JP5998547B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
この場合の例を以下詳しく述べる。
像担持体の回転振れに起因する濃度ムラに関して説明すると、電子写真方式を用いた画像形成装置では、現像剤担持体と像担持体との間の電位差によって発生する電界を利用して像担持体上にトナーを付着させて画像を形成するため、像担持体の回転振れによって、これらの間隔である現像ギャップが変動すると、電界が変動して濃度変動が生じ、濃度ムラが生じる。
また、かかる方法として、たとえば、現像バイアスのみならず、帯電バイアスを変調させる方法が考えられる。
すなわち、電界に対するトナー付着量の感度は画像濃度によって変化する。つまり、画像濃度によっても、像担持体の感度が変化する。具体的に、トナー付着量が多いベタ画像部などの高濃度部であるシャドウ部においては、明電位と現像バイアスの電位差、すなわち現像ポテンシャルが支配的となり、逆に、シャドウ部よりもトナー付着量の少ない中間調やハイライト部の画像では、像担持体の非露光部の電位である暗電位と現像バイアスの電位差、すなわち地肌ポテンシャルが支配的となる。
そのため、シャドウ部における濃度ムラを補正するように現像バイアス等を制御すると、中間調やハイライト部の画像では制御効果が得られず、また、濃度ムラが増加することとなる。
この技術では、制御対象が現像バイアスのみだと、ベタ濃度補正は上手く機能しても、中間調濃度補正が上手く機能しない可能性が高い。
図1は、本発明を適用可能な画像形成装置の一構成例を示す概略構成図である。なお、図1は、本発明を適用可能な電子写真式の画像形成装置として、4連タンデム型中間転写方式のフルカラー機の構成例を示しているが、本発明は、後述の4連タンデム型直接転写方式のフルカラー機や1ドラム型中間転写方式のフルカラー機等の他の画像形成装置にも適用可能である。また本発明は、1ドラム型直接転写方式等のモノクロ機にも適用可能である。
光書込ユニット4Y、4C、4M、4Kを備えた光書込ユニット4の上方には、画像読み取り手段としてのスキャナ部9、自動原稿供給手段としてのADF10等が設けられている。
各給紙トレイ17に収容された記録媒体としての記録紙20は、ピックアップローラ21、給紙ローラ22で給紙され、搬送ローラ対23で搬送され、レジストローラ対24により所定のタイミングで中間転写ベルト1と二次転写ローラ16とが互いに対向した二次転写部位であるニップ部N2へ送られる。
図1において、符号26は排紙トレイを、符号27はスイッチバックローラ対を、符号37は図示しないCPU並びに不揮発性メモリおよび揮発性メモリを搭載した制御手段としての制御部を示している。
トナー像検知センサ30により、画像ムラの補正制御に用いるように中間転写ベルト1の表面に形成された画像パターンのトナー像の濃度を検知する。
リボルバ現像ユニット51は、回転軸を中心にして回転する保持体によって現像手段としての4つの現像器51Y、51M、51C、51Kを保持している。
同図(b)に示したように画像パターンを形成すると、各色の画像パターンを副走査方向において重複するように形成することで、画像濃度の検知を完了するまでの時間が短くて済むという利点がある。
図6ないし図8に、かかる実験によって取得したデータを示す。
本実験で用いた感光体径はφ100mmであり、プロセス線速を440mm/s、帯電・現像・LDパワーをそれぞれ−700V、−500V、ドットあたり最高発光時間の70%とし、シアン100%の帯状パターンを作像した。この条件で、互いに異なる感光体A、B、Cを対象として濃度ムラを測定した。
図6に示した濃度ムラ測定のための画像パターンの作像時の電位センサ出力を用いて、同測定によって得られた濃度ムラの形状を、感度ムラ成分と回転振れ成分とに分解したところ、それぞれ図7、図8に示すようになった。
1.回転振れによる濃度ムラが支配的、
2.回転振れ成分は環境・経時に不変
という特性を利用して、像担持体の回転周期で発生する濃度ムラを低減する補正技術、すなわち「感光体周期の補正データを、感光体の回転振れ成分から生成する制御方式」の開発に至った。
地肌ポテンシャルが支配的である中間調やハイライト部の画像のムラについては、第1の条件と異なる条件を用いてこれを制御する必要がある。この条件を第2の条件とすると、画像を形成するための要素のうち、地肌ポテンシャルを制御するには、帯電条件が有効である。
また、パターン画像の濃度ムラは、同図において、トナー付着量検知信号として示されている。
fg(t)=f(t)−A*Vout(t)・・・(式1)
ここで、
fg(t):感光体表面の回転振れによる濃度むら成分
f(t):画像パターンの感光体周期濃度むらデータ(トナー像検知センサ30の出力に基づいて作成)
A:調整ゲイン1
Vout(t):画像パターン部明部電位(表面電位センサ19Y、19C、19M、19Kの出力に基づいて作成)
である。
VB(t)=B*fg(t)・・・(式2)
ここで、
VB(t):第1の条件
fg(t):感光体表面の回転振れによる濃度むら成分
B:調整ゲイン2
である。
Vg(t)=C*fg(t)・・・(式3)
ここで、
Vg(t):第2の条件
fg(t):感光体表面の回転振れによる濃度むら成分
C:調整ゲイン3
である。
各種調整ゲインは、画像形成装置100の使用環境、例えば温度や湿度等の影響を受ける場合には、かかる使用環境に対応したテーブルを構成するように予め準備され、制御部37に備えられた不揮発性メモリおよび揮発性メモリに記憶され、画像形成装置100の使用環境に応じて読み出されて使用されるようにしても良い。
なお、同様の適用を、図14にフローチャートを示して後述するに制御ついて行っても良い。
また、図14に示した制御においても、上述したように、ゲインが適切であれば、図12、図13に示した制御フローと同程度の制御効果を得ることが可能である。
たとえば、トナー像検知センサ30によって検出された画像パターンの画像濃度の平均処理は、フォトインタラプタ71からの信号に基づいて行われる。
そこで、トナー像検知センサ30によって検出された画像パターンの画像濃度を、フォトインタラプタ71の出力信号で切出し、平均処理を施して、この結果を画像濃度言い換えるとトナー付着量に関する補正データとして、画像濃度記憶手段としての制御部37により、時系列の画像濃度として記憶する。
ここでのレイアウト距離は、現像ニップと、トナー像検知センサ30による画像パターンの検知位置との間の区間の、副走査方向に沿った方向における距離を意味する。
3、3Y、3C、3M、3K 第2の画像形成手段
4、4Y、4C、4M、4K 第1の画像形成手段、書込手段
5Y、5M、5C、5K 第1の画像形成手段
5Ya、5Ca、5Ma、5Ka 現像剤担持体、回転体
18、18Y、18C、18M、18K 回転位置検出手段
30 画像濃度検出手段
37 第1の画像形成条件決定手段、第2の画像形成条件決定手段、経過時間計測手段
51、51Y、51M、51C、51K 第1の画像形成手段
100、100’、100” 画像形成装置
Claims (9)
- 像担持体と、
この像担持体にトナーを付着させる現像剤担持体と、
この現像剤担持体により前記像担持体にトナーを付着させることによって形成される、ユーザー指定の画像および回転体の回転周期に対応した周期的な濃度ムラの補正制御に用いられる画像パターンの濃度を検出する画像濃度検出手段と、
この画像濃度検出手段によって濃度が検出される前記画像パターンを形成するのに使用される前記像担持体または前記現像剤担持体である前記回転体と、
この回転体の回転位置を検出する回転位置検出手段とを有し、
この回転位置検出手段によって検出された前記回転位置に基づいて、前記画像パターンを形成し、
前記画像パターンの、前記回転体の回転方向に沿った方向における先端位置および/または後端位置の決定は、前記回転位置検出手段によって検出された前記回転位置と、書込手段によるトナーを付着させるための前記像担持体上の書込位置と前記画像濃度検出手段による同画像パターンの検出位置との間の区間の距離と、前記区間を構成する当該回転体の移動速度とに応じて行われ、
前記書込位置は、前記先端位置に合わせて前記回転位置検出手段の検出信号が来るように決めることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記画像パターンは、画像形成条件を一定に維持しながら形成されることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記回転位置検出手段による前記回転位置の検出からの経過時間を計測する経過時間計測手段を有し、
前記決定は、前記経過時間計測手段によって計測された前記経過時間に基づいて行われることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1ないし3の何れか1つに記載の画像形成装置において、
前記画像を形成するための第1の要素を用いて前記濃度を調整可能な第1の画像形成手段と、
前記画像濃度検出手段によって検出された、前記回転体の少なくとも1周長分の画像パターンの濃度ムラに基づいて、前記濃度を調整するために、第1の要素についての第1の条件を決定する第1の画像形成条件決定手段とを有し、
第1の条件に応じて第1の画像形成手段を動作させることによって画像形成を行う画像形成装置。 - 請求項4記載の画像形成装置において、
第1の画像形成条件決定手段による第1の条件の決定を行うための画像パターンの形成は、前記回転位置検出手段によって検出された前記回転位置に同期させて行われることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4または5記載の画像形成装置において、
前記画像を形成するための第2の要素を用いて前記濃度を調整可能な第2の画像形成手段と、
前記濃度ムラに基づいて、前記濃度を調整するために、第2の要素についての第2の条件を決定する第2の画像形成条件決定手段とを有し、
第1の条件に応じて第1の画像形成手段を動作させるとともに第2の条件に応じて第2の画像形成手段を動作させることによって画像形成を行う画像形成装置。 - 請求項6記載の画像形成装置において、
第2の画像形成条件決定手段による第2の条件の決定を行うための画像パターンの形成は、前記回転位置検出手段によって検出された前記回転位置に同期させて行われることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6または7記載の画像形成装置において、
第1の画像形成条件決定手段による第1の条件の決定と、第2の画像形成条件決定手段による第2の条件の決定と、第1の条件に応じた第1の画像形成手段の動作と、第2の条件に応じた第2の画像形成手段の動作とは、前記回転位置検出手段によって検出された前記回転位置に同期させて行われることを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、
この像担持体にトナーを付着させる現像剤担持体と、
この現像剤担持体により前記像担持体にトナーを付着させることによって形成される、ユーザー指定の画像および回転体の回転周期に対応した周期的な濃度ムラの補正制御に用いられる画像パターンの濃度を検出する画像濃度検出手段と、
この画像濃度検出手段によって濃度が検出される前記画像パターンを形成するのに使用される前記像担持体または前記現像剤担持体である前記回転体と、
この回転体の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記画像濃度検出手段と前記回転位置検出手段とから検出された検出信号を受信するパターン形成手段とを用い、
この回転位置検出手段によって検出された前記回転位置に基づいて、前記画像パターンを形成し、
前記画像パターンの、前記回転体の回転方向に沿った方向における先端位置および/または後端位置の決定は、前記回転位置検出手段によって検出された前記回転位置と、書込手段によるトナーを付着させるための前記像担持体上の書込位置と前記画像濃度検出手段による同画像パターンの検出位置との間の区間の距離と、前記区間を構成する当該回転体の移動速度とに応じて行われ、
前記書込位置は、前記先端位置に合わせて前記回転位置検出手段の検出信号が来るように決めることを特徴とする画像形成方法。
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