JP3674250B2

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Inventors: 宏秋田
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Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 2005-07-20
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式によりデジタル画像を形成する画像形成装置と、同装置における画像補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やファクシミリ等の電子写真プロセスを採用する画像形成装置（以下、単にこれを画像形成装置という）では、所定の画像濃度を安定して再生する性能（濃度安定性）と再生画像のハイライトからシャドーまでの階調を忠実に再現する性能（階調再現性）との両方を十分に満たすことを要求されている。
【０００３】
かかる要求を満たすため画像形成装置では、現像剤のトナー濃度の変化やその他の条件変動に伴って生じるコピー画像の濃度変動を補正するため、画像形成に先立って、像担持体上に一定露光強度で複数のテストパターン（後にはパッチともいう）潜像を形成し、その潜像一つ毎に現像剤担持体の回転数を変えた（すなわち現像剤担持体の線速を変えた）現像手段によって現像してテストパターン像群を形成し、そのテストパターン像群の画像濃度を検知し、その出力によって前記現像手段の現像剤担持体の線速を十分な最大濃度が得られる値に固定する（最大濃度補正）。ただし、現像装置の現像剤は底部などに透磁率センサを設けて現像剤のトナー濃度を監視し規定のトナー濃度より低くなるとトナー補給を行って現像剤のトナー濃度を一定値に保持される。
【０００４】
その後異なる露光強度により複数のテストパターン潜像を形成し、このテストパターン潜像を線速一定の現像剤担持体で現像し、その現像されたテストパターン像群の画像濃度を濃度検知手段で検知し、検知された一連の濃度データに基づいて階調補正カーブを作成するよう制御（階調補正）を行うことがなされている。
【０００５】
この画像補正方法では、画像形成を続行中の現像性能の低下や像担持体の感光層の電位異常などにより画像濃度の低下や階調性の崩れが生じることがあるので、画像記録の一定数毎に画像の最大濃度補正及び階調補正（γ補正）を行うことが必要で、早朝等の業務の開始前に電源を投入すると定着装置を構成する定着ローラの表面温度を約１８０℃に昇温するために約６分ほどのウォームアップ期間を利用し、その後は規定の枚数毎にかかる画像補正が行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
▲１▼ これらの複数の画像補正を行う場合は補正処理のためには相当時間を必要とし、規定のコピー枚数と補正に要する時間を考慮した場合、画質を向上させるため規定枚数を少ない設定で頻繁に行うようにすると、実際のコピー処理以外に補正に要する時間が無視できなく、ユーザーに不便をかける。また、規定枚数を大きくした場合は、その間に発生する画像形成装置の機内環境の変化や現像特性の変化等に起因する微妙な画像濃度の低下や増大、また階調性の変化に対して補正することができないという問題があった。
【０００７】
また、ウォームアップ時、及びその後の規定枚数の画像出力後に最大濃度補正を含む各画像補正を行うようにした場合も、補正と補正の間の規定枚数に達するまでの間は、画像濃度に関する補正は行われず一度現像スリーブの速度を決定したらその機内環境の変化、現像性能、感光体の電位変化に起因する濃度変化を補正する手段はなかった。
【０００８】
本発明は、短サイクルで短時間で効果的な画像補正が行われる、簡易な形で行われる画像濃度補正を、長サイクルで、比較的補正のために時間を要する複数の画像補正の間に行うことにより、効率が良く、適時に画像補正可能で、高画質の画像形成が効果的に得られる画像補正方法を提供することを目的とする。
【０００９】
▲２▼ 規定枚数（例えば１０００枚）毎にこれらの最大濃度補正を含む画像補正を行う場合、画像出力をカウントし、それが規定値に達したら次の画像形成前に補正を行うようにした場合、補正作業中は実際の複写作業は行われないで、特に急ぎの複写物がある場合など、複写作業完了までの時間が延びることになり作業性が良くない。
【００１０】
また、コピーの量が多く１回の連続の複写作業中に複数回、規定枚数の達する場合などは、規定枚数に達する度に、毎回補正を行っている場合は、画質は向上するが、複写完了までのスピードを優先したい場合は、更に作業性が良くない。
【００１１】
本発明は、規定枚数到達毎に画質向上のための補正を行う画像形成装置で、一連の複写作業の画像形成のジョブ完了までの時間に影響を与えない、作業効率の良い画像補正方法を提供することを目的とする。
【００１２】
▲３▼ 複数のテストパターン潜像を形成して行う最大濃度補正においても、像担持体上に形成される複数の濃度の基準濃度パッチの濃度を検出する際、濃度検知センサの不良、または濃度パッチ自体の形成不良といった問題に対しては何ら考慮されていなかった。
【００１３】
本発明は、複数の画像補正工程で画像補正を行うもので、上記の最大濃度補正を含む画像補正工程の一部に異常がおきた場合も、影響を最小限に抑えるべく補正条件を設定し、画像形成を続行可能にする画像形成方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記（１）、（２）、（３）の各目的を達成するもので、
（１）の目的は、
第一の規定枚数毎に像担持体上に中間濃度で単一の基準濃度パターンを形成する工程と、前記基準濃度パターンの濃度を検出する工程と、前記検出した濃度に応じて現像器のスリーブの回転数を、読み取った濃度が第一の基準値より大きい場合は回転数を規定量ダウンし、第二の基準値より小さい場合は回転数を規定量アップするよう制御する工程を含む第一の画像補正工程と、電源ＯＮ時のウォームアップ時、及び第一の規定枚数より大きい第二の規定枚数毎に複数の基準濃度パターンを形成する最大濃度補正を含む画像補正工程により画像補正を行う第二の画像補正工程とを有し、前記第二の画像補正工程間に、前記第一の画像補正工程を行うことを特徴とする画像補正方法（請求項１に係わる発明）
により達成される。
【００１６】
（２）の目的は、連続する画像形成ジョブの途中で前記第一又は第二の規定枚数に達した場合、前記連続する画像形成ジョブの最後の画像出力後に続いて画像補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法（請求項２に係わる発明）及び
連続する画像形成ジョブの途中で、複数回、前記第一又は第二の規定枚数に達した場合、前記連続する画像形成ジョブの最後の画像出力後に続いて一度のみ画像補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法（請求項３に係わる発明）
により達成される。
【００１７】
（３）の目的は、
電源ＯＮ時のウォームアップ時及び規定枚数毎に少なくとも最大濃度補正を含む画像補正を行う第二の画像補正工程と、第二の画像補正工程間に規定枚数毎に単一の中間濃度パターンで最大濃度補正を行う第一の画像補正工程とを有し、前記第二の画像補正工程は像担持体上に基準濃度パターンを形成するパターン形成工程と、投光部、受光部を有する濃度検知センサで前記基準濃度パターンに投光しその反射光を受光し濃度を検出する濃度検出工程と、前記濃度検知センサの異常を検知する第一の異常検知工程と、前記基準濃度パターンの前記濃度検出工程による濃度の異常を検知する第二の異常検知工程とを有し、前記第一の異常検知工程または前記第二の異常検知工程で異常を検知した際は前記第一の画像補正工程を行わないことを特徴とする画像補正方法（請求項４に係わる発明）
により達成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の説明に先だって本発明を適用する画像形成装置について、構成とその作用を図面に基づいて説明する。但し本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
図１は本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成断面図、図２は図１の装置の制御系を示すブロック図である。
【００２０】
先ず、この画像形成装置の通常のコピー動作について説明する。この画像形成装置は、画像読み取りユニット１０、ディジタル書き込み系である書き込みユニット２０、画像形成部３０、給紙部４０及び原稿載置部５０等より構成される。
【００２１】
画像形成装置上部には、透明なガラス板などからなる原稿台５１と、さらに原稿台５１上に載置した原稿Ｄを覆う原稿カバー５２等からなる原稿載置部５０があり、原稿台５１の下方であって、装置本体内には第１ミラーユニット１２、第２ミラーユニット１３、撮像レンズ１４、ＣＣＤアレイなどの撮像素子１５等からなる画像読み取りユニット１０が設けられている。
【００２２】
原稿台５１上の原稿Ｄの画像は、画像読み取りユニット１０の照明ランプ１２Ａと第１ミラー１２Ｂを備える第１ミラーユニット１２の実線から破線にて示す位置への平行移動と、第２ミラー１３Ａ及び第３ミラー１３Ｂを対向して一体的に備える第２ミラーユニット１３の前記第１ミラーユニット１２に対する１／２の速度の追随移動とにより全面を照明走査され、その画像は撮像レンズ１４により第１ミラー１２Ｂ、第２ミラー１３Ａ、第３ミラー１３Ｂを経て撮像素子１５上へ結像されるようになっている。走査が終わると第１ミラーユニット１２及び第２ミラーユニット１３は元の位置に戻り、次の画像形成まで待機する。
【００２３】
前記撮像素子１５によって光電変換されて得られた画像データはディジタル信号に変換された後、画像信号処理部６０によってＭＴＦ補正やγ補正等の処理がなされ、画像信号としてメモリに一旦格納される。次いで前記の画像信号がＣＰＵ９０の制御によってメモリより読み出されパルス幅変調された後書き込みユニット２０に入力される。
【００２４】
画像形成部３０は、ＣＰＵ９０の制御によって前記画像信号が、駆動モータ２７、ポリゴンミラー２２、ｆθレンズ２３、ミラー２４，２５，２６及び図示しない半導体レーザ、補正レンズ２４Ｂ等からなる書き込みユニット２０に入力されると画像記録動作を開始する。すなわち、像担持体である感光体ドラム３１は矢示のように時計方向に回転し、帯電前露光を行って除電する除電は除電器３６によって除電された後、帯電器３２により電荷を与えられているので、書き込みユニット２０によるレーザビームＬによって感光体ドラム３１上には原稿Ｄの像に対応した静電潜像が形成される。その後、感光体ドラム３１上の前記静電的な潜像は、現像器３３のバイアス電圧を印加した現像剤担持体である現像スリーブ３３Ａ上に担持する現像剤によって反転現像が行われ可視のトナー像となる。
【００２５】
一方、給紙部４０に装填された給紙カセット４１Ａ又は４１Ｂからは指定のサイズの転写紙Ｐを１枚ずつ搬出ローラ４２Ａによって搬出し、搬出ローラ４３及びガイド部材４２を介して画像の転写部に向かって給紙する。給紙された転写紙Ｐは、感光体ドラム３１上のトナー像と同期して作動するレジストローラ４４によって感光体ドラム３１上に送出される。この転写紙Ｐには、転写器３４の作用により、感光体ドラム３１上のトナー像が転写され、分離器３５の除電作用によって感光体ドラム３１上から分離されたのち、搬送ベルト４５を経て定着器３７へ送られ、加熱ローラ３７Ａ及び加圧ローラ３７Ｂによって溶融定着された後、排紙ローラ３８，４６により装置外のトレイ５４へ排出される。５３は手差し用の給紙台である。
【００２６】
前記感光体ドラム３１はさらに回転を続け、その表面に転写されずに残留したトナーは、クリーニング装置３９において圧接するクリーニングブレード３９Ａにより除去清掃され、再び除電器３６によって除電された後帯電器３２により一様に電荷の付与を受けて、次回の画像形成のプロセスに入る。
【００２７】
なお、現像器３３の撹拌スクリュー３３Ｃの底部に設けられた透磁率センサＴＳは現像剤のトナー濃度が変化すると透磁率が変化することを利用して現像器３３内の現像剤のトナー濃度を監視し、ＣＰＵ９０に現像剤のトナー濃度情報を送出するセンサである。ＣＰＵ９０は透磁率センサＴＳの情報によりトナー濃度が一定値以下に減少するとトナー補給の指示をトナー補給ユニットに送出してトナー補給を行うので、現像剤のトナー濃度を常に一定に維持することができる。
【００２８】
本実施例では、現像剤にはポリエステル系で重量平均粒径８．５μｍのトナーと、フェライトに樹脂コーティングを施した重量平均粒径６０μｍキャリアからなる２成分現像剤でトナー濃度６〜９％のものが用いられたが、上記トナー濃度制御によりトナー濃度変動は±０．３％の範囲に収めることができた。
【００２９】
定着器３７の３７Ａ及び３７Ｂは一対の定着用回転体である上ローラ及び下ローラである。
【００３０】
上ローラ３７Ａ及び下ローラ３７Ｂの内側芯部にはハロゲンランプ等からなる加熱ヒータ３７Ｄ（上ローラ１，１００Ｗ、下ローラ２００Ｗ）が設けられている。上ローラ３７Ａ及び下ローラ３７Ｂの周囲温度はサーミスタなどからなる温度センサ３７Ｃにより検知されＣＰＵ９０に送出され、この検知信号によってＣＰＵ９０は加熱ヒータ３７Ｄを制御して定着制御温度である所定の温度Ｔｃの許容範囲内に保持する。
【００３１】
下ローラ３７Ｂは図示しないバネなどの付勢部材によって上ローラ３７Ａに一定圧例えば線圧３．７ｋｇ／ｃｍで圧接されるようになっている。上ローラ３７Ａは時計方向に回転し、下ローラ３７Ｂは上ローラ３７Ａに圧接して従動回転する。
【００３２】
以上説明した画像形成装置では感光体ドラム３１は負帯電がなされるＯＰＣ感光体を塗布したドラムで、書込み密度４００ｄｐｉ（Ｄｏｔｐｅｒｉｎｃｈ）とした場合を標準として画像形成を行っている。感光体ドラム３１の回転軸には図示しないエンコーダが設けてある。このエンコーダからの位相信号はＣＰＵ９０に送出され画像位置を正確に知る必要のあるプロセス制御に利用される。
【００３３】
本実施形態の画像形成装置では、後に説明する第二の画像補正工程として、複数のテストパターンを用いて行う最高濃度補正と階調性補正を併せて行うもので、最高濃度補正用の濃度検知センサＤＳ₁、階調性補正用の濃度検知センサＤＳ₂は、感光体ドラム３１の周面に対向し、現像器３３から転写器３４の間、および分離器３５からクリーニング装置３９の間に設けられる。
【００３４】
次に複数のテストパターンを用いて行う最大濃度維持制御及び階調補正制御を行う画像制御方法について説明する。
【００３５】
濃度検知センサＤＳ₁と濃度検知センサＤＳ₂とは近似した構成なので、併せて説明する。濃度検知センサＤＳ₁，ＤＳ₂は例えば図３（ａ）に示すようにケーシングＣＫに穿設された２個の取り付け穴に取り付けられた約４０°の入射角をもって赤外光を照射する発光素子である発光ダイオードＬＥＤと、約４０°の反射角をもって受光する受光素子であるフォトトランジスタＰＴと、トナーなどによる汚れを防ぐためガラスなどの防塵部材ＢＧよりなっている。なお、上記赤外線は像担持体の感光層に感度を有しない例えば波長９００〜９８０ｎｍの赤外線が使用される。なお、フォトトランジスタＰＴは代わりにフォトダイオードを用いることもできる。
【００３６】
この濃度検知センサＤＳ₁，ＤＳ₂は、図３（ｂ）に示す電気回路と組合わされて濃度検出装置を形成している。発光素子である発光ダイオードＬＥＤの陽極端子には最大出力１０Ｖの可変直流電源Ｖｒｅｔが接続され発光ダイオードＬＥＤの放射光量を変化させることができる。発光ダイオードＬＥＤは電流制御用の抵抗Ｒ₈及び半固定抵抗ＶＲ₁と直列に接続され直流電源から１０Ｖの電圧が印加されていて、半固定抵抗ＶＲ₁によって発光ダイオードＬＥＤの抵抗値のバラツキを調節した後固定できるようになっている。発光ダイオードＬＥＤは端子Ｔｅをアースに接続すると点灯される。
【００３７】
受光素子であるフォトトランジスタＰＴは負荷抵抗Ｒ₇と直列に接続され、直流電源から１０Ｖの電源が印加される。発光ダイオードＬＥＤの光で照射されたトナー像からの反射光を受光するフォトトランジスタＰＴの出力電流は反射光の強さに応じて変化し、負荷抵抗Ｒ₇の両端にはフォトトランジスタＰＴの出力電流に比例した電圧が生じる。この電圧は演算増幅器であるＩＣ１の（＋）入力端子に入力され増幅される。その結果、出力端と（−）入力端子との間に接続された抵抗をＲ₅とし、（−）入力端子とアースとの間に接続された抵抗をＲ₆とするとき、抵抗Ｒ₅の両端に接続する出力端子Ｏａ，Ｏｂ間にはＶｏｕｔ＝Ｒ₅／Ｒ_６×Ｖｉｎの電圧が出力される。ここでＶｉｎはＩＣ１の（＋）入力端子に加わる電圧で、この場合の増幅回路の電圧利得（電圧ゲイン）Ｖｏｕｔ／ＶｉｎはＲ₅／Ｒ₆となる。Ｃ１はサージ電圧やその他のノイズのバイパス用コンデンサである。
【００３８】
最大濃度維持制御を行うには、先ず図４（ａ）に示すように、ＲＯＭ９５に記憶されたプログラムによって像担持体（感光体ドラム）３１上に最大濃度維持制御用のテストパッチの潜像を副走査方向に数ｍｍの間隔をおいて書き込まれる。このときの露光レベルは一定で例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）で８ビットのディジタル信号の場合はベタ黒に相当するレベル２５５でパッチ露光が行われる。このテストパッチは現像器の現像スリーブの回転数をテストパッチ潜像毎に変えて反転現像が行われ、図４（ｂ）に示す濃度の異なる複数のテストパッチ像となる。この現像にあたっては、現像バイアスの絶対値を下げて行うことも好ましい。この最大濃度維持制御用のテストパッチ像は前記の濃度検知センサＤＳ₁によって濃度検出が行われ、パッチ濃度データのうち予め設定した規定濃度範囲（図５の濃度検出回路の出力を示すグラフでセンサ出力Ｖｓｒ以下）に入った現像スリーブの回転数（線速）を検出し、画像形成時にはこの回転数（線速）を用いるよう現像スリーブの回転数（線速）の固定を行う。ここで上記の規定濃度は１．４に設定される。これは濃度１．３５以上であればコピー画像の品位は十分であるからである。かかる制御によってあらゆる環境で画像濃度は１．４以上が確保されていることが保証される。なおこの最大濃度維持制御は現像剤のトナー濃度（混合比）の変更や現像スリーブ上の現像剤の搬送量を変更することによってもできるが、現像スリーブの回転数変更による方法がトナー汚れやカブリを発生させない点で優れている。
【００３９】
階調補正制御を行うには、最大濃度維持制御と同様にＲＯＭ９５から読み出されたプログラムによって感光体ドラム３１は帯電され、階調性補正用のテストパターン信号が半導体レーザに送出される。このテストパターンは例えば８ビットのディジタル信号の０〜２５５レベルの場合８レベル飛びのＰＷＭ信号が半導体レーザに送出され、感光体ドラム３１上には図６（ａ）に示すような複数のテストパッチの潜像が副走査方向に数ｍｍおきに書き込まれる。この潜像は現像スリーブの回転数が先の最大濃度維持制御によって固定された現像器によって反転現像され、図６（ｂ）に示す濃度の異なる複数の階調補正用テストパッチ像となり、濃度検知センサＤＳ₂によって濃度検出がなされる。
【００４０】
ここでテストパッチ像の濃度検出装置の出力からパッチ像の濃度に換算する方法について説明する。
【００４１】
上記階調補正用テストパッチ像のＰＷＭレベルを０，８，１６，２４・・・ｎ・・・２５５としたパッチ像の濃度検出装置の出力電圧をＶ₀，Ｖ₈，Ｖ₁₆，Ｖ₂₄・・・Ｖ_n・・・Ｖ₂₅₅とするとき、それぞれの仮の濃度をＤ_Pnとすると
Ｄ_P0＝−ｌｏｇＶ₀／Ｖ₀
Ｄ_P8＝−ｌｏｇＶ₈／Ｖ₀
Ｄ_P16＝−ｌｏｇＶ₁₆／Ｖ₀
Ｄ_Pn＝−ｌｏｇＶ_n／Ｖ₀
Ｄ_P255＝−ｌｏｇＶ₂₅₅／Ｖ₀
としてＤ_Pnを求め、Ｄ_P31が前記最大濃度である１．４になるように全てのＤ_Pnを正規化する。また、転写紙の濃度は例えば０．０８であるから全てのＤ_Pnに０．０８を加える。このようにしてコピー画像として定着した転写紙上のパッチ像の濃度に換算される。
【００４２】
上記階調補正データは補間されて図７（ａ）に示す連続カーブとなり、このカーブはプリンタ特性を表していることになる。補間方法は直線補間でも十分利用できる。この逆関数を取ると図７（ｂ）に示すカーブとなり、これが階調補正カーブとなる。上記図７の（ａ）のカーブと（ｂ）のカーブの積を取ると（ｃ）に示す４５°の直線（γ＝１．０）となる。但し実用上は画像の鮮鋭性を増すためγ＝１．０以外の階調補正カーブも用いられる。このような階調補正カーブは画像形成装置のＲＡＭに記憶され、画像形成に当たっては、ＲＡＭから呼び出された階調補正カーブに従って画像信号は補正された後書込みユニットに入力されて潜像形成が行われるので、装置の使用中の感光体ドラム３１の感光体の劣化や環境条件の変化によるプリンタ特性の変化による階調性変化の補正がなされる。
【００４３】
（実施形態１）
本発明▲１▼の実施形態について説明する。
【００４４】
本実施形態の画像補正方法においては、電源ＯＮ時のウォームアップ時（この時は上記の最大濃度補正及び階調補正を行う）及び第二の規定枚数（例えば１０００枚）毎に複数の基準濃度パターンを形成することによって行う上記の最大濃度補正を含む第二の画像補正工程とは別に、先の第二の規定枚数（例えば１０００枚）より少ない第一の規定枚数（例えば５０枚）毎に第一の画像補正工程を設けている。第一の画像補正工程は像担持体上に中間濃度で単一の基準濃度パターンを形成し、この基準濃度パターンを濃度検知センサＤＳ₁によって濃度検出を行い、センサ出力Ｖｏｕｔを基準値と比較して既に設定されている現像スリーブの回転数の増減を行って最大濃度補正を行うものである。第二の画像補正工程ではその濃度補正が完了するまでに相当時間を必要とすることからしばしば第二の画像補正工程を行うことは実用上困難で、長いインターバルをもった第二の規定枚数の間に所要時間の短い第一の画像補正工程を補完する形で実行し、良好な画像形成条件からの逸脱を防止している。
【００４５】
次に第一規定枚数（例えば５０枚）毎に行う第一の画像補正工程について詳しく説明する。
【００４６】
第一の画像補正工程では先ず中間濃度で単一の基準濃度パターンを形成する。中間濃度（本実施形態においては規定濃度１．３）の基準パッチ形成を行う理由は、
▲１▼中間濃度で基準パッチを形成する方が、濃度検知センサＤＳ₁で濃度検出を行う場合、高濃度の基準パッチに対して濃度検出を行うのに比較して、より精度よく正確に濃度検出ができるからである。理由としては高濃度においてはトナー粒子上にトナー粒子が付着したりしてトナー付着量と濃度検出値との関係が崩れることがあげられる。
【００４７】
▲２▼中間濃度で基準パッチを形成した方が、環境の変化や履歴によって現像剤の帯電量に変化が生じてもトナー付着量はほぼ一定に保たれることによる。
【００４８】
本発明者の検討によると、現像スリーブ上に形成される現像剤の穂の硬さは現像剤の帯電量に関連し、帯電量が低いと穂の硬さは硬くなる。穂の硬さが硬いと、基準パッチが中間濃度の場合には穂の硬さによる影響は認められないが、基準パッチが高濃度（黒ベタパッチ）の場合には黒ベタであるべき箇所が掃き目状のスジ目がついてしまう。掃き目がついた基準パッチを濃度検知センサＤＳ₁で濃度検出を行うと、濃度が淡いと判断し、現像スリーブの回転数を増加するよう対応してしまう。その結果、基準パッチとして高濃度の基準パッチを用いたときは現像剤の帯電量が低いと画像濃度は増大する方向への誤った動作をしてしまう。本発明者は基準パッチを中間濃度に設定すると、パッチ部分についてはもともとトナーが付着していない部分が多いので帯電量が低くても掃き目の影響が認められないで、帯電量が変化しても濃度検知センサＤＳ₁による検出値には影響を受けないことの確認を行っている。その結果に基づいて中間濃度の基準パッチを形成することにした。
【００４９】
中間濃度の単一の基準パッチによる最大濃度補正は次の如くして行う。
【００５０】
先ず像担持体（感光体ドラム）３１上に書き込みユニット２０によってパルス幅変調（ＰＷＭ）で８ビットのディジタル信号の場合はベタ黒に相当するレベル２５５でパッチ露光を行う。
【００５１】
上記の基準パッチ潜像の現像に当たっては現像スリーブの回転数は現在の回転数のままとし、現像電界を従来の黒ベタパッチ作成時に較べて小さく設定する。即ちドラム露光電位Ｖ_Lは従来と同じ（例えば−１００Ｖ）とし、現像バイアスＶ_DCを従来よりも絶対値が低い値に変更する（例えば従来−６００Ｖを−４５０Ｖに変更）。よって現像電界｜Ｖ_DC−Ｖ_L｜は従来に較べて小さくなる。
【００５２】
｜Ｖ_DC−Ｖ_L｜＝｜（−６００）−（−１００）｜＝５００Ｖ（従来の黒ベタパッチ作成時）
｜Ｖ_DC−Ｖ_L｜＝｜（−４５０）＝（−１００）｜＝３５０Ｖ（中間濃度パッチ作成時）
濃度検知センサＤＳ₁はこのようにして現像された中間濃度の基準パッチの濃度読み取りを行う。ＣＰＵ９０は濃度検知センサＤＳ₁からのセンサ出力Ｖｏｕｔを、予めメモリ９１に記録されていた第一基準値Ｖ₁，第二基準値Ｖ₂を呼び出して比較回路９２によって比較を行う。図８はセンサ出力Ｖｏｕｔと第一基準値Ｖ₁，第二基準値Ｖ₂との関係を示したもので、下表は比較結果に基づいて行う現像スリーブの回転数の補正を示している。
【００５３】
【表１】

【００５４】
以上説明した第１の画像補正工程は、短時間で実施することのできる濃度補正であって、現像スリーブへの回転数のフィードバックについても定数（１ステップ）のアップ又はダウンによるカウンタ的な制御により行うもので、長いサイクルをもって行われる第二の画像補正工程に対して行うもので、第一，第二の画像補正工程を組み合わせて行うことにより常に最大濃度が適切に保持された良好な画像が長期に亘って継続して保持される。
【００５５】
（実施形態２）
本発明▲２▼の実施形態について説明する。
【００５６】
本実施形態の画像補正方法は、規定枚数のプリント出力ごとに像担持体上に濃度補正のためのパッチ画像を形成して濃度補正を行う画像形成装置であって、実施の形態１で説明したような第一，第二の画像補正工程を有して実施する画像形成装置について適用される。
【００５７】
例えば電源ＯＮした状態で定着器温度が所定温度より低かったような場合にはコピーカウントを開始し、規定枚数として５００カウント毎に濃度補正を実行するケースを例にとって説明する。
【００５８】
（ａ）連続する画像形成ジョブの途中で規定枚数（５００カウント）に達した場合、この連続する画像形成ジョブの最後のプリント出力後に続けて最大濃度補正等の画像補正動作を行う。図９（ａ）はその１例を示す説明図で、カウント開始してから５００カウントで画像補正動作を実行するよう設定されているが、４４０カウントしたところで１００枚の連続コピーを実行した場合、コピージョブの途中で、画像補正動作をすべき５００カウントに達するが、本発明の画像形成装置においてはここのカウント時点では画像補正動作は行わないで、１００枚の連続コピーが終了した５４０カウントで、引き続いて画像補正動作を行う。
【００５９】
（ｂ）連続する画像形成ジョブの途中で複数回規定枚数（５００カウント，１０００カウント）に達した場合、この連続する画像形成ジョブの最後のプリント出力後に続けて一度だけ画像補正動作を行う。図９（ｂ）はその一例を示す説明図で、カウント開始してから５００カウントと１０００カウントとで画像補正動作を実行するよう設定されているが、４５０カウントしたところで６５０枚の連続コピーを実行した場合、コピージョブの途中で画像補正動作を行う予定の５００カウントと１０００カウントとに達するが、本発明の画像形成装置ではこれらのカウント時点では画像補正動作は行わないで、６５０枚の連続コピージョブが１１００カウントで終了した後、引き続いて一回だけ画像補正動作を実施する。
【００６０】
なお、実施の形態１で説明した第一の画像補正と第二の画像補正をそれぞれの規定カウント数に達した時点で画像補正動作を行う画像形成装置では、連続コピージョブ中に第一の画像補正の規定カウント数に達したときは、規定のカウント時点では画像補正動作は行わず、連続コピージョブの終了した後、引き続いて第一の画像補正動作が行われる。また連続コピージョブ中に第二の画像補正の規定カウント数に達したときは、規定のカウント時点では画像補正動作は行わず、連続コピージョブの終了した後、引き続いて第二の画像補正動作が行われる。また連続コピージョブ中に第一の画像補正の規定カウント数に達し、第二の画像補正の規定カウント数にも達したときは、いずれの規定のカウント時点においても画像補正動作は行わないで、連続コピージョブの終了した後、引き続いて複数の基準パッチを作成して画像補正を行う第二の画像補正動作のみが行われる。
【００６１】
（実施形態３）
本発明の▲３▼の実施形態について説明する。
【００６２】
本実施形態の画像形成装置は、実施形態１で説明した中間濃度で単一の基準濃度パターンを形成して画像濃度補正を行う第一の画像補正工程と、複数の基準濃度パターンを形成する最大濃度補正を含む画像濃度補正を行う第二の画像補正工程とを有していて、第二の画像補正工程では、第二の画像補正工程実行時に濃度検知センサの異常を検知する第一の異常検知工程と、複数の基準濃度パターンの濃度検出工程で濃度の異常を検知する第二の異常検知工程とを有していて、第一又は第二の異常検知工程で異常を検知した際は、第一の画像補正工程を行わないよう制御を行う。
【００６３】
先ず第一の異常検知工程について説明する。第一の異常検知工程は濃度検知センサＤＳ₁が正常に機能しているかどうかを検知するもので、トナーの付着していない像担持体（感光体ドラム３１）の反射濃度の検知を行うセンサ出力がＬＥＤの発光光量を次第に上げていって、規定値まで達するか否かのチェックを行うもので、図１０はこの第一の異常検知工程を示している。（１０Ａ）は正常の場合を示している。（１０Ｂ）は異常の場合を示している。ＬＥＤの発光光量を上げていっても濃度検知センサＤＳ₁のセンサ出力が規定値にまで到達しない場合で、例えば発光素子の前面又は受光素子の前面にトナーが付着したセンサ汚れが生じた場合や、トナーが付着していない筈の像担持体上にトナーが付着している場合等に（１０Ｂ）に示したような異常が検知される。第一の異常検知工程で異常が検知されたときは、それ以後は第一の画像補正工程は行わない。
【００６４】
図１１は第二の画像補正工程での異常検知工程を含めて行われるフローチャートを示している。電源ＯＮして定着器温度が所定温度よりも低い場合、又は第二の規定枚数（例えば１０００枚）をカウント・アップした時点、又は第二の規定枚数のカウント・アップした時点が連続コピージョブの途中であったときはその連続コピージョブが終了した時点で、この第二の画像補正工程をスタートさせ（Ｆ１）、まず上記の第一の異常検知工程にはいる（Ｆ２）。ここで異常が検知されたときは、センサの機能不良と判断し、先に説明した第一の画像補正工程を行わないようにすると共に、現在実行中の第二の画像補正工程においては現像スリーブの回転数は前回の回転数をそのまま維持することが行われる（Ｆ３Ｂ）。
【００６５】
第一の異常検知工程で異常の検知がなされなかった時は、既に図４及び図５を用いて説明したように、像担持体３１上に最大濃度維持制御用の複数のテストパッチの潜像を副走査方向にレベル２５５のパッチ露光によって形成し、このテストパッチを現像スリーブの回転数をテストパッチ潜像毎に次第に上げながら変えて反転現像が行われ、複数のテストパッチを作成する（Ｆ３Ａ）。
【００６６】
この複数のテストパッチは濃度検知センサＤＳ₁によって濃度検出が行われ、現像スリーブが所定の最高回転で現像したテストパッチが規定濃度のセンサ出力Ｖｓｒに達しているか否かのチェックが行われる（Ｆ４）。
【００６７】
現像スリーブが所定の最高回転で現像してもそのテストパッチが規定濃度にまで達していないとき、すなわち第二の異常検知工程で異常を検知した際（図１２はこの状態を示している）、その後は先に説明した第一の画像補正工程を行うのを中止し、現在実行実行中の第二の画像補正工程においては現像スリーブの回転数は所定の最高回転数に決定する（Ｆ５Ｂ）。なお第二の異常検知工程で異常が検知されるケースは多くの場合、トナー濃度（現像剤中でのトナーの比率）が所定値に達しない状態にあるときに発生する（Ｆ５Ｂ）。
【００６８】
また現像スリーブが所定の最高回転で現像したテストパッチが規定濃度に達しているときは、現像スリーブの回転数を次第に高めていってテストパッチが規定濃度をはじめて越えたときの回転数に決定する（Ｆ５Ａ）。
【００６９】
このようにして第二の画像補正工程で最大濃度補正中に第一及び第二の異常検知工程が組み込まれ、異常が検知されたときは、それぞれ適切な処理が行われる。なお朝一番に電源ＯＮしたような場合に実行される第二の画像補正工程では上記の最大濃度補正に引き続いて階調補正制御が行われる（Ｆ６）。
【００７０】
【発明の効果】
本発明▲１▼では、画像補正のために相当時間を必要とする第二の画像補正工程を電源ＯＮ時のウォームアップ時と比較的長いサイクル（コピー枚数で例えば１０００枚毎）で行い、その間に短いサイクル（コピー枚数で例えば５０枚毎）で、かつ短時間で補正が行える第一の画像補正工程によって、単一のパッチ濃度の現像スリーブ回転数へのフィードバック制御を行うことにより画像形成動作にそれほど影響を与えず、効率の良い、適時に補正が可能で、常に画像品質の高い画像補正が与えられる効果がある。
【００７１】
また第一の画像補正工程においては、単一のパッチを中間調で形成することにより、パッチ検センサによる濃度検知が正確に行えることや、環境等によって現像剤の帯電量に変化が生じてもトナー付着量がほぼ一定に保たれることにより正確な画像補正が行える効果がある。
【００７２】
本発明▲２▼では、規定枚数のプリント出力毎に像担持体上にテストパッチを形成し画像補正を行う画像形成装置において、一連の複写作業中に規定枚数に達してもそのジョブは中断しないで、そのジョブのすべての画像が出力された後、引き続いて補正作業を行うため、複写作業に影響を与えず、作業者は画像補正作業の完了を待たずに、完了した複写物をもって複写機から離れることが可能で、作業性が良く、特に複写を急ぐ場合等に効果がある。
【００７３】
また、大量の複写物を作成する場合などで、一連の複写作業中に数回規定枚数に達する場合などにおいても、複写作業を中断させて規定枚数に達する度に補正を行わずに、作業完了後に補正作業を続けて１回のみ行うことにより、作業者の作業効率を向上させている。これは、特に、複写作業に影響の無い範囲で、高画質化を要求する場合に効果が高い。
【００７４】
本発明▲３▼では、第二の画像補正工程の最大濃度補正において、基準濃度パターンの濃度を検知するパッチ濃度センサの異常を判断する工程と、作成された基準濃度パターンの濃度の異常を検知する工程とを設けていて、異常が検出されたら、第一の画像補正工程を行わないようにし、さらにセンサ出力が異常の際は最大濃度補正で補正される対象の現像スリーブの回転数を以前の値に設定され、また、基準濃度パターンの検知濃度が異常の際は現像スリーブの回転数を最大値に設定することにより補正対象である現像スリーブの回転数を異常条件に応じて適正に設定し、異常によって生じる画像形成に対する影響を抑え、画像形成続行を可能にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成断面図。
【図２】本発明の制御系を示すブロック図。
【図３】濃度検知センサの断面構成図及び回路図。
【図４】像担持体上での最大濃度維持制御用のテストパッチ像を示す図。
【図５】最大濃度補正時の濃度検出回路の出力を示すグラフ。
【図６】像担持体上での階調補正用のテストパッチ像を示す図。
【図７】補正用γ特性の求め方を説明する図。
【図８】中間濃度パッチを用いての濃度補正の説明図。
【図９】実施形態２の濃度補正を実行するタイミングを示す説明図。
【図１０】第一の異常検知工程を示す説明図。
【図１１】実施形態３の第二の画像補正工程のフローチャート。
【図１２】第二の異常検知の状態を示す説明図。
【符号の説明】
１０画像読み取りユニット
２０書き込みユニット
３０画像形成部
３１感光体ドラム（像担持体）
３２帯電器
３３現像器
６０画像信号処理部
９０ＣＰＵ
９１メモリ
９５ＲＯＭ
ＤＳ₁，ＤＳ₂ 濃度検知センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that forms a digital image by an electrophotographic method, and an image correction method in the apparatus.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus that employs an electrophotographic process such as a copying machine or a facsimile machine (hereinafter simply referred to as an image forming apparatus), the performance of reproducing a predetermined image density stably (density stability) and the highlight of a reproduced image Therefore, it is required to sufficiently satisfy both of the performance (tone reproducibility) of faithfully reproducing the gradation from shadow to shadow.
[0003]
In order to satisfy such a requirement, the image forming apparatus corrects the density fluctuation of the copy image caused by the change in the toner density of the developer and other conditions, so that a constant exposure intensity is applied on the image carrier prior to the image formation. Developing means in which a plurality of test patterns (hereinafter also referred to as patches) latent images are formed, and the rotation speed of the developer carrier is changed for each latent image (that is, the linear velocity of the developer carrier is changed). To develop a test pattern image group, detect the image density of the test pattern image group, and fix the linear velocity of the developer carrier of the developing means to a value at which a sufficient maximum density can be obtained by the output. (Maximum density correction). However, the developer of the developing device is provided with a magnetic permeability sensor at the bottom or the like to monitor the toner concentration of the developer, and when it becomes lower than the specified toner concentration, the toner is replenished and the toner concentration of the developer is held at a constant value.
[0004]
Thereafter, a plurality of test pattern latent images are formed with different exposure intensities, the test pattern latent images are developed with a developer carrier having a constant linear velocity, and the image density of the developed test pattern image group is detected by a density detecting means. Then, control (gradation correction) is performed so as to create a gradation correction curve based on a series of detected density data.
[0005]
In this image correction method, a decrease in development performance during image formation or a potential abnormality in the photosensitive layer of the image carrier may cause a decrease in image density or a deterioration in gradation. It is necessary to perform maximum density correction and gradation correction (γ correction) for each image, and when the power is turned on before the start of work such as early morning, the surface temperature of the fixing roller constituting the fixing device rises to about 180 ° C. In order to warm up, a warm-up period of about 6 minutes is used, and thereafter image correction is performed for each specified number of sheets.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
(1) When these multiple image corrections are performed, a considerable amount of time is required for the correction processing, and when the specified number of copies and the time required for correction are taken into account, the specified number of images is set to be small to improve the image quality. If it is performed frequently, the time required for correction other than the actual copy processing cannot be ignored, which is inconvenient for the user. In addition, when the specified number is increased, corrections are made for subtle reductions or increases in image density due to changes in the internal environment of the image forming apparatus, changes in development characteristics, etc., and changes in gradation. There was a problem that could not be done.
[0007]
In addition, even when each image correction including the maximum density correction is performed during warm-up and after the output of a specified number of images thereafter, correction related to image density is performed until the specified number of images between corrections is reached. Once the speed of the developing sleeve was determined, there was no means for correcting the density change caused by the change in the internal environment, the development performance, and the change in the potential of the photoreceptor.
[0008]
In the present invention, an effective image correction is performed in a short time in a short cycle, and an image density correction performed in a simple form is performed between a plurality of image corrections that require a relatively long time for correction in a long cycle. An object of the present invention is to provide an image correction method that is efficient, can perform image correction in a timely manner, and can effectively form a high-quality image.
[0009]
(2) When image correction including these maximum density corrections is performed every specified number of sheets (for example, 1000 sheets), the image output is counted, and when it reaches the specified value, correction is performed before the next image formation. In this case, the actual copying operation is not performed during the correction operation, and the time until the completion of the copying operation is prolonged, particularly when there is a urgent copy, and the workability is not good.
[0010]
Also, if the amount of copying is large and the specified number of copies is reached several times during one continuous copying operation, the image quality will improve if correction is performed each time the specified number of copies is reached, but copying will be performed. If you want to prioritize the speed to completion, workability is not good.
[0011]
  The present invention is an image forming apparatus that performs correction for improving image quality every time the specified number of sheets is reached, and does not affect the time required to complete an image forming job in a series of copying operations, and has high work efficiency.Correction methodThe purpose is to provide.
[0012]
(3) Even in the maximum density correction performed by forming a plurality of test pattern latent images, when detecting the density of a plurality of density reference density patches formed on the image carrier, a density detection sensor failure or density No consideration was given to problems such as poor formation of the patch itself.
[0013]
In the present invention, image correction is performed in a plurality of image correction processes. Even when an abnormality occurs in a part of the image correction process including the maximum density correction described above, correction conditions are set to minimize the influence. An object of the present invention is to provide an image forming method that allows image formation to be continued.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention achieves the objects (1), (2) and (3) above.
  The purpose of (1) is
  Forming a single reference density pattern at an intermediate density on the image carrier for each first prescribed number of sheets; detecting a density of the reference density pattern; and a sleeve of the developing device according to the detected density The number of revolutionsIf the read density is larger than the first reference value, the rotational speed is decreased by a specified amount, and if it is smaller than the second reference value, the rotational speed is increased by a predetermined amount.A first image correcting step including a controlling stepAnd a second image that is subjected to image correction by an image correction process that includes a maximum density correction that forms a plurality of reference density patterns at the time of warm-up when the power is turned on and every second specified number of sheets greater than the first specified number A correction step, and the first image correction step is performed between the second image correction steps.An image correction method characterized in that (Invention according to claim 1)
  Is achieved.
[0016]
  The purpose of (2) isThe image correction is performed after the last image output of the continuous image forming job when the first or second prescribed number is reached in the middle of the continuous image forming job. Image forming method(Claims2Invention) and
  When the first or second prescribed number is reached a plurality of times during a continuous image forming job, the image correction is performed only once after the last image output of the continuous image forming job. The image forming method according to claim 1.(Claims3Invention)
  Is achieved.
[0017]
  The purpose of (3) is
  The second image correction process that performs image correction including at least the maximum density correction at the time of warm-up when the power is turned on and for each specified number of sheets, and a maximum of a single intermediate density pattern for each specified number of sheets between the second image correction processes A first image correction process for performing density correction, wherein the second image correction process includes a pattern forming process for forming a reference density pattern on the image carrier, and a density detection sensor having a light projecting unit and a light receiving unit. A density detection step of projecting light on the reference density pattern and receiving reflected light to detect density, a first abnormality detection step of detecting abnormality of the density detection sensor, and the density detection step of the reference density pattern And a second abnormality detection step for detecting a concentration abnormality due to the first image correction step when the abnormality is detected in the first abnormality detection step or the second abnormality detection step. Specially Image correcting method according to (Claim4Invention)
  Is achieved.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Prior to the description of the present invention, the configuration and operation of an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.
[0019]
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the apparatus shown in FIG.
[0020]
First, a normal copying operation of this image forming apparatus will be described. The image forming apparatus includes an image reading unit 10, a writing unit 20 that is a digital writing system, an image forming unit 30, a paper feeding unit 40, a document placing unit 50, and the like.
[0021]
At the top of the image forming apparatus, there is a document table 51 made of a transparent glass plate and the like, and a document placement unit 50 made up of a document cover 52 covering the document D placed on the document table 51. An image reading unit 10 including a first mirror unit 12, a second mirror unit 13, an imaging lens 14, an imaging element 15 such as a CCD array, etc. is provided in the apparatus main body.
[0022]
The image of the document D on the document table 51 includes a parallel movement from the solid line of the first mirror unit 12 including the illumination lamp 12A and the first mirror 12B of the image reading unit 10 to the position indicated by the broken line, the second mirror 13A, The entire surface is illuminated and scanned by the following movement of the second mirror unit 13 provided integrally with the third mirror 13 </ b> B at a half speed with respect to the first mirror unit 12, and the image is first scanned by the imaging lens 14. An image is formed on the image sensor 15 through the mirror 12B, the second mirror 13A, and the third mirror 13B. When the scanning is finished, the first mirror unit 12 and the second mirror unit 13 return to their original positions and wait until the next image formation.
[0023]
Image data obtained by photoelectric conversion by the image pickup device 15 is converted into a digital signal, and then subjected to processing such as MTF correction and γ correction by the image signal processing unit 60, and is temporarily stored in the memory as an image signal. Next, the image signal is read from the memory under the control of the CPU 90 and subjected to pulse width modulation, and then input to the writing unit 20.
[0024]
Under the control of the CPU 90, the image forming unit 30 inputs the image signal to a writing unit 20 including a drive motor 27, a polygon mirror 22, an fθ lens 23, mirrors 24, 25, and 26, a semiconductor laser (not shown), a correction lens 24B, and the like. Then, the image recording operation is started. That is, the photosensitive drum 31 that is an image carrier rotates clockwise as indicated by an arrow, and the charge removal performed by performing pre-charge exposure is discharged by the charge remover 36 and then charged by the charger 32. Therefore, an electrostatic latent image corresponding to the image of the document D is formed on the photosensitive drum 31 by the laser beam L from the writing unit 20. Thereafter, the electrostatic latent image on the photosensitive drum 31 is subjected to reversal development by a developer carried on a developing sleeve 33A, which is a developer carrying member to which a bias voltage of the developing device 33 is applied. Become a statue.
[0025]
On the other hand, the transfer paper P having a specified size is carried out one by one by the carry-out roller 42A from the

paper feed cassette

41A or 41B loaded in the paper feed unit 40, and the image transfer unit is passed through the carry-out roller 43 and the guide member 42. Feed the paper toward. The fed transfer paper P is sent onto the photosensitive drum 31 by a registration roller 44 that operates in synchronization with the toner image on the photosensitive drum 31. A toner image on the photosensitive drum 31 is transferred to the transfer paper P by the action of the transfer device 34, and is separated from the photosensitive drum 31 by the charge eliminating action of the separator 35, and then fixed via the conveying belt 45. The sheet is sent to the container 37, melted and fixed by the heating roller 37A and the pressure roller 37B, and then discharged to the tray 54 outside the apparatus by the

discharge rollers

38 and 46. Reference numeral 53 denotes a manual paper feed table.
[0026]
The photosensitive drum 31 continues to rotate, and the toner remaining without being transferred to the surface of the photosensitive drum 31 is removed and cleaned by a cleaning blade 39A that is pressed by a cleaning device 39, and is again discharged by the charge eliminator 36 and then charged by the charger 32. After receiving the charge uniformly, the next image forming process is started.
[0027]
The magnetic permeability sensor TS provided at the bottom of the stirring screw 33C of the developing device 33 monitors the toner concentration of the developer in the developing device 33 by utilizing the change in the magnetic permeability when the toner concentration of the developer changes. And a sensor that sends the toner density information of the developer to the CPU 90. Since the CPU 90 sends out a toner replenishment instruction to the toner replenishment unit when the toner concentration decreases below a certain value based on information from the magnetic permeability sensor TS, the toner concentration of the developer can be kept constant at all times. .
[0028]
In this embodiment, the developer is a two-component developer comprising a polyester-based toner having a weight-average particle diameter of 8.5 μm and a carrier having a weight-average particle diameter of 60 μm obtained by applying resin coating to ferrite and having a toner concentration of 6 to 9%. However, the toner density variation could be kept within a range of ± 0.3% by the toner density control.
[0029]
37A and 37B of the fixing device 37 are an upper roller and a lower roller which are a pair of fixing rotating bodies.
[0030]
A heater 37D (upper roller 1, 100W, lower roller 200W) made of a halogen lamp or the like is provided on the inner cores of the upper roller 37A and the lower roller 37B. The ambient temperature of the upper roller 37A and the lower roller 37B is detected by a temperature sensor 37C composed of a thermistor and the like, and is sent to the CPU 90. By this detection signal, the CPU 90 controls the heater 37D to allow a predetermined temperature Tc as a fixing control temperature. Keep within range.
[0031]
The lower roller 37B is brought into pressure contact with the upper roller 37A by a biasing member such as a spring (not shown) at a constant pressure, for example, 3.7 kg / cm. The upper roller 37A rotates in the clockwise direction, and the lower roller 37B presses against the upper roller 37A and is driven to rotate.
[0032]
In the image forming apparatus described above, the photosensitive drum 31 is a drum coated with a negatively charged OPC photosensitive member, and image formation is performed with a writing density of 400 dpi (Dot Per Inch) as a standard. An encoder (not shown) is provided on the rotating shaft of the photosensitive drum 31. The phase signal from the encoder is sent to the CPU 90 and used for process control that requires accurate knowledge of the image position.
[0033]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, as the second image correction process described later, the maximum density correction and the gradation correction performed using a plurality of test patterns are performed in combination, and the density detection for the maximum density correction is performed. Sensor DS₁, Density detection sensor DS for tone correction₂Is provided between the developing device 33 and the transfer device 34 and between the separator 35 and the cleaning device 39, facing the peripheral surface of the photosensitive drum 31.
[0034]
Next, an image control method for performing maximum density maintenance control and gradation correction control using a plurality of test patterns will be described.
[0035]
Concentration detection sensor DS₁And concentration sensor DS₂Is an approximate configuration and will be described together. Concentration detection sensor DS₁, DS₂For example, as shown in FIG. 3 (a), a light-emitting diode LED, which is a light-emitting element that irradiates infrared light with an incident angle of about 40 °, which is attached to two attachment holes formed in the casing CK, and about It consists of a phototransistor PT that is a light receiving element that receives light with a reflection angle of 40 ° and a dustproof member BG such as glass in order to prevent contamination by toner. For example, infrared light having a wavelength of 900 to 980 nm which does not have sensitivity to the photosensitive layer of the image carrier is used. Note that a photodiode can be used instead of the phototransistor PT.
[0036]
This concentration detection sensor DS₁, DS₂Is combined with the electric circuit shown in FIG. 3B to form a concentration detection device. A variable DC power supply Vret having a maximum output of 10 V is connected to the anode terminal of the light emitting diode LED, which is a light emitting element, so that the amount of radiation of the light emitting diode LED can be changed. The light emitting diode LED is a resistance R for current control.₈And semi-fixed resistance VR₁Is connected in series and a voltage of 10V is applied from the DC power source, and the semi-fixed resistance VR₁By adjusting the variation of the resistance value of the light emitting diode LED, it can be fixed. The light emitting diode LED is lit when the terminal Te is connected to ground.
[0037]
The phototransistor PT which is a light receiving element has a load resistance R₇Are connected in series, and a 10 V power source is applied from a DC power source. The output current of the phototransistor PT that receives the reflected light from the toner image irradiated with the light of the light emitting diode LED changes according to the intensity of the reflected light, and the load resistance R₇A voltage proportional to the output current of the phototransistor PT is generated at both ends. This voltage is input to the (+) input terminal of the operational amplifier IC1 and amplified. As a result, the resistance connected between the output terminal and the (−) input terminal is R_FiveAnd the resistance connected between the (−) input terminal and ground is R₆When resistance R_FiveVout = R between the output terminals Oa and Ob connected to both ends of_Five/ R₆A voltage of × Vin is output. Here, Vin is a voltage applied to the (+) input terminal of IC1. In this case, the voltage gain (voltage gain) Vout / Vin of the amplifier circuit is R_Five/ R₆It becomes. C1 is a bypass capacitor for surge voltage and other noise.
[0038]
In order to perform the maximum density maintenance control, first, as shown in FIG. 4A, a latent image of a test patch for maximum density maintenance control is formed on the image carrier (photosensitive drum) 31 by a program stored in the ROM 95. Writing is performed with an interval of several mm in the sub-scanning direction. In this case, the exposure level is constant. For example, in the case of an 8-bit digital signal by pulse width modulation (PWM), patch exposure is performed at a level 255 corresponding to solid black. This test patch is subjected to reversal development by changing the number of rotations of the developing sleeve of the developing device for each test patch latent image, and becomes a plurality of test patch images having different densities as shown in FIG. In this development, it is also preferable to lower the absolute value of the development bias. The test patch image for maximum density maintenance control is the density detection sensor DS.₁Is detected, and the rotation speed (linear velocity) of the developing sleeve that falls within a preset specified density range (the sensor output Vsr or less in the graph showing the output of the density detection circuit in FIG. 5) in the patch density data is detected. The rotation speed (linear speed) of the developing sleeve is fixed so that this rotational speed (linear speed) is used during image formation. Here, the specified concentration is set to 1.4. This is because the quality of the copy image is sufficient when the density is 1.35 or more. Such control ensures that an image density of 1.4 or more is ensured in any environment. This maximum density maintenance control can also be performed by changing the toner density (mixing ratio) of the developer or changing the transport amount of the developer on the developing sleeve. It is excellent in that it does not generate.
[0039]
To perform gradation correction control, the photosensitive drum 31 is charged by a program read from the ROM 95 as in the case of maximum density maintenance control, and a test pattern signal for gradation correction is sent to the semiconductor laser. For example, when the test pattern is an 8-bit digital signal of 0 to 255 level, an 8-level skipped PWM signal is sent to the semiconductor laser, and a plurality of test patches as shown in FIG. Are written every several mm in the sub-scanning direction. This latent image is reversely developed by a developing device in which the rotation speed of the developing sleeve is fixed by the previous maximum density maintenance control, and becomes a plurality of tone correction test patch images having different densities as shown in FIG. Sensor DS₂The concentration is detected by.
[0040]
Here, a method for converting the output of the test patch image density detection device into the density of the patch image will be described.
[0041]
The output voltage of the density detector of the patch image in which the PWM level of the tone correction test patch image is 0, 8, 16, 24... N.₀, V₈, V₁₆, V_{twenty four}... V_n... V₂₅₅, Each temporary density is D_PnIf
D_P0= -LogV₀/ V₀
D_P8= -LogV₈/ V₀
D_P16= -LogV₁₆/ V₀
D_Pn= -LogV_n/ V₀
D_P255= -LogV₂₅₅/ V₀
As D_Pn, D_P31All D so that the maximum density is 1.4_PnIs normalized. Further, since the density of the transfer paper is 0.08, for example, all D_PnAdd 0.08 to The density of the patch image on the transfer paper fixed as a copy image in this way is converted.
[0042]
The gradation correction data is interpolated into a continuous curve shown in FIG. 7A, and this curve represents printer characteristics. The interpolation method can be used even with linear interpolation. When this inverse function is taken, a curve shown in FIG. 7B is obtained, which becomes a gradation correction curve. When the product of the curve of (a) and the curve of (b) in FIG. 7 is taken, a 45 ° straight line (γ = 1.0) shown in (c) is obtained. However, in practice, a tone correction curve other than γ = 1.0 is also used to increase the sharpness of the image. Such a gradation correction curve is stored in the RAM of the image forming apparatus. When forming an image, the image signal is corrected according to the gradation correction curve called from the RAM and then input to the writing unit to form a latent image. Therefore, the gradation change due to the change of the printer characteristics due to the deterioration of the photosensitive member of the photosensitive drum 31 or the change of the environmental condition during use of the apparatus is corrected.
[0043]
(Embodiment 1)
An embodiment of the present invention (1) will be described.
[0044]
In the image correction method of the present embodiment, a plurality of reference densities are provided at the time of warm-up when the power is turned on (in this case, the above-described maximum density correction and gradation correction are performed) and every second specified number (for example, 1000 sheets). Separately from the second image correction step including the above-described maximum density correction performed by forming a pattern, every first specified number of sheets (for example, 50 sheets) smaller than the second specified number of sheets (for example, 1000 sheets). A first image correction step is provided. The first image correction step forms a single reference density pattern at an intermediate density on the image carrier, and this reference density pattern is used as the density detection sensor DS.₁Then, density detection is performed, and the sensor output Vout is compared with a reference value to increase / decrease the number of rotations of the developing sleeve that has already been set to perform maximum density correction. Since the second image correction process requires a considerable amount of time to complete the density correction, it is often difficult to perform the second image correction process in practice. In the meantime, the first image correction process with a short required time is executed in a complementary manner to prevent deviation from favorable image forming conditions.
[0045]
Next, a detailed description will be given of the first image correction process performed for each first specified number of sheets (for example, 50 sheets).
[0046]
In the first image correction step, first, a single reference density pattern is formed with an intermediate density. The reason for carrying out the reference patch formation with an intermediate density (regular density 1.3 in this embodiment) is as follows:
(1) The density detection sensor DS is better when the reference patch is formed with an intermediate density.₁This is because the density detection can be performed more accurately and accurately than the density detection for the high-density reference patch. The reason is that, at high concentration, the toner particles adhere to the toner particles and the relationship between the toner adhesion amount and the density detection value is lost.
[0047]
{Circle around (2)} When the reference patch is formed at an intermediate density, the toner adhesion amount is kept substantially constant even if the charge amount of the developer changes due to environmental changes and history.
[0048]
According to the study of the present inventor, the hardness of the spike of the developer formed on the developing sleeve is related to the charge amount of the developer, and the hardness of the spike becomes hard when the charge amount is low. When the hardness of the ear is high, the effect of the hardness of the ear is not observed when the reference patch is at an intermediate concentration, but when the reference patch is at a high concentration (black solid patch), the portion that should be black solid is swept. Eyes with streak-like streaks. Concentration detection sensor DS₁If the density detection is performed at, it is determined that the density is low, and the rotation speed of the developing sleeve is increased. As a result, when a high density reference patch is used as the reference patch, if the charge amount of the developer is low, the image density is erroneously increased. When the inventor sets the reference patch to an intermediate density, since there are many portions where the toner is not originally attached to the patch portion, even if the charge amount is low, the effect of the sweep is not recognized, and the charge amount changes. Concentration sensor DS₁It is confirmed that it is not affected by the detection value of. Based on the result, an intermediate density reference patch was formed.
[0049]
Maximum density correction with a single reference patch of intermediate density is performed as follows.
[0050]
First, patch exposure is performed on the image carrier (photosensitive drum) 31 by the writing unit 20 at a level 255 corresponding to solid black in the case of an 8-bit digital signal by pulse width modulation (PWM).
[0051]
In developing the reference patch latent image, the rotational speed of the developing sleeve is kept at the current rotational speed, and the developing electric field is set smaller than that in the conventional black solid patch creation. That is, the drum exposure potential V_LIs the same as the conventional one (for example, −100V), and the developing bias V_DCIs changed to a value having a lower absolute value than conventional (for example, conventional -600 V is changed to -450 V). Therefore, the development electric field | V_DC-V_L| Becomes smaller than the conventional one.
[0052]
｜ V_DC-V_L| = | (−600) − (− 100) | = 500 V (when creating a conventional black solid patch)
｜ V_DC-V_L| = | (−450) = (− 100) | = 350 V (when creating an intermediate density patch)
Concentration detection sensor DS₁Reads the density of the intermediate density reference patch developed in this way. CPU90 is density detection sensor DS₁Sensor output Vout from the first reference value V recorded in the memory 91 in advance.₁, Second reference value V₂And the comparison circuit 92 performs comparison. FIG. 8 shows the sensor output Vout and the first reference value V.₁, Second reference value V₂The following table shows the correction of the rotation speed of the developing sleeve based on the comparison result.
[0053]
[Table 1]

[0054]
The first image correction process described above is density correction that can be performed in a short time, and the feedback of the rotational speed to the developing sleeve is also controlled by counter control by increasing or decreasing a constant (one step). This is performed for the second image correction process performed with a long cycle, and by combining the first and second image correction processes, a good image in which the maximum density is always properly maintained can be obtained. It is held continuously for a long time.
[0055]
(Embodiment 2)
The embodiment (2) of the present invention will be described.
[0056]
Image of this embodimentCorrection methodIs an image forming apparatus that performs density correction by forming a patch image for density correction on an image carrier for each specified number of print outputs, and the first and second image forming apparatuses as described in the first embodiment. Image forming apparatus that has image correction processaboutApplied.
[0057]
For example, an example will be described in which copy counting is started when the fixing device temperature is lower than a predetermined temperature with the power turned on, and density correction is executed every 500 counts as the specified number of sheets.
[0058]
(A) When the specified number (500 counts) is reached in the middle of a continuous image forming job, an image correcting operation such as maximum density correction is performed after the last print output of the continuous image forming job. FIG. 9 (a) is an explanatory diagram showing an example, and the image correction operation is set to be executed at 500 counts after the count is started. However, when 100 continuous copies are executed at 440 counts, In the middle of the copy job, the count reaches 500 counts for which the image correction operation should be performed. However, in the image forming apparatus of the present invention, the image correction operation is not performed at this count time, and the continuous copy of 100 sheets is completed at 540 count. Subsequently, an image correction operation is performed.
[0059]
(B) When the specified number (500 counts, 1000 counts) is reached a plurality of times in the middle of a continuous image forming job, the image correction operation is performed only once after the last print output of the continuous image forming job. FIG. 9B is an explanatory diagram showing an example of this, and the image correction operation is set to be executed at 500 counts and 1000 counts after the count is started. When 450 counts are performed, 650 continuous copies are executed. In this case, the image correction operation reaches 500 counts and 1000 counts during the copy job, but the image forming apparatus of the present invention does not perform the image correction operation at these count points, and 650 continuous copies are made. After the job ends at 1100 counts, the image correction operation is performed only once.
[0060]
In the image forming apparatus that performs the image correction operation when the first image correction and the second image correction described in the first embodiment reach the respective specified count numbers, the first image correction is performed during the continuous copy job. When the specified count number for correction is reached, the image correction operation is not performed at the specified count time, and the first image correction operation is subsequently performed after the end of the continuous copy job. In addition, when the specified count number of the second image correction is reached during the continuous copy job, the image correction operation is not performed at the specified count time, and after the continuous copy job is completed, the second image correction operation is subsequently performed. Done. In addition, when the specified count number of the first image correction is reached during the continuous copy job and the specified count number of the second image correction is reached, the image correction operation is not performed at any specified count time point. After the end of the continuous copy job, only the second image correction operation for creating a plurality of reference patches and correcting the image is performed.
[0061]
(Embodiment 3)
The embodiment (3) of the present invention will be described.
[0062]
The image forming apparatus according to the present embodiment includes a first image correction process for performing image density correction by forming a single reference density pattern with the intermediate density described in the first embodiment, and a maximum for forming a plurality of reference density patterns. And a second image correction process for performing image density correction including density correction. In the second image correction process, a first abnormality for detecting an abnormality of the density detection sensor during execution of the second image correction process. It has a detection step and a second abnormality detection step for detecting a concentration abnormality in a plurality of reference concentration pattern concentration detection steps, and when an abnormality is detected in the first or second abnormality detection step, Control is performed so as not to perform the first image correction step.
[0063]
First, the first abnormality detection step will be described. The first abnormality detection process is the concentration detection sensor DS₁The sensor output for detecting the reflection density of the image carrier (photosensitive drum 31) to which no toner is attached gradually increases the light emission amount of the LED. A check is made as to whether or not the specified value is reached, and FIG. 10 shows the first abnormality detection step. (10A) shows a normal case. (10B) shows a case of abnormality. Even if the amount of light emitted from the LED is increased, the density detection sensor DS₁If the sensor output of the sensor does not reach the specified value, for example, if the sensor is contaminated with toner on the front surface of the light-emitting element or the front surface of the light-receiving element, or the toner is deposited on the image carrier with no toner attached An abnormality as shown in FIG. When an abnormality is detected in the first abnormality detection process, the first image correction process is not performed thereafter.
[0064]
FIG. 11 shows a flowchart performed including the abnormality detection step in the second image correction step. When the power is turned on and the fixing device temperature is lower than the predetermined temperature, or when the second specified number of sheets (for example, 1000 sheets) is counted up, or when the second specified number of sheets is counted up, If it is halfway, the second image correction process is started when the continuous copy job is completed (F1), and the first abnormality detection process is first started (F2). If an abnormality is detected here, it is determined that the sensor is malfunctioning, and the first image correction process described above is not performed, and the developing sleeve is currently being executed in the second image correction process currently being executed. The number of rotations is maintained at the previous number of rotations (F3B).
[0065]
When no abnormality is detected in the first abnormality detection step, as already described with reference to FIGS. 4 and 5, latent images of a plurality of test patches for maximum density maintenance control on the image carrier 31. Is formed by patch exposure of level 255 in the sub-scanning direction, and the reversal development is performed while gradually changing the rotation speed of the developing sleeve for each test patch latent image to create a plurality of test patches (F3A). ).
[0066]
The plurality of test patches is a density detection sensor DS.₁Thus, the density detection is performed, and it is checked whether or not the test patch developed with the predetermined maximum rotation of the developing sleeve has reached the sensor output Vsr of the specified density (F4).
[0067]
Even when the developing sleeve is developed at a predetermined maximum rotation, when the test patch does not reach the specified density, that is, when an abnormality is detected in the second abnormality detecting step (FIG. 12 shows this state). Thereafter, the first image correction process described above is stopped, and the rotation speed of the developing sleeve is determined to be a predetermined maximum rotation speed in the second image correction process currently being executed (F5B). In many cases, an abnormality is detected in the second abnormality detection step, which occurs when the toner concentration (the ratio of toner in the developer) does not reach a predetermined value (F5B).
[0068]
In addition, when the test patch developed at the predetermined maximum rotation reaches the specified density, the rotation speed of the development sleeve is gradually increased to determine the rotation speed when the test patch exceeds the specified density for the first time. (F5A).
[0069]
Thus, when the first and second abnormality detection steps are incorporated during the maximum density correction in the second image correction step, and an abnormality is detected, appropriate processing is performed. In the second image correction process executed when the power is turned on first in the morning, gradation correction control is performed following the above-mentioned maximum density correction (F6).
[0070]
【The invention's effect】
In the present invention (1), the second image correction process, which requires a considerable time for image correction, is performed during warm-up when the power is turned on and in a relatively long cycle (for example, every 1000 copies). Image forming operation by performing feedback control to the developing sleeve rotation speed of a single patch density in the first image correction process that can be corrected in a short cycle (for example, every 50 copies) and in a short time Therefore, the correction can be performed in a timely manner with high efficiency, and an image correction with a high image quality can be always provided.
[0071]
Also, in the first image correction process, by forming a single patch in halftone, the density detection by the patch detection sensor can be accurately performed, and even if the charge amount of the developer changes due to the environment, etc. There is an effect that accurate image correction can be performed by keeping the toner adhesion amount substantially constant.
[0072]
In the present invention (2), in an image forming apparatus that forms a test patch on an image carrier and corrects an image every time a specified number of prints are output, the job is not interrupted even if the specified number is reached during a series of copying operations. Then, after all the images of the job have been output, the correction work is continued, so that the copying work is not affected, and the operator does not wait for the completion of the image correction work, and the copying machine holds the completed copy. It is possible to move away from the machine, and the workability is good, especially when copying is rushed.
[0073]
Also, when making a large number of copies, etc., when the specified number of copies is reached several times during a series of copying operations, the operation is completed without correcting each time the copy operation is interrupted and the specified number of copies is reached. The work efficiency of the operator is improved by performing the correction work afterwards and performing it only once. This is particularly effective when high image quality is required within a range that does not affect the copying operation.
[0074]
In the present invention (3), in the maximum density correction of the second image correction process, a step of judging an abnormality of the patch density sensor for detecting the density of the reference density pattern, and an abnormality of the density of the created reference density pattern are detected. If an abnormality is detected, the first image correction step is not performed, and when the sensor output is abnormal, the rotation speed of the developing sleeve to be corrected by the maximum density correction is previously set. When the detected density of the reference density pattern is abnormal, set the rotation speed of the developing sleeve to the maximum value and set the rotation speed of the developing sleeve to be corrected appropriately according to the abnormal condition. Thus, there is an effect of suppressing the influence on the image formation caused by the abnormality and enabling the image formation to be continued.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a structural sectional view showing an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram and a circuit diagram of a concentration detection sensor.
FIG. 4 is a diagram showing a test patch image for maximum density maintenance control on an image carrier.
FIG. 5 is a graph showing an output of a density detection circuit at the time of maximum density correction.
FIG. 6 is a diagram showing a test patch image for gradation correction on an image carrier.
FIG. 7 is a diagram for explaining how to obtain a correction γ characteristic.
FIG. 8 is an explanatory diagram of density correction using an intermediate density patch.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating timing for executing density correction according to the second embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a first abnormality detection step.
FIG. 11 is a flowchart of a second image correction process according to the third embodiment.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a state of second abnormality detection.
[Explanation of symbols]
10 Image reading unit
20 writing unit
30 Image forming unit
31 Photosensitive drum (image carrier)
32 Charger
33 Developer
60 Image signal processor
90 CPU
91 memory
95 ROM
DS₁, DS₂ Concentration detection sensor

Claims

Forming a single reference density pattern at an intermediate density on the image carrier for each first prescribed number of sheets; detecting a density of the reference density pattern; and a sleeve of the developing device according to the detected density Including a step of controlling the rotation number to be decreased by a specified amount when the read density is greater than the first reference value, and to increase the rotation number by a specified amount when the density is less than the second reference value . Image correction process of
A second image correction step for performing image correction by an image correction step including a maximum density correction for forming a plurality of reference density patterns for every second specified number of sheets larger than the first specified number at the time of warm-up when the power is turned on And
An image correction method comprising performing the first image correction step between the second image correction steps .

The image correction is performed after the last image output of the continuous image forming job when the first or second prescribed number is reached in the middle of the continuous image forming job. Image correction method.

When the first or second prescribed number is reached a plurality of times in the middle of a continuous image forming job, image correction is performed only once after the last image output of the continuous image forming job. The image correction method according to claim 1 .

A second image correction step for performing image correction including at least maximum density correction at the time of warm-up when the power is turned on and for each specified number of sheets;
A first image correction step for performing maximum density correction with a single intermediate density pattern for each specified number of sheets between the second image correction steps;
The second image correction step includes a pattern forming step for forming a reference density pattern on the image carrier, and a density detection sensor having a light projecting unit and a light receiving unit to project the reference density pattern and receive the reflected light. A concentration detection step for detecting a concentration; a first abnormality detection step for detecting an abnormality in the concentration detection sensor; and a second abnormality detection step for detecting an abnormality in concentration due to the concentration detection step of the reference concentration pattern. Have
An image correction method, wherein the first image correction step is not performed when an abnormality is detected in the first abnormality detection step or the second abnormality detection step.

5. The image correction method according to claim 4, wherein when an abnormality is detected in the first abnormality detection step, maximum density correction in the second image correction step is not performed.

The rotation speed of the sleeve of the developing device is set to a predetermined maximum value in the maximum density correction in the second image correction step when an abnormality is detected in the second abnormality detection step. 5. The image correction method according to 4.

5. The image correction method according to claim 4, wherein in the first abnormality detection step, the density of the surface of the photosensitive member in a state where toner is not attached is detected and determined by the density detection sensor.