(57)【要約】【課題】印刷時のベタ画像の濃度、中間調画像の濃度を適性に制御可能とする。【解決手段】像担持体２０６上に形成された階調トナーパターンを階調濃度を検出する濃度検出手段１３０と、濃度検出手段で検出した階調濃度情報から印刷時に必要なベタ濃度を導出するための作像条件を決定する第１のプロセスと、第１のプロセスにて決定した作像条件で、中間濃度とベタ濃度のトナーパターンを像担持体２０６上にそれぞれ作像し、当該中間濃度とベタ濃度のトナーパターンの濃度をそれぞれ濃度検出手段で検出し、第１のプロセスで検出した階調濃度情報を、中間濃度情報により中間調補正を行い、ベタ濃度情報により印刷中の濃度維持する制御の目標値を導出する第２のプロセスを有する制御手段５００を備え、制御手段は、第２のプロセスで検出したベタ濃度情報が目標値と異なる場合、第１のプロセスで決定した作像条件を変更し、修正後に第２のプロセスを再実行する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作像手段によって像担持体上に形成された階調トナーパターンの階調濃度を検出する濃度検出手段と、
前記濃度検出手段で検出した階調濃度情報から印刷時に必要なベタ濃度を導出するための作像条件を決定する第１のプロセスと、前記第１のプロセスにて決定した作像条件で、前記作像手段により中間濃度とベタ濃度のトナーパターンを前記像担持体上にそれぞれ作像し、当該中間濃度とベタ濃度のトナーパターンの濃度をそれぞれ前記濃度検出手段で検出し、前記第１のプロセスで検出した階調濃度情報を、前記中間濃度情報により中間調補正を行い、前記ベタ濃度情報により印刷中の濃度維持する制御の目標値を導出する第２のプロセスを有する制御手段を備えた画像形成装置において、
前記制御手段は、前記第２のプロセスで検出したベタ濃度情報が目標値と異なる場合、第１のプロセスで決定した作像条件を変更し、修正後に第２のプロセスを再実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記第１のプロセスで決定した現像バイアスを変更することで作像条件を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記第１のプロセスで決定した露光出力を変更することで作像条件を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の画像形成装置において、
装置内の温湿度を知る温湿度検知手段を有し、
前記制御手段は、前記温湿度検知手段で検知した温湿度情報について、前回と今回の制御時とでの温湿度変化量が所定の未満の場合、前記作像条件の変更を実行しないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２または３記載の画像形成装置において、
放置時間情報を得る放置時間取得手段を有し、
前記制御手段は、前記放置時間取得手段にて取得した放置時間情報が所定の未満の場合、前記作像条件の変更を実行しないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２または３記載の画像形成装置において、
総駆動時間情報を得る総駆動時間取得手段を有し、
前記制御手段は、前記総駆動時間取得手段にて取得した総駆動時間情報が所定の未満の場合、前記作像条件の変更を実行しないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記濃度検出手段で検出した階調濃度情報中、最も濃度の高い階調濃度が目標値未満の場合、前記濃度検出手段で検出した階調濃度情報から前記第１のプロセスにおける作像条件の決定に、前記階調濃度情報を使用しないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記濃度検出手段で検出した階調濃度情報中、最も濃度の高い階調濃度が目標値未満の場合、前記もっとも高い濃度よりも高い濃度の階調トナーパターンを前記像担持体上に形成するように、前記作像手段を制御する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、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、印刷時の画像濃度を一定に保つために所定のタイミングで、帯電手段で印加する帯電バイアスと、露光手段で照射する露光光の光量（以下「露光出力」と称す）を調整し、像担持体上に電位の異なる潜像画像を複数形成し、その潜像を現像手段からの現像剤となるトナーにて現像して予め定められた形状のトナー像である複数の階調トナーパターンを形成している。そして、それぞれの階調トナーパターンの形成後に階調トナーパターンの付着量（トナー付着量）を濃度検出手段となる光学センサにより検知し、その検知結果に基づいて作像条件の制御を行っている。
電位の異なる階調トナーパターンの形成方式としては、露光出力を固定のまま、帯電バイアスを変化させる方式がある。この方式は、線形性があるため、少ない階調トナーパターンから画像を形成する画像形成条件（作像条件）を決定することができる。また、この方式では、光学センサによる検知結果より現像ポテンシャル（現像バイアス−露光部電位ＶＬ）とトナー付着量の関係を直線近似し、その直線近似式の傾きである現像γを求め、所定の潜像電位に対するトナー付着量が目標とするトナー付着量となるように、帯電バイアス、現像バイアス及び露光出力（以下、「作像条件」）を調整している。このような制御を以下「電位制御」と称する。
像担持体に印加する帯電バイアスの設定範囲は、画質に影響のない範囲で決定するため、現像γを所定範囲内に制御する必要がある。現像γは、一般的に現像装置内のトナー濃度が高くなると大きくなる。そのため、現像γを所定内に抑えるために、算出した現像γが目標より大きくはずれた場合、現像装置内のトナー濃度を調整するといった制御を行っている。このような点からも現像γを精度よく算出することは非常に重要となる。しかし像担持体の特性により、露光出力に対する像担持体上の潜像電位（以下、「光減衰特性」と称す）が環境変動や像担持体の経時劣化によって変動してしまう。その結果として現像γの算出精度の悪化となってしまう。
このため、特許文献１には像担持体上の潜像電位を電位センサなどの検知手段によって、光減衰特性が変化したことを検知し、検知結果をフィードバックして最適な作像条件を設定する内容が開示されている。
また、電位センサなどの検知手段を使用しない方式としては、光減衰特性が変わっても露光部電位ＶＬの値が変化しないほどの、また、露光後の像担持体の表面電位が飽和した状態となるほどの露光出力を使用する方式が知られている。これにより、電位制御時の露光部電位は一定に保たれるため精度よく現像γを算出することができる。一方、露光出力が強いと印刷時の画像の細線が太くなるといった課題がある。印刷時の線幅はトナー消費量に関わるため、画像濃度が変わらない範囲でなるべく細くしたい。そのため作像時は、作像時の光量を画像濃度が変わらない範囲で低く設定するといった方法が用いられている。しかしこの場合、印刷時と電位制御時の光減衰特性の差（露光部電位ＶＬの差ΔＶＬ）が大きくなり、経時や環境変動に対する画像濃度のロバスト性が低下してしまう。
この問題の対策として、特許文献２では、光減衰特性の変動を検知するステップと、その検知結果を用いて最適な帯電バイアス、現像バイアス及び露光出力を決定するといった２つのステップによって、印刷時と電位制御時の光減衰特性の差を電位センサなしで補正している。しかし、この方式では、電位制御時に時間を要するため、印刷を停止している時間（ダウンタイム）が増加して生産性の面では改善の余地がある。
また、面積階調によって中間調を再現することで、多彩な色調を表現できるようにした画像形成装置も広く普及するようになってきている。この画像形成装置においては、ベタ画像の画像濃度を安定化させたとしても、面積階調による中間調画像の画像濃度を変動させてしまうことがある。これはベタ画像における単位面積あたりのトナー付着量を所定の値にする作像条件（現像バイアスなど）と、面積階調による中間調画像における単位面積あたりのトナー付着量を所定の値にする作像条件とが同じになるとは限らないからである。
そこで、特許文献３では、ベタ濃度安定化処理とは別に、面積階調による中間調画像の画像濃度を安定化させるための中間調濃度安定化処理を実施するようにした画像形成装置が提案されている。特許文献３では、ベタ画像安定化処理を実施して、現像バイアスを目標の画像濃度が得られる値に調整する。次に、調整後の現像バイアスの条件で形成した中間調濃度の面積階調トナー像におけるトナー付着量を検知センサによって検知し、検知結果に基づいて、目標の中間調濃度が得られるように中間調画トナー像の画像面積率を調整している。
しかし特許文献３の構成では、ベタ画像と中間調画像の両方でそれぞれ目標の画像濃度を安定して得ることができる反面、中間調濃度安定化処理を実施した後にベタ濃度安定化処理を実施するため、目標濃度に合わせていた中間調画像の画像濃度が現像バイアス等の変更によって目標濃度からずれてしまう。このためベタ濃度安定化処理を実施した後に中間調濃度安定化処理を実施する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、印刷時のベタ画像の濃度、中間調画像の濃度を適性に制御可能な画像形成装置を提案することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、作像手段によって像担持体上に形成された階調トナーパターンの階調濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段で検出した階調濃度情報から印刷時に必要なベタ濃度を導出するための作像条件を決定する第１のプロセスと、第１のプロセスにて決定した作像条件で、作像手段により中間濃度とベタ濃度のトナーパターンを像担持体上にそれぞれ作像し、当該中間濃度とベタ濃度のトナーパターンの濃度をそれぞれ濃度検出手段で検出し、第１のプロセスで検出した階調濃度情報を、中間濃度情報により中間調補正を行い、ベタ濃度情報により印刷中の濃度維持する制御の目標値を導出する第２のプロセスを有する制御手段を備えた画像形成装置において、制御手段は、第２のプロセスで検出したベタ濃度情報が目標値と異なる場合、第１のプロセスで決定した作像条件を変更し、修正後に第２のプロセスを再実行することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、印刷時のベタ濃度、中間調濃度を適性に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの主要部を示す概略構成図。
【図２】同プリンタにおける作像手段の代表例の概略構成を示す拡大図。
【図３】同プリンタにおける転写ユニットの構成を示す斜視図。
【図４】階調トナーパターンを検知する濃度検出手段の一構成例を示す拡大図。
【図５】同プリンタにおける制御系の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図６】制御手段による制御の一形態の制御内容を示すフローチャート。
【図７】中間転写ベルトに形成される階調トナーパターンを説明する図であり、（ａ）は第１のプロセスで形成される階調トナーパターン、（ｂ）は第２のプロセスで形成される階調トナーパターンを示す平面視図。
【図８】階調トナーパターンの作像条件とトナー付着量検出結果を示した図。
【図９】ベタ濃度時のトナー付着量と現像バイアスの関係を示す図。
【図１０】帯電バイアスと露光出力の関係を示す特性図。
【図１１】ベタ濃度のトナー付着量と第６面積階調トナーパターンの検出値の差分ΔＭ/Ａを、差分ΔＭ/Ａからと現像γ値から現像バイアス不足分ΔＶｂを求めるための図。
【図１２】同プリンタにおける制御系の別な実施形態の構成を示すブロック。
【図１３】制御手段による制御の別な形態の制御内容を示すフローチャート。
【図１４】制御手段による制御の別な形態の制御内容を示すフローチャート。
【図１５】制御手段による制御の別な形態の制御内容を示すフローチャート。
【図１６】制御手段に記憶されているベタ濃度のトナー付着量の目標値を算出するための特性図。
【図１７】制御手段による制御の別な形態の制御内容を示すフローチャート。
【図１８】制御手段による制御の別な形態の制御内容を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のカラープリンタの実施形態について説明する。図１は、実施形態に係るカラープリンタのうち、主要部を示す概略構成図である。カラープリンタには、図１に示した構成の他に、装置全般の動作を制御する制御手段５００、記録部材としての記録紙Ｐの供給を行う図示しない給紙装置、画像形成済みの記録紙Ｐが排紙される図示しない排紙トレイ等が設けられている。なお、図中、符号の末尾に付すＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋという添字は、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ものであり、適宜省略することもある。
【０００８】
図１において、符号２００は、転写手段としての転写ユニットを示す。
転写ユニット２００は、複数のローラ部材となる駆動ローラ２０１、クリーニングバックアップローラ２０２、１次転写ニップ入口ローラ２０３、２次転写ニップ入口ローラ２０５に、像担持体であり中間転写体でもある中間転写ベルト２０６が巻きかけられている。中間転写ベルト２０６の内側ループ内には、１次転写部材となる４つの１次転写ローラ２０４Ｙ、２０４Ｃ、２０４Ｍ、２０４Ｋがベルトに接するように配置されている。中間転写ベルト２０６の外側には、クリーニングバックアップローラ２０２と１次転写ニップ入口ローラ２０３の間にベルトクリーニング装置２０７が配置されている。中間転写ベルト２０６の外側には、駆動ローラ２０１と対向する位置に２次転写部材となる２次転写ローラ２０８が配置されている。２次転写ローラ２０８の近傍には、２次転写ローラ２０８の表面にクリーニングローラ２０９が接触するように配置されている。
【０００９】
転写ユニット２００は、ベルト部材としての無端状の中間転写ベルト２０６を、ベルトループ内側に配設された複数のローラによって張架しながら、駆動ローラ２０１の回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動せしめる。駆動ローラ２０１は図５に示す駆動手段となるベルト駆動モータ２２０によって回転駆動される。
【００１０】
転写ユニット２００の下方には、作像手段としてＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の４つの画像形成ユニットが、中間転写ベルト２０６の下部張架面に沿って並ぶように配設されている。これら画像形成ユニットは、像担持体となるドラム状の感光体１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ１０１、１０１Ｋ、帯電手段１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋ、現像手段１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｋ、ドラムクリーニング装置１２０Ｙ、１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｋなどを有している。各画像形成ユニットは、感光体、帯電手段、現像手段及びドラムクリーニング装置が図示しないケーシングに支持されていて、画像形成装置本体に対して着脱自在とされている。各感光体は、その周面の頂部を、１次転写ローラ２０４Ｙ、２０４Ｃ、２０４Ｍ、２０４Ｋと対向する中間転写ベルト２０６の下部張架面に当接させることで、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の１次転写ニップを形成している。
【００１１】
転写ユニット２００の上方には、補給用の現像剤となる図示しないＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋのトナーをそれぞれ個別に収容しているトナーボトル９０Ｙ、９０Ｃ、９０Ｍ、９０Ｋが、中間転写ベルト２０６の上部張架面に沿って並ぶように配設されている。トナーボトル９０Ｙ、９０Ｃ、９０Ｍ、９０Ｋに収容されている各色のトナーは、それぞれ図５に示すＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用のトナー補給装置２７０Ｙ、２７０Ｃ、２７０Ｍ、２７０Ｋの駆動によって図１の現像手段１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｋにそれぞれ補給される。各トナーボトルは、画像形成装置本体に対してそれぞれ個別に着脱可能になっており、内部のトナーが無くなった時点で新たなものと交換される。
【００１２】
ベルト下部張架面に沿って並んでいる４つの画像形成ユニットの下方には、露光手段となる光書込ユニット２９０が設けられている。この光書込ユニット２９０は、画像情報に基づいて、光書込ユニット２９０の内部に設けられている図示しない半導体レーザーを駆動してＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の露光光Ｌｂを対応する色の感光体に出力して照射する。光書込ユニット２９０は、これら露光光Ｌｂにより、感光体１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋを光走査して、図中反時計回り方向に回転駆動する各感光体の周面に静電潜像を形成する。なお、露光光Ｌｂの照射は、レーザーに限るものではなく、例えばＬＥＤであってもよい。
【００１３】
次に、画像形成ユニットの構成について説明するが、各色の画像形成ユニットは使用するトナーの色が異なる以外は同一構成である。このため、図２では、Ｋ用の画像形成ユニットを代表例として説明する。Ｋ用の画像形成ユニットを構成する各種の部材や機器を示す符号の末尾には、Ｋという添字を付すべきであるが、同図では便宜上、かかる添字の付記を省略している。Ｋ用の画像形成ユニットにおいては、ドラム状の感光体１０１の周囲に、感光体１０１を一様帯電させる帯電手段１０２、現像手段１０３、ドラムクリーニング装置１２０などが配設されている。
【００１４】
帯電手段１０２は、電源装置３００によって帯電バイアスが印加される帯電ローラ１０２ａを感光体１０１に接触させる接触帯電方式のものであり、帯電ローラ１０２ａと感光体１０１との間に放電を生じせしめることで感光体１０１の周面を一様帯電させる。帯電ローラ１０２ａを採用した接触帯電方式の代わりに、帯電ブラシを採用した周知の接触放電方式や、スコロトロンチャージャーを採用した非接触帯電方式を帯電手段１０２として採用してもよい。
【００１５】
現像手段１０３は、図示しない磁性キャリアと非磁性のトナーとを含有する二成分現像剤を撹拌する攪拌部１０４と、後述の現像剤担持体となる現像スリーブを収容している現像部１０５とをケーシング内に有している。攪拌部１０４では、二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という）が、第１スクリュー部材１０６と第２スクリュー部材１０７とで攪拌されながら搬送される。第２スクリュー部材１０７は、現像部１０５の下方に位置しており、図示しない駆動手段によって回転駆動されることで、現像剤を搬送しながら現像スリーブ１０９に供給する。現像手段１０３のケーシングには、第１スクリュー部材１０６の近傍にトナー濃度センサ１８０が固定されており、第１スクリュー部材１０６によって搬送される現像剤中のトナー濃度を検知する。この検知結果は、トナー濃度信号として制御手段５００に送られる。このトナー濃度センサ１８０は、他の色の現像手段も備えている。図５では、トナー濃度センサ１８０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）と表記している。
制御手段５００は、トナー濃度センサ１８０からのトナー濃度信号に基づいて、図示しないＫ用のトナー補給装置を適宜駆動することで現像手段１０３の攪拌部１０４内に適量のトナーを補給させる。これにより、現像部１０５での現像に伴ってトナー濃度が低下した現像剤は、補給されたトナーと一緒に第１スクリュー部材１０６と第２スクリュー部材１０７によって循環搬送されることで、トナー濃度が調整される。
【００１６】
現像部１０５に配置されて図示しない駆動モータによって回転駆動される筒状の現像スリーブ１０９は、現像手段１０３のケーシングに設けられた開口から自らの周面の一部をケーシング外に露出させていて、その露出箇所を、所定のギャップを介して感光体１０１に対向させている。
第２スクリュー部材１０７によって搬送される現像剤は、現像スリーブ１０９の内部に配置されたマグネットローラの発する磁力によって現像スリーブ１０９の表面に引き寄せられて、スリーブ表面に汲み上げられる。そして、スリーブの回転に伴って、スリーブと規制ブレード１１０との間のギャップを通過する際にスリーブ上の層厚が規制された後、感光体１０１に対向する現像領域に搬送される。
【００１７】
非磁性材料からなる現像スリーブ１０９の内側には、図示しない現像電極が配設されており、これには電源３０１から現像バイアスが印加されている。そして、現像領域では、感光体１０１の静電潜像と、現像スリーブ１０９との間に現像電界が形成される。現像領域に搬送された現像剤は、マグネットローラの図示しない現像磁極の発する磁力によって穂立ちして磁気ブラシを形成し、そのブラシ先端を感光体１０１に摺擦させる。そして、磁気ブラシ中のトナーは、前述の現像電界の作用によって磁性キャリアから離脱して感光体１０１の静電潜像に転移する。この転移により、感光体１０１上の静電潜像が可視像としてのトナー像に現像される。
【００１８】
なお、本形態では、現像剤として２成分現像剤を用いる２成分現像方式を採用した現像手段１０３について説明したが、磁性キャリアを含まない１成分現像剤（トナー）を用いる１成分現像方式の現像手段を採用してもよい。
【００１９】
感光体１０１の周面に形成されたトナー像は、感光体１０１の図中時計回り方向の回転に伴って、感光体１０１と中間転写ベルト２０６との当接による１次転写ニップに進入して、中間転写ベルト２０６のおもて面に１次転写される。１次転写ニップを通過した感光体１０１表面は、ドラムクリーニング装置１２０との対向位置に進入する。
【００２０】
ドラムクリーニング装置１２０は、例えばポリウレタンゴム等からなるクリーニングブレード１２１を有しており、これの先端を感光体１０１に押し当てている。上述の１次転写ニップを通過した感光体１０１の表面には、中間転写ベルト２０６に転写されなかった若干量の転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、クリーニングブレード１２１によって感光体１０１表面から掻き取られて、ドラムクリーニング装置１２０内に回収される。
【００２１】
先に示した図１において、感光体１０１Ｋの表面は、印刷時には帯電手段（図２の１０２）によって例えば−７００［Ｖ］に一様帯電され、光書込ユニット２９０によって所定の露光出力よって露光光としてレーザー光が照射された静電潜像部分の電位が例えば−１２０［Ｖ］となる。これに対して、現像スリーブ（図２の１０９）に電源３０１から印加される現像バイアスの電圧は例えば−４７０［Ｖ］であり、これによって３５０［Ｖ］の現像ポテンシャルが発生する。このような作像条件は後述する制御手段５００による制御の結果によって適時変更される。
【００２２】
転写ユニット２００の１次転写ローラ２０４Ｙ、２０４Ｃ、２０４Ｍ、２０４Ｋは、中間転写ベルト２０６におけるＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の１次転写ニップの裏側に当接している。このようにベルト裏面に当接する１次転写ローラ２０４Ｙには、図示しない電源によって１次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の１次転写ニップには、各感光体上のトナー像を感光体表面からベルト側に向けて静電移動させる１次転写電界が形成される。このカラープリンタでは、１次転写電界を形成する転写手段として、１次転写ローラ２０４Ｙ、２０４Ｃ、２０４Ｍ、２０４Ｋを採用したが、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。
【００２３】
中間転写ベルト２０６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する。そして、そのおもて面にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋのトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。これにより、ベルト移動方向の最下流側に位置するＫ用の１次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト２０６のおもて面には、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋのトナー像の重ね合わせによる重ね合わせトナー像が形成されている。
【００２４】
中間転写ベルト２０６のループ外側に配設された２次転写ローラ２０８は、ループ内側に配設された駆動ローラ２０１との間にベルトを挟み込むようにして、ベルトのおもて面に当接して２次転写ニップを形成している。駆動ローラ２０１は接地されているのに対し、２次転写ローラ２０８にはトナーと逆極性の２次転写バイアスが図示しない電源から印加されている。これにより、２次転写ニップには、トナーをベルトおもて面側から、２次転写ローラ２０８側に静電移動させる２次転写電界が形成される。
【００２５】
本カラープリンタは、図示しない給紙カセットの内部に複数の記録紙Ｐが厚み方向に重ね合わされた紙束の状態で収容されている。給紙カセットは、所定のタイミングで紙束の一番上の記録紙Ｐを給紙路に向けて送り出す。送り出された記録紙Ｐは、図１に示すように、給紙路の末端付近に配設されているレジストローラ対２５０のローラ間に挟み込まれる。
この記録紙Ｐは、レジストローラ対２５０の機能により、２次転写ニップで中間転写ベルト２０６上の重ね合わせトナー像に重ね合わせ得るタイミングで送り出されて、二次転写ニップへと搬送される。そして、２次転写電界の作用によって中間転写ベルト２０６上の重ね合わせトナー像が二次転写ニップで一括２次転写され、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像が転写される。なお、転写ユニット２００において、２次転写電界を形成する手段として、２次転写ローラ２０８に代えて、転写チャージャを用いてもよい。
【００２６】
記録紙搬送方向の下流側となる２次転写ニップの上方には、定着装置２６０が配設されている。この定着装置２６０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ２６１と、加圧ローラ２６２とを互いに当接させて定着ニップを形成していて、両ローラを定着ニップで互いに同方向に表面移動させるように回転駆動させる。２次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、定着装置２６０に進入した後、定着ニップに挟み込まれ、ニップ圧や加熱によってフルカラー画像が定着される。
【００２７】
中間転写ベルト２０６の周方向における全領域のうち、クリーニングバックアップローラ２０２に対する掛け回し箇所には、ベルトクリーニング装置２０７の片持ち支持されるクリーニングブレード２１０のエッジが当接している。２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト２０６の表面に付着している転写残トナーや、後述するトナー像で形成された階調トナーパターンは、クリーニングブレード２１０によってベルト表面から除去される。
【００２８】
本カラープリンタを用いてカラープリントを行う場合、まず、図示しないＰＣ（パーソナルコンピュータ）から、本カラープリンタに画像情報を送信する。本カラープリンタは、その画像情報を制御手段５００と図示しない画像処理部に送る。画像情報を受けた制御手段５００は、図示しない各種の駆動モータを駆動させて、中間転写ベルト２０６を無端移動させる。また、これと同時に、各画像形成ユニットの各感光体も回転駆動する。また、画像処理部は、画像情報に基づいて生成した光書込信号を光書込ユニット２９０に送る。光書込ユニット２９０は、光書込信号に基づいてＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の露光光Ｌｂをそれぞれ生成し、所定の露光出力で照射して感光体１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋ上を光走査する。これにより、各感光体に、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の静電潜像が形成され、各現像手段によって可視像化される。このようにして、感光体１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｋには、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの各トナー像が形成される。これらＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋのトナー像は、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の１次転写ニップで中間転写ベルト２０６に重ね合わせて１次転写されて重ね合わせトナー像になる。
【００２９】
一方、図示しない給紙カセットでは、給紙ローラの回転駆動によって記録紙Ｐが送り出される。送り出された記録紙Ｐは、図示しない分離ローラで１枚に分離されて給紙路に入り込まれた後、レジストローラ対２５０に挟み込まれる。レジストローラ対２５０は、中間転写ベルト２０６上に形成された重ね合わせトナー像に重ね合わせ得るタイミングで、記録紙Ｐを２次転写ニップに向けて送り出す。なお、レジストローラ対２５０については、一般的には接地して使用することが多いが、記録紙Ｐの紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。
【００３０】
レジストローラ対２５０によって送り出されて２次転写ニップに挟み込まれた記録紙Ｐには、中間転写ベルト２０６上の重ね合わせトナー像が一括２次転写される。その後、記録紙Ｐは、定着装置２６０を経由した後、画像形成装置外へと排出される。
【００３１】
図３は、転写ユニット２００を示す斜視図である。中間転写ベルト２０６の周方向における全域のうち、駆動ローラ２０１に対する掛け回し箇所には、濃度検出手段となる反射型の光学センサ１３０が対向配置している。光学センサ１３０は、前記掛け回し箇所におけるベルト幅方向の中央部に対向するように配設されている。
【００３２】
図４は、光学センサ１３０を示す拡大構成図である。同図において、光学センサ１３０は、発光素子１３１、正反射型受光素子１３２、拡散反射型受光素子１３３、集光レンズ１３４、ケーシング１３５等を有している。なお、発光素子１３１には、ＬＥＤを用いるが、レーザー発光素子等を用いてもよい。正反射型受光素子１３２、拡散反射型受光素子１３３としては、何れもフォトトランジスタを用いているが、フォトダイオードや増幅回路等からなるものを用いてもよい。
【００３３】
発光素子１３１から発せられた赤外光は、集光レンズ１３４を透過した後、中間転写ベルト２０６に形成された後述する各種トナーパターンに到達する。そして、赤外光の一部は、各トナーパターンの表面で正反射して正反射光になった後、集光レンズ１３４を再透過して正反射型受光素子１３２に受光される。正反射型受光素子１３２は、受光量に応じた電圧を出力する。この出力値は、図示しないＡ／Ｄコンバーターによってデジタルデータに変換された後、図５に示す制御手段５００に入力される。また、赤外光の他の一部は、各トナーパターンの表面で拡散反射して拡散反射光となった後、集光レンズ１３４を再透過して拡散反射型受光素子１３３に受光される。拡散反射型受光素子１３３は、受光量に応じた電圧を出力する。この出力値は、図示しないＡ／Ｄコンバーターによってデジタルデータに変換された後、図５に示す制御手段５００に入力される。
【００３４】
発光素子１３１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、正反射型受光素子１３２及び拡散反射型受光素子１３３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１３０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１３０を用いることで、一つのセンサで、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ全色の階調トナーパターンを検知することができる。
【００３５】
図５は、本形態に係るカラープリンタの制御系のブロック図である。同図において、作像条件調整手段として機能する制御手段５００は、処理部となるＣＰＵ５００ａ、制御プログラムや各種データを記憶したＲＯＭ５００ｂ、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ５００ｃなどを備えたコンピュータで構成されている。この制御手段５００には、各種の周辺機器との間における信号送受の中継を行う周知のＩ／Ｏユニットを介して各種周辺機器に接続されているが、同図においては、それらのうち、印刷と画像形成条件に関する主要なものだけを示している。
【００３６】
制御手段５００には、各色のトナー補給装置２７０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）、中間転写ベルト２０６を回転移送するベルト駆動モータ２２０、光書込ユニット２９０、帯電用電源３００、現像用電源３０１が信号線によって接続されている。これら部材は、制御手段５００からの制御信号によってその作動状態や出力調整がなされる。
制御手段５００には、各色のトナー濃度センサ１８０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）と、光学センサ１３０が信号線を介して接続されている。トナー濃度センサ１８０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）は各色の現像手段１０３（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）のトナー濃度を検知して制御手段５００に入力するものである。制御手段５００は、トナー濃度センサ１８０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）から検知信号が所定値以下になると、低下した値を出力した現像手段に対応したトナー補給装置２７０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）を作動して、補給トナーを当該現像手段に補給する制御機能を備えている。制御手段５００は、トナー濃度センサ１８０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）から検知信号が所定値を超えると、トナー濃度が回復したものと判断してトナー補給装置の作動を停止する制御機能を備えている。
光学センサ１３０は中間転写ベルト２０６上に形成される印刷時のトナー像の濃度や、後述する作像条件調整時となる第１のプロセス時に形成される階調トナーパターンと第２のプロセス時に形成される中間濃度用とベタ濃度用のトナーパターンの濃度を検知して、制御手段５００に入力するものである。
【００３７】
制御手段５００は、図６に示す第１のプロセスと第２のプロセスを実行して作像条件調整を行う制御機能を備えている。図６は、制御手段５００によって実行される作像条件調整時の制御内容のフローチャートを示す。以下、このフローチャートに沿って作像条件調整動作について説明する。
制御手段５００は、第１のプロセスの実行後に第２のプロセスを実行する。第１のプロセスでは、ステップＳＴ１において、図７（ａ）に示すように、各画像形成ユニットによって現像ポテンシャル条件を変更することにより、中間転写ベルト２０６上にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の階調トナーパターンＰｋ、Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙを形成する。ステップＳＴ２では、光学センサ１３０で各色の階調トナーパターンＰｋ、Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙの濃度を検出するとともに、検出した濃度［階調濃度情報］から印刷時に必要なベタ濃度を導出するための作像条件を決定する。
ここでは、光学センサ１３０で各色の階調トナーパターンを構成する各トナーパッチを検知して得られた各受光素子１３２，１３３の出力値と、トナー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トナー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。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し、その結果より印刷時の作像条件を決定する。
【００３８】
以下に、ステップＳＴ２での作像条件の決定例を説明する。
図８は、ステップＳＴ２で作成した各色の階調トナーパターンの作像条件とトナー付着量検出結果を示した図であり、制御手段５００は、この結果から現像γを算出する。図９は、現像γの算出結果例を示す。図９は、縦軸を光学センサ１３０によるトナー付着量検出値、横軸を現像バイアスとしたものであり、両者の交わる直線部分が現像γとなる。
より詳細に説明すると、第１のプロセスにおいて、ステップＳＴ１で形成する各色の階調トナーパターンＰｋ、Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙは、露光後の感光体表面電位VLが帯電バイアスによらず安定する露光出力（図８では１００％）を使用して形成している。このため、作像条件調整時（電位制御時）の露光部電位となる感光体表面電位VLは一定に保たれるので、ステップＳＴ２における精度よく現像γを算出することができる。すなわち、感光体表面電位VLは一定に保てることで、現像ポテンシャルが把握でき、精度よい現像γ算出を行なえる。そしてこの算出した現像γより、作像条件を決定する。
【００３９】
図９により、目標となるトナー付着量が得られる現像ポテンシャルが一義的に決定する。また現像ポテンシャルとは、現像バイアス−露光後の感光体表面電位ＶLであり、この関係から現像バイアスを決定することができる。次に算出した現像バイアスより帯電バイアスを決定し、次に図１０に示したような関係より露光出力を決定する。図１０は、縦軸を露光出力、横軸を帯電バイアスとした印刷時の露光出力の特性を示す図である。
これら図９、図１０の特性図は、制御手段５００のＲＯＭ５００ｃに記憶されていて、制御手段５００は、光学センサ１３０の出力から、これら作像条件となる帯電バイアス、現像バイアス、露光出力を決定する。このステップＳＴ１、ＳＴ２の内容は既に周知なものである。
【００４０】
以下に算出例を示す。
図９より、現像γ＝０．６９[ｍｇ/ｃｍ＾２／ｋＶ]  現像γ派傾きで表される）
ベタ目標付着量＝０．４００[ｍｇ/ｃｍ＾２]とすると、
最適な現像ポテンシャルＶｐｐ＝５８２[Ｖ]
感光体表面電位ＶＬ＝５０Ｖとすると、
現像バイアス=現像ポテンシャルＶｐｐ−感光体表面電位ＶＬ=５３２[V]
帯電バイアス=Ｖｂ＋固定値＝６３２[Ｖ]
図１０の関係より、露光出力＝５８[％]となる。
【００４１】
制御手段５００は、第２のプロセスにおいては、ステップＳＴ３において、第１のプロセスにて決定した作像条件で、画像形成ユニットを用いて中間転写ベルト２０６上に、各色の中間濃度用とベタ濃度用のトナーパターンを作像する。これらトナーパターンとしては、例えば図７（ｂ）に示すように6個の面積階調トナー像を作像する。この面積階調トナー像は、第１面積階調トナーパターンＴｐ１、第２面積階調トナーパターンＴｐ２、第３面積階調トナーパターンＴｐ３、第４面積階調トナーパターンＴｐ４、第５面積階調トナーパターンＴｐ５、及び第６面積階調トナーパターンＴｐ６であり、この順で画像濃度（トナー付着量）が増加していく。図７（ｂ）において第１面積階調トナーパターンＴｐ１から第１面積階調トナーパターンＴｐ５は、中間濃度用のトナーパターンであり、第６面積階調トナーパターンＴｐ６は、ベタ濃度用のトナーパターンである。なお、図７（ｂ）はブラックの中間濃度用とベタ濃度用のトナーパターンのみを例示し、他の色のものは省略している。
【００４２】
制御手段５００は、ステップＳ３において作成したトナーパターンを、ステップＳ２と同様の検知手段と演算方法を用いてそれぞれのトナーパターンの濃度を求める。その後、制御手段はステップＳＴ４において、第１〜第５の面積階調トナーパターンＴｐ１〜Ｔｐ５について、予めＲＯＭ５００ｃに記憶した各面積階調トナーパターンの目標付着量と光学センサ１３０からの各面積階調トナーパターンの検出値の差を求める。そして、ステップＳＴ５においてその差分を補正値として、その補正値を分だけ、第１面積階調トナーパターンＴｐ１の作像条件たる画像面積率を補正する。同様の補正を、第２〜第５面積階調トナーパターンについても行う。このような画像面積率の補正を、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの全てついて行う。これにより、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについてそれぞれ、第１〜第５の中間調濃度を何れも目標濃度にすることができる。
また、ベタ濃度用のトナーパターンとして形成した第６面積階調トナーパターンＴｐ６は、ステップＳＴ２で決定した作像条件にて作成しているため、光学センサ１３０による検出値は、通常、検出値＝ベタ濃度目標値となるはずである。しかし、背景技術に記載したように、ステップＳＴ２でベタ濃度の作像条件を決定した時と、ステップＳＴ４で形成したタ濃度用のトナーパターンとでは、露光出力が異なる。このため、経時や環境によっては、ステップＳＴ２とＳＴ４の露光後の感光体表面電位（露光部電位）ＶＬの差ΔＶＬが大きくなり、その結果検出値とベタ濃度の目標値が乖離してしまう場合がある。
【００４３】
そこで本形態では、ステップＳＴ５において、ベタ画像用のトナーパターンとなる第６面積階調トナーパターンＴｐ６の検出値と、予め設定した目標値の範囲（目標範囲）とを比較する。そして、検出値が目標範囲内の場合にはこの制御を終え、目標範囲内では無く、検出値と目標値とが乖離した場合には、ステップＳＴ６において作像条件の変更（補正）を行う。
ステップＳＴ６において、作像条件を補正すると、せっかく目標濃度に合わせていた中間調画像の画像濃度を現像バイアス等の変更によって目標濃度からずらしてしまうことになる。このため、ステップＳＴ６において作像条件の補正を実施した後に、ステップＳＴ３からステップＳＴ４に戻り、再度中間調の濃度補正を実施する。
このような補正をすることにより、経時劣化や環境変動により感光体表面電位ＶＬが変動した場合においても、印刷時のベタ画像の濃度、中間調画像の濃度を適性に制御可することができる。
つまり、制御手段５００は、中間濃度とベタ濃度のトナーパターンの濃度をそれぞれ光学センサ１３０で検出し、第１のプロセスで検出した階調濃度情報を、中間濃度情報より中間調補正を行う。また、ベタ濃度情報により印刷中の濃度維持する制御の目標値を第２のプロセスで導出する。そして、第２のプロセスで検出したベタ濃度情報が目標値と異なる場合、第１のプロセスで決定した作像条件を修正し、修正後に第２のプロセスを再実行する。
【００４４】
次に、ステップＳＴ６における作像条件の補正例について説明する。
ステップＳＴ５で検出したベタ濃度のトナー付着量が目標範囲内でない場合、制御手段５００は、図１１に示すように、ベタ濃度のトナー付着量と第６面積階調トナーパターンＴｐ６の検出値の差分ΔＭ/Ａを図１１に示すマップ情報から算出する。そして差分ΔＭ/Ａからと現像γ値から現像バイアス不足分ΔＶｂを求め、ステップＳＴ２で求めた作像条件にΔＶｂを加算し補正する。図１１は、縦軸をトナー付着量の検出値、横軸を現像バイアスとしたものである。前述したとおり最適な現像バイアスが決定すれば、帯電バイアスと露光光量も決定するためあわせて補正する。すなわち、制御手段５００は、ステップＳＴ６で行なう作像条件を変更する場合、第１のプロセスで決定した現像バイアスや第１のプロセスで決定した露光出力を変更する。
【００４５】
作像条件を修正した場合、再度中間調の濃度補正を実施する必要があるため、調整にかかる時間の増加となってしまう。そこで感光体表面電位（露光部電位）の変動、すなわちΔＶＬによる濃度差分があるかどうかを、ΔＶＬに寄与するパラメータから判断しても良い。ΔＶＬに寄与するものとしては、使用時の環境となる温度と湿度、感光体の放置時間、感光体の経時劣化となる感光体の総駆動時間が挙げられるため、これらの情報からΔＶＬの変動を判断するようにしても良い。
この制御内容を制御手段５００で実施するにあたり、カラープリンタは、図１２に示すように、装置内の温湿度を検知する温湿度検知手段５１０と、装置の放置時間情報を得る放置時間取得手段５１１と、装置の総駆動時間情報を得る総駆動時間取得手段５１２を有している。温湿度検知手段５１０、放置時間取得手段５１１及び総駆動時間取得手段５１２は制御手段５００に信号線によって接続されていて、各検知情報をそれぞれ制御手段５００に入力するように構成されている。
【００４６】
制御手段５００は、温湿度検知手段５１０、放置時間取得手段５１１、総駆動時間取得手段５１２からの出力情報に応じて作像条件の修正を実行しないように制御する。すなわち、制御手段５００には、温湿度検知センサ５１０からの温湿度情報ｔｈの変化量Δｔｈと比較する閾値ＴＨと、放置時間取得手段５１１からの放置時間情報ｔと比較する閾値Ｔ１と、総駆動時間取得手段５１２からの総駆動時間情報ｔｍと比較する閾値Ｔ２が、予めＲＯＭ５００ｃに記憶されている。放置時間取得手段５１１と総駆動時間取得手段５１２はタイマーで構成されている。放置時間とは、前回の印刷動作終了時から次の印刷動作開始までの時間であり、放置時間取得手段５１１は印刷動作終了時からカウントする。総駆動時間情報とは、カラープリンタの使用開始時から現在までの使用時間の総和である。総駆動時間取得手段５１２は、カラープリンタの起動中の時間を計測し、装置起動を停止する際にＲＯＭ５００ｃに記憶する。総駆動時間としては、感光体の回転回数を計測し、その総和からみなしても良い。
【００４７】
次に、図１３から図１５に示すフローチャートに沿って具体的な制御内容を説明する。
図１３は、温湿度情報に応じた制御形態である。制御手段５００は、図１３のステップＳＴ１１において調整動作実施時に毎回、温湿度検知センサ５１０から温湿度情報ｔｈを取得し、制御手段５００のＲＡＭ５００ｂに記憶する。
ステップＳＴ１２では、ステップＳＴ１１で取得した今回の温湿度情報ｔｈと、前回調整動作時に取得した温湿度情報とから温湿度変化量Δｔｈを算出する。ステップＳＴ１３からステップＳＴ１７までは、図６のステップＳＴ１からステップＳ５までと同一処理のため省略する。
ステップＳＴ１７では、ベタ画像用のトナーパターンの検出値が目標範囲内か否かを判断し、目標範囲でなければステップＳＴ１８に進んで温湿度変化量Δｔｈと閾値ＴＨとを比較する。そして、温湿度変化量Δｔｈ≧閾値ＴＨの場合には、ステップＳＴ１９に進んで作像条件の変更を実行するが、温湿度変化量Δｔｈが閾値ＴＨ未満の場合には作像条件の変更をしないでこの制御を終える。
図１３に示す制御形態のように、装置内の温湿度変動が閾値未満の場合は、作像条件の変更を実行しないと、調整にかかる時間を短くすることができる。
【００４８】
図１４は、放置時間情報に応じた制御形態である。制御手段５００は、図１４のステップＳＴ２１において調整動作実施時に毎回、放置時間取得手段５１１から放置時間情報ｔを取得し、制御手段５００のＲＡＭ５００ｂに記憶する。そして、ステップＳＴ２２からステップＳＴ２６までの処理を実行する。ステップＳＴ２２からステップＳＴ２６までの処理は、図６のステップＳＴ１からステップＳＴ５までの処理と同一内容のため、省略する。
ステップＳＴ２６では、ベタ画像用のトナーパターンの検出値が目標範囲内か否かを判断し、目標範囲でなければステップＳＴ２７に進んで放置時間情報ｔと閾値Ｔ１とを比較する。そして、放置時間情報ｔ≧閾値Ｔ１の場合には、ステップＳＴ２８に進んで作像条件の変更を実行するが、放置時間情報ｔが閾値Ｔ１未満の場合には、作像条件の変更をしないでこの制御を終える。
図１４に示す制御形態のように、装置の放置時間が閾値未満の場合は、作像条件の変更を実行しないと、調整にかかる時間を短くすることができる。
【００４９】
図１５は、装置の劣化度合いの指標とかるカラープリンタの総駆動時間に応じた制御形態である。
制御手段５００は、図１５のステップＳＴ３１において調整動作実施時に毎回、総駆動時間取得手段５１２から総駆動時間情報ｔｍを取得し、制御手段５００のＲＡＭ５００ｂに記憶する。そして、ステップＳＴ３２からステップＳＴ３６までの処理を実行する。ステップＳＴ３２からステップＳＴ３６までの処理は、図６のステップＳＴ１からステップＳＴ５までの処理と同一内容のため、省略する。
ステップＳＴ３６では、ベタ画像用のトナーパターンの検出値が目標範囲内か否かを判断し、目標範囲でなければステップＳＴ３７に進んで総駆動時間情報ｔｍと閾値Ｔ２とを比較する。そして、総駆動時間情報ｔｍ≧閾値Ｔ２の場合には、ステップＳＴ３８に進んで作像条件の変更を実行するが、総駆動時間情報ｔｍが閾値Ｔ２未満の場合には、作像条件の変更をしないでこの制御を終える。
図１５に示す制御形態のように、装置の総駆動時間が閾値未満の場合は、作像条件の変更を実行しないと、調整にかかる時間を短くすることができる。
【００５０】
次に、制御手段５００による別な制御形態について、図１６から図１８を用いて説明する。
制御手段５００は、第１のプロセスにおいて、各色の階調トナーパターンＰｋ、Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙを形成し、光学センサ１３０で各色の階調トナーパターンＰｋ、Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙのトナー濃度を検知し、それに応じて作像条件を決定する。しかし、本形態では光学センサ１３０で検出した階調濃度情報中、最も濃度の高い階調濃度と予め設定した目標値とを比較して、最も濃度の高い階調濃度が目標値未満の場合、光学センサ１３０で検出した階調濃度情報を作像条件の決定に使用しないように制御する。
【００５１】
この制御を達成するため、制御手段５００には、図１６に示す目標値情報が予め記憶されている。図１６は、縦軸をトナー付着量、横軸を現像ポテンシャルとし、算出したトナー付着量と現像ポテンシャルの関係を示した図であり目標値が設定されている。各色の目標値は同一値であるが、それを得るための現像ポテンシャルは色毎に異なっている。
以下、図１７を用いてこの制御内容について説明する。この制御は、第１のプロセスで実行されるものであり、この処理の後に上述した第２のプロセスが実行される。
制御手段５００は、調整動作実施時となると、ステップＳＴ４１において中間転写ベルト２０６上に濃度の異なるＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の階調トナーパターンＰｋ、Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙを形成する。各色の階調トナーパターンは、トナー付着量の異なる複数のトナーパッチからなり、例えばパッチ間隔５．６［ｍｍ］で、Ｋ用の階調トナーパターン、Ｃ用の階調トナーパターン、Ｍ用の階調トナーパターン、Ｙ用の階調トナーパターンの順で転写ベルト６に形成される。各トナーパッチは、主走査線方向の幅が５［ｍｍ］、副走査線方向の幅が７［ｍｍ］となっている。階調トナーパターンは、現像ポテンシャル条件をトナーパッチ毎に変更し形成される。
【００５２】
制御手段５００は、ステップＳＴ４２おいて、光学センサ１３０で各色の階調トナーパターンの濃度を光学的に検出する。ステップＳＴ４３おいて、制御手段５００は、各色の階調トナーパターンの各トナーパッチを検出して得られた受光素子１３２，１３３の出力値と、周知のトナー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。本形態においては、先に記載した特開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。
【００５３】
制御手段５００は、ステップＳＴ４４において、予め設定された図１６に示すデータに基づき、各色の最大トナー濃度(付着量)が、目標値以上であるか判定する。図１６を参照すると、
最も濃度の高い階調トナーパターンのトナー濃度≧目標値：Ｍ、Ｃ
最も濃度の高い階調トナーパターンのトナー濃度＜目標値：Ｋ、Ｙ
となっている。
【００５４】
このため、制御手段５００は、本形態の場合、Ｍ，Ｃについては、現像γおよび現像開始電圧ＶｋをステップＳＴ４５において算出するが、Ｋ、Ｙについは算出しない。
算出例を示す。
Ｍ:ｙ＝ｘ(現像γ＝１．００ ，  Ｖｋ＝０)
Ｃ：ｙ=０．７５ｘ(現像γ=0.75 ，  Ｖｋ＝０)
そして、ステップＳＴ４６において、現像γ、現像開始電圧Ｖｋの算出結果より印刷時の作像条件(現像ポテンシャル)を決定する。
図１６の例では、目標値を＝０．４００[ｍｇ/ｃｍ＾２]としたが、目標値を例えば、印刷時に必要な最大付着量(ベタ画像に必要な付着量)としてもよい。この場合は、
Ｍ：現像ポテンシャル＝０．４００[ｋＶ]
Ｃ：現像ポテンシャル=０．５３３[ｋＶ]となる。
【００５５】
次にステップＳＴ４４での判定より目標値以下であった場合(Ｋ、Ｙ)は、ここでエラーと判定してこの制御を終える。
図１７に示す制御形態であると、現像γ（現像ポテンシャルと付着量の関係）の直線性がない可能性がある場合には、濃度制御を行わないため、現像γ算出誤差を抑制することができる。
【００５６】
ここで、前回の制御時の現像γ、現像開始電圧Ｖｋの算出結果から、次回の制御時に作成する階調トナーパターンの作成条件を決定することによって、エラーの発生を極力防ぐことが可能である。これは急激な環境変動や、長期間放置後など以外では現像能力が大きく変動しないためである。
【００５７】
次回制御時の作成条件の決定例を以下に示す。
図１６より、Ｋ,Ｙの画像濃度が目標値となるために必要な現像ポテンシャルは、
Ｋ:現像ポテンシャル＝８００[Ｖ]
Ｙ:現像ポテンシャル＝１６００[Ｖ]
であるため、次回制御実行時に最も高いトナー濃度パターンの作成条件を、以下とする。
Ｋ:現像ポテンシャル＝８００[Ｖ]
Ｙ:現像ポテンシャル＝１６００[Ｖ]
【００５８】
図１８は、制御手段による別な制御形態を示す。
制御手段５００は、第１のプロセスにおいて、各色の階調トナーパターンＰｋ、Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙを形成し、光学センサ１３０で各色の階調トナーパターンＰｋ、Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙのトナー濃度を検知し、それに応じて作像条件を決定する。しかし、本形態では、光学センサ１３０で検出した階調濃度情報中、最も濃度の高い階調濃度が目標値未満の場合、もっとも高い濃度よりも高い濃度の階調トナーパターンを中間転写ベルト２０６上に形成するように画像形成ユニットを制御する。
【００５９】
以下、図１８を用いてこの制御内容について説明する。この制御は、第１のプロセスで実行されるものであり、この処理の後に上述した第２のプロセスが実行される。
制御手段５００は、ステップＳＴ５１からステップＳＴ５４において、図１７のステップＳＴ４１からステップＳＴ４４と同様の処理を実行する。詳細は省略する。ステップＳＴ５４においては、ステップＳＴ４４と同様にＫとＹの最も高い濃度の階調トナーパターンが目標値以下であったとする。
【００６０】
本形態では、ここでは、エラーと判定してこの制御を終えるではなく、ステップＳＴ５７において、再作成パターンの作成条件を算出する。図１６より、Ｋ,Ｙの画像濃度が目標値となるために必要な現像ポテンシャルは、
Ｋ：現像ポテンシャル＝８００[Ｖ]
Ｙ：現像ポテンシャル=１６００[V]
であるため、次回制御実行時に最も高いトナー濃度パターンの作成条件を、以下とする。
Ｋ：現像ポテンシャル=800[Ｖ]
Ｙ：現像ポテンシャル=1600[Ｖ]
【００６１】
パターン再作成後は、再びステップＳＴ５１に戻り順次各ステップを実行する。このため、最初の制御ループでは、最も高い濃度の階調トナーパターンが目標値以下となったＫとＹの階調トナーパターンにおいても、２回目の制御ループにおいては、高い濃度の階調トナーパターンが目標値以上となる。ステップＳＴ５４からステップＳＴ５１に戻る場合、階調トナーパターン数は上記で決定した１つでよく、初回に作成したトナー濃度検出結果とあわせてＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの全ての色の現像γ、現像開始電圧ＶｋをステップＳＴ５５において算出する。そして、ステップＳＴ５６において、全ての色の印刷時の作像条件を算出して第１のプロセスを終了する。
図１８に示す制御形態であると、所定の濃度以上の階調トナーパターンを作成してから現像γを算出するため、精度よく画像形成条件を算出することができる。
【００６２】
上述した実施形態では画像形成装置をカラープリンタとして説明したが、本発明が適用可能な画像形成装置はこれに限られず、複写装置、ファクシミリ、プロッタ等の他の画像形成装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０１（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）像担持体
１３０          濃度検出手段
２０６          像担持体（中間転写ベルト）
５００          制御手段
５１０          温湿度検知手段
５１１          放置時間取得手段
５１２          総駆動時間取得手段
Ｐ（ｙ、ｃ、ｍ、ｋ）  階調トナーパターン
ｔｈ              温湿度情報
Δｔｈ            温湿度変化量
ｔ              放置時間情報
ｔｍ            総駆動時間情報
Ｔ１、Ｔ２      閾値
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特開２００４−１８４５８３号公報
【特許文献２】特開平１０−２３９９２４号公報
【特許文献３】特開平０３−２０８６８１号公報
【図１】
2014119665.tif 000003
【図２】
2014119665.tif 000004
【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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