JPH0973221A - Potential control method and toner replenishment control method for image forming device - Google Patents

Potential control method and toner replenishment control method for image forming device

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JPH0973221A
JPH0973221A JP7251941A JP25194195A JPH0973221A JP H0973221 A JPH0973221 A JP H0973221A JP 7251941 A JP7251941 A JP 7251941A JP 25194195 A JP25194195 A JP 25194195A JP H0973221 A JPH0973221 A JP H0973221A
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toner
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latent image
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a potential control method and a toner replenishment control method for an image forming device by which potential can be accurately controlled in a short time without increasing toner consumption accompanied with the developing action of a latent image pattern and which is optimum for reproducing an image with respect to the fluctuation of developer. SOLUTION: Plural patch patterns provided with different toner attachment quantity are formed on a photoreceptor drum 103. Then, the potential and the toner attachment quantity of the patch patterns are measured by sensors 211 and 208. Based on the relation of data between the measured potential and the measured toner attachment quantity, the first developing characteristic of a developing device is calculated by a control part 201 so as to decide the various kinds of potential when the image is formed by the image forming device. Besides, a second developing characteristic is calculated based on the relation between the potential and the toner attachment quantity measured on a different measuring cycle from that of the deciding time of the respective potential. Then, the various kinds of potential when the image is formed by the image forming device are decided based on the first and the second developing characteristics.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンタ等の画像形成装置において像担持体上に
潜像パターンを形成して、その電位及びトナー付着量か
ら現像特性を測定し、その現像特性から画像形成時の各
種電位を決定する画像形成装置における電位制御方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention forms a latent image pattern on an image carrier in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, etc., and measures the developing characteristic from the potential and the toner adhesion amount. The present invention relates to a potential control method in an image forming apparatus that determines various potentials during image formation based on development characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電
子写真方式画像形成装置においては、一般に感光体ドラ
ム等からなる像担持体をモータなどの駆動手段で回転さ
せて帯電装置により像担持体を均一に帯電させた後に、
像担持体に対して露光装置による像露光で画像を書き込
んで静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置で現像
してから転写装置で転写材に転写して定着装置で転写材
に定着させている。
2. Description of the Related Art In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, etc., an image carrier, which is generally a photosensitive drum, is rotated by a driving means such as a motor and the image carrier is made uniform by a charging device. After charging to
An image is written on the image carrier by image exposure by an exposure device to form an electrostatic latent image, the electrostatic latent image is developed by a developing device, then transferred to a transfer material by a transfer device, and transferred by a fixing device. It is fixed on the material.

【0003】このような電子写真方式画像形成装置にお
いて、像担持体上に静電潜像のパターンを形成して静電
潜像電位を測定し、該パターンを現像装置で顕像化した
後にそのトナー付着量から現像特性を求め、その現像特
性から現像バイアス電位、像担持体の帯電電位等の各種
電位を算出する方法が知られている。例えば、あらかじ
め潜像パターンの数だけトナー付着量の基準値を用意し
ておき、これらの基準値と各潜像パターン上のトナー付
着量とをそれぞれ比較することにより各種電位を決定す
る電位制御方法がある。また、他の電位制御方法とし
ては、潜像パターンの静電潜像電位及びそのパターンを
顕像化した後のトナー付着量をそれぞれの測定手段を用
いて測定し、その測定データから現像装置の現像特性、
いわゆる現像γの直線近似式を直線近似によって求め、
その直線近似式の傾きを現像効率とし、この現像効率か
ら各種電位を求める方法が提示されている。
In such an electrophotographic image forming apparatus, a pattern of an electrostatic latent image is formed on an image carrier, the electrostatic latent image potential is measured, the pattern is visualized by a developing device, and then the image is developed. A method is known in which the developing characteristic is obtained from the toner adhesion amount, and various potentials such as the developing bias potential and the charging potential of the image carrier are calculated from the developing characteristic. For example, a potential control method in which reference values of the toner adhesion amount corresponding to the number of latent image patterns are prepared in advance, and various electric potentials are determined by comparing these reference values and the toner adhesion amount on each latent image pattern, respectively. There is. Further, as another potential control method, the electrostatic latent image potential of the latent image pattern and the toner adhesion amount after the pattern is visualized are measured using respective measuring means, and the measured data is used to measure the developing device. Development characteristics,
Obtaining the so-called development linear approximation formula by linear approximation,
A method has been presented in which the gradient of the linear approximation formula is used as the development efficiency, and various potentials are obtained from this development efficiency.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記電位制御方法で
は、上記基準値を正しく定めることが困難であり、とり
わけ、環境変動、経時変動の大きな現像剤が用いられる
場合には上記各種電位を制御するアルゴリズムが現像剤
の環境変動、経時変動による影響を回避するために複雑
になり、安定した電位を得るのに非常に時間がかかる。
また、上記電位制御方法では、近似直線方程式の傾き
のみから各種電位を決定するので、現像剤や像担持体の
変動に対して精度の点で十分であるとは言えず、電位制
御が不安定となり易い。とりわけ、電位変動の影響を受
け易いフルカラー複写機に応用した場合には、電位変化
により色変動が起こり易く、特にフルカラー画像のハイ
ライト部の安定性に欠けることになる。
In the above potential control method, it is difficult to properly set the above reference value, and in particular, when a developer having a large environmental change and a large temporal change is used, the above various potentials are controlled. The algorithm is complicated to avoid the influence of the environmental change and the temporal change of the developer, and it takes a very long time to obtain a stable potential.
Further, in the above potential control method, since various potentials are determined only from the slope of the approximate linear equation, it cannot be said that accuracy is sufficient with respect to fluctuations in the developer and the image carrier, and potential control is unstable. It is easy to become. In particular, when applied to a full-color copying machine that is easily affected by potential fluctuations, color fluctuations are likely to occur due to potential changes, and in particular, the highlight portion of a full-color image lacks stability.

【0005】また、顕像化された潜像パターンは、一般
にある程度の数(階調)を有している方が、現像特性を
得るためには好ましいものの、潜像パターンの顕像化に
伴うトナー消費量の増大や、パターン形成に多くの時間
がかかるという不具合が生じてしまうので、頻繁に形成
することができなかった。このため、次のパターン形成
までの現像特性の変化に迅速に対応することができなか
った。
In addition, it is generally preferable that the visualized latent image pattern has a certain number (gradation) for obtaining the developing characteristics, but it is accompanied by the latent image pattern visualization. Since the toner consumption increases and a problem that it takes much time to form a pattern occurs, it cannot be formed frequently. For this reason, it was not possible to quickly respond to changes in the development characteristics until the next pattern formation.

【0006】本発明は、上記欠点を改善し、潜像パター
ンの顕像化に伴うトナー消費量を増大させることなく、
短時間で精度の良い電位制御を行うことができて現像剤
の変動に対して画像再現に最適な画像形成装置における
電位制御方法、及び、この種の電位制御方法を採用した
画像形成装置に最適な画像形成装置のトナー補給制御方
法を提供することを目的とする。
According to the present invention, the above-mentioned drawbacks are remedied, and the toner consumption amount associated with the visualization of the latent image pattern is not increased.
Optimum for potential control method in image forming apparatus that can perform accurate potential control in a short time and is optimal for image reproduction against variation of developer, and image forming apparatus adopting this type of potential control method Another object of the present invention is to provide a toner replenishment control method for an image forming apparatus.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、像担持体上に静電潜像を形
成して、この静電潜像を現像装置により現像する画像形
成装置における電位制御方法であって、該像担持体上に
電位が互いに異なる複数の潜像パターンを形成して、そ
の電位を電位測定手段で測定するとともに該潜像パター
ンを顕像化して、そのトナー付着量をトナー付着量測定
手段で測定し、これらの測定電位とトナー付着量との関
係から第一の周期で該現像装置の現像特性を算出し、更
に、該第一の周期よりも画像形成回数に対する現像特性
測定周期が短い第二の周期で、かつ上記複数の潜像パタ
ーンの数を少なくして現像特性を算出し、第一の周期及
び第二の周期で求めた現像特性に基づいて画像形成時の
現像ポテンシャルを決定する。
To achieve the above object, the invention according to claim 1 forms an electrostatic latent image on an image carrier and develops the electrostatic latent image by a developing device. A potential control method in a forming apparatus, wherein a plurality of latent image patterns having different potentials from each other are formed on the image carrier, the potentials are measured by a potential measuring means, and the latent image pattern is visualized. The toner adhesion amount is measured by the toner adhesion amount measuring means, the developing characteristic of the developing device is calculated in the first cycle from the relationship between the measured potential and the toner adhesion amount, and further the The development characteristic is calculated in the second cycle in which the development characteristic measurement cycle with respect to the number of times of image formation is short, and the number of the plurality of latent image patterns is reduced, and the development characteristic obtained in the first cycle and the second cycle is calculated. Based on the development potential at the time of image formation A constant.

【0008】請求項2記載の発明は、現像装置の現像特
性を算出して前記画像形成装置の画像形成時の現像ポテ
ンシャルを決定する電位制御方法を採用した画像形成装
置におけるトナー補給制御方法であって、上記第二の現
像特性を算出するための潜像パターンを画像形成毎に形
成し、この潜像パターンの顕像化後のトナー付着量を用
いることにより、トナー補給制御を行うことを特徴とす
るものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a toner replenishment control method for an image forming apparatus which employs a potential control method for calculating a developing characteristic of the developing apparatus and determining a developing potential at the time of image formation of the image forming apparatus. The latent image pattern for calculating the second developing characteristic is formed for each image formation, and the toner replenishment control is performed by using the toner adhesion amount after the latent image pattern is visualized. It is what

【0009】請求項3記載の発明は、請求項2記載の画
像形成装置におけるトナー補給制御方法において、トナ
ー補給制御条件を、上記現像特性、あるいは、該現像特
性及び環境条件に基づいて変更することを特徴とするも
のである。
According to a third aspect of the present invention, in the toner replenishment control method for an image forming apparatus according to the second aspect, the toner replenishment control condition is changed based on the development characteristic or the development characteristic and environmental condition. It is characterized by.

【0010】請求項4記載の発明は、請求項3記載の画
像形成装置におけるトナー補給制御方法において、上記
トナー補給制御条件を、現像γ特性線の傾きが大きく、
絶対湿度が低いときにはトナー濃度が低下するように変
更し、逆に、現像γ特性線の傾きが小さく、絶対湿度が
高いときには、トナー濃度が上昇するように変更するこ
とを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the toner replenishment control method for an image forming apparatus according to the third aspect, the toner replenishment control condition is that the development γ characteristic line has a large inclination.
When the absolute humidity is low, the toner concentration is changed so as to decrease, and conversely, when the inclination of the development γ characteristic line is small and the absolute humidity is high, the toner concentration is changed so as to increase. .

【0011】請求項5記載の発明は、請求項4記載の画
像形成装置におけるトナー補給制御方法において、上記
トナー補給制御条件を、上記第一、第二の測定周期で算
出された現像特性に基づいて決定される画像形成時の現
像ポテンシャルに基づいて変更することを特徴とするも
のである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the toner replenishment control method for an image forming apparatus according to the fourth aspect, the toner replenishment control condition is based on the development characteristics calculated in the first and second measurement cycles. It is characterized in that it is changed based on the development potential at the time of image formation determined by the above.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図2は、本発明を適用できる画像
形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、フ
ルカラー複写機からなる電子写真方式の画像形成装置の
例である。この複写機は電子写真方式のカラー画像記録
装置からなるプリンタ部101及びカラー画像読み取り
装置(以下、カラースキャナと称す)102を有する。
カラースキャナ102は、コンタクトガラスからなる原
稿載置台119上の原稿を露光ランプからなる光源12
0により照射し、その反射光像を反射ミラー121〜1
23および結像レンズ124からなる光学系を介してカ
ラーセンサ125に結像して原稿のカラー画像情報を、
例えば青、緑、赤に色分解して読み取り、電気的な画像
信号に変換する。このカラーセンサ125は原稿のカラ
ー画像情報を、例えば青、緑、赤毎に色分解する色分解
手段と、この色分解手段で色分解された各色の画像情報
を電気的な画像信号に変換するCCDからなる光電変換
素子とにより構成され、3色同じ読み取りを行う。カラ
ーセンサー125で得られた青、緑、赤の色分解画像信
号はその強度レベルをもとにして画像処理部(図示せ
ず)で色変換処理を受けて黒(以下BKと称す)、シア
ン(以下Cと称す)、マゼンタ(以下Mと称す)、黄色
(以下Yと称す)のカラー画像データに変換される。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus to which the present invention can be applied. This image forming apparatus is an example of an electrophotographic image forming apparatus including a full-color copying machine. This copying machine has a printer unit 101 composed of an electrophotographic color image recording device and a color image reading device (hereinafter referred to as a color scanner) 102.
The color scanner 102 uses a light source 12 including an exposure lamp to expose an original on the original placing table 119 including contact glass.
0, and the reflected light image is reflected by the reflection mirrors 121 to 1
An image is formed on the color sensor 125 via the optical system including the image forming lens 23 and the image forming lens 124, and the color image information of the document is
For example, it is separated into blue, green, and red, read, and converted into an electrical image signal. The color sensor 125 converts the color image information of the original document into, for example, color separation means for each of blue, green, and red, and converts the image information of each color separated by the color separation means into an electric image signal. It is composed of a photoelectric conversion element composed of a CCD, and the same three colors are read. The blue, green, and red color-separated image signals obtained by the color sensor 125 are subjected to color conversion processing by an image processing unit (not shown) based on the intensity level thereof, and black (hereinafter referred to as BK) and cyan. (Hereinafter referred to as C), magenta (hereinafter referred to as M), and yellow (hereinafter referred to as Y) color image data.

【0013】プリンタ部101はその画像処理部からの
カラー画像データによりBK、C、M、Yの顕像を形成
して最終的なカラーコピーを形成する。ここに、BK、
C、M、Yの画像データを得るためのカラースキャナ1
02は、プリンタ部102の動作と所定のタイミングを
取って露光ランプ120及び光学系121〜123が左
方向へ移動することによって原稿載置台119上の原稿
を走査し、1回の原稿走査毎に一色の画像データを得
る。カラースキャナ102がこのような動作を合計4回
繰り返すことによって、画像処理部が順次にBK、C、
M、Yの4色の画像データを得る。そして、各色の画像
データを得る度毎にプリンタ部102で順次にその画像
データにより顕像を形成してこれらを重ね合わせて4色
フルカラー画像を形成する。
The printer unit 101 forms visible images of BK, C, M and Y based on the color image data from the image processing unit to form a final color copy. Where BK,
Color scanner 1 for obtaining C, M, Y image data
Reference numeral 02 designates the operation of the printer unit 102 and a predetermined timing to move the exposure lamp 120 and the optical systems 121 to 123 to the left to scan the original document on the original document table 119, and to scan the original document every time the original document is scanned. Obtain image data for one color. By the color scanner 102 repeating such an operation four times in total, the image processing unit sequentially operates as BK, C,
Image data of four colors of M and Y are obtained. Then, every time image data of each color is obtained, the printer unit 102 sequentially forms a visible image by the image data and superposes them to form a four-color full-color image.

【0014】プリンタ部101においては、感光体ドラ
ムからなる像担持体103は非画像形成時(複写待機
時)には停止している。また、感光体ドラム103は、
画像形成時(複写時)にはメインモータにより回転駆動
されて帯電チャージャからなる帯電手段104により均
一に帯電された後に1回転毎にレーザ光学系からなる露
光手段105によるレーザ光照射で黒色、シアン、マゼ
ンタ、イエローの各色成分の画像露光が順次に行われる
ことにより、各色成分の静電潜像が順次に形成される。
In the printer section 101, the image bearing member 103 composed of the photosensitive drum is stopped during non-image formation (during copy standby). Further, the photosensitive drum 103 is
During image formation (during copying), the main motor rotates and is uniformly charged by the charging unit 104 including a charging charger, and then black and cyan are generated by laser light irradiation by the exposing unit 105 including a laser optical system for each rotation. By sequentially performing image exposure of the color components of magenta, yellow, and yellow, electrostatic latent images of the color components are sequentially formed.

【0015】レーザ光学系105は、画像処理部からの
カラー画像データを光信号に変換して感光体ドラム10
3に原稿画像に対応した光書き込みを行なって静電潜像
を形成する。このレーザ光学系105は、レーザや、そ
の発光駆動制御を行う発光駆動制御部、ポリゴンミラ
ー、これを回転させるモータ、f/θレンズ、反射ミラ
ー等で構成され、レーザが発光駆動制御部でカラー画像
データにより駆動されて発光する。このレーザからの光
信号はポリゴンミラーにより偏向されてf/θレンズ、
反射ミラーを介して感光体ドラム103に照射される。
The laser optical system 105 converts the color image data from the image processing section into an optical signal and converts the color image data into an optical signal.
An electrostatic latent image is formed by performing optical writing corresponding to the image on the original document 3. The laser optical system 105 includes a laser, a light emission drive control unit that controls light emission drive of the laser, a polygon mirror, a motor that rotates the polygon mirror, an f / θ lens, a reflection mirror, and the like. It is driven by image data and emits light. The optical signal from this laser is deflected by a polygon mirror and then f / θ lens,
The photoconductor drum 103 is irradiated with the light via a reflection mirror.

【0016】感光体ドラム103は図中矢印で示すよう
に、反時計方向に回転する。そして、この感光体ドラム
103の回りには感光体クリーニング装置112、除電
ランプ113、帯電チャージャ104、BK現像装置1
06、C現像装置107、M現像装置108、Y現像装
置109、光学方式反射濃度センサ208、中間転写ベ
ルト110などが配置されている。各現像装置106〜
109は、感光体ドラム103上の静電潜像を現像する
ために現像剤の穂を感光体ドラム103の表面に接触さ
せて回転する現像スリーブ106a、107a、108
a、109aと、内部の現像剤を汲み上げて攪拌するた
めに回転する現像パドル106b、107b、108
b、109bおよび現像剤のトナー濃度を検知するトナ
ー濃度センサ106c、107c、108c、109c
などで構成されている。待機状態では4箇の現像装置1
06〜109の全てが現像スリーブ106a、107
a、108a、109a上の現像剤は穂切り(現像不作
動)状態になっており、現像装置106〜109の各現
像動作の順序(BK、C、M、Yの各画像形成の順序)
はBK、C、M、Yの順でその静電潜像を現像する順序
となっている。ただし、各色の画像形成の順序はこれに
限定されるものではなく、任意の順序とすることができ
る。
The photosensitive drum 103 rotates counterclockwise as shown by the arrow in the figure. Around the photoconductor drum 103, a photoconductor cleaning device 112, a discharge lamp 113, a charging charger 104, and a BK developing device 1
06, a C developing device 107, an M developing device 108, a Y developing device 109, an optical reflection density sensor 208, an intermediate transfer belt 110, and the like are arranged. Each developing device 106-
Reference numeral 109 denotes developing sleeves 106a, 107a, 108 that rotate by bringing the brush of the developer into contact with the surface of the photosensitive drum 103 to develop the electrostatic latent image on the photosensitive drum 103.
a, 109a and developing paddles 106b, 107b, 108 that rotate to pump up and stir the developer inside
b, 109b and toner concentration sensors 106c, 107c, 108c, 109c for detecting the toner concentration of the developer.
It is composed of 4 developing devices 1 in the standby state
All of 06 to 109 are the developing sleeves 106a and 107.
The developer on a, 108a, and 109a is in the state of cutting off (development inoperative) state, and the order of each developing operation of the developing devices 106 to 109 (the order of forming each image of BK, C, M, and Y).
Is the order of developing the electrostatic latent image in the order of BK, C, M and Y. However, the order of image formation for each color is not limited to this, and may be any order.

【0017】複写動作の開始時には、感光体ドラム10
3が回転して帯電チャージャ104により均一に帯電さ
れる。そして、カラースキャナ102が所定のタイミン
グでBK画像データを得るための読み取りを開始し、こ
のカラースキャナ102からの画像データにより画像処
理部がBK画像データを得てこのBK画像データに基づい
てレーザ光学系105が感光体ドラム103にレーザ光
による光書き込みを行って潜像を形成する。以下、この
BK画像データによる静電潜像をBK潜像と称す。C、
M、Yの各画像データによる静電潜像も同様にC潜像、
M潜像、Y潜像と称す。このBK潜像をその先端部から
現像可能とすべく、BK現像装置106の現像位置に潜
像先端部が到着する前に現像スリーブ106aが回転を
開始して現像剤の穂立てを行い、BK潜像をBKトナーで
現像する。そして以後、感光体ドラム103上のBK潜
像領域の現像動作を続けるが、潜像後端部がBK現像位
置を通過した時点で速やかにBK現像位置を106の現
像スリーブ106a上の現像剤穂切りを行なって現像不
作動状態にする。これは少なくとも、次のC画像データ
によるC潜像先端部が到着する前に完了させる。なお、
現像剤の穂切りは現像スリーブ106aの回転方向を、
現像動作中とは逆方向に切替えることで行う。この時、
他の現像装置107〜109は現像不作動状態のままで
ある。
At the start of the copying operation, the photosensitive drum 10
3 rotates and is uniformly charged by the charging charger 104. Then, the color scanner 102 starts the reading for obtaining the BK image data at a predetermined timing, the image processing unit obtains the BK image data from the image data from the color scanner 102, and the laser optical is obtained based on the BK image data. The system 105 performs optical writing on the photosensitive drum 103 with laser light to form a latent image. Hereinafter, the electrostatic latent image based on this BK image data is referred to as a BK latent image. C,
Similarly, the electrostatic latent image based on the M and Y image data is the C latent image,
These are called M latent image and Y latent image. In order to make this BK latent image developable from its tip, the developing sleeve 106a starts to rotate before the tip of the latent image reaches the developing position of the BK developing device 106, and the BK of the developer is raised. Develop the latent image with BK toner. After that, the developing operation of the BK latent image area on the photosensitive drum 103 is continued, but when the trailing edge of the latent image passes the BK developing position, the BK developing position is quickly changed to the developer chain on the developing sleeve 106a of 106. Cut off to make development inoperative. This is completed at least before the leading edge of the C latent image by the next C image data arrives. In addition,
The cutting of the developer in the direction of rotation of the developing sleeve 106a
It is performed by switching in the opposite direction to that during the developing operation. This time,
The other developing devices 107 to 109 remain in the non-developing state.

【0018】感光体ドラム103上のBKトナー像は、
感光体ドラム103と等速で駆動されている中間転写ベ
ルト110の表面に転写される(以下、感光体ドラム1
03から中間転写ベルト110へのトナー像転写をベル
ト転写と称す)。ベルト転写は、感光体ドラム103と
中間転写ベルト110が接触している状態において、中
間転写ベルト110と接触している転写バイアスローラ
からなる電極111に所定のバイアス電圧を印加するこ
とで行う。感光体ドラム103はBKトナー像の転写後
に感光体クリーニング装置112によりクリーニングさ
れて除電ランプ113により除電され、再び帯電チャー
ジャ104により均一に帯電される。なお、中間転写ベ
ルト110は感光体ドラム103に順次に形成されたB
K、C、M、Yの各トナー像が同一面に順次に位置合せ
して転写されることにより4色重ねのベルト転写画像が
形成され、その後、このベルト転写画像が後述のように
転写材としての転写紙に一括して転写される。
The BK toner image on the photosensitive drum 103 is
The image is transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 110 that is driven at the same speed as the photosensitive drum 103 (hereinafter, the photosensitive drum 1
A toner image transfer from 03 to the intermediate transfer belt 110 is referred to as belt transfer). The belt transfer is performed by applying a predetermined bias voltage to the electrode 111 including the transfer bias roller that is in contact with the intermediate transfer belt 110 while the photosensitive drum 103 and the intermediate transfer belt 110 are in contact with each other. After the BK toner image is transferred, the photoconductor drum 103 is cleaned by the photoconductor cleaning device 112, discharged by the discharge lamp 113, and charged again by the charging charger 104. The intermediate transfer belt 110 is formed on the photosensitive drum 103 in the order of B
By sequentially aligning and transferring the K, C, M, and Y toner images on the same surface to form a belt transfer image of four colors, the belt transfer image is transferred to a transfer material as described later. Are collectively transferred to the transfer paper.

【0019】ところで、感光体ドラム103側ではBK
作像工程の次にC作像工程に進み、このC作像工程では
所定のタイミングでカラースキャナ103がC画像デー
タを得るための読み取りを始め、カラースキャナ103
からの画像データにより画像処理部がC画像データを得
てこのC画像データに基づいてレーザ光学系105が感
光体ドラム103にレーザ光による光書き込みを行って
C潜像を形成する。
By the way, on the photosensitive drum 103 side, BK
After the image forming process, the process proceeds to the C image forming process. In this C image forming process, the color scanner 103 starts reading for obtaining C image data at a predetermined timing, and the color scanner 103
The image processing unit obtains C image data from the image data from the above, and based on the C image data, the laser optical system 105 performs optical writing on the photosensitive drum 103 with laser light to form a C latent image.

【0020】C現像装置107はその現像位置に対し
て、先のBK潜像後端部が通過した後で且つC潜像の先
端が到着する前に現像スリーブ107aが回転を開始し
て現像剤の穂立てを行い、C潜像をCトナーで現像す
る。以後、C現像装置107は感光体ドラム103上の
C潜像領域の現像を続けるが、C潜像の後端部が通過し
た時点で、先のBK現像装置106の場合と同様にC現
像スリーブ107a上の現像剤の穂切りを行う。これも
やはり次のM潜像先端部が到着する前に完了する。
With respect to the developing position of the C developing device 107, the developing sleeve 107a starts rotating after the rear end of the previous BK latent image has passed and before the leading end of the C latent image arrives, and the developing agent is developed. The C latent image is developed with C toner. After that, the C developing device 107 continues to develop the C latent image area on the photosensitive drum 103, but when the rear end portion of the C latent image passes, the C developing sleeve is the same as in the case of the BK developing device 106. The ear of the developer on 107a is cut off. This is also completed before the next M latent image front end arrives.

【0021】感光体ドラム103上のCトナー像は、感
光体ドラム103と等速で駆動されている中間転写ベル
ト110の表面に転写される。感光体ドラム110はC
トナー像の転写後に感光体クリーニング装置112によ
りクリーニングされて除電ランプ113により除電さ
れ、再び帯電チャージャ104により均一に帯電され
る。
The C toner image on the photosensitive drum 103 is transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 110 which is driven at the same speed as the photosensitive drum 103. The photoconductor drum 110 is C
After the toner image is transferred, it is cleaned by the photoconductor cleaning device 112, discharged by the discharge lamp 113, and charged again by the charging charger 104.

【0022】感光体ドラム103側ではC作像工程の次
にM作像工程に進み、このM作像工程では所定のタイミ
ングでカラースキャナ103がM画像データを得るため
の読み取りを始め、カラースキャナ102からの画像デ
ータにより画像処理部がM画像データを得てこのM画像
データに基づいてレーザ光学系105が感光体ドラム1
03にレーザ光による光書き込みを行ってM潜像を形成
する。
On the side of the photosensitive drum 103, the C image forming process is followed by the M image forming process. In this M image forming process, the color scanner 103 starts reading for obtaining M image data at a predetermined timing, and the color scanner 103 The image processing unit obtains M image data from the image data from 102, and based on this M image data, the laser optical system 105 causes the photosensitive drum 1 to move.
An optical latent image is formed on the optical disc 03 by laser light writing.

【0023】M現像装置108はその現像位置に対し
て、先のC潜像後端部が通過した後で且つM潜像の先端
が到着する前に現像スリーブ108aが回転を開始して
現像剤の穂立てを行い、M潜像をMトナーで現像する。
以後、M現像装置108は感光体ドラム103上のM潜
像領域の現像を続けるが、M潜像の後端部が通過した時
点で、先のC現像装置107の場合と同様にM顕像スリ
ーブ108a上の現像剤の穂切りを行う。これもやはり
次のY潜像先端部が到着する前に完了する。感光体ドラ
ム103上のMトナー像は、感光体ドラム103と等速
で駆動されている中間転写ベルト110の表面に転写さ
れる。感光体ドラム103はMトナー像の転写後に感光
体クリーニング装置112によりクリーニングされて除
電ランプ113により除電され、再び帯電チャージャ1
04により均一に帯電される。
At the developing position of the M developing device 108, the developing sleeve 108a starts to rotate after the rear end of the previous C latent image has passed and before the front end of the M latent image arrives, and the developing agent The M latent image is developed with M toner.
After that, the M developing device 108 continues to develop the M latent image area on the photoconductor drum 103, but at the time when the rear end portion of the M latent image passes, the M developing image is the same as the case of the C developing device 107. The developer is cut off from the sleeve 108a. This is also completed before the arrival of the leading edge of the next Y latent image. The M toner image on the photosensitive drum 103 is transferred to the surface of the intermediate transfer belt 110 that is driven at the same speed as the photosensitive drum 103. After the transfer of the M toner image, the photoconductor drum 103 is cleaned by the photoconductor cleaning device 112 and discharged by the charge removal lamp 113, and the charger 1
It is uniformly charged by 04.

【0024】感光体ドラム103側ではM作像工程の次
にY作像工程に進み、このY作像工程では所定のタイミ
ングでカラースキャナ102がY画像データを得るため
の読み取りを始め、カラースキャナ102からの画像デ
ータにより画像処理部がY画像データを得てこのY画像
データに基づいてレーザ光学系105が感光体ドラム1
03にレーザー光による光書き込みを行ってY潜像を形
成する。
On the side of the photosensitive drum 103, the M image forming process is followed by the Y image forming process. In this Y image forming process, the color scanner 102 starts reading for obtaining Y image data at a predetermined timing, and the color scanner The image processing unit obtains Y image data from the image data from 102, and based on the Y image data, the laser optical system 105 causes the photosensitive drum 1 to move.
Optical writing is performed by using a laser beam on 03 to form a Y latent image.

【0025】Y現像装置109はその現像位置に対し
て、先のM潜像後端部が通過した後で且つY潜像の先端
が到着する前に現像スリーブ109aが回転を開始して
現像剤の穂立てを行い、Y潜像をYトナーで現像する。
以後、Y現像位置109は感光体ドラム103上のY潜
像領域の現像を続けるが、Y潜像の後端部が通過した時
点で、先のM現像装置108の場合と同様にY顕像スリ
ーブ109a上の現像剤の穂切りを行う。これもY潜像
後端部が到着する前に完了する。感光体ドラム103上
のYトナー像は、感光体ドラム103と等速で駆動され
ている中間転写ベルト110の表面に転写される。
In the Y developing device 109, the developing sleeve 109a starts rotating after the rear end portion of the previous M latent image has passed and before the leading end of the Y latent image arrives at the developing position, so that the developer is developed. And the Y latent image is developed with Y toner.
After that, at the Y developing position 109, the development of the Y latent image area on the photosensitive drum 103 is continued, but at the time when the rear end of the Y latent image passes, the Y visible image is developed as in the case of the M developing device 108. The ear of the developer on the sleeve 109a is cut off. This is also completed before the trailing edge of the Y latent image arrives. The Y toner image on the photoconductor drum 103 is transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 110 that is driven at the same speed as the photoconductor drum 103.

【0026】また、中間転写ベルト110は駆動ローラ
131、ベルト転写バイアスローラ111および従動ロ
ーラ132、133に張架されて電源回路からベルト転
写バイアスローラ111を介して転写バイアス電圧が印
加され、図示してない駆動モータにより駆動ローラ13
1が駆動されて中間転写ベルト110が回転する。ベル
トクリーニング装置115は、ゴムブレード、中間転写
ベルト110に対する接離機構などで構成されており、
1色目のBK画像をベルト転写した後にC画像、M画
像、Y画像のベルト転写を行っているときには、ゴムブ
レードが接離機構によって中間転写ベルト110から離
間されている。
The intermediate transfer belt 110 is stretched around a driving roller 131, a belt transfer bias roller 111, and driven rollers 132 and 133, and a transfer bias voltage is applied from a power supply circuit via the belt transfer bias roller 111. Drive roller 13 driven by drive motor
1 is driven to rotate the intermediate transfer belt 110. The belt cleaning device 115 includes a rubber blade, a contact / separation mechanism for the intermediate transfer belt 110, and the like.
When the C image, the M image, and the Y image are transferred by the belt after transferring the BK image of the first color, the rubber blade is separated from the intermediate transfer belt 110 by the contact / separation mechanism.

【0027】紙転写バイアスローラ114は通常、中間
転写ベルト110から離間しており、中間転写ベルト1
10に形成された4色の重ね画像が転写紙に一括して転
写される時にタイミングを取って接離機構で押圧されて
中間転写ベルト110に当接し、紙転写バイアスローラ
114に所定のバイアス電圧が電源回路より印加されて
紙転写バイアスローラ114と中間転写ベルト110と
の間を通過する転写紙へ中間転写ベルト110上の4色
の重ね画像を転写させる。 (以下余白)
The paper transfer bias roller 114 is usually separated from the intermediate transfer belt 110, and the intermediate transfer belt 1
When the four-color superposed images formed on the transfer sheet 10 are collectively transferred to the transfer sheet, they are pressed by the contact / separation mechanism at a certain timing to come into contact with the intermediate transfer belt 110, and a predetermined bias voltage is applied to the sheet transfer bias roller 114. Is applied from the power supply circuit to transfer the four-color superimposed image on the intermediate transfer belt 110 to the transfer paper passing between the paper transfer bias roller 114 and the intermediate transfer belt 110. (Below margin)

【0028】この場合、転写紙は転写紙カセットからな
る給紙装置134から給紙ローラ135によりレジスト
ローラ136へ給紙され、レジストローラ136はその
転写紙を中間転写ベルト110上の4色重ね画像の先端
部が紙転写位置に到着するタイミングに合わせて給紙す
る。
In this case, the transfer paper is fed from the paper feed device 134 consisting of the transfer paper cassette to the registration roller 136 by the paper feed roller 135, and the registration roller 136 transfers the transfer paper onto the intermediate transfer belt 110 with a four-color superimposed image. Paper is fed at the timing when the leading edge of the sheet arrives at the sheet transfer position.

【0029】中間転写ベルト110から4色重ねトナー
像が一括して転写された転写紙は、搬送ベルトからなる
搬送装置により定着装置117へ搬送され、定着装置1
17の所定温度にコントロールされている定着ローラ1
17aと加圧ローラ117bによる加熱・加圧によりト
ナー像が定着されて排紙トレイ118へフルカラーコピ
ーとして搬出される。また、ベルト転写後の感光体ドラ
ム103は、感光体クリーニング装置112で表面がク
リーニングされる。連続的に複写を行うリピートコピー
時には、カラースキャナ102の動作および感光体ドラ
ム103への画像形成が1枚目のY(4色目)作像工程
に引き続いて開始され、所定のタイミングで2枚目のB
K(1色目)作像工程に進む。また、中間転写ベルト1
10は4色重ね画像を1枚目の転写紙へ一括して転写す
る工程に引き続いて表面がクリーニング装置115でク
リーニングされてそこに2枚目のBKトナー像がベルト
転写される。その後は1枚目と同様な動作が行われ、以
降1枚毎に同様な動作が行われる。
The transfer paper on which the four-color superposed toner images are collectively transferred from the intermediate transfer belt 110 is conveyed to the fixing device 117 by a conveying device including a conveying belt, and the fixing device 1
Fixing roller 1 controlled to a predetermined temperature of 17
The toner image is fixed by heating / pressurizing by 17a and the pressing roller 117b, and is carried out to the paper discharge tray 118 as a full-color copy. The surface of the photoconductor drum 103 after the belt transfer is cleaned by the photoconductor cleaning device 112. At the time of repeat copying in which copying is continuously performed, the operation of the color scanner 102 and the image formation on the photosensitive drum 103 are started following the Y (fourth color) image forming process for the first sheet, and the second sheet is formed at a predetermined timing. B
Proceed to the K (first color) image formation process. In addition, the intermediate transfer belt 1
In step 10, the surface is cleaned by the cleaning device 115 following the step of transferring the four-color superimposed image to the first transfer sheet all at once, and the second BK toner image is belt-transferred thereto. Thereafter, the same operation as that of the first sheet is performed, and thereafter, the same operation is performed for each sheet.

【0030】図1は、本複写機に内蔵されている制御系
を示す。この制御系はメイン制御部201と複数の周辺
制御部とにより構成され、メイン制御部201はメイン
CPU202と、制御プログラム及び各種データを記憶
したROM203と、ワーク領域として各種データを一
時的に記憶するRAM204と、各周辺制御部等との入
出力を行うためのI/Oインターフェース部205とに
より構成される。
FIG. 1 shows a control system incorporated in this copying machine. This control system is composed of a main control unit 201 and a plurality of peripheral control units. The main control unit 201 stores a main CPU 202, a ROM 203 storing control programs and various data, and various data temporarily as a work area. The RAM 204 and the I / O interface unit 205 for inputting / outputting data to / from each peripheral control unit and the like.

【0031】また、メイン制御部201はI/Oインタ
ーフェース部205を介してレーザ光学系制御部20
6、電源回路207、反射濃度センサ208、トナー濃
度センサ106c、107c、108c、109c、環
境センサ210、表面電位センサ211、トナー補給回
路212、中間転写ベルト駆動部213等が接続されて
いる。レーザ光学系制御部206はメインCPU202
から指示に基づいてレーザー光学系105を制御し、電
源回路207はメインCPU202からの指示に基づい
て帯電チャージャ104に高圧を印加して転写バイアス
ローラ111、紙転写バイアスローラ114に転写バイ
アス電圧を印加するとともに現像ローラ106a、10
7a、108a、109aにそれぞれ現像バイアス電位
を印加する。反射濃度センサ208は感光体ドラム10
3上のトナー像の反射濃度をイエロー現像装置109と
中間転写ベルト110との間で光学的に検知し、環境セ
ンサ210は温度や湿度を検知する。表面電位センサ2
11は感光体ドラム103の表面電位を帯電チャージャ
104と黒現像装置106との間で検知する。
The main control unit 201 also controls the laser optical system control unit 20 via the I / O interface unit 205.
6, a power supply circuit 207, a reflection density sensor 208, toner density sensors 106c, 107c, 108c and 109c, an environment sensor 210, a surface potential sensor 211, a toner replenishing circuit 212, an intermediate transfer belt drive unit 213, etc. are connected. The laser optical system control unit 206 is the main CPU 202.
Control the laser optical system 105 based on the instruction from the main CPU 202, and the power supply circuit 207 applies a high voltage to the charging charger 104 based on the instruction from the main CPU 202 to apply the transfer bias voltage to the transfer bias roller 111 and the paper transfer bias roller 114. And developing rollers 106a, 10
A developing bias potential is applied to each of 7a, 108a, and 109a. The reflection density sensor 208 is the photosensitive drum 10.
The reflection density of the toner image on No. 3 is optically detected between the yellow developing device 109 and the intermediate transfer belt 110, and the environment sensor 210 detects temperature and humidity. Surface potential sensor 2
Reference numeral 11 detects the surface potential of the photosensitive drum 103 between the charging charger 104 and the black developing device 106.

【0032】トナー補給回路212はメインCPU20
2からの指示に基づいてマゼンタトナー補給部からマゼ
ンタ現像装置108へマゼンタトナーを補給させ、同様
に図示しない複数のトナー補給回路がそれぞれメインC
PU202からの指示に基づいて黒トナー補給部、シア
ントナー補給部、イエロートナー補給部から黒現像装置
106、シアン現像装置107、イエロー現像装置10
9へ黒トナー、シアントナー、イエロートナーを補給さ
せる。中間転写ベルト駆動部213はCPU202から
の指示に基づいて駆動ローラ131を駆動して中間転写
ベルト110を回転させる。
The toner supply circuit 212 is the main CPU 20.
2 supplies magenta toner from the magenta toner replenishing section to the magenta developing device 108. Similarly, a plurality of toner replenishing circuits (not shown) are respectively provided in the main C
Based on an instruction from the PU 202, the black toner supply unit, the cyan toner supply unit, the yellow toner supply unit, the black developing device 106, the cyan developing device 107, and the yellow developing device 10
9 is replenished with black toner, cyan toner, and yellow toner. The intermediate transfer belt drive unit 213 drives the drive roller 131 based on an instruction from the CPU 202 to rotate the intermediate transfer belt 110.

【0033】図3(a),(b)は、メイン制御部20
1の電位制御ルーチンを示す。本実施形態の電位制御ル
ーチンによる電位制御には、電位制御aと電位制御bと
がある。メイン制御部201の電位制御aのルーチンで
は、電源オン時の状態をジャム等の異常処理時と区別す
るために、ステップ501で定着装置117の定着温度
を検知する定着温度センサからの入力信号を基に、定着
装置117の定着温度が100℃を越えているか否かを
判断し、定着装置117の定着温度が100℃を越えて
いる場合には異常と判定して電位制御aは行わない。一
方、電位制御bは画像形成時に毎回行うようにしてい
る。なお、本実施形態では、電位制御aは基本的に装置
起動時に行うようにしているが、予め定められたコピー
枚数の複写毎、または一定時間毎等必要に応じて行うよ
うにしてもよい。
FIGS. 3A and 3B show the main controller 20.
The electric potential control routine of 1 is shown. The potential control by the potential control routine of the present embodiment includes potential control a and potential control b. In the potential control a routine of the main control unit 201, in order to distinguish the power-on state from the time of abnormal processing such as jamming, an input signal from the fixing temperature sensor that detects the fixing temperature of the fixing device 117 in step 501 is input. Based on this, it is determined whether or not the fixing temperature of the fixing device 117 exceeds 100 ° C. If the fixing temperature of the fixing device 117 exceeds 100 ° C., it is determined to be abnormal and the potential control a is not performed. On the other hand, the potential control b is performed every time an image is formed. In the present embodiment, the potential control a is basically performed at the time of starting the apparatus, but it may be performed every time a predetermined number of copies is made or every fixed time.

【0034】以下に、電位制御(a)について説明す
る。メイン制御部201は、定着装置117の定着温度
が100℃を越えていない場合には、ステップ502で
電源回路207により現像ローラ106aに現像バイア
ス電位としての基準電位を印加して表面電位センサ21
1の校正を行い、以後の電位計算ではその校正値を用い
る。次に、メイン制御部201は、ステップ503のV
sg調整では、反射濃度センサ208から感光体ドラム1
03の地肌部に対する出力値を取り込んで反射濃度セン
サ208から感光体ドラム103の地肌部へ照射された
光の反射光が一定値になるように反射濃度センサ208
の発光量を調整する。
The potential control (a) will be described below. When the fixing temperature of the fixing device 117 does not exceed 100 ° C., the main control unit 201 applies the reference potential as the developing bias potential to the developing roller 106a by the power supply circuit 207 in step 502 to apply the surface potential sensor 21.
The calibration value of 1 is performed, and the calibration value is used in the potential calculation thereafter. Next, the main control unit 201 determines V in step 503.
In the sg adjustment, from the reflection density sensor 208 to the photosensitive drum 1
The output value for the background portion of 03 is taken in and the reflection density sensor 208 adjusts the reflected light of the light emitted from the reflection density sensor 208 to the background portion of the photoconductor drum 103 to a constant value.
Adjust the light emission amount of.

【0035】次に、メイン制御部201は、感光体ドラ
ム103上に潜像パターンを形成する(ステップ50
4)。図4に示すように、感光体ドラム103の幅方向
中央部にN個の階調濃度を持つ静電潜像(N個の静電潜
像パターン)301、302、303・・・を感光体ド
ラム103の回転方向に沿って所定の間隔で形成し、例
えば10個の相異なる階調濃度を持つ各辺が40mmで
ある矩形の潜像パターン301、302、303・・・
を10mmの間隔をおいて形成し、ステップ505でこ
れらの静電潜像301、302、303・・・の電位に
対する表面電位センサ211の出力値を読み込んでRA
M204に格納する。そして、メイン制御部201は1
0個の潜像パターン301、302、303・・・を
黒、シアン、マゼンタ、イエローの4色分、感光体ドラ
ム103上に順次に所定の間隔をおいて顕像化する。
Next, the main controller 201 forms a latent image pattern on the photosensitive drum 103 (step 50).
4). As shown in FIG. 4, electrostatic latent images (N electrostatic latent image patterns) 301, 302, 303, ... Rectangular latent image patterns 301, 302, 303 ... Which are formed at a predetermined interval along the rotation direction of the drum 103 and have, for example, 10 different gradation densities and 40 mm on each side.
Are formed at intervals of 10 mm, and in step 505 the output value of the surface potential sensor 211 with respect to the potentials of these electrostatic latent images 301, 302, 303 ...
Store in M204. Then, the main control unit 201
0 latent image patterns 301, 302, 303, ... are visualized on the photosensitive drum 103 in order at a predetermined interval for four colors of black, cyan, magenta, and yellow.

【0036】次に、メイン制御部201は、ステップ5
06のPセンサ検知では、感光体ドラム103上の4色
分の潜像パターン301、302、303・・・を1色
分毎に黒現像装置106、シアン現像装置107、マゼ
ンタ現像装置108、イエロー現像装置109に現像さ
せて顕像化させることにより各色のトナー像とし、この
各色のトナー像に対する反射濃度センサ208の出力値
を各色毎にVpi(i=1〜N)としてRAM204に格
納する。
Next, the main controller 201 proceeds to step 5
In the P sensor detection of 06, the black developing device 106, the cyan developing device 107, the magenta developing device 108, and the yellow of the four color latent image patterns 301, 302, 303, ... The toner image of each color is developed by the developing device 109 and visualized, and the output value of the reflection density sensor 208 for the toner image of each color is stored in the RAM 204 as Vpi (i = 1 to N) for each color.

【0037】なお、メイン制御部201は、感光体ドラ
ム103を帯電チャージャ104に均一に帯電させ、レ
ーザ光学系制御部206を介してレーザ光学系105の
出力を変えて潜像パターン301、302、303・・
・を形成してそのパターンを顕像化しているが、このよ
うな方法に限らず、レーザ光学系105を作動させずに
各現像装置106〜109の現像バイアス電位を切り換
えて潜像パターンを顕像化するようにしてもよい。
The main control unit 201 uniformly charges the photoconductor drum 103 by the charging charger 104 and changes the output of the laser optical system 105 via the laser optical system control unit 206 to change the latent image patterns 301, 302 ,. 303 ...
. Is formed to visualize the pattern, but the method is not limited to such a method, and the latent image pattern is visualized by switching the developing bias potentials of the developing devices 106 to 109 without operating the laser optical system 105. You may make it image.

【0038】次に、メイン制御部201は、ステップ5
07の付着量算出ステップにおいて、上記RAM204
に格納した反射濃度センサ208の出力値をROM20
3に格納されているテーブルを参照し、単位面積当りの
トナー付着量に換算してRAM204に格納する。そし
て、ステップ508〜510を実行する。以下、これら
のステップについて詳細に説明する。
Next, the main controller 201 proceeds to step 5
In the adhesion amount calculation step of 07, the RAM 204
The output value of the reflection density sensor 208 stored in the ROM 20 is stored in the ROM 20.
3 is referred to and converted into a toner adhesion amount per unit area and stored in the RAM 204. Then, steps 508 to 510 are executed. Hereinafter, these steps will be described in detail.

【0039】図5は、ステップ505で得られた電位デ
ータとステップ507で得られたトナー付着量データと
の各潜像パターンにおける関係をx−y平面上にプロッ
トしたものである。x軸は電位ポテンシャル(現像バイ
アス電位VBと感光体ドラム103の表面電位VDとの
差:VB−VD)(単位V)を示し、y軸は単位面積当り
のトナー付着量(mg/cm2)を示している。本実施形態の
光学方式反射濃度センサ208のような赤外光反射型セ
ンサは、一般的に、図5に示すように、トナー付着量が
多い多付着部において飽和特性を示し、得られた検出値
が実際のトナー付着量に対応しなくなる。このため、多
付着部において得られた反射濃度センサ208の検出値
をそのまま用いてトナー付着量を算出してしまうと、実
際の付着量とは異なった付着量を得ることになり、この
トナー付着量を基に行うトナー補給制御を正確に行うこ
とができなくなってしまう。そこで、本実施形態のメイ
ン制御部201は、各色の潜像パターン毎に、表面電位
センサ211と反射濃度センサ208から得られた潜像
パターンの電位と、その顕像化後のトナー付着量のデー
タとを後述のように電位データXn(n=1〜10)と
トナー付着量データYnとの関係(現像装置の現像γ特
性)の直線区間だけ選択し、この区間のデータに対して
最小自乗法を適用することにより各現像装置106〜1
09の現像特性の直線近似を後述するような方法によっ
て行い、現像特性の近似直線方程式(E)を各色毎に
得、この近似直線方程式(E)により各色毎に制御電位
を計算するようにしている。
FIG. 5 is a plot of the relationship between the potential data obtained in step 505 and the toner adhesion amount data obtained in step 507 in each latent image pattern on the xy plane. The x-axis represents the potential potential (the difference between the developing bias potential V B and the surface potential V D of the photosensitive drum 103: V B −V D ) (unit V), and the y-axis represents the toner adhesion amount (mg) per unit area. / cm 2 ) is shown. An infrared light reflection type sensor such as the optical reflection density sensor 208 of the present embodiment generally exhibits a saturation characteristic in a multi-adhesion portion having a large toner adhesion amount as shown in FIG. The value does not correspond to the actual toner adhesion amount. Therefore, if the toner adhesion amount is calculated using the detection value of the reflection density sensor 208 obtained at the multi-adhesion portion as it is, an adhesion amount different from the actual adhesion amount is obtained, and this toner adhesion amount is obtained. The toner replenishment control based on the amount cannot be accurately performed. Therefore, the main control unit 201 of the present embodiment determines, for each latent image pattern of each color, the potential of the latent image pattern obtained from the surface potential sensor 211 and the reflection density sensor 208 and the toner adhesion amount after the visualization. As will be described later, the data is selected only in the linear section of the relationship between the potential data Xn (n = 1 to 10) and the toner adhesion amount data Yn (development γ characteristic of the developing device), and the minimum value is selected for the data in this section. By applying the multiplication method, each developing device 106-1
The linear approximation of the development characteristic of No. 09 is performed by the method described later to obtain the approximate linear equation (E) of the development characteristic for each color, and the control potential is calculated for each color by the approximate linear equation (E). There is.

【0040】最小自乗法の計算は次の式を用いる。 Xave=ΣXn/k・・・(1) Yave=ΣYn/k・・・(2) Sx=Σ(Xn−Xave)*(Xn−Xave)・・・(3) Sy=Σ(Yn−Yave)*(Yn−Yave)・・・(4) Sxy=Σ(Xn−Xave)*(Yn−Yave)・・・(5) 表面電位センサ211と反射濃度センサ208から得ら
れた潜像パターンの電位、顕像化後のトナー付着量のデ
ータから求まる近似直線方程式(E)をY=A1*X+
B1としたとき、係数A1、B1は上記変数を用いて A1=Sxy/Sx・・・(6) B1=Yave−A1*Xave・・・(7) と表せる。
The following equation is used for the calculation of the least squares method. Xave = ΣXn / k (1) Yave = ΣYn / k (2) Sx = Σ (Xn-Xave) * (Xn-Xave) (3) Sy = Σ (Yn-Yave) * (Yn-Yave) ... (4) Sxy = Σ (Xn-Xave) * (Yn-Yave) ... (5) The potential of the latent image pattern obtained from the surface potential sensor 211 and the reflection density sensor 208. , The approximate linear equation (E) obtained from the data of the toner adhesion amount after visualization is Y = A1 * X +
When B1 is used, the coefficients A1 and B1 can be expressed as A1 = Sxy / Sx ... (6) B1 = Yave−A1 * Xave.

【0041】また、近似直線方程式(E)の相関係数R
は、 R*R=(Sxy*Sxy)/(Sx*Sy)・・・(8) と表わせる。本実施形態では、メイン制御部201は、
ステップ508において、各色毎に表面電位センサ21
1と反射濃度センサ208とから得られた潜像パターン
の電位データXn、顕像化後のトナー付着量のデータY
nの数値が若い方から5個のデータの組(X1〜X5、Y
1〜Y5)、(X2〜X6、Y2〜Y6)、(X3〜X7、Y3
〜Y7)、(X4〜X8、Y4〜Y8)、(X5〜X9、Y5〜
Y9)、(X6〜X10、Y6〜Y10)を取り出し、上述し
た式(1)〜(8)に従って直線近似計算を行うととも
に、相関係数Rを算出して下記のような6組の近似直線
方程式及び相関係数(9)〜(14)を得る。
The correlation coefficient R of the approximate linear equation (E)
Can be expressed as R * R = (Sxy * Sxy) / (Sx * Sy) ... (8). In the present embodiment, the main control unit 201 is
In step 508, the surface potential sensor 21 is set for each color.
1 and the latent image pattern potential data Xn obtained from the reflection density sensor 208 and the toner adhesion amount data Y after visualization.
Five data sets (X1 to X5, Y from the youngest n value)
1 to Y5), (X2 to X6, Y2 to Y6), (X3 to X7, Y3
~ Y7), (X4 ~ X8, Y4 ~ Y8), (X5 ~ X9, Y5 ~
Y9), (X6 to X10, Y6 to Y10) are taken out, linear approximation calculation is performed according to the above-mentioned equations (1) to (8), and the correlation coefficient R is calculated to obtain the following six sets of approximate straight lines. Obtain equations and correlation coefficients (9)-(14).

【0042】 Y11=A11*X+B11 ;R11・・・(9) Y12=A12*X+B12 ;R12・・・(10) Y13=A13*X+B13 ;R13・・・(11) Y14=A14*X+B14 ;R14・・・(12) Y15=A15*X+B15 ;R15・・・(13) Y16=A16*X+B16 ;R16・・・(14) メイン制御部201は、得られた6組の近似直線方程式
のうちから相関係数R11〜R16のうちの最大値のものに
対応する1組の近似直線方程式を近似直線方程式(E)
として選択する。
Y11 = A11 * X + B11; R11 ... (9) Y12 = A12 * X + B12; R12 ... (10) Y13 = A13 * X + B13; R13 ... (11) Y14 = A14 * X + B14; R14. .. (12) Y15 = A15 * X + B15; R15 ... (13) Y16 = A16 * X + B16; R16 ... (14) The main control unit 201 calculates the phase from the obtained six sets of approximate linear equations. Approximate linear equation (E) is a set of approximate linear equations corresponding to the maximum value among relational numbers R11 to R16.
To choose as.

【0043】次に、メイン制御部201は、ステップ5
09で、各色毎に上述の選択した近似直線方程式(E)
において、図6に示すようにYの値が必要最大トナー付
着量Mmaxとなる時のXの値、すなわち現像ポテンシャ
ルの値Vmaxを算出する。黒現像装置106、シアン現
像装置107、マゼンタ現像装置108、イエロー現像
装置109の各現像バイアス電位VBと感光体ドラム1
03上の各色の画像露光による表面電位(露光電位)V
Lとは上述の式から次の式(15)(16)で与えら
れ、 Vmax=(Mmax−B1)/A1・・・(15) VB−VL=Vmax=(Mmax−B1)/A1・・・(16) VBとVLとの関係は近似直線方式(E)の係数を用いて
表わすことができる。したがって(16)式は、 Mmax=A1*Vmax+B1・・・(17) となる。
Next, the main controller 201 proceeds to step 5
09, the above-mentioned approximate linear equation (E) selected for each color
6, the value of X when the value of Y reaches the required maximum toner adhesion amount Mmax, that is, the value Vmax of the development potential is calculated. The developing bias potentials V B of the black developing device 106, the cyan developing device 107, the magenta developing device 108, and the yellow developing device 109, and the photosensitive drum 1.
03 surface potential (exposure potential) V due to image exposure of each color
The L given by the following equation from the above equation (15) (16), Vmax = (Mmax-B1) / A1 ··· (15) V B -V L = Vmax = (Mmax-B1) / A1 (16) The relationship between V B and V L can be expressed using the coefficient of the approximate linear method (E). Therefore, the equation (16) becomes Mmax = A1 * Vmax + B1 (17).

【0044】ここで、感光体ドラム103の露光前の帯
電電位VDと現像バイアス電位VBとの関係は、図6に示
すような直線方程式、すなわち、 Y=A2*X+B2・・・(18) とx軸との交点のx座標VK(現像装置の現像開始電
圧)と実験的に求めた地汚れ余裕電圧Vαとから、 VD−VB=VK+Vα・・・(19) で与えられる。
Here, the relationship between the charge potential V D of the photosensitive drum 103 before exposure and the developing bias potential V B is a linear equation as shown in FIG. 6, that is, Y = A2 * X + B2 ... (18) From the x-coordinate V K (developing start voltage of the developing device) and the experimentally obtained background stain voltage V α, V D −V B = V K + V α (19) Given.

【0045】したがって、Vmax、VD、VB、VLの関係
は、(16)(19)式により決まる。この例ではVma
xを参照値として、これと各制御電圧VD、VB、VLの関
係をあらかじめ実験等によって求め、図7に示すように
テーブル化してROM203に格納してある。そして、
メイン制御部201は、ステップ510で、各色毎に上
記算出したVmaxに最も近いVmaxを有するテーブルを選
択し、その選択したテーブルに対応した各制御電圧
B、VD、VLを目標電位とする。
[0045] Therefore, Vmax, V D, V B, the relationship of V L is determined by (16) (19). In this example Vma
Using x as a reference value, the relationship between this and the control voltages V D , V B , and V L is previously obtained by experiments or the like, and tabulated as shown in FIG. And
In step 510, the main control unit 201 selects the table having the Vmax closest to the calculated Vmax for each color, and sets the control voltages V B , V D , and VL corresponding to the selected table as the target potentials. To do.

【0046】次に、メイン制御部201は、ステップ5
11で、レーザ光学系制御部206を介してレーザ光学
系105のレーザ発光パワーを最大光量となるように制
御し、表面電位センサ211の出力値を取り込むことに
より感光体ドラム103の残留電位を検出する。そし
て、ステップ512で、その残留電位が0でない時には
上記テーブルにより決定した目標電位VB、VD、VL
対してその残留電位分の補正を行って目標電位とする。
最後に、ステップ513で、感光体ドラム103の帯電
チャージャ104による帯電電位が上記目標電位VD
なるように電源回路207を調整し、レーザ光学系制御
部206を介してレーザ光学系105におけるレーザ発
光パワーを感光体ドラム103の露光電位が上記目標電
位VLになるように調整し、かつ、黒現像装置106、
シアン現像装置107、マゼンタ現像装置108、イエ
ロー現像装置109の各現像バイアス電圧がそれぞれ上
記目標電位VBになるように電源回路207を調整す
る。次に、このVD、VLの目標電位を中心にテーブルで
所定個の電位(本実施形態では着目した目標電位を中心
に、上下のテーブルから得られる2個の電位)に対し
て、同様の残留電位分の補正を行い、最終的な目標電位
とする。そして、VDの目標電位を達成するように帯電
チャージャ104に印加する帯電チャージャグリッド電
圧VGを変化させて、VDが目標電位となるように調整す
る。次に、VDが得られたら、VLの目標電位を達成する
ようにレーザーパワーを調整する。そして、所定の電位
に対して得られる帯電チャージャグリッド電圧VG、レ
ーザパワーの調整値をRAM204に格納する。この値
は、次の電位制御bで用いる。なお、図3(a)のステ
ップ512は、後述する実施形態に係るトナー補給制御
のためのステップである。
Next, the main controller 201 proceeds to step 5
At 11, the laser emission power of the laser optical system 105 is controlled via the laser optical system control unit 206 so that the maximum light amount is obtained, and the output value of the surface potential sensor 211 is taken in to detect the residual potential of the photosensitive drum 103. To do. Then, at step 512, when the residual potential is not 0, the target potentials V B , V D and VL determined by the above table are corrected by the residual potential to obtain the target potential.
Finally, in step 513, the power supply circuit 207 is adjusted so that the charging potential by the charger 104 of the photosensitive drum 103 becomes the target potential V D , and the laser in the laser optical system 105 is controlled via the laser optical system controller 206. The light emission power is adjusted so that the exposure potential of the photosensitive drum 103 becomes the target potential V L , and the black developing device 106,
The power supply circuit 207 is adjusted so that the developing bias voltages of the cyan developing device 107, the magenta developing device 108, and the yellow developing device 109 respectively become the target potential V B. Next, with respect to a predetermined number of potentials in the table centering on the target potentials of V D and V L (in this embodiment, two potentials obtained from the upper and lower tables centering on the target potential of interest) The remaining target potential is corrected to obtain the final target potential. Then, the charging charger grid voltage V G applied to the charging charger 104 is changed so that the target potential of V D is achieved, and adjustment is performed so that V D becomes the target potential. Next, when V D is obtained, the laser power is adjusted so as to achieve the target potential of V L. Then, the charging charger grid voltage V G and the adjustment value of the laser power obtained for a predetermined potential are stored in the RAM 204. This value is used in the next potential control b. Note that step 512 of FIG. 3A is a step for toner replenishment control according to an embodiment described later.

【0047】次に、本発明の特徴であるメイン制御部2
01の電位制御bについて、図3(b)を用いて説明す
る。ステップ601の潜像パターン形成では、前述の電
位制御aと同様、図4に示すように感光体ドラム103
の幅方向中央部にN個の階調濃度を持つ静電潜像パター
ン(N個の潜像パターン)301、302、303・・
・を感光体ドラム103の回転方向に沿って所定の間隔
で形成する。本実施形態の電位制御bでは、3個の相異
なる階調濃度を持つ各辺が40mmである矩形の潜像パ
ターン301、302、303を10mmの間隔をおい
て形成し、ステップ602でこれらの潜像パターン30
1、302、303の電位に対する表面電位センサ21
1の出力値を読み込んでRAM204に格納する。そし
て、メイン制御部201は3個の潜像パターン301、
302、303を黒、シアン、マゼンタ、イエローの4
色分、感光体ドラム103上に順次に所定の間隔をおい
て顕像化する。
Next, the main controller 2 which is a feature of the present invention
The potential control b of 01 will be described with reference to FIG. In the latent image pattern formation in step 601, the photosensitive drum 103 as shown in FIG.
Of the electrostatic latent image patterns (N latent image patterns) 301, 302, 303 ...
Are formed along the rotation direction of the photosensitive drum 103 at predetermined intervals. In the potential control b of the present embodiment, three rectangular latent image patterns 301, 302, 303 having 40 mm on each side having different gradation densities are formed at intervals of 10 mm, and at step 602, these are formed. Latent image pattern 30
Surface potential sensor 21 for the potentials of 1, 302, 303
The output value of 1 is read and stored in the RAM 204. Then, the main control unit 201 causes the three latent image patterns 301,
302, 303 for black, cyan, magenta, and yellow 4
The color components are visualized on the photosensitive drum 103 sequentially at predetermined intervals.

【0048】ここで重要なのは、潜像パターンを形成す
るときの電位(レーザパワー)である。この電位は、電
位制御aで得られた現像特性(図5参照)から近似直線
方程式を求めたときに用いた電位データ及びトナー付着
量データの上下限から決まる直線区間を、適当に分割し
た潜像パターンとなるような3つの電位とすることが望
ましく、これがパッチ数を減らすポイントとなる。ここ
で、もしこの直線区間の算出が困難である場合には、あ
る程度の精度低下を認めた上で、あらかじめ実験によっ
て潜像パターン上への狙いのトナー付着量を決めておい
てもよい。
What is important here is the potential (laser power) when forming a latent image pattern. This potential is a latent value obtained by appropriately dividing a linear section determined by the upper and lower limits of the potential data and the toner adhesion amount data used when the approximate linear equation was obtained from the development characteristics (see FIG. 5) obtained by the potential control a. It is desirable to set three potentials that form an image pattern, and this is a point to reduce the number of patches. Here, if it is difficult to calculate the straight line section, the target toner adhesion amount on the latent image pattern may be determined in advance by experiments after allowing some accuracy reduction.

【0049】次に、ステップ603のPセンサ検知(反
射濃度センサ208による検知)では、感光体ドラム1
03上の4色分の潜像パターン301、302、303
を1色分毎に黒現像装置106、シアン現像装置10
7、マゼンタ現像装置108、イエロー現像装置109
に現像させて顕像化させることにより各色のトナー像と
し、この各色のトナー像に対する反射濃度センサ208
の出力値を各色毎にVpi(i=1〜N)としてRAM2
04に格納する。
Next, in the P sensor detection (detection by the reflection density sensor 208) in step 603, the photosensitive drum 1
03 latent image patterns 301, 302, 303 for four colors
The black developing device 106 and the cyan developing device 10 for each color.
7, magenta developing device 108, yellow developing device 109
To develop the image into a toner image of each color, and the reflection density sensor 208 for the toner image of each color
RAM2 with the output values of Vpi (i = 1 to N) for each color
04.

【0050】次に、ステップ604のトナー付着量検出
では、ステップ603でRAM204に格納した反射濃
度センサ208の出力値を、ROM203に格納された
テーブルを参照することにより単位面積当たりのトナー
付着量M/A(mg/cm2)に換算した後、RAM204に
格納する。
Next, in the toner adhesion amount detection in step 604, the output value of the reflection density sensor 208 stored in the RAM 204 in step 603 is referred to, and the toner adhesion amount M per unit area is referred to by referring to the table stored in the ROM 203. / A (mg / cm 2 ) and then stored in the RAM 204.

【0051】図8は、上記ステップ602で得られた電
位データと上記ステップ604で得られた付着量データ
との各パッチにおけるデータをx−y平面上にプロット
したものである。図8のx軸は、電位ポテンシャル、す
なわち現像バイアスと感光体ドラム103の表面電位と
の差:Vb−Vd(V)を示し、y軸は、単位面積当た
りのトナー付着量M/A(mg/cm2)を示している。
FIG. 8 is a plot of the data in each patch of the potential data obtained in step 602 and the adhesion amount data obtained in step 604, plotted on the xy plane. The x-axis of FIG. 8 shows the potential, that is, the difference between the developing bias and the surface potential of the photosensitive drum 103: Vb-Vd (V), and the y-axis shows the toner adhesion amount M / A (mg) per unit area. / cm 2 ) is shown.

【0052】この電位制御bでは、上記表面電位センサ
211と反射濃度センサ208とから得られたパターン
データは、図8に示すように、ほぼ直線区間にあるた
め、この区間内のデータに対してステップ605で直線
方程式を求め、ここからステップ606で、必要最大ト
ナー付着量MmaxのときのXの値、すなわち電位ポテン
シャルVmaxを算出する。本実施形態の電位制御bで
は、3点のデータのうち2点を選び、次の3つの直線方
程式を求める。 Y21=A21*X+B21・・・(20) Y22=A22*X+B22・・・(21) Y23=A23*X+B23・・・(22) X=Vmax=(Mmax−B1)/A1・・・(15) なお、本実施形態の電位制御bの処理は、電位制御aの
補正的な立場で行っており、得られるVmaxの値が、電
位制御aの処理で得られるVmaxの値と大きく異なるこ
とはなので、電位制御bで求めたVmaxが、電位制御a
で求めたVmaxに最も近い値となるような直線を選択す
るようにしている。これにより、例えば、一時的な画像
の検出ミスなどによる急激な変化が生じた場合に、この
ときの検出結果をそのまま用いてVmaxを求めてしまう
ことを防止することができる。
In this potential control b, the pattern data obtained from the surface potential sensor 211 and the reflection density sensor 208 is in a substantially straight line section as shown in FIG. In step 605, a linear equation is obtained, and in step 606, the value of X at the required maximum toner adhesion amount Mmax, that is, the potential Vmax is calculated. In the potential control b of this embodiment, two points are selected from the three points of data and the following three linear equations are obtained. Y21 = A21 * X + B21 ... (20) Y22 = A22 * X + B22 ... (21) Y23 = A23 * X + B23 ... (22) X = Vmax = (Mmax-B1) / A1 ... (15) The processing of the potential control b of this embodiment is performed from the standpoint of correction of the potential control a, and the obtained value of Vmax may differ greatly from the value of Vmax obtained by the processing of the potential control a. , Vmax obtained by the potential control b is the potential control a
A straight line that has a value closest to Vmax obtained in step 3 is selected. Thus, for example, when a rapid change occurs due to a temporary image detection error or the like, it is possible to prevent the detection result at this time from being used as it is to obtain Vmax.

【0053】ここで、本実施形態の電位制御bでは、3
点から2点を選んで直線方程式を求めているが、このよ
うな求め方に限定されるものではなく、上述のように近
似直線を求めたり、パターン数を増やすことも勿論可能
である。しかし、あまり数を増やすと本来の画像形成以
外にトナーを多く消費することになるので、できるだけ
少ないデータで直線方程式が求められることが望まし
い。
Here, in the potential control b of this embodiment, 3
Although the linear equation is calculated by selecting two points from the points, the method is not limited to such a method, and it is of course possible to calculate an approximate straight line or increase the number of patterns as described above. However, if the number is increased too much, a large amount of toner will be consumed in addition to the original image formation. Therefore, it is desirable to obtain the linear equation with as little data as possible.

【0054】次に、ステップ607では、Vmaxを参照
値として上記VD、VB、VLの関係を図7に示すような
データテーブルの形でROM203に持たせておき、各
色ごとに、上記算出したVmaxに最も近いVmaxを有する
テーブルを選択し、その選択したテーブルにより制御電
圧VB、VD、VLを目標電位として求める。
Next, in step 607, the relationship between V D , V B , and V L is stored in the ROM 203 in the form of a data table as shown in FIG. select a table having the closest Vmax to the calculated Vmax, determined control voltage V B by the selected table, V D, the V L as the target potential.

【0055】次に、ステップ608では、ステップ60
7で求めた目標電位を設定する。ここで、電位制御bは
電位制御aと異なり、画像形成時に毎回行っているの
で、VD、VLが目標値になるようにフィードバック制御
を行うことが時間的に困難である。このため、あらかじ
め電位制御aの処理で求めた3つのテーブルに対するV
G、及びレーザパワーの調整値の関係を直線近似したも
のから、計算によって該調整値を決定している。なお、
図3(b)のステップ608は、後述する実施形態に係
るトナー補給制御のためのステップである。 (以下、余白)
Next, in step 608, step 60
The target potential obtained in 7 is set. Here, unlike the potential control a, the potential control b is performed every time an image is formed, so it is difficult in time to perform feedback control so that V D and V L reach the target values. Therefore, V for the three tables previously obtained by the processing of potential control a
The adjustment value is determined by calculation from a linear approximation of the relationship between G 1 and the adjustment value of the laser power. In addition,
Step 608 of FIG. 3B is a step for toner replenishment control according to an embodiment described later. (Hereinafter, margin)

【0056】以上、本発明の電位制御方法では、感光体
ドラム103上に相異なるトナー付着量を有する複数の
潜像パターンを形成してその電位を表面電位センサ21
1で測定するとともに該潜像パターンを顕像化してその
トナー付着量を反射濃度センサ208で測定し、これら
の測定電位とトナー付着量との関係から装置起動時の現
像装置の現像特性を電位制御aによって算出している。
更に、電位制御bでは、装置起動後、画像形成毎に上記
複数の潜像パターンの数を少なくして現像特性を算出し
ている。そして、電位制御a及び電位制御bによって得
られた現像特性に基づいて複写機からなる画像形成装置
の画像形成時の現像ポテンシャルを決定するための各種
電位VB、VD、VLを決定しており、感光体ドラム10
3上に電位制御aを算出するときに形成する潜像パター
ンよりも少数の潜像パターンを形成するので、電位制御
bで、電位制御aと同じ数の潜像パターンを形成する場
合に比して、パターン形成時間を短くすることができる
とともに、パターン形成に伴うトナー消費をできるだけ
少なくして現像特性を正確に把握することができる。
As described above, according to the potential control method of the present invention, a plurality of latent image patterns having different toner adhering amounts are formed on the photosensitive drum 103 and the potentials thereof are measured by the surface potential sensor 21.
1, the latent image pattern is visualized, and the toner adhesion amount is measured by the reflection density sensor 208. From the relationship between the measured potential and the toner adhesion amount, the developing characteristic of the developing device at the time of starting the device is the potential. It is calculated by control a.
Further, in the potential control b, the developing characteristic is calculated by reducing the number of the plurality of latent image patterns each time the image is formed after the apparatus is activated. Then, based on the development characteristics obtained by the potential control a and the potential control b, various potentials V B , V D , and VL for determining the development potential at the time of image formation of the image forming apparatus including the copying machine are determined. The photoconductor drum 10
Since a smaller number of latent image patterns than the latent image patterns formed when the potential control a is calculated are formed on the surface 3, the number of latent image patterns formed by the potential control b is the same as that formed by the potential control a. Thus, the pattern formation time can be shortened, and the toner consumption associated with the pattern formation can be reduced as much as possible to accurately grasp the developing characteristics.

【0057】しかも、本実施形態の電位制御bは電位制
御aの補正的な立場で行われ、電位制御aで求めたVma
xの値に最も近い値を採用している。これにより、例え
ば、一時的な画像の検出ミスなどにより、電位制御bで
求めた検出結果に急激な変化が生じたとしても、このよ
うな検出ミスなどに基づく誤った電位制御を防止するこ
とができ、現像特性を正確に把握して、得られた現像特
性から最適画像を再現することができる。
Moreover, the potential control b of this embodiment is performed from the standpoint of correcting the potential control a, and Vma obtained by the potential control a is calculated.
The value closest to the value of x is adopted. Thus, even if the detection result obtained by the potential control b changes abruptly due to a temporary image detection error or the like, erroneous potential control based on such a detection error can be prevented. Therefore, the developing characteristics can be accurately grasped, and the optimum image can be reproduced from the obtained developing characteristics.

【0058】特に、本実施形態では、上記測定で複数組
の電位及びトナー付着量のデータを得てこの複数組の電
位及びトナー付着量の関係が直線的に変化する区間を算
出し、この区間における上記測定した電位及びトナー付
着量のデータから現像特性を直線近似することにより近
似直線方程式を得て、この近似直線方程式を現像特性と
して用いるので、簡単な構成ながら反射濃度センサ20
8の検出特性が非直線性を有していても、この非直線性
に影響されずに精度の良い電位制御を行うことができ、
現像剤の変動に対して画像再現に最適である。
In particular, in this embodiment, a plurality of sets of potential and toner adhesion amount data are obtained in the above measurement, and a section in which the relationship between the plurality of sets of potential and toner adhesion amount changes linearly is calculated. An approximate linear equation is obtained by linearly approximating the developing characteristic from the data of the measured electric potential and toner adhesion amount in the above, and this approximate linear equation is used as the developing characteristic. Therefore, the reflection density sensor 20 has a simple structure.
Even if the detection characteristic of 8 has nonlinearity, accurate potential control can be performed without being affected by this nonlinearity,
Optimal for image reproduction against changes in developer.

【0059】また、A、Bを係数として現像特性の直線
部における近似直線方程式をY=A*X+Bとし、測定
した電位のデータをX、トナー付着量のデータをY、現
像装置の現像バイアス電位VB、感光体ドラム103の
露光電位VLと電位制御で最大トナー付着量Mmaxが得ら
れる電位Vmaxとの関係を Mmax=A*Vmax+B VB−VL=Vmax とするので、現像バイアス電位VB、感光体ドラム10
3の露光電位VLの制御を精度良く行うことができる。
Also, assuming that A and B are coefficients, an approximate linear equation in the linear portion of the developing characteristic is Y = A * X + B, measured potential data is X, toner adhesion amount data is Y, and developing bias potential of the developing device. V B, since the Mmax = a * Vmax + B V B -V L = Vmax the relationship between the exposure potential V L and the potential Vmax of the maximum amount of adhered toner Mmax is obtained in the potential control of the photosensitive drum 103, a developing bias potential V B , photoconductor drum 10
The exposure potential V L of 3 can be controlled with high accuracy.

【0060】また、上記測定で得られたN組の組合わせ
の電位及びトナー付着量のデータの中からM(M≦N)
組のデータに対して最小自乗法を適用することによって
得られるK個の直線に対して各直線の相関係数を算出
し、相関関数の最大値が得られるデータの組み合せの区
間を上記区間とするので、より精度の良い電位制御を行
うことができる。
Further, M (M ≦ N) is selected from the data of the potential and the toner adhesion amount of the N combinations obtained in the above measurement.
The correlation coefficient of each straight line is calculated with respect to the K straight lines obtained by applying the least squares method to the data of the set, and the section of the combination of the data in which the maximum value of the correlation function is obtained is the above section. Therefore, more accurate potential control can be performed.

【0061】次に、以上の電位制御方法のように、現像
装置の現像特性を算出して上記画像形成装置の画像形成
時の各種電位を決定する電位制御方法を採用した画像形
成装置に採用することが最適なトナー補給制御方法に関
する発明の実施形態ついて説明する。前述の実施形態に
係る電位制御方法では、相異なるトナー付着量を有する
複数の潜像パターンを形成し、この潜像パターンの電位
及びその顕像化後のトナー付着量を測定し、この測定し
た電位とトナー付着量のデータとの関係から、現実の
(その時点の)現像装置の現像特性を算出する。そし
て、算出した現像特性を前提として、所望の最大トナー
付着量Mmaxを得られ、かつ、所望の地汚れ余裕電圧を
確保し得るように、帯電チャージャ104の電源回路2
07、レーザ光学系105のレーザ発光パワー、各現像
装置の現像バイアス電位などを調整し、画像形成時の各
種電位を決定するように制御する。この現像特性には、
現像剤の変動、例えば、現像剤(キャリアとトナーそれ
ぞれ)の帯電量(Q/M)の変動の影響も反映されてい
るので、例えば現像剤が寿命に近づいていって現像剤の
帯電量が低下していく場合にも、所望の最大トナー付着
量Mmaxを得られ、かつ、所望の地汚れ余裕電圧を確保
し得る良好な画像が形成できる。
Next, as in the above potential control method, it is applied to an image forming apparatus that employs a potential control method that calculates the developing characteristics of the developing device and determines various potentials during image formation in the image forming apparatus. An embodiment of the invention relating to the optimum toner replenishment control method will be described. In the potential control method according to the above-described embodiment, a plurality of latent image patterns having different toner adhesion amounts are formed, the potentials of the latent image patterns and the toner adhesion amount after the visualization are measured, and this measurement is performed. From the relationship between the potential and the data of the toner adhesion amount, the actual (at that time) developing characteristics of the developing device are calculated. Then, the power supply circuit 2 of the charger 104 is provided so that a desired maximum toner adhesion amount Mmax can be obtained and a desired background contamination margin voltage can be secured on the basis of the calculated developing characteristics.
07, the laser emission power of the laser optical system 105, the developing bias potential of each developing device, and the like are adjusted to control various potentials at the time of image formation. This development characteristic includes
Since the influence of the fluctuation of the developer, for example, the fluctuation of the charge amount (Q / M) of the developer (each of the carrier and the toner) is reflected, the charge amount of the developer approaches Even in the case of decreasing, a desired maximum toner adhesion amount Mmax can be obtained, and a good image can be formed in which a desired background stain margin voltage can be secured.

【0062】例えば、縦軸に感光体ドラム103上のト
ナー付着量、横軸に感光体ドラム103上の電位、をそ
れぞれ取って、第一回目のパッチパタ−ン形成時に求め
られた近似直線方程式Y=A1*X+B1、第二回目の
同近似直線方程式がY=A2*X+B2、第三回目の同
近似直線方程式がY=A3*X+B3を示すように、現
像特性が経時で変化する。そして、現像剤が寿命に近づ
いていく場合、現像剤の帯電量が低下していく結果、上
記近似直線方程式の例えば傾きが次第に大きくなる。こ
れに伴い、算出した現像特性に対応する近似直線方程式
に応じて、所望の最大トナー付着量Mmaxを得られ、か
つ、所望の地汚れ余裕電圧を確保し得るように、VD
B,VLを調整するので、例えば、近似直線方程式の傾
きが大きくなった現像特性の下でも所望の画像を形成で
きる。
For example, the vertical axis represents the toner adhesion amount on the photoconductor drum 103 and the horizontal axis represents the potential on the photoconductor drum 103, and the approximate linear equation Y obtained in the first patch pattern formation is obtained. = A1 * X + B1, the second similar approximation linear equation shows Y = A2 * X + B2, and the third similar approximation linear equation shows Y = A3 * X + B3, so that the developing characteristic changes with time. When the developer approaches the end of its life, the charge amount of the developer decreases, and as a result, for example, the slope of the approximate linear equation gradually increases. Along with this, according to the approximated linear equation corresponding to the calculated developing characteristics, the desired maximum toner adhesion amount Mmax can be obtained, and the desired background stain margin voltage can be secured so that V D ,
Since V B and V L are adjusted, for example, a desired image can be formed even under the developing characteristics in which the slope of the approximate linear equation is large.

【0063】ところが、このような電位制御方法を採用
した画像形成装置におけるトナー補給制御方法として、
従来公知の顕像化後の潜像パターンを用いたトナー補給
制御方法を単に併用すると不具合が発生する恐れがあ
る。すなわち、従来公知の潜像パターンを用いたトナー
補給制御方法では、感光体ドラム103上にトナ−付着
量検知用の潜像パタ−ンを形成し、このパターンを顕像
化したときに付着するトナー付着量を、反射濃度の大小
により判断することによりトナ−補給量を制御する。こ
の潜像パタ−ンを形成する電位ポテンシャル(感光体ド
ラム103上のパッチ電位と現像バイアス電位との差)
は常に一定に保たれている。このため、前述のように、
現像剤が寿命に近づいていってトナー、キャリアともに
帯電量(Q/M)が低下し、上記近似直線方程式の傾き
が大きくなるように現像特性が変化していった場合、現
実の現像剤のトナー濃度がかなり低くなっても、顕像化
後の潜像パターン上にはある程度のトナー付着量を得る
ことができる。よって、上記顕像化後のパターンの反射
濃度の大小に応じて補給されるトナー量が現実のトナー
濃度のわりに少なくなり、トナー濃度低下が進む。これ
により、キャリアに付着しているトナーが少なくなり、
キャリアが感光体ドラム103表面との直接接触で感光
体ドラム103側に移転してしまう、キャリア付着など
の不具合が発生してしまう。
However, as a toner replenishment control method in an image forming apparatus adopting such a potential control method,
A problem may occur if the conventional toner replenishment control method using a latent image pattern after visualization is used together. That is, in the conventionally known toner replenishment control method using a latent image pattern, a latent image pattern for detecting the toner adhesion amount is formed on the photosensitive drum 103, and the toner image is adhered when the pattern is visualized. The toner replenishment amount is controlled by judging the toner adhesion amount based on the magnitude of the reflection density. Potential potential that forms this latent image pattern (difference between the patch potential on the photosensitive drum 103 and the developing bias potential)
Is always kept constant. Therefore, as mentioned above,
When the developer is approaching the end of life and the charge amount (Q / M) of both the toner and the carrier decreases, and the developing characteristics change such that the slope of the approximate linear equation becomes large, the actual developer Even if the toner concentration is considerably low, a certain amount of toner adhesion can be obtained on the latent image pattern after visualization. Therefore, the amount of toner supplied according to the magnitude of the reflection density of the pattern after the visualization becomes smaller than the actual toner density, and the toner density decreases. This reduces the amount of toner attached to the carrier,
Direct contact of the carrier with the surface of the photoconductor drum 103 causes transfer to the photoconductor drum 103 side, which causes problems such as carrier adhesion.

【0064】そこで、本実施形態のトナー補給制御方法
においては、上記電位制御a,bにおいて算出した現像
特性に応じて、トナー補給条件を決定することにより、
現像剤の変動によるトナー補給制御上の不具合を防止す
るようにしている。以下、前述の図3(a),(b)に
示す電位制御方法を採用した画像形成装置に適用した本
実施形態のトナー補給制御方法について説明する。
Therefore, in the toner replenishment control method of the present embodiment, the toner replenishment condition is determined according to the developing characteristics calculated in the above potential control a and b.
A problem in toner replenishment control due to a change in developer is prevented. Hereinafter, the toner replenishment control method of this embodiment applied to the image forming apparatus adopting the potential control method shown in FIGS. 3A and 3B will be described.

【0065】画像形成動作が開始されると、画像形成後
に毎回、所定の作像条件によって電位制御b用の潜像パ
ターンを、感光体ドラム103上の画像の後端から一定
間隔をおいた非画像領域に形成し、表面電位センサ21
1により、潜像パターン部の表面電位Vpを測定し、Vp
の測定結果に基づき、潜像パターンの現像ポテンシャル
が一定になるように、潜像パターンの現像時に現像バイ
アスを印加する。そして、反射濃度センサ208によ
り、感光体ドラム103の地肌部の基準反射濃度Vsgと
検知パターン部の反射濃度Vspを測定する。なお、該地
肌部の基準反射濃度Vsgは、電位制御aの実行時、感光
体ドラム103上にトナーのない状態(本実施形態では
約4V付近)において調整されたものを用いている。ま
た、トナー補給は、電位制御bに用いている潜像パター
ンの測定結果に基づいて行われる。図9は、本実施形態
の装置に適用した反射濃度センサ208の出力特性の一
例である。特性線aは、黒トナーを示し、特性線bは、
カラートナーを示している。この反射濃度センサ208
の出力特性は、現像能力(トナー濃度)が低く、顕像化
後のパターン上のトナー付着量が少ないときに反射光量
が増え、センサ208の出力、すなわちVspの値が上昇
する。逆に、現像能力が高く、顕像化後のパターン上の
トナー付着量が多いときに反射光量が減り、Vspの値も
下降する。ただし、特性線bで示すカラートナーの場合
は、トナー付着量が所定以上になるとトナー表面からの
反射光が増えて再びゆるやかに上昇する特性を持ってい
る。
When the image forming operation is started, the latent image pattern for the potential control b is formed at a constant interval from the rear end of the image on the photosensitive drum 103 under a predetermined image forming condition after the image formation. The surface potential sensor 21 is formed in the image area.
1, the surface potential Vp of the latent image pattern portion is measured, and Vp
A developing bias is applied during the development of the latent image pattern so that the development potential of the latent image pattern becomes constant based on the measurement result of 1. Then, the reflection density sensor 208 measures the reference reflection density Vsg of the background portion of the photosensitive drum 103 and the reflection density Vsp of the detection pattern portion. Note that the reference reflection density Vsg of the background portion is adjusted when the potential control a is executed in a state where there is no toner on the photosensitive drum 103 (in this embodiment, around 4V). Further, toner replenishment is performed based on the measurement result of the latent image pattern used for the potential control b. FIG. 9 shows an example of output characteristics of the reflection density sensor 208 applied to the apparatus of this embodiment. Characteristic line a indicates black toner, and characteristic line b indicates
The color toner is shown. This reflection density sensor 208
In the output characteristic of, the amount of reflected light increases and the output of the sensor 208, that is, the value of Vsp increases when the developing ability (toner density) is low and the toner adhesion amount on the pattern after visualization is small. On the contrary, when the developing ability is high and the toner adhesion amount on the pattern after visualization is large, the reflected light amount decreases and the value of Vsp also decreases. However, in the case of the color toner shown by the characteristic line b, when the toner adhesion amount becomes a predetermined amount or more, the reflected light from the toner surface increases and the characteristic gradually increases again.

【0066】したがって、反射濃度センサ208の出力
特性に応じて好ましい制御レベル、すなわち、トナーの
付着量の規定値がおおよそ決まり、本実施形態では、黒
トナーの付着量の規定値を0.4mg/cm2、カラートナ
ーの付着量の規定値を0.3mg/cm2としている。この
ため、電位制御aで求めた現像特性より黒トナーの付着
量で0.4mg/cm2、カラートナーの付着量で0.3mg
/cm2になる現像ポテンシャルの潜像パターンを電位制
御bの潜像パターンの1つに含めている。例えば、黒ト
ナーの場合で電位制御aで求めた現像特性が図5のよう
であったとき、直線領域の判定及びトナー付着量が上記
規定値になったときの潜像パターン3点の現像ポテンシ
ャルを決定する。 黒トナー :V0.4=(0.4−B1)/A1 カラートナー :V0.3=(0.3−B1)/A1 そして、例えばトナー付着量が規定値(0.3,0.
4,0.5)の3点で決定しておいたとすれば、このよ
うな付着量になる現像ポテンシャル3点を電位制御aの
処理で用いた近似直線方程式により求めると、79,1
10,142(V)となる。なお、上記規定値は、
(0.3,0.4,0.5)の3点に限らず、以下の基
準で決定すればよい。すなわち、反射濃度センサ208
の感度特性が直線性を示す範囲であり、現像ポテンシャ
ルを決めるための黒トナーの付着量の規定値とカラート
ナーの付着量の規定値とを含み、更に、望ましくは3点
がM/Aで等間隔となるように決定すればよい。
Therefore, the preferable control level, that is, the specified value of the toner adhesion amount is roughly determined according to the output characteristic of the reflection density sensor 208. In this embodiment, the specified value of the black toner adhesion amount is 0.4 mg / cm 2 , and the specified value of the amount of adhered color toner is 0.3 mg / cm 2 . Therefore, from the development characteristics obtained by the potential control a, the black toner adhesion amount is 0.4 mg / cm 2 , and the color toner adhesion amount is 0.3 mg / cm 2 .
The latent image pattern of the development potential of / cm 2 is included in one of the latent image patterns of the potential control b. For example, in the case of black toner, when the developing characteristic obtained by the potential control a is as shown in FIG. 5, the determination of the linear region and the developing potential of the three points of the latent image pattern when the toner adhesion amount becomes the above specified value. To decide. Black toner: V 0.4 = (0.4-B1) / A1 Color toner: V 0.3 = (0.3-B1) / A1 Then, for example, the toner adhesion amount is a specified value (0.3,0.
4, 0.5), the three development potential points that give such an adhesion amount are calculated by the approximate linear equation used in the potential control a process.
It becomes 10,142 (V). The above specified value is
The determination is not limited to the three points (0.3, 0.4, 0.5) and may be determined according to the following criteria. That is, the reflection density sensor 208
Is a range showing linearity, and includes a specified value of the adhesion amount of black toner and a specified value of the adhesion amount of color toner for determining the development potential, and more preferably 3 points are M / A. It may be determined so that the intervals are equal.

【0067】本実施形態では、上記補給時電位算出に引
き続き、これで決定した上記Vbを現像スリーブに印加
して、上記パッチパタ−ンを現像する。この現像された
パッチパタ−ン上のトナ−像に対する反射光を反射濃度
センサ208により検知し、この電位をVspとする。あ
らかじめ、トナ−非現像領域の反射光量をVsgとして求
めておき、VspとVsgの比に基づいてトナ−補給量を決
める。トナー補給制御は黒トナーの場合は0.4mg/cm
2(カラートナーの場合は0.3mg/cm2)となるように
形成した、現像ポテンシャルが110(V)のときの潜
像パターンを顕像化したときの反射濃度センサ208の
出力に基づいてトナー補給を行う。このときの補給量
は、反射濃度センサ208の出力に基づいてROM20
3内に格納されたデータテーブルを参照することにより
次のように求められる。 Vsp/Vsg<A1 −−−>Tona1(mg) A1<Vsp/Vsg<A2 −−−>Tona2(mg) A2<Vsp/Vsg −−−>Tona3(mg) 実際のトナー補給時間X(sec)は求めたトナー補給量
をTadd(mg)、トナー補給モータの補給能力をK(mg/s
ec)とすると、 X=Tadd/K で表され、上記条件のときのTona1〜3が、求めたト
ナー補給量Taddに相当する。
In the present embodiment, following the above-mentioned replenishment potential calculation, the Vb thus determined is applied to the developing sleeve to develop the patch pattern. The reflected light for the toner image on the developed patch pattern is detected by the reflection density sensor 208, and this potential is set to Vsp. The amount of reflected light in the toner non-developing area is obtained in advance as Vsg, and the toner replenishment amount is determined based on the ratio of Vsp and Vsg. Toner supply control is 0.4 mg / cm for black toner
2 (0.3 mg / cm 2 for color toner) based on the output of the reflection density sensor 208 when the latent image pattern when the development potential is 110 (V) is visualized Replenish toner. The replenishment amount at this time is determined by the ROM 20 based on the output of the reflection density sensor 208.
It is obtained as follows by referring to the data table stored in 3. Vsp / Vsg <A1 ---> Tona1 (mg) A1 <Vsp / Vsg <A2 ---> Tona2 (mg) A2 <Vsp / Vsg ---> Tona3 (mg) Actual toner replenishment time X (sec) Is the calculated toner supply amount Tadd (mg), and the toner supply motor supply capacity is K (mg / s
ec), X = Tadd / K, and Tona1 to 3 under the above conditions correspond to the calculated toner replenishment amount Tadd.

【0068】これにより、トナー補給に用いる、顕像化
後のパターン濃度はトナー補給の追従する範囲で維持さ
れるが、経時の環境変動などにより、同じトナー濃度で
も現像能力が異なることがあるため、次第にトナー濃度
が好ましい濃度範囲(例えば、4〜7wt%)から外れて
上昇あるいは下降してしまうことが考えられる。
As a result, the pattern density after visualization, which is used for toner replenishment, is maintained within the range in which toner replenishment follows, but the developing capacity may differ even with the same toner concentration due to environmental changes over time. It is conceivable that the toner concentration gradually rises or falls outside the preferable concentration range (for example, 4 to 7 wt%).

【0069】一般に、現像特性線の傾きは、トナー濃度
が高くなると大きくなり、また、絶対湿度が低くなると
小さくなっていくという性質がある。
In general, the inclination of the developing characteristic line has a property that it increases as the toner concentration increases and decreases as the absolute humidity decreases.

【0070】そこで、本発明においてはこの性質を考慮
し、トナー濃度が所定の範囲にあるように現像特性と環
境特性とから、現像特性線の傾きが大きく、望ましく
は、絶対湿度の低い場合、トナー濃度が低下するように
変更し、また、現像特性線の傾きが小さく、望ましく
は、絶対湿度の高い場合、トナー濃度が上昇するよう
に、トナー補給制御に用いる潜像パターンの現像ポテン
シャルを変更する。例えば、電位制御aの結果、現像特
性線の傾きが大きく、望ましくは、絶対湿度の低いと判
断された場合、トナー濃度が低下するようにその程度に
応じて、電位制御bの0.4mgを狙っている潜像パター
ンの現像ポテンシャルを数十V大きくする。これによ
り、潜像パターン上のトナー付着量は上昇するため、ト
ナー補給量は抑えられ、トナー濃度が低下する。
Therefore, in the present invention, in consideration of this property, from the development characteristics and the environmental characteristics so that the toner density is within a predetermined range, the inclination of the development characteristic line is large, and preferably, when the absolute humidity is low, Change the toner density so that the toner density increases, and if the slope of the development characteristic line is small and the absolute humidity is high, change the development potential of the latent image pattern used for toner replenishment control so that the toner density increases. To do. For example, as a result of the potential control a, when it is determined that the slope of the development characteristic line is large, and it is desirable that the absolute humidity is low, 0.4 mg of the potential control b is set according to the degree so that the toner concentration decreases. The development potential of the target latent image pattern is increased by several tens of volts. As a result, the toner adhesion amount on the latent image pattern increases, so that the toner replenishment amount is suppressed and the toner density decreases.

【0071】なお、反射濃度センサ208がトナーの低
付着量領域から高付着量領域まで同程度の感度を有して
いれば、特に湿度センサを設けなくても、検出された検
出値に基づいてトナー濃度、画像濃度を制御できる。し
かしながら、一般的に、反射濃度センサは、トナーの高
付着量領域で感度が低いため、中程度の付着量域で検出
された検出値を基に、高付着量領域の付着量を予想して
いる。また、温度や湿度などの環境の変動、特に湿度に
大きな変動があると、トナーの帯電量(Q/M)に影響
し、パッチパターン部のトナー付着量が変動するので、
この予測がしにくくなる。このため、湿度センサ等の環
境変動を検知できるセンサを用いた方が、絶対湿度の条
件を考慮してトナー付着量を検出するためには望まし
く、トナー濃度、画像濃度を制御するのに有利なことが
多い。
If the reflection density sensor 208 has the same sensitivity from the low adhesion amount region of the toner to the high adhesion amount region of the toner, it is based on the detected value even if the humidity sensor is not provided. Toner density and image density can be controlled. However, in general, the reflection density sensor has low sensitivity in the high adhesion amount region of the toner, so that the adhesion amount in the high adhesion amount region is predicted based on the detection value detected in the medium adhesion amount region. There is. Further, if there is a large change in environment such as temperature and humidity, especially a large change in humidity, it affects the charge amount (Q / M) of the toner, and the toner adhesion amount on the patch pattern portion changes.
This makes it difficult to predict. For this reason, it is preferable to use a sensor such as a humidity sensor that can detect environmental fluctuations in order to detect the toner adhesion amount in consideration of the absolute humidity condition, and it is advantageous to control the toner density and the image density. Often.

【0072】ここで、環境の変動を検知するセンサを持
っていないために環境変動の検知ができない場合には、
電位制御aの結果による現像特性線の傾き、すなわち、
選択された電位制御テーブルのナンバーによって、現像
特性線の傾きが所定の傾きよりも大きかったり、小さか
ったりしたときに、同様に電位制御bのトナー補給制御
に用いている潜像パターンの現像ポテンシャルを現像特
性線の傾きが大きい場合には大きく、小さい場合には小
さくする。これによれば、環境の変動を考慮できる場合
に比してトナー濃度変動量が若干増えるものの、ある程
度のトナー濃度範囲に抑えることができる。
Here, when the environmental change cannot be detected because there is no sensor for detecting the environmental change,
The slope of the development characteristic line resulting from the potential control a, that is,
Depending on the selected potential control table number, when the slope of the development characteristic line is larger or smaller than a predetermined slope, the development potential of the latent image pattern used for the toner replenishment control of the potential control b is similarly set. When the slope of the development characteristic line is large, it is large, and when it is small, it is small. According to this, although the toner density fluctuation amount is slightly increased as compared with the case where the environmental fluctuation can be considered, it is possible to suppress the toner density range to some extent.

【0073】以上、本実施形態のトナー補給制御方法に
よれば、通常このような制御を行うと、電位制御aだけ
では次の現像特性の測定まではトナー濃度が変化する
と、画像も変化してしまうのに対し、画像形成時に毎回
電位制御を行っている電位制御bによって各電位が制御
されるので、トナー濃度変化のような短いレンジの変化
に追従して安定した画像を得ることができる。
As described above, according to the toner replenishment control method of the present embodiment, when such control is normally performed, if the toner density changes until the next measurement of the developing characteristic, the image also changes only by the potential control a. On the other hand, since each potential is controlled by the potential control b that controls the potential every time an image is formed, it is possible to obtain a stable image by following a short range change such as a toner density change.

【0074】特に、本実施形態のトナー補給制御方法で
は、現像特性を装置内において直接検出しているので、
最適な画像電位を得ることができるとともに、最適なト
ナ−濃度制御条件を決定することができる。これによ
り、その時点での最良な画像を保証することができる。
また、現像特性として、感光体ドラム103上の潜像電
位とトナ−付着量との関係が直線特性を示す領域におけ
る直線方程式を用いて現像特性として用いるため、計算
精度の安定性を得ることができるとともに、制御ル−チ
ンを簡明に構成することができる。また、感光体ドラム
103上のトナ−付着量を検出する反射濃度センサ20
8を現像特性の算出とトナ−補給との両方に用いること
ができるので、センサの数を必要最小限に抑えることが
できる。これにより構成が簡単になり、コスト面でも非
常に有利である。とりわけ、フルカラ−システムの構成
時において、トナ−濃度制御の各色ごとのトナ−濃度制
御用にセンサをそれぞれ持たせる必要が無いので、非常
に有利である。
Particularly, in the toner replenishment control method of this embodiment, since the developing characteristics are directly detected in the apparatus,
The optimum image potential can be obtained, and the optimum toner density control condition can be determined. This can guarantee the best image at that time.
Further, as the developing characteristic, since the linear characteristic in the region where the relationship between the latent image potential on the photosensitive drum 103 and the toner adhesion amount shows the linear characteristic is used as the developing characteristic, stability of calculation accuracy can be obtained. In addition to being possible, the control routine can be simply constructed. Further, a reflection density sensor 20 for detecting the toner adhesion amount on the photoconductor drum 103.
Since 8 can be used for both calculation of developing characteristics and toner replenishment, the number of sensors can be minimized. This simplifies the structure and is very advantageous in terms of cost. In particular, when the full color system is configured, it is not necessary to provide a sensor for controlling the toner density for each color of the toner density control, which is very advantageous.

【0075】なお、本実施形態のトナー補給制御方法に
おいては、潜像パターン形成時の現像バイアスを、算出
した現像特性(現像剤の特性変動の影響を受けている)
を前提にして、黒トナーの場合は0.4mg/cm2、カラ
ートナーの場合は0.3mg/cm2の付着量が得られるよ
うに補正するため、逆にトナー濃度が許容範囲の下限に
近づいた場合にも、ある程度のパターンへのトナー付着
量を得るようにしている。このため、現実のトナー濃度
のわりにトナー補給量が少なくなり、トナー濃度が過剰
な低下を生じる恐れがある。しかし、このような恐れ
は、従来周知の最適のトナー補給量を確保する各種の技
術、例えば、画像データを用いてトナー消費量を予測
し、予測したトナー消費量をトナー補給量設定に当たっ
て参考にする技術を併用することによって無くすことが
できる。無論、本実施形態の装置においても、このよう
な技術が採用されている。 (以下、余白)
In the toner replenishment control method of this embodiment, the developing bias at the time of forming the latent image pattern is calculated as the developing characteristic (affected by the characteristic variation of the developer).
On the assumption, 0.4 mg / cm 2 in the case of black toner, because in the case of color toner to correct such amount of deposition of 0.3 mg / cm 2 is obtained, the toner concentration back to the lower limit of the allowable range Even when it approaches, a certain amount of toner adhesion to the pattern is obtained. For this reason, the toner replenishment amount becomes small in spite of the actual toner concentration, and the toner concentration may be excessively lowered. However, such a fear may be caused by various known techniques for securing an optimum toner replenishment amount, for example, predicting the toner consumption amount by using image data, and referencing the predicted toner consumption amount when setting the toner replenishment amount. It can be eliminated by using the same technology. Needless to say, such a technique is also used in the device of this embodiment. (Hereinafter, margin)

【0076】[0076]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、像担持体
上に静電潜像を形成してこの静電潜像を現像装置により
現像する画像形成装置における電位制御方法であって、
該像担持体上に電位が互いに異なる複数の潜像パターン
を形成してその電位を電位測定手段で測定するとともに
該潜像パターンを顕像化してそのトナー付着量をトナー
付着量測定手段で測定し、これらの測定電位とトナー付
着量との関係から第一の周期で該現像装置の現像特性を
算出し、更に、該第一の周期よりも画像形成回数に対す
る現像特性測定周期が短い第二の周期で、かつ上記複数
の潜像パターン形成回数を少なくして現像特性を算出
し、第一の周期及び第二の周期で求めた現像特性に基づ
いて画像形成時の現像ポテンシャルを決定している。こ
のため、像担持体上に該第一の周期で形成する潜像パタ
ーンの数よりも少数の潜像パターンを形成するので、該
第二の周期において、該第一の周期で形成する潜像パタ
ーンの数と同数のパターンを形成する場合に比して、パ
ターン形成時間を短くすることができるとともに、パタ
ーン顕像化に伴うトナー消費をできるだけ少なくして現
像特性を正確に把握することができる。よって、各種電
位制御を精度良く行うことができ、現像剤の変動に対し
て画像再現に最適である。
According to the invention described in claim 1, there is provided a potential control method in an image forming apparatus for forming an electrostatic latent image on an image carrier and developing the electrostatic latent image by a developing device.
A plurality of latent image patterns having different potentials are formed on the image carrier, the potentials are measured by the potential measuring means, and the latent image patterns are visualized to measure the toner adhesion amount by the toner adhesion amount measuring means. Then, the developing characteristic of the developing device is calculated in the first cycle from the relationship between the measured potential and the toner adhesion amount, and the developing characteristic measuring cycle with respect to the number of image forming times is shorter than the first cycle. Of the plurality of latent image pattern formation times, the development characteristics are calculated, and the development potential at the time of image formation is determined based on the development characteristics obtained in the first cycle and the second cycle. There is. Therefore, since a latent image pattern smaller in number than the latent image patterns formed in the first cycle is formed on the image carrier, the latent image formed in the first cycle in the second cycle is formed. The pattern formation time can be shortened as compared with the case where the same number of patterns as the number of patterns are formed, and the toner consumption due to pattern visualization can be minimized to accurately grasp the developing characteristics. . Therefore, it is possible to accurately control various potentials, and it is most suitable for image reproduction against the fluctuation of the developer.

【0077】特に、請求項2記載の発明によれば、現像
装置の現像特性を算出して画像形成装置の画像形成時の
現像ポテンシャルを決定する電位制御方法を採用した請
求項2記載の画像形成装置におけるトナー補給制御方法
において、上記第二の測定周期で現像特性を算出するた
めに画像形成動作ごとに形成される潜像パターンの顕像
化後のトナー付着量のデータに基づいてトナー補給制御
を行うので、トナー濃度変化などによる現像特性の変化
に追従して、最適な画像電位を得ることができるととも
に、最適なトナ−濃度制御条件を決定することにより、
その時点での最良な画像を保証することができる。
In particular, according to the second aspect of the invention, the image forming method according to the second aspect employs a potential control method for calculating the developing characteristic of the developing device to determine the developing potential of the image forming device during image formation. In a toner replenishment control method for an apparatus, toner replenishment control is performed based on data of toner adhesion amount after visualization of a latent image pattern formed for each image forming operation in order to calculate development characteristics in the second measurement cycle. Therefore, it is possible to obtain the optimum image potential by following the change in the developing characteristic due to the change in the toner density, and by determining the optimum toner density control condition,
The best image at that time can be guaranteed.

【0078】特に、請求項3記載の発明によれば、請求
項2記載の画像形成装置におけるトナー補給制御方法に
おいて、トナー補給制御条件を、上記現像特性、あるい
は該現像特性及び環境条件に基づいて変更するので、現
像剤の環境変動などが生じても、この変動に追従してト
ナー補給制御がおこなわれ、安定した画像を得ることが
できる。
According to the third aspect of the invention, in the toner replenishment control method for the image forming apparatus according to the second aspect, the toner replenishment control condition is based on the developing characteristic or the developing characteristic and environmental condition. Since the change is made, even if the environmental change of the developer occurs, the toner replenishment control is performed following the change, and a stable image can be obtained.

【0079】特に、請求項4記載の発明によれば、請求
項3記載の画像形成装置におけるトナー補給制御方法に
おいて、上記トナー補給制御条件を、現像γ特性線の傾
きが大きく、絶対湿度が低いときにはトナー濃度が低下
するように変更し、逆に、現像γ特性線の傾きが小さ
く、絶対湿度が高いときには、トナー濃度が上昇するよ
うに変更するので、トナー濃度を所望の濃度範囲内に抑
えることができ、常に安定した画像を得ることができ
る。
In particular, according to the invention described in claim 4, in the toner replenishment control method in the image forming apparatus according to claim 3, the toner replenishment control condition is that the slope of the development γ characteristic line is large and the absolute humidity is low. Sometimes, the toner concentration is changed so as to decrease, and conversely, when the inclination of the development γ characteristic line is small and the absolute humidity is high, the toner concentration is changed so as to increase, so that the toner concentration is kept within a desired concentration range. It is possible to always obtain a stable image.

【0080】特に、請求項5記載の発明によれば、請求
項4記載の画像形成装置におけるトナー補給制御方法に
おいて、上記トナー補給制御条件として、上記第一、第
二の測定周期で求めた現像特性に基づいて決定される画
像形成時の現像ポテンシャルを用いるため、例えば、比
較的制御が容易な現像バイアス電圧を制御することがで
きるので、トナー補給制御条件を容易に変化させること
ができる。
In particular, according to the invention described in claim 5, in the toner replenishment control method in the image forming apparatus according to claim 4, as the toner replenishment control condition, the development obtained in the first and second measurement cycles is performed. Since the development potential at the time of image formation determined based on the characteristics is used, for example, the development bias voltage, which is relatively easy to control, can be controlled, so that the toner replenishment control condition can be easily changed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を適用できる画像形成装置の一例を示す
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied.

【図2】同例の機構部を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a mechanism portion of the same example.

【図3】同例の電位制御(a)及び(b)のフローを示
すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of potential control (a) and (b) of the same example.

【図4】同例の感光体ドラム及びパッチパターンを展開
して示す図である。
FIG. 4 is a developed view showing a photosensitive drum and a patch pattern of the same example.

【図5】同例における感光体ドラムの表面電位とトナー
付着量との関係を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the surface potential of the photosensitive drum and the toner adhesion amount in the same example.

【図6】同例の近似直線と制御電位との関係を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an approximate straight line and a control potential in the same example.

【図7】同例のテ−ブルを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a table of the same example.

【図8】同例の電位制御(b)におけるトナー補給制御
の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of toner supply control in potential control (b) of the same example.

【図9】同例の反射濃度センサの出力特性図である。FIG. 9 is an output characteristic diagram of the reflection density sensor of the same example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

103 感光体ドラム 108 現像装置 201 メイン制御部 208 光学方式反射濃度センサ 211 表面電位センサ 103 Photoreceptor Drum 108 Developing Device 201 Main Control Unit 208 Optical Reflection Density Sensor 211 Surface Potential Sensor

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】像担持体上に静電潜像を形成して、この静
電潜像を現像装置により現像する画像形成装置における
電位制御方法であって、該像担持体上に電位が互いに異
なる複数の潜像パターンを形成して、その電位を電位測
定手段で測定するとともに該潜像パターンを顕像化し
て、そのトナー付着量をトナー付着量測定手段で測定
し、これらの測定電位とトナー付着量との関係から第一
の周期で該現像装置の現像特性を算出し、更に、該第一
の周期よりも画像形成回数に対する現像特性測定周期が
短い第二の周期で、かつ上記複数の潜像パターンの数を
少なくして現像特性を算出し、第一の周期及び第二の周
期で求めた現像特性に基づいて画像形成時の現像ポテン
シャルを決定することを特徴とする画像形成装置におけ
る電位制御方法。
1. A potential control method in an image forming apparatus, wherein an electrostatic latent image is formed on an image carrier, and the electrostatic latent image is developed by a developing device. A plurality of different latent image patterns are formed, the potentials thereof are measured by the potential measuring means, the latent image patterns are visualized, and the toner adhesion amount is measured by the toner adhesion amount measuring means. The developing characteristic of the developing device is calculated from the relationship with the toner adhesion amount in the first cycle, and the developing characteristic measuring cycle with respect to the number of image formation is shorter than the first cycle in the second cycle, and The image forming apparatus is characterized in that the developing characteristic is calculated by reducing the number of latent image patterns of the image forming apparatus, and the developing potential at the time of image formation is determined based on the developing characteristic obtained in the first cycle and the second cycle. Potential control method in.
【請求項2】請求項1記載の画像形成装置における電位
制御方法を採用した画像形成装置のトナー補給制御方法
であって、 上記第二の現像特性を算出するための潜像パターンを画
像形成毎に形成し、この潜像パターンの顕像化後のトナ
ー付着量を用いることにより、トナー補給制御を行うこ
とを特徴とする画像形成装置のトナー補給制御方法。
2. A toner replenishment control method for an image forming apparatus, which employs the potential control method for an image forming apparatus according to claim 1, wherein a latent image pattern for calculating the second developing characteristic is formed for each image formation. A toner replenishment control method for an image forming apparatus, wherein the toner replenishment control is performed by using the toner adhesion amount after the latent image pattern is visualized.
【請求項3】トナー補給制御条件を、上記現像特性、あ
るいは、該現像特性及び環境条件に基づいて変更するこ
とを特徴とする請求項2の画像形成装置のトナー補給制
御方法。
3. The toner replenishment control method for an image forming apparatus according to claim 2, wherein the toner replenishment control condition is changed based on the developing characteristic or the developing characteristic and environmental condition.
【請求項4】上記トナー補給制御条件を、現像γ特性線
の傾きが大きく、絶対湿度が低いときにはトナー濃度が
低下するように変更し、逆に、現像γ特性線の傾きが小
さく、絶対湿度が高いときには、トナー濃度が上昇する
ように変更することを特徴とする請求項3の画像形成装
置のトナー補給制御方法。
4. The toner replenishment control condition is changed so that the toner density decreases when the slope of the development γ characteristic line is large and the absolute humidity is low, and conversely, the slope of the development γ characteristic line is small and the absolute humidity is low. 4. The toner replenishment control method for an image forming apparatus according to claim 3, wherein the toner density is changed to increase when is high.
【請求項5】上記トナー補給制御条件を、上記第一、第
二の測定周期で算出された現像特性に基づいて決定され
る画像形成時の現像ポテンシャルに基づいて変更するこ
とを特徴とする請求項4の画像形成装置のトナー補給制
御方法。
5. The toner replenishment control condition is changed based on the development potential at the time of image formation, which is determined based on the development characteristics calculated in the first and second measurement cycles. Item 4. A toner supply control method for an image forming apparatus according to item 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006113540A (en) * 2004-09-14 2006-04-27 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus
JP2006235559A (en) * 2005-01-31 2006-09-07 Kyocera Mita Corp Image forming apparatus
JP2008191521A (en) * 2007-02-07 2008-08-21 Canon Inc Image forming apparatus

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