(57)【要約】【課題】少ないトナーパッチ数でトナー付着量を正確に算出でき、確実にセンサの検出範囲内にトナーパッチが入るようにし、一度の階調パタン作成によって現像γを正確に算出して画像濃度制御が可能な装置およびこの装置を有する画像形成装置の提供。【解決手段】色の異なるトナー毎に複数のトナー諧調パタンを直列に作像し、該トナー諧調パタンを光学的検知手段により読み取って画像形成装置の現像能力を算出し、該算出結果に基づいて前記画像形成装置の作像条件を変更する画像濃度制御装置において、前記画像濃度制御装置は前記画像形成装置の現像能力の状態の変化を予測する予測手段を有し、前記予測手段による予測結果に基づき、前記トナー階調パタンの総数を維持しながら、前記各色のトナーパタン数を変化させて前記トナー諧調パタンを作成することを特徴とする。【選択図】図３
2010266682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色の異なるトナー毎に複数のトナー諧調パタンを直列に作像し、該トナー諧調パタンを光学的検知手段により読み取って画像形成装置の現像能力を算出し、該算出結果に基づいて前記画像形成装置の作像条件を変更する画像濃度制御装置において、
前記画像濃度制御装置は前記画像形成装置の現像能力の状態の変化を予測する予測手段を有し、前記予測手段による予測結果に基づき、前記トナー階調パタンの総数を維持しながら、前記各色のトナーパタン数を変化させて前記トナー諧調パタンを作成することを特徴とする画像濃度制御装置。
【請求項２】
前記画像形成装置の作像装置の状態変化を、所定期間内に作像した画像の画像面積に従って予測することを特徴とする請求項１に記載の画像濃度制御装置。
【請求項３】
前記作像装置の状態変化が予測される画像形成装置のトナー諧調パタン数を増加させ、状態変化がないと判断された画像形成装置のトナー階調パタン数を減少させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像濃度制御装置。
【請求項４】
前回の調整動作が失敗した作像装置のトナー階調パタン数を増加させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像濃度制御装置。
【請求項５】
新品に交換された作像装置のトナー階調パタン数を増加させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像濃度制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の画像濃度制御装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の画像形成装置は、現像装置に低ストレス化の手法を取り入れたものが多く存在する。
一方、低ストレス化により、現像器によるトナーの帯電能力（トナー帯電能力）が低下する場合がある。例えば、面積率の低い画像を出力する場合、現像能力が一定に保たれるのに対し、面積率の高い画像を出力する場合、現像能力が増加する。これは、現像剤中でどの程度トナーを入れ換えたかにより、現像能力に差が生ずるためである。特に、この出力画像による現像能力の差異は、小型現像装置において、より顕著に発生する傾向がある。
これを防止するため、適正に画質の調整を行う必要がある。ここで、トナー濃度制御は、トナー濃度検出手段（例えば、透磁率センサ）の出力値：Ｖｔをトナー濃度の制御基準値：Ｖｔｒｅｆと比較し、その差分に応じてトナー補給量を演算式から算出し、トナー補給装置により現像器中にトナー補給を行うことによりなされている。
【０００３】
現像器中のトナー濃度を検知する方法としては、透磁率センサを用いたものが一般的である。本発明もトナー濃度制御に関して、この方式を採用している。この方式では、トナー濃度が変化することによる現像剤の透磁率変化をトナー濃度変化に換算するものであり、現像器中のトナー濃度を制御すると同時に、出力画像の画像濃度保証が必要である。それら目的を達成するため、光学センサによるトナー付着量検知を用いた画質調整方法が広く実施されている。
この方法は、感光体、または中間転写ベルト上に、作像条件（現像ポテンシャル、またはＬＤの書き込み密度）を変化させることにより複数個の基準パッチを作成し、その基準パッチに赤外領域のＬＥＤ光を照射する。そして、このパタンからの反射光（正反射光、または乱反射光）を光学センサ（フォトダイオードやフォトトランジスタなどで）により検出し、その検出結果をトナー付着量に変換することにより、個々の階調パッチのトナー付着量を得るものである。
その後、ポテンシャルに対するトナー付着量の関係をプロットし、直線近似を実施する。この直線の傾きが現像γである。この近似直線を用い、目標の付着量が得られるように作像条件（現像ポテンシャル）を調整することにより、適正な画像濃度を得ることが可能となる。
【０００４】
上記した画像濃度調整は、適正な画像濃度を得るために必須であるが、調整に多くのトナーと時間を要するため、頻繁に実施することは望ましくないと考えられる。同様の理由で、パタン作成個数も少数化することが望まれている。
パタン作成個数を少数化した場合には、作成する各色パタン数を無条件に減少させるのではなく、必要ないと判断した該当色のみ減少させ、必要と判断した該当色に関しては、減少させない、もしくは増加させることが必要となる。現像装置の現像能力の変化により、現像γ算出に用いる点が減少し、検出エラーを発生する惧れがあるためである。また、パタン数の単純な増加は、いわゆる“おまたせ時間”の増加につながるため、慎重に実施する必要がある。
【０００５】
上記した現像装置の現像能力の変化は、例えば、次のようなことから発生しやすい状況となってきている。近年の画像形成装置は、現像装置に低ストレス化の手法を取り入れたものが多く存在する。これらは、現像装置の小型化の要請による現像剤量の低量化と現像剤の長寿命化の相反する目的を両立するために非常に有効な手法であると考えられる。例えば、カラー二成分画像形成装置においては、トナー分散性を向上するために、シリカ（ＳｉＯ2）や酸化チタン（ＴｉＯ2）等の添加剤がトナー表面に多く外添されている。これら添加剤はメカ的ストレスや熱ストレスに非常に弱い。そのため現像器内での攪拌時にトナー内部に埋没したり、表面から離脱したりする現象が発生し、現像剤（トナー、キャリアを含む）の流動性や帯電特性、さらにトナーとキャリアの物理的付着力が変化するが、それら現象を極力抑えることを可能とする。
【０００６】
一方、低ストレス化により、トナー帯電能力（現像器がトナーを帯電させる能力）が低下する場合がある。例えば、低画像面積率の画像を出力する場合には、現像能力（現像ポテンシャルに対してトナー現像量をプロットしたグラフの傾き）が、一定に保たれるのに対して、高画像面積率の画像（単位時間、または単位枚数あたりのトナー入換え量が多い）を出力する場合には、現像能力が増加するというものである。つまり、現像剤中でどの程度トナーを入換えたかにより、現像能力に差が生ずるということである。この出力画像による現像能力の差異は、小型現像装置においてより顕著である。
このように、トナーの帯電量は常に変化しているため、経時において画像濃度を一定に保つために適正なタイミングで、画質調整を実行する必要がある。
また、基準トナーパタン数を少数化した場合、検出エラーが発生する可能性がある現像装置においては、基準パタンを作像するパタン数を適正に選択する必要がある。
上記した画像濃度制御は、適正な画像濃度を得るために必須であるが、調整に多くのトナーと時間を要するため、頻繁に実施することは望ましくない。同様の理由で、パタン作成個数も少なくすることが望まれている。
しかしながらパタン作成個数を単に少なくすると、検出エラーが発生する可能性があり、基準パタンを作像するパタン数を適正に選択する必要がある。
【０００７】
このような発明として、たとえば特許文献１（特開２００６−１０６２２２）には、複数のトナーパッチを作成し、光学センサによってトナーパッチの付着量を検出し、センサ検出範囲内にある２つの検出値に基づいて、トナー像が目標濃度となる現像バイアス値を算出し、そして、算出した現像バイアス値を現像手段に設定してトナーパッチを作成し、その検出値がセンサ検出範囲内に１以下であった場合には現像バイアス値をさらにセンサ検出範囲内に入るように変更して再度トナーパッチを作成する発明が開示されている。
また、トナーパッチの検出値がセンサ検出範囲内に１以下であった場合には作成するトナーパッチの数を増やして、再度トナーパッチを作成することが開示されている。
しかしながら、センサの検出範囲内に入るように再三トナーパッチを作成することは、画像濃度調整の時間が長くなり、装置の待ち時間（ダウンタイム）が長くなり望ましくない。さらに、トナーの消費量の点からも、再三にわたるトナーパッチの作成、トナーパッチ数の増加は望ましいことではない。また、現像バイアス算出のために、２つのトナーパッチを用いているが、現像能力を検出する観点からは、プロット点数が少なすぎ、正確性に欠けると言わざるを得ない。
【０００８】
一方、特許文献２（特開２００４−３５４６２３）には、トナー付着量の異なる１０〜１６種の階調パタンを色毎に作成し、多くの階調パタンを作成する場合、センサの検出範囲内に何点ものパッチを作成することができることが開示されている。このため、エラー処理として、画像濃度調整を繰り返す必要はない。
しかしながら、この発明は、画像濃度調整の度に１０〜１６種の階調パタンを作成しており、トナー消費量を低減するという観点からは、望ましくない。
また、階調パタン数が多いために、中間転写ベルト上に形成される階調パタンの全長が長くなり、光学センサによる検知開始から終了までの時間が長時間になり、よって一回の画像濃度調整の時間が長くなるという問題があった。
以上のように、トナー消費量の低減、装置のダウンタイムの低減から、画像濃度調整のための階調パタン数は少なくすることが求められている。
【０００９】
また、特許文献３（特開２００６−１３９１８０）には、正反射光を受光する受光素子と、拡散反射光を受光する受光素子とを備えた光学センサを使用して、トナー付着量を求める手段を有し、その光学センサの校正に必要なトナーパッチの濃度を過去の検知結果に基づいて可変にすることが開示されている。
そのため、多くのトナーパッチを作成しなくても、現像γを算出するための有効なデータ範囲内に、トナーパッチを作成することが可能となり、トナーパッチ数を少なくできると考えられ、トナー消費量、マシンのダウンタイムの低減という観点から有効な手法である。
しかし近年の画像形成装置における小型化のため、現像装置を低容量化にする傾向にあるため、現像剤の特性の変化が起こりやすくなっており、特許文献３のように、過去の検知結果を基準としてトナーパッチの現像ポテンシャルの設定を行うと、作成するトナーパッチの濃度の設定に偏りが生じる惧れがあり、その結果、付着量変換に誤差を生じたり、また算出ポイントの減少により、現像γの算出精度が低下する惧れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、本発明は、少ないトナーパッチ数でトナー付着量を正確に算出でき、確実にセンサの検出範囲内にトナーパッチが入るようにし、一度の階調パタン作成によって現像γを正確に算出して画像濃度制御が可能な装置およびこの装置を有する画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下の解決手段を有する。
請求項１に係る画像濃度制御装置は、色の異なるトナー毎に複数のトナー諧調パタンを直列に作像し、該トナー諧調パタンを光学的検知手段により読み取って画像形成装置の現像能力を算出し、該算出結果に基づいて前記画像形成装置の作像条件を変更する画像濃度制御装置において、前記画像濃度制御装置は前記画像形成装置の現像能力の状態の変化を予測する予測手段を有し、前記予測手段による予測結果に基づき、前記トナー階調パタンの総数を維持しながら、前記各色のトナーパタン数を変化させて前記トナー諧調パタンを作成することを特徴とする。
請求項２に係る画像濃度制御装置は、請求項１において、前記画像形成装置の作像装置の状態変化を、所定期間内に作像した画像の画像面積に従って予測することを特徴とする。
請求項３に係る画像濃度制御装置は、請求項１または２において、前記作像装置の状態変化が予測される画像形成装置のトナー諧調パタン数を増加させ、状態変化がないと判断された画像形成装置のトナー階調パタン数を減少させることを特徴とする。
請求項４に係る画像濃度制御装置は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前回の調整動作が失敗した作像装置のトナー階調パタン数を増加させることを特徴とする。
請求項５に係る画像濃度制御装置は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、新品に交換された作像装置のトナー階調パタン数を増加させることを特徴とする。
請求項６に係る画像形成装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の画像濃度制御装置を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、使用環境や経時変化などによる現像剤特性の変化に対して、有効なデータ範囲内に収めるべく階調パタンを作成し、現像γを確実に算出することが可能となるため、画像形成装置本体のダウンタイムやトナー消費量の増加を伴わずに、画像濃度の安定化を図ることができるような装置およびこの装置を有する画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の画像濃度制御装置を有する画像形成装置本体の構成概略図である。
【図２】感光体ドラム１００の周りの画像形成装置本体の構成を示す概略図である。
【図３】本実施形態における通常時の画像濃度調整方法について説明するためのフローチャートである。
【図４】本実施形態における階調パタンのレイアウトの例を示す図である。
【図５】データサンプリング時の付着量と検知出力の関係をグラフで示す図である。
【図６】拡散反射光出力に乗ずる感度補正係数αと付着量及び検知出力との関係をグラフで示す図である。
【図７】正反射光の成分分解をグラフで示す図である。
【図８】正反射成分の正規化値と地肌部変動補正後の拡散反射光出力との関係をグラフで示す図である。
【図９】階調パタンのバイアス算出概念図であり、現像ポテンシャル［ｋＶ］に対する単位面積あたりのトナー付着量をグラフで示す図である。
【図１０】画素数カウントのブロック構成図である。
【図１１】画像形成装置内の新品検知装置における新品判定手段の構成例を示す図である。
【図１２】タンデム作像方式の階調パッチ作成状態を模式的に示す断面図である。
【図１３】トナーパタンのレイアウトを概念的に示した図である。
【図１４】感度補正係数算出における理想的なデータ分散の状態を説明するための図である。
【図１５】感度補正係数算出時において、高付着量のデータが不足していることを説明するためのデータ分散の状態を表した図である。
【図１６】現像能力が変化した場合の現像γ算出精度の変化を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明を実施形態により、詳細に説明する。
［画像形成装置］
図１〜２を参照して、本発明の画像形成装置について、まず説明する。
図１は、本発明の画像濃度制御装置を有する画像形成装置本体の構成を示す概略図であり、光学センサ１７が中間転写装置５の１端に設けられ、また各色の濃度センサ３５０（３５０Ｙ、３５０Ｃ、３５０Ｍ、３５０Ｂｋ）が各色毎の現像装置に配置されていることを示している。
また図２は感光体ドラム１００の周りの本体構成を示す概略図であり、現像装置３０４に、濃度センサ３５０が配置されていることを示している。
図２に示すように、感光体ドラム１００は、その表面が帯電装置２により一様に帯電された後、図示しない光学系からの露光Ｌにより露光され、静電潜像が形成される。現像装置３は現像ローラ３０２により装置内の現像剤を感光体ドラム１００と現像ローラ３０２とで形成される現像ニップ領域へ搬送し、感光体ドラム１００の表面に形成された静電潜像に現像剤中のトナーを付着させて顕像化（現像）する。
図１に示すように、トナー像は感光体ドラム１００と中間転写装置５が対向する転写領域において、中間転写装置５のベルト５０上に転写される。中間転写装置５のベルト５０上に転写されたトナー像は、転写ベルトの移動に伴い、他の色の転写領域で他の色のトナーを精度よく色重ねし、この状態で二次転写装置６と対向する位置に搬送され、その位置で転写材である転写紙に転写され、転写紙上で画像となる。
【００１５】
一方、感光体ドラム１００に残留したトナーはクリーニングブレードにより除去され、図示しない廃トナーボトルに貯留される。クリーニング装置を通過した感光体は、再度帯電装置により一様に帯電され、次の画像形成工程を繰り返すように準備される。
図２に示す画像形成装置の断面概略図において、二成分現像剤（以下現像剤と記す）は現像スリーブの汲み上げ磁極により、現像ユニット内の搬送スクリュ部３０５から現像スリーブに移動する。その後、現像剤は現像スリーブの回転に伴い、搬送極の磁場と現像スリーブ表面の摩擦力によりドクタ近傍まで現像剤が搬送される。ドクタ近傍まで搬送された現像剤はドクタ上流部において一旦滞留し、ドクタエッジ部と現像スリーブとのギャップ（Ｇｄ）で現像剤の層厚が規制されて現像領域に搬送される。
現像領域には、所定の現像バイアスが印加されており、感光体１００上に形成された静電潜像にトナーを付着させる方向に現像電界が形成されるため、トナーは感光体１００上に移行して前記した潜像が現像される。また、現像領域を通過した現像剤は、現像スリーブ上の現像剤離れ極位置で現像スリーブから離れ、搬送スクリュ部３０５に戻る。その後、現像剤は搬送スクリュ部３０４に移動し、トナー補給部で適正なトナー濃度に調整され、現像スリーブに再び搬送される。現像器３のケーシング底部には透磁率センサ３５０が設置されており、このセンサにより現像剤中のトナー濃度が検出される。
トナー濃度は、トナー濃度検出手段である透磁率センサの出力値Ｖｔをトナー濃度の制御基準値Ｖｔｒｅｆと比較し、その差分に応じてトナー補給量を演算式から算出し、トナー補給装置により現像器中にトナー補給を行うことにより制御されている。
【００１６】
上記の透磁率センサ３５０と光学センサ１７（図１に設置位置記載）は、それぞれ図示しないＡ／Ｄ変換器を介して図２に示すようにＩ／Ｏユニット１８に接続されている。制御部はＣＰＵ１９、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）２０、読み出し書き出しメモリ（ＲＡＭ）２１、Ｉ／Ｏユニット１８からなり、Ｉ／Ｏユニット１８を介して図示しないトナー補給装置を駆動するモータ（トナー補給駆動モータ）１４に制御信号を伝達するように構成されている。ＲＡＭ２１にはＩ／Ｏユニット１８から読み取った透磁率センサ３５０の出力値Ｖｔを一時保存するＶｔレジスタ、現像器３内のトナー濃度の制御基準値Ｖｔｒｅｆを記憶するＶｔｒｅｆレジスタ、中間転写ベルト５０近傍に設置した光学センサ１７からの出力値Ｖｓを記憶するＶｓレジスタ等が設けられている。
ＲＯＭ２１には、トナー濃度制御プログラム、および画像濃度制御パラメータ補正プログラムが記憶されている。
【００１７】
以下、上記した画像形成装置の通常時の画像濃度調整方法について、図３に示すフローに沿って具体的に説明する。
＜ステップＳ−１＞
画像濃度調整方法が開始されると、まず光学センサ（フォトセンサ）１７の初期設定である、光学センサ１７の校正が実行される（ステップＳ−１）。ここでは、中間転写ベルト５０上からの正反射光を受光素子が４［Ｖ］を示すように、ＬＥＤ電流を調整することによって校正が実行される。
＜ステップＳ−２＞
次に階調パタンを作成する（ステップＳ−２）。
【００１８】
図４に、作成される階調パタンのパタンレイアウトを示す。図４に示すように、基準パタンは、例えば中間転写ベルト５０上にブラックＢ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの順に作像される。
ここで、階調パタンは、書き込み部の電位を固定し、現像バイアスと帯電バイアスを変化させ、現像ポテンシャルの低い側から順次作像することによって得られる。また階調パタンは、現像バイアスを固定し、書き込みのＤｕｔｙ、もしくはパワーを変更して露光量を変化させ、階調を発生させる手法を用いて得ることもできる。ただし、この場合、露光部電位を測定する電位センサを設けた方が、より正確にパタンポテンシャルを設定できる。
＜ステップＳ−３＞
次に得られた階調パタンから、反射光を光学センサ１７により検知する（ステップＳ−３）。
ここでは、基準トナーパタンにＬＥＤ光を照射し、その反射光をフォトトランジスタなどの光学式センサにより検知することによって行われる。本実施例において、ブラックＢｋパタンは正反射光のみを検知し、その他のカラーパタン（Ｃ、Ｍ、Ｙパタン）は、正反射光と拡散反射光の両方を検知することとしている。
＜ステップＳ−４＞
次にセンサ検出値をトナー付着量に変換する（ステップＳ−４）。
前記したステップＳ−３で作成した基準パタンからの反射光を、図４に示すような位置に設置した光学センサ（フォトセンサ）１７を用いて検知する。本実施例では、濃度検出用のフォトセンサを１つのみ設置し、このセンサ１７を用いて４色全てのパタンを検知する。
【００１９】
次にフォトセンサ１７からの出力値をトナー付着量に変換する方法（ステップＳ−５）について説明する。本実施例における付着量変換方法は、たとえば特開２００６−１３９１８０に開示の方法を用いている。なお、以下説明中の記号（略号）の意味は以下の通りである。
Ｖｓｇ・・・転写ベルト地肌部出力電圧
Ｖｓｐ・・・各パタン部出力電圧
Ｖｏｆｆｓｅｔ・・・オフセット電圧（ＬＥＤ＿ＯＦＦ時の出力電圧）
＿ｒｅｇ．・・・正反射光出力
＿ｄｉｆ．・・・拡散反射光出力
［ｎ］・・・要素数：ｎの配列変数（トナーパッチ数）
【００２０】
先ず、Ｂｋトナー（黒色トナー）の付着量変換方法に関して説明する。
i）以下の式を用いて正反射光からオフセット電圧を減ずる。
ΔＶｓｇ＿ｒｅｇ［Ｂｋ］［ｎ］＝Ｖｓｇ＿ｒｅｇ［Ｂｋ］［ｎ］−Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ
・・・・・式（１−Ｂ）
ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ［Ｂｋ］＝Ｖｓｇ＿ｒｅｇ［Ｂｋ］−Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ［Ｂｋ］・・・・・式（２−Ｂ）
ii）正反射データを正規化する。これは、以下の式を用いた。
正規化値Ｒｎ［Ｂｋ］＝ΔＶｓｇ＿ｒｅｇ［Ｂｋ］［ｎ］／ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ［Ｂｋ］
・・・・・式（３−Ｂ）
iii）ＬＵＴ（Look Up Table）を用いて正規化値を付着量に変換する。
正規化値に対応する付着量変換テーブルを予め作成しておき、それに対応させて付着量を得る。
以上が、Ｂｋトナーの付着量変換方法である。
【００２１】
次にカラートナーに関して説明する。
［ＳＴＥＰ１］データサンプリング：Ｖｓｐ、ΔＶｓｇの算出（図５、図６参照）
まず初めに、正反射光出力、拡散反射光出力ともに、全ポイント［ｎ］についてオフセット電圧との差分を計算する。これは、最終的に、センサ出力の増分をトナー付着量の変化による増分のみで表したいためである。
2010266682.tif 000003
【００２２】
［ＳＴＥＰ２］感度補正係数αの算出（図６参照）
前記したＳＴＥＰ１により求めたΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］と、ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］とから、各点毎に、ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］／ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］を算出し、ＳＴＥＰ３で正反射光出力の成分分解を行う際に、拡散反射光出力（ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］）に乗ずる係数αの算出を行う。
2010266682.tif 000004
ここで、上記式（３−Ｃ）により、αを比の最小値により求めたのは、正反射光出力の正反射成分の最小値はほぼゼロで、かつ正の値であることが予め判っているからである。
【００２３】
［ＳＴＥＰ３］正反射光の成分分解（図７参照）
以下の式により、正反射光出力の成分分解を行う。
2010266682.tif 000005
このように成分分解すると、感度補正係数αが求まるパターン部にて、正反射光出力の正反射成分はゼロとなる。
このようにして、正反射光出力から、拡散反射光成分を分離すれば、図７に示すように、純粋な正反射光成分のみを抽出することができる。
【００２４】
［ＳＴＥＰ４］正反射光出力＿正反射成分の正規化
次に、各パターン部出力のベルト地肌部出力との比を取り、０〜１までの正規化値へ変換する。
2010266682.tif 000006
【００２５】
［ＳＴＥＰ５］拡散光出力の地肌部変動補正
次に、［拡散光出力電圧］から［ベルト地肌部からの拡散光出力成分］を除去する処理を行う。
2010266682.tif 000007
【００２６】
［ＳＴＥＰ６］拡散光出力の感度補正（図８参照）
「正反射光（正反射成分）の正規化値」に対し、地肌部変動補正後の拡散光出力をプロットし、そのプロットした点で結ばれる線（以後、プロット線ということがある）を近似して、拡散光出力の感度を求め、この感度があらかじめ定めた狙いの感度となる様に、補正を行う。上記プロット線を近似する方法としては、多項式近似（２次近似）を用いる。
続いて、プロットした点を近似する方法について説明する。
「正反射光（正反射成分）の正規化値」に対し、地肌部変動補正後の拡散光出力をプロットしたプロット線を多項式近似（本実施形態では、２次式近似）により、感度補正係数ηを算出する。
まず、プロット線を２次近似式（ｙ＝ξ1ｘ2＋ξ2ｘ＋ξ3）で近似して、下記のような最小二乗法を用いて係数ξ1、ξ2、ξ3を求める。
2010266682.tif 000008
上記式中、ｍはデータ数であり、
ｘ［ｉ］は正反射光＿正反射成分の正規化値であり、
ｙ［ｉ］：地肌部変動補正後拡散光出力である。
なお、計算に用いるｘの範囲は、本実施例では０．１００≦ｘ≦１．００とする。
上記、式（８）の（１）〜（３）の連立方程式を解くことによって、係数ξ1、ξ2、ξ3を求めることができる。
【００２７】
こうして近似されたプロット線から計算される、ある正規化値ａがある値ｂとなる様な感度補正係数ηを以下の式（９）により求める。
2010266682.tif 000009
ＳＴＥＰ５で求めた地肌部変動補正後の拡散光出力に対し、式（９）より求めた感度補正係数ηを乗じることで、付着量と拡散出力との関係が予め定められた関係となるように補正する。
感度補正後の拡散光出力：ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ‘’
ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ‘’＝［地肌部変動補正後拡散光出力］×η＝ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ（ｎ）‘×η
・・・・・式（１０）
【００２８】
以上説明したことが、ＬＥＤ光量低下などにより生じる光学センサの経時的な変動などに対する光学センサ出力値の補正制御（校正制御処理）である。上記のように補正することにより、温度変化、経時劣化などによる発光素子や受光素子の出力値変動に対して受光素子の出力値とトナー付着量との関係を一義的な関係に修正することができる。
そして、上述した光学センサの出力値の補正制御を行った後に、補正された光学センサの出力値に基づいて、付着量変換テーブルを参照し、光学センサの出力値をトナー付着量に変換することができる。これにより、経時にわたり光学センサで良好なトナー付着量の検知を行うことができる。
本実施例においては、１つのセンサで、４色の色の種類のパッチからの反射光を検出している。
【００２９】
＜ステップＳ−５＞
Ｓ−５：現像γを算出する。
基準パッチ作像時のポテンシャルと、上記Ｓ−４で算出した付着量データをプロットし、最小二乗法により直線近似する。この関係式の傾きが現像γである。また、この関係式とＸ軸との交点の値をＶｋ：現像開始電圧とする。
本実施例では直線近似（１次近似）としたが、２次近似を採用してもよい。ただし、２次近似を採用した場合、現像γは、目標付着量を得る点における上記関係式の微分値とする。
【００３０】
＜ステップＳ−６＞
Ｓ−６：作像バイアス（現像バイアス、帯電バイアス）を算出する。
Ｓ−５で得られた関係式を用いて、目標付着量が得られる現像ポテンシャルを算出する。現像ポテンシャルを現像バイアス（［−Ｖ］）に変換する方法であるが、本実施例においては、以下の式（１１）を用いて算出した。
現像バイアス［−Ｖ］＝現像ポテンシャル-（−５０）［Ｖ］
・・・・・式（１１）
ここで、−５０［Ｖ］は、露光部電位である。
帯電バイアス［Ｖ］＝現像バイアス［Ｖ］−２００［Ｖ］
・・・・・式（１２）
ここで、２００［Ｖ］は地肌ポテンシャルである。地肌ポテンシャルは、地肌汚れ防止のため現像バイアスとオフセットして設定するポテンシャルである。
【００３１】
＜ステップＳ−７＞
Ｓ−７：作像バイアスを設定する。
現像バイアス、帯電バイアス、ＬＤパワーを設定する。ＬＤパワーは、帯電電位に応じて８０〜１２０［％］まで変化するが、ここでは詳しい説明を割愛する。
以上が本実施例におけるプロセスコントロールの概略である。
現像γの算出において、最小二乗法により１次直線を求める際に使用するデータ点は有効範囲内に均等に分散していることが望ましい。これは、データ点が近くに集中しすぎて存在すると、誤差要因により現像γの精度が悪くなる可能性があるからである。ここで誤差要因とは、現像スリーブの周期ムラによるパッチのトナー付着量のばらつきや、転写ベルト５０上の傷などによるセンサ出力誤差から生ずるトナー付着量の変化をいう。そのため、階調パタン作成時の現像ポテンシャルが近いことによるデータ点同士が近くに集中しすぎると、形成されるパッチの付着量の差異が小さくなり、トナー付着量にばらつきが生じた場合に変動の影響を受けやすくなるため、現像γの精度が悪化してしまう。
以上のことから、現像γを算出する観点から、トナーパッチは有効範囲内で均等に分散して作成することが求められる。
また、データ点を均等分散させることは、付着量算出の観点から、非常に重要である。本実施例は同一のセンサで異なる色の反射光を検知し、複数種類の色のデータを用いて上記ηを算出できる。そのため、少ないパッチ数で、より効率的にηを求めることができる。
【００３２】
図９に示すように、複数種の色のパッチデータから、効率的に感度補正係数ηを求めるため、適正範囲、上記式（８）を解く際のデータの有効範囲である、０．１≦ｘ≦１．０に、多くのプロット点を収める必要がある。このように均等分散させることによって、多項式近似（本実施例では２次曲線による近似）が行われ、それに基づいて、感度補正係数ηを、非常に正確に得ることができる。このパラメータηは、付着量に直接関与しており、付着量変換の精度を大幅に向上させることができる。このように均等分散させるために、本実施例において、次に示す方法を用いて基準パタンの作像バイアスを算出している。
ここでは、各色５パッチの階調パタンを作成する場合を例に挙げて説明を行う。しかしながら各色の数「５」は説明のための例示であり、各色のパッチ数は５階調に限定されるものではない。よってこの例ではトナーパタンの総数は５×４＝２０となる。
まず、前回のプロセスコントロールの結果により求められた各色の現像バイアスを取得する。そして、現像バイアスから最大現像ポテンシャルのＰｏｔＭａｘを求める。
【００３３】
最大現像ポテンシャルは以下の式（１３）により求めることができる。
最大現像ポテンシャル：ＰｏｔＭａｘ＝｜Ｖｂ−Ｖｌ｜［Ｖ］
・・・・・式（１３）
ここでＶｂは現像バイアス値であり、Ｖｌはべた部露光後電位である。
べた部露光後電位Ｖｌは、露光を行った後の感光体電位であり、感光体の特性に依存する値である。本実施例ではＶｌ＝−５０［Ｖ］とすることができる。
例えば、前回のプロセスコントロールの結果、現像バイアスが５５０［−Ｖ］であったとすると、現像ポテンシャルはＰｏｔＭａｘ＝｜−５５０−（−５０）｜＝５００［Ｖ］となる。最大現像ポテンシャルＰｏｔＭａｘの物理的意味は、所望のベタ濃度を得ることができる現像ポテンシャルである。本実施例では、０．４５［ｍｇ／ｃｍ2］のとき、ＩＤ＝１．４（ＩＤ：Image density  画像濃度）が得られるようなシステムとなっている。
以上のような式（１３）を用いて、各色それぞれの最大現像ポテンシャルを求める。
【００３４】
続いて、各色の最大現像ポテンシャルＰｏｔＭａｘから、階調パタンの現像バイアスの算出を行う。ここで、Ｂｋ（黒トナー）とＣＭＹ（カラートナー）において異なる方式を用い、現像バイアスの算出を行う。これは、ＢｋとＣＭＹとでは、付着量検知方式が異なるためである。
本実施例では、Ｂｋは正反射光のみを用いてトナー付着量の検知を行うのに対し、ＣＭＹは正反射光と拡散反射光を用いてトナー付着量の検知を行っている。これはＢｋトナーの場合、照射した光は、トナー表面で吸収されてしまうため、拡散反射光が得られないという特性があるためである。そのため、Ｂｋトナーでは正反射光のみを用いてトナー付着量の検知を行っている。正反射光のみで付着量の検知を行う場合には、濃度が高くなるにつれて感度が低下するため、付着量の検知範囲がＣＭＹと比較して狭くなる。以上の理由により、ＢｋとＣＭＹでは異なる算出式を用いて階調パタン濃度の設定が行なわれる。
【００３５】
＜Ｂｋの場合＞
上記式（１３）より求めた、最大現像ポテンシャルを以下の式（１４）に代入して、現像バイアスの算出を行う。
ＶＰｎ（Ｂｋ）＝ＰｏｔＭａｘ（Ｂｋ）×２ｎ／１５−（Ｖｌ）［−Ｖ］
・・・・・式（１４）
上記式（１４）において、ＶＰｎ（Ｂｋ）のｎは階調パタンのｎ番目を表す。なおＶｌは前記式（１３）のＶｌと同じ意味である。このように設定することにより、ベタ濃度よりも付着量が低い領域に階調パタン濃度を分散させることができる。
ただし、狙いの付着量［Ｋ］の範囲は、０．０５［ｍｇ／ｃｍ2］≦［Ｋ］≦０．３５［ｍｇ／ｃｍ2］である。
【００３６】
＜ＣＭＹの場合＞
前記した式（１３）で求めたのと同様な式を用いて各色の最大現像ポテンシャルの大きさを比較し、順序をつけていく。
各色の最大現像ポテンシャルを大きい順に、ＰｏｔＭａｘ（１）、ＰｏｔＭａｘ（２）、ＰｏｔＭａｘ（３）とする（換言すれば、ＰｏｔＭａｘ（１）＞ＰｏｔＭａｘ（２）＞ＰｏｔＭａｘ（３）の場合）。
例えば、最大現像ポテンシャルが、大きい順にＣ、Ｍ、Ｙであったとすると、ＰｏｔＭａｘ（１）＝ＰｏｔＭａｘ（Ｃ）、ＰｏｔＭａｘ（２）＝ＰｏｔＭａｘ（Ｍ）、ＰｏｔＭａｘ（３）＝ＰｏｔＭａｘ（Ｙ）となる。
ただし、取得した最大現像ポテンシャルが同一であった場合（換言すれば、ＰｏｔＭａｘ（１）＝ＰｏｔＭａｘ（２）＝ＰｏｔＭａｘ（３）の場合）も、Ｃ、Ｍ、Ｙの順とする。
続いて、順序をつけた現像ポテンシャルを以下の式（１５）に代入し、階調パタンの現像バイアスを算出する。
ＶＰｎ（ｍ）＝ＰｏｔＭａｘ（ｍ）×｛（ｍ＋３（ｎ−１））｝／１５−（Ｖｌ）［−Ｖ］
・・・・・式（１５）
ここで、ＶＰｎ（ｍ）（単位：［−Ｖ］）はパッチの現像バイアスを表し、ＶＰｎ（ｍ）のｎは各色の階調パタンのｎ番目を表し、ｍはバイアスの順序（１、２、３）を表す。
【００３７】
各色の階調パタンの現像バイアスは以下の式（１５Ａ）ように表すことができる。
ＶＰ１（１）＝ＰｏｔＭａｘ（１）×１／１５−Ｖｌ
ＶＰ１（２）＝ＰｏｔＭａｘ（２）×２／１５−Ｖｌ
ＶＰ１（３）＝ＰｏｔＭａｘ（３）×３／１５−Ｖｌ
ＶＰ２（１）＝ＰｏｔＭａｘ（１）×４／１５−Ｖｌ
ＶＰ２（２）＝ＰｏｔＭａｘ（２）×５／１５−Ｖｌ
ＶＰ２（３）＝ＰｏｔＭａｘ（３）×６／１５−Ｖｌ
ＶＰ３（１）＝ＰｏｔＭａｘ（１）×７／１５−Ｖｌ
ＶＰ３（２）＝ＰｏｔＭａｘ（２）×８／１５−Ｖｌ
ＶＰ３（３）＝ＰｏｔＭａｘ（３）×９／１５−Ｖｌ
ＶＰ４（１）＝ＰｏｔＭａｘ（１）×１０／１５−Ｖｌ
ＶＰ４（２）＝ＰｏｔＭａｘ（２）×１１／１５−Ｖｌ
ＶＰ４（３）＝ＰｏｔＭａｘ（３）×１２／１５−Ｖｌ
ＶＰ５（１）＝ＰｏｔＭａｘ（１）×１３／１５−Ｖｌ
ＶＰ５（２）＝ＰｏｔＭａｘ（２）×１４／１５−Ｖｌ
ＶＰ５（３）＝ＰｏｔＭａｘ（３）×１５／１５−Ｖｌ
・・・・・式（１５Ａ）
例えば、ＶＰ２（３）（式：ＶＰｎ（ｍ）において、ｎ＝２、ｍ＝３の場合）は、前回のプロセスコントロール結果より求められた現像バイアスが一番低い色（すなわち３番目）の、階調パタンが２番目のパッチを指す。
次に、算出した現像バイアスを用いて、階調パタンの帯電バイアスの設定を行う。帯電バイアスの設定は、ＢｋとＣＭＹで共通の下記式（１６）を用いて算出する。
帯電バイアス：ＶＰｃｎ（色）［Ｖ］＝ＶＰｎ（色）［Ｖ］＋地肌ポテンシャルオフセット［Ｖ］
・・・・・式（１６）
ただし、帯電バイアスの設定は地肌汚れが生じないように、地肌ポテンシャルオフセットを設定する。ここで、本実施例において、地肌ポテンシャルオフセットは−２００［Ｖ］を用いた。
【００３８】
図９に（ＰｏｔＭａｘ（１）＝ＰｏｔＭａｘ（Ｃ））＞（ＰｏｔＭａｘ（２）＝ＰｏｔＭａｘ（Ｍ））＞（ＰｏｔＭａｘ（３）＝ＰｏｔＭａｘ（Ｙ））の場合について、階調パタン算出の概略図を示す。
ここで、各色の前回現像バイアスを基に、大小関係を比較して各色の順位付けを行い、その順位に基づいて階調パタンのパッチ濃度を設定する理由について説明する。
これは、現像剤の特性の変化が起こった際にも、より安定して現像γを算出するためである。本手法では、前回プロセスコントロール時の各色の現像バイアスを基にし、その大小関係から順位付けを行い、その結果から階調パタンのバイアス値を設定する。図９に示すように、他の色と比較して、現像バイアスが低い（現像γが高い）場合には高付着量側に、現像バイアスが高い（現像γが低い）場合には低付着量側に、トナーパッチを作成する。このようにトナーパッチを作成することで、現像γ算出時の有効範囲内に、より多くのトナーパッチを作成することが可能となる。
【００３９】
上記のように設定することにより、少ないパッチ数における付着量変換性能、および現像γ検出性能を飛躍的に向上させることができる。ただし現像γが大きく変化することが予測される場合には、階調パタン作成バイアスをより安定な方法に導くことが必要である。
本実施例においては、前回の調整動作において、付着量算出や現像γ算出に誤差を含む可能性がある場合や、前回の調整時から現像剤中のトナー帯電量が大きく変化することが予測される場合には、該当色の階調パタンの作成数を増加させて作像する。その際に、上記該当色以外の階調パタン数を減少させて、トータルのパッチ数（パッチ総数：トナー階調パタンの総数）を同じにするように作像する。
【００４０】
本実施例における予測手段として、以下の条件（１）〜（５）の場合を検出して予測する予測手段１〜４が挙げられる。
（１）前回の調整実行時から、画像面積率、もしくは画像面積率移動平均が大きく変動した場合（画像面積率または画像面積率移動平均算出手段：予測手段１）
（２）前回の調整実行時から、湿度が大きく変動した場合（湿度変動算出手段：予測手段２）
（３）現像装置、プロセスカートリッジを交換もしくは新品交換した場合（交換検出手段：新品判定装置（訂正後の図１１）：予測手段３）
（４）前回の調整実行時の現像γ検出において、現像γ算出の有効点数が２点（以下）であった場合（現像γ算出手段：前記したステップＳ−５を実行できる実行手段および判定手段：予測手段４）
このような場合、何らかの理由により、パタンバイアスの算出がずれている可能性がある。また算出精度が低下している可能性がある。このような場合、調整動作そのものはできるが、算出に誤差が含まれていることが多い。
（５）前回の調整が失敗した場合（現像γ算出手段と判定手段とを有する予測手段：予測手段４）
調整が失敗した場合とは以下の場合である。
（５−１）現像γ算出のための有効点数が２点未満であった場合。
（５−２）現像γ算出の結果、現像γが上限値以上もしくは下限値以下であった場合。
（５−３）現像γ算出の結果、現像開始電圧Ｖｋが上限以上もしくは下限値以下であった場合。
【００４１】
上記条件（１）の画像面積率、もしくは画像面積率移動平均が大きく変動した場合についての予測手段に関し、図１０に示すブロック図を用いて説明する。
［予測手段１］
本例では、予測手段１は、コントローラ３１と、書き込み制御部３２と、画像面積率算出部３４とで構成される予測情報算出部と、予測情報算出部から算出された情報を入力して現像能力の状態変化を予測する判断部とで構成される。
本例の予測手段１では、コントローラ３１から出力された画像情報が書き込み制御部３２に入力され、書き込み制御部３２のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）により入力された画像情報の画素数がカウントされる。
カウントされた画素（画素数）は、画像面積率算出部３４に、前記したコントローラ３１からの用紙サイズ情報を伴って入力され、画像面積率算出部３４において画像面積率情報が得られる。同様にして、画像面積率移動平均値を求める画像面積率移動平均部３４’を設け、これを予測情報算出部１としてもよく、この場合、画像面積率移動平均部３４’による画像面積率移動平均値を用いることによって画像形成装置の現像能力の状態変化を予測することができる。なお画像面積率移動平均値は、以下のようにして求めることができる。
【００４２】
画像面積率移動平均値は、
Ｍ（ｉ）＝（１／Ｎ）×｛Ｍ（ｉ−１）×（Ｎ−１）＋Ｘ（ｉ）｝
ここで、Ｍ（ｉ）は画像面積率移動平均の現在値であり、Ｍ（ｉ−１）は前回の画像面積率移動平均値であり、Ｎは累積枚数である。Ｘ（ｉ）は、今回の画像面積率である。なおＭ（ｉ）、Ｘ（ｉ）は、色毎に個別に算出する。
また予測の結果を判定するには、予測情報算出部１からの画像面積率または画像面積率移動平均値の少なくとも１つの情報がＣＰＵ１９に入力され、ＣＰＵ１９により、予測結果を求めることができる。したがって予測手段１として、前記したように、予測情報算出部と、この予測情報算出部から算出された情報を入力して現像能力の状態変化を予測する判断部からなり、この判断部として画像形成装置本体のＣＰＵ１９を用いることができる。判断手段は、例えば、前回ＪＯＢ時の画像面積率から今回ＪＯＢ時の画像面積率変化が実験的に定める所定値を越えた場合に現像剤のトナー帯電量が変化している可能性が高いと判断する。
【００４３】
［予測手段２］
本例では、予測手段２は、図２に示すＩ／Ｏユニット１８に湿度センサ４０と、ＲＡＭ２１などの記憶手段内での前回の調整時の湿度情報を保存している湿度情報保持部４１と、ＣＰＵ１９とで構成される。
本例の予測手段２では、調整を行う場合、湿度センサ４０からの湿度情報をＩ／Ｏユニット１８を通して入力し、この情報と、湿度情報保持部４１に記憶されている、前回調整時の湿度情報とを比較し、ＣＰＵ１９では、前回の調整時と今回の調整時における湿度が大きく変動しているか否かにより、予測結果を求めることができる。この湿度が大きく変動しているか否かの判断については、後述する表１などで、より具体的に説明する。
【００４４】
［予測手段３］
次に条件（３）の現像装置またはプロセスカートリッジの交換もしくは新品交換した場合についての予測手段３について、以下に説明する。
本例では、予測手段３は、図１１に示す新品情報記憶手段（ＩＤチップ）５１と、通信部と、新品判定部（ＣＰＵ１９）５０とで構成される。
本例の予測手段３においては、プロセスカートリッジ等にシリアル番号などを記録したＩＤチップを有し、図１１（訂正前：図１６）に示すように、プロセスカートリッジ等のＩＤチップとの通信によりシリアル番号情報を読み取り、新品判定部（例えば本体のＣＰＵ１９）により、新品か否かの新品情報と照合する。これにより、単なる交換であるか、新品との交換であるかを、新品判定部（ＣＰＵ１９）で判定する。
【００４５】
［予測手段４］
次に条件（４）または（５）の予測手段４について、以下に説明する。
本例では、現像γ算出手段（前記したステップＳ−５を実行できる実行手段）と、判定手段とから、予測手段４が構成される。
現像γ算出手段は、前記したステップＳ−５を実行できる実行手段であり、具体的には、図２に示すＣＰＵ１９と、ＲＯＭ２０と、ＲＡＭ２１と、Ｉ／Ｏユニット１８、センサ１７、３５０などから構成され、ＲＯＭ２０内のプログラムを読み出し、必要な情報をＲＡＭ２１に格納し、格納されているデータを読み出すことによって現像γ算出を実行する、実行手段によって行うことができる。その例は前記したので、この実行手段による動作の説明は省略する。
このような現像γ算出を実行する、実行手段から算出された現像γのデータが予測手段４内の判定手段に入力されて、現像γ算出の有効点数が２点以下であるか否かの判定（前記（４）または（５−１））、前記した調整の失敗の可否（５−１）〜（５−３）の少なくとも１つがあるか否かの判定が判定手段によって行われることになる。なお上記した判定手段による判定方法を実行するためのプログラムも本発明に含まれており、このプログラムを上記したＲＯＭなどに記憶しておき、上記した判定手段による判定方法を実行するために、プログラムを読み取って実行することもできる。
【００４６】
本発明の画像濃度制御装置における予測手段での重要な判定を行う上での留意点について、以下に説明する。
［トータルの作像パッチ数を同一にする理由］
図１２は、本実施例におけるタンデム作像方式の階調パッチ作成状態を模式的に示す断面図である。図１２に示すように、通常時の階調パタンはすべて作像ピッチに収まるように作像している。これは他の作像色に影響されることなく、同時に最短時間で階調パタンを作成するためである。これにより階調パタン作成時間を極小にすることができる。
図１３（ａ）に示すように、該当色の階調パタン数を増加させると、総パタン数は該当色の階調パタン数の増加により、本来のコピー時間以外の、いわゆる「お待たせ時間」を増加させる。本実施例においては、図１３（ｂ）に示すように、該当色以外の階調パタン数を減少させてトータルのパッチ数を同一に設定しているため、異常時においても「お待たせ時間」が増加せず短時間で調整を終了する。これにより、調整時間の増加なしに正確に調整動作を実行することができる。
【００４７】
［パタン数確保が必要な理由］
本実施例では上述したように、光学センサからのデータを、付着量変換アルゴリズムにより付着量に読み換えている。その際、感度補正係数ηを用いるが、この感度補正係数ηは、図１４などに示すようなΔＶｓｐ＿ｄｉｆ’対Ｋｎプロット上の近似曲線において、校正ポイント（Ｋｎ＝０．２）のときのΔＶｓｐ＿ｄｉｆ’が、２［Ｖ］となるように調整する。
図１４に示す状態は、近似に用いるプロット点が有効範囲内に十分なプロット点が存在し、理想的な状態を示す。図８に示す場合は、η［９］＝１．８１となる。一方、有効範囲内に存在するパタン数が減少した場合を図１５に示す（図１４に対して高付着量側のパタンがない）。この場合、η［１０］＝１．５３となる。
そのため、図１５に示す場合は、η［１３］／η［１２］≒０．８４のため、図１４に示すように、算出されたトナー付着量は、理想的な図９で算出された場合と比較して、０．８４倍となってしまう。付着量が０．８４倍に算出されると、基本的には現像γも約０．８４倍となり、その結果、設定される現像バイアスが変化するため、画像濃度も目標値から外れることとなる。この値は全色（ＣＭＹ）に適用されるため、カラー全色の現像バイアス設定がずれることとなる。
そのため、パタン数を増加すべき色があった場合にのみ、該当色以外のトナーパタン数を減少させることができる。
上記したことが、トータル諧調パタン数を単に減少させられない理由である。
【００４８】
［該当色を増加させる理由］
本実施例においては、前回の作像バイアスを基に、次回のパタンバイアスを算出している。通常は、非常に精度良くパタンバイアスを算出できる。しかしながら、前回の現像γ算出時から現像剤の状態が大きく変化した場合などではパタン作像バイアスに偏りを生じる可能性がある。
このような場合について、図１６を用いて詳細に説明する。
前回の現像γが図１６に示す（１）の状態でパタンバイアスを算出したと仮定する。そして今回の状態が図１６（２）となった場合、現像γ算出の有効範囲にプロット点が少ないため、現像γ算出精度が低下する惧れ（したがって現像能力を正確に把握できない惧れ）がある。
また今回の状態が図１６（３）となった場合には、現像γ算出の有効範囲の低バイアス側にプロット点が集中するため、現像γ算出精度が低下する懸念がある。これは、目標付着量付近にプロット点がないことによる。
【００４９】
［画像面積率（画像面積率の移動平均）が変化した場合］
画像面積率（画像面積率の移動平均でもよい）が増加した場合、現像能力が増加していることが予測でき、図１６に示す状態（１）から（２）に変わることが予測できる。この場合には、階調パタンを低い側に追加する。また画像面積率が低く変化した場合には、現像能力が低下し現像γが低くなる（換言すれば図１６に示す状態（１）から状態（３）に変化することが予測できる）ため、階調パタンを高い側に追加する。たとえば、パッチパタン数を増加させる画像面積率閾値を変化する度合いとして、本実施例では、２０％以上変化した場合、パッチ数を変化させることとした。ただし本実施例でのこの値（２０％）はシステムに依存するところが大きい。このため、現像剤容量、絶対線速、現像剤のくみ上げ量等にあわせてこの値（２０％）は適宜決定されるべきものである。
【００５０】
［前回調整時のデータを継続できない場合］
次に前回調整時のデータを継続できない場合について説明する。現像ユニットを交換した場合、もしくは新品交換を行った場合には、ユニット自体が異なるため現像γが大きく変化すると予測でき、前回の調整結果を用いてパッチ作像バイアスを決定することができない。
前回の現像γ算出が２点の場合や、調整自体が失敗した場合、現像剤が不安定な状態で調整が実施された可能性があり、パタン数を増加し余裕度を向上した上で再度調整を実施することが望ましい。
現像γが大きく変化すると考えられる場合は、以下であり、階調パタンを記入した方向に増加させることにより、現像γ算出精度を大幅に向上させることが期待できる。
以下の表１に現像剤中のトナー帯電量が大きく変化することが予測される場合の補正条件の例を示す。
2010266682.tif 000010
［表１］
なお表１中、「⇒・・・」は、階調パタンの設定方法を示す。
【００５１】
パタン追加の方法としては、例えば以下のような方法で容易に実施できる。
●バイアスが低い側にパタンを増加する場合。
Ｖ＿ＡＤＤ（該当色）＝最小パタンバイアス−補正値
・・・・・式（１７）
●バイアスが高い側にパタンを増加する場合。
Ｖ＿ＡＤＤ（該当色）＝最大パタンバイアス＋補正値
・・・・・式（１８）
補正値はＬＵＴ（ルックアップテーブル）でも良く、予め決定した固定値であっても良い。
【００５２】
以上が、本実施例における階調パタンのバイアスの設定方法である。このように状態変化情報に基づいて階調パタンのバイアスを設定することで、付着量変換の精度を向上することができる。また、現像γ算出時の有効範囲内により、多くのトナーパッチを作成することが可能となる。そのため常に安定した画像濃度を提供することができる。
本実施例においては、カラートナーの付着量変換において、感度補正係数ηを用いている。そのため、トナー諧調パタンはカラーパッチ間のみで増減し、Ｂｋトナーパタンは固定として説明した。ただし、現像装置が安定している状態であれば、Ｂｋのパッチ数を減少させ、その減少分を、カラーパッチの作像の増加にしても構わない。
【符号の説明】
【００５３】
２  帯電装置（２Ｙ：Ｙステーション用帯電装置、２Ｃ：Ｃステーション用帯電装置、２Ｍ：Ｍステーション用帯電装置、２Ｂｋ：Ｂｋステーション用帯電装置）、３  現像装置（３Ｙ：Ｙステーション用現像装置、３Ｃ：Ｃステーション用現像装置、３Ｍ：Ｍステーション用現像装置、３Ｂｋ：Ｂｋステーション用現像装置）、５  中間転写装置、６  二次転写装置、１７  光学センサ、１８  Ｉ／Ｏユニット、１９  ＣＰＵ（Central Processing Unit）、２０  ＲＯＭ（Read Only Memory）、２１  ＲＡＭ（Random Access Memory）、３１  コントローラ、３２  書き込み制御部、３２−１  書き込み画素カウンタ、３３  書き込み駆動装置、３４  画像面積率算出部、５０  ベルト、５１  交換部品（プロセスカートリッジ等）、１００  感光体、３０４  搬送スクリュ、３５０  透磁率センサ（３５０Ｙ：Ｙ用透磁率センサ、３５０Ｃ：Ｃ用透磁率センサ、３５０Ｍ：Ｍ用透磁率センサ、３５０Ｂｋ：Ｂｋ用透磁率センサ）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特開２００６−１０６２２２公報
【特許文献２】特開２００４−３５４６２３公報
【特許文献３】特開２００６−１３９１８０公報
【図１】
2010266682.tif 000011
【図２】
2010266682.tif 000012
【図３】
2010266682.tif 000013
【図４】
2010266682.tif 000014
【図５】
2010266682.tif 000015
【図６】
2010266682.tif 000016
【図７】
2010266682.tif 000017
【図８】
2010266682.tif 000018
【図９】
2010266682.tif 000019
【図１０】
2010266682.tif 000020
【図１１】
2010266682.tif 000021
【図１２】
2010266682.tif 000022
【図１３】
2010266682.tif 000023
【図１４】
2010266682.tif 000024
【図１５】
2010266682.tif 000025
【図１６】
2010266682.tif 000026