(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を担持する潜像担持体と、
上記潜像担持体の表面が目標帯電電位となるような帯電バイアスで上記潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、
上記帯電手段によって帯電した上記潜像担持体の表面を露光することにより静電潜像を形成する潜像形成手段と、
上記潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対して現像バイアスが印加された現像剤担持体上のトナーを付着させて上記潜像担持体の表面にトナー像を形成する現像手段と、
上記潜像担持体の表面上のトナー像、あるいは上記潜像担持体から転写体に転写されたトナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を検知する付着量検知手段と、
互いに異なる作像条件で現像した複数のトナー像からなるパターン像を形成し、それら複数のトナー像に対するトナー付着量を上記付着量検知手段によって検知した結果に基づいて、静電潜像部の電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルを設定する画像濃度制御を行う画像濃度制御手段とを備える画像形成装置において、
上記画像濃度制御手段は、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づいて、今回の画像濃度制御で設定する今回の現像ポテンシャルの前回の画像濃度制御で設定された前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を設定し、今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量が上記上限値以下となるよう、今回の現像ポテンシャルを設定するものであって、
上記画像濃度制御手段は、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づき把握した現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す現像性能直線の傾きが、所定の傾きよりも大きい場合は、上記今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を、傾きが所定の値のときにおける上限値よりも小さい値に、上限値を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
潜像を担持する潜像担持体と、
上記潜像担持体の表面が目標帯電電位となるような帯電バイアスで上記潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、
上記帯電手段によって帯電した上記潜像担持体の表面を露光することにより静電潜像を形成する潜像形成手段と、
上記潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対して現像バイアスが印加された現像剤担持体上のトナーを付着させて上記潜像担持体の表面にトナー像を形成する現像手段と、
上記潜像担持体の表面上のトナー像、あるいは上記潜像担持体から転写体に転写されたトナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を検知する付着量検知手段と、
互いに異なる作像条件で現像した複数のトナー像からなるパターン像を形成し、それら複数のトナー像に対するトナー付着量を上記付着量検知手段によって検知した結果に基づいて、静電潜像部の電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルを設定する画像濃度制御を行う画像濃度制御手段とを備える画像形成装置において、
上記画像濃度制御手段は、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づいて、今回の画像濃度制御で設定する今回の現像ポテンシャルの前回の画像濃度制御で設定された前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を設定し、今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量が上記上限値以下となるよう、今回の現像ポテンシャルを設定するものであって、
上記画像濃度制御手段は、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づき把握した現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す現像性能直線の傾きが、所定の傾きよりも小さい場合は、上記今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を、傾きが所定の値のときにおける上限値よりも大きい値に設定する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、
上記画像濃度制御手段は、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づき把握した現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す現像性能直線の傾きが、所定の傾きよりも小さい場合は、上記今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を、傾きが所定の値のときにおける上限値よりも大きい値に設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
上記画像濃度制御手段は、画像濃度制御の前後で許容可能なトナー付着量の変動量の上限値と、
上記付着量検知手段によって検知した結果に基づき把握した現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す現像性能直線の傾きとに基づき、今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を算出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、
上記画像濃度制御手段は、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づき、所定の静電潜像に対するトナー付着量が目標のトナー付着量となるような目標の現像ポテンシャルを求め、上記前回の現像ポテンシャルから上記目標の現像ポテンシャルへ変更する際の変更量が、上記上限値未満の場合は、上記目標の現像ポテンシャルを上記今回の現像ポテンシャルとして設定し、上記前回の現像ポテンシャルから上記目標の現像ポテンシャルへ変更する際の変更量が、上記上限値以上で、上記目標の現像ポテンシャルが上記前回の現像ポテンシャルよりも大きい場合は、上記前回の現像ポテンシャルに上限値を足した値を、上記今回の現像ポテンシャルとして設定し、上記前回の現像ポテンシャルから上記目標の現像ポテンシャルへ変更する際の変更量が、上記上限値以上で、上記目標の現像ポテンシャルが上記前回の現像ポテンシャルよりも小さい場合は、上記前回の現像ポテンシャルに上限値を引いた値を、上記今回の現像ポテンシャルとして設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
上記画像濃度制御手段は、連続画像形成動作中に、画像形成動作回数が所定回数に達して、連続画像形成動作に割り込んで、画像濃度制御を実施する場合は、前回の現像ポテンシャルに対する変更量が上記上限値以下となるよう、今回の現像ポテンシャル設定し、
それ以外の場合は、上記上限値の設定を行わずに、所定の静電潜像に対するトナー付着量が目標のトナー付着量となるような目標の現像ポテンシャルを、今回の現像ポテンシャルとして設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、上記帯電手段によって帯電した上記潜像担持体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、上記潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対してトナーを付着させて上記潜像担持体の表面にトナー像を形成する現像手段とを用いて、潜像担持体に互いに異なる作像条件で現像した複数のトナー像からなるパターン像を形成するステップと、
それら複数のトナー像に対するトナー付着量を付着量検知手段によって検知するステップと、
その検知した結果に基づいて、現像ポテンシャルを設定するステップとを有する画像濃度制御方法において、
上記付着量検知手段によって検知した結果に基づき把握した現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す現像性能直線の傾きが、所定の傾きよりも大きい場合は、上記今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を、傾きが所定の値のときにおける上限値よりも小さい値に、上限値を設定するステップと、
今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量が上記上限値以下となるよう、今回の現像ポテンシャルを設定するステップとを備えたことを特徴とする画像濃度制御方法。
【請求項８】
潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、上記帯電手段によって帯電した上記潜像担持体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、上記潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対してトナーを付着させて上記潜像担持体の表面にトナー像を形成する現像手段とを用いて、潜像担持体に互いに異なる作像条件で現像した複数のトナー像からなるパターン像を形成するステップと、
それら複数のトナー像に対するトナー付着量を付着量検知手段によって検知するステップと、
その検知した結果に基づいて、現像ポテンシャルを設定するステップとを有する画像濃度制御方法において、
上記付着量検知手段によって検知した結果に基づき把握した現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す現像性能直線の傾きが、所定の傾きよりも小さい場合は、上記今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を、傾きが所定の値のときにおける上限値よりも大きい値に設定するステップと、
今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量が上記上限値以下となるよう、今回の現像ポテンシャルを設定するステップとを備えたことを特徴とする画像濃度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および画像濃度制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置では、常に安定した画像濃度が得られるようにするために、特許文献１に記載されているような画像濃度制御が行われている。すなわち、感光体等の像担持体上にトナー付着量が互いに異なるように互いに異なる作像条件（現像ポテンシャル）で形成された複数個の濃度検知用トナーパッチからなる階調パターンを作成する。それらパッチ状トナー像たるトナーパッチを付着量検知手段である光学センサにより検出した検出値と所定の付着量算出アルゴリズムとを用いて各トナーパッチのトナー付着量を算出する。そして、各トナーパッチのトナー付着量と現像ポテンシャルとの関係から、現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す現像性能直線たる直線方程式ｙ＝ａｘ＋ｂを求める。求めた直線方程式から、現像γ（現像ポテンシャルを横軸、トナー付着量を縦軸としたときの傾きａ）および現像開始電圧Ｖｋ（現像ポテンシャルを横軸、トナー付着量を縦軸としたときの切片ｂ）を求める。その求めた現像γ、現像開始電圧Ｖｋに基づいて、適正なトナー付着量となる現像ポテンシャルを設定し、設定した現像ポテンシャルとなるようＬＤパワー、帯電バイアス、現像バイアスなどの作像条件を調整する制御である。
【０００３】
画像濃度制御は、画像形成回数が所定回数に達したら実行するよう構成されている。例えば、特許文献２に記載のように、連続画像形成ジョブ中に画像形成回数が所定回数に達したら、連続画像形成ジョブを一次中断して、画像濃度制御を実施してから、残りの枚数の画像形成処理を行っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前回の画像濃度制御を実行してから今回の画像濃度制御を行うまでの間で、現像装置内の現像剤の現像能力が大きく変動していると、画像濃度制御前と画像濃度制御後とで画像濃度が大幅に変動してしまうことがあった。連続画像形成ジョブ中に画像濃度制御を実施したときに、画像濃度制御前と画像濃度制御後とで画像濃度が大幅に変動してしまうと、ページの途中で急激に画像濃度変化してしまうという不具合が生じてしまう。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、画像濃度制御前と画像濃度制御後とで画像濃度が大幅に変動するのを抑制することができる画像形成装置および画像濃度制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、  上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、上記潜像担持体の表面が目標帯電電位となるような帯電バイアスで上記潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、上記帯電手段によって帯電した上記潜像担持体の表面を露光することにより静電潜像を形成する潜像形成手段と、上記潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対して現像バイアスが印加された現像剤担持体上のトナーを付着させて上記潜像担持体の表面にトナー像を形成する現像手段と、上記潜像担持体の表面上のトナー像、あるいは上記潜像担持体から転写体に転写されたトナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を検知する付着量検知手段と、互いに異なる作像条件で現像した複数のトナー像からなるパターン像を形成し、それら複数のトナー像に対するトナー付着量を上記付着量検知手段によって検知した結果に基づいて、静電潜像部の電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルを設定する画像濃度制御を行う画像濃度制御手段とを備える画像形成装置において、上記画像濃度制御手段は、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づいて、今回の画像濃度制御で設定する今回の現像ポテンシャルの前回の画像濃度制御で設定された前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を設定し、今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量が上記上限値以下となるよう、今回の現像ポテンシャルを設定するものであって、上記画像濃度制御手段は、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づき把握した現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す現像性能直線の傾きが、所定の傾きよりも大きい場合は、上記今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を、傾きが所定の値のときにおける上限値よりも小さい値に、上限値を設定することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、上記潜像担持体の表面が目標帯電電位となるような帯電バイアスで上記潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、上記帯電手段によって帯電した上記潜像担持体の表面を露光することにより静電潜像を形成する潜像形成手段と、上記潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対して現像バイアスが印加された現像剤担持体上のトナーを付着させて上記潜像担持体の表面にトナー像を形成する現像手段と、上記潜像担持体の表面上のトナー像、あるいは上記潜像担持体から転写体に転写されたトナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を検知する付着量検知手段と、互いに異なる作像条件で現像した複数のトナー像からなるパターン像を形成し、それら複数のトナー像に対するトナー付着量を上記付着量検知手段によって検知した結果に基づいて、静電潜像部の電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルを設定する画像濃度制御を行う画像濃度制御手段とを備える画像形成装置において、上記画像濃度制御手段は、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づいて、今回の画像濃度制御で設定する今回の現像ポテンシャルの前回の画像濃度制御で設定された前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を設定し、今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量が上記上限値以下となるよう、今回の現像ポテンシャルを設定するものであって、上記画像濃度制御手段は、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づき把握した現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す現像性能直線の傾きが、所定の傾きよりも小さい場合は、上記今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を、傾きが所定の値のときにおける上限値よりも大きい値に設定する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、上記画像濃度制御手段は、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づき把握した現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す現像性能直線の傾きが、所定の傾きよりも小さい場合は、上記今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を、傾きが所定の値のときにおける上限値よりも大きい値に設定する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１乃至３いずれかの画像形成装置において、上記画像濃度制御手段は、画像濃度制御の前後で許容可能なトナー付着量の変動量の上限値と、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づき把握した現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す現像性能直線の傾きとに基づき、今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を算出する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１乃至４いずれかの画像形成装置において、上記画像濃度制御手段は、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づき、所定の静電潜像に対するトナー付着量が目標のトナー付着量となるような目標の現像ポテンシャルを求め、上記前回の現像ポテンシャルから上記目標の現像ポテンシャルへ変更する際の変更量が、上記上限値未満の場合は、上記目標の現像ポテンシャルを上記今回の現像ポテンシャルとして設定し、上記前回の現像ポテンシャルから上記目標の現像ポテンシャルへ変更する際の変更量が、上記上限値以上で、上記目標の現像ポテンシャルが上記前回の現像ポテンシャルよりも大きい場合は、上記前回の現像ポテンシャルに上限値を足した値を、上記今回の現像ポテンシャルとして設定し、上記前回の現像ポテンシャルから上記目標の現像ポテンシャルへ変更する際の変更量が、上記上限値以上で、上記目標の現像ポテンシャルが上記前回の現像ポテンシャルよりも小さい場合は、上記前回の現像ポテンシャルに上限値を引いた値を、上記今回の現像ポテンシャルとして設定する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５の画像形成装置において、上記画像濃度制御手段は、連続画像形成動作中に、画像形成動作回数が所定回数に達して、連続画像形成動作に割り込んで、画像濃度制御を実施する場合は、前回の現像ポテンシャルに対する変更量が上記上限値以下となるよう、今回の現像ポテンシャル設定し、それ以外の場合は、上記上限値の設定を行わずに、所定の静電潜像に対するトナー付着量が目標のトナー付着量となるような目標の現像ポテンシャルを、今回の現像ポテンシャルとして設定することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、上記帯電手段によって帯電した上記潜像担持体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、上記潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対してトナーを付着させて上記潜像担持体の表面にトナー像を形成する現像手段とを用いて、潜像担持体に互いに異なる作像条件で現像した複数のトナー像からなるパターン像を形成するステップと、それら複数のトナー像に対するトナー付着量を付着量検知手段によって検知するステップと、その検知した結果に基づいて、現像ポテンシャルを設定するステップとを有する画像濃度制御方法において、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づき把握した現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す現像性能直線の傾きが、所定の傾きよりも大きい場合は、上記今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を、傾きが所定の値のときにおける上限値よりも小さい値に、上限値を設定するステップと、今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量が上記上限値以下となるよう、今回の現像ポテンシャルを設定するステップとを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、上記帯電手段によって帯電した上記潜像担持体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、上記潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対してトナーを付着させて上記潜像担持体の表面にトナー像を形成する現像手段とを用いて、潜像担持体に互いに異なる作像条件で現像した複数のトナー像からなるパターン像を形成するステップと、それら複数のトナー像に対するトナー付着量を付着量検知手段によって検知するステップと、その検知した結果に基づいて、現像ポテンシャルを設定するステップとを有する画像濃度制御方法において、上記付着量検知手段によって検知した結果に基づき把握した現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す現像性能直線の傾きが、所定の傾きよりも小さい場合は、上記今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を、傾きが所定の値のときにおける上限値よりも大きい値に設定するステップと、今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量が上記上限値以下となるよう、今回の現像ポテンシャルを設定するステップとを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、今回画像濃度制御で設定される今回の現像ポテンシャルの前回の画像濃度制御で設定された前回の現像ポテンシャルに対する変更量が上限値以下となるよう、今回の現像ポテンシャルが設定される。そして、この今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値は、付着量検知手段によって検知した結果に基づいて設定されるものである。このように、今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を、付着量検知手段によって検知した結果に基づいて設定することによって、以下に説明するように、画像濃度制御の前後で、画像濃度が大幅に異なることを抑制することができる。
付着量検知手段によって検知した結果に基づいて現像性能直線（ｙ＝ａｘ＋ｂ（ｙは、トナー付着量、ｘは、現像ポテンシャル））が把握される。ここで、画像濃度制御前後でのトナー付着量の変動量Δｙとしたとき、今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量Δｘは、
Δｘ＝Δｙ／ａ・・・（１）
と表すことができる。この式（１）は、前回の現像ポテンシャルに対してΔｘ変化させると、トナー付着量がΔｙ変化することを意味している。画像濃度とトナー付着量との関係は、比例関係にあるので、画像濃度制御前後のトナー付着量の変化量をΔｙ以下すれば、画像濃度制御前後で画像濃度が大幅に異なることが抑制される。言い換えれば、前回の現像ポテンシャルに対する変化量をΔｘ以下とすれば、画像濃度制御前後のトナー付着量の変化量をΔｙ以下に抑えることができ、画像濃度制御前後での画像濃度変化を抑えることができる。すなわち、画像濃度制御前後でのトナー付着量の変化量の上限値がΔｙ＿ｍａｘのときの変化量Δｘが、今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値となる。
ここで、上記式１からわかるように、Δｙを所定値としたとき、傾きａの値によって、画像濃度制御前後で画像濃度の変化を所定値以下に収めることのできる前回の現像ポテンシャルに対する変更量Δｘが、変わることがわかる。すなわち、変更量の上限値は、付着量検知手段によって検知した結果により変わる。よって、本発明のように、付着量検知手段によって検知した結果に基づいて、今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値を設定し、今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量を、この設定した上限値以下にすることによって、確実に、画像濃度制御前後での画像濃度変動を所定範囲におさめることができる。これにより、連続画像形成動作中に、画像形成動作回数が所定の回数に達し、連続画像形成動作を一次中断して、画像濃度制御が行われたとしても、画像濃度制御の前後で画像濃度が大幅に変動することがない。その結果、ページの途中で急激に画像濃度が変化してしまうという不具合を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像濃度制御前後での画像濃度変動を許容範囲におさめることができ、連続画像形成動作中に画像濃度制御が実施されても、ページ途中で急激に画像濃度が変化するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】プロセスユニットを示す拡大構成図。
【図３】同プロセスユニットの現像装置を示す分解斜視図。
【図４】光学センサの概略断面図。
【図５】電気回路の要部を示すブロック図。
【図６】プロセスコントロールの制御フロー図。
【図７】中間転写ベルト上における階調パターンを示す模式図。
【図８】トナーパッチのトナー付着量と、ＶｓｐやＶｓｇとの関係を示すグラフ。
【図９】トナーパッチのトナー付着量と、△Ｖｓｐや△Ｖｓｇと、感度補正係数αとの関係を示すグラフ。
【図１０】トナーパッチのトナー付着量と、拡散反射成分と、正反射成分との関係を示すグラフ。
【図１１】市販遮光における正反射成分の正規化値と、地肌部変動補正後の拡散光による出力値との関係を示すグラフ。
【図１２】現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す図。
【図１３】トナー付着量と画像濃度との関係を示す図。
【図１４】プロセスコントロール実行の前後で、画像濃度が大幅に異なる場合の具体的一例について説明する図。
【図１５】従来の現像ポテンシャル上限処理を行う場合の具体的一例について説明する図。
【図１６】従来の現像ポテンシャル上限処理を実行したときに、プロセスコントロール実行の前後で、画像濃度が大幅に異なる場合の具体的一例について説明する図。
【図１７】本実施形態の現像ポテンシャル上限処理のフローチャート。
【図１８】図１６に示した具体的一例を本実施形態の現像ポテンシャル上限処理で行った場合について説明する図。
【図１９】本実施形態の現像ポテンシャル上限処理の具体的な一例について説明する図。
【図２０】今回の現像γが、前回の現像γに比べて、低くなったときにおける本実施形態の現像ポテンシャル上限処理の具体的な一例について説明する図。
【図２１】本実施形態の現像ポテンシャル上限処理と従来の現像ポテンシャル上限処理との比較を行った結果を示す図。
【図２２】プロセスコントロールの変形例の制御フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラーレーザプリンタ（以下、「レーザプリンタ」という。）に適用した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの主要部を示す概略構成図である。
このレーザプリンタは、画像形成手段として、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組の作像手段たるプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用の部材であることを示す。）を備えている。このプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ、潜像担持体としてのドラム状の感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを有する感光体ユニット１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋと、現像手段たる現像装置２０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとを備えている。
【００１１】
４色のプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの図中上方には、無端移動体たる中間転写ベルト６を張架しながら図中反時計回りに無端移動せしめる転写ユニット５０が配設されている。転写手段たる転写ユニット５０は、中間転写ベルト６の他に、ベルトクリーニングユニット５１、４つの１次転写ローラ５２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、２次転写バックアップローラ５３、駆動ローラ５４なども備えている。中間転写ベルト６は、これらローラに張架されながら、駆動ローラ５４の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。４つの１次転写ローラ５２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト６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６の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト６は、その無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト６上に４色重ね合わせトナー像（以下、カラー画像という）が形成される。カラー画像は、中間転写ベルト６の表面移動に伴って２次転写ローラ３との間の２次転写部に搬送される。
【００１２】
また、本レーザプリンタは、上記プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのほか、その下方に図示しない潜像形成手段たる光書込ユニットが配置されており、さらにその下に図示しない給紙カセットが配置されている。図１中の一点鎖線は、転写紙の搬送経路を示している。給紙カセットから給送された転写紙は、図示しない搬送ガイドによってガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ５が設けられている一時停止位置に送られる。転写紙は、レジストローラ５により所定のタイミングで２次転写部に供給される。そして、中間転写ベルト６上に形成されたカラー画像が、転写紙上に２次転写され、転写紙上にカラー画像が形成される。このカラー画像が形成された転写紙は、定着ユニット７でトナー像が定着された後、排紙トレイ８上に排出される。
【００１３】
図２は、上記プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、イエローのプロセスユニット１Ｙの概略構成を示す拡大図である。他のプロセスユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、それらの説明は省略する。
図２において、プロセスユニット１Ｙは、上述したように、感光体ユニット１０Ｙ及び現像手段たる現像装置２０Ｙを備えている。感光体ユニット１０Ｙは、感光体１１Ｙのほか、その感光体表面をクリーニングするクリーニングブレード１３Ｙ、その感光体表面を一様帯電する帯電手段たる帯電ローラ１５Ｙ等を備えている。また、感光体表面に潤滑剤を塗布するとともに、感光体表面を除電する機能を有する潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙも備えている。この潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙは、ブラシ部が導電性繊維で構成され、その芯金部には除電バイアスを印加するための図示しない除電用電源が接続されている。
【００１４】
上記構成の感光体ユニット１０Ｙにおいて、感光体１１Ｙの表面は、電圧が印加された帯電ローラ１５Ｙにより一様帯電される。この感光体１１Ｙの表面に図示しない潜像形成手段たる光書込ユニットで変調及び偏向されたレーザ光ＬＹが走査されながら照射されると、感光体１１Ｙの表面に静電潜像が形成される。この感光体１１Ｙ上の静電潜像は、後述の現像装置２０Ｙで現像されてイエローのトナー像となる。感光体１１Ｙと中間転写ベルト６とが対向する転写手段たる１次転写部では、感光体１１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト６上に転写される。トナー像が転写された後の感光体１１Ｙの表面は、感光体クリーニング手段としてのクリーニングブレード１３Ｙでクリーニングされた後、潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙで所定量の潤滑剤が塗布されるとともに除電され、次の静電潜像の形成に備えられる。
【００１５】
図３は、現像装置２０Ｙ内を示す分解斜視図である。現像手段としての現像装置２０Ｙは、図２や図３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２４Ｙが配設された第１剤収容室２９Ｙ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２３Ｙ、現像剤担持体としての現像ロール２２Ｙ、現像剤規制部材としてのドクターブレード２５Ｙなどが配設された第２剤収容室２１Ｙ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２４Ｙ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２９Ｙ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２４Ｙにより第１剤収容室２９Ｙ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２１Ｙ内に進入する。
【００１６】
第２剤収容室２１Ｙ内の第２搬送スクリュウ２３Ｙ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２１Ｙの上方には、現像ロール２２Ｙが第２搬送スクリュウ２３Ｙと平行な姿勢で配設されている。この現像ロール２２Ｙ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内に固定配置されたマグネットローラを内包した構成となっている。第２搬送スクリュウ２１Ｙによって搬送されるＹ現像剤の一部は、マグネットローラの発する磁力によって現像スリーブの表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ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２５Ｙによってその層厚が規制された後、感光体１１Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体１１Ｙ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１１Ｙ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、現像スリーブの回転に伴って第２搬送スクリュウ２３Ｙ上に戻される。そして、第２搬送スクリュウ２３Ｙにより第２剤収容室２１Ｙ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２９Ｙ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。
【００１７】
現像ケース内の現像剤のトナー濃度は、画像形成に伴うトナー消費により低下するので、トナー濃度センサ２６Ｙの出力値Ｖｔに基づいて、必要により図１に示したトナーカートリッジ３０Ｙから粉体ポンプ２７Ｙによりトナーが補給されることで適正な範囲に制御される。トナー補給制御は、出力値Ｖｔとトナー濃度制御基準値である目標出力値Ｖｔｒｅｆとの差分値Ｔｎ（＝Ｖｔｒｅｆ−Ｖｔ）に基づいて、差分値Ｔｎが＋（プラス）の場合はトナー濃度が十分高いと判断してトナーを補給せず、差分値Ｔｎが−（マイナス）の場合は差分値Ｔｎの絶対値が大きいほどトナー補給量を多くするようにして、出力値Ｖｔが目標出力値Ｖｔｒｅｆの値に近づくようにして行う。
【００１８】
また、４つの感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、最下流側にあるブラック用の感光体１１Ｋのみ中間転写ベルト６に常に接触している転写ニップ常接状態であり、残りの感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃは中間転写ベルト６に対して接離可能となっている。転写紙上にカラー画像を形成する場合、４つの感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ中間転写ベルト６に当接する。一方、転写紙上にブラックの単色画像を形成する場合、各カラー用の感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃを中間転写ベルト６から離間させ、ブラックトナーによるトナー像が形成されるブラック用の感光体１１Ｋのみを中間転写ベルト６に当接させるようにする。
【００１９】
２次転写部よりも中間転写ベルト表面移動方向上流側には、付着量検知手段たる光学センサ６９が中間転写ベルト６のおもて面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。
図４は、光学センサ６９の概略断面図である。図に示すように、光学センサ６９は、発光手段としての発光素子３１１と、正反射光を受光するための正反射光受光手段としての正反射受光素子３１２と、拡散反射光を受光するための拡散反射受光素子３１３とを有している。各素子３１１，３１２，３１３は、プリント基板３１４上に実装されている。各素子３１１，３１２，３１３は、ケース３１５に封入されている。発光素子３１１から発した光を、中間転写ベルト６の表面に向けて出射する。中間転写ベルト６の表面や、その表面に転写されたトナーパッチで正反射した正反射光を正反射受光素子３１２によって受光して、受光量に応じた電圧を出力する。更に、中間転写ベルト６の表面や、その表面に転写されたトナーパッチで拡散反射した拡散反射光を拡散反射受光素子３１３によって受光して、受光量に応じた電圧を出力する。
【００２０】
光学センサの発光素子３１１としては、ピーク発光波長が９４０［ｎｍ］のＧａＡｓ発光ダイオードが用いられている。また、正反射受光素子３１２及び拡散反射受光素子３１３としては、ピーク分光感度波長が８５０［ｎｍ］のＳｉフォトトランジスタとを有したものを使用している。すなわち、この光学センサは、色による反射率に顕著な差のない８３０［ｎｍ］以上の赤外光を検出するものである。このような光学センサを用いることで、一つのセンサで、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ全色のトナーパッチを検知することができる。
【００２１】
図５は本複写機の電気回路の要部を示すブロック図である。同図において制御手段たる制御部１００は、演算手段たるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１、データ記憶手段たる不揮発性のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、データ記憶手段たるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３等を有している。この制御部１００には、プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、光書込ユニット６８、転写ユニット５０、光学センサ６９などが電気的に接続されている。そして、制御部１００は、ＲＡＭ１０２やＲＯＭ１０３内に記憶している制御プログラムに基づいて、これらの各種の機器を制御するようになっている。
【００２２】
制御部１００は、画像を形成するための画像形成条件の制御も行っている。具体的には、制御部１００は、プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおける各帯電部材に対して、帯電バイアスをそれぞれ個別に印加する制御を実施する。これにより、各色の感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用ドラム帯電電位に一様帯電せしめられる。また、制御部１００は、光書込ユニット６８のプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対応する４つの半導体レーザーのパワーをそれぞれ個別に制御する。また、制御部１００は、プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおける各現像ローラに、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用現像バイアス値の現像バイアスを印加する制御を実施する。これにより、感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの静電潜像と、現像スリーブとの間に、トナーをスリーブ表面側から感光体側に静電移動させる現像ポテンシャルを作用させて、静電潜像を現像する。
【００２３】
また、制御部１００は、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御たるプロセスコントロールを実行する。
図６は、プロセスコントロールの基本フロー図である。なお、図６のプロセスコントロールの制御フローは、電源投入時におけるプロセスコントロールの制御フロー図である。
まず、電源が投入され、装置が立ち上がったら（Ｓ１）、制御部１００は、光学センサ６９の校正を行う（Ｓ２）。具体的には、光学センサ６９の正反射受光素子３１２の出力が予め決められた所定値（４Ｖ）になるように、発光素子３１１の発光強度を調整する。なお、光学センサ６９の校正は、行わなくてもよい。
【００２４】
次に、制御部１００は、トナー濃度センサ２６Ｙの出力値Ｖｔを取得（Ｓ３）して、各色の現像装置内のトナー濃度を把握してから、図７に示すような、階調パターンを中間転写ベルト６上における各光学センサ６９に対向する位置に色毎に自動形成する（Ｓ４）。各色の階調パターンは、トナー付着量の異なる５個程度のトナーパッチからなり、パッチ間隔５．６［ｍｍ］で、Ｋ色の階調パターン、Ｃ色の階調パターン、Ｍ色の階調パターン、Ｙ色の階調パターンの順で中間転写ベルト６に形成される。各トナーパッチは、主走査線方向の幅が１０［ｍｍ］、副走査線方向の幅が１４．４［ｍｍ］となっている。階調パターンは、帯電、現像バイアス条件をトナーパッチ毎に変更し、露光条件は、予め決められた所定値（感光体が十分除電されるフル露光）で形成される。なお、階調パターンの各トナーパッチの現像バイアス、帯電バイアスの設定については、後述する。この中間転写ベルト上の各色の階調パターンを光学センサ６９で光学的に検出する（Ｓ５）。
【００２５】
次に、各色の階調パターンの各トナーパッチを検知して得られた受光素子の出力値と、付着量と受光素子の出力値との関係に基づき構築された付着量算出アルゴリズムとを用いてトナー付着量（画像濃度）に変換処理する。
【００２６】
本実施形態においては、特開２００６−１３９１８０号に記載のように、トナー付着量の算出を、トナーパッチで正反射した正反射光と、拡散反射光とを用いてトナー付着量を算出する。正反射光と拡散反射光とを用いてトナー付着量を算出することで、正反射光のみを用いてトナー付着量を算出するものに比べて、高付着量の検知範囲を広げることができる。また、特開２００６−１３９１８０号に記載のトナー付着量算出アルゴリズムを用いることで、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が変化したり、中間転写ベルト６の経時劣化によって受光素子の出力が変化したりしても、正確なトナー付着量を求めることができる。
【００２７】
以下に、本実施形態における付着量算出アルゴリズムについて、具体的に説明する。以下、説明文中の記号を次のように定義する。
Ｖｓｇ：転写ベルト地肌部を検知する光学センサからの出力電圧値（地肌部検知電圧）
Ｖｓｐ：各基準パッチを検知する光学センサからの出力電圧値（パッチ検知電圧）
Ｖｏｆｆｓｅｔ：オフセット電圧（ＬＥＤをＯＦＦしているときの出力電圧値）
＿ｒｅｇ：正反射光出力（Ｒｅｇｕｌａｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎの略）
＿ｄｉｆ：拡散反射光出力（Ｄｉｆｆｕｓｅ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎの略）（ｃｆ．ＪＩＳ  Ｚ  ８１０５  色に関する用語）
［ｎ］  要素数：ｎの配列変数
【００２８】
まず、Ｋトナーの付着量算出アルゴリズムについて説明する
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［Ｋ］［ｎ］＝Ｖｓｇ＿ｒｅｇ［Ｋ］［ｎ］−Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ
ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ［Ｋ］＝Ｖｓｇ＿ｒｅｇ［Ｋ］−Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ［Ｋ］
【００２９】
ｉｉ）正反射データを正規化する。
正規化値Ｒｎ［Ｋ］＝ΔＶｓｇ＿ｒｅｇ［Ｋ］［ｎ］／ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ［Ｋ］
【００３０】
ｉｉｉ）  ＬＵＴ（ルックアップテーブル）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、Ｋトナーの付着量算出アルゴリズムである。
【００３１】
次に、カラートナー付着量算出アルゴリズムについて説明する。
カラートナー付着量においては、以下に示すＳＴＥＰ１〜７という７段階の処理によって演算する。
【００３２】
［ＳＴＥＰ１］
ＳＴＥＰ１では、データサンプリングを行って、ΔＶｓｐやΔＶｓｇを算出する。まず、正反射光出力，拡散反射光出力ともに、全基準パッチ［ｎ］個についてオフセット電圧との差分を計算する。これは、最終的には「センサ出力の増分をカラートナーの付着量に変化よる増分」のみで表したいためである。
【００３３】
正反射光出力増分については、次のようにして求める。
【数１】
0005440938.tif 000002
また、拡散反射光出力増分については、次のようにして求める。
【数２】
0005440938.tif 000003
但し、オフセット出力電圧値（Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ、Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｄｉｆ）が、無視できるレベルに十分に小さい値となるＯＰアンプを用いた場合、この様な差分処理は省略しても構わない。
このようなＳＴＥＰ１により、図８に示す特性曲線を得る。
【００３４】
［ＳＴＥＰ２］
ＳＴＥＰ２では、感度補正係数αを算出する。まず、ＳＴＥＰ１にて求めたΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］やΔＶｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］から、各基準パッチ毎に「ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］／ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］」を算出する。そして、後述するＳＴＥＰ３で正反射光出力の成分分解を行う際に、拡散光出力（ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ［ｎ］）に乗ずるための感度補正係数αを、次のようにして算出する。
【数３】
0005440938.tif 000004
このようなＳＴＥＰ２により、図９に示すような特性曲線を得る。なお、感度補正係数αをΔＶｓｐ＿ｒｅｇ［ｎ］とＶｓｐ＿Ｄｉｆ．［ｎ］との最小値としたのは、正反射光出力の正反射成分の最小値がほぼゼロであり、かつ正の値となることがあらかじめわかっているからである。
【００３５】
［ＳＴＥＰ３］
ＳＴＥＰ３では、正反射光の成分分解を行う。
正反射光出力の拡散光成分については、次のようにして求める。
【数４】
0005440938.tif 000005
また、正反射光出力の正反射成分については、次のようにして求める。
【数５】
0005440938.tif 000006
このようにして成分分解を行うと、感度補正係数αが求まるパッチ検知電圧にて、正反射光出力の正反射成分がゼロとなる。そして、図１０に示すように、正反射光出力が正反射光成分と拡散光成分とに成分分解される。
【００３６】
［ＳＴＥＰ４］
ＳＴＥＰ４では、正反射光出力の正反射成分を正規化する。次の式のようにして、各パッチ検知電圧における地肌検知電圧との比を求めて、０〜１までの正規化値へ変換するのである。
【数６】
0005440938.tif 000007
【００３７】
［ＳＴＥＰ５］
ＳＴＥＰ５では、拡散光出力の地肌部変動補正を行う。まず、次の式のようにして、ベルト地肌部からの拡散光出力成分を、拡散光出力電圧から除去する。
【数７】
0005440938.tif 000008
【００３８】
［ＳＴＥＰ６］
ＳＴＥＰ６では、拡散光出力の感度を補正する。具体的には、図１１に示すように、「正反射光の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、そのプロット線を近似することで、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、補正を行う。
【００３９】
「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（本実施形態においては、２次式近似）して、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、最小二乗法により係数ξ１、ξ２、ξ３を求める。
【数８】
0005440938.tif 000009
ｍ：データ数
ｘ［ｉ］：正反射光＿正反射成分の正規化値
ｙ［ｉ］：地肌部変動補正後拡散光出力
なお、計算に用いるｘの範囲は、０．１≦ｘ≦１．０である。
上記（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。
【００４０】
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を求める。
【数９】
0005440938.tif 000010
【００４１】
ＳＴＥＰ５で求めた地肌部変動補正後の拡散光出力に対し、ＳＴＥＰ６で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。
【数１０】
0005440938.tif 000011
【００４２】
［ＳＴＥＰ７］
ＳＴＥＰ７では、センサ出力値をトナー付着量に変換する。ＳＴＥＰ６までの処理により、ＬＥＤ光量低下などによって生ずる拡散反射出力の経時的な変動に対する補正処理が全て行われたため、最後に、センサ出力値をトナー付着量変換テーブルに基づいてトナー付着量に変換するのである。
以上が、カラートナーの付着量算出アルゴリズムである。
【００４３】
上述したトナー付着量算出アルゴリズムを用いて各トナーパッチのトナー付着量を検知したら、各トナーパッチのトナー付着量と各トナーパッチを作成したときの各現像ポテンシャルとの関係から、図１２に示すように、最小２乗法により線形近似した現像性能直線たる現像ポテンシャル−トナー付着量直線（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を各色求める。この現像ポテンシャル−トナー付着量直線から、現像γ（傾きａ）および現像開始電圧Ｖｋ（切片ｂ）を各色算出する（Ｓ６）。
【００４４】
次に、制御部１００は、後述する現像ポテンシャル上限処理で設定された現像ポテンシャルにマッチした、現像バイアスＶｂを算出する（Ｓ７）。また、制御部１００は、算出した現像バイアスＶｂに基づいて、帯電バイアスＶｃを決定し、現像バイアスＶｂ、帯電バイアスＶｃをＲＡＭ１０２などの不揮発性の記憶手段に保存する。なお、帯電バイアスＶｃは、現像バイアスＶｂに対して１００〜２００［Ｖ］程度高く設定するのが一般的である。また、現像バイアスＶｂは、４００〜７００［Ｖ］の範囲で設定する。すなわち、算出した現像バイアスが、１［ｋＶ］であっても、現像バイアスＶｂは、７００［Ｖ］に設定するのである。これは、現像バイアスの設定値が、７００［Ｖ］を超えると、電源の容量を超えてしまい、バイアスを安定的に維持できないおそれがあり、また、４００［Ｖ］未満だと、帯電バイアスの設定値が低くなりすぎて、帯電が不均一になりやすく「残像」と呼ばれる、前回作像した画像が次の画像に現れるといった異常画像が生じるおそれがある。
【００４５】
現像バイアスＶｂを算出したら、制御部１００は、現像γとＳ３で取得したトナー濃度検知センサ２６の出力値Ｖｔとを用いて、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを補正する（Ｓ８）。まず、目標現像γと、算出した現像γとの差分値Δγ（Δｒ＝算出した現像γ−目標現像γ）を算出する。目標現像γは、例えば、１．０［（ｍｇ／ｃｍ２）／ＫＶ］（現像開始電圧Ｖｋが０［Ｖ］、現像ポテンシャルが１［ｋＶ］のときに、トナー付着量が１．０［ｍｇ／ｃｍ２］となる値である。すなわち、現像開始電圧Ｖｋ＝０Ｖで、目標付着量が０．５［ｍｇ／ｃｍ２］、露光後の感光体電位Ｖｌが５０Ｖであれば、目標現像γから算出される現像バイアスＶｂは、５５０Ｖとなるのである。）
【００４６】
制御部１００は、算出したΔγが所定範囲外のときは、次回の現像バイアス調整時に、算出される現像バイアスＶｂが、上述の設定範囲を超える可能性がある。よって、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正を行って、次のプロセスコントロールまでに、現像γを目標現像γに近づける補正を行う。なお、現像γを目標現像γに近づけるようトナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを補正すると、算出した現像バイアスで作像しても規定の画像濃度が得られなくなってしまう。しかし、いきなり現像装置内のトナー濃度が、目標のトナー濃度になるわけではなく、徐々に現像装置内のトナー濃度が目標のトナー濃度となるようにトナー補給制御を行うので、現像γが急激に変化するわけではない。よって、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを補正しても、始めのうちは、算出した現像バイアスで、所定の画像濃度を得ることができる。そして、徐々に規定の画像濃度から離れていく。しかし、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正量は、算出した現像バイアスで作像しても画像濃度が、規定の画像濃度から大幅にかけ離れるような補正量には設定しない。よって、画像が大きく劣化することはない。ただし、階調パターン作成時のトナー濃度検知センサ２６の出力値Ｖｔが、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆから大幅に異なっている場合において、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正をしてしまうと、逆に、目標の現像γから外れてしまうおそれがある。このため、階調パターン作成時のトナー濃度検知センサ２６の出力値Ｖｔと、階調パターン作成時のトナー濃度検知センサ２６の出力値Ｖｔとの関係性も考慮にいれて、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正を行うか否かを決める。
具体的な一例を示すと、Δγ≧０．３０［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］、かつ、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆ≧−０．２Ｖのとき、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを０．２Ｖ下げて、現時点よりもトナー濃度を下げる補正を行う。また、Δγ≦−０．３０［（ｍｇ／ｃｍ２）／ＫＶ］、かつ、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆ≧０．２Ｖのときは、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを０．２Ｖ上げて、現時点よりもトナー濃度を上げる補正を行う。また、−０．３０［（ｍｇ／ｃｍ２）／ＫＶ］＜Δγ＜０．３０［（ｍｇ／ｃｍ２）／ＫＶ］のときは、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正は、行わない。
以上が、プロセスコントロールの制御フローである。
【００４７】
次に、本実施形態の特徴的な構成について説明する。
図１３は、トナー付着量と画像濃度の関係を表している。このように、付着量と画像濃度はほぼリニアの関係である。そのため、付着量の変化にともない画像濃度が変化することとなる。付着量が多くなれば画像濃度は高くなり、付着量が低くなれば画像濃度は低くなる。
【００４８】
前回のプロセスコントロール実行時から今回のプロセスコントロール実行時の間で、現像装置内の現像剤の現像能力が変動していた場合、プロセスコントロール実行の前後で、画像濃度が大幅に異なる場合がある。
【００４９】
このことを、図１４を用いて具体的に説明する。
図１４の実線は、前回のプロセスコントロール（以下、プロコンという）で把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線であり、点線は、今回のプロコンで把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線である。図中Ｖｐ（ｎ−１）は、前回のプロコンで設定された前回の現像ポテンシャルであり、図中Ｖｐ（ｎ）は、今回のプロコンで設定された今回の現像ポテンシャルである。今回のプロコン直前の画像形成時においては、現像ポテンシャル−トナー付着量直線は、ほぼ、今回のプロコンで把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線である。しかし、このときは、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）で作像を行っている。このため、図に示すように、今回のプロコン直前の画像形成動作におけるトナー付着量は、約０．５５［ｍｇ／ｃｍ２］で、目標のトナー量（０．４５［ｍｇ／ｃｍ２］）に対して約０．１［ｍｇ／ｃｍ２］多くなっている。今回のプロコン直後は、目標のトナー量となるため、プロコン前後で、トナー付着量は約０．１［ｍｇ／ｃｍ２］変化することとなる。図１３のトナー付着量と画像濃度の関係よりトナー付着量が０．１［ｍｇ／ｃｍ２］変化すると、プロコン前後で画像濃度は約０．２変動することとなり、見た目でその違いが分かるレベルの画像濃度の変動が生じてしまうこととなる。
【００５０】
本実施形態においては、所定枚数のプリントを行う度に、プロコンを実施している。このため、連続プリントジョブ中に、プリント枚数が所定枚数に達した場合、連続プリントジョブを一次中断して、プロコンを実施し、画像濃度を適正な値に設定した後、連続プリントジョブを再開するような制御を行っている。連続プリントジョブ中にプロコンを実施した際、プロコン前後で、見た目でその違いが分かるレベルの画像濃度の変動が生じてしまうと、ページ途中で、画像濃度の異なる画像が出力されてしまい、好ましくない。
【００５１】
そこで、従来においては、このようなプロコン前後での画像濃度の急激な変化を抑制するために、次のような現像ポテンシャル上限処理を行っていた。すなわち、今回のプロコンで把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線に基づき、求められた目標のトナー量となる現像ポテンシャル（以下、目標の現像ポテンシャルＶｐ０という）の前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）に対する変更量が、上限値未満の場合は、今回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）を目標の現像ポテンシャルＶｐ０に設定する。求めた目標の現像ポテンシャルＶｐ０が、上限値以上の場合は、次のような処理を行う。すなわち、目標の現像ポテンシャルＶｐ０が前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）よりも値が大きい場合は、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）から、上限値を足し合わせた値を、今回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）として設定し、目標の現像ポテンシャルＶｐ０が前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）よりも値が小さい場合は、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）から、上限値を差し引いた値を、今回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）として設定するのである。
【００５２】
以下に、目標の現像ポテンシャルＶｐ０の前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）に対する変更量が、上限値以上で、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）よりも値が小さくなっている場合について、図１５を用いて具体的に説明する。
図１５に示す実線は、前回のプロコンで把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線であり、点線は、今回のプロコンで把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線である。図中Ｖｐ（ｎ−１）は、前回のプロコンで設定された前回の現像ポテンシャルであり、図中Ｖｐ０は、今回のプロコンで把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線に基づき、求められる目標のトナー付着量となる目標の現像ポテンシャルである。Ｖｐ＿ｔｈは、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）に対する変更量の上限値である。
図１５に示すように、今回のプロコンで求められた目標の現像ポテンシャルＶｐ０の前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）に対する変更量が、上限値Ｖｐ＿ｔｈ以上で、かつ、目標の現像ポテンシャルＶｐ０が前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）よりも値が小さくなっている。この場合は、今回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）を次のように設定する。すなわち、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）から、上限値Ｖｐ＿ｔｈを差し引いた値を、今回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）として、設定する（Ｖｐ（ｎ）＝Ｖｐ（ｎ−１）−Ｖｐ＿ｔｈ）。このようにして、現像ポテンシャルを設定することで、プロコン前後でのトナー付着量の変化量は約０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］となり、画像濃度の変化を約０．１に抑えることができる。
【００５３】
しかし、この従来の現像ポテンシャルの上限処理では、現像γ値によっては、プロコンの前後でトナー付着量が大きく変化してしまい、画像濃度がプロコン前後で急激に変化することがあった。
以下に、図１６を用いて具体的に説明する。
図１６に示す実線は、前回のプロコンで把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線であり、今回のプロコンで把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線が、図中点線で示すような直線であった場合は、図に示すように、上述した上限処理により、トナー付着量の変化量が約０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］に抑えることができる。一方、今回のプロコン把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線が、図中一点鎖線で示すように、図中点線で示す直線よりも、現像γ（傾き）が大きくなっている場合、図に示すように、上述した上限処理を行ったとしてもプロコンの前後で約０．１［ｍｇ／ｃｍ２］のトナー付着量変化が生じてしまう。
【００５４】
そして、このことについて、本発明者らが鋭意研究した結果、今回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）の前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）に対する変更量の上限値を固定にしていることが問題であることがわかった。そこで、本実施形態においては、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）に対する変更量の上限値を、今回のプロコンによって求められた現像γの値に応じて、変更するように構成した。以下に、具体的に説明する。
【００５５】
図１７は、本実施形態の現像ポテンシャル上限処理のフローチャートである。この処理は、先の図６に示したプロセスコントロールの基本フロー図におけるＳ６とＳ７との間で行われる処理である。
先のプロセスコントロールの基本フロー図におけるＳ６で示すように、現像γ、現像開始電圧Ｖｋを算出したら、制御部１００は、現像ポテンシャル上限処理をスタートし、ＲＯＭ１０３などの不揮発性メモリに記憶されている前回のプロコンで設定した前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）を取得する（Ｓ１１）。次に、現像γに基づいて、トナー付着量が目標付着量となるような目標の現像ポテンシャルＶｐ０を取得する（Ｓ１２）。目標付着量は、トナー顔料の着色度合いで決まるが、一般的には、０．４〜０．６［ｍｇ／ｃｍ２］である。次に、式（２）に示すように、取得した目標の現像ポテンシャルＶｐ０から、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）を差し引いて、前回の現像ポテンシャルから目標の現像ポテンシャルＶｐ０に変更する際の現像ポテンシャルの変更量ΔＶｐを算出する（Ｓ１３）。
ΔＶｐ＝Ｖｐ０−Ｖｐ（ｎ−１）・・・（２）
【００５６】
次に、算出した現像γと、ＲＯＭなどの不揮発性メモリに記憶されているプロコンの前後で許容可能なトナー付着量の変動量の上限値Δｙ＿ｍａｘとを取得（Ｓ１４）し、前回の現像ポテンシャルに対する今回の現像ポテンシャルの変更量の上限値Ｖｐ＿ｔｈを算出する（Ｓ１５）。
【００５７】
上記上限値Ｖｐ＿ｔｈの算出について、説明する。
上述したように、ｙをトナー付着量、ｘを現像ポテンシャル、ａを現像γとしたとき、現像ポテンシャル−トナー付着量直線は、ｙ＝ａｘ＋ｂと表すことができる。ここで、プロコン前後のトナー付着量の変化をΔｙとすると、次のように表すことができる。
Δｙ＝ａΔｘ・・・（３）
Δｘは、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）に対する変更量を表す。
【００５８】
式（３）は、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）に対してΔｘ変化させると、トナー付着量がΔｙ変化することを意味している。言い換えると、トナー付着量の変化量Δｙを所定値以下とするには現像ポテンシャルの変化量Δｘを所定値以下とすればよい。つまり、このΔｙをプロコンの前後で許容可能なトナー付着量の変動量の上限値Δｙ＿ｍａｘとしたときのΔｘが現像ポテンシャル変更量の上限値であるＶｐ＿ｔｈとなり、式（４）のように表すことができる。
Ｖｐ＿ｔｈ＝Δｙ＿ｍａｘ／ａ＝Δｙ＿ｍａｘ／γ・・・（４）
【００５９】
例えば、算出した現像γの値が０．８で、プロコンの前後で許容可能なトナー付着量の変動量の上限値Δｙ＿ｍａｘが、０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］に設定されているとすると、算出されるＶｐ＿ｔｈは、Ｖｐ＿ｔｈ＝０．０５／０．８＝０．０６２５［ｋＶ］となる。よって、上限値Ｖｐ＿ｔｈは、０．０６２５［ｋＶ］に設定される。なお、プロコンの前後で許容可能なトナー付着量の変動量の上限値Δｙ＿ｍａｘは、プロコンの前後で、見た目で画像濃度の違いが分からない範囲の値を予め実験などにより求めておく。
【００６０】
表１は、各現像γと、そのときのＶｐ＿ｔｈとを示す一例である。
【表１】
0005440938.tif 000012
【００６１】
この表１からわかるように、現像γ値が０．８の時を基準として、現像γが高く（γ＝１．０）なった場合、Ｖｐ＿ｔｈは基準値の値より小さくなる。よって、例えば、Ｖｐ＿ｔｈを基準の値０．６２５［ｋＶ］に固定の場合、基準値の現像γ（０．８）に対して現像γが０．２高くなったとき、今回の現像ポテンシャルの前回に現像ポテンシャルに対する変動量を０．６２５［ｋＶ］に収めたとしても、変動量が０．０５［ｋＶ］を越えていると、画像濃度がプロコンの前後で大きく異なってしまう。しかし、本実施形態においては、現像γが高くなった場合、Ｖｐ＿ｔｈの値を０．０６２５［ｋＶ］から０．０５［ｋＶ］に小さくするので、Ｖｐ＿ｔｈを基準値の値０．６２５［ｋＶ］に固定した場合に比べて、画像濃度がプロコンの前後で大きく異なってしまうのを抑制することができる。また、表１からわかるように、現像γが基準値（０．８）よりも低くなった（γ＝０．５）場合、Ｖｐ＿ｔｈは基準値０．６２５［ｋＶ］より大きくなる。よって、例えば、Ｖｐ＿ｔｈを基準の値０．６２５［ｋＶ］に固定の場合、現像γが低くなったとき、プロコンで、十分な画像濃度の回復を図ることができない。しかし、本実施形態においては、現像γが低くなった場合、Ｖｐ＿ｔｈ値を大きくするので、Ｖｐ＿ｔｈを基準値の値０．６２５［ｋＶ］に固定した場合に比べて、十分な画像濃度の回復を図ることができる。
【００６２】
このように、Ｖｐ＿ｔｈを算出したら、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）から目標の現像ポテンシャルＶｐ０に変更する際の現像ポテンシャルの変更量の絶対値｜ΔＶｐ｜が、算出した変更量の上限値Ｖｐ＿ｔｈ未満か否か判定する（Ｓ１６）。ΔＶｐの絶対値がＶｐ＿ｔｈ未満（Ｓ１６のＹＥＳ）場合は、目標の現像ポテンシャルＶｐ０を、今回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）として設定する。一方、ΔＶｐの絶対値がＶｐ＿ｔｈ以上（Ｓ１６のＮＯ）の場合は、ΔＶｐが、正負のどちらかであるかの判定を行う（Ｓ１８）。すなわち、目標の現像ポテンシャルＶｐ０が、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）の値より、大きいか小さいか判定するのである。ΔＶｐが０以上、すなわち、目標の現像ポテンシャルＶｐ０が前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）より大きい（Ｓ１８のＹＥＳ）場合は、式（５）に示すように、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）から上限値Ｖｐ＿ｔｈを足した値を今回の像ポテンシャルＶｐ（ｎ）として設定する（Ｓ１９）。
Ｖｐ（ｎ）＝Ｖｐ（ｎ−１）＋Ｖｐ＿ｔｈ・・・（５）
【００６３】
ΔＶｐが０未満、すなわち、目標の現像ポテンシャルＶｐ０が前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）より小さい（Ｓ１８のＮＯ）場合は、式（６）に示すように、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）から上限値Ｖｐ＿ｔｈを差し引いた値を今回の像ポテンシャルＶｐとして設定する（Ｓ２０）。
Ｖｐ（ｎ）＝Ｖｐ（ｎ−１）−Ｖｐ＿ｔｈ・・・（６）
【００６４】
このような、現像ポテンシャル上限処理が終了したら、先の図６に示したプロセスコントロールの基本フロー図にステップ７の処理を行い、上限処理で設定した現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）に基づき、現像バイアスなどを算出する。
【００６５】
このように、本実施形態においては、上限値Ｖｐ＿ｔｈを、現像γの値に応じて設定するので、プロコン前後のトナー付着量の変化量を画像濃度の変動が見た目で分かないレベルの変化量に確実に抑えることができる。
【００６６】
図１８は、図１６の説明において示した例に本実施形態の上限処理を適用した場合を示す図である。図に示すように、今回のプロコンで把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線が、図中点線で示すような直線であった場合は、上限値Ｖｐ＿ｔｈは、Ｖｐ＿ｔｈ（１）となり、上限処理で、今回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）（１）が、Ｖｐ（ｎ−１）−Ｖｐ＿ｔｈ（１）に設定される。また、今回のプロコンで把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線が、図中一点鎖線で示すような直線であった場合は、上限値Ｖｐ＿ｔｈは、Ｖｐ＿ｔｈ（２）となり、本実施形態の上限処理により設定される今回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）（２）が、Ｖｐ（ｎ−１）−Ｖｐ＿ｔｈ（２）に設定される。図に示すように、今回のプロコンで把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線が、図中一点鎖線のときも、プロコン前後のトナー付着量の変化量が、約０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］に抑えられ、画像濃度の変化を約０．１に抑えることができる。
【００６７】
次に、本実施形態の現像ポテンシャル上限処理の具体的な一例を図１９用いて説明する。
この画像形成装置は、トナー目標付着量は０．４５［ｍｇ／ｃｍ２］に設定されている。また、ＲＯＭなどの不揮発性メモリに記憶されているプロコンの前後で許容可能なトナー付着量の変動量の上限値Δｙ＿ｍａｘは、０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］である。また、前回のプロコンにおいて、把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線は、図中実線であり、ｙ切片は０である。また、前回のプロコンでは、目標の現像ポテンシャルＶｐ０が、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）として設定され、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）の値は、は０．５６２［ｋＶ］である。また、今回のプロコン動作で把握された現像ポテンシャル−トナー付着量直線は、図中点線であり、ｙ切片は０である。
【００６８】
今回のプロコンで、現像ポテンシャル−トナー付着量直線から現像γ、現像開始電圧Ｖｋが算出されたら、現像ポテンシャル上限処理が実行され、Ｓ１１で、前回プロコン時の現像ポテンシャル：Ｖｐ（ｎ−１）：０．５６２［ｋＶ］が取得され、Ｓ１２で、現像ポテンシャル−トナー付着量直線から目標の現像ポテンシャルＶｐ０：０．４０９［ｋＶ］が取得される。そして、Ｓ１３で、前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）から目標の現像ポテンシャルＶｐ０へ変更する際の変更量ΔＶｐ［ｋＶ］＝０．４０９−０．５６２＝−０．１５３［ｋＶ］を算出する。次いで、Ｓ１４で、今回のプロコンで算出した現像γ：１．１を取得し、Ｓ１５でＶｐ＿ｔｈ＝０．０５／１．１＝０．０４５［ｋＶ］＝４５［Ｖ］を求める。
【００６９】
次に、Ｓ１６で、｜ΔＶｐ｜≦Ｖｐ＿ｔｈの判定を行う。この具体的一例においては、｜−０．１５３｜＞０．０４５となり条件を満たさない（Ｓ１６のＮＯ）ため、Ｓ１８に進む。次に、Ｓ１８で、ΔＶｐ≧０の判定を行う。この具体的一例においては、−０．１５３＜０となり条件を満たさない（Ｓ１８のＮＯ）ため、Ｓ２０に進む。そして、Ｓ２０で、Ｖｐ（ｎ）＝Ｖｐ（ｎ−１）−Ｖｐ＿ｔｈに値を代入して今回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）を求める。この具体的一例においては、Ｖｐ＝０．５６２−０．０４５＝０．５１７［ｋＶ］＝５１７［Ｖ］となる。
【００７０】
プロコン直前のトナー付着量は、ｙ＝１．１ｘより、ｙ＝１．１×０．５６２＝０．６１８［ｍｇ／ｃｍ２］である。プロコン後のトナー付着量は、ｙ＝１．１ｘより、ｙ＝１．１×０．５１７＝０．５６８［ｍｇ／ｃｍ２］となる。よって、プロコン前後のトナー付着量の変化量は、０．６１８−０．５６８＝０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］である。よって、図１３からわかるように、画像濃度の変動を、約０．１に抑えることができる。
【００７１】
一方で、現像ポテンシャル上限処理を行わない場合は、現像ポテンシャルの変更量に制限が無いため、今回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）が、目標の現像ポテンシャルＶｐ０に設定される。そのため、プロコン後のトナー付着量は、０．４５０［ｍｇ／ｃｍ２］となり、プロコン前後での付着量の変化量は０．６１８−０．４５０＝０．１６８［ｍｇ／ｃｍ２］となる。その結果、図１３からわかるように、画像濃度の変動が、約０．３２となり、プロコンの前後で、見た目でその違いが分かるレベルの画像濃度の変動が生じてしまうこととなる。
【００７２】
以上により、本実施形態の画像濃度制御方法を実施することで、プロコン動作の前後での急激なトナー付着量の変化を抑えることができるため、急激な画像濃度変動の発生を防ぐことが可能となることがわかる。
【００７３】
次に、今回の現像γが、前回の現像γに比べて、低くなったときの具体的な一例について、図２０を用いて説明する。
前回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ−１）＝０．４５［ｋＶ］、算出された目標の現像ポテンシャルＶｐ０＝０．６４２［ｋＶ］、今回の現像γ０．７、プロコンの前後で許容可能なトナー付着量の変動量の上限値Δｙ＿ｍａｘ＝０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］とすると、算出されるＶｐ＿ｔｈは０．０５／０．７＝０．０７１［ｋＶ］となる。ΔＶｐは、０．６４２−０．４５＝０．１９２［ｋＶ］である。よって、｜ΔＶｐ｜＞Ｖｐ＿ｔｈで、ΔＶｐが正なので、今回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）は、０．４５＋０．０７１＝０．５２１［ｋＶ］となる。プロコン実行直前のトナー付着量は、ｙ＝０．７ｘなので、０．７×０４５＝０．３１５［ｍｇ／ｃｍ２］であり、プロコン実行後のトナー付着量は、０．７×０．５２１＝０．３６５［ｍｇ／ｃｍ２］である。よって、プロコン前後のトナー付着量の変化量を０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］以下にできる。
【００７４】
一方、上限値を０．０５［ｋＶ］に固定した場合は、今回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）´は、０．４５＋０．０５＝０．５［ｋＶ］となる。このため、プロコン後のトナー付着量は、０．７×０．５＝０．３５［ｍｇ／ｃｍ２］となり、この場合も、プロコン前後のトナー付着量の変化量を０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］以下にできる。
【００７５】
しかし、Ｖｐ＿ｔｈを０．０５［ｋＶ］に固定した場合に比べて、本実施形態の上限処理の方が、プロコン後のトナー付着量を、トナー目標付着量０．４５［ｍｇ／ｃｍ２］に近づけることができる。すなわち、Ｖｐ＿ｔｈを固定した場合に比べて、より適正な画像濃度に近づけることができる。このように、本実施形態においては、見た目で画像濃度の違いが分からないレベルにプロコン前後の画像濃度変動変動を抑えることができ、かつ、Ｖｐ＿ｔｈを固定したものに比べて、プロコン後の画像濃度をより適正値に近づけることができる。
【００７６】
図２１は、本実施形態の現像ポテンシャル上限処理（上限値可変）と従来の現像ポテンシャル上限処理（上限値固定）との比較を行った結果である。横軸を枚数として、縦軸はスタート時点からの画像濃度変動を示している。実験条件としては、前回の画像濃度調整を実行した後に高画像面積を出力して現像γが高くし、画像濃度が高い状態をスタートとして、連続で３００枚印刷を行い、２００枚目で画像濃度調整動作を実行した。
【００７７】
図２１からわかるように、従来方法では画像濃度調整動作実行後に画像濃度が大きく変動しており、約０．２変動している。一方、本発明方式を適用した場合、調整動作実行前後での画像濃度変動が抑制され、約０．１以下の変動となっている。そのため、連続印刷中のプロコン実行前後での急激な画像濃度変動が発生していない。
【００７８】
また、本実施形態の画像形成装置では、連続印刷中に割り込んで実行されるプロコン動作と、それ以外のプロコン動作とを異ならせてもよい。
図２２に示すように、現像γ、現像開始電圧Ｖｋを算出したら、連続印刷中に割り込んで、プロコンを実施しているか否かを判定する（Ｓ３６）。連続印刷中に割り込んで、プロコンを実施している（Ｓ３６のＹＥＳ）場合は、上述した現像ポテンシャル上限処理を行って、プロコン前後での画像濃度変動が０．１に抑えられるような現像ポテンシャルに設定する（Ｓ３７）。一方、このプロコン動作が、連続印刷中の割り込みではない（Ｓ３６のＮＯ）場合は、プロコン後のトナー付着量が、トナー目標付着量０．４５となる目標の現像ポテンシャルＶｐ０に設定する（Ｓ３８）。
【００７９】
連続印刷中の割り込みではない場合は、出力された画像がプロコン前と、プロコン後とで関連性が少ない場合が多いので、プロコン前後の画像濃度が大きく変動しても、さほど影響はない。よって、連続印刷中の割り込みではない場合は、プロコン前後の画像濃度変動を気にせず、今回の現像ポテンシャルＶｐ（ｎ）を目標の現像ポテンシャルＶｐ０に設定することによって、プロコン後の印刷時には、適正な画像濃度の画像を出力することができる。一方、プロコン前とプロコン後とで出力された画像が関連する連続印刷中の割り込みで行われるプロコン動作のときは、プロコン前後での画像濃度変動が０．１に抑えるような、プロコンが行われるので、ページの途中で、画像濃度が急激に変化して、不具合になることがない。
【００８０】
上述した現像ポテンシャル上限処理では、現像γとプロコンの前後で許容可能なトナー付着量の変動量の上限値Δｙ＿ｍａｘとから、上限値Ｖｐ＿ｔｈを算出しているが、これに限られない。例えば、現像ポテンシャルと現像γと上限値Ｖｐ＿ｔｈとを関連づけたルックアップテーブルをＲＯＭなどの不揮発性メモリに記憶しておき、算出した現像γと、前回の現像ポテンシャルと、ルックアップテーブルとから、上限値Ｖｐ＿ｔｈを求めてもよい。また、基準の現像γを規定しておき、この基準の現像γと前回の現像ポテンシャルとから、基準の現像γのときにおける基準の上限値Ｖｐ＿ｔｈを求めておく。そして、算出した現像γから基準の現像γを差し引いて、Δγを算出し、このΔγの値から、上限値Ｖｐ＿ｔｈを求めてもよい。具体的には、Δγが、正の値のときは、Δγの値に応じて基準の上限値Ｖｐ＿ｔｈよりも、小さい値の上限値Ｖｐ＿ｔｈに変更する。また、Δγが、負の値のときは、Δγの値に応じて、基準の現像γに対応する基準の上限値Ｖｐ＿ｔｈよりも、大きい値の上限値Ｖｐ＿ｔｈに変更する。
【００８１】
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、画像濃度制御手段たる制御部１００は、把握した現像性能直線たる現像ポテンシャル−トナー付着量直線に基づいて、今回の画像濃度制御たるプロセスコントロール（以下、プロコン）で設定する今回の現像ポテンシャルの前回のプロコンで設定された前回の現像ポテンシャルに対する変更量の上限値Ｖｐ＿ｔｈを設定する。そして、今回の現像ポテンシャルの前回の現像ポテンシャルに対する変更量が上限値Ｖｐ＿ｔｈ以下となるよう、今回の現像ポテンシャルを設定する。このように、上限値Ｖｐ＿ｔｈを現像ポテンシャル−トナー付着量直線に基づいて設定することによって、確実に、プロコン前後での画像濃度変動を所定範囲におさめることができる。これにより、連続画像形成動作中に、画像形成動作回数が所定の回数に達し、連続画像形成動作を一次中断して、プロコンが行われたとしても、プロコンの前後で画像濃度が大幅に変動するのを抑制できる。その結果、ページの途中で急激に画像濃度が変化してしまうという不具合を抑制することができる。
【００８２】
上限値Ｖｐ＿ｔｈは、プロコンの前後で許容可能なトナー付着量の変動量の上限値Δｙ＿ｍａｘと、現像ポテンシャル−トナー付着量直線の傾きである現像γとに基づき、算出するようにしてもよい。これにより、プロコンの前後でトナー付着量の変動量を、Δｙ＿ｍａｘ以下に抑えることができ、プロコンの前後で画像濃度が大幅に変動するのを抑制することができる。
【００８３】
また、前回の現像ポテンシャルから、現像ポテンシャル−トナー付着量直線に基づき算出された目標の現像ポテンシャルへ変更する際の変更量ΔＶｐが、上限値Ｖｐ＿ｔｈ未満の場合は、目標の現像ポテンシャルを今回の現像ポテンシャルとして設定する。この場合は、プロコンの前後で画像濃度の大幅な変動を抑制し、かつ、プロコン後の画像濃度を適正な画像濃度に調整することができる。一方、ΔＶｐが、上限値Ｖｐ＿ｔｈ以上で、目標の現像ポテンシャルが前回の現像ポテンシャルよりも大きい場合は、前回の現像ポテンシャルに上限値を足した値を、今回の現像ポテンシャルとして設定する。また、ΔＶｐが、上限値Ｖｐ＿ｔｈ以上で、目標の現像ポテンシャルが前回の現像ポテンシャルよりも小さい場合は、前回の現像ポテンシャルに上限値を引いた値を、今回の現像ポテンシャルとして設定する。これにより、プロコンの前後での画像濃度の大幅な変動を抑制しつつ、プロコン後の画像濃度を適正な画像濃度に近づけることができる。
【００８４】
また、図２２に示すように、連続画像形成動作に割り込んで、プロコンを実施する場合は、上限値Ｖｐ＿ｔｈを設定し、上限値Ｖｐ＿ｔｈ以下となるよう、今回の現像ポテンシャル設定し、それ以外の場合は、上限値Ｖｐ＿ｔｈの設定を行わずに、算出した目標の現像ポテンシャルを、今回の現像ポテンシャルとして設定する。プロコン前とプロコン後とで出力された画像が関連する連続画像形成動作中の割り込みで行われるプロコン動作のときは、プロコン前後での画像濃度変動が０．１に抑えるような、プロコンが行われるので、ページの途中で、画像濃度が急激に変化して、不具合になることがない。一方、連続画像形成動作中の割り込みではない場合は、出力された画像がプロコン前と、プロコン後とで関連性が少ない場合が多いので、プロコン前後の画像濃度が大きく変動しても、さほど影響はない。よって、連続画像形成動作中の割り込みではない場合は、プロコン前後の画像濃度変動を気にせず、今回の現像ポテンシャルを目標の現像ポテンシャルに設定することによって、プロコン後の画像の濃度を、適正な画像濃度にすることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１：プロセスユニット
６：中間転写ベルト
１１：感光体
１５：帯電ローラ
２０：現像装置
５０：転写ユニット
６８：光書込ユニット
６９：光学センサ
１００：制御部
Ｖｐ（ｎ）：今回の現像ポテンシャル
Ｖｐ（ｎ−１）：前回の現像ポテンシャル
Ｖｐ０：目標の現像ポテンシャル
Ｖｐｎ 現像ポテンシャル
Ｖｐ＿ｔｈ：上限値
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８６】
【特許文献１】特開２００７−７９４２９号公報
【特許文献２】特開２００８−２９２６１４号公報
【図１】
0005440938.tif 000013
【図２】
0005440938.tif 000014
【図３】
0005440938.tif 000015
【図４】
0005440938.tif 000016
【図５】
0005440938.tif 000017
【図６】
0005440938.tif 000018
【図７】
0005440938.tif 000019
【図８】
0005440938.tif 000020
【図９】
0005440938.tif 000021
【図１０】
0005440938.tif 000022
【図１１】
0005440938.tif 000023
【図１２】
0005440938.tif 000024
【図１３】
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【図１４】
0005440938.tif 000026
【図１５】
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【図１６】
0005440938.tif 000028
【図１７】
0005440938.tif 000029
【図１８】
0005440938.tif 000030
【図１９】
0005440938.tif 000031
【図２０】
0005440938.tif 000032
【図２１】
0005440938.tif 000033
【図２２】
0005440938.tif 000034