor onto the recording material,
A toner adhesion amount detecting means for detecting the toner adhesion amount;
At a predetermined timing, a predetermined toner pattern is formed on the surface of the photoreceptor by a normal image forming operation, and the toner adhesion amount of the toner pattern is detected by the toner adhesion amount detection means, and based on the detection result In order to obtain a development potential that is the difference between the potential of the electrostatic latent image portion and the development bias so that the toner adhesion amount with respect to a predetermined electrostatic latent image becomes the target toner adhesion amount, the charging bias, the exposure amount, and the development bias Control means for performing process control to adjust at least one of
It said control means, so that the ratio of the background potential is the difference between the developing bias and the potential of the non-electrostatic latent image portion for development potential is predetermined target ratio, which performs the process control, a predetermined When the background potential obtained by multiplying the development potential by which the toner adhesion amount with respect to the electrostatic latent image becomes the target toner adhesion amount within the predetermined range is obtained, The process control is performed so that the ratio of the background potential becomes the target ratio. When the background potential is out of the specified range, the background potential is determined to be a value within the specified range, and the development potential is determined. the ratio of the background potential after determination and performing the process control such that the target ratio Image forming apparatus.
請求項1の画像形成装置において、
上記制御手段は、上記プロセス制御において、所定の静電潜像に対するトナー付着量が目標のトナー付着量となるような現像ポテンシャルと該現像ポテンシャルに上記比率を乗じて得られる地肌ポテンシャルとから決定される目標帯電バイアスが予め決められた規定範囲内から外れる場合、帯電バイアスを該規定範囲内の値に調整し、かつ、上記比率が上記目標比率となるように基準露光量及び現像バイアスの少なくとも一方を調整することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1 .
The control means is determined from a development potential such that the toner adhesion amount with respect to a predetermined electrostatic latent image becomes a target toner adhesion amount and a background potential obtained by multiplying the development potential by the ratio in the process control. If the target charging bias deviates from a predetermined range, the charging bias is adjusted to a value within the predetermined range, and at least one of the reference exposure amount and the development bias so that the ratio becomes the target ratio. An image forming apparatus characterized by adjusting the angle.
請求項1の画像形成装置において、
上記制御手段は、所定の静電潜像に対するトナー付着量が目標のトナー付着量となるような現像ポテンシャルと該現像ポテンシャルに上記比率を乗じて得られる地肌ポテンシャルとから決定される目標帯電バイアスが予め決められた規定範囲内である場合には、上記比率が上記目標比率となるように上記プロセス制御を行い、該目標帯電バイアスが予め決められた規定範囲内でない場合には、帯電バイアスを該規定範囲内の値に調整し、かつ、調整後の帯電バイアスと該目標帯電バイアスとの差を地肌ポテンシャルから差し引いた後の差引後地肌ポテンシャルと該現像ポテンシャルとに応じて基準露光量及び現像バイアスの少なくとも一方を調整するように上記プロセス制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1 .
The control means has a target charging bias determined from a development potential at which a toner adhesion amount with respect to a predetermined electrostatic latent image becomes a target toner adhesion amount and a background potential obtained by multiplying the development potential by the ratio. If the target charge bias is not within the predetermined specified range, the process control is performed so that the ratio is the target ratio. The reference exposure amount and the development bias are adjusted according to the background potential after subtraction after the difference between the adjusted charging bias and the target charging bias is subtracted from the background potential and the development potential. An image forming apparatus that performs the process control so as to adjust at least one of the above.
請求項1乃至のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記比率は、0.4以上0.8以下であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The ratio is 0.4 or more and 0.8 or less.
請求項の画像形成装置において、
上記比率は、0.4以上0.45以下であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 4 .
The ratio is 0.4 or more and 0.45 or less.
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