(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自らの移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、
前記表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
トナー及びキャリアを含有する現像剤を所定の循環経路に沿って搬送しながら、前記循環経路における現像剤担持体との対向領域で所定の搬送方向に搬送している現像剤を前記現像剤担持体の移動する表面に担持して前記潜像担持体に対向する現像領域に移動させ、前記現像領域で現像剤のトナーを前記潜像担持体上の潜像に付着させて前記潜像を現像し、且つ前記現像領域で現像に寄与した現像剤を前記現像剤担持体の表面移動に伴って前記循環経路の前記対向領域に戻す現像手段とを有する作像手段を備えるとともに、
前記潜像担持体の表面における互いに異なる２つの領域にそれぞれ所定のトナー像を形成した後、それら２つのトナー像をそれぞれ像検知手段によって検知した結果に基づいて、前記作像手段における作像条件を補正する作像条件補正処理を実施する制御手段を備える画像形成装置において、
前記像検知手段としてトナー像の画像濃度を検知可能なものを用い、
前記作像条件補正処理にて、前記２つの領域の一方として、前記潜像担持体の表面における前記搬送方向の両端部領域のうち、前記搬送方向の下流側端部領域に対してトナー像を形成する一方で、前記２つの領域の他方として、前記両端部領域のうち、前記搬送方向の上流側端部よりも中央寄りの領域に対してトナー像を形成し、前記下流側端部領域、及び前記中央寄りの領域にそれぞれ形成したトナー像の画像濃度を検知した結果に基づいて、各種作像条件のうち、トナー像の画像濃度を変化させ得る作像条件を補正するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記作像条件補正処理にて、前記下流側端部領域、及び前記中央寄りの領域にそれぞれ形成したトナー像を前記像検知手段によって検知するタイミングに基づいて、各種作像条件のうち、前記潜像担持体に対するトナー像の形成位置を変化させ得る作像条件を補正するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１の画像形成装置において、
前記作像条件補正処理にて、互いに画像濃度の異なる複数のトナー像を具備する階調パターン像を、前記下流側端部領域、及び前記中央寄りの領域、にそれぞれ形成し、前記下流側端部領域に形成した階調パターン像における各トナー像の画像濃度を検知した結果に基づいて、前記作像手段における前記下流側端部領域での現像能力を把握する一方で、前記中央寄りの領域に形成した階調パターン像における各トナー像の画像濃度を検知した結果に基づいて、前記作像手段における前記中央寄りの領域での現像能力を把握するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
前記作像手段における前記下流側端部領域での現像能力と、前記作像手段における前記中央寄りの領域での現像能力とに基づいて、前記作像手段における前記現像剤搬送方向の中央領域での現像能力を把握し、その結果に基づいて、トナー像の画像濃度を変化させ得る作像条件を補正するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３又は４の画像形成装置において、
トナー像の画像濃度を変化させ得る作像条件として、現像ポテンシャルを補正するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３、４又は５の画像形成装置において、
前記作像手段として、互いに異なる色のトナー像を形成するための前記潜像担持体及び現像手段の組合せを具備するものを用い、
それら潜像担持体に形成された互いに異なる色のトナー像をそれぞれ中間転写体の表面に転写して多色像を得る転写手段を設け、
且つ、前記像検知手段として、複数の潜像担持体の前記中央寄りの領域にそれぞれ形成された後、前記中間転写体の表面における表面移動方向に直交する方向の一端側にそれぞれ転写された前記階調パターン像の各トナー像を検知する第１像検知手段と、複数の潜像担持体の前記下流側端部領域にそれぞれ形成された後、前記中間転写体の表面における表面移動方向に直交する方向の他端側にそれぞれ転写された前記階調パターン像の各トナー像を検知する第２像検知手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
複数の前記潜像担持体にそれぞれ形成する前記階調パターン像として、それぞれ、中間転写体表面移動方向の長さを、複数の潜像担持体の配設ピッチよりも短くしたものを形成するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６又は７の画像形成装置において、
前記第１像検知手段及び第２像検知手段として、中間転写体表面の正反射光量及び拡散反射光量の両方を検知するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかの画像形成装置において、
前記作像条件補正処理として、前記下流側端部領域、及び前記中央寄りの領域のうち、何れか一方の領域だけにトナー像を形成してそれを前記像検知手段によって検知した結果に基づいて前記作像条件を補正する処理を実施するモードと、両方の領域にそれぞれトナー像を形成してそれらを前記像検知手段によって検知した結果に基づいて前記作像条件を補正する処理を実施するモードとのうち、所定のパラメータに応じた方を選択して実行するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の循環経路に沿って搬送している現像剤を現像剤担持体の移動する表面に担持して現像に寄与させた後、現像剤担持体の表面から循環経路に戻す構成の現像手段を用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の現像手段としては、図２５に示すものが知られている。同図において、現像装置９００は、トナー及び磁性キャリアを含有する図示しない現像剤をケーシング内で循環搬送するための循環経路や、現像剤担持体たる現像ロール９１０などを有している。循環経路は、互いに短手方向に並ぶように配設された第１剤収容室９０１と第２剤収容室９０３とを具備している。循環経路の一部となっている第１剤収容室９０１内に収容されている現像剤は、第１搬送スクリュウ９０２の回転駆動により、室内空間の長手方向に沿って図中矢印Ａの向きで搬送される。この第１剤収容室９０１と、これに隣接している第２剤収容室９０３とは、長手方向の両端部でそれぞれ連通している。第１搬送スクリュウ９０２の回転駆動に伴って第１剤収容室９０１内における図中矢印Ａ方向の端部まで搬送された現像剤は、連通部を通過して第２剤収容室９０３内に進入する。そして、第２剤収容室９０３内において、第２搬送スクリュウ９０４の回転駆動によって矢印Ａ方向とは正反対の矢印Ｂ方向に搬送される。その後、第２剤収容室９０３における矢印Ｂ方向の端部まで搬送されると、連通部を通って第１剤収容室９０１内の矢印Ａ方向の最上流部に進入する。このようにして、現像剤は第１剤収容室９０１及び第２剤収容室９０３の中で循環搬送される。
【０００３】
第２剤収容室９０３の短手方向の側方には、現像ロール９１０が配設されている。この現像ロール９１０は、回転駆動する非磁性パイプからなる現像スリーブと、この現像スリーブの内部に回転不能に収容される図示しないマグネットローラとを具備している。そして、マグネットローラの発する磁力により、第２剤収容室９０３内の現像剤を回転する現像スリーブの表面に担持して、現像スリーブと感光体９２０とが対向する現像領域に搬送する。その後、スリーブ表面上の現像剤で感光体９２０上の潜像を現像した後、現像に寄与した現像剤をスリーブの表面移動に伴って第２剤収容室９０３内に戻す。戻された現像剤はトナー濃度を低下させている。第１剤収容室９０１では、このようにトナー濃度を低下させた現像剤が第２剤収容室９０３から送られてくるため、現像剤のトナー濃度が目標値よりも低くなる。第１剤収容室９０１には、透磁率センサ等からなる図示しないトナー濃度センサが配設されている。図示しない制御部は、そのトナー濃度センサによる検知結果に基づいて図示しないトナー補給手段を駆動する。すると、第１剤収容室９０１の現像剤搬送方向の上流側端部付近に設けられたトナー補給口９１５を通じて、第１剤収容室９０１にトナーが補給されて、現像剤のトナー濃度を回復させる。
【０００４】
このようなトナー補給制御により、現像装置９００内の現像剤のトナー濃度を一定範囲内に維持することができる。しかし、それだけでは長期間に渡って安定した画像濃度を得ることはできない。これは次に説明する理由による。即ち、画像形成装置では、環境が変動すると、それに伴って感光体の帯電特性やトナーの帯電特性が変動する。これにより、画像形成装置の作像能力も変動する。このため、たとえトナー濃度を一定範囲内に維持していても、環境が変動するとそれに伴って画像濃度が変動してしまうのである。
【０００５】
この種の画像濃度の変動を抑えることができる画像形成装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、所定枚数のプリントを行う毎に、次のような作像条件補正処理を実施する。即ち、潜像担持体たる感光体に対してその軸線方向の両端部にそれぞれ所定のトナー像を形成する。そして、それぞれのトナー像の画像濃度を検知した後、それら画像濃度の平均値に基づいて、装置の現像能力を把握する。次いで、把握した現像能力に基づいて現像能力の過不足を把握した後、所望の現像能力が得られる値に、作像条件としての現像バイアスを補正する。このようにして現像バイアスを補正することで、たとえ環境が変動しても目標の画像濃度を得ることができる。
【０００６】
また、この画像形成装置においては、次のような効果を奏することもできる。即ち、感光体と現像ロールとの間の現像ギャップが感光体軸線方向の一端側と他端側とで誤差をもっていても、それに起因する画像濃度不足や画像濃度過多の発生を抑えることができる。具体的には、感光体と現像ロールとのうち、何れか一方が他方に対して僅かに傾いて組み付けられると、現像ギャップが感光体軸線方向の一端側から他端側に向けて徐々に大きくなる（以下、一端側を小ギャップ側、他端側を大ギャップ側という）。このような現像ギャップの偏差があると、画像濃度が感光体軸線方向の一端側から他端側に向けて徐々に薄くなる。この状態で、小ギャップ側の画像濃度に合わせて現像バイアスを補正すると、小ギャップ側では所望の画像濃度が得られるものの、大ギャップ側では現像能力を不足させて画像濃度不足を引き起こす可能性が高くなってしまう。この逆に、大ギャップ側の画像濃度に合わせて現像バイアスを補正すると、大ギャップ側では所望の画像濃度が得られるものの、小ギャップ側では現像能力を過剰にして画像濃度過多を引き起こす可能性が高くなってしまう。これらに対し、特許文献１に記載の画像形成装置では、小ギャップ側の画像濃度と大ギャップ側の画像濃度との平均を求めることで、感光体軸線方向の中央部における画像濃度を把握する。そして、その結果に基づいて、中央部で所望の画像濃度が得られるように現像バイアスを補正することで、小ギャップでの画像濃度過多の発生や、大ギャップ側での画像濃度不足の発生を抑えることができるのである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、低ストレス仕様の現像装置では、このようにして現像バイアスを補正しても、感光体軸線方向の両端部のうち、大ギャップ側の端部で画像濃度不足を引き起こし易くなることがわかった。具体的には、現像装置の小型化が進められる近年においては、現像装置内の現像剤の収容量が従来に比べて少なくなってきている。このような低収容量の現像装置では、現像剤中のトナーに対する機械的なストレスを従来よりも大きくして、トナーの劣化を早めてしまい易くなる。そこで、従来よりも小さなストレスで現像剤を搬送する低ストレス仕様にして、トナーの早期劣化を回避することが一般的に行われるようになってきた。ところが、このような低ストレス仕様の現像装置では、面積率の比較的高い画像を連続して出力すると、多量のトナー消費に伴って現像装置に補給した多量のトナーを帯電不良の状態で現像ロールに対向する第２剤収容室に送り込むことがある。ここで言う帯電不良とは、トナーの帯電量が適正範囲を下回っている状態のことである。適正範囲内では、その範囲内における帯電量の変動にかかわらず、画像濃度がほぼ一定の値になるが、帯電量が適正範囲を下回っていると、画像濃度がその一定の値よりも高くなる。このようにして画像濃度を高くしてしまう帯電不良のトナーは、第２剤収容室において搬送方向の下流側に向けて搬送されていく過程で帯電量を適正範囲まで増加させる。このような帯電量の挙動があると、感光体軸線方向の両端部のうち、現像剤搬送方向の上流側に相当する方の端部やその付近の領域だけ、画像濃度が現像ギャップに応じた本来の値よりも高くなってしまう。より詳しくは、第２剤収容室に対して帯電不良のトナーが送り込まれない正常な状態では、上述したように、現像ギャップが小ギャップ側から大ギャップ側に向けて徐々に大きくなっていくのにつれて、画像濃度が徐々に低くなっていく。ところが、第２剤収容室における現像剤搬送方向の上流側端部に帯電不良のトナーが送り込まれると、その上流側端部が小ギャップ側であっても、大ギャップ側であっても、画像濃度が現像ギャップに応じた本来の値よりも高くなってしまう。つまり、面積率の比較的高い画像を連続して出力しているときや、その出力直後においては、感光体軸線方向の両端部のうち、現像剤搬送方向の上流側に相当する方の端部に形成されたトナー像の画像濃度が、その端部における現像ギャップに応じた値よりも高くなってしまう。このときに、上述した作像条件補正処理を実施すると、感光体軸線方向の両端部にそれぞれ形成したトナー像の画像濃度の平均が、感光体軸線方向の中央部における現像ギャップの大きさに応じた値よりも大きくなることから、現像バイアスが中央部の現像ギャップに応じた値よりも小さい値に設定されてしまう。このような設定がなされると、大ギャップ側の端部で現像ポテンシャルが不足して画像濃度不足を引き起こしてしまい易くなるのである。高面積率の画像の連続出力後とは異なるタイミングで作像条件補正処理を実施すれば、現像バイアスを感光体軸線方向の中央部の現像ギャップに応じた値に設定することができるので、そのような画像濃度不足の発生を回避することができる。しかし、作像条件補正処理については、所定枚数プリント毎や所定時間経過毎などの定期的なタイミングで実施するのが一般的であり、その定期的なタイミングと、高面積率の画像の連続出力後とが偶然に同期してしまうことは避けられない。
【０００８】
また、低ストレス仕様の現像装置では、たとえ現像ギャップの偏差がなくても、画像濃度を感光体軸線方向の一端側と他端側とで異ならせることがある。例えば、写真画像などといったトナー消費量の比較的多い画像を連続出力する際に、新たに補給したトナーの帯電が間に合わずに、一端側から他端側に向けてトナーの帯電量を上昇させていくのに従って画像濃度を薄くしていく場合がある。このような場合にも、感光体軸線方向の一端部と他端部とにそれぞれ形成したトナー像の画像濃度の平均を求め、その結果に基づいて現像バイアスを設定すれば、一端側での画像濃度過多の発生や、他端側での画像濃度不足の発生を抑えることができる。しかし、トナー消費量の比較的少ない画像を出力したときは、現像ロールに対向する第２収容室内のトナーが十分に帯電しているので、一端側と他端側とで画像濃度差が発生しない。にもかかわらず、両端部にそれぞれトナー像を形成してそれぞれの画像濃度を測定すると、トナーを無駄に消費してしまうことになる。
【０００９】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高面積率の画像を連続出力した後に作像条件補正処理を実施しても、潜像担持体の大ギャップ側の端部における画像濃度不足の発生を抑えることができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、自らの移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、前記表面に潜像を形成する潜像形成手段と、トナー及びキャリアを含有する現像剤を所定の循環経路に沿って搬送しながら、前記循環経路における現像剤担持体との対向領域で所定の搬送方向に搬送している現像剤を前記現像剤担持体の移動する表面に担持して前記潜像担持体に対向する現像領域に移動させ、前記現像領域で現像剤のトナーを前記潜像担持体上の潜像に付着させて前記潜像を現像し、且つ前記現像領域で現像に寄与した現像剤を前記現像剤担持体の表面移動に伴って前記循環経路の前記対向領域に戻す現像手段とを有する作像手段を備えるとともに、前記潜像担持体の表面における互いに異なる２つの領域にそれぞれ所定のトナー像を形成した後、それら２つのトナー像をそれぞれ像検知手段によって検知した結果に基づいて、前記作像手段における作像条件を補正する作像条件補正処理を実施する制御手段を備える画像形成装置において、前記像検知手段としてトナー像の画像濃度を検知可能なものを用い、前記作像条件補正処理にて、前記２つの領域の一方として、前記潜像担持体の表面における前記搬送方向の両端部領域のうち、前記搬送方向の下流側端部領域に対してトナー像を形成する一方で、前記２つの領域の他方として、前記両端部領域のうち、前記搬送方向の上流側端部よりも中央寄りの領域に対してトナー像を形成し、前記下流側端部領域、及び前記中央寄りの領域にそれぞれ形成したトナー像の画像濃度を検知した結果に基づいて、各種作像条件のうち、トナー像の画像濃度を変化させ得る作像条件を補正するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記作像条件補正処理にて、前記下流側端部領域、及び前記中央寄りの領域にそれぞれ形成したトナー像を前記像検知手段によって検知するタイミングに基づいて、各種作像条件のうち、前記潜像担持体に対するトナー像の形成位置を変化させ得る作像条件を補正するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記作像条件補正処理にて、互いに画像濃度の異なる複数のトナー像を具備する階調パターン像を、前記下流側端部領域、及び前記中央寄りの領域、にそれぞれ形成し、前記下流側端部領域に形成した階調パターン像における各トナー像の画像濃度を検知した結果に基づいて、前記作像手段における前記下流側端部領域での現像能力を把握する一方で、前記中央寄りの領域に形成した階調パターン像における各トナー像の画像濃度を検知した結果に基づいて、前記作像手段における前記中央寄りの領域での現像能力を把握するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、前記作像手段における前記下流側端部領域での現像能力と、前記作像手段における前記中央寄りの領域での現像能力とに基づいて、前記作像手段における前記現像剤搬送方向の中央領域での現像能力を把握し、その結果に基づいて、トナー像の画像濃度を変化させ得る作像条件を補正するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３又は４の画像形成装置において、トナー像の画像濃度を変化させ得る作像条件として、現像ポテンシャルを補正するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項３、４又は５の画像形成装置において、前記作像手段として、互いに異なる色のトナー像を形成するための前記潜像担持体及び現像手段の組合せを具備するものを用い、それら潜像担持体に形成された互いに異なる色のトナー像をそれぞれ中間転写体の表面に転写して多色像を得る転写手段を設け、且つ、前記像検知手段として、複数の潜像担持体の前記中央寄りの領域にそれぞれ形成された後、前記中間転写体の表面における表面移動方向に直交する方向の一端側にそれぞれ転写された前記階調パターン像の各トナー像を検知する第１像検知手段と、複数の潜像担持体の前記下流側端部領域にそれぞれ形成された後、前記中間転写体の表面における表面移動方向に直交する方向の他端側にそれぞれ転写された前記階調パターン像の各トナー像を検知する第２像検知手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、複数の前記潜像担持体にそれぞれ形成する前記階調パターン像として、それぞれ、中間転写体表面移動方向の長さを、複数の潜像担持体の配設ピッチよりも短くしたものを形成するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項６又は７の画像形成装置において、前記第１像検知手段及び第２像検知手段として、中間転写体表面の正反射光量及び拡散反射光量の両方を検知するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかの画像形成装置において、前記作像条件補正処理として、前記下流側端部領域、及び前記中央寄りの領域のうち、何れか一方の領域だけにトナー像を形成してそれを前記像検知手段によって検知した結果に基づいて前記作像条件を補正する処理を実施するモードと、両方の領域にそれぞれトナー像を形成してそれらを前記像検知手段によって検知した結果に基づいて前記作像条件を補正する処理を実施するモードとのうち、所定のパラメータに応じた方を選択して実行するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明特定事項の全てを備えるものでは、高面積率の画像を連続出力した際に、現像手段の循環経路における現像剤担持体との対向領域のうち、現像剤搬送方向の上流側端部領域に帯電不良のトナーを送り込んでしまっても、その上流側端部領域よりも中央寄りの領域や、下流側端部領域ではそのトナーの帯電量を適正範囲まで上昇させている。そこで、潜像担持体の表面において、前記現像剤搬送方向の中央寄りの領域と下流側端部領域とにそれぞれトナー像を形成し、それらの画像濃度を検知した結果に基づいて作像条件を補正する。かかる構成では、潜像担持体の表面の一端側と他端側とのうち、現像剤搬送方向の上流側に相当する方において、高面積率の画像を連続出力した直後であることに起因して端部領域で画像濃度が現像ギャップに応じた値よりも高めになってしまう状態であっても、画像濃度検知用のトナー像については、現像ギャップに応じた画像濃度が得られる前記中央寄りの領域に形成する。そして、そのトナー像の画像濃度の検知結果に基づいて作像条件を補正することで、高面積率の画像を連続出力した後に作像条件補正処理を実施しても、潜像担持体の大ギャップ側の端部における画像濃度不足の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】同プリンタにおけるＹトナー像を生成するためのプロセスユニットと制御部とを示す構成図。
【図３】同プロセスユニットの外観を示す斜視図。
【図４】同プロセスユニットの現像装置を示す分解斜視図。
【図５】同プリンタの中間転写ベルトの一部を光学センサとともに示す拡大斜視図。
【図６】位置ずれ検知用画像の一部を示す模式図。
【図７】同位置ずれ検知用画像の他の一部を示す模式図。
【図８】同プリンタの制御部よって実施される現像ポテンシャル補正処理の制御フローを示すフローチャート。
【図９】光学センサの出力電圧とトナー付着量との関係を示すグラフ。
【図１０】感度補正係数αと、正反射差分電圧△Ｖｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］と、拡散反射差分電圧△Ｖｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］との関係の一例を示すグラフ。
【図１１】正反射光差分電圧△Ｖｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］からの正反射光成分の抽出法を説明するグラフ。
【図１２】地肌部変動補正後の拡散反射成分△Ｖｓｐ＿ｄｉｆ’と、正規化値βとの関係の一例を示すグラフ。
【図１３】階調パターン像における各トナー像形成時の現像ポテンシャルと、トナー付着量との関係を示すグラフ。
【図１４】リア側端部を基準にして現像ポテンシャル補正処理を実施した場合に発生する画像濃度不足を説明する模式図。
【図１５】フロント側端部を基準にして現像ポテンシャル補正処理を実施した場合に発生する画像濃度過多を説明する模式図。
【図１６】ベルト中央部を基準にして現像ポテンシャル補正処理を実施した場合における画像濃度偏差の状態を示す模式図。
【図１７】同プリンタの中間転写ベルトと、これの表面に形成される各色の階調パターン像と、位置ずれ検知用画像とを示す模式図。
【図１８】リア側の現像ポテンシャルと、フロント側の現像ポテンシャルと、中央現像ポテンシャルとの関係を示すグラフ。
【図１９】Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の階調パターン像Ｐｙ，Ｐｃ，Ｐｍ，Ｐｋの長さを説明するための模式図。
【図２０】光学センサの検知誤差を説明するグラフ。
【図２１】２つの光学センサの検知誤差を説明するグラフ。
【図２２】第２実施形態に係るプリンタにおける中間転写ベルトと、これの表面に形成される各色の階調パターン像と、位置ずれ検知用画像とを示す模式図。
【図２３】第１実施例に係るプリンタの各色プロセスユニットにおける現像装置の第１剤収容室内のトナー帯電量と、出力画像の面積率との関係を示すグラフ。
【図２４】、フロント側端部とリア側端部との画像濃度偏差と、出力画像の面積率との関係を示すグラフ。
【図２５】従来の現像装置を示す拡大構成図。
【図２６】従来の画像形成装置における中間転写ベルトと、これの表面に形成される各色の階調パターン像と、位置ずれ検知用画像とを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した第１実施形態について説明する。
まず、第１実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、第１実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、黒（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す。）用の４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
【００１６】
図２は、Ｙトナー像を生成するためのプロセスユニット１Ｙと制御部とを示す構成図である。また、図３は、プロセスユニット１Ｙの外観を示す斜視図である。これらの図において、プロセスユニット１Ｙは、感光体ユニット２Ｙと現像装置７Ｙとを有している。感光体ユニット２Ｙ及び現像装置７Ｙは、図３に示すように、プロセスユニット１Ｙとして一体的にプリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。ただし、プリンタ本体から取り外した状態では、現像装置７Ｙを図示しない感光体ユニットに対して着脱することができる。
【００１７】
感光体ユニット２Ｙは、潜像担持体としてのドラム状の感光体３Ｙ、ドラムクリーニング装置４Ｙ、図示しない除電装置、帯電装置５Ｙなどを有している。帯電手段としての帯電装置５Ｙは、図示しない駆動手段によって図２中時計回り方向に回転駆動する感光体３Ｙの表面を帯電ローラ６Ｙにより一様帯電させる。具体的には、図２において、回転駆動する帯電ローラ６Ｙに対して図示しない電源から帯電バイアスを印加し、その帯電ローラ６Ｙを感光体３Ｙに近接又は接触させることで、感光体３Ｙを一様帯電させる。なお、帯電ローラ６Ｙの代わりに、帯電ブラシ等の他の帯電部材を近接又は接触させるものを用いてもよい。また、スコロトロンチャージャのように、チャージャ方式によって感光体３Ｙを一様帯電させるものを用いてもよい。帯電装置５Ｙによって一様帯電した感光体３Ｙの表面は、後述する潜像形成手段としての光書込ユニット２０から発せられるレーザー光によって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。
【００１８】
図４は、現像装置７Ｙ内を示す分解斜視図である。現像手段としての現像装置７Ｙは、図２や図４に示すように、現像剤搬送手段としての第１搬送スクリュウ８Ｙが配設された第１剤収容室９Ｙを有している。また、現像剤搬送手段としての第２搬送スクリュウ１１Ｙ、現像剤担持体としての現像ロール１２Ｙ、現像剤規制部材としてのドクターブレード１３Ｙなどが配設された第２剤収容室１０Ｙも有している。循環経路を形成しているこれら２つの剤収容室内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーとからなる二成分現像剤である図示しないＹ現像剤が内包されている。第１搬送スクリュウ８Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、第１剤収容室９Ｙ内のＹ現像剤をプリンタ本体のリア側（図２中で図紙面に直交する方向の奧側）に向けて搬送する。そして、第１搬送スクリュウ８Ｙにより第１剤収容室９Ｙの端部まで搬送されたＹ現像剤は、連通口を経て第２剤収容室１０Ｙ内に進入する。
【００１９】
第２剤収容室１０Ｙ内の第２搬送スクリュウ１１Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、Ｙ現像剤をプリンタ本体のフロント側（図２中で図紙面に直交する方向の手前側）に向けて搬送する。このようにしてＹ現像剤を搬送する第２搬送スクリュウ１１Ｙの上方には、現像ロール１２Ｙが第２搬送スクリュウ１１Ｙと平行な姿勢で配設されている。この現像ロール１２Ｙは、図中時計回り方向に回転駆動する非磁性スリーブからなる現像スリーブ１５Ｙ内に固定配置されたマグネットローラ１６Ｙを内包した構成となっている。第２搬送スクリュウ１１Ｙによって搬送されるＹ現像剤の一部は、マグネットローラ１６Ｙの発する磁力によって現像スリーブ１５Ｙの表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ１５Ｙの表面と所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード１３Ｙによってその層厚が規制された後、感光体３Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体３Ｙ上のＹ用の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体３Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費したＹ現像剤は、現像スリーブ１５Ｙの回転に伴って第２搬送スクリュウ１１Ｙ上に戻される。そして、第２搬送スクリュウ１１Ｙにより第２剤収容室１０Ｙの端部まで搬送されたＹ現像剤は、連通口を経て第１剤収容室９Ｙ内に戻る。このようにして、Ｙ現像剤は現像装置内を循環搬送される。
【００２０】
図２において、制御部１００は、Ｉ／Ｏユニット１００ａ、演算手段たるＣＰＵ（Central Processing Unit）１００ｂ、データ記憶手段であるＲＡＭ（Random Access Memory）１００ｃ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１００ｄ等から構成されている。そして、各種の演算処理や、制御プログラムの実行を行うことができる。感光体３Ｙ上に形成されたＹトナー像は、中間転写体である中間転写ベルトに中間転写される。感光体ユニット２Ｙのドラムクリーニング装置４Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体３Ｙの表面に残留したトナーを除去する。これによってクリーニング処理が施された感光体３Ｙの表面は、図示しない除電装置によって除電される。この除電により、感光体３Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他色用のプロセスユニット（１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ）においても、同様にして感光体（３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ）上にＣトナー像、Ｍトナー像、Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト上に中間転写される。
【００２１】
第１剤収容室９Ｙの底壁には、透磁率センサからなるトナー濃度センサ１４Ｙが配設されており、第１剤収容室９Ｙ内の現像剤のトナー濃度を検知する。
【００２２】
制御部１００は、ＲＡＭ１００ｃあるいはＲＯＭ１００ｄの中に、トナー濃度センサ１４Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用の目標電圧Ｖｔｒｅｆや、他の現像装置（７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ）に搭載されたＣ，Ｍ，Ｋ用のトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるＣ，Ｍ，Ｋ用の目標電圧Ｖｔｒｅｆのデータをそれぞれ格納している。Ｙ用の現像装置７Ｙについては、トナー濃度センサ１４Ｙからの出力電圧の値とＹ用の目標電圧Ｖｔｒｅｆを比較し、比較結果に応じた量のＹトナーをトナー補給口１７Ｙから供給するように、Ｙ用のトナー補給モータを制御する。この制御により、現像に伴うＹトナーの消費によってＹトナー濃度が低下したＹ現像剤に対し、第１剤収容室９Ｙで適量のＹトナーが供給される。これによりＹ現像剤のトナー濃度は目標トナー濃度範囲内に維持される。他色用の現像装置（７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ）内における現像剤についても同様である。
【００２３】
先に示した図１において、プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図１中下方には、光書込ユニット２０が配設されている。光書込ユニット２０は、画像情報に基づいて発したレーザー光Ｌを、各プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上には、それぞれＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット２０は、光源から発したレーザー光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー２１によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに照射するものである。かかる構成のものに代えて、ＬＥＤアレイを採用したものを用いてもよい。
【００２４】
光書込ユニット２０の下方には、第１給紙カセット３１、第２給紙カセット３２が鉛直方向に重なるように配設されている。これらの給紙カセット内には、それぞれ、記録材である記録紙Ｐが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Ｐには、第１給紙ローラ３１ａ及び第２給紙ローラ３２ａがそれぞれ当接している。第１給紙ローラ３１ａが図示しない駆動手段によって図１中反時計回りに回転駆動すると、第１給紙カセット３１内の一番上の記録紙Ｐが、カセットの図１中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路３３に向けて排出される。また、第２給紙ローラ３２ａが図示しない駆動手段によって図１中反時計回りに回転駆動すると、第２給紙カセット３２内の一番上の記録紙Ｐが給紙路３３に向けて排出される。給紙路３３内には、複数の搬送ローラ対３４が配設されており、給紙路３３に送り込まれた記録紙Ｐは、これら搬送ローラ対３４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路３３内を図１中下側から上側に向けて搬送される。また、給紙路３３の末端には、レジストローラ対３５が配設されている。レジストローラ対３５は、搬送ローラ対３４から送られてくる記録紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。
【００２５】
各プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図１中上方には、中間転写ベルト４１を張架しながら図１中反時計回りに無端移動させる転写ユニット４０が配設されている。転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１のほか、ベルトクリーニングユニット４２、第１ブラケット４３、第２ブラケット４４などを備えている。また、４つの１次転写ローラ４５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、２次転写バックアップローラ４６、駆動ローラ４７、補助ローラ４８、テンションローラ４９なども備えている。中間転写ベルト４１は、これらのローラに張架されながら、駆動ローラ４７の回転駆動によって図１中反時計回りに無端移動する。４つの１次転写ローラ４５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、このように無端移動する中間転写ベルト４１を感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト４１の内周面にトナーとは逆極性（第１実施形態ではプラス極性）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト４１は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、その外周面に感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上の各色トナー像が重なり合うように１次転写される。これにより、中間転写ベルト４１上に４色重ね合わせトナー像（以下「４色トナー像」という。）が形成される。
【００２６】
２次転写バックアップローラ４６は、中間転写ベルト４１のループ外側に配設された２次転写ローラ５０との間に中間転写ベルト４１を挟み込んで２次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対３５は、ローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを、中間転写ベルト４１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで、２次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト４１上の４色トナー像は、２次転写バイアスが印加される２次転写ローラ５０と２次転写バックアップローラ４６との間に形成される２次転写電界や、ニップ圧の影響により、２次転写ニップ内で記録紙Ｐに一括２次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。
【００２７】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト４１には、記録紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット４２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット４２は、クリーニングブレード４２ａを中間転写ベルト４１のおもて面に当接させており、これによってベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。
【００２８】
なお、転写ユニット４０の第１ブラケット４３は、図示しないソレノイドの駆動のオンオフに伴って、補助ローラ４８の回転軸線を中心にして所定の回転角度で揺動するようになっている。第１実施形態のプリンタは、モノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイドの駆動によって第１ブラケット４３を図中反時計回りに少しだけ回転させる。この回転により、補助ローラ４８の回転軸線を中心にしてＹ，Ｃ，Ｍ用の１次転写ローラ４５Ｙ，Ｃ，Ｍを図中反時計回りに公転させることで、中間転写ベルト４１をＹ，Ｃ，Ｍ用の感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍから離間させる。そして、４つのプロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのうち、Ｋ用のプロセスユニット１Ｋだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。これにより、モノクロ画像形成時にＹ，Ｃ，Ｍ用のプロセスユニットを無駄に駆動させることによるそれらプロセスユニットの消耗を回避することができる。
【００２９】
２次転写ニップの図中上方には、定着手段としての定着ユニット６０が配設されている。この定着ユニット６０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ６１と、定着ベルトユニット６２とを備えている。定着ベルトユニット６２は、定着ベルト６４、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ６３、テンションローラ６５、駆動ローラ６６、図示しない温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト６４を加熱ローラ６３、テンションローラ６５及び駆動ローラ６６によって張架しながら、図２中反時計回り方向に無端移動せしめる。この無端移動の過程で、定着ベルト６４は加熱ローラ６３によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト６４の加熱ローラ６３の掛け回し箇所には、図１中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ６１がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ６１と定着ベルト６４とが当接する定着ニップが形成されている。
【００３０】
定着ベルト６４のループ外側には、図示しない温度センサが定着ベルト６４のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト６４の表面温度を検知する。この検知結果は、図示しない定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ６３に内包される発熱源や、加圧加熱ローラ６１に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。これにより、定着ベルト６４の表面温度が約１４０℃に維持される。２次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、中間転写ベルト４１から分離した後、定着ユニット６０内に送られる。そして、定着ユニット６０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト６４によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が記録紙Ｐに定着する。
【００３１】
このようにして定着処理が施された記録紙Ｐは、排紙ローラ対６７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部６８が形成されており、排紙ローラ対６７によって機外に排出された記録紙Ｐは、このスタック部６８に順次スタックされる。
【００３２】
転写ユニット４０の上方には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーをそれぞれ収容する４つのトナー収容器であるトナーボトル７２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。トナーボトル７２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ内の各色トナーは、トナー補給装置７０により、上述したようにプロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの現像装置７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに適宜供給される。トナーボトル７２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。
【００３３】
図５は、中間転写ベルト４１の一部を像検知手段としての光学センサとともに示す拡大斜視図である。図示のように、中間転写ベルト４１における２次転写バックアップローラ４６に対する掛け回し箇所には、第１光学センサ１０１及び第２光学センサ１０２がそれぞれ所定の間隙を介して対向している。制御部１００（図２参照）は、図示しない電源スイッチがＯＮされた直後や、所定枚数のプリントを実施する毎などに、作像条件補正処理としての色ズレ補正処理や現像ポテンシャル補正処理を実施するようになっている。そして、色ずれ補正処理においては、図５に示すように、中間転写ベルト４１の幅方向の一端側と他端側とにそれぞれ、シェブロンパッチと呼ばれる複数のトナー像からなる位置ずれ検知用画像ＰＶを形成する。
【００３４】
第１光学センサ１０１は、発光手段から発した光を集光レンズに通した後、中間転写ベルト２０の表面で反射させ、その反射光を受光手段で受光して受光量に応じた電圧を出力する。中間転写ベルト４１の幅方向の両端側のうち、プリンタ本体のリア側に形成された位置ずれ検知用画像ＰＶ内のトナー像は、ベルトの移動に伴って第１光学センサ１０１の直下を通過する。この際、第１光学センサ１０１の受光手段による受光量が大きく変化する。これにより、制御部１００は、中間転写ベルト４１の幅方向のリア側に形成された位置ずれ検知用画像ＰＶ内における各トナー像を検知することができる。また、同様にして、第２光学センサ１０２からの出力に基づいて、中間転写ベルト４１の幅方向のフロント側に形成された位置ずれ検知用画像ＰＶ内における各トナー像を検知することもできる。このように、第１光学センサ１０１や第２光学センサ１０２は、制御部１００との組合せによって像検知手段として機能している。なお、発光手段としては、トナー像を検出するために必要な反射光を作り得る光量をもつＬＥＤ等が用いられている。また、受光手段としては、正反射光を受光するものと、拡散反射光を受光するものとの２つが用いられている。
【００３５】
制御部１００は、中間転写ベルト４１の幅方向の両端側にそれぞれ形成した位置ずれ検知用画像ＰＶ内の各トナー像を検知することで、各トナー像における主走査方向の位置、副走査方向（ベルト移動方向）の位置、主走査方向の倍率誤差、主走査方向からのスキューをそれぞれ検出する。ここで言う主走査方向とは、ポリゴンミラーでの反射に伴ってレーザー光が感光体表面上で位相する方向を示している。位置ずれ検知用画像ＰＶは、図６に示すように、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色のトナー像を主走査方向から約４５［°］傾けた姿勢で、副走査方向であるベルト移動方向に所定ピッチで並べたパターンを具備している。また、図７に示すように、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色のトナー像を主走査方向に延在させる姿勢で並べたパターンも具備している。これらのトナー像を検知するタイミングに基づいて、各色についてそれぞれ、作像条件としての光書込開始タイミングの調整によってレジストズレやスキューズレを低減する処理が色ずれ補正処理である。
【００３６】
現像ポテンシャル補正処理では、中間転写ベルト４１上に画像濃度検知用の階調パターン像を形成する。この画像濃度検知用の階調パターン像としては、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用のものがそれぞれ形成される。それぞれの階調パターン像は、予め定められた画素パターンからなる１０〜１５個のトナー像からなっている。そして、それぞれのトナー像は、互いに異なるトナー付着量（画像濃度）になるように形成される。
【００３７】
例えば、Ｋ階調パターン像を例にすると、これは、トナー付着量が徐々に増えていく１０個程度のＫトナー像から構成されている。これらＫトナー像は、中間転写ベルト４１の進行方向に所定の間隔をおいて並ぶようにベルトおもて面に形成される。それぞれのＫトナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量は、光学センサによって検知される。
【００３８】
図２６従来の画像形成装置における中間転写ベルト４１と、これの表面に形成される各色の階調パターン像と、位置ずれ検知用画像ＰＶとを示す模式図である。従来の画像形成装置においては、図示のように、中間転写ベルト４１の幅方向の一端部（リア側端部）に形成した位置ずれ検知用画像ＰＶの各トナー像を、第１光学センサ１０１によって検知していた。また、中間転写ベルト４１の幅方向の他端部（フロント側端部）に形成した位置ずれ検知用画像ＰＶの各トナー像を、第２光学センサ１０２によって検知していた。従来の画像形成装置は、それら光学センサ（１０１、１０２）の他に、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの階調パターン像をそれぞれ個別に検知するための光学センサ１０９Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを有していた。そして、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの階調パターン像を、図示のように、ベルト両端部よりも中央寄りの領域に対してベルト幅方向に並べて形成していた。このような構成においては、階調パターン像の形成、及び階調パターン像内のトナー像の検知を各色で並行して行うことが可能なので、１色ずつ時間をずらして行うよりも、現像ポテンシャル補正処理を早く終えることができる。
【００３９】
しかしながら、第１光学センサ１０１や第２光学センサ１０２の他に、各色の階調パターン像をそれぞれ個別に検知するための４つの光学センサを付設する必要があるので、コスト高になるというデメリットがある。また、感光体軸線方向の両端部の一方から他方に向けて、現像ギャップが徐々に小さくなる、あるいは大きくなるような現像ギャップ偏差があると、各色の階調パターン像の間で濃度差が生ずることに起因して、各色間で画像濃度差を引き起こすおそれがある。
【００４０】
そこで、第１実施形態に係るプリンタにおいては、中間転写ベルト４１における第１光学センサ１０１による検知位置と、第２光学センサ１０１による検知位置とにそれぞれ、各色の階調パターン像を形成するようになっている。かかる構成では、位置ずれ検知用画像ＰＶを検知する第１光学センサ１０１や第２光学センサ１０２により、各色の階調パターン像を検知することで、低コスト化を図ることができる。また、各色の階調パターン像を中間転写ベルト４１の幅方向の同じ位置に形成することで、各色間での画像濃度差のない階調パターン像を検知することができる。
【００４１】
図８は、制御部１００によって実施される現像ポテンシャル補正処理の制御フローを示すフローチャートである。第１実施形態に係るプリンタにおいては、上述したように、中間転写ベルト４１の表面における第１光学センサ１０１による検知位置と第２光学センサ１０１による検知位置とにそれぞれ階調パターン像を形成して検知する。それらの階調パターン像について、図示の制御フローを並行して行っている。
【００４２】
現像ポテンシャル補正処理では、まず、第１光学センサ１０１や第２光学センサ１０２の校正を実行する（ステップ１：以下、ステップをＳと記す）。具体的には、中間転写ベルト４１のトナー付着のない表面における正反射光を受光したときの受光素子からの出力が４［Ｖ］になるように、発光素子の発光量（発光素子への電圧）を調整する。光学センサの校正が終了したら、各色の階調パターン像を、中間転写ベルト４１表面における、第１光学センサ１０１による検知位置と、第２光学瀬名１０２による検知位置とにそれぞれ形成する（Ｓ２）。具体的には、各色の感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋにおいてそれぞれ、現像バイアスや帯電バイアスの調整によって互いに異なる現像ポテンシャルで現像した複数のトナー像からなる階調パターン像を形成する。現像バイアスや帯電バイアスを調整する代わりに、光書き込みのデューティやパワーの調整による光書込量の変化により、現像ポテンシャルを変化させてもよい。この場合、光書込部の電位を測定する電位センサを併設して潜像電位を確認することで、正確に現像ポテンシャルを調整することが可能である。
【００４３】
その後、形成した階調パターン像内のトナー像の単位面積あたりにおけるトナー付着量（画像濃度）を光学センサによって検知する（Ｓ３）。具体的には、ベルト表面上のトナー像に光学センサの発光素子からの光を照射し、その反射光量を受光素子によって検知する。Ｋトナー像については、正反射光量のみを検知するのに対し、Ｙ，Ｃ，Ｍトナー像については、正反射光量と拡散反射光量との両方を検知する。Ｙ，Ｃ，Ｍトナー像では、カラートナー付着量変換アルゴリズムにおいてそれら２つの反射光量を用いるからである。
【００４４】
以下、中間転写ベルト４１のトナー付着のない表面上での反射光を受光する光学センサからの出力電圧を、地肌部検知時出力電圧Ｖｓｇという。また、トナー像の表面上で得られた正反射光を受光する受光素子からの出力電圧を、像検知時正反射出力電圧Ｖｓｐ＿ｒｅｇという。また、トナー像の表面上で得られた拡散反射光を受光する受光素子からの出力電圧を、像検知時拡散反射出力電圧Ｖｓｐ＿ｄｉｆという。また、発光素子による発光を停止したときにおける受光素子からの出力電圧をオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔという。また、階調パターン像内における各トナー像の先頭からの順番を「ｎ」で示す。
【００４５】
Ｋ階調パターン像内における各Ｋトナー像については、出力電圧を次のようにしてトナー付着量に換算する。即ち、まず、次の数１、数２で示される式に基づいて、像検知時正反射出力電圧Ｖｓｐ＿ｒｅｇからオフセット電位Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇを減じる。
【数１】
0005382519.tif 000002
【数２】
0005382519.tif 000003
【００４６】
次に、次の数３の式を用いて、像検知時拡散反射出力電圧Ｖｓｐ＿ｄｉｆを正規化する。その後、予め構築してあるルックアップデータテーブルを用いて、正規化値をトナー付着量に変換する。
【数３】
0005382519.tif 000004
【００４７】
Ｙ，Ｃ，Ｍ階調パターン像内におけるＹ，Ｃ，Ｍトナー像については、出力電圧を次のようにしてトナー付着量に換算する。即ち、まず、全てのトナー像についてそれぞれ、次の数４や数５の式を用いて、像検知時正反射出力電圧Ｖｓｐ＿ｒｅｇや像検知時拡散反射出力電圧Ｖｓｐ＿ｄｉｆを、オフセット電位Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇとの差分である正反射差分電圧△Ｖｓｐ＿ｒｅｇ、拡散反射差分電圧△Ｖｓｐ＿ｄｉｆに変換する。センサ出力の増加分をトナー付着量の増加分のみで表すためである。参考までに、変換前の出力電圧とトナー付着量との関係を図９に示す。
【数４】
0005382519.tif 000005
【数５】
0005382519.tif 000006
【００４８】
求めた正反射差分電圧△Ｖｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］、拡散反射差分電圧△Ｖｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］から、トナー像毎にΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］／ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］を算出する。そして、算出結果に基づいて、次の数６の数式によって拡散反射差分電圧△Ｖｓｐ＿ｄｉｆに乗ずる感度補正係数αを算出する。参考までに、感度補正係数αと、正反射差分電圧△Ｖｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］と、拡散反射差分電圧△Ｖｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］との関係の一例を図１０に示す。
【数６】
0005382519.tif 000007
【００４９】
なお、感度補正係数αの比を最小値により求めるのは、拡散反射差分電圧△Ｖｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］の最小値はほぼゼロであり、かつ正の値となることがわかっているからである。
【００５０】
次に、数７の数式により、正反射差分電圧△Ｖｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］の拡散光成分△Ｖｓｐ＿ｒｅｇ．＿ｄｉｆ［ｎ］を求める。また、数８の数式により、正反射差分電圧△Ｖｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］の正反射成分△Ｖｓｐ＿ｒｅｇ．＿ｒｅｇ［ｎ］を求める。
【数７】
0005382519.tif 000008
【数８】
0005382519.tif 000009
【００５１】
このようにして、正反射光差分電圧△Ｖｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］から、拡散光成分を分離すれば、図１１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。
【００５２】
次に、数９の数式により、正反射成分△Ｖｓｐ＿ｒｅｇ．＿ｒｅｇ［ｎ］と地肌部検知時出力電圧Ｖｓｇとの比を計算して、０〜１の範囲の正規化値β［ｎ］を得る。
【数９】
0005382519.tif 000010
【００５３】
次に、数１０の数式により、地肌部変動補正後の拡散反射成分△Ｖｓｐ＿ｄｉｆ’を求める。参考までに、地肌部変動補正後の拡散反射成分△Ｖｓｐ＿ｄｉｆ’と、正規化値βとの関係の一例を図１２に示す。
【数１０】
0005382519.tif 000011
この一例のように、正規化値βと地肌部変動補正後の拡散反射成分△Ｖｓｐ＿ｄｉｆ’との関係を２次元平面にプロットし、そのプロット線を近似することで、拡散光出力の感度を求める。そして、この感度があらかじめ定めた狙いの感度となるように、補正を行う。プロット点を近似する方法としては、多項式近似（２次近似）を用いる。
【００５４】
多項式近似においては、まず、正規化値βに対し、地肌部変動補正後の拡散反射成分△Ｖｓｐ＿ｄｉｆ’をプロットしたプロット線を多項式近似（第１実施形態においては、２次式近似）して、感度補正係数ηを算出する。より詳しくは、まず、プロット線を２次近似式（ｙ＝ξ１ｘ２＋ξ２ｘ＋ξ３）で近似して、次の数１１に示すように、最小二乗法によって係数ξ１、ξ２、ξ３を求める。
【数１１】
0005382519.tif 000012
【００５５】
なお、数１１において、ｍはデータ数である。また、ｘ［ｉ］は、正反射光＿正反射成分の正規化値である。また、ｙ［ｉ］は、地肌部変動補正後の拡散反射成分△Ｖｓｐ＿ｄｉｆ’である。計算に用いるｘの範囲は、０．１≦ｘ≦１．００とする。数１１における（１）、（２）、（３）の連立方程式を解くことで、係数ξ１、ξ２、ξ３を求めることができる。
【００５６】
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となるような感度補正係数ηを、数１２の数式によって求める。
【数１２】
0005382519.tif 000013
【００５７】
数１０によって求めた地肌部変動補正後の拡散反射成分△Ｖｓｐ＿ｄｉｆ’に対し、数１２によって求めた感度補正係数ηを乗じることで、トナー付着量と拡散光出力との関係を予め定められた関係とする感度補正後の拡散光出力△Ｖｓｐ＿ｄｉｆ"を得る。
【数１３】
0005382519.tif 000014
【００５８】
以上が、発光素子の発光量低下などによって生じる光学センサ出力の経時的な変動などに対する光学センサ出力値の補正処理である。このような補正を行うことで、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。補正後の光学センサ出力値に基づいて、付着量変換テーブルを参照することにより、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、経時においても、光学センサを用いて良好なトナー付着量検知を行うことができる。
【００５９】
先に図８に示したフローにおいて、各トナー像のトナー付着量を求めたら（Ｓ４）、次に、現像γを算出する（Ｓ５）。図１３は、階調パターン像における各トナー像形成時の現像ポテンシャルと、トナー付着量との関係を示すグラフである。同図の各プロット点を最小二乗法により直線近似し得られる直線式が現像能力を表している。この直線式の傾きが現像γである。また、この直線式とＸ軸との交点の値は現像開始電圧Ｖｋである。直線近似としたが、２次曲線近似を採用してもよい。ただし、２次直線近似を採用した場合の現像γは、目標付着量を得る点における直線式の微分値とする。第１実施形態では、第１光学センサ１０１による検知位置と、第２光学センサ１０２による検知位置とにそれぞれ階調パターン像を形成するので、それぞれの検知結果に基づく２つの近似直線が得られる。
【００６０】
２つの近似直線に基づいてそれぞれ現像γを算出したら（Ｓ５）、次に、それぞれの現像γについて目標トナー付着量が得られる現像ポテンシャルを図１３の近似直線に基づいて求める（Ｓ６）。
【００６１】
次に、第１実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。
各色のプロセスユニットにおいて、現像ロールや感光体の組み付け誤差により、両者が厳密に並行にならずに、一方が他方に対して僅かに傾いたとする。すると、現像ロールと感光体との間の現像ギャップに偏差が発生する。例えば、感光体の軸線方向におけるリア側の端部における現像ギャップが最も小さく、フロント側にいくに従って現像ギャップが徐々に大きくなっていくような偏差である。以下、このような偏差がある場合を例にして説明する。
【００６２】
現像ギャップの偏差があると、感光体軸線方向において、画像濃度に偏差が発生する。前述のような現像ギャップの偏差では、リア側の端部に形成された画像の画像濃度が最も濃くなる。そして、フロント側にいくに従って、画像濃度が徐々に薄くなっていく。
【００６３】
仮に、リア側端部ではフロント側端部に比べて画像濃度（ＩＤ）が０．１の高くなるとする。また、トナー付着量測定精度の限界から、プラスマイナス０．０５の画像濃度に相当するトナー付着量の検知誤差があるとする。このような条件のもとで、各色について、リア側端部に形成したトナー像のトナー付着量に基づいて現像ポテンシャル補正処理を実行したとする。すると、図１４に示すように、以降のプリントジョブにおいて、フロント側端部に形成したトナー像の画像濃度が下限値（ＩＤ＝１．２５）を下回ってしまうおそれがでてくる。
【００６４】
この逆に、フロント側端部に形成したトナー像のトナー付着量に基づいて現像ポテンシャル補正処理を実行したとする。すると、図１５に示すように、以降のプリントジョブにおいて、リア側端部に形成したトナー像の画像濃度が上限値（ＩＤ＝１．５５）を上回ってしまうおそれがでてくる。
【００６５】
これらに対し、図１６に示すように、リア側端部に形成したトナー像のトナー付着量と、フロント側端部に形成したトナー像のトナー付着量とに基づいて、中央部におけるトナー像のトナー付着量を求め、その結果に基づいて現像ポテンシャル補正処理を実行したとする。すると、図１６に示すように、先述した２例に比べて、画像濃度が下限を下回ったり、上限を上回ったりする確率が低くなる。
【００６６】
しかしながら、低ストレス仕様の現像装置では、このようにして現像ポテンシャル補正処理を実施しても、大ギャップ側であるフロント側端部において画像濃度不足を引き起こし易くなることがわかった。これは次に説明する理由による。即ち、現像装置内においては、良好なトナー流動性を得るためにトナーに添加しているシリカ（ＳｉＯ２）や酸化チタン（ＴｉＯ２）等の添加剤を、機械的ストレスによってトナー粒子に埋没させたり、表面から離脱させたりしてトナーの劣化を引き起こすことがある。低ストレス仕様では、このようなトナーの劣化を引き起こし難くすべく、現像剤に対する機械的ストレスをできるだけ少なくしている。このような低ストレス仕様において、面積率の比較的高い画像を連続して出力すると、多量のトナー消費に伴って現像装置に補給した多量のトナーを第１剤収容室で十分に帯電させないままに、現像ロールに対向する第２剤収容室に送り込むことがある。第２剤収容室に送り込まれた帯電不良のトナーは、搬送方向下流側であるリア側からフロント側に向けて搬送されていくに伴ってやがて十分に帯電するが、それまでの間に現像ロールに汲み上げられて現像領域に運ばれると、感光体の静電潜像に過剰に付着して画像濃度過多を引き起こすおそれがでてくるのである。
【００６７】
そこで、第１実施形態に係るプリンタにおいては、感光体軸線方向にて、現像剤搬送方向の下流側に相当するフロント側については、トナーの帯電量が十分に立ち上がることから、フロント側端部に階調パターン像を形成する。これに対し、現像剤搬送方向の上流側に相当するリア側については、帯電不良のトナーが送り込まれる可能性から、リア側端部よりも中央寄りに階調パターン像を形成する。
【００６８】
図１７は、第１実施形態に係るプリンタにおける中間転写ベルト４１と、これの表面に形成される各色の階調パターン像と、位置ずれ検知用画像ＰＶとを示す模式図である。同図において、中間転写ベルト４１の幅方向は、図示しない感光体の軸線方向と同じ方向である。ベルト幅方向において、フロント側端部は、感光体における現像剤搬送方向下流側端部に相当する。このフロント側端部に位置ずれ検知用画像ＰＶや、各色階調パターン像（Ｐｙ，Ｐｃ，Ｐｍ，Ｐｋ）を形成する。そして、それらに具備される各トナー像を第２光学センサ１０２によって検知する。中間転写ベルト４１の中央部と端部との距離はｄａである。フロント側においては、距離ｄａだけ中央部からシフトしたフロント側端部で像形成と検知とを行っているのである。
【００６９】
これに対し、ベルト幅方向において、リア側端部は、感光体における現像剤搬送方向上流側端部に相当する。このリア側端部では、帯電不良のトナーが現像装置の第２剤収容室に送り込まれることに起因して、画像濃度過多を引き起こし易い。そこで、リア側については、リア側端部よりも中央寄りの領域に、位置ずれ検知用画像ＰＶや、各色階調パターン像（Ｐｙ，Ｐｃ，Ｐｍ，Ｐｋ）を形成する。そして、それらに具備される各トナー像を第１光学センサ１０１によって検知する。中間転写ベルト４１の中央部と、中央寄りの領域との距離はｄｂ（ｄａ＞ｄｂ）である。
【００７０】
制御部１００は、現像ポテンシャル補正処理にて、フロント側端部に形成した階調パターン像に基づいて得た近似直線と、リア側におけるリア側端部よりも中央寄りの領域に形成した階調パターン像に基づいて得た近似直線とに基づいて、ベルト中央部に適した現像ポテンシャルである中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）を算出する。この算出は、数１４の数式によって行う。なお、この数式において、Ｖｐｏｔ１は、フロント側端部における現像ポテンシャルを示している。また、Ｖｐｏｔ２は、リア側における端部よりも中央寄りの領域における現像ポテンシャルを示している。
【数１４】
0005382519.tif 000015
【００７１】
参考までに、リア側の現像ポテンシャルと、フロント側の現像ポテンシャルと、中央現像ポテンシャルとの関係を図１８に示す。
【００７２】
中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）を求めたら、数１５の数式に基づいて現像バイアスを求めたり、数１６の数式に基づいて帯電バイアスを求めたりする。そして、それまでプリントジョブで採用していた現像バイアスや帯電バイアスを、数１５や数１６の数式によって求めた値に補正する。このような処理を、各色についてそれぞれ行う。なお、静電潜像の電位は概ね５０［−Ｖ］であることから、数１５の数式では現像ポテンシャルから５０［−Ｖ］を減じている。また、数１６における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。
【数１５】
0005382519.tif 000016
【数１６】
0005382519.tif 000017
【００７３】
光書込強度については、感光体帯電電位に応じて８０〜１２０［％］の範囲で変化させるが、詳しい説明については割愛する。
【００７４】
Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の階調パターン像Ｐｙ，Ｐｃ，Ｐｍ，Ｐｋとしては、図１９に示すように、それぞれ感光体配設ピッチＬ１よりも短いものを形成するようになっている。かかる構成では、各色の階調パターン像の形成を同時に開始して、パターン像形成時間の短縮化を図ることができる。
【００７５】
なお、２つの光学センサ（１０１、１０２）を用いることで、次のようなメリットを得ることもできる。即ち、光学センサには、製品毎に固有の検知誤差が発生する。この検知誤差は、例えば図２０に示すように正規分布を示すが、その偏差は製品によってまちまちである。図示のように、プラスマイナス１０［％］の検知誤差を持つ光学センサであれば、検知結果にプラスマイナス１０［％］の誤差を含んでいる可能性がある。これに対し、プラスマイナス１０［％］未満の検知誤差をもつ光学センサであれば、たとえば図２１の点線の正規分布を示すことになる。これに対し、２つの光学センサによる検知結果に基づいて、中央部の画像濃度を算出する場合、検知誤差は例えば図２１の点線の正規分布を示すことになる。最大誤差は、１つの光学センサで検知した場合と変わらないが、誤差が最大となる頻度が減少していることがわかる。誤差を最大にするためには、＋１０［％］の検知誤差をもつセンサ組み合わせ、もしくは、−１０［％］の検知誤差を持つセンサ組合せしかないが、そのような組み合わせとなる確立が低いためである。また、検知誤差が小さい範囲の頻度が増加している。これも平均化処理を施しているメリットである。
【００７６】
次に、第１実施形態に係るプリンタの変形例について説明する。
中間転写ベルト４１におけるフロント側端部と、リア側における端部よりも中央寄りの領域とにそれぞれ階調パターン像を形成し、それらの結果に基づいて中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）を求めると、既に述べたように、リア側端部における画像濃度過多の発生や、フロント側端部における画像濃度不足の発生を抑えることができる。この反面、２つの階調パターン像を形成することから、トナー消費量が多くなるというデメリットがある。
【００７７】
そこで、変形例に係るプリンタにおいては、工場出荷後のユーザーの元における初回運転時だけ、フロント側端部と、リア側における端部よりも中央寄りの端部とにそれぞれ階調パターン像を形成する。そして、それぞれの階調パターン像を検知した結果に基づいて中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）を算出したら、算出結果と、フロント側現像ポテンシャルＶｐｏｔ１とを、数１７の数式に代入して、ポテンシャル補正係数Ｖｃｏｅｆを求める。
【数１７】
0005382519.tif 000018
【００７８】
このようにしてポテンシャル補正係数Ｖｃｏｅｆを求めたら、以降の現像ポテンシャル補正処理においては、フロント側端部と、リア側における端部よりも中央寄りの領域とのうち、フロント側端部だけに階調パターン像を形成する。そして、それを検知した結果に基づいて得たフロント側現像ポテンシャルＶｐｏｔ１と、ポテンシャル補正係数Ｖｃｏｅｆとを次の数１８の数式に代入して、中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）を求める。
【数１８】
0005382519.tif 000019
【００７９】
なお、フロント側現像ポテンシャルＶｐｏｔ１とポテンシャル補正係数Ｖｃｏｅｆとを用いる数１７の数式に代えて、中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）とリア側現像ポテンシャルＶｐｏｔ２とを用いる数１９の数式を用いてもよい。この場合、数１８の数式においてフロント側現像ポテンシャルＶｐｏｔ１を用いる代わりに、リア側現像ポテンシャルＶｐｏｔ２を用いる。
【数１９】
0005382519.tif 000020
【００８０】
かかる構成の本プリンタにおいては、ユーザーのもとでの初めの現像ポテンシャル補正処理を実施した後には、フロント側端部と、リア側における端部よりも中央寄りの領域とのうち、何れか一方に階調パターン像を形成するだけで、中央部の適切な現像ポテンシャルを求めることができる。
【００８１】
なお、フロント側からリア側にかけての画像濃度偏差が、現像ギャップ偏差に起因するものである例について説明したが、現像ギャップ偏差に起因するものではなく、後述する第３実施形態のようなトナー帯電量の偏差に起因するものである場合にも、本発明の適用が可能である。この場合、第３実施形態のように、必要に応じて、フロント側端部と、リア側における端部よりも中央寄りの領域との両方に階調パターン像を形成する第２モードと、何れか一方だけに階調パターン像を形成する第１モードとを、必要に応じて切り替えるようにしてもよい。
【００８２】
次に、第２実施形態に係るプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、第２実施形態に係るプリンタの構成は、第１実施形態と同様である。
第２実施形態に係るプリンタでは、各色プロセスユニットにおいて、現像装置の第１剤収容室内に補充されたトナーの帯電量が第１剤収容室内で十分に立ち上がるようになっている。このため、高面積率の画像を連続出力しても、第２剤収容室におけるリア側端部に対して帯電不良のトナーを多量に送り込んでしまうことはない。
【００８３】
図２２は、第２実施形態に係るプリンタにおける中間転写ベルト４１と、これの表面に形成される各色の階調パターン像と、位置ずれ検知用画像ＰＶとを示す模式図である。同図において、中間転写ベルト４１のフロント側端部に対して、位置ずれ検知用画像ＰＶや、各色の階調パターン像（Ｐｙ，Ｐｃ，Ｐｍ，Ｐｋ）が形成されるのは、第１実施形態と同様である。これに対しリア側における態様は第１実施形態と異なっている。具体的には、リア側においては、図示のようにリア側端部に対して、位置ずれ検知用画像ＰＶや、各色の階調パターン像（Ｐｙ，Ｐｃ，Ｐｍ，Ｐｋ）が形成される。
【００８４】
現像ポテンシャル補正処理において、中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）については、上述した数１４の数式の代わりに、次の数２０の数式を用いる。
【数２０】
0005382519.tif 000021
【００８５】
制御部１００は、第１実施形態に係るプリンタの変形例と同様に、ユーザーのもとにおける初めの現像ポテンシャル補正処理のときだけ、図２２のように、フロント側端部とリア側端部との両方に階調パターン像を形成する。そして、ポテンシャル補正係数Ｖｃｏｅｆを求めると、以降の現像ポテンシャル補正処理では、フロント側端部とリア側端部とのうち、何れか一方だけに階調パターン像を形成する。そして、それを光学センサで検知した結果と、ポテンシャル補正係数Ｖｃｏｅｆとに基づいて、中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）を求める。
【００８６】
次に、本発明を適用した第３実施形態に係るプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、第３実施形態に係るプリンタの構成は、第１実施形態と同様である。
【００８７】
第３実施形態に係るプリンタは、第１実施形態と同様に、現像ポテンシャル補正処理のときに、中間転写ベルト４１のフロント側端部と、リア側における端部よりも中央寄りの領域とに、それぞれ階調パターン像を形成する。あるいは、第２実施形態と同様に、現像ポテンシャル補正処理のときに、中間転写ベルト４１のフロント側端部とリア側端部とにそれぞれ階調パターン像を形成する。
【００８８】
本プリンタにおいては、第１実施形態とは異なり、現像ギャップの偏差に起因するベルト幅方向の画像濃度の偏差は発生しない。その代わりに、各色プロセスユニットにおいて、現像装置の第２剤収容室におけるリア側からフロント側にかけてのトナー帯電量の偏差に起因して、ベルト幅方向の画像濃度の偏差が発生することがある。その偏差は、出力画像の面積率や環境などの所定の条件に応じて、発生したりしなかたりする。あるいは、所定の条件に応じて偏差量が大きかったり、小さかったりする。偏差がなかったり、小さかったりする場合、ベルト幅方向の両端側にそれぞれ階調パターン像を形成して適切な中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）を求めるメリットはなくなる。にもかかわらず、両端側にそれぞれ階調パターン像を形成すると、無駄なトナー消費を引き起こしてしまう。
【００８９】
そこで、本プリンタの制御部１００は、例えば環境など、ベルト幅方向における画像濃度偏差の大きさを示す所定のパラメータに応じて、現像ポテンシャル補正処理として、第１モードと第２モードとを適宜切り替えて実施するようになっている。具体的には、所定のパラメータが、ベルト幅方向における画像濃度偏差について比較的小さいあるいは殆どないことを示す値であるとする。この場合、現像ポテンシャル補正処理として、中間転写ベルト４１のフロント側とリア側とのうち、何れか一方だけに階調パターン像を形成する第１モードを実行する。これに対し、所定のパラメータが、ベルト幅方向における画像濃度偏差について比較的大きい値であるとする。この場合、現像ポテンシャル補正処理として、中間転写ベルト４１のフロント側とリア側との両方に階調パターン像を形成して中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）を求める第２モードを実行する。
【００９０】
かかる構成においては、所定のパラメータが、潜像担持体の表面における前記現像剤搬送方向の上流側領域と下流側領域とで画像濃度偏差が発生しないことを示す値である場合には、第１モードを実行することで、無駄なトナー消費の発生を回避することができる。
【００９１】
次に、第３実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した各実施例のプリンタについて説明する。
［第１実施例］
図２３は、第１実施例に係るプリンタの各色プロセスユニットにおける現像装置の第１剤収容室内のトナー帯電量と、出力画像の面積率との関係を示すグラフである。感光体やベルトの線速を標準線速（１２０ｍｍ／ｓｅｃ）で駆動する標準線速モードにて、各色現像装置内のトナー濃度をトナー補給によって一定に保つ条件で、画像面積率ごとに１００枚ずつ連続印刷を行った実験に基づいて作成したグラフである。図示のように、連続出力する画像の面積率が増加するに従って、第１剤収容室内のトナーの帯電量が低下していくことがわかる。
【００９２】
図２４は、フロント側端部とリア側端部との画像濃度偏差と、出力画像の面積率との関係を示すグラフである。画像濃度偏差については、次のようにして測定した。即ち、記録紙のフロント側端部とリア側端部とにそれぞれ画像濃度測定用のトナー像を３つ形成し、それらトナー像の画像濃度を測定する。そして、フロント側端部の画像濃度の平均値と、リア側端部の画像濃度の平均値とを算出した後、リア側端部の平均値からフロント側端部の平均値を減算した結果を画像濃度偏差とした。
【００９３】
図示のように、画像面積率１０［％］から６０［％］の範囲では、画像面積率の増加とともに、画像濃度偏差が大きくなることがわかる。このように画像濃度偏差に差がでてくるのは、写真画像など、比較的面積率の高い画像を連続出力すると、帯電不良のトナーが第２剤収容室に送り込まれることは既に述べたが、その量が画像面積率の増加に伴って増えるからである。画像面積率１０［％］と６０［％］とでは、偏差量に０．２もの差がある。
【００９４】
ユーザーの平均的な出力画像面積率には個人差がある。写真画像などのグラフィックの出力をメインとするユーザーでは平均的な出力画像面積率が比較的高くなるのに対し、文字画像の出力をメインとするユーザーでは平均的な出力画像面積率が比較的低くなるからである。ここで、前者のユーザーにおいては、図示のように、画像濃度偏差が比較的大きくなるので、上述した中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）を測定することが望ましい。これに対し、後者のユーザーにおいては、画像濃度偏差が殆どないので、上述した中央現像ポテンシャルＶｐｏｔと、フロント側現像ポテンシャルＶｐｏｔ１やリア側現像ポテンシャルＶｐｏｔ２とにそれほど差が出なくなる。にもかかわらず、第２モードを実施して中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）を求めることは無駄なトナー消費の観点から望ましくない。
【００９５】
そこで、制御部１００は、現像ポテンシャル補正処理の実施にあたっては、まず、現時点から過去の所定枚数の出力分までにおける平均出力画像面積率を計算する。そして、その平均出力画像面積率が所定の上限値を上回る、あるいは上限値以上になった場合には、第２モードを実施する。これに対し、その平均出力画像面積率が所定の上限値を上回らない、あるいは上限値以下になった場合には、第１モードを実施する。これにより、無駄なトナー消費の発生を回避する。
【００９６】
なお、平均出力画像面積率に代えて、１枚出力あたりの平均トナー補給量を所定のパラメータとして用いても、同様の効果を得ることができる。
【００９７】
［第２実施例］
第２実施例に係るプリンタにおいては、フロント側とリア側との画像濃度偏差の大きさを示すパラメータとして、放置時間（電源ＯＦＦ時間）を用いる。放置時間が長い場合には、画像濃度偏差が殆どなくなるのに対し、放置時間が比較的短い場合には、画像濃度偏差を引き起こす可能性が高くなるからである。具体的には、放置時間が比較的長い場合には、各色プロセスユニットの現像装置内において、その循環経路の位置にかかわらず、ほぼ全てのトナーが帯電不良になっている。帯電量の差は殆どない。この状態で電源がＯＮされて、現像剤の撹拌が開始されると、トナーの帯電量が徐々に増加してくるが、循環経路内の位置にかかわらず、撹拌時間が同じであるので、どの位置にあるトナーも帯電量はほぼ同じである。その後、プリントジョブに先立つ現像ポテンシャル補正処理において、リア側、フロント側に対して同時に階調パターン像を形成するので、それぞれの階調パターン像は帯電量に差のないトナーで現像されることになる。よって、リア側からフロント側にかけても画像濃度偏差は殆ど生じない。
【００９８】
一方、放置時間が比較的短い場合には、プリントジョブ中にあった「リア側の方がフロント側よりもトナー帯電量が少ない」という状況が第２剤収容室内にまだ残っていることがある。すると、リア側からフロント側にかけての画像濃度偏差が発生する。
【００９９】
なお、放置時間が所定の下限値よりも小さい場合には、現像ポテンシャル補正処理を実行する必要性は低い。本プリンタでは、所定枚数プリント毎にも現像ポテンシャル補正処理を実行しており、放置時間が下限値よりも小さい場合には、前回の現像ポテンシャル補正処理の効果がまだ残っている可能性が高いからである。
【０１００】
そこで、制御部１００は、放置時間が所定の下限値よりも小さい場合には、次の表１に示すように、電源ＯＮ直後の現像ポテンシャル補正処理を実施しない。これに対し、放置時間が所定の下限値以上で且つ所定の上限値未満である場合には、現像ポテンシャル補正処理として、第２モードを実施して、中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）を求める。電源ＯＦＦ前の「リア側の方がフロント側よりもトナー帯電量が少ない」という状況が第２剤収容室内にまだ残っている可能性があるからである。また、放置時間が所定の上限値以上である場合には、現像ポテンシャル補正処理として、第１モードを実施して、フロント側現像ポテンシャルＶｐｏｔ１あるいはリア側現像ポテンシャルＶｐｏｔ２の何れか一方だけを測定する。
【表１】
0005382519.tif 000022
【０１０１】
放置時間の下限値としては、例えば１時間を例示することができる。また、放置時間の上限値としては、例えば６時間を例示することができる。
【０１０２】
なお、放置時間が下限値以上且つ上限値未満であるからといって、画像濃度偏差が生ずるとは限らない。電源ＯＦＦ直前の平均画像面積率（あるいはトナー補給量）が比較的少ないことに起因して、電源ＯＦＦ直前に画像濃度偏差が発生していなければ、その後の電源ＯＮ時にも画像濃度偏差が発生しないからである。そこで、次の表２に示すように、所定のパラメータとして、放置時間に加えて、前回電源ＯＮ時の累積プリント枚数を用い、放置時間が下限値以上且つ上限値未満であり、しかも、累積プリント枚数が閾値を超えているときだけ、第２モードを実施するようにすると、より効果的である。
【表２】
0005382519.tif 000023
【０１０３】
［第３実施例］
第３実施例に係るプリンタにおいては、フロント側とリア側との画像濃度偏差の大きさを示すパラメータとして、環境パラメータである絶対湿度［ｇ／ｍ３］を用いる。これは次に説明する理由による。即ち、第３実施例に係るプリンタの各色プロセスユニットの現像装置は、絶対湿度が所定の上限値を下回っている場合には、第１剤収容室に新たに補給されたトナーをその量にかかわらず確実に帯電させてから第２剤収容室に送り込む程度の現像剤撹拌能力を発揮する。このため、絶対湿度が上限値を下回っている場合には、リア側からフロント側にかけての画像濃度偏差は発生しない。これに対し、絶対湿度が上限値以上になると、現像剤撹拌能力が低下して、帯電不良のトナーを第２剤収容室に送り込むことがある。すると、リア側からフロント側にかけての画像濃度偏差を引き起こす。
【０１０４】
そこで、制御部１００は、絶対湿度が所定の上限値を下回る場合には、次の表３に示すように、現像ポテンシャル補正処理として、第１モードを実施して、フロント側現像ポテンシャルＶｐｏｔ１あるいはリア側現像ポテンシャルＶｐｏｔ２の何れか一方だけを測定する。これに対し、絶対湿度が所定の上限値以上である場合には、現像ポテンシャル補正処理として、第２モードを実施して中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）を求める。
【表３】
0005382519.tif 000024
【０１０５】
なお、絶対湿度の上限値としては、例えば４［ｇ／ｍ３］を例示することができる。
【０１０６】
以上、第１実施形態に係るプリンタにおいては、像検知手段として、トナー像の画像濃度を検知可能な第１光学センサ１０１や第２光学センサ１０２ものを用いるとともに、現像ポテンシャル補正処理にて、下流側端部領域たるフロント側端部、及びリア側の端部よりも中央寄りの領域にそれぞれ形成したトナー像の画像濃度を検知した結果に基づいて、各種作像条件のうち、トナー像の画像濃度を変化させ得る作像条件である現像ポテンシャルを補正するように、制御手段たる制御部１００を構成している。かかる構成では、現像ポテンシャルの補正により、長期間に渡って画像濃度を安定化させることができる。
【０１０７】
また、第１実施形態に係るプリンタにおいては、作像条件補正処理たる色ずれ補正処理にて、フロント側端部、及び中央寄りの領域にそれぞれ形成したトナー像を光学センサ（１０１、１０２）によって検知するタイミングに基づいて、各種作像条件のうち、潜像担持体たる感光体に対するトナー像の形成位置を変化させ得る作像条件である光書込開始タイミングを補正するように、制御手段１００を構成している。かかる構成では、光書込開始タイミングの補正により、長期間に渡って位置ずれのない画像を形成することができる。
【０１０８】
また、第１実施形態に係るプリンタにおいては、現像ポテンシャル補正処理にて、互いに画像濃度の異なる複数のトナー像を具備する階調パターン像を、フロント側端部、及び中央寄りの領域、にそれぞれ形成し、フロント側端部に形成した階調パターン像における各トナー像の画像濃度を検知した結果に基づいて、プロセスユニット等からなる作像手段におけるフロント側端部領域での現像能力を把握する一方で、中央寄りの領域に形成した階調パターン像における各トナー像の画像濃度を検知した結果に基づいて、作像手段における中央寄りの領域での現像能力を把握するように、制御部１００を構成している。かかる構成では、１つのトナー像の画像濃度を検知した結果ではなく、階調パターン像における各種トナー像の画像濃度を検知した結果に基づくことで、現像能力をより正確に把握することができる。
【０１０９】
また、第１実施形態に係るプリンタにおいては、作像手段におけるフロント側端部領域での現像能力と、作像手段における中央寄りの領域での現像能力とに基づいて、作像手段における現像剤搬送方向の中央領域での現像能力を把握し、その結果に基づいて、トナー像の画像濃度を変化させ得る作像条件である中央現像ポテンシャルＶｐｏｔ（中央）を補正するように、制御部１００を構成している。かかる構成では、既に説明したように、フロント側端部領域での現像能力、あるいはリア側端部領域での現像能力だけに基づいて現像ポテンシャルを補正する場合よりも、リア側での画像濃度過多の発生や、フロント側での画像濃度不足の発生を抑えることができる。
【０１１０】
また、第１実施形態に係るプリンタにおいては、トナー像の画像濃度を変化させ得る作像条件として、現像ポテンシャルを補正するように、制御部１００を構成しているので、現像ポテンシャルの補正により、画像濃度の安定化を図ることができる。
【０１１１】
また、第１実施形態に係るプリンタにおいては、作像手段として、互いに異なる色のトナー像を形成するための感光体及び現像装置の組合せを具備するものを用い、それら感光体に形成された互いに異なる色のトナー像をそれぞれ中間転写体たる中間転写ベルト４１の表面に転写して多色像を得る転写手段としての転写ユニット４０を設け、且つ、像検知手段として、複数の感光体の前記中央寄りの領域にそれぞれ形成された後、中間転写ベルト４１の表面における表面移動方向に直交する方向である幅方向の一端側にそれぞれ転写された階調パターン像の各トナー像を検知する第１像検知手段たる第１光学センサ１０１と、複数の感光体のフロント側端部領域にそれぞれ形成された後、中間転写ベルト４１の幅方向の方向の他端側にそれぞれ転写された階調パターン像の各トナー像を検知する第２像検知手段たる第２光学センサ１０２とを設けている。かかる構成では、前記中央寄りの領域における階調パターン像を第１光学センサ１０１で検知しつつ、前記フロント側端部領域における階調パターン像を第２光学センサ１０２で検知することができる。
【０１１２】
また、第１実施形態に係るプリンタにおいては、複数の感光体にそれぞれ形成する階調パターン像として、それぞれ、中間転写ベルト表面移動方向の長さを、複数の感光体の配設ピッチＬ１よりも短くしたものを形成するように、制御部１００を構成している。かかる構成では、既に説明したように、各色の階調パターン像の形成を同時に開始して、パターン像形成時間の短縮化を図ることができる。
【０１１３】
また、第１実施形態に係るプリンタにおいては、第１光学センサ１０１及び第２光学センサ１０２として、中間転写ベルト表面の正反射光量及び拡散反射光量の両方を検知するものを用いているので、それぞれ、Ｋトナー像に加えて、Ｙ，Ｃ，Ｍトナー像の画像濃度（トナー付着量）を精度良く検知することができる。
【０１１４】
また、第１実施形態に係るプリンタにおいては、現像ポテンシャル補正処理として、フロント側端部領域、及び前記中央寄りの領域のうち、何れか一方の領域だけにトナー像を形成してそれを光学センサによって検知した結果に基づいて現像ポテンシャルを補正する処理を実施する第１モードと、両方の領域にそれぞれトナー像を形成してそれらを光学センサによって検知した結果に基づいて現像ポテンシャルを補正する処理を実施する第２モードとのうち、初回の現像ポテンシャル補正処理であるか否かを示すパラメータに応じた方を選択して実行するように、制御部１００を構成している。かかる構成では、既に説明したように、２回目以降の現像ポテンシャル補正処理では、両方の領域のうち、何れか一方に対する階調パターン像の形成を省略して、トナー濃度消費量を抑えることができる。
【０１１５】
また、第３実施形態に係るプリンタの第２実施例においては、所定のパラメータとして、装置停止期間である放置時間を採用している。そして、放置時間が所定の上限値を超える場合には、第１モードを実行する一方で、上限値以下の場合には第２モードを実行するように、制御部１００を構成している。かかる構成では、放置時間が長いことに起因して、リア側からフロント側にかけての画像濃度差が生じないにもかかわらず第２モードを実施してしまうことによる無駄なトナー消費の発生を回避することができる。なお、放置時間に代えて、現像ポテンシャル補正処理を実施してから現時点に至るまでの期間である処理実施後経過時間を採用しても、同様の効果を奏することができる。
【０１１６】
また、第３実施形態に係るプリンタの第３実施例においては、所定のパラメータとして、環境条件を示す環境パラメータの１つである絶対湿度を採用している。そして、絶対湿度が所定の上限値を超える場合には第２モードを実行する一方で、上限値以下の場合には第１モードを実行するように、制御部１００を構成している。かかる構成では、絶対湿度が比較的低いことに起因して、リア側からフロント側にかけての画像濃度差が生じないにもかかわらず第２モードを実施してしまうことによる無駄なトナー消費の発生を回避することができる。なお、環境パラメータとして、絶対湿度に代えて、相対湿度や温度を用いても、同様の効果を奏することができる。
【０１１７】
また、第３実施形態に係るプリンタの第１実施例においては、所定のパラメータとして、所定期間における平均出力画像面積率を採用している。そして、平均出力画像面積率が所定の上限値を超える場合又は上限値以上である場合には第２モードを実行する一方で、上限値以下又は上限値を下回る場合には第１モードを実行するように、制御部を構成している。かかる構成では、平均出力画像面積率が比較的低いことに起因して、リア側からフロント側にかけての画像濃度差が生じないにもかかわらず第２モードを実施してしまうことによる無駄なトナー消費の発生を回避することができる。なお、パラメータとして、平均出力画像面積率に代えて、単位時間あたりのトナー補給量を用いても、同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：感光体（潜像担持体）
７Ｙ：現像装置（現像手段）
２０：光書込ユニット（潜像形成手段）
４０：転写ユニット（転写手段）
４１：中間転写ベルト（中間転写体）
１００：制御部（制御手段、演算手段）
１０１：第１光学センサ（第１像検知手段）
１０２：第２光学センサ（第２像検知手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１９】
【特許文献１】特開平１１−１４３１４４号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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