(57)【要約】【課題】定電流制御で一次転写する構成で、画像濃度を調整する制御の長時間化を抑制しつつ、画像面積率が変化しても安定した画像濃度の画像形成を行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体上のトナー像を中間転写ベルト６に一次転写し、その後、用紙に二次転写する構成で、濃度調整用パターン像として、単位面積当りのトナー付着量を変化させた階調パターン像を形成し、同一の作像条件によって画像面積率が互いに異なる二以上のパターン画像（階調パターン像とパターン像Ｓｋ１等）を形成してそれぞれの中間転写ベルト６上でのトナー付着量を検出し、画像面積率が異なる二以上のパターン画像のそれぞれについての検出したトナー付着量の情報と、作像する画像の画像面積率の情報とに基づいて、作像する画像の作像条件を補正する。【選択図】図１
2014219626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面移動する潜像担持体上にトナー像を形成する作像手段と、
該潜像担持体上のトナー像を表面移動する中間転写体に定電流制御で転写する一次転写手段と、
該中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、
該潜像担持体上に形成され、該中間転写体上に転写された濃度調整用パターン像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段と、
該トナー付着量検出手段の検出結果に基づいて作像条件を決定し、決定した作像条件を用いて該作像手段を制御する制御手段とを有する画像形成装置において、
上記濃度調整用パターン像として、単位面積当りのトナー付着量を変化させた階調パターン像を形成し、
同一の作像条件によって画像面積率が互いに異なる二以上のパターン画像を形成してそれぞれの中間転写体上でのトナー付着量を検出し、
画像面積率が異なる二以上のパターン画像のそれぞれについての検出したトナー付着量の情報と、作像する画像の画像面積率の情報とに基づいて、作像する画像の作像条件を補正する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、
複数の上記潜像担持体を上記中間転写体の表面移動方向沿って並べて配置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記濃度調整用パターン像の作像を複数の上記潜像担持体に対して同時に実施する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、
上記中間転写体の表面における上記潜像担持体の間に上記トナー付着量検出手段を配置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
上記中間転写体は、無端ベルト状で上記潜像担持体に対して接離可能であり、
該中間転写体の内周面における上記トナー付着量検出手段と対向する位置の内側に検出手段対抗部材が接離可能な構成であり、
該検出手段対抗部材の接離動作は、その接触位置に対して該中間転写体の表面移動方向上流側の該潜像担持体に対する該中間転写体の接離動作と同期していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２乃至５の何れかに記載の画像形成装置において、
上記中間転写体の表面移動方向について他の潜像担持体に対して下流側に位置する上記潜像担持体で形成される画像の画像面積率に対するトナー付着量に基づいて、該他の潜像担持体に対する作像条件を補正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、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置としては、感光体等からなる潜像担持体を回転させて帯電装置により潜像担持体を均一に帯電させた後に、潜像担持体に対して露光装置による露光で画像を書き込むことで静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置で現像して形成した潜像担持体上のトナー像を転写装置で転写紙等の記録媒体に転写している。また、カラー画像形成を行う画像形成装置では、このような画像形成プロセスを各色ごとに単色のカラートナー像を潜像担持体上に形成し、一次転写ニップで中間転写ベルト等の中間転写体に順次転写する方法が採用されているものがある。このような画像形成装置では、例えば環境の変化や装置の経時劣化等の誤差因子の変化により現像能力が変化し、同一の作像条件で画像を形成しても経時で画像濃度が変動してしまう。
【０００３】
このような問題に対して、単位面積当りのトナー付着量を変化させた階調パターン像を作像し、適切な画像濃度が得られる作像条件を決定するプロセスコントロールと呼ばれる制御が行われている（特許文献１乃至３等）。プロセスコントロールとしては、潜像担持体上に基準パターン像としてのパッチパターン像の静電潜像を形成してこれを現像装置で現像して、中間転写体に転写して、中間転写体上のパッチパターン像の単位面積当りのトナー付着量から現像装置の現像能力を算出する。そして、その現像能力から現像バイアス、潜像担持体の帯電電位等の各種電位を決定するものが知られている。このようなプロセスコントロールを行うことで、設置環境の変化や経時劣化が生じても安定した画像形成を行うことができる。以下、単位面積当りのトナー付着量を、単に「トナー付着量」と呼ぶ。
【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、潜像担持体上のトナー像を中間転写体に一次転写する構成のうち、一次転写バイアスを定電流制御する構成では、プロセスコントロールを行っても一次転写ニップにおける画像面積率が高くなる画像を作像すると、画像濃度が低下することがあった。これは、以下の理由によるものと考えられる。画像面積率とは、ある範囲の領域全体に対する実際に画像が形成された領域の割合であり、例えば、ある範囲の領域全体のドット数に対する画像が形成されたドット数の割合によって決定する。また、一次転写ニップは潜像担持体や中間転写体の表面移動方向と平行な副走査方向の幅が狭く、副走査方向に直交する主走査方向の幅が広い領域であるため、主走査方向の幅が広い画像が通過すると、一次転写ニップにおける画像面積率が高くなる傾向がある。
【０００５】
すなわち、潜像担持体から中間転写体へのトナー像の一次転写を行うときに中間転写体側に印加される一次転写バイアスは定電流制御でバイアス印加するものが一般的である。この定電流制御の場合、一次転写ニップに形成される転写電界が中間転写ベルトや転写ローラ等の転写部材の抵抗変動の影響を受け難く、安定した転写性を実現することができる。この定電流制御では、潜像担持体表面電位の変動に対して定電流を維持するために印加される一次転写電圧は変化する。
【０００６】
具体的には、トナーの正規帯電極性がマイナス極性の場合、潜像担持体表面電位の平均値は、画像面積率が高いほどプラス極性側にシフトする。これは、一様帯電された状態の潜像担持体の表面電位は、現像装置が備える現像剤担持体よりもマイナス極性側であるが、トナーが供給される部分は現像剤担持体よりもプラス極性側だからである。現像剤担持体からマイナス極性のトナーが供給されることで、潜像担持体上のトナーが供給される部分の電位がマイナス極性側に僅かにシフトする。このシフト幅は十分に小さいため、考慮しないものとする。
【０００７】
一次転写ニップにおける画像面積率が高い状態は、潜像担持体上のトナーが供給される部分の割合が大きい状態であり、現像剤担持体よりもプラス極性側となるこの部分の割合が大きくなるほど潜像担持体表面電位の平均値はプラス側にシフトする。仮に一次転写電圧が一定の状態で潜像担持体表面電位の平均値がプラス側にシフトすると、一次転写電圧が印加される一次転写部材の電位と潜像担持体表面電位の平均値との電位差が小さくなる。この電位差が小さくなると、一次転写ニップを流れる電流値は小さくなる。定電流制御では、潜像担持体表面電位の平均値がプラス極性側にシフトすると、一次転写電圧もプラス極性側にシフトするように変化する。これにより、一次転写部材の電位と潜像担持体表面電位の平均値との電位差が一定に保たれ、一次転写ニップを流れる電流値が一定となる。
【０００８】
このように、定電流制御では画像面積率が高くなると一次転写電圧がプラス極性側にシフトする。一方、潜像担持体上のトナーが付着している部分の電位は、画像面積率の変動に関わらず一定である。よって、定電流制御では、潜像担持体上のトナーが付着している部分の電位と一次転写部材の電位との電位差が、画像面積率が高くなるほど大きくなる。この電位差を大きくしていった場合、ある程度まではトナーの転写率が上昇する傾向にあるが、転写率が最大値となる電位差を超えると転写率が低下する。これは、電位差が大きくなり過ぎると、電荷注入による逆帯電トナーが増加するためと考えられる。
定電流制御の目標の転写電流値を、画像面積率が低い画像において転写率が最大となるように設定していると、画像面積率が高い画像のトナーが付着している部分の一次転写部材との電位差が転写率が最大となる電位差よりも大きくなる。このため、プロセスコントロールを行っても画像面積率が高い画像を画像形成すると、画像濃度が低下した、と考えられる。
【０００９】
特許文献３には、上述した階調パターン像を作像するプロセスコントロールを行った後に、画像面積率が異なる二以上のパターン画像を同一の作像条件で形成する制御が記載されている。そして、画像面積率が異なるパターン画像同士の中間転写ベルト上での単位面積当りのトナー付着量の差を算出し、このトナー付着量の差が所定の値以上であると、上記二以上のパターン画像を作成したときよりも帯電電位を小さくする制御が記載されている。帯電電位を小さくすることで、画像面積率が低いときの潜像担持体表面電位の平均値と、画像面積率が高いときの潜像担持体表面電位の平均値との差を小さくすることができる。
【００１０】
上述したように、定電流制御では、潜像担持体表面電位の平均値がプラス側にシフトすると、一次転写電圧もプラス極性側にシフトするため、潜像担持体表面電位の平均値の変動量が大きくなると一次転写電圧の変動量も大きくなる。画像面積率が低いときの潜像担持体表面電位の平均値と、画像面積率が高いときの潜像担持体表面電位の平均値との差を小さくすることで、潜像担持体表面電位の平均値の変動量が小さくなり、一次転写電圧の変動量も小さくなる。これにより、潜像担持体上のトナーが付着している部分と一次転写部材との電位差の値についても、画像面積率が低いときと画像面積率が高いときとでの差が小さくなる。この結果、画像面積率が低いときと画像面積率が高いときとでの転写率の差が小さくなって、画像面積率が低いときに比べて画像面積率が高いときに画像濃度が低下することを抑制できる。
【００１１】
帯電電位を小さくするのみであると、現像電位と帯電電位との電位差が小さくなり、潜像担持体上の地肌部にトナーが付着する地汚れが悪化する場合がある。そこで、特許文献３では、帯電電位を小さくする制御に連動して現像電位を小さくし、現像電位と帯電電位との電位差の低下を抑制する制御も記載されている。これにより、地汚れが悪化することは抑制できる。
【００１２】
また、帯電電位を小さくする制御に連動して現像電位を小さくするのみであると、潜像担持体表面で露光されトナーが供給される部分の電位（露光電位）と現像電位との電位差が小さくなり、潜像担持体へのトナー付着量が減少する。潜像担持体へのトナー付着量が減少すると、画像面積率の高低に関わらず、帯電電位を変更する前と比較して画像濃度が低下し、安定した画像濃度で画像形成を行うことが出来ない。そこで、特許文献３では、帯電電位を小さくする制御に連動して現像電位を小さくする設定を行った後に、階調パターン像を作像するプロセスコントロールを新たに実行する制御が記載されている。
【００１３】
しかし、階調パターン像を作像するプロセスコントロールを新たに実行すると、画像濃度を調整する制御の長時間化に繋がる。さらに、帯電電位を小さくする制御によって転写率の差を小さくし画像面積率が高いときに濃度が低下することを抑制できるが、転写率の差を無くすことは出来ず、画像面積率が高いときの濃度低下を防止することは出来ない。
【００１４】
このような問題は、複数の潜像担持体を備えたカラー画像形成を行う画像形成装置に限るものではない。潜像担持体上のトナー像を中間転写体に定電流制御で転写する構成で、パッチパターン像のトナー付着量を中間転写体上で検出する構成であれば、潜像担持体が一つであっても生じ得る問題である。
【００１５】
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、定電流制御で一次転写する構成で、画像濃度を調整する制御の長時間化を抑制しつつ、画像面積率が変化しても安定した画像濃度の画像形成を行う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】
【００１６】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、表面移動する潜像担持体上にトナー像を形成する作像手段と、該潜像担持体上のトナー像を表面移動する中間転写体に定電流制御で転写する一次転写手段と、該中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、該潜像担持体上に形成され、該中間転写体上に転写された濃度調整用パターン像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段と、該トナー付着量検出手段の検出結果に基づいて作像条件を決定し、決定した作像条件を用いて該作像手段を制御する制御手段とを有する画像形成装置において、上記濃度調整用パターン像として、単位面積当りのトナー付着量を変化させた階調パターン像を形成し、同一の作像条件によって画像面積率が互いに異なる二以上のパターン画像を形成してそれぞれの中間転写体上でのトナー付着量を検出し、画像面積率が異なる二以上のパターン画像のそれぞれについての検出したトナー付着量の情報と、作像する画像の画像面積率の情報とに基づいて、作像する画像の作像条件を補正することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、定電流制御で一次転写する構成で、画像濃度を調整する制御の長時間化を抑制しつつ、画像面積率が変化しても安定した画像濃度の画像形成を行うことができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】画像面積率変動の影響を考慮した濃度調整に用いる第二の濃度調整用パターン像の説明図、（ａ）は中間転写ベルトの下面図、（ｂ）中間転写ベルトの側面図。
【図２】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図３】実施形態のプリンタにおける濃度調整を行う制御系の要部構成の一例を示すブロック図。
【図４】中間転写ベルト上に形成された第一の濃度調整用パターン像の説明図。
【図５】マゼンタ用一次転写ニップでの画像面積率の違いによる転写電圧の変化を説明する説明図、（ａ）は、低画像面積率のときの説明図、（ｂ）は、高画像面積率のときの説明図。
【図６】異なる画像面積率の画像を出力したときの、転写電流と転写率との関係を示すグラフ。
【図７】ブラック用一次転写ニップでの画像面積率の違いによる転写電圧の変化を説明する説明図、（ａ）は、マゼンタ用一次転写ニップ及びブラック用一次転写ニップ近傍の説明図、（ｂ）は、低画像面積率のときの説明図、（ｃ）は、高画像面積率のときの説明図。
【図８】ブラック用一次転写ニップにおける転写電圧と逆転写率との関係を示すグラフ。
【図９】画像面積率とトナー付着量との関係を示すグラフ。
【図１０】各一次転写ニップの間にトナー付着量検知センサが配置されたプリンタのタンデム型画像形成部と中間転写ベルトとの説明図、（ａ）は、フルカラーモードのときの説明図、（ｂ）は、モノクロモードのときの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係るタンデム型中間転写方式のフルカラー画像形成装置（以下「プリンタ１００」という。）の構成例を示す概略構成図である。
プリンタ１００は、駆動源としての不図示の駆動モータで回転駆動可能な像担持体としての無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト６を中央部に備えている。中間転写ベルト６は、多層構造となっている。中間転写ベルト６のベース層は、例えば伸びの少ないフッ素樹脂やＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）シート、ポリイミド系樹脂で形成され、その表面はフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で被われている。そして、中間転写ベルト６は複数の支持部材としての支持ローラ（１５，１６，１８，１９）に掛け回され、図中反時計回りに（図中の矢印方向に）回転可能に構成されている。第四支持ローラ１９の左方には、画像転写後に中間転写ベルト６上に残留する残留トナーを除去するクリーニング手段としての中間転写ベルトクリーニング装置７が設けられている。
【００２０】
また、第二支持ローラ１６と第三支持ローラ１８との間に張り渡された中間転写ベルト６の張架部に対向するように、その表面移動方向に沿って四つの作像装置１０が横に並べて配置され、タンデム型画像形成部２００を構成している。四つの作像装置１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、中間転写ベルト６の表面移動方向に沿って、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応した作像手段である。
このタンデム型画像形成部２００の下方には、画像データに基づいて変調されたレーザー光Ｌを照射可能な光書き込み装置（露光装置）５が設けられている。
また、プリンタ１００は、各駆動部の駆動制御を行う制御部５００を備えている。
【００２１】
四つの作像装置１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の構造は同一であり、それぞれ各色のトナー像が表面に形成される潜像担持体としての感光体１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）を備えている。イエロー用作像装置１０Ｙは、図中の時計回り方向に回転駆動されイエロー用感光体１Ｙの周囲に、イエロー用感光体１Ｙの表面を帯電する帯電装置２を備える。また、光書き込み装置５からのレーザー光Ｌによってイエロー用感光体１Ｙに形成された潜像を現像する現像装置３を備える。さらに、イエロー用感光体１Ｙに残留した現像剤としてのトナー等を除去するクリーニング装置４を備えている。現像装置３では、不図示の現像ローラにはトナーが担持され、現像ローラに印加された現像バイアス電位と、イエロー用感光体１Ｙ表面の電位との電位差である現像ポテンシャルによって、現像ローラ上のトナーがイエロー用感光体１Ｙの表面に供給される。
【００２２】
また、中間転写ベルト６の張架部を間に挟んでイエロー用感光体１Ｙと対向する位置には、イエロー用感光体１Ｙ上のトナー像を中間転写ベルト６に転写するための一次転写部材としての一次転写ローラ１７が配設されている。他の三つの色の作像装置１０（Ｃ，Ｍ，Ｋ）についても、上述したイエロー用作像装置１０Ｙと同様に構成されている。
【００２３】
中間転写ベルト６の第一支持ローラ１５に支持されている部分に対向する位置には、二次転写部１２が配設されている。この二次転写部１２は、各感光体１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）からトナー像を一次転写して形成された中間転写ベルト６上の合成カラー画像を被転写体（記録媒体）としての用紙Ｐに転写する転写部を構成する。プリンタ１００の二次転写部１２は、二次転写部材としての二次転写ローラ８と、第一支持ローラ１５に向かって二次転写ローラ８を加圧するスプリング等からなる加圧部材９とを備えている。
また、中間転写ベルト６の第一支持ローラ１５に支持されている部分の上部に対向する位置には、中間転写ベルト６上に付着したトナー像のトナー付着量を検出する光学センサ１５１が配置されている。
【００２４】
二次転写部１２の上方には、用紙Ｐ上の転写画像（重ね合わせカラートナー像）を定着する定着装置１３が設けられている。定着装置１３は、定着ローラ１３ａに加圧ローラ１３ｂが押し当てられ、両ローラ（１３ａ，１３ｂ）の接触対向部に定着ニップを形成し、その定着ニップにおいて用紙Ｐ上のトナー像に熱と圧とを加えることで定着を行うように構成されている。また、二次転写部１２は、二次転写後の用紙Ｐを定着装置１３へ搬送する搬送機能も備えており、二次転写ローラ８と定着装置１３の定着ニップとの間には、搬送ガイド部材として転写出口ガイド部材３１及び定着前ガイド部材１１が設けられている。二次転写後の用紙Ｐは、転写出口ガイド部材３１及び定着前ガイド部材１１によって案内され、定着ニップに向かって移動するように搬送される。
【００２５】
また、用紙Ｐを二次転写部１２に向かって供給する被転写体供給手段は、給紙テーブル５０、図示しない手差しトレイ、レジストローラ対２８、搬送ローラ対３０、第一給紙路２９ａ及び第二給紙路２９ｂ等を備える。給紙テーブル５０は、給紙カセット２６と、給紙カセット２６上の用紙Ｐを送り出して供給する用紙供給部材としての給紙ローラ２７とを備える。
【００２６】
プリンタ１００におけるカラー画像形成は、例えば次のように行われる。図示しない操作部のスタートスイッチが押下されると、駆動源としての図示しない駆動モータで四つの支持ローラ（１５，１６，１８，１９）の一つが回転駆動され、他の支持ローラが従動回転する。これにより、中間転写ベルト６が図２中の矢印で示す所定回転方向に回転して搬送される。同時に各作像装置１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）において回転駆動された感光体１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）にイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像が形成される。そして、中間転写ベルト６の搬送とともに各感光体１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）上の単色画像それぞれが順次転写され、中間転写ベルト６上に合成カラー画像（カラートナー像）が形成される。
【００２７】
また、上記スタートスイッチが押下されると、給紙テーブル５０の給紙ローラ２７が回転駆動され、給紙テーブル５０が備える給紙カセット２６から用紙Ｐが繰り出され、図示しない分離ローラで一枚ずつ分離されて第一給紙路２９ａに入る。第一給紙路２９ａに入った用紙Ｐは、搬送ローラ対３０で搬送されてプリンタ１００本体内の第二給紙路２９ｂに導かれ、レジストローラ対２８に突き当って止まる。そして、中間転写ベルト６上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ対２８が回転駆動され、中間転写ベルト６と二次転写部１２の二次転写ローラ８との間の二次転写ニップに用紙Ｐが送り込まれる。そして、二次転写部１２で静電転写されて用紙Ｐ上にカラー画像が記録される。
【００２８】
画像転写後の用紙Ｐは、二次転写部１２から搬送され、搬送ガイド部材を介して定着装置１３へと送り込まれる。そして、定着装置１３の定着ローラ１３ａと加圧ローラ１３ｂとが対向する定着ニップで熱と圧力とが加えられて転写画像が定着された後、排出ローラ３９で排出され、排紙トレイ４０上にスタックされる。
【００２９】
一方、画像転写後の中間転写ベルト６は、画像転写後に中間転写ベルト６上に残留する残留トナーが中間転写ベルトクリーニング装置７で除去され、各作像装置１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）による再度の画像形成に備える。
【００３０】
次に、一定の画像面積で画像濃度が異なるパッチ画像を複数作像する第一の濃度調整用パターン像と、これに基づいた濃度調整について説明する。
図３は、プリンタ１００における濃度調整を行う制御系の要部構成の一例を示すブロック図である。プリンタ１００の制御部５００は、定電流制御となるように一次転写ローラ１７に印加する電圧を制御する。また、濃度調整時の光学センサ１５１の検出結果に基づいて決定した作像条件となるように、作像装置１０における帯電装置２による帯電電位や現像装置３の現像バイアス電位を制御したり、光書き込み装置５のレーザー光Ｌの強度を制御したりする。
【００３１】
図４は、中間転写ベルト６上に形成された第一の濃度調整用パターン像の説明図である。
プリンタ１００の制御部５００は、電源投入時あるいは所定枚数の作像を行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御を実行する。
【００３２】
画像濃度制御は、まず、図４に示すような、各色の階調パターン像（Ｓｋ，Ｓｍ，Ｓｃ，Ｓｙ）を中間転写ベルト６上における各光学センサ１５１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に対向する位置に自動形成する。各色の階調パターン像は、十個の画像濃度が異なる２［ｃｍ］×２［ｃｍ］の面積のトナーパッチからなっている。各色の階調パターン像（Ｓｋ，Ｓｍ，Ｓｃ，Ｓｙ）を作成するときの、感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の帯電電位は、通常の画像形成時の作像プロセスにおける一様な感光体帯電電位とは異なり、値を徐々に大きくする。そして、レーザー光Ｌの走査によって階調パターン像を形成するための複数のパッチ静電潜像を各感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にそれぞれ形成せしめながら、それらをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によって現像する。この現像の際、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像ローラに印加される現像バイアスの値を徐々に大きくしていく。
【００３３】
このような現像により、四つの感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上にはそれぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの階調パターン像（Ｓｋ，Ｓｍ，Ｓｃ，Ｓｙ）が形成される。これらの階調パターン像（Ｓｋ，Ｓｍ，Ｓｃ，Ｓｙ）は、図４に示すように中間転写ベルト６の主走査方向に所定の間隔で並ぶように一次転写される。このときの、各色の階調パターン像におけるトナーパッチのトナー付着量は最小で０．１［ｍｇ／ｃｍ２］、最大で０．５５［ｍｇ／ｃｍ２］ほどあり、また、トナーＱ／ｄ分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性にそろっている。
【００３４】
中間転写ベルト６上に形成され各階調パターン像（Ｓｋ，Ｓｍ，Ｓｃ，Ｓｙ）の各トナーパッチは、中間転写ベルト６の無端移動に伴って、光学センサ１５１との対向位置を通過する。この際、光学センサ１５１は、トナー付着量を検出するための光を各階調パターン像に照射し、各階調パターン像のトナーパッチに対する単位面積あたりのトナー付着量に応じた量の反射光を受光する。
次に、各色トナーパッチを検知したときの光学センサ１５１の出力電圧と、付着量変換アルゴリズムとから、各色の階調パターン像の各トナーパッチにおける付着量を算出し、算出した付着量に基づき作像条件を調整する。具体的には、トナーパッチにおけるトナー付着量を検知した結果と、各トナーパッチを作像したときの現像ポテンシャルとに基づいてその直線グラフを示す関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を回帰分析によって計算する。そして、この関数に画像濃度の目標値を代入することで適切な現像バイアス値を演算し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の現像バイアス値を特定する。
【００３５】
制御部５００のメモリ内には、数十通りの現像バイアス値と、それぞれに個別に対応する適切な感光体帯電電位とが予め関連付けられている作像条件データテーブルが格納されている。各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）について、それぞれこの作像条件テーブルの中から、特定した現像バイアス値に最も近い現像バイアス値を選び出し、これに関連付けられた感光体帯電電位を特定する。ここで選びされた現像バイアス値と、特定された感光体帯電電位とを用いた作像条件で作像を行うことで、設置環境の変化や経時劣化が生じても、目標値に近い画像濃度で安定した画像形成を行うことができる。
【００３６】
プリンタ１００では、一次転写ローラ１７に印加される一次転写バイアスは定電流制御で印加されている。この定電流制御の場合、中間転写ベルト６の抵抗変動に対してロバスト性の高い転写性を実現することができる。しかし、感光体１の表面電位の変動に対して定電流を維持するために印加される一次転写電圧は変化する。具体的には、主走査方向における感光体１の表面電位の平均値が変化すると一次転写電圧が変化する。そして、低画像面積率の画像出力時よりも高画像面積率の画像出力時の方が、感光体１の表面電位の平均値がプラス側に高くなるため、一次転写電圧が大きくなり、トナーが付着した部分の感光体表面電位と一次転写電圧との電位差が大きくなる。
【００３７】
しかし、上述した第一の濃度調整用パターン像のみを用いた濃度調整方法では、主走査方向における画像面積率の小さい濃度調整用パターン像を各色で書き込んで中間転写ベルト６上でパターン像を読み取り、濃度を調整している。このような濃度調整では、画像面積率変動が生じた場合の一次転写電圧が変化することを考慮した濃度調整がなされない。そのため、高画像面積率の画像を出力した際には定電流制御における転写電圧が高くなる。特に経時における劣化した現像剤の場合、トナーの帯電量が低いため、設定電流値では転写率が最大となる電圧よりも高い電圧の領域で転写されることになり、濃度低下が生じてしまうということがある。
【００３８】
また、プリンタ１００のように、タンデム中間転写方式におけるフルカラーの場合、感光体１から中間転写ベルト６へとトナー像が順次一次転写されていく。このとき、一次転写された中間転写ベルト６上のトナー像は、下流側の感光体１と一次転写ローラ１７とが対向する一次転写ニップにおける一次転写バイアスによって下流側の感光体１へと逆転写される。このとき、下流側の感光体１から転写されるトナー像の画像面積率が高くなった場合は、定電流制御であるため下流側の一次転写ニップでの一次転写電圧も大きくなる。下流側の一次転写ニップでの転写電圧が大きくなると、それよりも上流側で転写されたトナー像がこの下流側の一次転写ニップを通過する際に放電による逆帯電（プラス帯電）のトナーが増えてしまい、逆転写率が大きくなることがある。このため、下流側の作像装置１０で作像される画像の画像面積率が高いにも関わらず、画像面積率が低い画像と同じ作像条件で画像形成を行うと、画像濃度の低下を招くという問題が生じる。
【００３９】
このため、感光体１上のトナー像を中間転写ベルト６に定電流制御で一次転写する構成で、画像面積率が変化しても安定した画像濃度の画像形成を行うことが求められる。
特許文献４には、画像面積率変動による像担持体（感光体）上トナー付着量の変動を防ぐ目的で、画像面積率情報から現像剤汲み上げ量を制御する構成が記載されている。画像面積率情報からトナー付着量を制御してはいるが、画像面積率が高いときには転写電圧が高くなって転写率が低下してしまうことや、下流側の一次転写ニップでの逆転写率が増加してしまうという問題は解消できていない。
【００４０】
次に、画像面積率の変動によって転写電圧が変化し、高画像面積率の場合は転写率が低下してしまう不具合について、図５及び図６を用いて説明する。
図５は、マゼンタ用感光体１Ｍが中間転写ベルト６に当接するマゼンタ用一次転写ニップ１７０Ｍでの画像面積率の違いによる転写電圧の変化を説明する説明図である。図５（ａ）は、低画像面積率マゼンタ像Ｍ１００を転写するときの説明図であり、図５（ｂ）は、高画像面積率マゼンタ像Ｍ１０１を転写するときの説明図である。図５中の矢印Ｙ方向が中間転写ベルト６の表面移動方向に直交する幅方向に平行な主走査方向を示す。図５（ａ）及び図５（ｂ）中の上図はマゼンタ用一次転写ニップ１７０Ｍにおけるマゼンタ画像（Ｍ１００、Ｍ１０１）が占める割合を模式的に示した図である。また、図５（ａ）及び図５（ｂ）中の下図は、上図のマゼンタ画像に主走査方向の対応した転写電圧、感光体電位、及び、トナーに作用する電圧について、主走査方向の位置の違いによる値の変化を示す模式図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）中の上図の矢印Ｘ方向が中間転写ベルト６の表面移動方向と平行な副走査方向である。
【００４１】
定電流制御によってバイアス印加される一次転写部であるマゼンタ用一次転写ニップ１７０Ｍでは、画像面積率に応じて転写電圧が変化し、画像を形成しているトナーにかかる電圧が変動してしまう。
図５（ａ）に示すように画像面積率が低いときには、マゼンタ用感光体１Ｍの表面の主走査方向におけるほとんどの領域が帯電電位Ｖｄとなる。そして、定電流制御によってマゼンタ用一次転写ローラ１７Ｍに印加される一次転写電圧は、帯電電位Ｖｄよりも少しプラス極性側となる感光体表面平均電位Ｖａ１から所定の電位差ΔＶ１を有する電圧Ｖ０１となる。
【００４２】
一方、図５（ｂ）に示すように画像面積率が高いときには、マゼンタ用感光体１Ｍの表面の主走査方向におけるほとんどの領域が露光電位ＶＬとなる。このため、定電流制御によってマゼンタ用一次転写ローラ１７Ｍに印加される転写電圧は、露光電位ＶＬよりも少しマイナス極性側となる感光体表面平均電位Ｖａ２から所定の電位差ΔＶ２を有する電圧Ｖ０２となる。
【００４３】
図５に示すように、マゼンタ用一次転写ニップ１７０Ｍでの低画像面積率のときと高画像面積率のときでは、画像を形成しているトナーにかかる電圧がΔＶ０１とΔＶ０２とで異なる。そして、高画像面積率の出力時の方が高い電圧（ΔＶ０１＜ΔＶ０２）が生じるため、転写率が最大となるピーク電圧よりも高い電圧が発生し、一次転写率が低くなってしまう。
つまり、第一の濃度調整用パターン像のみの通常のプロセスコントロールでは制御していない画像面積率の変動に応じて中間転写ベルト６上のトナー付着量が低下し、濃度低下を招くことがある。
【００４４】
図６は、異なる画像面積率の画像を出力したときの、転写電流と転写率との関係を示すグラフである。
図６に示すように、定画像面積率出力時の転写率が最大となる転写電流の値を設定電流値に設定した場合、高画像面積率出力時の転写率は低い値となり、転写率の違いに起因する画像濃度差が生じ易い。
このため、設計上では、このような画像面積率による変動を考慮した転写電流が設定される（低画像面積率出力時の実線のカーブと高画像面積率出力時の破線のカーブとが交わる電流値に設定する）。しかし、経時において劣化した現像剤を用いる場合、トナー帯電量が低くなり、転写率カーブが低電流側にシフトするため、図６に示すグラフのように、高画像面積率出力時に濃度低下を招くことがある。
【００４５】
このような問題に対して、本発明を適用したプリンタ１００では、上述した第一の濃度調整用パターン像を書き込む通常のパターン像形成モードに加え、後述する第二の濃度調整用パターン像を書き込むパターン像形成モードを実行する。第二の濃度調整用パターン像は、濃度調整用パターン像として、通常のパターン像形成モードの階調パターン像に対して画像面積率が異なるパターン画像を作像する。このように、各作像装置１０で、画像面積率が異なるパターン画像を書き込んで、光学センサ１５１で読み取ることで画像面積率に応じて濃度を調整することが出来る。
【００４６】
次に、下流側の一次転写ニップでの画像面積率によって上流側で転写されたトナー像の逆転写率が変化する不具合について、図７及び図８を用いて説明する。
図７は、ブラック用感光体１Ｋが中間転写ベルト６に当接するブラック用一次転写ニップ１７０Ｋでの画像面積率の違いによる転写電圧と逆転写率との変化を説明する説明図である。図７（ａ）は、中間転写ベルト６におけるマゼンタ用一次転写ニップ１７０Ｍ及びブラック用一次転写ニップ１７０Ｋ近傍の説明図である。図７（ｂ）は、低画像面積率マゼンタ像Ｍ１００が形成された位置に低画像面積率ブラック像Ｋ１００を転写するときの説明図である。一方、図７（ｃ）は、低画像面積率マゼンタ像Ｍ１００が形成された位置に高画像面積率ブラック像Ｋ１０１を転写するときの説明図である。
【００４７】
図７中の矢印Ｙ方向が中間転写ベルト６の表面移動方向に直交する幅方向に平行な主走査方向を示す。図７（ｂ）及び図７（ｃ）中の上図はブラック用一次転写ニップ１７０Ｋにおけるブラック画像（Ｋ１００、Ｋ１０１）が占める割合を模式的に示した図である。また、図７（ｂ）及び図７（ｃ）中の下図は、上図のブラック画像に主走査方向の対応した転写電圧、感光体電位、及び、トナーに作用する電圧について、主走査方向の位置の違いによる値の変化を示す模式図である。
図７（ａ）と、図７（ｂ）及び図７（ｃ）中の上図との矢印Ｘ方向が中間転写ベルト６の表面移動方向と平行な副走査方向である。
【００４８】
定電流制御によってバイアス印加される一次転写部であるブラック用一次転写ニップ１７０Ｋでは、ニップ内の画像面積率に応じて転写電圧が変化し、中間転写ベルト６上に形成されたマゼンタ画像を形成しているトナーにかかる電圧が変動してしまう。
図７（ｂ）に示すように画像面積率が低いときには、ブラック用感光体１Ｋの表面の主走査方向におけるほとんどの領域が帯電電位Ｖｄとなる。そして、定電流制御によってブラック用一次転写ローラ１７Ｋに印加される一次転写電圧は、帯電電位Ｖｄよりも少しプラス極性側となる感光体表面平均電位Ｖａ１から所定の電位差ΔＶ２１を有する電圧Ｖ１１となる。
【００４９】
一方、図７（ｃ）に示すように画像面積率が高いときには、ブラック用感光体１Ｋの表面の主走査方向におけるほとんどの領域が露光電位ＶＬとなる。このため、定電流制御によってブラック用一次転写ローラ１７Ｋに印加される転写電圧は、露光電位ＶＬよりも少しマイナス極性側となる感光体表面平均電位Ｖａ２から所定の電位差ΔＶ２２を有する電圧Ｖ１２となる。
【００５０】
ブラック用一次転写ニップ１７０Ｋでの低画像面積率のときと高画像面積率のときでは、ブラック用一次転写ニップ１７０Ｋよりも上流側のマゼンタ用一次転写ニップ１７０Ｍで形成されたマゼンタ画像を形成しているトナーにかかる電圧が異なる。詳しくは、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、低画像面積率のときはマゼンタ画像を形成しているトナーにかかる電圧がΔＶ１１であるのに対して、高画像面積率のときにはΔＶ１２となる。
そして、高画像面積率の出力時の方が高い電圧（ΔＶ１１＜ΔＶ１２）が生じるため、結果として逆転写率が高くなってしまうことがある。
【００５１】
図８は、ブラック用一次転写ニップ１７０Ｋにおける転写電圧と、上流側のマゼンタ用一次転写ニップ１７０Ｍで中間転写ベルト６に転写されたマゼンタ画像の逆転写率との関係を示すグラフである。上流側で転写されたマゼンタ画像を形成するトナーはマイナスに帯電しているが、下流側のブラック用一次転写ニップ１７０Ｋで印加される転写電圧に応じて逆転写率が異なる。図８に示すグラフの領域αではブラック用一次転写ニップ１７０Ｋの転写電圧が高くないため、逆転写率がほとんど変化しない。しかし、領域βでは、転写電圧が高くなり、ブラック用一次転写ニップ１７０Ｋを通過するときに放電によって逆帯電（プラス帯電）するトナーが増えるため、逆転写率が増加している。
【００５２】
なお、領域αでの転写電圧が０［Ｖ］のときでも、ブラック用感光体１Ｋと中間転写ベルト６との線速差によってせん断力が生じることがあり、逆転写率が０［％］にならないことがある。また、領域βでの転写電圧に対する逆転写率の増加量については、中間転写ベルト６の抵抗値、一次転写ローラ１７の抵抗値、一次転写ローラ１７と感光体１との位置関係によって変化する。
本実施形態のプリンタ１００では、中間転写ベルト６の体積抵抗率を３．１６×１０１０［Ω・ｃｍ］とし、一次転写ローラ１７の抵抗率を１０７［Ω・ｃｍ］としている。さらに、一次転写ローラ１７の中心位置が感光体１の中心位置に対して水平方向に３［ｍｍ］、中間転写ベルト６の表面移動方向下流側に設置している。このようなプリンタ１００の場合、図８に示す領域βの範囲の転写電圧では、転写電圧の増加に対する逆転写率の増加率は０.０１［％／Ｖ］となった。
【００５３】
このように下流側に位置する一次転写ニップ１７０における画像面積率の変化によって、この一次転写ニップ１７０よりも上流側の一次転写ニップ１７０で中間転写ベルト６に転写されたトナー像のトナー付着量が低下し、濃度低下を招くことがある。
なお、上述した中間転写ベルト６の体積抵抗率や一次転写ローラ１７の抵抗率の値は一例であって、上述した値とは異なる値であっても一次転写ニップ１７０における画像面積率の変化によって逆転写率の変動は生じ得る。
【００５４】
図１は、画像面積率変動の影響を考慮した濃度調整に用いる第二の濃度調整用パターン像の説明図である。図１（ａ）は、中間転写ベルト６を下方から見た説明図であり、図１（ｂ）は、中間転写ベルト６を側方から見た説明図である。
図１に示す第二の濃度調整用パターン像は、濃度調整対象のトナー画像の画像面積率を高くした際に生じる一次転写率低下を考慮した濃度調整に用いるパターン画像である。さらに、第二の濃度調整用パターン像を用いた濃度調整は、濃度調整対象のトナー画像よりも下流側のトナー画像の画像面積率を高くした際に生じる逆転写率増加も考慮した濃度調整である。
【００５５】
図４を用いて説明した、第一の濃度調整用パターン像を用いた濃度調整モードでは、一定の画像面積率で画像濃度が異なるパッチ画像を複数作像するものであり、パターン画像の画像面積率を変動させることはできない。このため、第一の濃度調整用パターン像を用いた濃度調整モード（以下、「通常モード」とよぶ）で狙いのトナー付着量となる作像条件を決定する。
次に、決定した作像条件で第一の濃度調整用パターン像のパッチ画像とは画像面積率が異なる第二の濃度調整用パターン像を書き込む。詳しくは、濃度調整対象となる作像装置１０及びこの作像装置１０よりも下流側に配置された他の作像装置１０で、主走査方向の幅を広く設定した濃度調整用パターン像を作像する。単位面積当りの画像を形成するドット数が同じであれば、主走査方向の幅を広く設定することで、一次転写ニップ１７０を通過するときに一次転写ニップ１７０全体に対する画像面積率が高くなる。
【００５６】
これにより、狙いのトナー付着量に対して一次転写率低下や逆転写率増加を生じさせた状態で、中間転写ベルト６上のトナー付着量を光学センサ１５１で読み取るモード（以下、「画像面積変動モード」）を実行する。
なお、単位面積当りの画像を形成するドット数を変化させることでも、一次転写ニップ１７０等における画像面積率も変化するが、本実施形態では、単位面積当りの画像を形成するドット数は一定である。
【００５７】
通常モードで決定した狙いのトナー付着量となる作像条件で作像されたパッチ画像について、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色の中間転写ベルト６上でのトナー付着量をそれぞれＭｙ０、Ｍｃ０、Ｍｍ０及びＭｋ０とする。
図１に示す画像面積変動モードでは、最下流側に配置されたブラック用作像装置１０Ｋでは、下流側での逆転写率の増加はなく、濃度調整対象自身の高画像面積率出力による一次転写率の低下しかない。ここで、図１中のパターン像Ｓｋ１で読み取った中間転写ベルト６上のトナー付着量をＭｋ１とし、画像面積率の増加による中間転写ベルト６上でのトナー付着量の変動量をΔＭｋとすると、「ΔＭｋ＝Ｍｋ０−Ｍｋ１」となる。そこで、このトナー付着量の変動量ΔＭｋを算出し、画像面積率が高い場合には、ΔＭｋ分だけブラック用感光体１Ｋ上のトナー付着量を通常よりも多くする。感光体１上のトナー付着量を多くする方法としては、感光体１表面に対する現像ローラの表面の線速をより速くしたり、現像ポテンシャルを高くしたりする方法が挙げられる。
【００５８】
なお、通常モードで作像したパッチ画像に、狙いのトナー付着量となる作像条件で作像されたパッチ画像が含まれている場合は、このパッチ画像と画像面積率が高いパターン画像とでトナー付着量の変動量を算出する。
通常モードで作像したパッチ画像に、狙いのトナー付着量となる作像条件で作像されたパッチ画像が含まれてない場合は、決定した作像条件でパッチ画像と同じ大きさの画像面積率が低いパターン画像を作成するように制御する。また、この場合は、通常モードに基づいて決定した作像条件で画像面積率が低いパターン画像を作成せずに、狙いのトナー付着量と、画像面積率が高いパターン画像のトナー付着量とからトナー付着量の変動量を算出しても良い。
【００５９】
また、フルカラー時は、下流側に配置された作像装置１０の一次転写ニップ１７０における逆転写がある。このため、図１に示すように、マゼンタ用一次転写ニップ１７０Ｍでは、通常モードで調整された作像条件でパターン像Ｓｍ１及びＳｍ２を書き込む。
【００６０】
パターン像Ｓｍ１は、下流側のブラック用一次転写ニップ１７０Ｋでの高画像面積時における逆転写増加分を光学センサ１５１で読み取るために用いられる。よって、パターン像Ｓｍ１がブラック用一次転写ニップ１７０Ｋに到達すると、副走査方向の位置がパターン像Ｓｍ１と同じ位置で、パターン像Ｓｍ１が形成されていない部分にブラックトナーによってパターン像Ｓｋ２が形成される。そして、ブラック用一次転写ニップ１７０Ｋを通過したパターン像Ｓｍ１のトナー付着量を上記Ｍｍ０と比較することにより、パターン像Ｓｍ１を形成した後にブラック用一次転写ニップ１７０Ｋで逆転写したトナー量を検出できる。
これにより、ブラック画像の画像面積率が高い場合には、ここで逆転写したトナー量分だけマゼンタ用感光体１Ｍ上のトナー付着量を通常よりも多くすることで、マゼンタの画像濃度を維持することが出来る。
【００６１】
パターン像Ｓｍ２は、マゼンタ用一次転写ニップ１７０Ｍでの画像面積率が高いことに起因するマゼンタ画像自身の一次転写率の低下分を光学センサ１５１で読み取るために用いられる。その一次転写率の低下分の算出方法は、上述したパターン像Ｓｋ１と同様である。
【００６２】
マゼンタ用一次転写ニップ１７０Ｍよりもさらに上流のシアン用一次転写ニップ１７０Ｃでは、図１に示すように、通常モードで調整された作像条件でパターン像Ｓｃ１、Ｓｃ２及びＳｃ３を書き込む。
パターン像Ｓｃ１は、マゼンタトナー像の画像面積率が高くなったときのマゼンタ用一次転写ニップ１７０Ｍでの逆転写増加分を検出するために用いられる。パターン像Ｓｃ２は、ブラックトナー像の画像面積率が高くなったときのブラック用一次転写ニップ１７０Ｋでの逆転写増加分を検出するために用いられる。さらに、パターン像Ｓｃ３は、シアン用一次転写ニップ１７０Ｃでの画像面積率が高いことに起因するシアン画像自身の一次転写率の低下分を光学センサ１５１で読み取るために用いられる。
【００６３】
このようにプリンタ１００では、プロセスコントロール時に、上述した第一の濃度調整用パターン像を書き込む通常モードに加えて、各一次転写ニップ１７０で主走査方向の画像面積率が異なるパターン像を書き込む画像面積変動モードを実行する。
画像面積変動モードでは、通常モードで得られた作像条件において、主走査方向における画像面積率を大きくして濃度調整対象となる色の転写率の低下を生じさせ、このときの中間転写ベルト６上のトナー付着量を光学センサ１５１で読み取る。これにより、濃度調整対象となる色の高画像面積率出力時の目標付着量を設定することができる。
【００６４】
図４及び図１に示すように、第一の濃度調整用パターン像及び第二の濃度調整用パターン像の作像と読み込みとを複数の作像装置１０で同時に実施することにより、濃度調整時間の短縮を図ることができる。
また、ある二つの作像装置１０のうちの上流側に配置された作像装置１０で、画像面積率と作像条件とが同一の二つのパターン画像を副走査方向における位置をずらして感光体１上に形成し、上流側の一次転写ニップ１７０で中間転写ベルト６に転写する。そして、この同一のパターン画像のそれぞれが下流側の一次転写ニップ１７０を通過するタイミングに合わせて、当該下流側の一次転写ニップ１７０において同一の作像条件で画像面積率が互いに異なる二つのパターン画像を転写する。
【００６５】
このようにして形成された上流側で転写した同一のパターン画像の中間転写ベルト６上でのトナー付着量を検出することで、下流側の作像装置１０で作像されるトナー像の画像面積率の変動に起因する逆転写率の変動を検出することができる。そして、この変動量に応じて、上流側の作像装置１０で作像する画像の感光体１上でのトナー付着量が変動するように作像条件を補正する。これにより、下流側の作像装置１０での画像面積率の変動に起因する逆転写率の変動を考慮でき、下流側の作像装置１０での画像面積率がどのような値であっても、上流側の作像装置１０で作像されたトナー像の画像濃度の変動を抑制できる。
【００６６】
フルカラー時に下流側の作像装置１０で画像面積率が高い画像が形成された場合、下流側の作像装置１０の一次転写ニップ１７０を上流側の作像装置１０で中間転写ベルト６上に形成されたトナー像が通過するときに逆転写率が高くなってしまう。上流側の作像装置１０で形成されたトナー像の下流側の一次転写ニップ１７０での逆転写率が増加すると、上流側の作像装置１０で形成されるトナー像の用紙Ｐでの画像濃度が低下するおそれがある。これに対して、プリンタ１００では、下流側の一次転写ニップ１７０での逆転写率の変動を考慮して、下流側の作像装置１０での画像面積率に応じて、上流側の作像装置１０の感光体１上でのトナー付着量を調整する。下流側の作像装置１０で画像面積率が高い画像を作像するときには、上流側の作像装置１０で作像するトナー像の感光体１上でのトナー付着量を増加させているため、下流側での逆転写率が増加しても上流側のトナー像の画像濃度を維持できる。これにより、様々な出力画像に対して安定した濃度の画像を提供できる。
【００６７】
第二の濃度調整用パターン像によって画像面積率が非常に高い画像での転写率の低下を算出することができ、この低下分（上記「ΔＭｋ分」）感光体１上のトナー付着量を通常よりも多くすることで画像面積率が高いときの画像濃度の低下を抑制できる。しかし、用紙Ｐに形成される画像の画像面積率は、第一の濃度調整用パターン像と第二の濃度調整用パターン像との何れとも異なるものがほとんどである。
【００６８】
以下、本発明を適用したプリンタ１００での濃度調整対象となる色自身の画像面積率の変動に起因する画像濃度の変動を抑制する濃度調整について、より詳しく説明する。以下の説明では、ブラックトナーを用いるブラック用作像装置１０Ｋでの濃度調整について説明するが、他の色についても同様である。また、以下の説明は、作像時に用いる補正する前の作像条件は一定であり、色の濃淡は、ある領域の全ドット数に対するトナーを付着させるドット数の割合によって表現する面積階調によって表現するものである場合の濃度調整の説明である。しかし、潜像の書き込み強度を変更するなど作像条件を変更することで色の濃淡を制御する面積階調以外の構成であっても本発明は適用可能である。
【００６９】
プリンタ１００では、階調パターン像を作像して作像条件を決定し、決定した作像条件と同一の作像条件によって画像面積率が互いに異なる二以上のパターン画像を形成してそれぞれの中間転写ベルト６上でのトナー付着量を光学センサ１５１で検出する。プリンタ１００では、画像面積率が異なる二以上のパターン画像として、主走査方向の幅が狭くブラック用一次転写ニップ１７０Ｋでの画像面積率が低いパターン像（Ｓｋ０）と、画像面積率が高いパターン像（Ｓｋ１）とを作像する。本実施形態では、パターン像（Ｓｋ０）として、複数の階調パターン像（Ｓｋ）のうち、階調パターン像作像時の作像条件が決定した作像条件と一致する階調パターン像（Ｓｋ）を用いている。しかし、一致する階調パターン像（Ｓｋ）がないときは、決定された作像条件で画像面積率が低いパターン像（Ｓｋ０）を新たに作像してもよい。
【００７０】
パターン像（Ｓｋ０）とパターン像（Ｓｋ１）とは、同一の作像条件で作像し、中間転写ベルト６上でのトナー付着量を検出するため、画像面積率の違いによる転写率の変動を考慮した画像面積率とトナー付着量との関係を推定できる。
図９は、画像面積率とトナー付着量との関係を示すグラフである。図９では、パターン像（Ｓｋ０）の画像面積率を５［％］とし、パターン像（Ｓｋ１）の画像面積率を８０［％］としている。図９に示すように、画像面積率が５［％］のときのトナー付着量をＭｋ０とし、画像面積率が８０［％］のときのトナー付着量をＭｋ１とする。
【００７１】
次に、画像面積率が互いに異なるパターン画像を作像したときの作像条件での階調パターン像の画像面積率の場合のトナー付着量と、画像面積率が互いに異なるパターン画像の実際のトナー付着量との差を算出する。本実施形態では、パターン像（Ｓｋ０）は、階調パターン像を用いているため、画像面積率が８０［％］のときのトナー付着量Ｍｋ１と、画像面積率が５［％］のときのトナー付着量Ｍｋ０との差を算出する。画像面積率が互いに異なるパターン画像として、階調パターン像と画像面積率が異なるパターン画像を複数作成する場合は、それぞれの実際のトナー付着量と、階調パターン像の画像面積率でのトナー付着量との差を算出する。
図９に示すように、画像面積率が８０［％］のときのトナー付着量と階調パターン像の画像面積率でのトナー付着量との差は「ΔＭｋ」となる。画像面積率が互いに異なるパターン画像の他方は階調パターン像そのものであるため、階調パターン像の画像面積率でのトナー付着量との差は「０」となる。
【００７２】
二つの画像面積率のトナー付着量と階調パターン像の画像面積率のトナー付着量との差を算出するため、任意の画像面積率の画像に対して、その画像を形成したときのトナー付着量と、階調パターン像の画像面積率でのトナー付着量との差を算出する関係を推定できる。プリンタ１００では、図９中の直線ηで示す関係を推定できる。
【００７３】
この推定した関係と作像する部分の画像面積率とに基づいて、同一の作像条件で画像形成を行ったときの、階調パターン像の画像面積率に対応したトナー付着量と、作像する部分の画像面積率に対応したトナー付着量の推定値との差を算出できる。ここで作像する部分の画像面積率が６０［％］の場合、図９に示すように、画像面積率が６０［％］のときの直線ηの縦軸の値が決定した作像条件で実際に作像した場合のトナー付着量の推定値となる。そして、図９に示すように、直線ηで示す関係より、階調パターン像の画像面積率のトナー付着量と作像する部分のトナー付着量の推定値との差である「ΔＭｋ２」を算出できる。
【００７４】
この算出したトナー付着量の差に基づいて、実際に作像する部分のトナー付着量が階調パターン像の画像面積率でのトナー付着量に近付くように、感光体１上のトナー付着量を調節する補正を作像条件に対して行う。
図９に示す例では、画像面積率６０［％］のときに中間転写ベルト６上でのトナー付着量が「Ｍｋ０」となるように、ブラック用感光体１Ｋのトナー付着量が決定した作像条件の場合よりも「ΔＭｋ２」分増加するように作像条件を補正する。決定した作像条件に対してトナー付着量を増加させる補正としては、ブラック用感光体１Ｋ表面に対する現像ローラの表面の線速をより速くしたり、現像ポテンシャルを高くしたりする方法が挙げられる。
【００７５】
そして、補正した作像条件を用いてブラック用作像装置１０Ｋや光書き込み装置５を制御して画像形成を行う。これにより、画像面積率の違いによってブラック用一次転写ニップ１７０Ｋでの転写率が変動しても中間転写ベルト６上でのトナー付着量が「Ｍｋ０」近傍で安定する。よって、画像面積率が変化しても安定した画像濃度の画像形成を行うことが可能となる。
これにより、画像面積率がどのような値であっても、中間転写ベルト６上でのトナー付着量の変動を抑制できる。
【００７６】
上述した説明では、色の濃淡を面積階調によって表現する構成の場合について説明したが、面積階調以外の構成であっても本発明は適用可能である。面積階調以外の構成としては、露光のレーザー光の強度等の作像条件を異ならせ、１ドット当りのトナー付着量を変動させて、色の濃淡を表現するものがある。この場合は、階調パターン像を作像したときとは露光のレーザー光の強度等の作像条件が異なり、感光体１上での１ドット当りのトナー付着量が異なる。このため、画像面積率が互いの異なるパターン画像の中間転写ベルト６上でのトナー付着量を比較したものをそのまま用いることができない。よって、階調パターン像の画像面積率のときとのトナー付着量の差について、階調パターン像の画像面積率のときのトナー付着量に対する比を算出し、画像面積率に対するトナー付着量の変動割合の関係を推定する。
この画像面積率とトナー付着量の変動割合との関係と、作像する部分の画像面積率とに基づいて、作像する部分の作像条件を補正する。これにより、書き込み強度によって色の濃度を表現する構成において、画像情報上では濃度が同一の部分同士について、画像面積率が変動しても同一のトナー付着量とすることができ、画像濃度が安定した画像形成を実現できる。
【００７７】
また、画像面積変動モードでは、濃度調整対象の色のトナーを転写する一次転写ニップ１７０よりも中間転写ベルト６の表面移動方向下流側の他の一次転写ニップ１７０での画像面積率を大きくして、濃度調整対象のトナーの逆転写率を上昇させる。これにより、濃度調整対象の作像装置１０よりも下流側の作像装置１０で、高画像面積率の画像を出力した際の濃度調整対象の目標付着量を設定することができる。
このように画像面積率変動による一次転写率の低下及び逆転写率の上昇による濃度低下を抑えられるので、様々な画像に対して濃度低下が生じることがなく、経時においても安定した画像品質を提供することができる。
【００７８】
図１０は、各一次転写ニップの間にトナー付着量検知センサが配置されたプリンタ１００のタンデム型画像形成部２００と中間転写ベルト６との説明図である。図１０（ａ）は、フルカラーモードのときの説明図であり、図１０（ｂ）は、モノクロモードのときの説明図である。
【００７９】
図１０に示す構成では、光学センサ１５１のほかに、トナー付着量検知センサとしての転写ニップ間光学センサ１５２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）を備える。
図２に示すプリンタ１００では、フルカラーモードにおいて、最上流のイエロー用一次転写ニップ１７０Ｙから二次転写部までの間に三つの一次転写ニップ１７０を通過することになる。よって、下流側での逆転写率上昇という課題については、どの一次転写ニップ１７０で、どのくらいトナー付着量が変化したのか分からないまま、最下流側のブラック用一次転写ニップ１７０Ｋを通過した後のトナー付着量を光学センサ１５１で読み取ることになる。
そこで図１０に示すように、各一次転写ニップ１７０間に配置された転写ニップ間光学センサ１５２によってトナー付着量を読み取ることで各一次転写ニップ１７０でのトナー付着量変動を正確に把握することできる。
【００８０】
また、図１０に示すように、転写ニップ間光学センサ１５２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の読み取り位置の中間転写ベルト６の裏面には、転写ニップ間光学センサ１５２からの照射光に対する反射光を安定させるためのセンサ対向部材１５３（Ｙ，Ｍ，Ｃ）が配置されている。そして、このセンサ対向部材１５３（Ｙ，Ｍ，Ｃ）は一次転写ローラ１７（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の接離動作と同期することで、モノクロモード時には図１０（ｂ）に示すように、中間転写ベルト６の裏面から離間した状態となる。これにより、モノクロモード時には、センサ対向部材１５３（Ｙ，Ｍ，Ｃ）が中間転写ベルト６に接触することがなくなり、モノクロ時における中間転写ベルト６及びカラー用の感光体１（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の寿命低下を防ぐことが出来る。
【００８１】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
表面移動する感光体１等の潜像担持体上にトナー像を形成する作像装置１０等の作像手段と、潜像担持体上のトナー像を表面移動する中間転写ベルト６等の中間転写体に定電流制御で転写する一次転写ローラ１７等の一次転写手段と、中間転写体上のトナー像を用紙Ｐ等の記録媒体に転写する二次転写ローラ８等の二次転写手段と、潜像担持体上に形成され、中間転写体上に転写された濃度調整用パターン像のトナー付着量を検出する光学センサ１５１等のトナー付着量検出手段と、トナー付着量検出手段の検出結果に基づいて作像条件を決定し、決定した作像条件を用いて作像手段を制御する不図示の制御部５００の制御手段とを有するプリンタ１００等の画像形成装置において、濃度調整用パターン像として、単位面積当りのトナー付着量を変化させた第一の濃度調整用パターン像等の階調パターン像を形成し、同一の作像条件によって画像面積率が互いに異なる第二の濃度調整用パターン像等の二以上のパターン画像を形成してそれぞれの中間転写体上でのトナー付着量を検出し、画像面積率が異なる二以上のパターン画像のそれぞれについての検出したトナー付着量の情報と、作像する画像の画像面積率の情報とに基づいて作像する画像の作像条件を補正する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、同一の作像条件で画像面積率が異なるパターン画像を作像し、中間転写体上のトナー付着量を検出する。このため、画像面積率の違いによる一次転写の転写率の変動を考慮した画像面積率とトナー付着量との関係を推定できる。詳しくは、画像面積率が互いに異なるパターン画像を作像したときの作像条件での階調パターン像の画像面積率に対応したトナー付着量と、画像面積率が互いに異なるパターン画像のそれぞれの実際のトナー付着量との差を算出する。これにより、任意の画像面積率の画像を形成したときのトナー付着量と階調パターン像の画像面積率で画像を形成したときのトナー付着量との差を算出する関係を推定できる。この推定した関係と作像する部分の画像面積率とに基づいて、同一の作像条件で画像形成を行ったときの、階調パターン像の画像面積率に対応したトナー付着量と、作像する部分の画像面積率に対応したトナー付着量の推定値との差を算出できる。
この算出したトナー付着量の差に基づいて、作像する部分の画像面積率で作像したときのトナーの付着量が階調パターン像の画像面積率に対応したトナー付着量に近付くように、潜像担持体上のトナー付着量を調節する補正を作像条件に対して行う。補正した作像条件を用いて作像手段を制御して画像形成を行うことで、画像面積率の違いによって一次転写の転写率が変動しても、中間転写体上でのトナー付着量が、補正前の作像条件で階調パターン像の画像面積率に対応したトナー付着量に近い値で安定する。よって、画像面積率が変化しても安定した画像濃度の画像形成を行うことが可能となる。
また、階調パターン像を作像し、画像面積率の異なるパターン画像を形成した後に、再度、階調パターン像を作像する制御を行う必要がないため、画像濃度を調整する制御が長時間化することを抑制できる。
このため、態様Ａによれば、定電流制御で一次転写する構成で、画像濃度を調整する制御の長時間化を抑制しつつ、画像面積率が変化しても安定した画像濃度の画像形成を行うことができる。
（態様Ｂ）
態様Ａにおいて、複数の感光体１等の潜像担持体を中間転写ベルト６等の中間転写体の表面移動方向沿って並べて配置する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、それぞれの潜像担持体で形成され、中間転写体を介して記録媒体に転写される画像の画像面積率が変化しても安定した画像濃度の画像形成を行うことができる。
（態様Ｃ）
態様Ｂにおいて、第一の濃度調整用パターン像及び第二の濃度調整用パターン像等の濃度調整用パターン像の作像を複数の感光体１等の潜像担持体に対して同時に実施する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、濃度調整時間の短縮が可能となる。
（態様Ｄ）
態様Ｃにおいて、中間転写ベルト６等の中間転写体の表面における感光体１等の潜像担持体の間に転写ニップ間光学センサ１５２等のトナー付着量検出手段を配置する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、各一次転写直後のトナー付着量を検出でき、下流側の作像装置１０等の作像手段の一次転写部を通過した直後に上流側の作像手段で作像したトナー像のトナー付着量がどのように変化したかを把握できる。これにより、より正確な濃度制御を実施できる。
（態様Ｅ）
態様Ｄにおいて、中間転写ベルト６等の中間転写体は、無端ベルト状で感光体１等の潜像担持体に対して接離可能であり、中間転写体の内周面における転写ニップ間光学センサ１５２等のトナー付着量検出手段と対向する位置の内側にセンサ対向部材１５３等の検出手段対抗部材が接離可能な構成であり、検出手段対抗部材の接離動作は、その接触位置に対して中間転写体の表面移動方向上流側の潜像担持体に対する中間転写体の接離動作と同期している。
これによれば、上記実施形態について説明したように、モノクロ時のカラー用の感光体１等の使用しない作像手段の潜像担持体を中間転写体から離間しているときに、中間転写体の不要な寿命低下を防止することが出来る。
（態様Ｆ）
態様Ｂ乃至Ｄの何れかの態様において、中間転写ベルト６等の中間転写体の表面移動方向について他の感光体１等の潜像担持体に対して下流側に位置する潜像担持体で形成される画像の画像面積率に応じて、該他の潜像担持体に対する作像条件を制御する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、下流側の作像手段での画像面積率の変動に起因する上流側の作像手段で作像されたトナー像の逆転写率の変動を考慮することができる。これにより、様々な出力画像に対して安定した濃度の画像を提供できる。
【符号の説明】
【００８２】
１Ｙ  イエロー用感光体
１Ｋ  ブラック用感光体
１Ｍ  マゼンタ用感光体
１  感光体
２  帯電装置
３  現像装置
４  クリーニング装置
５  光書き込み装置
６  中間転写ベルト
７  中間転写ベルトクリーニング装置
８  二次転写ローラ
９  加圧部材
１０Ｙ  イエロー用作像装置
１０Ｋ  ブラック用作像装置
１０  作像装置
１１  定着前ガイド部材
１２  二次転写部
１３  定着装置
１３ｂ  加圧ローラ
１３ａ  定着ローラ
１５  第一支持ローラ
１６  第二支持ローラ
１７  一次転写ローラ
１７Ｋ  ブラック用一次転写ローラ
１７Ｍ  マゼンタ用一次転写ローラ
１８  第三支持ローラ
１９  第四支持ローラ
２６  給紙カセット
２７  給紙ローラ
２８  レジストローラ対
２９ａ  第一給紙路
２９ｂ  第二給紙路
３０  搬送ローラ対
３１  転写出口ガイド部材
３９  排出ローラ
４０  排紙トレイ
５０  給紙テーブル
１００  プリンタ
１５１  光学センサ
１５２  転写ニップ間光学センサ
１５３  センサ対向部材
１７０  一次転写ニップ
１７０Ｙ  イエロー用一次転写ニップ
１７０Ｃ  シアン用一次転写ニップ
１７０Ｋ  ブラック用一次転写ニップ
１７０Ｍ  マゼンタ用一次転写ニップ
２００  タンデム型画像形成部
Ｋ１００  低画像面積率ブラック像
Ｋ１０１  高画像面積率ブラック像
Ｌ  レーザー光
Ｍ１００  低画像面積率マゼンタ像
Ｍ１０１  高画像面積率マゼンタ像
Ｐ  用紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８３】
【特許文献１】特開平７−２５３６９４号公報
【特許文献２】特開平１０−１５３９０９号公報
【特許文献３】特開２００９−１６８９０６号公報
【特許文献４】特開２０１０−０２０００８号公報
【図１】
2014219626.tif 000003
【図２】
2014219626.tif 000004
【図３】
2014219626.tif 000005
【図４】
2014219626.tif 000006
【図５】
2014219626.tif 000007
【図６】
2014219626.tif 000008
【図７】
2014219626.tif 000009
【図８】
2014219626.tif 000010
【図９】
2014219626.tif 000011
【図１０】
2014219626.tif 000012