JPH08314262A

JPH08314262A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08314262A
Application number: JP7119882A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sekiguchi; 敦史関口; Kimio Nishizawa; 公夫西沢
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】あらゆる環境変化にも対応して、トナーの付
着条件を改善し、適正な画像の形成条件が得られるよう
にする。また、パッチ画像の信号を精度よく検知できる
ようにする。特に、カラー画像形成装置において、像担
持体上に付着する各トナー層の厚みを一定量にし、色安
定性を向上する。【構成】電子写真方式における印刷システムにおい
て、テストベタパッチを像担持体上に出力し、その画像
を発光素子と受光素子を組み合わせた光学的正反射方式
パッチ検知システムにより電気的信号として読みとり、
その信号をもとにそのパッチのトナー付着量を推定し、
ベタ画像に関わる画像形成条件の１つである現像剤搬送
担持体の搬送スピードを制御する画像形成装置におい
て、テストベタパッチを出力する際に同一なテストパタ
ーンを搬送スピードを変えて複数回出力し、それぞれの
パターンにより割り出されるトナー付着量を判定し、検
知の確度を上げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ等の
電子写真プロセスを利用するデジタル方式による画像形
成装置に係り、特に像担持体上にトナー像を重ね合わせ
てカラー画像を得るカラー画像形成装置で、像担持体へ
のトナー付着量を制御して色や濃度の安定性を向上させ
るようにしたカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタル方式、反転現像の画像形
成装置が実用化されており、例えばカラー電子写真複写
機並びにパーソナルコンピュータやファクシミリ等の出
力部を構成するカラー記録装置が知られている。

【０００３】このような画像形成装置においては、連続
運転時であっても再現性の良好な記録画像を得るため
に、調整作業を行なう必要があるが、この調整作業は複
雑でしかも煩雑であるという問題点を有していた。この
問題点を解消するために、現在ではパッチ検知方式によ
る画像濃度コントロール技術が採用されている。

【０００４】またカラー画像を形成するために、像担持
体の周縁部にイエロー(Ｙ)，マゼンタ(Ｍ)，シアン(Ｃ)
等の現像剤を内蔵した現像手段を設けたカラー画像形成
装置では、各色全ての色安定性を確保するため、各色に
ついてパッチ濃度パターンを検知する必要がある。

【０００５】特開昭63-113568号公報に記載されている
技術もこのパッチ検知方式の一例であって、各色毎の階
調濃度パターンを感光体上に形成し、検知センサーによ
って該パターン濃度を測定することで補正量を求め、こ
の補正量に基づいてレーザビーム等の露光量を可変し濃
度調整処理を行うものである。

【０００６】また、露光量制御の他に帯電電位の制御を
行う技術や現像バイアス制御を行う技術も開示されてい
る。

【０００７】しかし、かかる技術では、各色毎の階調濃
度パターンの測定データの種類や数量が膨大となり、調
整処理に関わるプログラムが複雑化したり用意する補正
データも増大し設計コストが膨大になり過ぎるという問
題点があるため、検知濃度データ値の変動に合わせてト
ナー付着量を制御するように、メモリから制御係数を読
み出して現像スリーブの回転数を速度可変にフィードバ
ック制御する技術も開発されている（特願平６−１８９
２１１号）。

【０００８】さらに、この技術では、トナーが少ないと
パッチ画像の検知信号値がトナー付着量の若干の増減で
ばらつき、トナーが感光体１を覆うようになるとトナー
付着量が増加しても検知信号値が変わらなくなるため、
かかる不安定領域を除いた安定領域内に検知信号の値が
入るように、現像スリーブの回転数を画像記録モード時
の１／３に減じ、感光体へのカラーパッチ画像のトナー
付着量を１／３に落としてカラーパッチ画像を検知し、
正確にトナー付着量を設定してから、図10に基づいてプ
リント画像形成時のトナー付着量を予測し、現像スリー
ブ回転数を制御するようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の画像
形成装置では、画像形成時の環境変化等により、トナー
付着量に関する種々の問題点を生ずる。

【００１０】また、トナーの特性等の影響により現像ス
リーブの回転数とトナー付着量との関係が直線的になら
ない場合もある。

【００１１】次に、検知センサの検知信号の調整につい
てであるが、通常、パッチ画像の信号出力を正確にとら
えるためには、該パッチ画像を検知する前に、感光体ド
ラムを空回しして検知センサの検知信号を調整するベー
スライン補正が行われるが、感光体ドラムを長期間使用
した場合、表面に汚れが生じたり傷が発生したりして感
光体ドラムの表面状態が変化する。表面状態が変化して
くると、検知センサの検知信号が大きく変動し、この調
整が難しくなり、良好な画像信号出力を得るためには、
ベースライン補正に時間がかかってしまう。

【００１２】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、あらゆる環境変化にも対応して適正な画
像の形成条件が得られるようなデジタル画像形成装置を
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像担持体の
周囲に帯電手段と露光手段と現像手段とを設け、反転現
像を行って像担持体上にトナー像を形成する画像形成装
置において、予め装置内に記憶された基準濃度データに
応じ、画像形成前に像担持体上にテストベタパッチ画像
を出力するパッチ画像出力手段と、前記像担持体上のテ
ストベタパッチ画像を光学的に検知する検知手段と、前
記パッチ画像検知時の検知手段の信号出力値を入力し、
該信号出力値に基づいてパッチ画像上のトナー付着量を
算出するパッチ画像トナー付着量算出手段と、該パッチ
画像のトナー付着量を基準とし、前記現像装置内の現像
剤搬送担持体表面のバイアス電圧及び／または像担持体
上の画像形成領域の表面電位に基づいて、像担持体に対
する現像剤搬送担持体の周速比に応じた像担持体のトナ
ー付着量を推定するトナー付着量推定手段と、前記現像
装置内の現像剤搬送担持体を速度可変に回転させる回転
手段と、前記検知手段の信号出力値に基づいてデジタル
画像形成時の像担持体の周速に対する現像剤搬送担持体
の周速比を可変設定する周速比可変設定手段とを備え、
前記テストベタパッチ画像を出力する際に、同一のテス
トベタパッチ画像を、前記周速比可変設定手段により現
像剤搬送担持体の搬送速度を変化させて複数回出力し、
像担持体上に形成されたそれぞれのパッチ画像を前記検
知手段により検出してトナー付着量を算出することによ
り、前記現像剤搬送担持体の搬送速度を設定して、画像
形成時に所望のトナー付着量を得ることを特徴とする画
像形成装置によって達成される。

【００１４】

【作用】本発明は本発明者による次の2つの実験確認に
基づいてなされたものである。

【００１５】帯電状態にある像担持体に対し、最適とす
る像露光量をもって潜像を形成し、これを現像すると、
ある領域までは図１０に示すように像担持体上でのトナ
ー付着量は現像スリーブの回転数に比例関係があるもの
の、回転数が上がるに従い、その比例関係がくずれてく
ることがわかった。

【００１６】本発明に係わる画像形成装置によれば、前
記テストベタパッチ画像を出力する際に、同一のテスト
ベタパッチ画像を、前記周速比可変設定手段により現像
剤搬送担持体の搬送速度を変化させて複数回出力し、像
担持体上に形成されたそれぞれのパッチ画像を前記検知
手段により検出してトナー付着量を割り出すことによ
り、前記現像剤搬送担持体の搬送速度を制御して、画像
形成時に所望のトナー付着量を得ることを特徴とするも
のである。

【００１７】本発明にかかる画像形成装置の構成によれ
ば、例えば、温度、湿度、像担持体の経時変化等のよう
に画像形成時の環境が変化すると、パッチ画像トナー付
着量はその時の環境に応じた値となり、このパッチ画像
トナー付着量を基準として周速比に応じたトナー付着量
が推定されるので、デジタル画像形成時の周速比を環境
変化に対応して可変設定することが可能となり、適正な
画像の形成条件が得られるようになる。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例の説明に先立って、本発明の
適用されるカラー画像形成装置の一例についてその構成
と作用を図１によって説明する。

【００１９】図において10は像担持体である感光体ドラ
ムでＯＰＣ感光体ドラム上に塗布したもので接地されて
時計方向に駆動回転させる。12はスコロトロン帯電器
で、感光体ドラム10周面に対しＶ_Hの一様な帯電をＶ_Gに
電位保持されたグリッドとコロナ放電ワイヤによるコロ
ナ放電によって与えられる。このスコロトロン帯電器12
による帯電に先だって、前プリントまでの感光体の履歴
をなくすために発光ダイオード等を用いたＰＣＬ11によ
る露光を行って感光体周面の除電をしておく。

【００２０】感光体への一様帯電ののち像露光手段13に
より画像信号に基づいた像露光が行われる。像露光手段
13は図示しないレーザダイオードを発光光源とし回転す
るポリゴンミラー131、ｆθレンズ等を経て反射ミラー1
32により光路を曲げられ操作がなされるもので、感光体
ドラム10の回転（副操作）によって潜像が形成される。
本実施例では文字部に対して露光を行い、文字部の方が
低転移Ｖ_Lとなるような反転潜像を形成する。

【００２１】感光体ドラム10周縁にはイエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）等のトナー
とキャリアとから成る現像剤をそれぞれ内蔵した現像器
14（Ｙ），14（Ｍ），14（Ｃ），14（Ｋ）が設けられて
いて、先ず１色目の現像は、イエローの現像剤を内蔵し
た現像器14（Ｙ）で、マグネットを内蔵しイエローの現
像剤を保持してＮ（Ｙ）rpmで回転する現像スリーブ141
（Ｙ）によって反転現像が行われる。現像剤はフェライ
トをコアとしてそのまわりに絶縁性樹脂をコーティング
したキャリアと、ポリエステルを主材料として色に応じ
た顔料と荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたト
ナーとからなるもので現像剤は層形成手段によって現像
スリーブ141上に30〜600μmの層厚（現像剤）に規制さ
れて現像域へと搬送される。

【００２２】現像域における現像スリーブ141と感光体
ドラム10との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい0.2mm
〜1.0mmとして、この間にＶ_ACのＡＣバイアスとＶ_DCの
ＤＣバイアスが重畳して印加される。Ｖ_DCとＶ_H、トナ
ーの帯電は同極性ではあるため、Ｖ_ACによってキャリア
から離脱するきっかけを与えられたトナーはＶ_DCより電
位の高いＶ_Hの部分には付着せず、Ｖ_DCより電位の低い
Ｖ_L部分に付着し顕像化（反転現像）が行われる。

【００２３】１色目の顕像化が終わった後２色目の画像
形成工程にはいり、再びスコロトロン帯電器12によるＶ
_Hの一様帯電が行われ、２色目（マゼンタ）の画像デー
タによる潜像が像露光手段13によって形成される。この
とき１色目の画像形成工程で行われたＰＣＬ11による除
電は、１色目の画像部に付着したトナーがまわりの電位
の急激な低下により飛び散るため行わない。２色目の現
像はマゼンタの現像剤を内蔵した現像器14（Ｍ）で、マ
グネットを内蔵しマゼンタの現像剤を保持してＮ（Ｍ）
rpmで回転する現像スリーブ141（Ｍ）によって反転現像
が行われる。

【００２４】３色目（シアン）の画像形成工程について
も同様、２色目の顕像化が終った後スコロトロン帯電器
12による一様帯電と３色目（シアン）の画像データによ
る潜像形成が像露光手段13によって行われたのち、シア
ンの現像剤を内蔵した現像器14（Ｃ）でＮ（Ｃ）rpmで
回転する現像スリーブ141（Ｃ）によって反転現像が行
われて顕像化する。更に４色目（黒色）の画像形成工程
についても同様、３色目の顕像化が終った後、一様帯電
がされて４色目（黒色）の潜像形成がなされ、引続いて
黒色の現像剤を内蔵した現像器14（Ｋ）でＮ（Ｋ）rpm
で回転する現像スリーブ141（Ｋ）によって反転現像が
行われて顕像が形成される。

【００２５】一方給紙カセット15より半月ローラ16を介
して搬出された記録紙Ｐは一旦停止し、転写タイミング
の整った時点で給紙ローラ17の回転作動により転写域へ
と給紙される。

【００２６】転写域においては転写タイミングに同期し
て感光体ドラム10の周面に転写ローラ18が圧接され、給
紙された記録紙Ｐを狭着して多色像が一括して転写され
る。

【００２７】次いで、記録紙Ｐは尖突電極19によって交
流のコロナ放電がされて除電され感光体ドラム10の周面
より分離して定着装置20に搬送され、熱ローラ201と圧
着ローラ202の加熱、加圧によってトナーを溶着し定着
がなされたのち排紙ローラ２１を介して装置外部に排出
される。なお前記の転写ローラ１８は記録紙Ｐの通過後
感光体ドラム10の周面より退避離間して次なるトナー像
の形成に備える。

【００２８】一方、記録紙Ｐを分離した感光体ドラム10
は、クリーニング装置22のブレード221の圧接により残
留トナーを除去、清掃し、再びＰＣＬ11による除電と帯
電器12による帯電を受けて次なる画像形成のプロセスに
入る。なお前記のブレード221は感光体面のクリーニン
グ後直ちに移動して感光体ドラム10の周面より退避す
る。

【００２９】なお、現像条件は次の通りである。

【００３０】 (1) 感光体ドラム１0の帯電電位（Ｖ_H）：− 750Ｖ (2) 現像スリーブ141のＤＣバイアス電圧（Ｖ_DC）：−
650Ｖ (3) 現像スリーブ141のＡＣバイアス電圧（Ｖ_AC）：1.7
kＶ_P-P (4) 現像スリーブ141の周波数：８ｋＨz (5) 現像剤搬送量（Ｄ_WS）：20〜30 mg/cm² (6) 現像領域間隙 : 0.5 mm (7) 画像書き込み電位（Ｖ_L ）：−40〜−50Ｖ (8) 感光体ドラム10のラインスピード：100 mm/sec (9) 現像スリーブ141のラインスピード：通常プリント時： 180〜480 mm/sec テストパッチ形成時：60 mm/sec, 70 mm/sec, 80 mm/se
c (10) 使用現像剤：二成分現像剤 (11) 帯電量変化量：±３μＣ／ｇ（湿度 20〜80％）以下、このカラーパッチ画像を用いての画像形成条件の
制御について詳しく説明する。カラーパッチ用画像デー
タは予めメモリ34に記憶されており、画像調整モード時
に制御部31がメモリ34から各色のカラーパッチ用画像デ
ータを順次読み出し、像露光手段13に対してカラーパッ
チ用画像データを出力することで、スコロトロン帯電器
12で帯電した感光体ドラム10に基準光量、この場合には
ＰＷＭ方式による最大光量の露光が行われ、現像器14
（Ｙ），14（Ｍ），14（Ｃ），14（Ｋ）によって静電潜
像が顕像化する。このように、スコロトロン帯電器12、
像露光手段13、現像器14、メモリ34及び制御部31はカラ
ーパッチ画像形成手段としての機能を有している。

【００３１】一方、分離用尖突電極19とクリーニング装
置22との間に設けられた検知センサ33は、図２（Ａ）の
概略構成図に示したように、感光体ドラム10の仮想垂線
(点線)に対し各々40°の角度をもって設置された一対の
発光ダイオードＬＥＤ（発光素子、図２（Ｂ）参照）
と、フォトトランジスタＰｈＴｒ（受光素子、図２
（Ｃ）参照）とで構成され、カラーパッチ画像を形成す
るトナー量に応じた反射光を受光するようになってい
る。なお、本実施例の検知センサ33は、発光素子として
スタンレー社製のＬＥＤ、ＭＰＹ３３６８Ｓを、受光素
子としてシャープ製のフォトトランジスタ（ＰｈＴｒ）
ＰＴ３８０を使用した構成とし、該検知センサ33の各素
子（ＬＥＤ，ＰｈＴｒ）と感光体ドラム10との距離を６
ｍｍに設定した。

【００３２】図３は、前記ＬＥＤとＰｈＴｒのカラーパ
ッチ画像検出回路32を示すものである。ＬＥＤには電圧
Ｖ_LED及び抵抗321に基づいた電流が流れて、一定光量の
光を発する。一方、ＰｈＴｒは受光光量に比例した電流
値が得られ、抵抗322と抵抗323との比で決まる可変電圧
がＯＰアンプ326に入力すると、抵抗324と抵抗325で決
定される増幅率で増幅され出力電圧（検知シグナル）を
得るものである。この際ＬＥＤには570nmの光波長のも
のが用いられていて、感光体面上に付着するトナー付着
量は同じであってもトナー色によって出力電圧は相違し
ているので、トナー色補正回路327によってトナー色に
よる差異がないよう補正が行われる。本実施例では黒色
に合わせるよう補正を行っている。

【００３３】制御部31は、感光体ドラム10に対する現像
スリーブ141の周速比を設定して検知センサ33から検知
信号を入力し、そして、周速比とトナー付着量との関係
を推定してデジタル画像形成時の周速比を設定する。

【００３４】上記周速比は、現像スリーブ１４１の周速
Ｖ_Sを感光体ドラム１０の周速Ｖ_Pを除したものであり、
現像スリーブ１４１の周速Ｖ_Sは次式で表される。

【００３５】Ｖ_S(mm/sec)＝現像スリーブの回転数(rpm)
×２πｒ／６０ここで、ｒは現像スリーブ１４１の半径（ｍｍ）であ
る。

【００３６】次に、制御部31の動作を図４のフローチャ
ートに基づいて説明する。

【００３７】（１）ステップ（図中では「Ｓ」と記して
あり、以下同様とする）１では、感光体ドラム１０の安
定化とレーザパワーＶ_Hの調整を行う。

【００３８】（２）ステップ２では、現像剤撹拌による
均一安定化と、Ｌ検知手段による所定のトナー濃度値の
制御を行う。

【００３９】（３）以上の初期準備が終了したら、パッ
チ検知による制御を開始する。（ステップ３）（４）図５は、検知信号値とトナー付着量の関係を示す
図であり、この図に示すように、感光体ドラム１０上に
トナー付着がないときには受光素子ＰｈＴｒの受光光量
は最大となり、検知信号も最大となり、トナーが感光体
ドラム１０を覆うまではトナー付着量が増加するに従い
検知信号も低下する。

【００４０】しかし、トナーが少ない領域はトナー付着
量の若干の増減で受光素子ＰｈＴｒの受光光量にバラツ
キが生じるため、検知信号は安定領域の上限を示し、こ
れ以降、変動傾向が大きくなる。また、トナーが感光体
ドラム１０を覆ってからはトナー付着量が増加しても受
光素子ＰｈＴｒの受光光量は変わらないので検知信号は
下限を示し飽和状態となる。こうした変動領域や飽和領
域は不安定領域であり、トナー付着量に対する安定した
出力電圧が得られない。

【００４１】検知信号の上限におけるトナー付着量は0.
1mg/cm² 、下限におけるトナー付着量は0.4mg/cm² であ
ることが測定結果として求められ、トナー付着量が0.1
〜0.3mg/cm² となる領域が検知センサ３３の検知信号の
安定検知領域となる。

【００４２】パッチ画像を検知する前には、感光体ドラ
ム１０を空回しして検知センサ３３の検知信号を調整す
るベースライン補正が行われるが、これについては後述
する。

【００４３】しかし、周速比を0.7 の一カ所に設定して
現像スリーブ141を一定回転してカラーパッチ用画像デ
ータを出力してトナー付着量を割り出すことは誤差要因
により不安定である。

【００４４】前記検知センサ33の検知信号が安定検知領
域に入るように、現像スリーブ141の回転数を定常の画
像記録モード時よりも減じるよう制御する。即ち、パッ
チ検知時には、現像スリーブ141の周速Ｖ_Sを60 mm/sec,
70 mm/sec,80 mm/secの３段階に減速する。従ってプリ
ント時における像担持体の周速Ｖ_Pを100 mm/sec(図１に
示す時計方向回転)としたとき、像担持体の周速Ｖ_Pに対
する現像スリーブ141の周速Ｖ_Sの周速比（Ｖ_S／Ｖ_P）
は、0.6、0.7、0.8に設定される。（ステップ４）（５）次に、同一のテストベタパッチを、前記３段階の
周速比に変えて、現像スリーブ141の各周速にて出力
し、それをパッチ検知システムにより電気的信号として
読み取り検知し、その各信号値からそのトナー付着量を
割り出す。上記３つの周速比（0.6,0.7,0.8）における
トナー付着量をもとに中心値0.7におけるトナー付着量
を割り出す。今回は上記３つの周速比（0.6,0.7,0.8）を
用いたが、周速比の数はこれに限定されるものではな
く、周速比の数を増やすことで検知の正確度は増すが、
検知が繁雑になるため上記３つの周速比（0.6,0.7,0.
8）を用いた。（ステップ４）（６）この検知による周速比0.7におけるトナー付着量
から実プリント時において所望のトナー付着量を得るた
めの現像スリーブ141の周速Ｖ_Sを以下の式を用いて割り
出す（ステップ６）。ステップ６では、入力した検知信
号に基づいて、前述の図５よりパッチ画像トナー付着量
を算出し、周速比Ｖ_S／Ｖ_Pに応じたトナー付着量を推定
する。

【００４５】トナー付着量と周速比との関係は、次式
（１）に基づいて級数を発生させることにより推定され
る。

【００４６】Ｍ_(n)＝Ｍ₍₁₎×（Ｖ_DC−Ｖ_L−Ｑ×ｋ×Ｍ_(n-1)）／Ｖ_DC＋Ｍ_(n-1) ・・・・(1) 但し、Ｍ_(n) ：周速比0.7 ×ｎ（ｎ：整数）のときのト
ナー付着量（kg・m ^-2) Ｍ₍₁₎ ：周速比0.7 のときのトナー付着量（kg・m ^-2) Ｖ_DC ：現像スリーブ141表面のバイアス電圧Ｖ_L ：感光体ドラム10上の書き込み電位Ｑ：トナー帯電量（Ａ・skg ^-1）ｋ：電位換算のための係数〔1.5 ×10²(Ａ^-2ｓ^-4ｍ
⁴ ｋｇ）即ち、周速比0.7 のときのパッチ画像トナー付着量Ｍ
₍₁₎ を基準のトナー付着量として、トナー付着量Ｍ
₍₂₎ , Ｍ₍₃₎ , ・・・, Ｍ_(n) を、この式（１）に基づ
いて、順次、推定していく。

【００４７】尚、係数ｋは、トナー特性によって決まる
値であり、トナー付着量とトナー帯電量に基づいて実験
的に得られる定数である。

【００４８】この式（１）の内容について説明すると、
トナー付着量Ｍ₍₁₎ は、パッチ画像検知の実測値である
ため、トナー付着量Ｍ₍₁₎ は、その時の環境に応じた値
となり、例えば、温度、湿度、感光体10の経時変化等の
ように画像形成時の環境が変化したときは、このトナー
付着量Ｍ₍₁₎ も変化する。

【００４９】図６は、式（１）を説明するための図であ
るが、この図に示すように、感光体ドラム10上の画像形
成領域にトナーが付着していなければ、この領域の表面
電位は書き込み電位Ｖ_L となっている。トナーが現像ス
リーブ141から飛翔して感光体ドラム10の画像領域に付
着すると、感光体ドラム10の画像形成領域の表面電位
は、トナーが付着した分、低下する。（Ｑ×ｋ×Ｍ
_(n-1)）は、全トナー帯電量に応じた値であり、感光体
ドラム10上の実際の表面電位は、その帯電量も含めた電
位となる。即ち、トナーが感光体ドラム10上の画像領域
に付着するにつれて、感光体ドラム10の画像領域に付着
するトナー量も少なくなってくると仮定している。

【００５０】図７は、前記式（１）に基づいてトナー付
着量と周速比との関係を推定した図であるが、周速比が
増えても、トナー付着量がそれに応じて直線的に増えな
いのは、そのためである。

【００５１】このステップ６が、周速比に対するトナー
付着量を推定するトナー付着量推定手段に相当する。

【００５２】ステップ７では、図７に基づいて、プリン
ト画像形成時の所望のトナー付着量を得るための現像ス
リーブ141(Y),141(M),141(C),141(K)の周速、回転数を
割り出す。このステップ５が周速比設定手段に相当す
る。なお、周速比と現像スリーブとの関係は、次式
（２）により表される。

【００５３】Ｔ₀ ＝（Ｔ₁ ／Ｔ₂）・・・・・・（２）但し、Ｔ₀ ：感光体ドラム10と現像スリーブ141との周
速比Ｔ_１：現像スリーブ141の周速（mm/sec) Ｔ_２：感光体ドラム10の周速（mm/sec) かかる構成によれば、例えば、温度、湿度、感光体10の
経時変化等のように画像形成時の環境が変化すると、ト
ナー付着量Ｍ₍₁₎ がそれに対応し、このパッチ画像トナ
ー付着量を基準として周速比に応じたトナー付着量を推
定するので、画像形成時の環境が変化しても、また、ト
ナーの性能等の影響を受けずに適正な画像の形成条件が
得られるように周速比を可変制御することができる。

【００５４】次に、ベースライン補正について説明す
る。

【００５５】前述のように、パッチ画像を検知する前に
は、感光体ドラム10を空回しして検知センサ33の出力が
ある一定範囲になるようにＬＥＤの光量を調整するベー
スライン補正が行われる。これは感光体ドラム10を長期
間使用すると、感光体ドラム10の表面状態が変化し、検
知センサ33の検知出力が大きく変化するためである。

【００５６】

【表１】

【００５７】しかし、ベースライン出力値が変動して
も、パッチ画像を検知した時の出力値も同じように変動
するため、ベースライン出力値とパッチ画像を検知した
時の出力値との比は、さほど変化しない。

【００５８】本実施例では、この点に着目して長期間使
用しても正確なパッチ画像の検知出力値を得るようにし
ている。

【００５９】次に、図８のフローチャートに基づいて、
この処理内容を詳細に説明する。

【００６０】ステップ11では、パッチ検知センサ33のユ
ニットを作動する。

【００６１】ステップ12では、感光体ドラム10を空回し
する。

【００６２】ステップ13では、検知信号値が指定ベース
ライン出力の±２％になるように検知センサ33の発光素
子（ＬＥＤ）の光量を調整する。これにより、実際のパ
ッチ画像を検知する前に、感光体ドラム10の表面の状
況、検知センサ33の状況が考慮される。

【００６３】ここまでが、通常行われるベースライン補
正である。

【００６４】次に、ステップ14では、パッチ検知センサ
33のユニットを再び作動する。

【００６５】ステップ15では、感光体ドラム10に対する
現像スリーブ141(Y),141(M),141(C),141(K)の周速比を
0.7 になるように制御する。

【００６６】ステップ16では、パッチ画像を設置周速比
にて感光体ドラム10上に形成する。

【００６７】ステップ17では、テストパッチ画像に基づ
いた検知センサ33の出力値Ｖ₂ を測定する。

【００６８】ステップ18では、テストパッチ画像の周辺
部における検知センサ33の出力値を測定する。この値は
ベースライン出力値Ｖ₁ に対応する。図９は、ベースラ
イン部出力平均値Ｖ₁とパッチ部出力平均値Ｖ₂を示す模
式図である。

【００６９】ステップ19では、次式（３）により得た値
を検知出力とする。

【００７０】検知出力＝Ｖ₂ ／Ｖ₁ ・・・・・・（３）かかる構成によれば、パッチ画像の検知精度が向上し、
ベースライン補正をある一定レベルに収まった段階で終
了させても正確なパッチ画像の出力値が得られるため、
ベースライン補正が簡略化され、パッチ画像検知時の調
整時間を短縮することができる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる画
像形成装置は、テストベタパッチ画像を出力する際に、
同一のテストベタパッチ画像を、周速比可変設定手段に
より現像スリーブの搬送速度を変化させて複数回出力
し、像担持体上に形成されたそれぞれのパッチ画像を検
知手段により検出してトナー付着量を割り出すことによ
り、現像スリーブの搬送速度を制御して、画像形成時に
所望のトナー付着量を得ることを特徴とするものである
から、温度、湿度、像担持体の経時変化等のような画像
形成時の環境が変化しても、正確にトナー付着量を制御
するため、適正な画像の形成条件が得られるように周速
比を可変設定するすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるカラー画像形成装置
の概略制御ブロック図。

【図２】本発明の一実施例における検知センサの概略構
成図及び回路図。

【図３】本発明の一実施例におけるカラーパッチ画像検
出回路図。

【図４】本発明の一実施例における画像調整処理のフロ
ーチャート。

【図５】本発明の一実施例における検知信号値とトナー
付着量の関係を示した特性図。

【図６】バイアス電圧，書き込み電圧の説明図。

【図７】本発明の一実施例におけるトナー付着量と現像
スリーブ回転数の関係を示した特性図。

【図８】ベースライン補正時の画像調整処理のフローチ
ャート。

【図９】ベースライン部出力平均値とパッチ部出力平均
値を示す模式図。

【図１０】従来のトナー付着量と現像スリーブ回転数の
関係を示した図。

【符号の説明】

10 感光体ドラム（像担持体） 12 スコロトロン帯電器 13 像露光手段 14 現像器 141 現像スリーブ（現像剤搬送担持体） 31 制御部 32 カラーパッチ画像検出回路 33 検知センサ 34 メモリ 35 メモリＬＥＤ発光素子（発光ダイオード）ＰｈＴｒ受光素子（フォトトランジスタ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体の周囲に帯電手段と露光手段と
現像手段とを設け、反転現像を行って像担持体上にトナ
ー像を形成する画像形成装置において、予め装置内に記憶された基準濃度データに応じ、画像形
成前に像担持体上にテストベタパッチ画像を出力するパ
ッチ画像出力手段と、前記像担持体上のテストベタパッチ画像を光学的に検知
する検知手段と、前記パッチ画像検知時の検知手段の信号出力値を入力
し、該信号出力値に基づいてパッチ画像上のトナー付着
量を算出するパッチ画像トナー付着量算出手段と、該パッチ画像のトナー付着量を基準とし、前記現像装置
内の現像剤搬送担持体表面のバイアス電圧及び／または
像担持体上の画像形成領域の表面電位に基づいて、像担
持体に対する現像剤搬送担持体の周速比に応じた像担持
体のトナー付着量を推定するトナー付着量推定手段と、前記現像装置内の現像剤搬送担持体を速度可変に回転さ
せる回転手段と、前記検知手段の信号出力値に基づいてデジタル画像形成
時の像担持体の周速に対する現像剤搬送担持体の周速比
を可変設定する周速比可変設定手段とを備え、前記テストベタパッチ画像を出力する際に、同一のテス
トベタパッチ画像を、前記周速比可変設定手段により現
像剤搬送担持体の搬送速度を変化させて複数回出力し、
像担持体上に形成されたそれぞれのパッチ画像を前記検
知手段により検出してトナー付着量を算出することによ
り、前記現像剤搬送担持体の搬送速度を設定して、画像
形成時に所望のトナー付着量を得ることを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】前記画像形成装置が、複数の現像手段を
有するカラー画像形成装置であることを特徴とする請求
項１記載のデジタル画像形成装置。
【請求項３】前記画像形成装置が、像形成体の周辺に
帯電手段、像露光手段及び複数の現像手段を配設し、前
記像形成体の一回転中に帯電、像露光及び現像の各処理
を繰り返して、像形成体上にトナー像を重ね合わせて形
成したのち、該トナー像を転写材上に一括して転写する
カラー画像形成装置であることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の画像形成装置。