JPH10171185A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、現像器６内の現像剤を適正
に維持しつつ、画像濃度を安定化させることができる画
像形成装置の開発にある。 【解決手段】 本発明の画像形成装置は、例えば、感光
体ドラム１上にパッチを形成し、そのパッチの濃度に応
じて発光素子５ａの発光強度、現像電圧印加手段７によ
る印加電圧、並びに、現像器６へのトナー補給量を調整
するものであり、特に、トナー補給量を調整する際に使
用するパッチは一定の発光強度及び現像電圧の下で形成
するようにしたことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ーなどの電子写真方式の画像形成装置に係り、詳しく
は、感光体ドラムなどの潜像担持体上にトナー像を形成
し、そのトナー像を用紙などの転写材上に転写定着させ
て画像を形成する画像形成装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記画像形成装置としては、例え
ば、回転可能に配設された感光体ドラムと、感光体ドラ
ムを一様な電位に帯電する帯電コロトロンと、帯電後の
感光体ドラムを画像の濃度情報に応じた時間で画素毎に
露光するレーザ露光器と、トナー及びキャリアからなる
現像剤を攪拌混合することで帯電させると共に、この帯
電現像剤を現像ロールに担持させて感光体ドラムに対向
する位置まで搬送する現像器と、感光体ドラムと現像ロ
ールとの間に現像電圧を印加する現像電圧印加手段と、
感光体ドラムとの間の転写位置に供給された転写材に感
光体ドラム上のトナーを転写させる転写コロトロンと、
転写位置よりも転写材の搬送方向下流側に配設されてこ
の転写材を加熱加圧する定着器と、トナー像に使用され
た量のトナーを現像器に補給するトナー現像剤量補正手
段とを有するものがある。このような画像形成装置で
は、帯電コロトロン及びレーザ露光器で感光体ドラム上
に上記濃度情報に応じた電位分布の静電潜像を形成し、
現像ロールの電位と静電潜像の電位との電位差に応じた
量のトナーを現像ロールから感光体ドラムに転移させて
トナー像を形成し、このトナー像を転写コロトロンで転
写材上に転写し、この転写材上の未定着トナー像を定着
器で定着させることで、転写材上に画像を形成する。

【０００３】従って、このように構成された電子写真方
式の画像形成装置では、現像ロールの電位と静電潜像の
電位との電位差に応じた量の帯電トナーを現像ロールか
ら感光体ドラムに転移させることによって所定の濃度の
トナー像を形成し、最終的には転写材上に所定の濃度の
画像を形成するようにしているので、各種部材や現像剤
などの電気的な特性変動に応じて補正制御を行い、同一
濃度情報の静電潜像に対してはいつも同量のトナーが転
移するように制御することが大切となる。

【０００４】そのような目的に使用される濃度補正装置
としては、例えば、帯電コロトロン及びレーザ露光器を
動作させて所定の濃度情報に応じた濃度の静電潜像（以
下、パッチとよぶ）を感光体ドラム上に形成させる補正
用潜像形成手段と、このパッチの現像濃度を測定する濃
度測定手段と、当該測定濃度と上記所定の濃度情報との
濃度差に応じて、濃度情報と露光光量との対応関係が記
載された濃度光量変換テーブルを補正するテーブル補正
手段とを有するものがある。このように濃度情報と露光
光量との関係を変更することで適当な補正を行なう濃度
補正装置は、何らかの原因で濃度が変動した際には補正
制御を実行して直ぐに静電潜像の電位（ひいては画像の
濃度）を補正することができるので、例えば現像剤の帯
電量が変化したり、感光体ドラムの帯電特性や電位減衰
特性などが変化したりしたとしても直ぐに補正すること
ができるので、広く使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに各種の濃度変動に対して濃度光量変換テーブルを補
正し、それに応じた露光光量にて静電潜像を形成させる
ようにした濃度補正装置では、現像剤のトナー濃度（ト
ナーとキャリアとの混合比）が変化した場合において
も、現像器内へのトナーの補給量を調整することはな
い。従って、トナー像に使用されたトナー量と現像器へ
補給するトナー量との間に微妙な誤差があって現像器内
のトナー濃度が変動したとしてもそれを補正することが
できず、長期に渡って使用した際には、現像器内のトナ
ーが枯渇することになってしまったり、逆に現像器内が
トナーで一杯になってしまったりするという問題があっ
た。

【０００６】なお、現像器内のトナー濃度が増加してし
まった場合には特に、キャリアとの摩擦でトナーを十分
に帯電させることができなくなるので、画像の背景部に
トナーが付着してしまったり、画像形成装置内にトナー
が飛散してしまったり、あるいは、現像剤量の増加に伴
ってその混合攪拌がうまく行かなくなってキャリア自体
の帯電量が低下してキャリアが飛散してしまったりする
といった二次的な問題も発生してしまう。

【０００７】そこで、従来においてこのような問題を回
避するためには、特開昭６１−１６７６６９号公報に開
示されるように、感光体ドラム上に形成された静電潜像
の電位を測定する電位センサ（一般的にはＥＳＶと呼ば
れている）を設け、この電位センサで検出された電位に
応じて濃度光量変換テーブルを補正して静電潜像と現像
バイアスとを一定の関係に安定化させ、その上で感光体
ドラム上にパッチを形成し、そのパッチの濃度に応じて
現像器にトナーを補給して、現像器内の現像剤量の変動
を抑えるように構成しなければならなかった。

【０００８】しかしながら、この電位センサを用いて補
正を行うようにした濃度補正装置では、パッチによる制
御系と電位センサによる制御系とを全く別個に設ける必
要があったり、電位センサ自体が高額であったりして大
幅なコストアップとなる他、感光体ドラムの周囲に電位
センサを配設する必要があって装置の小型化の妨げとな
ってしまう。

【０００９】そこで、本発明の目的は、小型化の障害に
なったりコストアップを生ずることなく、しかも、現像
器内の現像剤量が枯渇したり、現像器内が現像剤で一杯
になったりすることなく画像の濃度を安定化させること
ができる画像形成装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本願の第一の
発明は、露光手段によって露光された潜像担持体にトナ
ー像を現す現像手段を備えた画像形成装置において、前
記露光手段の第１の露光量及び第２の露光量を決定する
露光量決定手段と、前記露光量決定手段により決定され
た第１の露光量又は第２の露光量にて現されたトナー像
の濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度検出手段に
より検出された、第１の露光量にて現されたトナー像の
濃度に応じて第１の露光量を補正する露光量補正手段
と、前記濃度検出手段により検出された、第２の露光量
にて現されたトナー像の濃度に応じて、前記現像手段に
供給されるトナー量を補正するトナー量補正手段と、前
記露光量補正手段により補正された第１の光量で前記露
光量によって露光し、前記トナー量補正手段により補正
された量のトナーを前記現像手段に供給することにより
トナー像を現す制御手段とを備える画像形成装置であ
る。

【００１１】そして、このような画像形成装置では、前
記露光手段の第１の露光量及び第２の露光量を決定する
露光量決定手段と、前記露光量決定手段により決定され
た第１の露光量又は第２の露光量にて現されたトナー像
の濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度検出手段に
より検出された、第１の露光量にて現されたトナー像の
濃度に応じて第１の露光量を補正する露光量補正手段
と、前記濃度検出手段により検出された、第２の露光量
にて現されたトナー像の濃度に応じて、前記現像手段に
供給されるトナー量を補正するトナー量補正手段と、前
記露光量補正手段により補正された第１の光量で前記露
光量によって露光し、前記トナー量補正手段により補正
された量のトナーを前記現像手段に供給することにより
トナー像を現す制御手段とを備えているので、各種部材
や現像剤などの電気的な特性に変動が生じた際には、こ
の補正制御を実行して直ぐに静電潜像の電位（ひいては
画像の濃度）を安定化させることができ、しかも、現像
手段内の現像剤を適当な量に安定させて維持することが
できる。

【００１２】また、本願の第二の発明は、潜像担持体
と、当該潜像担持体上に画像の濃度情報に応じた電位分
布の静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像剤を帯電
させると共に、帯電された現像剤を潜像担持体に対向す
る位置まで搬送する現像剤担持体を具備する現像手段
と、潜像担持体と現像剤担持体との間に現像電圧を印加
する現像電圧印加手段とを有し、現像剤担持体の電位と
静電潜像の電位との電位差に応じて現像剤担持体から潜
像担持体に現像剤を転移させて潜像担持体上の静電潜像
を現像する画像形成装置において、所定の濃度情報に応
じた濃度補正用の静電潜像を潜像形成手段に形成させる
補正用潜像形成手段と、当該濃度補正用の静電潜像の現
像濃度を測定する濃度測定手段と、当該測定濃度と上記
所定の濃度情報との濃度差に応じて、潜像形成手段にお
ける濃度情報と潜像電位との濃度電位変換関係及び／又
は現像電圧印加手段による現像電圧を補正する現像電界
補正手段と、上記測定濃度と上記所定の濃度情報との濃
度差に応じて現像手段に現像剤を補給する現像剤量補正
手段と、各補正手段と共に上記補正用潜像形成手段及び
濃度測定手段を動作させて上記各種の補正を行わせると
共に、現像剤量補正手段に係る補正の際には、予め定め
られた一定の濃度電位変換関係及び現像電圧にて濃度測
定用の潜像形成及び現像を行わせる濃度補正制御手段と
を設けた画像形成装置である。

【００１３】上記潜像形成手段は、潜像担持体上に画像
の濃度情報に応じた電位分布の静電潜像を形成するもの
であればよく、例えば、潜像担持体を一様な電位に帯電
する帯電コロトロンなどの帯電部材と、帯電後の潜像担
持体を画像の濃度情報に応じた光量で露光するレーザ露
光器などの露光部材とで構成することができる。

【００１４】上記電位変換関係において考慮される潜像
電位は、現像剤担持体から潜像担持体に向けて現像剤が
転移される現像領域における潜像電位であり、濃度情報
とこの潜像電位との変換関係の補正方法としては、例え
ば、上記帯電部材による一様帯電電位を補正したり、上
記露光部材による露光光量を補正したりすれば良い。

【００１５】上記現像電界補正手段は、濃度電位変換関
係と現像電圧との両方あるいはその一方を補正できるも
のであればよいが、画像部露光の装置においては一般的
には現像剤担持体の電位と画像の背景部となる一様帯電
電位との電位差が少ないため濃度電位変換関係で主に補
正し、それでも足りない場合においてのみ一様帯電電位
を補正するように構成するのが好都合である。

【００１６】上記現像剤量補正手段に係る補正の際に使
用する予め定められた一定の濃度電位変換関係及び現像
電圧とは、上記所定の濃度情報の濃度の画像を形成する
ように設定されたものであり、例えば、装置の使用開始
当初の濃度電位変換関係及び現像電圧の初期設定情報を
利用することができる。

【００１７】そして、本願の第二の発明の画像形成装置
では、所定の濃度情報に応じた濃度補正用の静電潜像を
潜像形成手段に形成させる補正用潜像形成手段と、当該
濃度補正用の静電潜像の現像濃度を測定する濃度測定手
段と、当該測定濃度と上記所定の濃度情報との濃度差に
応じて、潜像形成手段における濃度情報と潜像電位との
濃度電位変換関係及び／又は現像電圧印加手段による現
像電圧を補正する現像電界補正手段と、現像電界補正手
段と共に上記補正用潜像形成手段及び濃度測定手段を動
作させる濃度補正制御手段とを設けたので、各種部材や
現像剤などの電気的な特性に変動が生じた際には、この
補正制御を実行して直ぐに静電潜像の電位（ひいては画
像の濃度）を安定化させることができる。

【００１８】その一方で、本願の第二の発明の画像形成
装置では、上記補正用潜像形成手段及び上記濃度測定手
段と共に、上記測定濃度と上記所定の濃度情報との濃度
差に応じて現像手段に現像剤を補給する現像剤量補正手
段を設け、更に、濃度補正制御手段により予め定められ
た一定の濃度電位変換関係及び現像電圧にて現像剤量補
正手段と共に上記補正用潜像形成手段及び濃度測定手段
を動作させるようにしたので、現像手段内の現像剤を適
当な量に安定させて維持することができる。

【００１９】ちなみに、現像剤量補正手段と共に上記補
正用潜像形成手段及び濃度測定手段を動作させる際に、
現像電界補正手段による補正がなされた濃度電位変換関
係及び現像電圧にて濃度補正用の潜像形成及び現像を行
った場合には、現像手段内の現像剤量が変動している時
であっても、その変動に伴って現像剤の帯電量が変動
し、且つ、その帯電量の変動に応じた潜像形成条件及び
現像条件となっているので、現像手段内の現像剤量の変
動に応じた濃度変動を測定することはできない。

【００２０】ところで、本発明において、上記潜像形成
手段は、潜像担持体の温度や使用回数に応じて静電潜像
の電位分布を変更するように構成するとよい。このよう
な場合には、現像剤量補正手段による現像剤補給量決定
用の濃度差に含まれる潜像担持体に起因する濃度変動成
分を効果的に除去することができ、現像剤の補給量をよ
り正確なものとすることができる。なお、上記潜像担持
体の温度は、潜像担持体自体の温度を測定するようにし
ても、潜像担持体の周辺温度から見積もるようにしても
よく、また、潜像担持体の使用回数は、実際の使用回数
をカウントするようにしても、使用期間、画像形成枚
数、潜像担持体の回転数などから見積もるようにしても
よい。

【００２１】また、本発明において、現像電界補正手段
は、例えば、検出濃度と画像情報における濃度との濃度
差に１未満の補正割合係数を掛け合わせて、当該濃度差
を打ち消すのに見合った補正量よりも少ない補正量によ
って補正を行うようにするとよい。これにより、当該補
正の前後における画像の濃度差を抑えて安定化させるこ
とができ、連続画像形成時の途中などにおいて補正を行
なってもその前後において画質が急激に変化するのを防
止することがてきる。

【００２２】更に、本発明において、現像電界補正手段
は、現像電界補正手段に係る濃度差が現像剤量補正手段
に係る濃度差との間に所定量以上の濃度差を有する場合
には、現像電界補正手段による補正を実行しないように
するとよい。これにより、検出ノイズなどを含んだ異常
な濃度を検出したとしても、それに応じた誤った補正を
行わないようにすることができるので、画質を安定させ
ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態を説明する。

【００２４】実施形態１ 図１に本発明の実施形態１に係る画像形成装置を示す。
同図において、１は解像度４００ｄｐｉの面積階調画像
情報を生成する画像処理部、２は回転可能に配設される
と共に、円筒形状の導電性材料の外周面上に感光体層が
形成された構造を有する感光体ドラム２、３は感光体ド
ラム２２をプロセス駆動信号に応じて回転させるプロセ
ス駆動モータ、４は感光体ドラム２２との間に所定の帯
電電圧が印加される帯電コロトロン、５は感光体ドラム
２を画像の濃度情報に応じて露光するレーザ露光器、６
は感光体ドラム２に対向する位置において回転可能に配
置された現像ロール６ａ及び現像剤攪拌室内の二成分現
像剤を攪拌混合して帯電させるオーガ６ｂを有し、帯電
された現像剤を現像ロール６ａで搬送して感光体ドラム
２に対向する位置まで搬送する現像器、７は交流電圧と
直流電圧とが重畳された現像電圧を現像ロール６ａと感
光体ドラム２との間に印加する現像電圧印加手段、８は
感光体ドラム２との間に所定の転写電圧が印加される転
写コロトロンである。また、このレーザ露光器５は、発
光素子５ａと、この発光素子５ａを所定の発光強度にお
いて画像の各画素毎の濃度情報に応じて発光させる発光
ドライバ５ｂと、回転可能に配設されると共にこの回転
に伴って発光光の反射方向を変化させ、感光体ドラム２
の回転軸方向の画素配列毎に走査を行うポリゴンミラー
５ｃとからなり、所定の画像濃度露光時間変換テーブル
に則って感光体ドラム２上の各画素の領域をその画素に
おける濃度情報に応じた時間で順次露光するものであ
る。

【００２５】そして、これらの部材は、スタート信号な
どの画像形成開始信号が入力されると、先ず、プロセス
駆動モータ３により感光体ドラム２を回転駆動し、次
に、帯電コロトロン４が感光体ドラム２の周面を一様な
電位に帯電すると共に（図２（ａ）参照）、画像処理部
１により処理された画像の濃度情報に応じて且つポリゴ
ンミラー５ｃの回転に同期させて発光ドライバ５ｂが発
光素子５ａの発光状態を制御することで感光体ドラム２
の周面上に所定の電位分布の静電潜像を形成し（図２
（ｂ）参照）、更に、この静電潜像の電位と現像ロール
６ａの電位との電位差に応じた量のトナーを現像ロール
６ａから感光体ドラム２に転移させてトナー像を形成し
（図２（ｃ）参照）、最後に、感光体ドラム２と転写コ
ロトロン８との間（以下、転写位置とよぶ）に供給され
た転写材Ｐ上にトナー像を転写することで、転写材Ｐ上
に未定着トナー像を形成する（図２（ｄ）参照）。従っ
て、この画像形成装置では、レーザ発光器５によって露
光された感光体ドラム２に現像器６がトナー像を現すこ
とができる。

【００２６】なお、図２（ｂ）において、各露光部は各
画素の領域毎に形成されるものであり、図２（ｃ）に示
すようにこの各画素領域には露光部の幅と深さと（大き
さ）に応じた量のトナーが付着し、図２（ｅ）に示すよ
うに各画素領域毎に所定の濃度のドットが形成されるこ
とになる。従って、発光素子６ａの露光時間を調整する
ことによって露光部の幅を可変しても、あるいは、発光
素子６ａの発光強度やプロセス駆動モータ３の駆動速度
を調整して露光部の深さを可変しても、各画素領域に付
着するトナーの量（ひいては各画素のドットの濃度）を
変化させることができる。

【００２７】また、図１において、９は感光体ドラム２
の温度を非接触に計測する温度センサ、１０はこの感光
体ドラム２の温度信号とプロセス駆動モータ３への駆動
信号とが入力され、これらの情報に基づいて光強度補正
信号を出力する光強度微調整手段、１１はこの光強度補
正信号と共に基準光強度信号が入力され、これらに基づ
き発光ドライバ５ｂにコントロールされる発光素子５ａ
の発光強度を決定する光強度決定手段であり、これによ
り感光体ドラム２の帯電電位や減衰特性などが環境条件
に応じてあるいは経時的に変動した場合であってもそれ
らの変動に応じて光強度を適宜補正することができるの
で、これらの変動要因にかかわらず静電潜像の露光部の
電位を安定化させることができる。なお、光強度微調整
手段１０は、図３に示すように、感光体ドラム２の検出
温度が上昇したら光強度を減じる微調整を行い、且つ、
プロセス駆動モータ３への駆動信号から見積もることが
できる感光体ドラム２の累積駆動時間が長くなればなる
ほど光強度を増加させる微調整を行うものであり、例え
ば、感光体ドラム２の回転数が５０万回になったら使用
開始当初の光強度の１．２〜１．４倍の光強度に調整す
る。

【００２８】他方、図１において、１２は転写位置に転
写材Ｐを供給するレジロール対、１３は未定着トナー像
が形成された転写材Ｐを加熱ロール１３ａと加圧ロール
１３ｂとで加熱加圧してトナー像を転写材Ｐに定着させ
る定着手段、１４は転写位置から搬出された転写材Ｐの
搬送方向を定着手段１３に搬入される方向に規制するガ
イド、１５は画像が形成された転写材Ｐを収容する排出
トレイ、１６は定着手段から搬出された転写材Ｐを排出
トレイ１５に排出する排出ロール対であり、感光体ドラ
ム２上に形成されたトナー像が転写位置に回動してくる
タイミングに合わせてレジロール対１２から転写材Ｐを
搬出することで、転写材Ｐ上に未定着トナー像を転写定
着させ、その後この転写材Ｐを排出トレイ１５に排出す
ることができ、転写材Ｐ上に所定の画像を形成すること
ができる（図２（ｄ）及び（ｅ）参照）。

【００２９】また、図１において、１７は感光体ドラム
２の表面からトナー等の付着物を除去するクリーナ、１
８は感光体ドラム２に光を照射して除電する除電ラン
プ、１９はトナーを収容するトナー貯蔵器、２０はトナ
ー貯蔵器から現像器にトナーを補給するディスペンスモ
ータ、２１はこのディスペンスモータ２０を所定のトナ
ー補給量ごとに動作させるディスペンスモータ駆動手
段、２２は画像情報における画像部の画素数をカウント
してそのカウント値に応じたトナー量を補給するように
ディスペンスモータ駆動手段２１に指令を発するトナー
消費量カウンタであり、トナー像転写後の感光体ドラム
２をクリーナ１７及び除電ランプ１８で除電清掃すると
共に、ディスペンスモータ２０を回転させて現像器６に
トナーを補給して次の画像形成に備えるようになってい
る。なお、現像器６は、現像剤攪拌室内において既に存
在する現像剤と補給されたトナーとをオーガ６ｂで混合
攪拌することで、トナー及びキャリアの帯電量をそれら
の混合比（トナー濃度）に応じた帯電量に帯電するよう
になっている。

【００３０】従って、このような画像形成装置において
は、設計上は常に、現像器内のトナー濃度（現像剤の帯
電量）及び画像濃度が安定したものとなり、しかも、そ
の状態のもとで転写材Ｐ上に連続的に画像を形成するこ
とができる。しかしながら、実際の画像形成装置におい
ては、ディスペンスモータ２０の供給量などに微妙な誤
差が存在し、その結果現像器６内のトナーが枯渇した
り、現像器６内がトナーで一杯になったりしてしまう可
能性がある。また、キャリアの経時的な劣化に伴って現
像剤（トナー）の帯電量が低下したりすれば、画像の濃
度が低下したりしてしまう。

【００３１】そこで、本画像形成装置には更に、以下に
示すように、感光体ドラム２上に所定の濃度検出用のト
ナー像（以下、パッチと呼ぶ）を形成し、そのトナー像
の検出濃度に応じて発光素子５ａの発光強度、現像電圧
の大きさ、並びに、現像器６へのトナー補給量を補正す
る濃度補正装置を利用した。

【００３２】この濃度補正装置は、図１に示すように、
パッチの濃度情報を保持すると共に、所定の出力指示信
号に応じてその濃度情報を発光ドライバ５ｂに出力する
パッチデータメモリ２３と、転写コロトロン８とクリー
ナ１７との間において感光体ドラム２に対向して配置さ
れ、受光した光量に応じたレベル信号（パッチ濃度信
号）を出力する濃度センサ２４と、このパッチ濃度信号
における濃度と上記パッチデータメモリ２３に保持され
た濃度との濃度差に基づいて光強度決定手段１１への基
準発光強度信号、現像電圧印加手段７への現像電圧補正
信号及びディスペンスモータ駆動手段２１へのトナー補
給量補正信号を演算して出力する補正手段２５とからな
る。

【００３３】パッチデータメモリ２３に格納されるパッ
チの濃度情報には、図４（ａ）に示すように、４００ｄ
ｐｉの分解能の場合よりも２００ｄｐｉの分解能の場合
のほうが画像濃度の変動に対して濃度センサ２４の検出
レベルの変化量が少なくて濃度変動の変動幅が大きくな
ってもその濃度を正確に検出することができるのでｄ且
つ、２００ｄｐｉの分解能であっても５０％未満の画像
濃度及び８５％より高い画像濃度においては濃度センサ
２４の出力がサチュエーションしてしまって画像の濃度
が変動しても十分な検出分解能にて濃度を検出すること
ができないので、同図（ｂ）に示すように２００ｄｐｉ
の分解能で６０％の濃度の一様な濃度情報を使用した。
また、このような中間調濃度で代表して現像電界を補正
することにより、全ての階調濃度をまんべんなく適当に
補正することができる。

【００３４】補正手段２５は、図５に示すように、画像
形成装置の出荷時における基準発光強度信号及び現像電
圧補正信号を記憶する初期値メモリ２５ａ，２５ｂと、
ユーザの使用中に適宜更新された基準発光強度信号及び
現像電圧補正信号を記憶する補正値メモリ２５ｃ，２５
ｄと、画像形成装置が形成した画像の数をカウントする
累積画像数カウンタ２５ｅとを有する。また、この補正
手段２５が実行する各種の補正シーケンスを図６〜図８
に示す。

【００３５】図６に示す補正シーケンスは、画像形成装
置の電源投入時のセットアップモード、２時間以上の非
画像形成時間経過後、並びに、感光体ドラム２あるいは
現像器６の交換後に行なわれる補正シーケンスであり、
パッチを連続して３回形成し、その平均的な濃度とパッ
チデータメモリ２３のパッチ濃度データとの濃度差に応
じて現像電界を補正するものである。具体的には、先
ず、パッチ形成回数カウンタｎに０をセットした後（Ｓ
１）、補正値メモリ２５ｃ，２５ｄに基準発光強度信号
や現像電圧補正信号の補正設定データが格納されている
か否かを判断し（Ｓ２）、格納されている場合にはその
補正設定データを光強度決定手段１１及び現像電圧印加
手段７に設定する一方で（Ｓ３）、格納されていない場
合には基準発光強度信号や現像電圧補正信号の初期設定
データ２５ａ，２５ｂを光強度決定手段１１及び現像電
圧印加手段７に設定する（Ｓ４）。次に、パッチデータ
メモリ２３からパッチの濃度データを出力させて感光体
ドラム２上に所定の濃度のパッチを形成させると共に
（Ｓ５）、そのパッチの濃度を濃度センサ２４で検出さ
せる（Ｓ６）動作を３回繰り返す。なお、３回繰り返す
動作は、パッチの形成（Ｓ５）と検出（Ｓ６）とを実行
する度にパッチ形成回数カウンタｎをインクリメントし
（Ｓ７）、その値が３未満である限りこの動作を繰り返
す繰返回数の判別制御を行なう（Ｓ８）ことにより実現
されている。更に、３回のパッチ濃度測定データの平均
値を演算し（Ｓ９）、その平均値の濃度とパッチデータ
メモリ２３に格納されるパッチの濃度情報の濃度差を演
算し、その濃度差を打ち消すのに見合った補正値を演算
し（Ｓ１０）、その補正値を補正値メモリ２５ｃ，２５
ｄに上書きすると共に（Ｓ１１）基準発光強度信号ある
いは現像電圧補正信号として出力する（Ｓ１２）。

【００３６】なお、この図６の補正シーケンスでは、上
記補正値に応じて先ず基準発光強度を補正し、それでも
補正量が不足する場合においてのみ現像電圧を補正する
ように構成した。また、露光強度の補正可能範囲の下限
は、ポリゴンミラー５ｃで発光素子５ａの出力光を反射
して走査を行うレーザ露光器５では、ポリゴンミラー５
ｃの反射光をフォトセンサで受光し、その受光信号に同
期させて発光ドライバ５ｂから画像情報の出力を開始さ
せるようにタイミング制御を行っているので、このフォ
トセンサの検出能力によって決まり、他方、露光強度の
補正可能範囲の上限は、レーザ露光器の出力性能とし
て、下限値の約３倍の露光強度としている。これは出力
性能の安定性から決まるものである。

【００３７】従って、この図６の補正シーケンスを実行
した後には、画像情報に応じて発光する際の発光光強度
は、例えば図９に示すように、何らかの要因にて濃度変
動が生じていれば変更されることとなり、画像形成装置
の電源投入直後、長時間の非画像形成時間の経過直後、
並びに、感光体ドラム２あるいは現像器６の交換直後か
ら適当な濃度の画像を転写材Ｐ上に形成することが可能
となる。また、この補正シーケンスでは、３つの検出濃
度データの平均を取って、その平均値に基づき現像電界
を補正するので、或る検出濃度にノイズなどが混入した
場合にその異常な濃度そのものに基づいて現像電界の補
正を行ってしまうことはなく、画像濃度を不安定にさせ
てしまうことはない。

【００３８】図７に示す補正シーケンスは、所定のタイ
ミングにおいて適宜実行される補正シーケンスであり、
パッチを１度形成し、その濃度とパッチデータメモリ２
３のパッチ濃度データとの濃度差に応じてトナー補給量
を補正するものである。具体的には、先ず、累積画像数
カウンタ２５ｅの値が２０の整数倍に１０を加えた値と
なったら（Ｓ１３）、基準発光強度信号や現像電圧補正
信号の初期設定データ２５ａ，２５ｂを光強度決定手段
１１及び現像電圧印加手段７に設定した後（Ｓ１４）、
パッチデータメモリ２３からパッチの濃度データを出力
させて感光体ドラム２上に所定の濃度のパッチを形成す
ると共に（Ｓ１５）、そのパッチの濃度を濃度センサで
検出する（Ｓ１６）。次に、その検出濃度とパッチデー
タメモリ２３に格納されるパッチの濃度情報の濃度差を
演算し、その濃度差を打ち消すのに見合ったトナー補給
量の補正値を演算し（Ｓ１７）、その補正値をディスペ
ンスモータ駆動手段２１へのトナー補給量の補正信号と
して出力する（Ｓ１８）。その結果、ディスペンスモー
タ駆動手段２１は、画素数のカウント値から見積もられ
るトナー補給量にこの補正量を加算したトナー補給量に
てディスペンスモータ２０を回転させるので、現像器６
へのトナーの補給量、ひいてはトナー濃度に応じたトナ
ーの帯電量を補正することができる。最後に、基準発光
強度信号や現像電圧補正信号を元の状態に復帰させて補
正シーケンスを終了する（Ｓ１９）。

【００３９】なお、この図７の補正シーケンスは、連続
して画像を形成している最中にも実行され、その場合に
は画像と画像との間の所謂インターイメージ部に上記パ
ッチが形成されることになる。また、現像濃度が濃くな
っている場合には、トナー補給量の補正値としてマイナ
スの値を使用すればよく、そのような場合にはそのマイ
ナス分だけトナー補給量を減少させるようにすればよ
い。更に、本実施形態の現像器６では、各画像を形成す
る度にその消費量を見積もって適宜トナーが補記有され
ているので、トナー濃度が短期間に急激に変動すること
がないと考えられ、他方、トナーが補給されてからその
全体が均一に帯電されると考えられる状態になるまでに
２０枚程度の動作時間か必要となるので、起動インター
バルを比較的長くとって、累積画像数カウンタの値が２
０となる毎にこの補正シーケンスを実行するように構成
している。

【００４０】従って、この図７の補正シーケンスを実行
した際には発光素子５ａの発光光強度は例えば図１０に
示すように変化し、また、この補正シーケンスの実行後
には現像器６内のトナー濃度は画像形成装置出荷時の適
当なトナー濃度に補正されるので、トナー濃度を画像形
成装置出荷時の適当な状態に維持することができる。ま
た、本実施形態の画像形成装置では感光体ドラム２の帯
電電位や減衰特性などが環境条件に応じてあるいは経時
的に変動した場合であってもその変動に応じて光強度を
適宜補正するように構成され、しかも、この補正シーケ
ンスにおけるパッチを形成する際にも当然にそれらの補
正がなされているため、感光体ドラム２の帯電電位や減
衰特性の変動に係わらず安定した濃度でバッチを形成す
ることができ、トナー補給量の補正値を実際のトナー濃
度の変動に見合った正確なものとすることができる。

【００４１】図８に示す補正シーケンスは、所定のタイ
ミングにおいて適宜実行される補正シーケンスであり、
パッチを１回形成し、その濃度とパッチデータメモリ２
３のパッチ濃度データとの濃度差に応じて現像電界を補
正するものである。具体的には、先ず、累積画像数カウ
ンタ２５ｅの値が２０の整数倍となったら（Ｓ２０）、
連続画像形成時にはインターイメージ部となる感光体ド
ラム２の部位に所定の濃度のパッチを形成すると共に
（Ｓ２１）、そのパッチの濃度を濃度センサ２４で検出
する（Ｓ２２）。次に、その検出濃度が上記図７の補正
シーケンスにおける検出濃度との間に所定値以上の濃度
差があるか否かを判別し（Ｓ２３）、所定値以上の濃度
差がある場合には、本補正シーケンスを中断終了する一
方で、所定値以上の濃度差がない場合には、検出したパ
ッチの濃度とパッチデータメモリ２３に格納されるパッ
チの濃度情報との濃度差を演算し、その濃度差の５０％
を打ち消すのに見合った補正値を演算し（Ｓ２４）、そ
の補正値を補正値メモリ２５ｃ，２５ｄに上書きすると
共に（Ｓ２５）非画像形成タイミングにおいて基準発光
強度信号あるいは現像電圧補正信号として出力する（Ｓ
２６，Ｓ２７）。

【００４２】なお、この図８の補正シーケンスでも図６
の補正シーケンスの場合と同様に、上記補正値に応じて
先ず基準発光強度を補正し、それでも補正量が不足する
場合においてのみ現像電圧を補正するように構成してい
る。また、この補正シーケンスでは、濃度差全体を打ち
消すのに見合った補正量を算出し、その補正量に上記補
正割合に応じた補正係数を乗じることで、濃度差の５０
％を打ち消すのに見合った補正値を算出している。更
に、この補正シーケンスでは、検出濃度と上記図７の補
正シーケンスにおける検出濃度との間の濃度差が、例え
ば、検出濃度とパッチデータメモリ２３のパッチ濃度デ
ータとの濃度差が反射濃度で０．２以内に相当する場
合、つまり下記式（１）より各検出濃度を求め、それら
の値が下記式（２）を満たす場合において補正シーケン
スを継続して実行するように構成している。

【００４３】 Ｒ ＝ （Ｖ_patch ／Ｖ_cln ）×２００ ……（１） ｜Ｒ_adpc−Ｒ_adc ｜ ＜ １５ ……（２） 但し、Ｖ_patch は各パッチの検出濃度、Ｖ_cln は 感光
体ドラム２表面の検出濃度、Ｒ_adpcは 式（１）のＶ
_patch に図８の補正シーケンスで検出した検出濃度デー
タを入れてもとめたＲ、Ｒ_adc は 式（１）のＶ_patch
に図８の補正シーケンスで検出した検出濃度データを入
れてもとめたＲである。

【００４４】従って、この図８の補正シーケンスを実行
すると、発光素子５ａの発光光強度や現像電圧は、各種
の原因で濃度変動が生じている場合には図１１に示すよ
うに変化するので、画像濃度を安定化させることができ
る。また、この補正シーケンスでは、この補正値を演算
する際に濃度差の５０％を打ち消すのに見合った値を演
算するようにしたので、連続画像形成の間にこの補正シ
ーケンスを実行したとしても補正動作の前後の画像の画
像濃度が目立って変化してしまうことはなく、連続画像
形成における画像濃度を安定に維持することができる。
更に、この補正シーケンスでは、上記図７の補正シーケ
ンスにおけるパッチと同様の濃度情報に基づきパッチを
形成し、その検出濃度が上記図７の補正シーケンスにお
ける検出濃度と±１５以上の濃度差があるか否かを判別
し、それを越えた濃度差が検出された時には補正シーケ
ンスを中断するようにしたので、検出濃度にノイズなど
が混入した場合においてその異常な濃度に基づいて現像
電界の補正を行ってしまうことはなく、画像濃度を不安
定にさせてしまうことはない。

【００４５】そして、このように構成された画像形成装
置を用いて画像を形成させたところ、長期に亘って画像
濃度及びトナー濃度が安定したものとなり、その期間の
間において現像器６内のトナーが枯渇したり、現像器６
内がトナーで一杯になったりすることもなかった。

【００４６】また、この画像形成装置では、感光体ドラ
ム２上に２種類のパッチを形成するだけで画像の濃度及
び現像器６内のトナー濃度を共に安定化させることがで
きるので、電位センサを用いて濃度補正を行う画像形成
装置に比べて装置を小型化させることができ、しかも、
パッチの形成系と検出系とを共通化させた簡易且つ安価
な構成にすることができる。

【００４７】ところで、本実施形態の画像形成装置は、
また、レーザ露光器５によって露光された感光体ドラム
２にトナー像を現す現像器６を備えた画像形成装置を前
提とし、メモリ２３を有し、前記レーザ露光器５の画像
濃度を制御する際の第１の露光量、及び前記トナー濃度
を制御する際の第２の露光量を決定する露光量決定手段
と、この露光量決定手段により決定された第１の露光量
又は第２の露光量にて現されたトナー像の濃度を検出す
る濃度センサ２４と、この濃度センサ２４により検出さ
れた、第１の露光量にて現されたトナー像の濃度に応じ
て第１の露光量を補正する露光量補正手段と、上記濃度
センサ２４により検出された、第２の露光量にて現され
たトナー像の濃度に応じて、前記現像器６に供給される
トナー量を補正するトナー量補正手段と、前記露光量補
正手段により補正された第１の光量で前記露光量によっ
て露光し、前記トナー量補正手段により補正された量の
トナーを前記現像器６に供給することによりトナー像を
現す制御手段とを有する画像形成装置と見ることもでき
る。

【００４８】なお、本実施形態では、図７の補正シーケ
ンス及び図８の補正シーケンスを共通な累積画像数カウ
ンタ２５ｅにて起動させるようにしているが、各シーケ
ンスのカウンタを別々に持つようにしてもよい。このよ
うに別々のカウンタに基づき各シーケンスを実行する場
合には、一般的には各カウンタが別々のタイミングにお
いてカウントアップすることとなって、しかも、転写材
詰まりなどの不具合が発生して画像の形成を中断した際
などには２つのカウント値が異なるものとなってしまう
ことが考えられるので、図７の補正シーケンスと図８の
補正シーケンスとを同時に起動させてしまう場合が考え
られる。その際には、図８の補正シーケンスよりも図７
の補正シーケンスを優先して起動させた方が画像濃度の
安定性がい。

【００４９】

【発明の効果】以上のとおり、本願の第一の発明では、
露光手段の第１の露光量及び第２の露光量を決定する露
光量決定手段と、前記露光量決定手段により決定された
第１の露光量又は第２の露光量にて現されたトナー像の
濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度検出手段によ
り検出された、第１の露光量にて現されたトナー像の濃
度に応じて第１の露光量を補正する露光量補正手段と、
前記濃度検出手段により検出された、第２の露光量にて
現されたトナー像の濃度に応じて、前記現像手段に供給
されるトナー量を補正するトナー量補正手段と、前記露
光量補正手段により補正された第１の光量で前記露光量
によって露光し、前記トナー量補正手段により補正され
た量のトナーを前記現像手段に供給することによりトナ
ー像を現す制御手段とを備えているので、各種部材や現
像剤などの電気的な特性に変動が生じた際には、この補
正制御を実行して直ぐに静電潜像の電位（ひいては画像
の濃度）を安定化させることができ、しかも、現像手段
内の現像剤を適当な量に安定させて維持することができ
る。

【００５０】また、本願の第二の発明では、所定の濃度
情報に応じた濃度補正用の静電潜像を潜像形成手段に形
成させる補正用潜像形成手段と、当該濃度補正用の静電
潜像の現像濃度を測定する濃度測定手段と、当該測定濃
度と上記所定の濃度情報との濃度差に応じて、潜像形成
手段における濃度情報と潜像電位との濃度電位変換関係
及び／又は現像電圧印加手段による現像電圧を補正する
現像電界補正手段と、上記測定濃度と上記所定の濃度情
報との濃度差に応じて現像手段に現像剤を補給する現像
剤量補正手段と、各補正手段と共に上記補正用潜像形成
手段及び濃度測定手段を動作させて上記各種の補正を行
わせると共に、現像剤量補正手段による補正の際には、
予め定められた一定の濃度電位変換関係及び現像電圧に
て濃度測定用の潜像形成及び現像を行わせる濃度補正制
御手段とを設けて、画像の濃度及び現像手段内の現像剤
を共に安定化させるようにしたので、現像器内の現像剤
量が枯渇したり、現像器内が現像剤で一杯になったりす
ることなく現像濃度を安定化させることができる。

【００５１】更に、これらの発明では、潜像担持体上に
２種類の濃度補正用の静電潜像を形成するだけで画像の
濃度及び現像手段内の現像剤量を共に安定化させること
ができるので、電位センサなどを使用する必要がなくて
小型化が可能であり、しかも、コストアップをまねくこ
とはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１に係る画像形成装置の概
略構成図。

【図２】 図１の画像形成装置における画像形成プロセ
ス。

【図３】 光強度微調整手段による光強度の補正基礎デ
ータ（（ａ）は感光体ドラムの温度と光強度の補正量と
の関係図、（ｂ）は感光体ドラムの累積駆動時間と光強
度の補正量との関係図）。

【図４】 （ａ）は画像濃度とそれを検出した際の濃度
センサの出力レベルとの関係図、（ｂ）はパッチデータ
メモリに格納したパッチデータ。

【図５】 補正手段における不揮発性メモリのデータ構
造。

【図６】 補正手段による補正シーケンス（その１）。

【図７】 補正手段による補正シーケンス（その２）。

【図８】 補正手段による補正シーケンス（その３）。

【図９】 図６の補正シーケンスを実行した時のタイミ
ングチャート。

【図１０】 図７の補正シーケンスを実行した時のタイ
ミングチャート。

【図１１】 図８の補正シーケンスを実行した時のタイ
ミングチャート。

【符号の説明】

２：感光体ドラム（潜像担持体）、４：帯電コロトロン
（潜像形成手段）、５：レーザ露光器（潜像形成手
段）、６：現像器（現像手段）、７：現像電圧印加手
段、２３：パッチデータメモリ（補正用潜像形成手
段）、２４：濃度センサ（濃度測定手段）、２５：補正
手段。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 露光手段によって露光された潜像担持体
   にトナー像を現す現像手段を備えた画像形成装置におい
   て、 前記露光手段の第１の露光量及び第２の露光量を決定す
   る露光量決定手段と、 前記露光量決定手段により決定された第１の露光量又は
   第２の露光量にて現されたトナー像の濃度を検出する濃
   度検出手段と、 前記濃度検出手段により検出された、第１の露光量にて
   現されたトナー像の濃度に応じて第１の露光量を補正す
   る露光量補正手段と、 前記濃度検出手段により検出された、第２の露光量にて
   現されたトナー像の濃度に応じて、前記現像手段に供給
   されるトナー量を補正するトナー量補正手段と、 前記露光量補正手段により補正された第１の光量で前記
   露光量によって露光し、前記トナー量補正手段により補
   正された量のトナーを前記現像手段に供給することによ
   りトナー像を現す制御手段とを備えることを特徴とする
   画像形成装置。
2. 【請求項２】 潜像担持体と、当該潜像担持体上に画像
   の濃度情報に応じた電位分布の静電潜像を形成する潜像
   形成手段と、現像剤を帯電させると共に、帯電された現
   像剤を潜像担持体に対向する位置まで搬送する現像剤担
   持体を具備する現像手段と、潜像担持体と現像剤担持体
   との間に現像電圧を印加する現像電圧印加手段とを有
   し、現像剤担持体の電位と静電潜像の電位との電位差に
   応じて現像剤担持体から潜像担持体に現像剤を転移させ
   て潜像担持体上の静電潜像を現像する画像形成装置にお
   いて、所定の濃度情報に応じた濃度補正用の静電潜像を
   潜像形成手段に形成させる補正用潜像形成手段と、当該
   濃度補正用の静電潜像の現像濃度を測定する濃度測定手
   段と、当該測定濃度と上記所定の濃度情報との濃度差に
   応じて、潜像形成手段における濃度情報と潜像電位との
   濃度電位変換関係及び／又は現像電圧印加手段による現
   像電圧を補正する現像電界補正手段と、上記測定濃度と
   上記所定の濃度情報との濃度差に応じて現像手段に現像
   剤を補給する現像剤量補正手段と、各補正手段と共に上
   記補正用潜像形成手段及び濃度測定手段を動作させて上
   記各種の補正を行わせると共に、現像剤量補正手段に係
   る補正の際には、予め定められた一定の濃度電位変換関
   係及び現像電圧にて濃度測定用の潜像形成及び現像を行
   わせる濃度補正制御手段とを設けたことを特徴とする画
   像形成装置。
3. 【請求項３】 潜像形成手段は、潜像担持体の温度及び
   ／又は使用回数に応じて濃度補正用の静電潜像の電位を
   補正することを特徴とする請求項２記載の画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 現像電界補正手段は、所定の濃度差を打
   ち消すのに見合った補正量よりも少ない補正量によって
   補正を行うことを特徴とする請求項２記載の画像形成装
   置。
5. 【請求項５】 現像電界補正手段は、現像電界補正手段
   に係る濃度差が現像剤量補正手段に係る濃度差との間に
   所定量以上の濃度差を有する場合には、現像電界補正手
   段による補正を実行しないことを特徴とする請求項２記
   載の画像形成装置。