JP2005165091A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＤＣバイアスの制御により画像濃度を一定に維持する画質安定化制御を行う場合に、ＤＣバイアスを高くすると、高濃度部と低濃度部の境界に濃度不足が生ずると言う画像欠陥を防止する。
【解決手段】 ＤＣバイアス制御における限界値を検知し、限界値に達したときに、ＤＣバイアス以外の手段による画質安定化制御に切り替える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置における画質の制御技術、特に、静電潜像を現像して可視画像を形成する現像手段を用いた画質の制御技術に関する。

電子写真方式による画像形成においては、高濃度部と低濃度部との境界部において、画像濃度の不均一が起こり、画質を低下させるという問題があることが知られている。

このような画像欠陥に対する対策として、特許文献１では、像担持体上に基準パターンを現像により形成し、該基準パターンの中央部濃度と端部濃度を検知し、中央部濃度と端部濃度の差、すなわち、エッジ強調度合いが大きくなったときに、現像手段におけるＡＣバイアスのピーク・ツウ・ピーク電圧を大きくする制御が提案されている。
特開平５−６６６５４号公報

ところで、現像剤中のトナー濃度の変化、トナー濃度以外の現像剤の特性変化、感光体等の像形成体の変化、環境変化等の様々な条件変化により変動する画像濃度を補正して常に一定した濃度の画像を形成するための制御手段として、現像剤担持体に印加されるＤＣバイアスを制御することが広く行われているが、このようなＤＣバイアス制御においては、ＤＣバイアスと最高濃度部電位との差（本明細書においては、現像ギャップと言う）が大きくなると前記したような画像欠陥、すなわち、高濃度部と低濃度部の境界部における濃度の不均一が発生する。

このような、高い現像ギャップに起因する画像欠陥に対しては、特許文献１のようなＡＣバイアスのピーク・ツウ・ピーク電圧の制御のみでは十分に補正出来ないことが判明した。

本発明はこのような問題を解決することを目的とし、画像濃度を一定に維持する画質安定化手段として、現像手段のＤＣバイアス制御を用いる画像形成装置において、常に均一な濃度を有し、高い画質の画像を形成する画像形成装置を提供することを目的とする。

前記した本発明の目的は、下記の発明により達成される。
１．
画像形成体、
該画像形成体に静電潜像を形成する潜像形成手段、
形成された静電潜像を現像する現像手段、
及び画像安定化手段を有し、
該画像安定化手段は、前記現像手段中の現像剤担持体に印加されるＤＣバイアスを制御するバイアス制御手段及び前記ＤＣバイアス以外の画像形成条件を制御する安定化制御手段を有する画像形成装置であって、
前記ＤＣバイアスが基準値以下のときは、前記バイアス制御手段により、画像濃度を制御して画像を安定させ、前記ＤＣバイアスが前記基準値を超えたときは、前記安定化制御手段により画像濃度を制御して画像を安定させる制御を行うシステム制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
２．
前記潜像形成手段は、基準濃度データに基づいた露光を行ってパッチ画像用の静電潜像を形成する露光手段を有するとともに、パッチ画像の濃度を検知する濃度検知手段が設けられ、前記画像安定化手段は、前記濃度検知手段の検知信号に基づいて、画像安定化制御を行うことを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
３．
画像形成体、
該画像形成体に静電潜像を形成する潜像形成手段、
形成された静電潜像を現像する現像手段、
及び画像安定化手段を備え、
前記潜像形成手段は、基準濃度データに基づいた露光を行ってパッチ画像用の静電潜像を形成する露光手段を有するとともに、該画像安定化手段は、前記現像手段中の現像剤担持体に印加されるＤＣバイアスを制御するバイアス制御手段及び前記ＤＣバイアス以外の画像形成条件を制御する安定化制御手段を有する画像形成装置であって、
前記ＤＣバイアスの値と前記パッチ画像用の静電潜像の電位との差が、基準値以下のときは、前記バイアス制御手段により、画像濃度を制御して画像を安定させ、前記差が前記基準値を超えたときは、前記安定化制御手段により画像濃度を制御して画像を安定させる制御を行うシステム制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
４．
画像形成体、
該画像形成体に静電潜像を形成する潜像形成手段、
形成された静電潜像を現像する現像手段、
及び画像安定化手段を備え、
前記潜像形成手段は、基準濃度データに基づいた露光を行って高濃度画像用の第１静電潜像及び低濃度画像用の第２静電潜像を形成する露光手段を有するとともに、該画像安定化手段は、前記現像手段中の現像剤担持体に印加されるＤＣバイアスを制御するバイアス制御手段及び前記ＤＣバイアス以外の画像形成条件を制御する安定化制御手段を有する画像形成装置であって、
前記第１静電潜像の電位と前記第２静電潜像の電位との差が、基準値以下のときは、前記バイアス制御手段により、画像濃度を制御して画像を安定させ、前記差が前記基準値を超えたときは、前記安定化制御手段により画像濃度を制御して画像を安定させる制御を行うシステム制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
５．
パッチ画像の濃度を検知する濃度検知手段が設けられ、前記システム制御手段は、前記濃度検知手段の検知信号に基づいて、前記画像安定化手段を制御することを特徴とする前記３又は前記４に記載の画像形成装置。
６．
前記安定化制御手段は、前記画像形成体の移動速度と前記現像剤担持体の移動速度との比であるＶｓ／Ｖｐを制御する安定化制御手段を有することを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
７．
前記安定化制御手段は、現像剤中のトナー濃度を制御する安定化制御手段を有することを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
８．
前記安定化制御手段は、前記現像剤担持体に印加されるＡＣバイアスを制御する安定化制御手段を有することを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

請求項１〜８のいずれかの発明により、常に一定した画像を形成し、しかも、「吸い込み」による画像欠陥の発生が良好に防止される。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラー画像形成装置の全体構成図である。

画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙搬送手段及び定着装置２４とから成る。

イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像形成体としての感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像形成体としての感光体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像形成体としての感光体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像形成体としての感光体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。

中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された用紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、用紙Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

一方、転写手段７Ａにより用紙Ｐにカラー画像を転写した後、用紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。

５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにそれぞれ新規トナーを補給するトナー補給手段である。

画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。

ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書き込み部（露光手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号を送る。

自動原稿送り装置２０１は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置２０１は原稿載置台上から給送される多数枚の原稿ｄの内容を、連続して一挙に読み取り、記憶手段に蓄積する事が可能であるから（電子ＲＤＨ機能）、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿ｄを送信する場合等に便利に使用される。

図２は図１における画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋを示す。なお、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋは同一の構造を有するので、これらを共通に１０で示し、これらの画像形成部を説明する。感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段等のプロセス手段についても、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号を付けないで示した。なお、図２では、制御等の信号伝達系及び駆動系を太い実線で示す。

モータＭ１により駆動されて矢印で示す反時計方向に回転する感光体１の周囲に、帯電手段２、現像手段４、転写手段７及びクリーニング手段８がこの順に配置され、露光手段３は、帯電手段２と現像手段４の間で、感光体１を露光する。

感光体１の回転に従って、帯電手段２及び露光手段３からなる静電潜像形成手段により、感光体１上に静電潜像が形成され、現像手段４の現像により静電潜像が現像され、感光体１上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は、転写手段７により中間転写体６に転写される。転写後の感光体１はクリーニング手段８によりクリーニングされる。中間転写体６は転写手段７により感光体１と接触を保って下方に走行する。なお、現像手段４は、露光部、すなわち、露光により電位が低下した部分にトナーを付着させる反転現像を行う。

現像手段４は、モータＭ２により駆動されて矢印で示す時計方向に回転する現像剤担持体としての現像ローラ４１を有し、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を現像領域に供給して現像を行う。

現像ローラ４１には、直流電源Ｅ１によるＤＣバイアスに交流電源Ｅ２によるＡＣバイアスが重畳された現像バイアスが印加され、直流電源Ｅ１及び交流電源Ｅ２は後に説明するように、制御部ＣＲにより制御された種々のバイアス電圧を印加する可変電源である。なお、ＤＣバイアスのみからなる現像バイアスを印加してもよい。

現像手段４と転写手段７の間の感光体１上の画像濃度を検知する濃度検知手段としてのセンサＤＳが配置される。センサＤＳは感光体１に光を照射する発光素子と感光体１からの反射光を検知する受光素子からなる。

なお、濃度検知手段として、中間転写体６上に形成された画像の濃度を検知するセンサを用いることも可能である。中間転写体上の画像濃度を検知する構成では、図１における転写手段７Ｋと転写手段７Ａの間で、中間転写体６上の画像濃度を検知するように前記センサが配置され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各パッチ画像は、重畳することなく、並列して形成される。

また、露光位置と現像手段４の間には、感光体１の表面電位を検知する電位検知手段としてのセンサＶＳが配置され、帯電、露光された感光体１の表面電位を検知する。

更に、現像手段４の現像装置筐体の底部には、トナー濃度検知手段のしてのセンサＬＳが配置される。センサＬＳは、コイルからなり、現像剤の透磁率を検知して現像剤中のトナー濃度を検知する。

ＴＨは現像手段４にトナーを補給するトナー補給部であり、制御部ＣＲに制御されて太い点線で示すように現像手段４にトナーを補給し、現像手段４中の現像剤のトナー濃度を適正レベルに維持する。

露光手段３は、ＬＥＤアレイ、レーザ等のように画像データに従った露光を行うものであり、本実施の形態においては、半導体レーザが用いられ、画像処理部ＧＰから供給される画像データに従った露光を行う。

制御部ＣＲは以下に説明する各種の制御を実行するプログラムが記録されたＲＯＭ、制御を実行するためのＲＡＭ、データを記憶する不揮発メモリ及びＣＰＵを有するが、機能としては図示のように、各種の制御を統括して制御するシステム制御手段ＣＲ１、電源Ｅ１を制御してＤＣバイアスを制御するバイアス制御手段である安定化制御手段ＣＲ２、モータＭ２を制御してＶｓ／Ｖｐ（後に説明）を制御する安定化制御手段ＣＲ３、トナー補給部ＴＨを制御してトナー濃度を制御する安定化制御手段ＣＲ４及び電源Ｅ２を制御してＡＣバイアスを制御する安定化制御手段ＣＲ５を有する。

以下、本発明における画質安定化制御について説明するが、最初に画質安定化手段として、ＤＣバイアスを用いた制御について説明する。

図３はＤＣバイアス制御を用いた画質安定化制御を示すが、ＤＣバイアスを用いた画質安定化制御の場合、画質安定化手段は図２における電源Ｅ１及び安定化制御手段ＣＲ２からなる。

図２における画像処理部ＧＰにおいて、基準画素値の画像データを生成して、露光を行い、現像を行ってパッチ画像を形成する（Ｆ１）。

形成したパッチ画像の濃度ＤをセンサＤＳで検知して（Ｆ２）、濃度Ｄが所定の基準濃度未満であったときは（Ｆ３のｙｅｓ）、電源Ｅ１を制御してＤＣバイアスを上げ（Ｆ４）て終了する。濃度Ｄが基準値以上であったときは（Ｆ３のｎｏ）終了する。

このような制御は、画像形成ジョブの開始時、所定枚数の画像形成毎及び温度湿度等の環境条件の変化が検知された時に実行される。

温度や湿度の変化、感光体の特性変化、現像剤の特性変化等により、画像濃度が低下した場合には、図３の画質安定化制御により、ＤＣバイアスを上昇させて常に一定濃度の画像が形成されるが、ＤＣバイアスが高くなると、高濃度部と低濃度部の境界において、濃度が不均一になる現象が発生する。この画像欠陥は次に説明するように「吸い込み」と称される現象により発生する。

図４は低濃度部と高濃度部の境界における感光体上の表面電位を示す。

感光体は帯電により、白地部電位ＶＨに帯電されているが、露光による電位低下で、感光体表面電位が、高濃度部ではＶＬに低下し、低濃度部では感光体表面電位がＶＨとＶＬの中間値であるＶＭとなる。

ＤＣバイアスＶＤＣは、帯電電位ＶＨに近く、それより低い値に設定される。その結果、高濃度部では、電位差ＶＤＣ−ＶＬによる現像が行われ、低濃度部では電位差ＶＤＣ−ＶＭによる現像が行われて、高濃度画像と低濃度画像が形成される。

なお、本例では、感光体として負帯電性感光体、及び負帯電トナーが用いられる。従って、実際には、電位ＶＨ、ＶＭ等は全て負電位であるが、以下においては、絶対値を用いて説明する。

図示のように、高濃度部と低濃度部とが接して形成される場合には、高濃度部と低濃度部の境界にフリンジ電位が発生する。すなわち、高濃度部においてはＶＬよりも更に低いフリンジ電位ＶＬＥが形成され、低濃度部にはＶＭより高いフリンジ電位ＶＭＥが形成される。

その結果、高濃度の端部には、多量のトナーが付着して高濃度エッジが形成されるとともに、低濃度の端部ではトナー付着量が少ない低濃度エッジが形成される。これは、境界部において、トナーが低濃度部から高濃度部に吸い寄せられた結果と見られることから「
＋吸い込み」現象と呼ばれる。

出来上がりの画像では、低濃度側における濃度不足が顕著に観察される。

本発明においては、このような吸い込みによる画像欠陥を以下に説明する方法により防止した。

本発明の発明者は、「吸い込み」に対する対策について検討した結果、次に説明するように、ＤＣバイアスＶＤＣを低く抑えることにより、「吸い込み」を良好に防止することが出来ることを発見した。

図５は、ＤＣバイアスＶＤＣと「吸い込み」の関係を示す。図において横軸はＤＣバイアスＶＤＣ（Ｖ）を示し、縦軸は吸い込み量を示す。

吸い込み量Ｑについては、図６に示すように、吸い込み量Ｑ＝低濃度低部における濃度低下分ΔＤ×濃度低下部の幅Ｗで定義した。

図５から明らかなように、イエロー（Ｙ）。マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の各色について、ＤＣバイアスの増加に対応して吸い込み量Ｑが増加することが分かる。
図５の結果に基づいて、ＤＣバイアスの上昇を抑えるとともに、ＤＣバイアスに代わる画質安定化手段を用いて画質安定化制御を行った。その結果、画質を常に一定に維持し、しかも、「吸い込み」の発生を防止することに成功した。

図７は本発明における画質安定化制御の基本プロセスを示す。

画質安定化制御を実行するのに先立った、ＤＣバイアス制御が限界か否かが判断される（Ｆ１０）。ＤＣバイアス制御が限界に達していない場合には、図３に示すように、ＤＣバイアスを上げることにより、画像濃度を一定に維持する（Ｆ１１）。

ＤＣバイアス制御が限界に達している場合には、ＤＣバイアス以外の画質安定化手段を用いて画像濃度を一定に維持する（Ｆ１２）。

このような制御により、現像ギャップＶＧ＝ＶＤＣ−ＶＬが「吸い込み」を発生させない値に維持され、且つ、画像濃度が一定に維持される。

ステップＦ１０の判断、すなわち、ＤＣバイアス制御が限界か否かの判断は、次の３つのいずれかにより行われる。
（１）ＤＣバイアスの値ＶＤＣを所定の基準値と比較し、ＶＤＣが基準値以下であれば、ＤＣバイアス制御により画質安定化を行い、ＶＤＣが基準値を超えたときは、ＤＣバイアス以外の画質安定化制御を行う。
（２）高濃度画像を形成する基準画像データに基づいた露光を行い、露光により低下した感光体の電位ＶＬを測定し、ＤＣバイアス電位ＶＤＣと比較する。現像ギャップであるＶＤＣ−ＶＬが基準値以下のときはＤＣバイアスによる画質安定化制御を行い、基準値を超えたときはＤＣバイアス以外の手段を用いた画質安定化制御を行う。
（３）高濃度画像を形成する基準画像データ１及び低濃度画像（ハーフトーン画像）を形成する基準画像データ２に基づいた露光を行い、基準画像データ１で露光された部分（第１静電潜像）、すなわち、高濃度部電位ＶＬ及び基準画像データ２で露光された部分（第２静電潜像）、すなわち、低濃度部電位ＶＭを検知する。

ＶＭ−ＶＬが基準値以下のときはＤＣバイアスによる画質安定化制御を行い、基準値を超えたときはＤＣバイアス以外の手段による画質安定化制御を行う。

ＤＣバイアス以外の画質安定化手段の代表的な例としては、次のようなものがある。
（１）現像剤担持体の移動速度Ｖｓと像形成体の移動速度Ｖｐの比（Ｖｓ／Ｖｐ）を制御する
これらの移動速度はいずれも線速度であり絶対値である。現像剤担持体は像形成体に対して、同方向に移動する型の現像装置と反対方向に移動する型がある。本発明においては、速度比の絶対値、すなわち、｜Ｖｓ／Ｖｐ｜を制御しているが、以下の説明では簡略化してＶｓ／Ｖｐを用いる。濃度不足の場合には、Ｖｓ／Ｖｐを上げることにより濃度を上げて一定の濃度を維持する。図２の例では、モータＭ２を制御し、現像ローラ４１の回転速度を制御することによりＶＳ／Ｖｐを制御しており、モータＭ２及び安定化制御手段ＣＲ３が画質安定化手段を構成する。
（２）現像剤中のトナー濃度を制御する
画像濃度を一定に維持するには、現像剤中のトナー濃度を基準値に維持することが行われるが、ＤＣバイアスによる画質安定化制御が限界に達したときは、トナー濃度を上げることにより、濃度不足を補正して濃度を一定に維持する。

図２の例では、センサＬＳ、トナー補給部ＴＨ及び安定化制御手段ＣＲ４が画質安定化手段を構成し、トナー濃度を検知するセンサＬＳを用いてトナー補給部ＴＨからのトナー補給を制御し、トナー濃度制御を行っている。従って図２の例では、トナー補給部ＴＨに対して安定化制御手段ＣＲ４がトナー補給命令を出力する制御点のレベルを変える制御によって、ＤＣバイアスに代わる画質安定化制御が行われる。具体的には、濃度が不足したときは、トナー濃度を高くすることにより、画質が一定に維持される。
（３）ＡＣバイアスを制御する。

主として、ＡＣバイアスの電圧、具体的には、ピーク・ツウ・ピーク（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ）電圧を制御するが、周波数の制御を組み合わせて用いることもできる。

画像濃度が不足したときは、ＡＣバイアス電圧又はＡＣバイアス電圧及び周波数を上げる制御により画像濃度を上げて濃度を一定に維持する。

図２の例では、安定化制御手段ＣＲ５及び電源Ｅ２が画質安定化手段を構成し、安定化制御手段ＣＲ５で電源Ｅ２を制御することにより、画像濃度を一定に維持する。

なお、前記（１）〜（３）画質安定化手段を２以上組み合わせて用いることも可能である。

図８は、本発明による画質安定化制御の結果の一例を示す。

図８において、横軸は画像形成枚数を、縦軸は吸い込み量をそれぞれそれ示す。

図から明らかなように、ＤＣバイアスの上昇を抑える画質安定化制御により、画像形成枚数１０００００枚まで、吸い込み量を目標値４．５以下に押さえることができた。図８は図５に示すように、「吸い込み」が最も顕著に発生し、その防止について最も厳しい条件設定が必要とされる黒画像に関しての結果であるので、他の色のトナー像については、「吸い込み」が十分に防止されている。なお、目標値４．５は、目視による観察で十分に境界部における濃度低下が防止されたときの吸い込み量である。

図９〜１１を用いて本発明の実施例を説明するが、画像形成の主な条件は次のとおりである。
・感光体の移動速度（線速度）：２２０ｍｍ／ｓｅｃ
・感光体と現像ローラとの移動速度比（線速度比）：１．３〜２．３（制御基準値１．８）
・現像バイアス（ＤＣバイアス）：２５０〜６５０Ｖ（制御基準値５００Ｖ）
・現像バイアス（ＡＣバイアス）：０．８ｋＶｐ−ｐ〜１．４ｋＶｐ−ｐ（制御基準値１．０ｋＶｐ−ｐ）
・現像バイアス（ＡＣバイアス）周波数：３．０ｋＨｚ
・現像バイアス（ＡＣバイアス）波形：ｓｉｎ波
・現像剤：平均粒径６．５μｍのトナー及び平均粒径４５μｍのキャリアからなる二成分現像剤
図９は本発明の実施の形態に係る画像形成装置における画質安定化制御の例のフローチャートである。以下に説明するフローにおける各種データの読み込み、判断及びステップの実行は図２における制御部ＣＲにおいて行われる。

ステップＦ２０において、帯電、基準画像データに基づいた露光及び現像を行ってパッチ画像を形成する。

Ｆ２１において、パッチ画像濃度Ｄを検知する。この検知は図２におけるセンサＤＳにより行われる。

Ｆ２２において、パッチ画像形成時にＤＣバイアスＶＤＣを読み込む。

Ｆ２３において、検知したパッチ画像濃度Ｄと基準値との比較の結果、基準値以上のときは終了し、基準値を下回るときは、ＤＣバイアスＶＤＣが所定の基準値以下か否かを判断する（Ｆ２４）。ＤＣバイアスの基準値としては、黒画像形成においては、４００Ｖ、カラー画像、すなわち、イエロー、マゼンタ、シアン画像については５００Ｖが設定される。これらは、図５における吸い込み量を４．５（黒画像）、３．０（カラー画像）以下に抑えることが出来る値である。ＤＣバイアスＶＤＣが基準値以下のときは、ＤＣバイアスＶＤＣを上げて画像濃度を上げる制御を行う（Ｆ２５）。ＤＣバイアスＶＤＣが基準値よりも高いときは、現像剤担持体の移動速度を上げ、Ｖｓ／Ｖｐを上昇させて画像濃度を上げる制御を行う（Ｆ２６）。

このような制御により、一定濃度の画像を維持しながら、「吸い込み」を防止することができた。

図１０は本発明の実施の形態に係る画像形成装置における画質安定化制御の他の例のフローチャートである。

ステップＦ３０において、帯電及び基準画像データに基づいた露光を行う。この露光は、ベタ画像、すなわち、高濃度画像を形成するための露光である。

Ｆ３１において図４における高濃度部電位ＶＬを検知するが、この電位検知は図２のセンサＶＳにより行われる。

Ｆ３２においてＤＣバイアスＤＶＣを読み込み、Ｆ３３において、現像によりパッチ画像を形成する。

Ｆ３４において高濃度部画像であるパッチ画像の濃度Ｄが検知されるが、この検知は図２におけるセンサＤＳにより行われる。

Ｆ３５において、検知したパッチ画像濃度Ｄと所定の基準値とを比較し、比較の結果、基基準値以上のときは終了し、基準値を下回るときはＶＤＣ−ＶＬが所定の基準値以下か否かを判断する（Ｆ３６）。ＶＤＣ−ＶＬが基準値以下のときは、ＤＣバイアスＶＤＣを上げて画像濃度を上げる制御を行う（Ｆ３７）。ＶＨ−ＶＬが基準値よりも高いときは、現像剤担持体の移動速度を上げ、Ｖｓ／Ｖｐを上昇させて画像濃度を上げる制御を行う（Ｆ３８）。

ＤＣバイアスＶＤＣの上限を黒画像では４００Ｖ、カラー画像では５００Ｖと設定した。これは、吸い込み量を４．５（黒画像）、３．０（カラー画像）以下に抑える値である。そして、高濃度部電位ＶＬは、７０Ｖと検知されたので、ＶＤＣ−ＶＬの基準値は、黒画像では、３３０Ｖ、カラー画像では４３０Ｖと設定される。

このような制御により、一定濃度の画像を維持しながら、「吸い込み」を防止することができた。

図１１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置における画質安定化制御の他の例のフローチャートである。

ステップＦ４０において、帯電及び高濃度画像（ベタ画像）用の基準データに基づいて露光を行う。

Ｆ４１において、図４における高濃度部電位ＶＬを検知するが、この電位検知は図２のセンサＶＳにより行われる。

Ｆ４２において、現像によりパッチ画像を形成し、ベタ画像、すなわち、高濃度のパッチ画像を形成する。

Ｆ４３において、高濃度部画像であるパッチ画像の濃度Ｄが検知されるが、この検知は図２におけるセンサＤＳにより行われる。

Ｆ４４において、Ｆ４２のパッチ画像形成で用いたＤＣバイアスＶＤＣを用いて、ウェッジ露光を行って、所望のハーフトーン画像、すなわち、低濃度画像を形成することが出来る画像データを決定し、決定した画像データに基づいて露光を行う。ステップＦ４４はウェッジ露光を行い、パッチ画像を形成し、形成されたパッチ画像の濃度を検知するという工程で低濃度画像の濃度を検知し、所定のハーフトーン濃度を形成する画像データを決定するという工程で実行される。

Ｆ４５において、ハーフトーン露光された感光体電位、すなわち、ＶＭを検知する。

ステップＦ４５は、Ｆ４４の低濃度画像の画像データを決定するプロセスの中で行われる。

Ｆ４６において、Ｆ４３で検知した検知したパッチ画像濃度Ｄと所定の基準値とを比較し、比較のの結果、基準値以上のときは終了し、基準値を下回るときは、ＶＭ−ＶＬが所定の基準値以下か否かを判断する（Ｆ４７）。ＶＭ−ＶＬが基準値以下のときは、ＤＣバイアスＶＤＣを上げて画像濃度を上げる制御を行う（Ｆ４８）。ＶＭ−ＶＬが基準値よりも高いときは、現像剤担持体の移動速度を上げ、Ｖｓ／Ｖｐを上昇させて画像濃度を上げる制御を行う（Ｆ４９）。

図１１に示す画像安定化制御により、「吸い込み」が防止されることを図１２を用いて説明する。

「吸い込み」は現像ギャプＶＧ＝ＶＤＣ−ＶＬが大きい時に発生する。図１２（ａ）に示すように、現像ギャップＶＧが大きいときは、低濃度部電位ＬＭと高濃度部電位ＶＬの差、ＶＭ−ＶＬも大きい。図１２（ｂ）に示すように、ＶＭ−ＶＬを小さくすることに対応して、現像ギャップＶＧが小さな値となって「吸い込み」が発生しなくなる。

表１は電位差ＶＭ−ＶＬに対応したＶｓ／Ｖｐの変更値の例を示す。

ステップＦ４９におけるＶｓ／Ｖｐは表１に示すデータに従って決定される。

具体例では、高濃度画像として、濃度１．５の画像を得るためにＤＣバイアスを５００Ｖに設定し、露光により形成された高濃度部電位は７０Ｖであった。また、低濃度部画像として濃度０．８の画像をうるために、ＤＣバイアスを５００Ｖに設定し、露光により形成された低濃度部電位ＶＭは２８５Ｖであった。

従って、ステップＦ４５の判断の基準値を、２８５Ｖ−７０Ｖ＝２１５Ｖに設定した。

このような制御により、一定濃度の画像を維持しながら、「吸い込み」を防止することができた。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラー画像形成装置の全体構成図である。 図１における画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋを示す。 ＤＣバイアス制御を用いた画質安定化制御を示す。 低濃度部と高濃度部の境界における感光体上の表面電位を示す。 ＤＣバイアスＶＤＣと「吸い込み」の関係を示す。 「吸い込み」を示す図である。 本発明における画質安定化制御の基本プロセスを示す。 本発明による画質安定化制御の結果の一例を示す。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置における画質安定化制御の例のフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置における画質安定化制御の他の例のフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置における画質安定化制御の他の例のフローチャートである。 低濃度部と高濃度部の境界における感光体上の表面電位を示す。

符号の説明

１ 感光体
４１ 現像ローラ
ＤＳ、ＬＳ、ＶＳ センサ
ＣＲ 制御部
ＤＶＣ 現像バイアス
ＶＬ 高濃度部電位
ＶＭ 低濃度部電位

Claims (8)

1. 画像形成体、
   該画像形成体に静電潜像を形成する潜像形成手段、
   形成された静電潜像を現像する現像手段、
   及び画像安定化手段を有し、
   該画像安定化手段は、前記現像手段中の現像剤担持体に印加されるＤＣバイアスを制御するバイアス制御手段及び前記ＤＣバイアス以外の画像形成条件を制御する安定化制御手段を有する画像形成装置であって、
   前記ＤＣバイアスが基準値以下のときは、前記バイアス制御手段により、画像濃度を制御して画像を安定させ、前記ＤＣバイアスが前記基準値を超えたときは、前記安定化制御手段により画像濃度を制御して画像を安定させる制御を行うシステム制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記潜像形成手段は、基準濃度データに基づいた露光を行ってパッチ画像用の静電潜像を形成する露光手段を有するとともに、パッチ画像の濃度を検知する濃度検知手段が設けられ、前記画像安定化手段は、前記濃度検知手段の検知信号に基づいて、画像安定化制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 画像形成体、
   該画像形成体に静電潜像を形成する潜像形成手段、
   形成された静電潜像を現像する現像手段、
   及び画像安定化手段を備え、
   前記潜像形成手段は、基準濃度データに基づいた露光を行ってパッチ画像用の静電潜像を形成する露光手段を有するとともに、該画像安定化手段は、前記現像手段中の現像剤担持体に印加されるＤＣバイアスを制御するバイアス制御手段及び前記ＤＣバイアス以外の画像形成条件を制御する安定化制御手段を有する画像形成装置であって、
   前記ＤＣバイアスの値と前記パッチ画像用の静電潜像の電位との差が、基準値以下のときは、前記バイアス制御手段により、画像濃度を制御して画像を安定させ、前記差が前記基準値を超えたときは、前記安定化制御手段により画像濃度を制御して画像を安定させる制御を行うシステム制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 画像形成体、
   該画像形成体に静電潜像を形成する潜像形成手段、
   形成された静電潜像を現像する現像手段、
   及び画像安定化手段を備え、
   前記潜像形成手段は、基準濃度データに基づいた露光を行って高濃度画像用の第１静電潜像及び低濃度画像用の第２静電潜像を形成する露光手段を有するとともに、該画像安定化手段は、前記現像手段中の現像剤担持体に印加されるＤＣバイアスを制御するバイアス制御手段及び前記ＤＣバイアス以外の画像形成条件を制御する安定化制御手段を有する画像形成装置であって、
   前記第１静電潜像の電位と前記第２静電潜像の電位との差が、基準値以下のときは、前記バイアス制御手段により、画像濃度を制御して画像を安定させ、前記差が前記基準値を超えたときは、前記安定化制御手段により画像濃度を制御して画像を安定させる制御を行うシステム制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
5. パッチ画像の濃度を検知する濃度検知手段が設けられ、前記システム制御手段は、前記濃度検知手段の検知信号に基づいて、前記画像安定化手段を制御することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記安定化制御手段は、前記画像形成体の移動速度と前記現像剤担持体の移動速度との比であるＶｓ／Ｖｐを制御する安定化制御手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記安定化制御手段は、現像剤中のトナー濃度を制御する安定化制御手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記安定化制御手段は、前記現像剤担持体に印加されるＡＣバイアスを制御する安定化制御手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images