JPH09258504A

JPH09258504A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09258504A
Application number: JP8090050A
Authority: JP
Inventors: Hidemune Ootake; 英宗大嶽
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】経時変化や環境変動などに影響されず、高品
位な画像出力を維持できる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム２１、記録紙７１を保持し
て搬送するクランプドラム１１、感光体ドラム２１を帯
電させるグリッドバイアス電源８４、感光体ドラム２１
上を露光して感光体ドラム２１上に静電荷像を形成する
ＬＤ制御部２、感光体ドラム２１と記録紙７１との間に
電圧を印加し感光体２１上の静電荷像を記録紙７１に転
写する転写バイアス電源８５、記録紙７１上に転写され
た静電荷像の現像装置などを有している。記録紙７１上
の非画像領域には、ソリッド部、地肌部、および少なく
とも１つの中間濃度部の画像で形成される画像で形成さ
れる画像濃度検出用の画像パターンが形成されており、
この画像パターンの画像濃度の画像濃度センサ８１によ
る検出結果に基づいて記録紙７１上の画像濃度を制御す
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、画像形成装置に関
し、特に、複写機、ファクシミリ、あるいはプリンタな
どの画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、印刷分野において、最終的な印
刷用の刷版を作る前に試し刷りを行うために使用される
校正出力機として、一般的には、昇華性インクシートお
よびレーザ光学系を用いた画像形成装置、あるいはイン
クジェット書き込み装置を用いた画像形成装置などが知
られている。ところが、これらの画像形成装置は装置本
体や消耗品が高価であることから、安価な装置が望まれ
ており、このための画像形成装置として、潜像転写法や
液体現像を用いた画像形成装置がある。

【０００３】例えば、潜像転写法を用いた画像形成装置
としては、帯電された像担持体上に形成された潜像を記
録媒体搬送手段上の記録媒体に静電転写し、記録媒体に
転写された潜像を現像手段により現像して顕像化する形
式のものが知られている。また、この潜像転写法を用い
た画像形成装置では、像担持体として、例えば、通常の
電子写真装置において使用されているＯＰＣなどの感光
体が用いられ、これは、帯電手段としての例えば帯電ス
コロトロン２３などのコロナ放電装置によって−６００
〜−８００Ｖ程度に帯電される。そして、公知のＬＤ光
学系などの露光手段にて像担持体上に潜像が形成され
る。このような潜像形成工程においては、像担持体を帯
電および除電する都合上、像担持体の表面に外部電源に
よって所定の電圧を印加している。このため、一般的に
は像担持体は接地される。

【０００４】潜像は静電転写法により記録媒体搬送手段
上の記録媒体に転写されるものであるが、静電転写にお
いて、像担持体上の電荷を効率よく記録媒体上に転写す
るためには、像担持体面と記録媒体とを密着させ、外部
電源により像担持体と記録媒体間にバイアス電圧を印加
することが重要である。ここで、このようにして記録媒
体上に形成された潜像は、バイアス電圧が高々１００Ｖ
程度であるため、粉体トナーを用いる乾式現像装置では
良好な画像が得られない。そこで、通常は低電位の潜像
でも十分な現像が可能な湿式現像法が用いられる。

【０００５】さらに、湿式現像法を用いる画像記録装置
では、出力される画像の品質を安定に保つための手段と
して、記録媒体上の画像濃度を制御するために、湿式現
像装置内の現像液濃度を検出する手段を設けて現像液濃
度を所定の範囲内に保つ方法が種々採用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、校正出力機
として使用されている従来の画像形成装置では、現像液
濃度を制御するだけであり、記録媒体上に静電転写され
る潜像の電位を制御する手段が設けられていない。この
ため、帯電手段による像担持体上の帯電電位や外部電源
により印加される像担持体と記録媒体間のバイアス電圧
を積極的に制御することができないものであった。その
結果、上記像担持体や帯電手段の経時的な劣化および環
境変動により特性が変化した場合にその補正がなされ
ず、安定した品質の画像が得られないという課題があっ
た。

【０００７】さらに、記録媒体上の画像濃度を検出して
現像液濃度を制御する方法の場合、像担持体や帯電手段
の経時的な劣化および環境変動が考慮されていないた
め、画像出力の品質が経時的に変化（低下）し、高品位
の画像出力が求められる場合には不十分な方法であっ
た。

【０００８】また、潜像転写法に限らず一般的な電子写
真装置においては、感光体上の表面電位および画像濃度
を検出して、帯電電位およびトナー濃度を制御すること
は一般的に行われているが、感光体上のトナーを記録紙
上に転写する際に記録紙の紙種や環境などの影響を受け
ることにより感光体上のトナーが正確に記録紙上に転写
されるとは限らない。このため、適正な制御を行うこと
が困難で、校正用出力機として用いるに信頼性の点から
不十分なものであった。

【０００９】その他、画像形成装置を校正用出力機とし
て使用する場合において、従来、校正用出力機を制御す
るための専用のコンピュータホストを設け、作業者によ
って出力画像を画像濃度測定機で測定し、またこの結果
をホスト上の画像濃度補正用アプリケーションにより演
算させ、その結果を校正用出力機に反映させるという手
段をとる場合もある。ところが、この場合、人手が要る
ことから作業が煩雑となるし、またリアルタイムでの補
正制御できないなどの欠点がある。

【００１０】さらに、帯電手段、転写手段、および露光
手段などを個々に制御して、最終的な画像濃度が一定に
保たれるようにする方法もあるが、制御が複雑になる
し、また各センサの精度のバラツキの影響を受けるなど
の不具合が生じる可能性があった。

【００１１】本発明の目的は、経時変化や環境変動など
に影響を受けることがなくて、高品位な画像出力を維持
することができる画像形成装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の画像形成装置
は、像担持体、前記像担持体上を所定の電位に帯電させ
る帯電手段、前記像担持体上を露光し前記像担持体上に
静電荷像を形成する露光手段、前記像担持体と記録媒体
との間に所定の電圧を印加し前記像担持体上に形成した
静電荷像を前記記録媒体に転写するための転写手段、並
びに前記記録媒体上の転写された静電荷像を顕像化する
現像手段を有し、前記記録媒体上の非画像領域にはソリ
ッド部、地肌部、および少なくとも１つの中間濃度部の
画像で形成される画像で形成される画像濃度検出用の画
像パターンが形成されていることを特徴とする。ここ
で、中間濃度部は、例えば網点画像で形成されるもので
ある。

【００１３】請求項２の画像形成装置は、前記記録媒体
の前記画像パターンを前記画像形成装置により出力する
色数だけ形成するとともに、各色に対応する前記画像パ
ターンのスクリーン角およびスクリーン線数を各色の出
力画像におけるスクリーン角およびスクリーン線数と等
しくしたことを特徴とする。

【００１４】請求項３の画像形成装置は、像担持体、前
記像担持体上を所定の電位に帯電させる帯電手段、前記
像担持体上を露光し前記像担持体上に静電荷像を形成す
る露光手段、前記像担持体と記録媒体との間に所定の電
圧を印加して前記像担持体上に形成した静電荷像を前記
記録媒に転写するための転写電圧印加手段、前記記録媒
体上の転写された静電荷像を顕像化する現像手段、前記
記録媒体上の非画像領域に画像濃度制御に用いる画像パ
ターンを形成する手段、前記像担持体上に形成される前
記画像パターンの潜像電位を検知する電位検知手段、前
記記録媒体上に形成される前記画像パターンの顕像の光
学的濃度を検知する画像濃度検知手段とを備え、前記電
位検知手段の検知結果と前記画像濃度検知手段の検知結
果に基づいて前記帯電手段と前記露光手段を制御するこ
とを特徴とする。

【００１５】請求項４の画像形成装置は、請求項３にお
いて、前記記録媒体上に形成される前記画像パターンに
おける非露光部の画像濃度を前記画像濃度検知手段によ
り検知した結果に基づいて前記帯電手段による前記像担
持体上の帯電電位を制御することを特徴とする。

【００１６】請求項５の画像形成装置は、請求項３にお
いて、前記記録媒体上に形成される前記画像パターンに
おける中間濃度部の画像濃度を前記画像濃度検知手段に
より検知した結果に基づいて前記露光手段による露光の
光強度を制御することを特徴とする。

【００１７】請求項６の画像形成装置は、請求項３から
請求項５において、前記帯電手段による前記像担持体上
の帯電電位の補正値、および前記露光手段による露光の
光強度の補正値を、前記画像形成装置により出力する色
数について個々に設定することを特徴とする。

【００１８】なお、地肌部は記録媒体上に色が記録され
ていない状態の部分を、ソリッド部とは地肌部上に特定
の色（イエローＹ、マジェンタＭ、シアンＣ、ブラック
Ｂｋなど）がむらなく一様に記録された部分を、中間濃
度部は地肌部とソリッド部との中間の濃度の部分を、そ
れぞれ意味する。

【００１９】本発明では、記録紙上に設けた濃度制御用
の画像パターンと、この画像パターンの画像濃度を検出
する画像濃度センサとを設け、最終出力結果である記録
紙上の画像濃度が所定の値に保たれるように制御する。
これにより、潜像転写法や液体現像を用いて高精細で高
画質の画像を経時的に安定して得ることができ、経時変
化や環境変動などの特性変化の影響を受けることがな
い、画像形成装置を提供することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態の画
像形成装置を説明する。図１３に、この画像形成装置の
全体の概略構成を示した。図１３において、記録媒体と
しての静電記録紙（以下「記録紙」という。）７１は、
ロール状に巻かれて、記録紙ロール７０として図示しな
い紙管ホルダによって機械に装着されている。

【００２１】記録紙ロール７０から繰り出された記録紙
７１を装着する記録媒体搬送手段であるクランプドラム
１１の外周部１１ａの一部には、平面部１１ｂが形成さ
れている。また、平面部１１ｂには、記録紙７１の先端
を掴むクランプ爪１２、記録紙７１を排出するイジェク
トピン１３などが設けられている。

【００２２】クランプドラム１１の周囲には、像担持体
としての感光体ドラム２１、感光体ドラム２１への露光
を行う露光装置３０、記録紙７１に転写された静電潜像
を現像する現像装置などが配置されている。そして、感
光体ドラム２１と記録紙７１が保持されたクランプドラ
ム１１との間に転写手段である転写バイアス（図示せ
ず）によって電圧が印加されることで、静電転写が行わ
れれる。これにより、感光体ドラム２１上に形成された
静電潜像と鏡像関係にある鏡像潜像が記録紙７１上に転
写される。

【００２３】上記のようにして記録紙上７１に転写され
た静電潜像は、現像装置のスリット現像ヘッド（以下
「現像ヘッド」という。）６０により、現像タンク６２
内に収容された現像剤である現像液１０で顕像化され
る。現像装置は、現像ヘッド６０ａ〜６０ｄ、吸引ポン
プ６１、現像タンク６２、現像液供給パイプ６３、現像
液回収パイプ６４などから構成される。現像ヘッド６０
ａ〜６０ｄは、イエローＹ、マジェンタＭ、シアンＣ、
ブラックＢｋ用ものがそれぞれ１つづつ、合計４個あ
る。これらの現像装置は、それぞれがクランプドラム１
１面に密着するような形状に作られ、またクランプドラ
ム１１と非現像時において所定距離だけ離れた状態で放
射状に配置されている。なお、図示した例では、１つの
現像ヘッド６０ｃについての現像装置だけを示した。

【００２４】図１４に、実施の形態の画像形成装置にお
ける制御系のブロック図を示した。すなわち、この制御
系は、大別して、シーケンス制御部１、ＬＤ制御部２、
プロセス制御部３および操作部４により構成され、また
外部機器５と光学系ユニット６などを有している。

【００２５】シーケンス制御部１は、画像形成装置の各
種の動作を制御するために、外部機器５とのインターフ
ェース部、操作部４からの制御信号および各センサ類の
検知信号を入力する入力部、並びにモータやポンプなど
の駆動系およびチャージャの高圧電源や転写バイアス電
源などを制御するための出力部が設けられている。

【００２６】シーケンス制御部１の入力部には、クラン
プドラム１１、現像ヘッド６０、記録紙７１などの位置
を検出するためのポジションセンサ類の検知信号が入力
される。また、操作部４からオペレータがキー入力する
ことで、画像形成装置の動作を直接指示することができ
る。さらに、外部機器５とのインターフェース部によっ
て外部機器５とシリアル回線で接続されており、外部機
器５からのコマンドをシーケンス制御部１で解読するこ
とで、所定の動作を行わせることができる。また、シー
ケンス制御部１の出力部からは、クランプドラム１１を
回転駆動するためのメインモータ、給排紙用のモータ、
各色ごとの吸引ポンプおよび電磁弁、チャージャ用の高
圧電源、転写バイアス電源、除電用高圧電源などへのＯ
Ｎ／ＯＦＦ信号が出力される。

【００２７】ＬＤ制御部２は、露光装置（光学系ユニッ
ト）３０における半導体レーザ（ＬＤ）の光出力制御や
ポリゴン３０ａを駆動制御するためのポリゴンモータ３
０ｂの駆動などを行うためのものである。ＬＤ制御部２
の入力部には、ＬＤ駆動基板からのＬＤパワーモニタ信
号、同期検知センサの信号、あるいはポリゴンモータの
ロック信号などが入力される。ＬＤ制御部２の出力部か
らは、半導体レーザの画像データ信号およびパワー制御
信号、ポリゴンモータ３０ｂの駆動信号などが出力され
る。

【００２８】プロセス制御部３は、帯電スコロトロン２
３による帯電電位の制御、転写バイアス電圧の制御、Ｌ
Ｄパワーの制御信号の発生、現像液濃度の制御などを行
う。プロセス制御部３の入力部には、電位センサ、画像
濃度センサ、現像液濃度センサおよび高圧電源の出力モ
ニタ信号などのアナログ信号が入力される。また、出力
部からは、チャージャ用の高圧電源、転写バイアス電
源、除電用高圧電源への出力制御信号、ＬＤ制御部２へ
のＬＤパワー設定信号およびトナー補給装置への制御信
号が出力される。

【００２９】このような画像形成装置において、その作
像プロセスにおける実効転写電圧Ｖｓｔと記録紙電位Ｖ
ｐとの特性図は図１５のようになっている。この図にお
いて、実効転写電圧Ｖｓｔとは感光体ドラム２１と記録
紙７１との電位差を表したものであり、転写直前の感光
体ドラム２１の帯電電位をＶｓ、転写バイアス電圧をＶ
ｔとしたとき、Ｖｓｔ＝Ｖｓ＋Ｖｔの関係にある。

【００３０】また、記録紙電位Ｖｐは転写後の記録紙７
１の電位を表しており、ＶｓｔとＶｐはほぼ正比例の関
係にある。図において、Ａで示した点は、転写開始電圧
（Ｖｔｈ）であり、感光体ドラム２１と記録紙７１との
電位差がこの電圧以上になると、記録紙７１上に静電潜
像が転写されることを意味している。また、ＩＤは記録
紙７１上の画像濃度を示しており、この曲線は記録紙電
位Ｖｐと画像濃度ＩＤから得られる。

【００３１】従来は、これらの特性曲線をもとに実効転
写電圧Ｖｓｔの値を一定に保つことにより、画像濃度Ｉ
Ｄを常に同じ値に制御するように構成されていた。しか
しながら、感光体ドラム２１の経時的変化もしくは環境
変動により、帯電特性、転写特性、光感度特性などが変
化することが知られており、実効転写電圧Ｖｓｔの値を
一定に保っても、記録紙上の電位および記録紙上の画像
濃度が一定に制御されるとは限らない。したがって、上
述のように実効転写電圧Ｖｓｔの値を一定に保つだけで
は、環境変動などに対応することができず、常に画像濃
度を正確に制御するのは困難となる。これに対処するた
めに、帯電手段、転写手段および露光手段を個々に制御
し、最終的な画像濃度が一定に保たれる様に制御を行う
方法が考えられる。ところが、この方法では、制御が複
雑になり、各センサの精度のバラツキの影響を受けるな
どの不具合が生じる可能性があった。（以下、余白）

【００３２】このため、本発明では、記録紙上に設けた
濃度制御用の画像パターンと、この画像パターンの画像
濃度を検出する画像濃度センサを設けることにより、最
終出力結果である記録紙上の画像濃度が所定の値に保た
れるように制御するようにした。これにより、環境変動
などの特性変化に対しても有効で、かつ比較的容易な方
法で達成可能な画像濃度制御手段を提供することができ
る。

【００３３】次に、本発明の画像形成装置の実施の形態
を詳細に説明する。図１に、実施の形態の画像形成装置
におけるプロセス制御に関する構成要素を示した。

【００３４】プロセス制御部３の入力部には、大別し
て、感光体電位センサ８０、画像濃度センサ８１および
トナー濃度センサ８２の３つの検知手段からの信号が入
力される。これらの入力信号をプロセス制御部３は演算
処理し、この演算結果に基づいて出力部に接続される各
ユニットを制御している。出力部から制御されるユニッ
トとして、帯電スコロトロン２３に印加される高圧電源
８３、および帯電スコロトロン２３のグリッド２３ａに
接続されるグリッドバイアス電源８４、感光体ドラム２
１と記録紙７１との間に転写バイアスを印加するための
転写バイアス電源８５、トナー濃度を制御するためにト
ナーを補給するためのトナー補給装置８６がある。ま
た、半導体レーザの光出力を制御するためにＬＤ制御部
２に対し、ＬＤパワーのレベル設定信号を出力する。

【００３５】次に、センサおよび各被制御ユニットにつ
いて詳細に説明する。まず、センサとしては、感光体電
位センサ、画像濃度センサ、およびトナー濃度センサが
設けられる。図２に感光体電位センサ８０の一例を示し
た。感光体電位センサ８０は、電位検出部であるプロー
ブ８０ａと制御基板８０ｂとから構成される。プローブ
８０ａは、被測定物である感光体ドラム２１の表面か
ら、例えば１〜３ミリメートルの間隔において設置され
る。プローブ８０ａによる検知結果は、制御基板８０ｂ
の出力部から、アナログ信号としてプロセス制御部３へ
出力される。

【００３６】感光体電位センサ８０は、感光体ドラム２
１上のＬＤ露光位置とクランプドラム１１に接する位置
との間に配設されて、感光体ドラム２１上の静電潜像が
クランプドラム１１上の記録紙７１に転写される直前の
感光体ドラム２１上の電位を測定するためのものであ
る。このような電位の測定により、感光体ドラム２１の
暗減衰による感光体電位の測定結果のばらつきが最小限
に抑えられる。

【００３７】図３に、画像濃度センサ８１の構成例を示
した。クランプドラム１１上の現像装置の下流側には、
図３に示すように、記録紙７１上の画像濃度を検出する
ための画像濃度センサ８１が設けられている。この画像
濃度センサ８１は、ＬＥＤ８１ａ、８１ｂ、８１ｃから
構成される。これらのＬＥＤ８１ａ、８１ｂ、８１ｃは
それぞれ、赤、緑、青の発光波長をもつＬＥＤであり、
可視光波長域に感度を持つフォトトランジスタ８１ｄを
取り囲むようにして配置されている。画像濃度センサ８
１本体は、記録紙７１から例えば数ミリメートルの距離
に配設される。各ＬＥＤ８１ａ、８１ｂ、８１ｃからの
照射光は、記録紙７１上で反射し、フォトトランジスタ
８０ｄにより受光される。例えば、シアントナーで現像
された画像濃度を検知する場合は、赤のＬＥＤ８１ａを
点灯し、その反射光をフォトトランジスタ８１ｄで受光
する。そして、このときの検知電圧から、シアン画像の
濃度を判定する。同様にして、マジェンタ画像のときに
は緑のＬＥＤ８１ｂを、イエロー画像のときには青のＬ
ＥＤ８１ｃをそれぞれ点灯させて、同様に画像濃度を検
知する。

【００３８】図４に、トナー濃度センサ８２の一例を示
した。現像タンク６４には、現像液１０の濃度を検知す
るためのトナー濃度センサ８２が設けられる。ここで、
トナー濃度を検知する手段として種々の方法を採用する
ことができるが、本実施の形態の画像形成装置おいて
は、発光部８２ａと受光部８２ｂを設けて構成される光
学的な濃度を検知する手段を採用している。そして、発
光部８２ａには、白色ランプ、もしくは各色トナーの吸
収波長に応じた発光波長を有するＬＥＤが用いられる。
また、受光部８２ｂには、フォトセルやフォトトランジ
スタなどの受光素子が用いられる。

【００３９】次に、被制御ユニットについて、図１を用
いて詳細に説明する。ここで、被制御ユニットとして
は、具体的には、帯電手段、転写手段、露光手段、トナ
ー濃度制御手段が挙げられる。帯電手段としては、グリ
ッドバイアス電源８４がある。グリッドバイアス電源８
４は、帯電スコロトロン２３の開口部に配設されるメッ
シュ状のグリッド２３ａに接続されている。そして、帯
電スコロトロン２３がＯＮすると、感光体ドラム２１の
表面はグリッド２３ａに印加される電圧値とほぼ同じ電
位に帯電される。よって、感光体ドラム２１の帯電電位
は、グリッドバイアス電源８４の出力値を調整すること
により制御できる。

【００４０】また、転写手段としては、転写バイアス電
源８５がある。転写バイアス電源８５は、感光体ドラム
２１と記録紙７１に設けられた導電層との間に約−３０
０〜−３８０Ｖ程度の電圧を印加する。この電圧は、感
光体２１の露光部分が記録紙７１に転写されない程度の
電圧値に設定されるが、感光体２１の露光後の残留電位
のばらつきにより若干の幅が設けられている。

【００４１】露光手段としては、ＬＤ制御部２がある。
ここで、画像形成装置の電源が投入されたときの初期設
定時に、ＬＤ制御部２において、ＬＤパワーは一旦デフ
ォルトの値に設定されるが、プロセス制御部３からＬＤ
制御部２に対してＬＤパワーのレベル設定信号が出力さ
れた場合には、ＬＤ制御部２において自動的にその値に
合わせて半導体レーザの光出力値を設定するように構成
される。

【００４２】トナー濃度制御手段としては、トナー補給
装置８６がある。トナー補給装置８６は、現像タンク６
４に新しいトナーを補給しトナー濃度を制御する手段と
して設置されている。このトナー補給装置８６は、一回
の補給動作で所定の量のトナーが補給されるように構成
されており、トナー濃度センサ８２の検知レベルが所定
の出力値になるまで補給動作が繰り返される。

【００４３】以上のように構成されるプロセス制御部３
や周辺ユニットなどで達成されるプロセス制御の詳細を
以下に述べる。なお、以下の説明では、その画像形成プ
ロセスは、非露光部、すなわち静電潜像が存在する部分
が現像される、いわゆるポジ／ポジプロセスを例にとっ
て説明しているが、ネガ／ポジプロセスにおいても、同
様の効果が得られるのは言うまでもない。

【００４４】図５に上記した画像パターンが形成された
状態の記録紙７１を示した。図において、Ａは画像領
域、Ｂは非画像領域を示しており、非画像領域Ｂには記
録紙７１上の画像濃度を検出するための画像濃度を検出
するための画像パターンＣが形成される。ここで、画像
パターンＣは、出力する色数だけ設けられており、例え
ば、イエロー（Ｃ−１）、マゼンタ（Ｃ−２）、シアン
（Ｃ−３）、ブラック（Ｃ−４）の４つのブロックから
構成される。この画像パターンＣに対向する位置に画像
濃度センサ８１が設けられている。そして、この画像濃
度センサ８によって各画像パターンの画像濃度が検知さ
れ、プロセス制御部３にその検知結果が伝えられる。

【００４５】上記の画像パターンＣ（Ｃ−１、Ｃ−２、
Ｃ−３、Ｃ−４）の詳細図を図６に示した。これらの画
像パターンＣ−１、Ｃ−２、Ｃ−３、Ｃ−４は、それぞ
れソリッド部ａ、地肌部ｃ、および少なくとも１つの中
間濃度部ｂを有している。ここで、中間濃度部ｂは、網
点パターンで形成されている。そして、各々の網点のス
クリーン角やスクリーン線数は、実際に画像領域Ａで用
いられる網点と同じものが使用される。これは、網点パ
ターンのスクリーン角やスクリーン線数が異なることに
より、画像濃度センサで検出される画像濃度に違いが生
じるのを防ぐためである。また、図では５０％相当の網
点パターンを示したが、これに限定されず、例えば８０
％、５０％、あるいは２０％といった複数の網点パター
ンを形成する構成してもよく、より精度の高い補正を行
うことが可能となる。

【００４６】これらの画像パターンＣ−１、Ｃ−２、Ｃ
−３、Ｃ−４を含む非画像領域Ｂは、画像形成装置から
出力される際、あるいは後処理工程において、スリッタ
ーなどの裁断手段によりカットされて廃棄される。この
ため、画像領域Ａのみが実際の出力結果として得られる
ことになる。

【００４７】次に、上記の画像パターンを用いた画像濃
度制御の方法を説明する。プロセス制御部３による補正
特性曲線を示した図７において、横軸は画像の階調数を
パーセントで表したものであり、縦軸△ＩＤは各補正手
段をある所定値だけ変化させたときの画像濃度の変化分
を示している。

【００４８】ここで、上記の補正とは、帯電電位の制
御、転写バイアス電圧の制御およびＬＤパワーの制御を
指しており、図中の曲線ａ、ｂ、ｃが帯電電位の制御、
転写バイアス電圧の制御、ＬＤパワーの制御にそれぞれ
対応している。そして、図７から、帯電電位制御による
補正曲線ａは階調数と正比例関係にあり、転写バイアス
電圧制御による補正曲線ｂは略反比例関係であり、また
ＬＤパワー制御による補正曲線ｃは下に凸の曲線となる
ことが分かる。

【００４９】これら補正曲線ａ〜ｃに基づいて、画像濃
度の変動が生じた系に対して実際に補正を行った一例を
図８に示した。図において、横軸は画像の階調数をパー
セントで表したものであり、縦軸△ＩＤは初期感光体の
各階調における画像濃度に対する濃度変動を表してい
る。

【００５０】また、図において、曲線ａは経時変化が生
じている感光体（疲労感光体）の濃度変動曲線であり、
初期感光体に体して階調数に略比例して濃度が低くなっ
ている。このような疲労感光体に対して濃度補正をかけ
る場合、まず階調数１００％の画像濃度が初期感光体と
同等になるように、帯電電位を制御する。この補正をか
けたときの濃度曲線は曲線ｂのようになり、初期感光体
に対して、中間階調部が濃度の高い、つまり上に凸の曲
線となる。ここで、さらに階調数５０％の画像濃度が初
期感光体と同等になるように、ＬＤパワー制御により補
正をかけたときの濃度曲線は曲線ｃのようになる。

【００５１】このように、階調数１００％の画像濃度が
初期値に等しくなるように帯電電位を制御し、階調数５
０％の画像濃度が初期値に等しくなるようにＬＤパワー
を制御することで、ほぼ初期感光体の画像濃度に近付け
ることができる。なお、転写バイアス電圧による補正
は、転写が開始する電圧に変動があった場合に有効であ
るが、単に画像濃度の低下が生じた場合には、変化させ
る必要はない。

【００５２】また、上記した濃度補正をプロセス制御部
３により実際に行う場合の処理について、図９〜図１２
に示したフローチャートにしたがって説明する。図９に
プロセス制御の大まかな流れを示した。まず、画像濃度
センサ８１により上記画像パターンＣの各々のパターン
の画像濃度を測定する（ステップ１）。次いで、この測
定結果からベタ部の標準濃度に対する差分である「△Ｉ
Ｄ−ベタ」を求めるとともに、この「△ＩＤ−ベタ」と
許容濃度差「ＩＤ−ｄｉｆ−ベタ」を比較して（ステッ
プ２）、許容濃度の範囲を超えた場合には帯電電位を補
正する（ステップ３）。次に、中間濃度部の標準濃度に
対する差分「△ＩＤ−中間」を求めるとともに、この
「△ＩＤ−中間」と許容濃度差「ＩＤ−ｄｉｆ−中間」
とを比較し（ステップ４）、許容濃度の範囲を超えてい
る場合にはＬＤパワーを補正する（ステップ５）。ここ
で、これらの補正は上記の各色に対して行うものであ
り、また各色における標準濃度に対する濃度差△ＩＤが
異なっていた場合には、各色毎に帯電電位およびＬＤパ
ワーの補正値を設定する。これにより、各色のトナーの
特性の相違による画像濃度のばらつきを抑えることがで
きる。

【００５３】図１０に画像濃度検知のフローチャートを
示した。まず、プリント中の色の判定を行い（ステップ
１）、画像濃度センサ８１のＬＥＤのうち、プリント中
の色に対応したＬＥＤを点灯する（ステップ２）。例え
ば、図示したようにプリント中の色がイエロー（Ｙ）の
場合には、青色のＬＥＤ（Ｂ＿ＬＥＤ）を点灯させる。

【００５４】次に、ＣＰＵ内部で走らせているタイマー
のカウント値ＣＮＴをチェックする。このタイマーは、
記録紙７１の先端を基準としてカウントを始めるもので
あり、そのカウント値から画像濃度センサ８１が検知し
ている記録紙７１の位置を割り出すことができる。この
カウント値ＣＮＴがイエローの画像パターンのベタ部に
対応する値になっているとき、即ち、ＹＯ＜ＣＮＴ＜Ｙ
１の関係を満たしている間に（ステップ３）、画像パタ
ーンのベタ部の画像濃度の値を画像濃度センサ８１によ
り連続的に検知し、この値を平均値をベタ部の画像濃度
とする（ステップ４）。

【００５５】同時に、カウント値ＣＮＴがＹ１＜ＣＮＴ
＜Ｙ２の関係を満たしている間（ステップ５）に画像パ
ターンの中間濃度部の画像濃度の値を検知し（ステップ
６）、またＹ２＜ＣＮＴ＜Ｙ３の関係を満たしている間
（ステップ７）に画像パターンの地肌部の画像濃度の値
を検知し（ステップ８）、それぞれの値の平均値を中間
濃度部と地肌部の画像濃度とする。最後に、プリント中
の色に対応する画像パターンの濃度検知が終了したなら
ば、青色のＬＥＤが消灯する（ステップ９）。そして、
同様の処理を他の色についても行う（（ａ）、（ｂ）、
（ｃ））。

【００５６】図１１に帯電電位補正のフローチャートを
示した。即ち、図９で得られたベタ部の標準濃度に対す
る濃度差「△ＩＤ−ベタ」値をもとに図７に示した補正
曲線から得られるグリッド電圧補正値△Ｖｇをｆ１（△
ＩＤ−ベタ）とした場合（ステップ１）、グリッド電圧
Ｖｇは補正前の電圧値Ｖｇにこの補正値△Ｖｇを加えた
値に再設定される（ステップ２）。そして、この再設定
されたグリッド電圧値Ｖｇがグリッド電圧最大許容値
「Ｖｇ−ｍａｘ」を越えた場合には（ステップ３）、エ
ラー処理を行う（ステップ４）。

【００５７】さらに、図１２に帯電電位補正のフローチ
ャートを示した。即ち、図９において得られた中間濃度
部の標準濃度に対する濃度差「△ＩＤ−中間」の値をも
とに図７に示した補正曲線から得られるＬＤパワー補正
値「△ＬＤをｆ２（△ＩＤ−中間）」とした場合（ステ
ップ１）、ＬＤパワーの値は補正前のＬＤパワーにこの
補正値△ＬＤを加えた値に再設定される（ステップ
２）。そして、この再設定されたＬＤパワーの値が最大
許容値「ＬＤ−ｍａｘ」を越えた場合（ステップ３）、
エラー処理を行う（ステップ４）。

【００５８】以上のように、各色の画像パターンのベタ
部の画像濃度の検知結果に基づいてグリッド電圧を制御
することでベタ部の画像濃度の補正を行うとともに、画
像パターンの中間濃度部の画像濃度の検知結果に基づい
てＬＤパワーを制御して、中間濃度部の画像濃度の補正
を行う構成とすることで、感光体ドラム２１やトナーに
経時的な劣化や環境変動による変化が生じた場合でも、
記録紙２１上の画像濃度を一定に保つことができる。

【００５９】

【発明の効果】請求項１の画像形成装置では、記録媒体
上の非画像領域に画像濃度検出用の画像パターンを形成
する手段を設け、また画像パターンをソリッド部、地肌
部、および少なくとも１つの中間濃度部の画像で形成す
る構成とした。これにより、実際に出力する画像に近い
条件で画像濃度を検知できる結果、記録媒体上の出力画
像濃度を正確に検知することが可能となる。また各階調
における画像濃度での補正をさらに正確に行えるため、
精度の高い濃度補正ができて、高度なプロセス制御が可
能となる。

【００６０】請求項２の画像形成装置では、画像パター
ンを実際に出力する色数だけ形成するとともに、各色に
対応する画像パターンのスクリーン角およびスクリーン
線数を各色の出力画像のスクリーン角およびスクリーン
線数と等しくする構成とした。これにより、実際に出力
する画像と全く同等の条件で画像濃度を検知できる結
果、さらに精度の高い濃度補正を行うことができる。

【００６１】請求項３の画像形成装置では、像担持体上
に形成される画像パターンの潜像電位を検知する電位検
知手段、並びに記録媒体上に形成される画像パターンの
顕像の光学的濃度を検知する画像濃度検知手段を設け、
像担持体上の電位検知手段の検知結果と記録媒体上の画
像濃度検知手段の検知結果により、帯電手段と露光手段
を制御する構成とした。これにより、簡単な構成で精度
の高い画像濃度補正を行うことが可能となる。

【００６２】請求項４の画像形成装置では、記録媒体上
に形成される画像パターンにおける非露光部の画像濃度
を画像濃度検知手段によって検知した結果から、帯電手
段による像担持体上の帯電電位を補正する構成とした。
これにより、ベタ部の画像濃度を標準濃度に精度よく補
正できる。

【００６３】請求項５の画像形成装置では、記録媒体上
に形成される画像パターンにおける中間濃度部の画像濃
度を画像濃度検知手段によって検知した結果に基づいて
露光手段の光強度を補正する構成とした。これにより、
中間濃度部の画像濃度を標準濃度として精度の良い補正
を行うことができる。

【００６４】請求項６の画像形成装置では、帯電手段に
よる像担持体上の帯電電位の補正値および露光手段の光
強度の補正値を、出力する色数について個々に設定する
構成とした。これにより、各色のトナーの特性の相違に
よる画像濃度のばらつきを抑えることができる。（以下、余白）

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の画像形成装置におけるプ
ロセス制御部の構成要素を示した説明図である。

【図２】実施の形態の画像形成装置における感光体電位
センサの説明図である。

【図３】実施の形態の画像形成装置における画像濃度セ
ンサの説明図である。

【図４】実施の形態の画像形成装置におけるトナー濃度
センサの説明図である。

【図５】実施の形態の画像形成装置における画像パター
ンが形成された記録紙の説明図である。

【図６】図５の画像パターンの詳細な説明図である。

【図７】実施の形態の画像形成装置におけるプロセス制
御部による補正特性曲線を示したグラフである。

【図８】実施の形態の画像形成装置における画像濃度の
補正の一例を示したグラフである。

【図９】実施の形態の画像形成装置におけるプロセス制
御の概略のフローチャートである。

【図１０】実施の形態の画像形成装置における画像濃度
検知のフローチャートである。

【図１１】実施の形態の画像形成装置における帯電電位
補正のフローチャートである。

【図１２】実施の形態の画像形成装置における帯電電位
補正のフローチャートである。

【図１３】本発明の実施の形態の画像形成装置の全体の
概略構成の説明図である。

【図１４】本発明の実施の形態の画像形成装置における
制御系のブロック図である。

【図１５】画像形成装置の作像プロセスにおける実効転
写電圧と記録紙電位との特性を示したグラフである。

【符号の説明】

１シーケンス制御部２ＬＤ制御部３プロセス制御部４操作部５外部機器６光学系ユニット１１クランプドラム１２クランプ爪１３イジェクトピン２１感光体ドラム３０露光装置６０現像ヘッド７１記録紙８０感光体電位センサ８１画像濃度センサ８２トナー濃度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体、前記像担持体上を所定の電位
に帯電させる帯電手段、前記像担持体上を露光し前記像
担持体上に静電荷像を形成する露光手段、前記像担持体
と記録媒体との間に所定の電圧を印加し前記像担持体上
に形成した静電荷像を前記記録媒体に転写するための転
写手段、並びに前記記録媒体上の転写された静電荷像を
顕像化する現像手段を有し、前記記録媒体上の非画像領
域にはソリッド部、地肌部、および少なくとも１つの中
間濃度部の画像で形成される画像で形成される画像濃度
検出用の画像パターンが形成されていることを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】前記記録媒体の前記画像パターンを前記
画像形成装置により出力する色数だけ形成するととも
に、各色に対応する前記画像パターンのスクリーン角お
よびスクリーン線数を各色の出力画像におけるスクリー
ン角およびスクリーン線数と等しくしたことを特徴とす
る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】像担持体、前記像担持体上を所定の電位
に帯電させる帯電手段、前記像担持体上を露光し前記像
担持体上に静電荷像を形成する露光手段、前記像担持体
と記録媒体との間に所定の電圧を印加して前記像担持体
上に形成した静電荷像を前記記録媒に転写するための転
写電圧印加手段、前記記録媒体上の転写された静電荷像
を顕像化する現像手段、前記記録媒体上の非画像領域に
画像濃度制御に用いる画像パターンを形成する手段、前
記像担持体上に形成される前記画像パターンの潜像電位
を検知する電位検知手段、前記記録媒体上に形成される
前記画像パターンの顕像の光学的濃度を検知する画像濃
度検知手段とを備え、前記電位検知手段の検知結果と前
記画像濃度検知手段の検知結果に基づいて前記帯電手段
と前記露光手段を制御することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項４】前記記録媒体上に形成される前記画像パ
ターンにおける非露光部の画像濃度を前記画像濃度検知
手段により検知した結果に基づいて前記帯電手段による
前記像担持体上の帯電電位を制御することを特徴とする
請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】前記記録媒体上に形成される前記画像パ
ターンにおける中間濃度部の画像濃度を前記画像濃度検
知手段により検知した結果に基づいて前記露光手段によ
る露光の光強度を制御することを特徴とする請求項３載
の画像形成装置。
【請求項６】前記帯電手段による前記像担持体上の帯
電電位の補正値、および前記露光手段による露光の光強
度の補正値を、前記画像形成装置により出力する色数に
ついて個々に設定することを特徴とする請求項３から請
求項５のいずれか１つに記載の画像形成装置。