JPH10186743A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、像担持体２上に形成したト
ナーの付着パターンの濃度に基づいて発光素子５ａの露
光光の強度を制御する画像形成装置であっても、精度良
く画像濃度を補正することができるように改良すること
を課題とする。 【解決手段】 検出手段２４が像担持体２上に形成され
たトナーの付着パターンの濃度を検出し、制御手段２５
がその付着パターンの検出結果と基準値との比較結果に
応じて、形成すべき画像の濃度を制御する際に、設定手
段２７が発光素子５ａの露光光の強度に応じて上記濃度
制御の基準値を設定する画像形成装置である。

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像担持体上に所定のトナーの付
着パターンを形成し、そのトナーの付着パターンの濃度
を検出して、形成すべき画像の濃度を制御する画像形成
装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置とし
ては、例えば、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
報に応じた時間毎に露光するレーザ露光器と、現像ロー
ルにより帯電したトナーをこの露光後の感光体ドラムに
供給する現像器と、感光体ドラムとの間の転写位置に転
写電圧が印加される転写コロトロンとを有し、転写コロ
トロン及びレーザ露光器で感光体ドラム上に静電潜像を
形成し、この静電潜像を現像器で現像してトナー像を形
成し、転写位置に供給された転写材にこのトナー像を転
写することで転写材上に画像を形成するものがある。

【０００３】そして、このような画像形成装置では、感
光体ドラム上に所定の濃度のトナーの付着パターンを形
成させる制御手段と、そのトナーの付着パターンを光学
的に検出するフォトセンサなどの検出手段と、トナーの
付着パターンの検出濃度に応じてレーザ露光器の発光光
の強度を調整する調整手段とを設けることで、トナー濃
度の変動によらず感光体ドラムに付着するトナーの量を
一定に維持し、形成すべき画像の濃度を一定に維持させ
るものが提案されている（特開昭５９−２１４０５５号
公報を参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにトナーの付着パターンの検出濃度に基づいてレーザ
露光器の発光光の強度を制御した場合、その光強度の制
御に応じてトナーの付着パターンの検出濃度も変化して
しまうので、精度良く補正制御を行うことができなかっ
た。

【０００５】この因果関係を詳細に説明すると、レーザ
露光器の露光光の強度を制御した場合には、同一の濃度
情報に対する静電潜像の電位分布が変化し、その電位分
布の変化に応じてトナーの付着の仕方が変化するので、
制御前のレーザ露光器で形成したトナーの付着パターン
と制御後のレーザ露光器で形成したトナーの付着パター
ンではトナーの付着状態が異なってしまう。具体的に説
明すると、図１７〜図１９に示すように、露光光の強度
が強い場合に所定のトナーの付着パターンを形成すると
露光器はトナーが付着する画像部の幅が広いものが形成
され（図１７（ａ）を参照）、その結果トナーは感光体
ドラム上に広く薄く付着し（図１８（ａ）を参照）、フ
ォトセンサに入射する正反射光の光量が低下することに
なる（図１９の線Ａを参照）。他方、露光光の強度が弱
い場合に所定のトナーの付着パターンを形成すると露光
器はトナーが付着する画像部の幅が狭いものが形成され
（図１７（ｃ）を参照）、その結果トナーは感光体ドラ
ム上に狭く厚く付着し（図１８（ｃ）を参照）、フォト
センサに入射する正反射光の光量が図１８（ｂ）と比較
して増加することになる（図１９（ｃ）を参照）。従っ
て、レーザ露光器の露光光の強度を制御した場合には、
それにより同一の画像濃度が得られる量のトナーが感光
体ドラム上に付着しているとしても、図１９の各矢線に
示すようにフォトセンサの受光する光量は変化してしま
い、フォトセンサの検出値が変化してしまう結果となる
（なお、レーザ露光器の露光光の強度を制御した場合に
は、実際には、露光光の強度を弱めた場合にはトナーの
付着量が減少し、露光光の強度を強めた場合にはトナー
の付着量が増加する傾向にある）。

【０００６】従って、本発明は、トナーの付着パターン
の検出濃度に基づいて精度良く画像濃度を補正すること
ができる画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、像担持体（２）を露光して静電潜像を形成
し、更にこの静電潜像を現像してトナーの付着パターン
を形成する形成手段（４，５，６，２６）と、像担持体
（２）上に形成された上記付着パターンの濃度を検出す
る検出手段（２４）と、検出手段（２４）による上記付
着パターンの検出結果と基準値との比較結果に応じて、
形成すべき画像の濃度を制御する制御手段（２５）と、
上記形成手段（４，５，６，２６）による露光光の強度
に応じて上記濃度制御の基準値を設定する設定手段（２
７）とを有する画像形成装置である。

【０００８】本発明では、形成手段が像担持体を露光し
て静電潜像を形成し、更にこの静電潜像を現像してトナ
ーの付着パターンを形成した後、このトナーの付着パタ
ーンの濃度を検出手段により検出し、制御手段が上記付
着パターンの検出結果と基準値との比較結果に応じて、
形成すべき画像の濃度を制御する。この際、形成手段の
露光光の強度をトナー濃度の変動などに応じて制御した
場合においては検出手段による付着パターンの検出結果
が変動してしまうことになるが、設定手段が形成手段に
よる露光光の強度に応じて上記濃度制御の基準値を設定
し、制御手段がこの露光光の強度に応じた濃度制御の基
準値と上記付着パターンの検出結果とを比較するので、
これら濃度制御の基準値と付着パターンの検出結果との
比較結果においては、形成手段による露光光の強度変化
に起因する付着パターンの検出結果の変動誤差が減少す
る。従って、この比較結果に応じてなされる、形成すべ
き画像の濃度制御は精度良く行うことができる。

【０００９】即ち、例えばフォトセンサを用いてトナー
の付着パターンの濃度を検出する場合には、形成手段に
よる露光光の強度が強い時には付着パターンの検出結果
がフォトセンサの受光光量が低い場合の検出値の方向に
ずれる一方で、露光光の強度が弱い時には受光光量が高
い場合の検出値の方向にずれることになるが、設定手段
が、形成手段による露光光の強度が強い時には濃度制御
の基準値をフォトセンサの受光光量が低い場合の検出値
の方向にずらして設定し、露光光の強度が弱い時には濃
度制御の基準値をフォトセンサの受光光量が高い場合の
検出値の方向にずらして設定するので、制御手段におけ
る上記付着パターンの検出結果と基準値との比較結果に
おいては、露光光の強度変化に起因する付着パターンの
検出結果の変動誤差が減少し、形成すべき画像の濃度制
御を精度良く行うことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図１６を参照して
本発明の実施の形態を説明する。

【００１１】実施形態１ 図１に本発明を適用した実施形態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
るドラムモータ、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。

【００１２】そして、このように構成された画像形成装
置は、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、ドラムモータ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）。

【００１３】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５ａ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５ａの発光強度やドラムモータ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。

【００１４】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の温度信号とドラムモータ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
出力する強度補正手段、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、強度補正手段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、ドラムモータ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。

【００１５】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）。

【００１６】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、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
にトナー補給信号を出力するトナー消費量カウンタ、２
１はトナー消費量カウンタ２２からのトナー補給信号の
累積補給量がエリアカバレッジ２０％に相当するトナー
量を越えたら当該エリアカバレッジ２０％に相当するト
ナー量を供給するようにディスペンスモータ２０を作動
させるディスペンスモータ駆動手段であり、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１
８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。

【００１７】従って、このような画像形成装置において
は、通常の画像であれば、ディスペンスモータ駆動手段
２１により消費量と同量のトナーが現像器に補給され、
その内のトナー濃度（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、高密度画像やエリアカバレッジが大きい画像を連
続的に形成した場合には、ディスペンスモータ駆動手段
２１が一度に供給するトナー補給量がエリアカバレッジ
２０％に相当するトナー量に制限されているので、現像
器６内のトナー濃度が極端に低下した状態になってしま
う。なお、ディスペンスモータ駆動手段２１により１度
に供給するトナー量が制限されているのは、一度に多量
のトナーを補給した場合には現像器内のトナーの帯電量
が一時的に極端に低下してしまって連続した画像形成の
最中に画像濃度が変動してしまうからである。

【００１８】そこで、本実施形態では、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調整する濃度
調整装置を設けた。

【００１９】この濃度調整装置は、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
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
光量に応じた検出値を出力するフォトセンサ２４と、メ
モリ２３から出力された濃度情報を所定の基準値に変換
する設定手段２７と、フォトセンサからの検出値と基準
値との差に基づいて演算し、その演算結果に基づいて強
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への現像電圧調整信号及びディスペンスモータ駆動
手段２１へのトナー補給量調整信号を出力する制御手段
２５と、これらの部材と共にレーザ露光器５やドラムモ
ータ３などを起動させて各種の調整を適宜行わせるパッ
チ形成手段２６とからなる。

【００２０】メモリ２３に格納されるパッチの濃度情報
には、２種類の濃度情報が記憶されている。その一方
は、図４（ｂ）に示すように、２００ｄｐｉの分解能で
６０％の濃度となる付着パターンの濃度情報である。他
方は、２００ｄｐｉの分解能で濃度１００％となる濃度
情報である。なお、２００ｄｐｉの分解能で６０％の濃
度となる濃度情報を用いるのは、４００ｄｐｉ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フォトセンサ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、且つ、２００
ｄｐｉの分解能であっても５０％未満の画像濃度及び８
５％より高い画像濃度においてはフォトセンサ２４の出
力が飽和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からであ
る。

【００２１】設定手段２７は、濃度情報に応じた基準値
を出力するものであり、トナー像の検出濃度に応じてト
ナー濃度を調整する場合と、トナー像の検出濃度に応じ
て発光素子５ａの発光強度や現像電圧の大きさを調整す
る場合とで異なる基準濃度を出力する。トナー濃度を調
整する場合の基準値は、メモリ２３から出力された濃度
情報にそのまま対応する基準値を出力する。具体的には
例えば、発光素子５ａの露光強度を変化させて濃度６０
％の画像を形成した時、フォトセンサ２４は図１４に示
すような検出特性を示すので、その標準的な光強度（１
７０）におけるセンサの検出値を濃度６０％のトナー像
を形成した際の基準値としている。他方、発光素子５ａ
の発光強度や現像電圧の大きさを調整する場合の基準値
は、メモリ２３から出力された濃度情報を発光素子５ａ
の発光強度に応じて補正した値を出力する。具体的に
は、図１５のフォトセンサ２４の検出特性に基づいて３
種類の基準値が設定されており、発光素子５ａの発光強
度が１３０〜２１０に設定されている場合には先の基準
値と同じ値を出力し、９０〜１３０に設定されている場
合には先の基準値に５加えた値を出力し、更に、２１０
〜２５０に設定されている場合には先の基準値から５引
いた値を出力している。

【００２２】制御手段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
圧調整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
現像電圧調整信号を記憶する調整値メモリ２５ｃ，２５
ｄとを有し、パッチ形成手段２６の命令に応じて出荷時
の信号あるいは更新された信号を強度決定手段１１及び
現像電圧印加手段７に設定すると共に、フォトセンサ２
４から入力される検出値と設定手段２７から入力される
基準値との差を演算して、その演算結果に応じて基準発
光強度信号及び現像電圧調整信号の新しい更新値を決定
したり、ディスペンスモータ駆動手段２１によるトナー
補給量を調整したりする。

【００２３】パッチ形成手段２６は、画像形成開始信
号、電源投入信号、非画像形成時間計測値、感光体ドラ
ムあるいは現像器の交換信号が入力されると共に、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を有し、図６〜図９に示す各種の調整シ
ーケンスを実行させるものである。

【００２４】図６及び図７に示す調整シーケンスは、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調整シーケンス
であり、トナー濃度を調整し、その後に現像電位を調整
する調整シーケンスである。

【００２５】この調整シーケンスにおけるトナー濃度調
整は、先ず、図６に示すように、基準発光強度信号や現
像電圧調整信号の初期設定データ２５ａ，２５ｂを強度
決定手段１１及び現像電圧印加手段７に設定した後（Ｓ
１）、メモリ２３の記憶に基づき濃度１００％、２００
ｄｐｉのトナー濃度調整用パッチを形成し（Ｓ２）、そ
のパッチの濃度をフォトセンサ２４で検出する。次に、
そのパッチ検出濃度と濃度１００％、２００ｄｐｉの濃
度とを比較し（Ｓ３）、検出濃度が満たない場合には、
それらの濃度差からトナー補給量を演算し（Ｓ４）、そ
の量のトナーを補給するようにトナーディスペンサを起
動させる（Ｓ５）。そして、このパッチ形成動作からデ
ィスペンサ駆動までのシーケンスを濃度１００％、２０
０ｄｐｉの検出濃度が得られるまで繰り返す（Ｓ２〜
５）。他方、濃度１００％、２００ｄｐｉ以上の検出濃
度が得られた場合には、後述する現像電位調整サブルー
チンを実行して（Ｓ６）終了する。

【００２６】この調整シーケンスでは、検出濃度から求
められる再現濃度が１．３以上となれば十分なトナー濃
度となったと判別している。具体的には、下記式（１）
より検出濃度を求め、それらの値が下記式（２）を満た
すようになったら現像電位調整サブルーチンを実行する
ように構成している。そして、フォトセンサは図１３に
示すような特性を有して例えば再現濃度が１．４となっ
た場合にはＲａｄｃの値は０〜２程度の値となってセン
サの出力が飽和してしまっているが、判別式（２）によ
る判別は正しい判別を行うことができる。

【００２７】 Ｒ ＝ （Ｖ_patch ／Ｖ_cln ）×２００ ……（１）、 Ｒ_adc ＜ ３ ……（２）、 但し、Ｖ_patch は各パッチの検出濃度、Ｖ_cln は 感光
体ドラム表面を検出したときの検出濃度、Ｒ_adc は 式
（１）のＶ_patch に図８の調整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。

【００２８】現像電位調整サブルーチンは、基本的には
パッチを連続して３回形成し、その平均的な濃度とメモ
リ２３のパッチ濃度データとの濃度差に応じて現像電界
を調整するものである。具体的には、図７に示すよう
に、先ず、パッチ形成回数カウンタｎに０をセットした
後（Ｓ７）、調整値メモリ２５ｃ，２５ｄに基準発光強
度信号や現像電圧調整信号の調整設定データが格納され
ているか否かを判断し（Ｓ８）、格納されている場合に
はその調整設定データを強度決定手段１１及び現像電圧
印加手段７に設定する一方で（Ｓ９）、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調整信号の初期
設定データ２５ａ，２５ｂを強度決定手段１１及び現像
電圧印加手段７に設定する（Ｓ１０）。次に、メモリ２
３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（Ｓ１
１）、そのパッチの濃度をフォトセンサ２４で検出させ
る（Ｓ１２）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（Ｓ１１）と検出（Ｓ１２）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（Ｓ１３）、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（Ｓ１４）ことに
より実現されている。更に、３回の検出値の平均検出値
を演算し（Ｓ１５）、その平均検出値と標準濃度値との
差を演算し、その差を打ち消すのに見合った調整値を演
算し（Ｓ１６）、その調整値を調整値メモリ２５ｃ，２
５ｄに上書きすると共に（Ｓ１７）基準発光強度信号あ
るいは現像電圧調整信号として出力する（Ｓ１８）。

【００２９】なお、この図７の現像電位調整サブルーチ
ンでは、調整値に応じて先ず基準発光強度を調整し、そ
れでも調整量が不足する場合においてのみ現像電圧を調
整するように構成した。また、露光強度の調整可能範囲
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５ｃ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
強度の調整可能範囲の上限は、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求まるものである。

【００３０】従って、この図７の調整シーケンスを実行
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１０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、以前に発光素子５ａの露光光の強度
が変更されているような場合であっても、それに応じた
基準値でもって差を求めるようにしているので、露光光
の強度が調整されていることに起因する設定値誤差を生
ずることはない。更に、この調整シーケンスでは、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
現像電界を調整するので、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
電界の調整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もない。

【００３１】図８に示す調整シーケンスは、所定のタイ
ミングにおいて適宜実行される調整シーケンスであり、
濃度６０％、分解能２００ｄｐｉのパッチを１度形成
し、その濃度とメモリ２３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調整するものである。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（Ｓ１９）、基準発光
強度信号や現像電圧調整信号の初期設定データ２５ａ，
２５ｂを強度決定手段１１及び現像電圧印加手段７に設
定した後（Ｓ２０）、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（Ｓ２１）、そのパッチをフォトセン
サで検出する（Ｓ２２）。次に、その検出結果の濃度と
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
の調整値を演算し（Ｓ２３）、その調整値をディスペン
スモータ駆動手段２１へのトナー補給量の調整信号とし
て出力する（Ｓ２４）。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調整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
の帯電量を調整することができる。最後に、基準発光強
度信号や現像電圧調整信号を元の状態に復帰させて調整
シーケンスを終了する（Ｓ２５）。そして、このような
中間調濃度で代表してトナー濃度の調整をすることによ
り、全ての階調濃度をまんべんなく適当に調整すること
ができる。

【００３２】なお、この図８の調整シーケンスは、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、トナー補給量の調整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
その消費量を補うようにトナーが補給されているので、
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２０となる毎に
この調整シーケンスを実行するように構成している。

【００３３】従って、この図８の調整シーケンスを実行
した際には発光素子５ａの発光光強度は例えば図１１に
示すように変化し、また、この調整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
当なトナー濃度に調整されるので、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
適宜調整するように構成され、しかも、この調整シーケ
ンスにおけるパッチを形成する際にも当然にそれらの調
整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、トナー補給量の調整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。

【００３４】図９に示す調整シーケンスは、所定のタイ
ミングにおいて適宜実行される調整シーケンスであり、
濃度６０％、分解能２００ｄｐｉのパッチを１回形成
し、その濃度と基準値との差に応じて現像電界を調整す
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（Ｓ２６）、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（Ｓ２
７）、そのパッチの濃度をフォトセンサ２４で検出する
（Ｓ２８）。次に、その検出濃度が図７の調整シーケン
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（Ｓ２９）、所定値以上の濃度差がある
場合には、本調整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、パッチを形成する際
の発光強度に応じた基準値を求め、検出したパッチ濃度
の検出値と基準値との差を演算し、その差の５０％を打
ち消すのに見合った調整値を演算し（Ｓ３０）、その調
整値を調整値メモリ２５ｃ，２５ｄに上書きすると共に
（Ｓ３１）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調整信号として出力する（Ｓ３
２，Ｓ３３）。

【００３５】なお、この図９の調整シーケンスでも図７
の調整シーケンスの場合と同様に、調整値に応じて先ず
基準発光強度を調整し、それでも調整量が不足する場合
においてのみ現像電圧を調整するように構成している。
また、この調整シーケンスでは、濃度差全体を打ち消す
のに見合った調整量を算出し、その調整量に調整割合に
応じた調整係数を乗じることで、濃度差の５０％を打ち
消すのに見合った調整値を算出している。更に、この調
整シーケンスでは、検出濃度と図８の調整シーケンスに
おける検出濃度との間の濃度差が、例えば、検出濃度と
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以内に想到する場合、つまり下記式（３）より各
検出濃度を求め、それらの値が下記式（４）を満たす場
合において調整シーケンスを継続して実行するように構
成している。

【００３６】 Ｒ ＝ （Ｖ_patch ／Ｖ_cln ）×２００ ……（３）、 ｜Ｒ_adpc−Ｒ_adc ｜ ＜ １５ ……（４）、 但し、Ｖ_patch は各パッチの検出濃度、Ｖ_cln は 感光
体ドラム表面を検出したときの検出濃度、Ｒ_adpcは 式
（１）のＶ_patch に図８の調整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の調整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。

【００３７】従って、この図９の調整シーケンスを実行
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１２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、以前に発光素子５ａの露光光の強度が変更さ
れているような場合であっても、それに応じた基準値で
もって差を求めるようにしているので、露光光の強度が
調整されていることに起因する設定値誤差を生ずること
はない。更に、この調整シーケンスでは、この調整値を
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調
整シーケンスを実行したとしても調整動作の前後の画像
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、この調整シーケンスでは、図８の調整シーケ
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、その検出濃度が図８の調整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調整シーケンス
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
の調整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】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、トナー濃度が極端
に低下したあとでも濃度１００％の高濃度のパッチを適
宜形成することにより所定のトナー濃度に復帰させるこ
とができ、しかもそれと共に、濃度６０％の中間調濃度
のパッチを所定の画像形成数毎に形成して現像器６への
トナー補給量を調整したり、現像ロール６ａに印加する
現像バイアスと静電潜像との電位差を調整したりしてい
るので、長期に亘って画像濃度及びトナー濃度を安定さ
せることができた。特に、現像電位の補正においては、
２０枚の画像を形成するたびにあるいは各種の条件の下
で補正を実行し、しかも、発光素子５ａの光強度の変化
に起因するパッチの検出値の変動を取り除いた上で現像
電位の調整値を演算するようにしているので、画像濃度
を精度良く補正して安定させることができた。

【００３９】なお、本実施形態では、トナー像の濃度を
検出しそれに基づいて現像電位を調整する場合において
のみ、トナー像を形成する際の露光光の強度に応じて濃
度判別の基準値を変化させたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば、トナー像の濃度を検出しそ
れに基づいてトナー濃度を調整する場合においても、ト
ナー像を形成する際の露光光の強度に応じて基準値を変
化させてもよい。

【００４０】実施形態２ トナー像の検出濃度に応じて発光素子５ａの発光強度や
現像電圧の大きさを調整する場合における設定手段２７
の基準値の変化方法を変更した以外は、実施形態１の画
像形成装置と同様の構成である。本実施形態における基
準値の変化のさせ方は、図１６に示すような特性に基づ
いて基準値を変化させることで実施形態１の場合よりも
細かく基準値を変化させるものであり、設定手段２７
は、発光素子５ａの発光強度が９０〜２５０までの１６
０変化した場合には基準値が１５減るような特性直線に
基づいて適宜基準値を演算して出力している。

【００４１】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、実施形態１よりも
更に精度良く現像電位の調整値を演算することができ、
画像濃度も更に精度良く補正して安定させることができ
た。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の画
像形成装置では、検出手段が形成手段により像担持体上
に形成されたトナーの付着パターンの濃度を検出し、制
御手段がその付着パターンの検出結果と基準値との比較
結果に応じて、形成すべき画像の濃度を制御する際に、
設定手段が形成手段による露光光の強度に応じて上記濃
度制御の基準値を設定するので、上記比較結果において
は形成手段による露光光の強度変化に起因する付着パタ
ーンの検出結果の変動誤差を減少させることができ、そ
の比較結果に応じてなされる形成すべき画像の濃度制御
を精度良く行うことができる。

【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】 強度調整手段による光強度の調整基礎データ
（（ａ）は感光体ドラムの温度と光強度の調整量との関
係図、（ｂ）は感光体ドラムの累積駆動時間と光強度の
調整量との関係図）。

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

【図５】 制御手段における不揮発性メモリのデータ構
造。

【図６】 制御手段による調整シーケンス（その１）。

【図７】 図６の調整シーケンスにおけるサブルーチ
ン。

【図８】 制御手段による調整シーケンス（その２）。

【図９】 制御手段による調整シーケンス（その３）。

【図１０】 図６の調整シーケンスを実行した時のタイ
ミングチャート。

【図１１】 図７の調整シーケンスを実行した時のタイ
ミングチャート。

【図１２】 図８の調整シーケンスを実行した時のタイ
ミングチャート。

【図１３】 従来の濃度補正技術による画像濃度調整状
態の説明図（（ａ）は中間調濃度のトナー像に基づきト
ナー濃度を調整した場合の説明図、（ｂ）は中間調濃度
のトナー像に基づき現像電位を調整した場合の説明
図）。

【図１４】 発光素子の露光光の強度を変化させて６０
％濃度のトナー像を検出したときのフォトセンサの検出
特性図。

【図１５】 実施形態１における発光素子の露光光の強
度と基準値との関係図。

【図１６】 実施形態２における発光素子の露光光の強
度と基準値との関係図。

【図１７】 露光光の強度を変化させて一定の濃度情報
に対応した静電潜像を形成した時の状態を示す図
（（ａ）は光強度を弱めたとき、（ｂ）は標準的な光強
度の時、（ｃ）は光強度を強めたとき）。

【図１８】 図１７の各静電潜像を現像したときのトナ
ーの付着所帯を示す模試図（（ａ）は光強度が弱いと
き、（ｂ）は標準的な光強度の時、（ｃ）は光強度を強
めたとき）。

【図１９】 露光光の光強度を変えたときの形成すべき
画像の濃度とその画像濃度におけるフォトセンサの検出
値との関係を示す図。

【符号の説明】

２：感光体ドラム、４：帯電コロトロン、５：レーザ露
光器、６：現像器、７：現像電圧印加手段、２３：メモ
リ、２４：フォトセンサ、２５：制御手段、２６：パッ
チ形成手段、２７：設定手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体を露光して静電潜像を形成し、
   更にこの静電潜像を現像してトナーの付着パターンを形
   成する形成手段と、 像担持体上に形成された上記付着パターンの濃度を検出
   する検出手段と、 検出手段による上記付着パターンの検出結果と基準値と
   の比較結果に応じて、形成すべき画像の濃度を制御する
   制御手段と、 上記形成手段による露光光の強度に応じて上記濃度制御
   の基準値を設定する設定手段とを有することを特徴とす
   る画像形成装置。