JP5188339B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録紙上に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置に関し、特に画像形成中に記録紙に応じて作像条件を切り替えて印刷する画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置は、電子写真技術を利用して画像形成を行なう。この画像形成装置においては、画像信号に応じた濃度を目標通りに再現させるため、像担持体としての感光体が帯電手段により均一に帯電される。また、露光手段により感光体に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像手段により現像されトナ−像とし、転写手段により記録紙に転写される。

ところで、安定した画像形成を実施する為には、潜像電位、現像手段で形成したトナ−像が常に安定していることが重要であり、画像形成における転写特性や定着性は記録紙の材質、表面性、厚み等により異なる。

即ち、画像品質を安定させる為、像担持体上に現像するトナ−像の作像条件を記録紙の種類毎に制御することが重要になる。従って、記録紙毎に作像条件の調整を必要とする。その対策としては、記録紙の厚みに応じて、プロセス速度、現像高圧切り替える技術（特許文献１参照）や記録紙の種類に応じて、帯電手段、現像手段の高圧を調整し、現像するトナ−量を低減させる技術（特許文献２参照）などが提案されている。

また、連続運転時に濃度変動を抑制し、画質を安定させる技術としては、予め決められたタイミングかつ所定パタ−ンでトナ−像を形成し、感光体や中間転写体上のトナ−像の濃度検知する。この検知結果をフィードバックすることにより、作像条件を調整し、帯電手段の高圧、露光手段の光量、現像手段の高圧や転写手段の調整を行なう技術（特許文献３参照）が提案されている。

かかる技術では、第１のモ−ドとして、普通紙の濃度変動を所定間隔で測定し、所定以上の濃度変動が検出された場合のみ、厚紙として設定されている低速の作像を行なう第２モ−ドの現像条件を調整する。

ところで、非画像部（白紙部）の地肌汚れ（かぶり）、トナ−像の文字部及び罫線部の乱れ（飛び散り）、トナ−像を記録紙に定着させる際の定着性の差が、トナ−像の作像条件を記録紙の種類に応じて変更しなければならない要因となる。

作像プロセス速度を変更せずに作像条件を変更する際、現像手段の交流電圧などの現像条件をトナ−の帯電量などの変化に応じて調整する。現像交流電圧の変更をともなう調整を行なった場合、これらの現像特性は現像手段の交流電圧により異なる（特許文献４参照）。

特開2007-121906号公報 特開2001-356536号公報 特開2007-178928号公報 特開2001-27838号公報

近年、画像形成装置は、製本や中綴じなどの印刷物を作成できる機能を備えたものやその機能を備えた装置と連結可能なものが多い。このような装置では、印刷ボリュ−ムも多く、ほぼ終日、連続稼動状態に近いような使用状況が多くなっている。

製本や冊子のような印刷物を作成する場合は、ＰＣなどで作成した印刷原稿を画像形成装置で印刷する。その際、ＰＣ上のプリンタ−ドライバの操作画面で、各原稿ペ−ジに対応させ、表紙、章紙、中紙など毎に、ユ−ザ−が普通紙、コ−ト紙等の紙種類、サイズなどの条件設定を行い画像形成装置に印刷命令情報が伝達される。

画像形成装置は、その印刷情報に基づいて、１ペ−ジ毎に記録紙の種類、サイズを適時切り替えながら、記録紙の情報に応じて作像条件を連続的に切り替えて画像形成を行なう。一般的に、このような作像モ−ドは、混載モモ−ドと呼ばれている。

このような複数の記録紙の混載モ−ドを備えた画像形成装置では、複数の記録紙を連続的に混在させて出力させることが重要である。そして、像担持体の回転速度（プロセス速度）は、常に一定の条件で作像することができ、連続画像形成中の記録紙毎の濃度や画質の安定性を向上させることが重要となっている。

また、プロセス速度一定の条件で、記録紙に応じた作像条件の調整方法としては、像担持体の帯電電位、露光部電位、現像高圧の直流成分で決定される現像コントラスト電位差や非画像部電位差などを調整する。

本発明の技術的課題は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、連続ジョブ中のダウンタイムを生じることなく、濃度や画質の安定性を向上することができる画像形成装置を提供するものである。

前記目的を達成するため、本発明に係る代表的な構成は、像担持体と、前記像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、前記現像手段に直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスを印加するバイアス印加手段と、前記像担持体に形成されたトナー像をシートに転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、第１のシートに画像形成を行うとき、現像バイアスの交流電圧を第１の交流電圧に設定するとともに、第１のシートと種類が異なる第２のシートに画像形成を行うとき、現像バイアスの交流電圧を第１の交流電圧と異なる第２の交流電圧に設定する設定手段と、前記像担持体にテスト画像を形成するテストモードを実行させる実行手段と、前記テストモードが実行されるとき、テスト画像の濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度検出手段の出力に応じて画像形成条件を調整する調整手段と、を有し、前記実行手段は、第１のシートと第２のシートを含む複数のシートに連続して画像形成を行うジョブ中にテストモードを実行させるとき、現像バイアスの交流電圧を第１の交流電圧に設定することで、第１のテスト画像を形成させるとともに、現像バイアスの交流電圧を第２の交流電圧に設定することで、第２のテスト画像を続けて形成させることを特徴とする。

本発明によれば、記録紙の作像条件を調整しておく事で、装置を停止することなく異なる記録紙の作像動作に移行することができるので、ダウンタイムを生じることなく、画像の濃度や画質の安定性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態である電子写真方式の画像形成装置の構成図を示す。

［実施形態１］
図１に示す画像形成装置は、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、感光体ドラムという）１を有している。感光体ドラム１の周囲には、現像装置3、光除電手段６、帯電装置２、像露光手段11が配設されている。そして、転写手段として、中間転写ベルト12、１次転写ローラ４、２次転写ローラ８及びバックアップロ−ラ７が配設されている。さらに、感光体ドラム１の表面電位を測定する表面電位センサ13と中間転写ベルト12上に形成されたトナ−濃度センサ（濃度検出手段）10とを備えている。

感光体ドラム１は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体を使用したアモルファスシリコンドラムであり、耐磨耗性に優れたアモルファスシリコンドラムを採用することにより長寿命化される。但し、感光体ドラム１の種類は、アモルファスシリコンドラムに限定されたものではなく、一般的に用いられるＯＰＣ感光体であってもよい。

また、感光体ドラム１の層構成は、図２に示すように、導電性基体のＡｌ基板21上に、アモルファスシリコンを主成分とする光導電層を備えた感光層23を有する。Ａｌ基板21と感光層23との間には、アモルファスシリコン系の電荷注入阻止層22が介在し、感光層23上にはアモルファスシリコン系の表面層24が積層されている。

帯電装置２は感光体ドラム１を所定の電位に帯電するもので、スコロトロン方式のコロナ帯電器を用いている。光除電手段６は、帯電装置２より感光体ドラム１の回転方向上流側に配置され、前露光手段、即ちＬＥＤアレイなどの光除電用露光装置である。本実施形態では、波長660ｎｍ、光除電の露光量は、4.0μＪ／ｃｍ^２としている。

像露光手段11は、帯電された感光体ドラム１に画像情報に応じて静電潜像（静電像）を書き込むレーザ露光装置であり、ＢＡＥ潜像形成方式を採用している。即ち、イメージ画像間（画像部間）の非画像部（紙間）と画像部内の非画像形成部とを露光する。

現像装置３は、バイアス印加手段により直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスが印加され、現像剤として一成分磁性トナーを用いたジャンピング現像方式である。中間転写ベルト12は、感光体ドラム１の下方に設けられ、この感光体ドラム１上に形成されたトナー像を順次転写（１次転写）して保持する。

２次転写ローラ８は、中間転写ベルト12のトナー像担持面側に圧接配置され、中間転写ベルト12に転写されたトナ−像を記録紙（シート）に転写（２次転写）する。バックアップローラ7は、中間転写ベルト12の裏面側に配置されて２次転写ローラ８の対向電極をなすように設置されている。

中間転写ベルト12は、バックアップローラ7及び駆動源（図示略す）に接続された支持ローラ14などのローラに掛け渡され、支持ローラ14により駆動される。バックアップロ−ラ７は、図示しない着脱機構を備えており、記録紙への転写動作時以外は、中間転写ベルト12とは接触しない位置に退避可能となっている。

また、トナー濃度センサ10を用いて、テストモードにおいてテストパターン画像の濃度を測定する時には、バックアップロ−ラ７へのトナ−付着を防止する為、脱状態とする事によりバックアップロ−ラ７への不要なトナ−付着により発生する裏汚れを抑制する。

即ち、中間転写ベルト12上のテストパターン画像が、２次転写位置を通過する際は、バックアップロ−ラ７を脱動作し、バックアップロ−ラ７が汚れないように制御することで、印刷動作を再開した際に記録紙（シート）への裏汚れが発生しないようにしている。

中間転写ベルト12には、２次転写後の中間転写ベルト12上の残留物を除去するベルトクリーナ（図示略す）が配設されている。また、中間転写ベルト12は、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂または各種ゴムにカーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたものである。その体積抵抗率は10^５〜10^１５Ωｃｍとされ、その厚みは0.1mmに設定される。

ここで、バックアップローラ７は、金属心材の外周に内側に発泡弾性体層を、外側に導電層を被覆して形成される二層構成のＥＰＤＭゴムローラを用いた。外側の導電層は、カーボンブラックを15〜35重量％分散した半導電性のＥＰＤＭ発泡ゴムで、導電層の厚みは0.5〜1.5mmに構成され、その表面抵抗率は、７〜10Ω／□の抵抗領域に制御される。

また、２次転写ローラ８は、金属心材とこの金属心材の周囲に固着されたカーボンブラック分散発泡ＥＰＤＭ材料からなるコア層にスキン層を介して５〜20μmの厚みのフッ素樹脂系材料からなるコーティング層を形成したものを用いた。金属心材とコーティング層との間の体積抵抗率は10^４〜10^５Ωｃｍである。２次転写後の記録紙は、定着装置（図示略す）に搬送され、定着装置から機外に排出される。

表面電位センサ13は、感光体ドラム１と対向して配置され、感光体ドラム１の表面電位を検知する表面電位検知手段である。トナー濃度センサ10は、中間転写ベルト12の支持ローラ14に対向して配置され、中間転写ベルト12上に形成されたテスト画像の濃度を検出するとともに、濃度調整の際にテスト画像を担持する像担持体としても機能する。なお、テスト画像は、テストパッチ、パッチパタ−ン、パタ−ン画像、パッチ画像等と呼ばれる。

中間転写ベルト12上にテスト画像が形成され、これをトナー濃度センサ10で読み取る。取得した濃度デ−タに基づいて、濃度に対応する現像高圧条件、像露光光量などのパラメ−タを、調整手段により記録紙毎に異なる現像高圧のＶｐｐ（ピーク間電圧）に応じて設定された濃度目標値に対し調整し、記録紙毎に適正な作像条件に調整する。

画像形成装置は、記録紙の種類毎にそれぞれ異なる複数の作像条件を備えている。例えば、普通紙用途、コ−ト紙用など記録紙の種類毎に、それぞれ異なる作像条件を備えている。例えば、コ−ト紙では、普通紙に対し、かぶり画像や記録剤に転写した際にトナ−量が多すぎると、文字や罫線のライン飛び散りが発生しやすいので、コ−ト紙用の作像条件を設定し、当該飛び散りの発生を抑制している。さらに、２次転写ローラ８は、記録紙の種類や厚みに応じて転写電圧を可変制御し、適時、記録紙の種類毎に転写電圧の設定を切り替える制御手段を備えている。

次に、かかる画像形成装置の作像プロセスについて説明する。まず、接続されているＰＣなどからスタートスイッチがオン操作されると、所定の作像プロセスが実行される。画像形成装置をプリンタとして構成する場合、図３に示すようなＰＣ30より原稿のサイズ、出力部数、記録紙のサイズ、印刷する各ペ−ジに応じた記録紙の種類などの印刷設定が行なわれ、その印刷情報が画像形成装置に送信される。

ＰＣ30から受信された印刷情報は、図４で示される画像形成コントローラ40で処理される。エンジンコントロ−ラ50は、画像形成コントロ−ラ40からのデ−タに基づいて、像露光手段11、帯電装置２、現像装置３などの高圧制御及び原稿に応じた記録紙の供給を制御する。画像形成コントロ−ラ40及びエンジンコントロ−ラ50は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＮ、ＡＳＩＣなどから構成されている。

画像形成コントローラ40において、ラスタイメ−ジプロセッサ（ＲＩＰ）は、ＰＣ30から受信した画像デ−タをビットマップ画像に展開する。画像形成コントローラ40は、ビットマップ画像を像露光手段11が画像信号に応じて照射する画像信号デ−タに応じた像露光デ−タに変換する。その後、像露光デ−タはエンジンコントロ−ラ50を経由して像露光手段11の制御部に送信され、像露光手段11から出力される露光光量が制御される。そして、像露光手段11は、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。

エンジンコントローラ50の主制御部は、感光体ドラム１にテスト画像を形成するテストモードを実行させる実行手段を有し、エンジンコントローラ50に接続される各ユニットを統括的に制御する。エンジンコントローラ50に接続されるユニットとしては、露光制御部61、高圧制御部62、トナー濃度センサ10、表面電位センサ13、給紙搬送制御部63がある。

また、高圧制御部62は、帯電高圧制御部62ａ、現像高圧制御部62ｂ、転写高圧制御部62ｃがある。給紙搬送制御部63は、カセットに格納されている複数の記録紙の給送、搬送の制御を行なっている。

エンジンコントローラ50の調整部は、形成される記録紙の種類に応じた画像の濃度に対応される作像パラメ−タを調整する。例えば、調整部は、普通紙、コ-ト紙などの記録紙の種類に応じて現像高圧の交流電圧などを調整する。即ち、現像装置３の現像高圧及び像露光手段11の光量を適時調整する事により、記録紙に応じて適切なトナ−量を制御し、記録紙差によって発生するかぶりや文字などの飛び散り画像が発生しないようにする。

エンジンコントローラ50の記憶部は、制御プログラムや各種デ−タを記憶するためにＲＰＭやＲＡＭなどであり、画像形成中に出力した記録紙の種類、出力枚数、各記録紙の作像条件に応じたテスト画像の濃度を記憶している。

トナー濃度センサ10には、図５で示すように、ＬＥＤなどの発光素子10Ａと、フォトダイオ−ドなどの受光素子10Ｂが取り付けられている。発光素子10Ａによる照射光は、測定対象物Ｂに対し、θの角度で入射し測定対象物Ｂによって反射される。受光素子10Ｂは、角度φで測定対象物Ｂに対抗し、測定対象物Ｂからの正反射光、拡散反射光の双方を検出する。通常θとφは等しく、例えば30°である。

発光素子10Ａから出射された光線は、下地となる中間転写ベルト12で反射され、受光素子10Ｂで検出される。中間転写ベルト12上にテスト画像が形成されると、トナ−像のある部分の下地が隠され、反射光が減少する。

従って、トナ−像のトナ−量が増化すればするほど、図６で示すように反射光が除々に減少していく。このようなトナ−付着量と反射光の関係に基づいてテスト画像の濃度を求めることができる。

中間転写ベルト12上のトナ−量と、記録紙上に転写し定着後に得られた濃度との関係は、記録紙の種類毎にほぼ一定である。中間転写ベルト12上でのトナ−付着量と記録紙におけるトナ−濃度との関係を、エンジンコントローラ50の記憶部に記憶しておくことで、テスト画像を用いて測定したトナ−量より記録紙毎の濃度変化を、図７より検出することが可能となる。

また、本実施形態の画像形成装置では、普通紙とコ−ト紙とで現像高圧の交流電圧成分を切り替える。さらに、現像コントラスト電位（帯電電位；ＶＤ−現像ＤＣとの電位差）及び非画像部電位コントラスト（現像ＤＣ−露光部電位ＶＬとの電位差）を切り替える。

作像条件の切り替え動作の例としてのシ−ケンスのモデル図を図８に示す。図８は、混載モ−ドにおいて、「普通紙→コ−ト紙→普通紙」の順で、１ペ−ジ毎に連続的に作像条件を切り替えた様子を示したものである。なお、混載モ−ドとは、画像形成開始後の印刷動作中に、記録紙の種類を切り替えながら画像形成を行なうモ−ドである。

本装置では、ペ−ジの紙間毎に、紙種情報を検知し、像露光装置の光量、現像高圧ＤＣ、Ｖｐｐの３つを記録紙毎に切り替え動作を行なっている。作像条件の切り替えは、図８(A)で示すように、印刷ペ−ジ毎に紙種類情報を元に像露光手段11の露光量を切り替える。そして、紙間で切り替えた感光体ドラム１の電位の部位が、現像位置に到達するタイミングで、図８(Ｂ)、(C)で示すように、現像ＤＣ及び交流電圧Ｖｐｐを切り替える動作を行なっている。

本装置では、記録紙へのトナ−像を転写する際の転写性による差で、中間転写ベルト12上の非画像部領域に存在するカブリトナ−がコ−ト紙の方が転写されやすい。また、転写時のトナ−像の飛び散りを防止する為に普通紙とコ−ト紙で作像条件を切り替えている。

なお、記録紙毎に作像条件の切り替えによるトナ−量や濃度の制御は、普通紙とコ−ト紙に限られたものでではなく、ＯＨＰシ−トなどの特殊記録剤など様々な記録紙に対して複数の作像条件を備えた場合に対して適用してもよい。

図９は、普通紙とコ−ト紙の作像条件で得られるベタ部の濃度と中間調濃度とが、現像コントラスト電位差に対して変化する様子を示している。普通紙の現像高圧の交流成分は、Ｖｐｐ＝1.5ＫＶであり、コ−ト紙のＶｐｐ＝1.3ＫＶである。現像の交流電圧Ｖｐｐが異なる場合、ベタ部の濃度及び中間濃度の現像コントラスト電位差に対する濃度の変化は、異なる傾向を示している。

よって、連続画像形成中などに、普通紙又はコ−ト紙の片方のベタ部あるいは中間調の濃度変化を、１種類の記録紙に対応した作像条件でテスト画像を形成して測定した結果に基づいて現像条件を補正しても精度のよい調整ができない事が分かる。

その為、現像コントラストに対する濃度が変化する傾きが異なるため、１種類の記録紙の濃度変化から予測して、別の記録紙の作像条件を補正することができないことが分かる。

図10に示すように、普通紙又はコ−ト紙などの様に単一記録紙が、連続画像形成されている間は出力されている記録紙の作像条件で所定間隔でテスト画像を形成する。その濃度を測定した結果に基づき、エンジンコントローラ50の記憶部で記憶している図９で示す関係情報に基づいて現像条件を補正する制御を用いている。

テストパタ−ンを形成する所定出力枚数の期間中に、複数の記録紙に対して印刷した履歴が存在していることを検知した場合は、図10に示すように、複数の作像条件でテスト画像を形成する制御手段を備えている。

このような制御手段を備える事により、各記録紙の作像条件毎に異なる濃度変動の差を検出し、複数の作像条件を調整することで、混載モ−ドにおける連続画像形成の濃度、画質の安定化を図っている。

上述した画像形成のモ−ドとテストパタ−ンを形成する際の作像条件切り替え制御の内容を、図11のフロチャ−トを用いて具体的に示す。

図11において、まず、最初に印刷が開始される（ステップＳ１）。その後、最初のペ−ジを印刷する直前（ステップＳ２）に、記録紙の種類を判別する（ステップＳ３）。その結果、普通紙又はコ−ト紙の作像条件が選択され、記録紙の種類に応じて作像条件が選択される（ステップＳ４、６）。

作像条件として、露光条件を切り替える事により露光部電位ＶＬ、現像ＤＣ高圧及び現像交流電圧（第１の交流電圧、第２の交流電圧）Ｖｐｐの３種類を、記録紙に応じて切り替えている。また、フロ−チャ−トに記載されている記録紙毎の作像条件の記号は、図12に示す記号と一致している。

このような作像条件の切り替えは、ペ−ジ毎に実施され（ステップＳ５）、テストパタ−ンを形成するタイミングである2000枚までは、記録紙毎に作像条件を切り替えながら印刷を行なう（ステップＳ７）。その後、2000枚の連続出力されるまで印刷が継続された場合、テストパタ−ンの形成タイミングとなる。

テストパタ−ンを形成するに当たり、2000枚の出力履歴（ステップＳ８）を元に普通の単独出力（ステップＳ９）、コ−ト紙の単独出力（ステップＳ１６）のかの出力履歴を参照する。さらに、普通紙（第１のシート）とコ−ト紙（第２のシート）の混載モ−ドで印刷した（ステップＳ２１）のかの出力履歴を参照する。そして、その結果に基づいて、テストパタ−ンの形成条件を決定する。

この制御により、過去2000枚の出力期間に、記録紙の出力履歴をもとにテストパタ−ンが形成される。即ち、普通紙のみ出力した場合は、普通紙の作像条件でテストパタ−ン（第１のテスト画像）を形成する（ステップＳ１０）。コ−ト紙のみ出力した場合は、コ−ト紙の作像条件でテストパタ−ン（第２のテスト画像）を形成する（ステップＳ１７）。普通紙とコ−ト紙の混載出力の場合は、普通紙とコ−ト紙の２つの作像条件でテストパタ−ンを形成する。テストパタ−ンの形成は、図10で示される形態で行われる。

その後、テストパタ−ンの濃度を検知した結果（ステップＳ１１、１８）より、現像コントラストの補正量を算出し（ステップＳ１２、１９）、各記録紙の現像コントラスト条件を変更する。こうして、作像条件の補正を実施する（ステップＳ１３、２０）。その後、カウンタをリセットし（ステップＳ１４）、プリントを再開する（ステップＳ１５）。

ステップＳ２１において、混載モ−ドで出力履歴があると、普通紙の作像条件でテストパタ−ンを形成する（ステップＳ２２）。テストパタ−ンの濃度を検知した結果（ステップＳ２３）より、現像コントラストの補正量を算出し（ステップＳ２４）、各記録紙の現像コントラスト条件を変更する。こうして、作像条件の補正を実施する（ステップＳ２５）。

また、コ−ト紙の作像条件でテストパタ−ンを形成する（ステップＳ２６）。テストパタ−ンの濃度を検知した結果（ステップＳ２７）より、現像コントラストの補正量を算出し（ステップＳ２８）、各記録紙の現像コントラスト条件を変更する。こうして、作像条件の補正を実施する（ステップＳ２９）。その後、カウンタをリセットし（ステップＳ１４）、プリントを再開する（ステップＳ１５）。

以上のように、所定出力枚数毎に実施するテストパタ−ンの作像条件を、普通紙、コ−ト紙、混載の３種類で切り替え実施することで、単独記録紙の出力条件だけでなく、混載モ−ドにおいても、安定した状態で画像形成を行なう事ができるようになる。

ところで、テストパタ−ンの画像形成をするタイミング毎にバックアップロ−ラ７の着脱の各動作を約250ｍｓ程度で行なっている。また、図示しない２次転写の高圧のＯＮ/ＯＦＦ動作にそれぞれ100ｍｓを必要とする。

このように、テストパタ−ンの画像形成及び濃度検知動作には、画像形成に必要とする時間以外に２次転写の着脱動作及び記録紙のカセットからの給送、搬送経路での停止作業が必要となる。

特に、連続画像形成中の紙間時間を一時的に停止し、テストパタ−ン画像形成と濃度の測定制御には、その前後の停止処理動作も必要とする為、頻繁に調整動作を入れることは、生産性の低下を発生させる要因となる。

生産性は、このようなテストパタ−ンの形成時間及びその前後の印刷停止、再開動作を考慮して保証する必要がある。例えば、連続画像形成中に印刷情報から記録紙の種類変更が行なわれる毎にテストパタ−ンの形成を不定期に行なうと、その前後の装置の動作も必要である為、不要な動作の増化を発生させる。

本実施形態では、テストパタ−ンの形成を2000枚毎に定期的に行なう事により、テストパタ−ン形成の頻度を低減し、テストパタ−ン形成前後での装置の停止、再開処理に要する時間を最小限にしている。

本装置のように、出力可能な記録紙の種類に対応させて、必要なテストパタ−ンの形成時間も考慮しておくことで、混載モ−ドでの生産性を保証している。

本実施形態では、図13に示すように、テスト画像濃度の測定結果に基づいて、図９に示すような現像コントラスト電位と濃度の関係をエンジンコントロ−ラ50に記憶しておき、濃度の変化に対応させて適時、現像コンラスト条件の補正を算出している。なお、テスト画像濃度は、現像コントラスト電位を変更した場合に得られる各記録紙に応じたベタ部濃度及び中間濃度のことである。

本実施形態では、現像ＤＣ、露光量を調整する事で、現像条件の調整を行い、記録紙毎に定められた濃度が得られるように補正制御を実施していいる。

また、混載モ−ドにおける複数の作像条件で行なうテストパタ−ンの形成は、図14に示されるように、記録紙毎に設定されている現像の交流電圧を可変制御し、記録紙毎に設定された作像条件でのテスト画像を形成するようになっている。

複数の記録紙を連続的に交互に混載させて印刷している際、複数の異なる作像条件でテスト画像を形成する場合、作成する順序はテスト画像形成に移行する際の制御短縮の面からテスト画像を形成する直前の記録紙の作像条件から開始した方が望ましい。

このように、本実施形態では、連続画像形成中に印刷した記録紙の履歴を元に所定の間隔でテスト画像を形成する際の作像条件を記録紙の種類に応じて適時形成する制御手段が設けられた。これにより、記録紙毎に異なる作像条件を備えた場合においても安定した画像形成を行なう事ができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。

[実施形態２]
実施形態１は、テスト画像を形成する所定期間内の出力状態において、エンジンコントロ−ラ50の記憶部で記録している記録紙の種類の情報を元に所定間隔で形成する作像条件を選択するものである。

その為、所定期間の印刷した情報のみで、テストパタ−ンの作像条件が実施されるので、テスト画像の形成は印刷物の記録紙情報に左右される。従って、普通紙のテスト画像形成直後にコ−ト紙がくるような場合にはコ−ト紙の濃度が目標値からずれる場合がある。

例えば、図15に示すように、2000枚でテスト画像を形成するまでの期間に、「印刷物Ａ」を普通紙で印刷し、その次に、継続して、印刷される「印刷物Ｂ」が混載である等の場合がある。

本実施形態では、このような場合にも、各記録紙の作像条件に対し、記録紙が混載される前に複数の作像条件を安定させることで、より安定した画像形成を行なう事ができるものである。

本発明の実施に当たっては、図３で示すＰＣ30から送信される印刷情報に含まれる記録紙の種類情報をもとに、2000枚到達時に複数の記録紙の出力履歴が無くとも継続して混載モ−ドが実施される事が分かっている場合は、先行実施する制御を実施している。

以下に、その実施形態について、図16のフロ−チャ−トを用いて説明する。なお、図16のフロ−チャ−トの内容は、概ね実施形態１と同じであるため、異なる部分についてのみ述べる。

まず、ＰＣ30からの印刷命令に応じて、画像形成を開始する（ステップＳ１、２）。その後、連続出力中において、次回の印刷命令として、ＰＣ30から画像形成コントロ−ラ40に混載モ−ドを伴う印刷情報の受信が行なわれたか、否かを確認する（ステップＳ３）。このステップＳ３を追加することにより画像形成開始後に受信した印刷情報の中に、混載モ−ドの予定があるか、否かを判断する事が可能となる。

その後、2000枚出力を行い（ステップＳ５）、ステップＳ６において、現在までの出力期間にメディア混載履歴がない場合には、メディア混載の予定があるか否かを確認する（ステップＳ４）。

ステップＳ４において、メディア混載が予定されている場合は、図14に示すように、記録紙に応じた複数の作像条件でテスト画像を形成する（ステップＳ９）。そして、濃度変化を検出する（ステップＳ１０）ことで、出力中の記録紙だけでなく、別の作像条件の濃度変動を予め補正しておくことが可能となる（ステップＳ１１、１２）。よって、次に予定されているメディア混載を伴う印刷物が実行されても安定した画像形成を行うことが可能になる。その後、カウンタをリセットし（ステップＳ１３）、プリントを再開する（ステップＳ１４）。メディア混載が予定されていない場合は、出力履歴の作像条件を維持し（ステップＳ７）、テスト画像を形成する（ステップＳ８）。

以上のように、ＰＣ30の印刷情報に含まれる記録紙の情報を先行活用することにより、常に、混載モ−ドにおける画像形成条件を安定させる事ができるようになる。

[実施形態３]
実施形態２では、ＰＣ30より受信した印刷情報の記録紙情報に基づいて、2000枚毎のテスト画像を形成する際に、図14に示すような記録紙の種類に応じた作像条件でテストパタ−ン画像を形成する。

本実施形態では、印刷情報に含まれる記録紙の種類に加え、印刷枚数情報も加えて判断制御する事で、記録紙毎の出力枚数比率を考慮する。そして、出力比率の多い記録紙の作像条件を優先させて安定化させるとともに、出力枚数の少ない記録紙に対しては、テストパタ−ンの個数を低減させてトナ−消費量の低減と生産性の向上を図る。

また、本実施形態では、画像形成装置の操作部又は印刷命令を行なうＰＣ30のプリンタドライバ画面より生産性優先モ−ド、画質安定優先モ−ドを選択可能な構成を備えている。そして、生産性優先モ−ドを選択した場合にのみ動作する構成となっている。なお、制御フロ−の形態は、概ね図16と同じであるため、本実施形態に係わる部分を図17に示す。

本実施形態では、メディア混載の予定が確認された場合、印刷情報より記録紙毎の出力枚数比を計算する事で混載モ−ドにおける記録紙の比率の少ない側のテストパタ−ンを省略する。

図17のステップＳ４において、メディア混載が予定されていることを確認した場合、記録紙毎の出力枚数の比率を計算する（ステップＳ４１〜４５）。ステップＳ４６において、出力枚数の少ない方の比率が10%未満である場合、図16のステップＳ９で実施される2000枚毎のテストパタ−ンを切り替える。

即ち、図18は、普通紙とコ−ト紙の混載モ−ドが予定され、コ−ト紙の出力比率が10%未満である場合のテストパタ−ンを示している。出力比率が少ない記録紙のテストパタ−ンの個数を少なくする事（ステップＳ４７）により、テスト画像形成に必要とする時間短縮とトナ−消費量を低減させる事ができる。

また、出力比率の多い記録紙の作像条件でのテストパタ−ンは、高濃度、中間濃度の両方を測定して精度よく濃度補正が実施される（ステップＳ４８）。そして、出力比率の少ない記録紙は、中間濃度のテストパタ−ンの濃度変化を計測し、図19に示す中間濃度と現像コントラストの関係を用いて作像条件を補正することで安定化が図られる。

また、テストパタ−ンの削減を行なう比率の設定は、10%に限られたものではなく、適時エンジンの構成と安定性に応じて変更してもよい。

[実施形態４]
本実施形態４は、実施形態３で生産性優先モ−ドが選択される。そして、低出力枚数の記録紙毎にテスト画像のパタ−ンが、図18のように中間濃度の濃度測定結果から制御されている。この場合でも、出力比率の少ない記録紙の濃度変動が大きいと判断された場合には、図14に示す高濃度、中間濃度の両方のパタ−ンを形成する制御に切り替えられる制御手段を備える。そして、生産性優先モ−ドであっても、所定濃度以上の濃度変動を検知した場合には、画質安定化モ−ドに切り替える事で大きな濃度変動を発生させない構成にしたものである。

実施形態３では、出力枚数の少ない記録紙のテスト画像は、中間濃度のみを測定し、出力枚数の多い記録紙の作像条件は、高濃度部、中間濃度の両方の濃度変動を測定する制御を行なう。

実施形態３の制御構成は、図19に示すように、ベタ部の濃度が現像高圧のＶｐｐが違っていてもほぼ同じような特性を示し、中間濃度の特性が異なる場合には有効な手段である。

しかしながら、現像装置３の耐久枚数増化や環境変動などで、図９に示すように、ベタ部、中間濃度濃度の現像コントラストに対する濃度の変化が作像条件によって大きな差を発生しているような状況では、濃度制御の精度が低下することがある。

そこで、本実施形態では、画像形成装置の起動時において、各記録紙の作像条件に応じた現像コントラストを設定した条件で各作像条件における中間濃度値を初期値として記憶する。そして、各作像条件の中間濃度の濃度差を普通紙とコ−ト紙の中間濃度の濃度差分としてエンジンコントロ−ラ50の記憶部に記憶している。

本画像形成装置では、エンジンの起動時において実施している各作像条件の調整制御において、図20に示すような形態をエンジンコントローラ50の記憶部に記録している。即ち、記録紙毎の現像コントラスト、ベタ部濃度、中間濃度、普通紙とコ−ト紙の中間濃度の濃度差が記憶部に記録されている。

図16において、中間濃度の濃度測定（ステップＳ10）の結果において、初期値の濃度差分に対して、所定以上の濃度変化が発生する。この場合、テスト画像の形成を継続して、図14に示すエンジンの起動時に行なった現像コントラストと濃度の関係を記録紙毎に再測定する。

その後、所定間隔で行なうテストパタ−ンの形成は、図14に示すパタ−ンに切り替えることで、生産性優先モ−ドを停止し、安定優先モ−ドに移行する制御をする。本実施形態では、初期の中間長濃度の差分に対し、反射濃度で0.1以上の濃度差がトナー濃度センサ10で検出された場合に濃度変動が大きいと判断して、図13に示す濃度制御が実施される。

このように、生産性優先モ−ドであっても、中間濃度の濃度変動を確認して適時テストパタ−ンの濃度と現像コントラストの電位の関係を再測定し、安定性優先モ−ドに自動的に切り替える事で常に安定した混載モ−ドの連続画像形成が可能となる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成図である。 図１に示す画像形成装置の感光体ドラムの層構成図である。 ＰＣから画像形成装置に送信される印刷情報の説明図である。 ＰＣ、画像形成コントローラ及びエンジンコントローラの関係図である。 トナー濃度センサの構成図である。 トナー濃度センサの反射光量とトナー付着量の特性図である。 トナー濃度センサの反射光量と記録紙上の反射濃度の関係図である。 作像条件の切り替え動作を示すシ−ケンスのモデル図である。 現像コントラストと濃度の関係図である。 連続画像形成のモデル図である。 実施形態１を説明するフローチャートである。 作像条件の説明図である。 現像コントラストと中間、ベタ部の濃度の関係を求めるモデル図である。 混載モ−ド時のテスト画像パタ−ン図である。 単一記録紙の印刷物から混載を伴う印刷物が連結された場合のモデル図である。 実施形態２を説明するフローチャートである。 実施形態３を説明するフローチャートである。 テストパターンのモデル図である。 中間濃度と現像コントラストの関係図である。 記録紙の現像条件及び濃度情報を示す図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム
２ 帯電装置
４ １次転写ローラ
６ 光除電手段
７ バックアップローラ
８ ２次転写ローラ
10 トナー濃度センサ
11 像露光手段
12 中間転写ベルト
13 表面電位センサ

Claims (4)

1. 像担持体と、前記像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、前記現像手段に直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスを印加するバイアス印加手段と、前記像担持体に形成されたトナー像をシートに転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、
   第１のシートに画像形成を行うとき、現像バイアスの交流電圧を第１の交流電圧に設定するとともに、第１のシートと種類が異なる第２のシートに画像形成を行うとき、現像バイアスの交流電圧を第１の交流電圧と異なる第２の交流電圧に設定する設定手段と、
   前記像担持体にテスト画像を形成するテストモードを実行させる実行手段と、
   前記テストモードが実行されるとき、テスト画像の濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記濃度検出手段の出力に応じて画像形成条件を調整する調整手段と、を有し、
   前記実行手段は、第１のシートと第２のシートを含む複数のシートに連続して画像形成を行うジョブ中にテストモードを実行させるとき、現像バイアスの交流電圧を第１の交流電圧に設定することで、第１のテスト画像を形成させるとともに、現像バイアスの交流電圧を第２の交流電圧に設定することで、第２のテスト画像を続けて形成させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記実行手段は、第１のシートと第２のシートを含む複数のシートに連続して画像形成を行うジョブ中にテストモードを実行させるとき、このテストモードを実行する直前に第１のシートへの画像形成が行われていた場合、現像バイアスの交流電圧を第１の交流電圧に設定したままとすることで、第１のテスト画像を先に形成させ、その後、現像バイアスの交流電圧を第２の交流電圧へ変更することで、第２のテスト画像を形成させることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 前記実行手段は、第１のシートと第２のシートを含む複数のシートへ連続して画像形成を行うジョブ中にテストモードを実行させるとき、このテストモードを実行する直前に第２のシートへの画像形成が行われていた場合、現像バイアスの交流電圧を第２の交流電圧に設定したままとすることで、第２のテスト画像を先に形成させ、その後、現像バイアスの交流電圧を第１の交流電圧へ変更することで、第１のテスト画像を形成させることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
4. 前記転写手段は、前記像担持体上のトナー像が１次転写されるとともに、これをシートに２次転写するための中間転写体を有し、前記濃度検出手段は前記中間転写体に対向するように設置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの画像形成装置。

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