(57)【要約】【課題】経済性を損なうことなく、現像条件を適切に設定すること。【解決手段】感光体ドラム上に、所定領域内に一様にトナーが付着したベタパッチと、所定領域内にトナー付着部および非付着部が混在した非ベタパッチとの両方を、複数の異なる現像バイアス電圧でそれぞれ形成し、それぞれのパッチのトナー量をＩＤＣセンサー４１Ｙによって検出する。パッチ選択部４２ｄは、同じ現像バイアス電圧で形成されたベタパッチと非ベタパッチのうち、現像特性を決定するためのパッチを、予め設定されたＩＤＣセンサー４１Ｙの出力電圧の有効範囲に基づいて選択する。トナー付着量算出部４２ｅは、選択されたパッチの出力電圧からそのパッチのトナー付着量を算出し、現像特性決定部４２ｇは、算出されたトナー付着量と、現像バイアス電圧との関係に基づいて現像特性を決定する。【選択図】図６
2014013269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上にトナー画像を形成する画像形成装置であって、
画像形成条件を異ならせて、前記像担持体上の第１領域に一様にトナーが付着したベタパッチと、前記像担持体上の第２領域に、前記ベタパッチよりも単位面積当たりのトナー付着量の多いトナー付着部とトナーが付着されない非付着部とが混在する非ベタパッチとを形成するパッチ形成手段と、
前記像担持体上のベタパッチと非ベタパッチのそれぞれのトナー付着量を光学的に検出する検出手段と、
前記ベタパッチの形成時の画像形成条件と前記ベタパッチの検出結果によるトナー付着量の関係と、前記非ベタパッチの形成時の画像形成条件と前記非ベタパッチの検出結果によるトナー付着量の関係との両方の関係に基づき、画像形成条件とトナー付着量の関係を示す画像濃度特性を決定する決定手段と、
決定された画像濃度特性から、前記像担持体上にトナー画像を形成する際の目標濃度に対する画像形成条件を設定する設定手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記パッチ形成手段は、
前記ベタパッチと非ベタパッチをそれぞれ、異なる画像形成条件で複数個、形成し、
前記決定手段は、
前記ベタパッチの検出結果として、前記複数個のベタパッチのうち、前記画像濃度特性の低濃度域の設定に適したものとして予め決められた第１有効範囲内に入るものを用い、
前記非ベタパッチの検出結果として、前記複数個の非ベタパッチのうち、前記画像濃度特性の高濃度域の設定に適したものとして予め決められた第２有効範囲内に入るものを用いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検出手段は、
前記像担持体に向かって光を出射する発光部と、
前記発光部から出射された光の、前記像担持体上に形成されているベタパッチからの反射光と非ベタパッチからの反射光とを別々に受光し、または前記照射された光のうち、前記像担持体の、前記ベタパッチが形成されている部分を透過した透過光と前記非ベタパッチが形成されている部分を透過した透過光とを別々に受光する受光部を有し、
受光した反射光または透過光の光量に基づき、それぞれのパッチのトナー付着量を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記発光部から出射された光の、前記像担持体上におけるビームスポットの全部が、前記第１領域内に入り、かつ第２領域内に入ると共に、
当該ビームスポットの中に、前記非ベタパッチを構成するトナー付着部の少なくとも一部と非付着部の少なくとも一部が含まれるように、前記ビームスポットの大きさが設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記非ベタパッチは、
トナー付着部が格子状に形成されてなる、または、複数個のトナー付着部がその隣り合うもの同士が間隔を開けて配列してなるドット状に形成されてなることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記非ベタパッチは、
トナー付着部の、前記第２領域に対する面積の比率が５０〔％〕になるように形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記設定手段は、
トナー画像を形成するジョブごとに、当該ジョブに適用される目標濃度を取得して、取得した目標濃度に対する画像形成条件を設定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体上の静電潜像をトナーで現像する現像手段を備え、
前記画像形成条件は、前記現像手段の現像バイアス電圧であり、
前記画像濃度特性は、現像特性であり、
前記像担持体上へのトナー画像の形成は、
前記像担持体上の静電潜像を前記現像手段により、前記現像特性から算出される目標濃度に対する現像バイアス電圧を用いてトナーで現像することであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置においては、装置内の温湿度の変化や像担持体の一例としての感光体ドラムや他の部品の劣化等により、同一の画像形成条件で画像形成を行っても、感光体ドラムへのトナー付着量が変化し、形成された画像におけるトナー濃度が一定にならず、画像品質が安定しないという問題がある。
このため、画像形成装置には、トナー付着量を調整するための画像安定化制御の機能が設けられているものが多い。
【０００３】
画像安定化制御は、例えば目標とするトナー付着量に対応するベタのトナーパッチ（ベタパッチ）を像担持体上に形成し、像担持体上に形成されたベタパッチに光を照射させ、その反射光をセンサーで受光することにより、ベタパッチにおけるトナー付着量を光学的に検出し、その検出結果に基づいてトナー付着量が目標値になるように、帯電電圧や現像バイアス電圧などの画像形成条件を調整する制御である。
【０００４】
ところが、この制御方法では、目標とするトナー付着量が多い（高濃度の）場合、トナー付着量を精度良く検出できない場合がある。
なぜなら、ベタパッチが高濃度になるほど、高さ（厚み）方向にのみトナー粒子が積み重なる傾向が強くなり、ベタパッチの濃度が濃くなっても、ベタパッチからの反射光の光量がほとんど変化しなくなるからである。
【０００５】
このような高濃度のベタパッチにおけるトナー付着量を精度良く検出する技術として、特許文献１には、ベタパッチからの反射光を受光する複数の受光素子を有する撮像手段によって、ベタパッチの高さ（厚さ）と、トナー濃度に関する情報とを取得して、それらに基づいて、ベタパッチのトナー付着量を算出する構成が開示されている。
このような構成により、ベタパッチにおけるトナー付着量が増加した場合にも、トナー付着量の検出精度を向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−４９２３３号公報
【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、特許文献１に開示された構成では、ベタパッチの高さに関する情報を取得するために、複数の受光素子を有する撮像手段が必要になる。このような複数の受光素子を有する撮像手段は高価であるために、経済性が損なわれるおそれがある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、経済性を損なうことなく、画像形成条件を適切に設定することにより、目標とするトナー付着量の画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、像担持体上にトナー画像を形成する画像形成装置であって、画像形成条件を異ならせて、前記像担持体上の第１領域に一様にトナーが付着したベタパッチと、前記像担持体上の第２領域に、前記ベタパッチよりも単位面積当たりのトナー付着量の多いトナー付着部とトナーが付着されない非付着部とが混在する非ベタパッチとを形成するパッチ形成手段と、前記像担持体上のベタパッチと非ベタパッチのそれぞれのトナー付着量を光学的に検出する検出手段と、前記ベタパッチの形成時の画像形成条件と前記ベタパッチの検出結果によるトナー付着量の関係と、前記非ベタパッチの形成時の画像形成条件と前記非ベタパッチの検出結果によるトナー付着量の関係との両方の関係に基づき、画像形成条件とトナー付着量の関係を示す画像濃度特性を決定する決定手段と、決定された画像濃度特性から、前記像担持体上にトナー画像を形成する際の目標濃度に対する画像形成条件を設定する設定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記パッチ形成手段は、前記ベタパッチと非ベタパッチをそれぞれ、異なる画像形成条件で複数個、形成し、前記決定手段は、前記ベタパッチの検出結果として、前記複数個のベタパッチのうち、前記画像濃度特性の低濃度域の設定に適したものとして予め決められた第１有効範囲内に入るものを用い、前記非ベタパッチの検出結果として、前記複数個の非ベタパッチのうち、前記画像濃度特性の高濃度域の設定に適したものとして予め決められた第２有効範囲内に入るものを用いるとしても良い。
【００１０】
さらに、前記検出手段は、前記像担持体に向かって光を出射する発光部と、前記発光部から出射された光の、前記像担持体上に形成されているベタパッチからの反射光と非ベタパッチからの反射光とを別々に受光し、または前記照射された光のうち、前記像担持体の、前記ベタパッチが形成されている部分を透過した透過光と前記非ベタパッチが形成されている部分を透過した透過光とを別々に受光する受光部を有し、受光した反射光または透過光の光量に基づき、それぞれのパッチのトナー付着量を検出するとしても良い。
【００１１】
また、前記発光部から出射された光の、前記像担持体上におけるビームスポットの全部が、前記第１領域内に入り、かつ第２領域内に入ると共に、当該ビームスポットの中に、前記非ベタパッチを構成するトナー付着部の少なくとも一部と非付着部の少なくとも一部が含まれるように、前記ビームスポットの大きさが設定されているとしても良い。
ここで、前記非ベタパッチは、トナー付着部が格子状に形成されてなる、または、複数個のトナー付着部がその隣り合うもの同士が間隔を開けて配列してなるドット状に形成されてなるとしても良い。
【００１２】
さらに、前記非ベタパッチは、トナー付着部の、前記第２領域に対する面積の比率が５０〔％〕になるように形成されているとしても良い。
また、前記設定手段は、トナー画像を形成するジョブごとに、当該ジョブに適用される目標濃度を取得して、取得した目標濃度に対する画像形成条件を設定するとしても良い。
さらに、前記像担持体上の静電潜像をトナーで現像する現像手段を備え、前記画像形成条件は、前記現像手段の現像バイアス電圧であり、前記画像濃度特性は、現像特性であり、前記像担持体上へのトナー画像の形成は、前記像担持体上の静電潜像を前記現像手段により、前記現像特性から算出される目標濃度に対する現像バイアス電圧を用いてトナーで現像することであるとしても良い。
【発明の効果】
【００１３】
上記の構成をとれば、画像濃度特性のうち、例えば高濃度域の特性を非ベタパッチの検出結果を用いて決定しつつ、低濃度域の特性をベタパッチの検出結果を用いて決定することが可能になり、従来のようにベタパッチのみを用いて濃度域全体の特性を決定する構成に比べて、画像形成条件を適切に設定することができる。
また、ベタパッチと非ベタパッチの付着量を検出できるセンサー等を備えれば足り、従来のようにベタパッチの厚みを検出するために高価な撮像手段を備える必要がなく、経済性を損なうことも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プリンターの概略構成を示す模式図である。
【図２】感光体ドラム上に形成されたトナーパッチの例を示す図である。
【図３】Ｙ色用のＩＤＣセンサーの構成を説明するための模式図である。
【図４】ＩＤＣセンサーの発光部から照射されるレーザー光が感光体ドラム表面に照射されたときに形成されるビームスポットの様子を示す図である。
【図５】Ｋ色用のＩＤＣセンサーの構成を説明するための模式図である。
【図６】制御部に設けられた画像形成ユニットに対する制御系の構成を示すブロック図である。
【図７】トナーパッチの形成制御の内容を示すフローチャートである。
【図８】電圧テーブルの構成例を示す図である。
【図９】現像バイアス電圧とトナーパッチに対するＩＤＣセンサーの平均出力電圧との対応関係の例を示すグラフである。
【図１０】ベタパッチに対するＩＤＣセンサーの平均出力電圧とベタパッチのトナー付着量との対応関係の例を示すグラフである。
【図１１】非ベタパッチに対するＩＤＣセンサーの平均出力電圧と、非ベタパッチのトナー付着部の付着量をベタパッチのトナー付着量に変換したものとの対応関係を示すグラフである。
【図１２】決定された現像特性を表すグラフ（実線）の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について説明する。
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンター（以下、単に「プリンター」とする）１００の概略構成を示す模式図である。
プリンター１００は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）を介して外部の端末装置から入力される画像データ等に基づいて、周知の電子写真方式により画像形成ジョブを実行するものであり、画像プロセス部１０と、給紙搬送部２０と、定着部３０と、操作部４０および制御部５０を備える。
【００１６】
画像プロセス部１０は、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、中間転写ベルト１８などを備える。
中間転写ベルト１８は、無端円筒形状であり、プリンター１００の上下方向の略中央部に配置され、水平方向に間隔をあけて配置された駆動ローラー１７ａとテンションローラー１７ｂとに巻き掛けられて、周回移動域（走行域）が水平方向に沿って長くなっている。中間転写ベルト１８は、一方の端部（図１において右側の端部）に配置された駆動ローラー１７ａが回転されることによって、矢印Ｘで示す方向に周回移動する。
【００１７】
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、中間転写ベルト１８の下側のベルト走行部の走行方向に沿って、その順番で配置されている。
各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋには、中間転写ベルト１８に対向した状態で矢印Ｚ方向に回転する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋがそれぞれ設けられている。各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを用いて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）色のトナー画像を形成する。
【００１８】
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれは、トナー画像を形成するために使用されるトナーの色のみがそれぞれ異なっていること以外は概略同様の構成になっていることから、画像形成ユニット１０Ｙの構成のみを説明して、他の画像形成ユニット１０Ｍ〜１０Ｋの構成についてはその説明を省略する。
画像形成ユニット１０Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの下部に対向して配置された露光器１３Ｙと、露光器１３Ｙに対して感光体ドラム１１Ｙの回転方向上流側に隣接して配置された帯電器１２Ｙとを有している。
【００１９】
感光体ドラム１１Ｙは、帯電器１２Ｙによって表面が一様に帯電されて、帯電された感光体ドラム１１Ｙの表面が露光器１３Ｙから照射されるレーザー光によって露光されることにより、感光体ドラム１１Ｙの表面に静電潜像が形成される。
露光器１３Ｙに対して感光体ドラム１１Ｙの回転方向下流側には、現像器１４Ｙが配置されている。現像器１４Ｙは、感光体ドラム１１Ｙに対向して配置された現像ローラー１４ａの回転によって、現像器１４Ｙの内部に収容されたＹ色のトナーが搬送される。
【００２０】
現像ローラー１４ａには、現像バイアス電圧Ｖｂが印加されるようになっており、現像ローラー１４ａによって搬送されるトナーは、現像ローラー１４ａに印加された現像バイアス電圧Ｖｂと感光体ドラム１１Ｙ表面の露光後の電圧との差によって現像ローラー１４ａと感光体ドラム１１Ｙとの間に形成される電界の作用により、感光体ドラム１１Ｙの表面に形成された静電潜像に付着する。これにより、感光体ドラム１１Ｙの静電潜像がトナーによって現像されて、感光体ドラム１１Ｙの表面にＹ色のトナー画像が形成される。
【００２１】
現像バイアス電圧Ｖｂが現像ローラー１４ａに印加されることは、他の現像器１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋでも同様である。
画像形成ユニット１０Ｙにおける帯電器１２Ｙ、露光器１３Ｙ、現像器１４Ｙのそれぞれは、ユニット制御部４５Ｙ（図６参照）によって制御されて、画像形成ジョブごとに設定されるプロセス条件により、感光体ドラム１１Ｙ上にＹ色のトナー画像を形成するようになっている。
【００２２】
現像器１４Ｙに対して感光体ドラム１１Ｙの回転方向下流側には、現像器１４Ｙの現像特性を決定する際に用いられるＩＤＣセンサー４１Ｙが設けられている。
ＩＤＣセンサー４１Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの近傍であり、感光体ドラム１１Ｙの回転方向に沿って、現像器１４Ｙから、中間転写ベルト１８に対向する感光体ドラム１１Ｙの上部（１次転写位置）までの間の位置に配置されている。
【００２３】
ＩＤＣセンサー４１Ｙは、感光体ドラム１１Ｙ上に形成されるトナーパッチを検出する。なお、トナーパッチの検出は、画像形成ユニット１０Ｙだけでなく、他の画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれでも、ＩＤＣセンサー４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋにより個別に実行される。
中間転写ベルト１８の走行域の内側の領域には、中間転写ベルト１８を挟んで感光体ドラム１１Ｙに対向する１次転写ローラー１５Ｙが配置されている。１次転写ローラー１５Ｙには、１次転写バイアス電圧が印加されるようになっており、感光体ドラム１１Ｙ上に形成されたトナー画像は、１次転写バイアス電圧が印加された１次転写ローラー１５Ｙと感光体ドラム１１Ｙ間の電界の作用により、中間転写ベルト１８上に１次転写される。
【００２４】
他の画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれの上方にも、中間転写ベルト１８を挟んでそれぞれの感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに対向する１次転写ローラー１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋがそれぞれ設けられており、各感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成されたトナー画像が、１次転写ローラー１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋと感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋとの間に形成される電界の作用により、中間転写ベルト１８上に１次転写される。
【００２５】
フルカラー画像が形成される場合には、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成された各色のトナー画像が、周回走行される中間転写ベルト１８上の同一の領域に多重転写されるように、画像形成動作の開始タイミングが画像形成ユニット１０Ｙを基準に、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの順にずらして行われるようになっている。
中間転写ベルト１８上に多重転写された各色トナー画像は、中間転写ベルト１８の周回走行によって、中間転写ベルト１８と、中間転写ベルト１８を介して駆動ローラー１７ａに圧接される２次転写ローラー１９との圧接位置（２次転写位置）Ｎｔに移動する。
【００２６】
中間転写ベルト１８上に多重転写された各色トナー画像の２次転写位置Ｎｔへの移動タイミングに合わせて、給紙搬送部２０に設けられる給紙カセット２２から記録シートＰがシート搬送経路２１に沿って２次転写位置Ｎｔに向けて搬送される。
搬送される記録シートＰが２次転写位置Ｎｔを通過する際に、中間転写ベルト１８上に多重転写されたトナー画像が、２次転写バイアス電圧が印加された２次転写ローラー１９と中間転写ベルト１８との間に形成される電界の作用によりに記録シートＰ上に２次転写される。
【００２７】
２次転写位置Ｎｔを通過した記録シートＰは、２次転写位置Ｎｔよりもシート搬送方向下流に配置された定着部３０へ搬送される。
定着部３０は、相互に圧接された加熱ローラー３２と加圧ローラー３３とを備えており、加熱ローラー３２と加圧ローラー３３との圧接により定着ニップＮｆが形成されている。また、加熱ローラー３２の軸心部には、ハロゲンヒーターランプ３５が配置されており、ハロゲンヒーターランプ３５により加熱ローラー３２が定着温度に維持される。
【００２８】
２次転写位置Ｎｔを通過した記録シートＰが、定着温度に維持されている加熱ローラー３２と加圧ローラー３３との間である定着ニップＮｆを通過する際に、加熱および加圧によって、記録シートＰ上に２次転写された後の各色トナー画像が記録シートＰに定着される。定着部３０を通過した記録シートＰは、排紙ローラー２４によって排紙トレイ２３上に排出される。
【００２９】
なお、上記では、フルカラー画像を形成する画像形成ジョブの場合を説明したが、モノクロ画像を形成するジョブの場合には、選択された１つの画像形成ユニット（例えば、Ｋ色用の画像形成ユニット１０Ｋ）のみが駆動されて、その画像形成ユニットに設けられた感光体ドラム上に形成されたトナー画像が、中間転写ベルト１８上に１次転写され、２次転写位置Ｎｔで記録シートＰに２次転写された後、定着部３０において記録シートＰに定着された後、その記録シートＰが排紙トレイ２３に排出される。
【００３０】
操作部４０は、プリンター１００の装置本体正面側の上部であり、ユーザーの操作し易い位置に配置されている。操作部４０には、フルカラーやモノクロの画像形成モードの切り替えや、記録シートＰのサイズの設定、再現画像の画質モードの選択などのユーザーからの指示を受け付けるキー群が設けられている。
ここで、再現画像の画質モードの選択は、例えば文字原稿の文字の再現性を向上させる文字モード、写真などの中間調の再現性を向上させる写真モードなどが含まれる。
【００３１】
操作部４０は、ユーザーによる指示を受け付けると、その受け付けた指示を制御部５０に送る。
制御部５０は、操作部４０で受け付けられたユーザーの指示に基づき、画像プロセス部１０、給紙搬送部２０、定着部３０などを統括的に制御して、指示された画像形成ジョブを円滑に実行させる。また、ユーザーにより画質モードが選択された場合には、その選択されたモードに対して設定されるプロセス条件に基づいて画像形成を実行する。
【００３２】
プロセス条件の設定は、画像形成ジョブとは別に実行される画像安定化制御により決定された現像特性に基づいて、画像形成ジョブごとに、実行される。
画像安定化制御は、画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋ別に、そのユニットの現像特性を決定する制御である。
画像形成ユニット１０Ｙについて説明すると、（ａ）感光体ドラム１１Ｙ上に、画像形成条件としての現像バイアス電圧Ｖｂを異なる値に可変させて複数個のＹ色のトナーパッチを形成し、（ｂ）形成された複数個のトナーパッチに光を照射させ、その反射光をＩＤＣセンサー４１Ｙで受光して、その受光結果から複数個のトナーパッチの単位面積当たりのトナー付着量〔ｇ／ｍ2〕を求め、（ｃ）各トナーパッチを形成したときの現像バイアス電圧Ｖｂと、そのトナーパッチのトナー付着量との対応関係を現像特性として求めるものである。画像安定化制御で求められた現像特性を用いて、画像形成ジョブごとに、そのジョブに適したプロセス条件が設定される。他の画像形成ユニット１０Ｍ〜１０Ｋについても同様である。
【００３３】
画像安定化制御は、所定のタイミング、例えばプリンター１００の電源オン時や所定枚数（１０００枚など）の画像形成が実行される毎などに繰り返し実行される。
＜トナーパッチの構成＞
図２は、感光体ドラム１１Ｙ上に形成されたトナーパッチの例を示す図である。なお、同図は、感光体ドラム１１Ｙの表面を展開して示しており、矢印Ｚで示す方向が、感光体ドラム１１Ｙの回転方向に相当する。
【００３４】
同図に示すようにトナーパッチは、感光体ドラム１１Ｙの回転方向に沿って複数個、ここでは回転方向下流側から上流側に沿って、ＰＳ１、ＰＣ１・・・ＰＳ５、ＰＣ５の全１０個がそれぞれ間隔をおいて形成されている。
トナーパッチＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、ＰＳ４、ＰＳ５は、１辺が１〜２〔ｃｍ〕程度の一定の大きさの長方形状の第１領域（パッチ領域）の全体に、Ｙ色のトナーが一様に付着されたベタのトナーパッチ（以下、「ベタパッチ」という。）である。
【００３５】
一方、トナーパッチＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３、ＰＣ４、ＰＣ５は、ベタパッチと同じ一定の大きさの長方形状の第２領域（パッチ領域）内に、トナーの付着部とトナーが付着されていない非付着部とが混在してなる非ベタのトナーパッチ（以下、「非ベタパッチ」という。）である。
ここでは、非ベタパッチのそれぞれは、複数本の縦のラインと複数本の横のラインが直交してなる格子状（図４（ｂ）参照）に形成されており、縦のラインと横のラインの幅さが同じ、かつ隣り合うライン同士の間隔も各ラインの幅と同じ幅になっている。ラインの幅の大きさは、例えば１００〔μｍ〕程度であるが、これに限られることはない。以下、ベタパッチＰＳ１〜ＰＳ５を特に区別する必要がないときは、総称してベタパッチＰＳといい、同様に、非ベタパッチＰＣ１〜ＰＣ５を特に区別する必要がないときは、非ベタパッチＰＣという。また、ベタパッチと非ベタパッチを区別する必要がないときは、総称してトナーパッチという。
【００３６】
１つのベタパッチＰＳは、パッチ領域の全域がトナー付着部であるので、パッチ領域に対するトナー付着部の面積の割合（Ｂ／Ｗ比）は、１００〔％〕になり、１つの非ベタパッチＰＣは、パッチ領域内におけるトナーの付着部の面積と非付着部の面積とが同じになるように形成されるので、Ｂ／Ｗ比は、５０〔％〕になる。
ベタパッチＰＳ１と非ベタパッチＰＣ１の組をパッチＰ１、ベタパッチＰＳ２と非ベタパッチＰＣ２の組をパッチＰ２、ベタパッチＰＳ３と非ベタパッチＰＣ３の組をパッチＰ３、ベタパッチＰＳ４と非ベタパッチＰＣ４の組をパッチＰ４、ベタパッチＰＳ５と非ベタパッチＰＣ５の組をパッチＰ５とすると、組ごとに、その１組に含まれるベタパッチのトナー付着部と、非ベタパッチのトナー付着部の単位面積当たりのトナー付着量〔ｇ／ｍ2〕が同じ、かつ、パッチＰ１からＰ５に移るに連れて段階的に単位面積当たりのトナー付着量が多く（濃度が濃く）なるような条件で形成される。
【００３７】
具体的には、パッチＰ１〜Ｐ５に対して、帯電と露光を同じ条件としつつ、現像条件、ここでは現像バイアス電圧Ｖｂの値をパッチＰ１〜Ｐ５のそれぞれで相互に異なる値に切り替えて、Ｙ色のトナーで現像する制御を実行する。
より具体的には、パッチＰ１は、現像バイアス電圧Ｖｂを−１００〔Ｖ〕にして形成され、パッチＰ２は、現像バイアス電圧Ｖｂを−２００〔Ｖ〕にして形成され、パッチＰ３は、現像バイアス電圧Ｖｂを−３００〔Ｖ〕にして形成され、パッチＰ４は、現像バイアス電圧Ｖｂを−４００〔Ｖ〕にして形成され、パッチＰ５は、現像バイアス電圧Ｖｂを−５００〔Ｖ〕にして形成される。
【００３８】
同じ組に含まれるベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣとは、それぞれの感光体ドラム１１Ｙ上における静電潜像が同じ現像バイアス電圧Ｖｂを用いて現像されるので、ベタパッチＰＳのトナー付着部の単位面積当たりのトナー付着量と、非ベタパッチＰＣにおけるトナー付着部の単位面積当たりのトナー付着量とが同じになる。
現像バイアス電圧Ｖｂの切り替えは、感光体ドラム１１Ｙ上に形成されたパッチＰ１〜Ｐ５の静電潜像がＰ１〜Ｐ５の順に、現像ローラー１４ａと対向する位置（現像位置）を通過するタイミングに応じて実行される。
【００３９】
感光体ドラム１１Ｙ上に形成された、現像後のパッチＰ１〜Ｐ５は、それぞれが感光体ドラム１１の回転によりＩＤＣセンサー４１Ｙの検出領域を通過するごとに、ＩＤＣセンサー４１Ｙにより検出される。同図の一点鎖線で示すラインＬｓは、回転する感光体ドラム１１上におけるＩＤＣセンサー４１Ｙによるトナーパッチの検出ラインを示している。
＜ＩＤＣセンサー４１Ｙの構成＞
図３は、ＩＤＣセンサー４１Ｙの構成を説明するための模式図である。
【００４０】
同図に示すようにＩＤＣセンサー４１Ｙは、発光部４１ａと受光部４１ｂと差分回路４１ｃを備える。
発光部４１ａは、レーザー光源４１１と、第１偏光プリズム４１２と、第１集光レンズ４１３と、光吸収素子４１４を備える。
レーザー光源４１１は、感光体ドラム１１Ｙの表面における所定領域に向かって、可視光〜赤外光の範囲の波長のレーザー光を照射する。この波長のレーザー光は、Ｋ色のトナーに吸収されるが、Ｙ、Ｍ、Ｃ色のそれぞれのトナーには吸収されずに反射される特性を有する。
【００４１】
第１偏光プリズム４１２は、レーザー光源４１１から照射されたレーザー光をｐ波とｓ波とに分離する。
第１集光レンズ４１３は、第１偏光プリズム４１２によって分離されたｐ波を集光して感光体ドラム１１Ｙの表面に導く。
図４は、第１集光レンズ４１３による集光されたレーザー光のｐ波が感光体ドラム１１Ｙ表面に照射されたときに形成されるビームスポットＳの様子を示す図であり、（ａ）は、ベタパッチＰＳ上に照射されたときを、（ｂ）は、非ベタパッチＰＣ上に照射されたときをそれぞれ示している。
【００４２】
ビームスポットＳの径は、ベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣの形成領域よりも小さく（ビームスポットＳの全部が形成領域内に入り）、非ベタパッチＰＣに含まれる縦と横の複数本のライン（トナー付着部）がビームスポットＳ内に入るような大きさに、大小関係が設定されている。例えば、パッチ形成領域の一辺が１〜２〔ｃｍ〕、非ベタパッチＰＣの縦と横のラインの幅が１００〔μｍ〕程度であれば、ビームスポットＳの径は、１〜２〔ｍｍ〕程度とすることができる。
【００４３】
図３に戻って、光吸収素子４１４は、第１偏光プリズム４１２によって分離されたｓ波を吸収する。
第１集光レンズ４１３を通過して感光体ドラム１１Ｙの表面に向かうレーザー光のｐ波は、（ａ）感光体ドラム１１Ｙの表面にＹ色のトナーが付着していれば、そのトナー付着部に含まれるＹ色のトナー粒子に当たって正反射および拡散反射するものと、隣接する２つのトナー粒子の隙間を通り抜けて感光体ドラム１１Ｙの表面に当たって正反射するものがあり、（ｂ）Ｙ色のトナーが付着していなければ、感光体ドラム１１Ｙの表面のみにて正反射された後、受光部４１ｂに向かう。なお、正反射したｐ波は、偏光せず、拡散反射したｐ波は偏光される。
【００４４】
受光部４１ｂは、第１受光素子４１５と、第２受光素子４１６と、第２偏光プリズム４１７と、第２集光レンズ４１８を備える。
第２集光レンズ４１８は、感光体ドラム１１Ｙの表面とＹ色のトナーに当たって反射されたレーザー光を集光して、第２偏光プリズム４１７に導く。
第２偏光プリズム４１７は、正反射された反射光（ｐ波）を直進させて第１受光素子４１５に導き、拡散反射によって偏光された反射光（ｓ波）を直角方向に屈折させて第２受光素子４１６に導く。
【００４５】
第１受光素子４１５は、第２偏光プリズム４１７を直進した反射光（ｐ波）を受光し、第２受光素子４１６は、第２偏光プリズム４１７からの反射光（ｓ波）を受光する。
第１受光素子４１５と第２受光素子４１６は、それぞれ、受光量に対応した電圧を光電変換するフォトダイオードなどの光電変換素子によって構成されており、その変換後の電圧を差分回路４１ｃに送る。
【００４６】
差分回路４１ｃは、第１受光素子４１５の出力電圧から第２受光素子４１６の出力電圧を減じて得られる差分の電圧ＶＹを出力する。この差分をとるのは、次の理由による。
すなわち、感光体ドラム１１Ｙ上におけるＹ色のトナーパッチは、複数個のトナー粒子が層状に形成されてなり、Ｙ色のトナー層に光を照射した場合、その反射光は、上記のように隣接する２つのトナー粒子の隙間を通り抜けて感光体ドラム１１Ｙの表面で反射する正反射光Ｌ１と、Ｙ色のトナー粒子の表面で反射した正反射光Ｌ２と、Ｙ色のトナー粒子の表面で反射した拡散反射光Ｌ３の３つに分けられる。
【００４７】
トナー粒子の隙間は、通常、単位面積当たりのトナー付着量が多くなるほど狭くなるという関係があり、トナー粒子の隙間が狭くなれば、これを通り抜けるレーザー光の、感光体ドラム１１Ｙの表面からの反射光（上記の正反射光Ｌ１に相当）も少なくなる。つまり、正反射光Ｌ１とトナーの付着量とは、付着量が多くなるほど正反射光Ｌ１が少なくなるという関係を有し、正反射光Ｌ１の光量を正確に検出できれば、それだけトナーの付着量をより正確に検出することができることになる。
【００４８】
ところが、正反射光Ｌ１は、正反射光Ｌ２と一緒に第１受光素子４１５で受光されるので、第１受光素子４１５だけでは、正反射光Ｌ１の光量だけを検出することができない。
そこで、正反射光Ｌ２の光量と拡散反射光Ｌ３の光量の大小関係を予め実験から求めておき、ここではこれらを略同じとして、上記の差分をとることにより、Ｙ色のトナーによる反射光の影響を除外して、正反射光Ｌ１の光量だけをとりだして、トナーの付着量をより正確に検出することができるようになるからである。
【００４９】
なお、正反射光Ｌ２と拡散反射光Ｌ３に看過できない程度の光量差がある場合には、その差分を考慮して、第１受光素子４１５の出力電圧を補正する補正方法を予め実験などから求めておくことにより、上記同様に検出精度の向上を図れる。
差分回路４１ｃの出力電圧ＶＹは、制御部５０に送られる。なお、Ｍ色用のＩＤＣセンサー４１Ｍ、Ｃ色用のＩＤＣセンサー４１Ｃも、Ｙ色用のＩＤＣセンサー４１Ｙと構成は、同じであり、それぞれ出力電圧ＶＭ、ＶＣが制御部５０に送られる。
【００５０】
＜ＩＤＣセンサー４１Ｋの構成＞
図５は、画像形成ユニット１０Ｋに設けられたＩＤＣセンサー４１Ｋの構成を示す模式図である。
同図に示すようにＩＤＣセンサー４１Ｋは、偏光プリズムや差分回路が設けられておらず、発光部としてレーザー光源４１１と第１集光レンズ４１３を備え、受光部として第１受光素子４１５と第２集光レンズ４１８を備える構成になっている。このように偏光プリズムや差分回路を設けていないのは、レーザー光源４１１から照射される可視光〜赤外光の範囲の波長のレーザー光がＫ色のトナーに当たると、そのほとんどがＫ色のトナーに吸収されるので、トナー粒子による正反射と拡散反射を考慮しなくても良いからである。
【００５１】
感光体ドラム１１Ｙの表面にＫ色のトナーが付着している場合、レーザー光源４１１から照射されるレーザー光は、第１集光レンズ４１３を介して感光体ドラム１１Ｋの表面に向かって導かれ、感光体ドラム１１Ｋ上のＫ色のトナーの形成部分に照射される。
照射されたレーザー光は、感光体ドラム１１Ｋの表面に付着しているＫ色のトナー粒子の隙間を通り抜けて、感光体ドラム１１Ｙの表面にて反射され、その反射光（正反射光）が第２集光レンズ４１８を介して第１受光素子４１５で受光される。第１受光素子４１５は、その受光量に対応した電圧ＶＫを制御部５０に出力する。
【００５２】
制御部５０は、ＩＤＣセンサー４１Ｙ〜４１Ｋからの出力電圧ＶＹ〜ＶＫをそれぞれ個別にモニターし、Ｙ〜Ｋ色ごとに、ベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣの形成部分に対応する出力電圧値の大きさに基づき各パッチのトナー付着量を検出する。
なお、Ｙ〜Ｋ色ごとに、トナーパッチの付着量を検出する際には、検出の直前にレーザー光源４１１から出射される出射光の光量補正が実行される。例えば、Ｙ色の場合、レーザー光源４１１からのレーザー光を感光体ドラム１１Ｙの表面におけるパッチＰ１〜Ｐ５のいずれも形成されていない領域に照射して、その反射光量に対応したＩＤＣセンサー４１Ｙからの出力電圧ＶＹが所定の基準値になるように、レーザー光源４１１から出射されるレーザー光の光量が補正される。この光量補正により、感光体ドラム１１Ｙの劣化等によって、感光体ドラム１１Ｙの表面におけるレーザー光の反射光量のバラツキ、ＩＤＣセンサー４１Ｙの個体差による反射光量に対する出力電圧ＶＹのバラツキ等が生じても、そのバラツキを低減することができる。他のＭ〜Ｋ色の場合についても同様である。
【００５３】
＜画像形成ユニットの制御系＞
図６は、制御部５０に設けられた画像形成ユニット１０Ｙに対する制御系の構成を示すブロック図である。なお、他の、画像形成ユニット１０Ｍ〜１０Ｋにも、同様の構成の制御系が設けられているが、基本的に同じ構成なので、ここでは画像形成ユニット１０Ｙについてのみ説明し、１０Ｍ〜１０Ｋに対する制御系についてはその説明を省略する。
【００５４】
同図に示すように、画像形成ユニット１０Ｙに対する制御系には、信号処理部４２Ｙと、ユニット制御部４５Ｙが設けられている。
信号処理部４２Ｙは、ＩＤＣセンサー４１Ｙからの出力電圧ＶＹに基づき画像安定化制御において現像特性を決定する。また、通常の画像形成ジョブを実行する際には、現像特性に基づき、当該ジョブに適したプロセス条件を設定する。
【００５５】
ユニット制御部４５Ｙは、信号処理部４２Ｙで設定されたプロセス条件に基づき、帯電器１２Ｙの帯電量、露光器１３Ｙのレーザー光の露光量、現像器１４Ｙの現像バイアス電圧Ｖｂを制御して、画像形成ジョブを実行する。
また、ユニット制御部４５Ｙは、画像安定化制御の実行の際に、トナーパッチＰ１〜Ｐ５を感光体ドラム１１Ｙ上に形成する。
【００５６】
図７は、トナーパッチの形成制御の内容を示すフローチャートである。
同図に示すように、回転する感光体ドラム１１Ｙの表面を、帯電器１２Ｙによって、予め設定された所定の帯電電位になるように、一様に帯電させる（ステップＳ１１）。
次いで、回転している感光体ドラム１１Ｙに対して、露光器１３Ｙから、予め設定された所定の光量でレーザー光を出射して、トナーパッチＰ１〜Ｐ５のそれぞれに対応する静電潜像を形成する（ステップＳ１２）。ここでは、予めトナーパッチＰ１〜Ｐ５を形成するための画像データが記憶されており、トナーパッチの形成の際に、その画像データに基づき、露光器１３Ｙによる感光体ドラム１１Ｙの露光を実行することにより、感光体ドラム１１Ｙ上にトナーパッチＰ１〜Ｐ５の静電潜像が形成されるようになっている。
【００５７】
トナーパッチＰ１には、図２に示すようにベタパッチＰＳ１と非ベタパッチＰＣ１が含まれ、これらの２つのパッチを形成するための静電潜像が感光体ドラム１１Ｙ表面にその回転方向に沿って所定の間隔をおいて形成される。このことは、トナーパッチＰ２〜Ｐ５についても同様である。なお、トナーパッチＰ１〜Ｐ５に対応する全ての静電潜像は、同一の露光条件で形成される。
【００５８】
そして、トナーパッチＰ１〜Ｐ５に対応する静電潜像が現像位置を通過するタイミングに合わせて、現像ローラー１４ａに印加される現像バイアス電圧Ｖｂを、トナーパッチＰ１〜Ｐ５に対応する電圧値に順次切り替えて、それぞれの静電潜像をＹ色のトナーで現像する（ステップＳ１３〜Ｓ１７）。
すなわち、トナーパッチＰ１に対応する静電潜像が現像位置を通過するタイミングでは、現像バイアス電圧Ｖｂが−１００〔Ｖ〕になり（ステップＳ１３）、トナーパッチＰ２に対応する静電潜像が現像位置を通過するタイミングでは、現像バイアス電圧Ｖｂが−２００〔Ｖ〕になり（ステップＳ１４）、トナーパッチＰ３に対応する静電潜像が現像位置を通過するタイミングでは、現像バイアス電圧Ｖｂが−３００〔Ｖ〕になり（ステップＳ１５）、トナーパッチＰ４に対応する静電潜像が現像位置を通過するタイミングでは、現像バイアス電圧Ｖｂが−４００〔Ｖ〕になり（ステップＳ１６）、トナーパッチＰ５に対応する静電潜像が現像位置を通過するタイミングでは、現像バイアス電圧Ｖｂが−５００〔Ｖ〕になるように（ステップＳ１７）、順次切り替える。
【００５９】
トナーパッチＰ１〜Ｐ５に対応する静電潜像が順次、現像位置を通過する際に、その静電潜像がその時点での現像バイアス電圧ＶｂによりＹ色のトナーで現像され、可視像化される。図２には、この現像後のトナーパッチＰ１〜Ｐ５の例が示されている。
感光体ドラム１１Ｙ上に形成されたトナーパッチＰ１〜Ｐ５は、ＩＤＣセンサー４１Ｙにより順次、検出され、その検出結果が信号処理部４２Ｙに送られる。
【００６０】
図６に戻って、信号処理部４２Ｙは、パッチ出力算出部４２ａと、Ａ／Ｄ変換器４２ｂと、電圧テーブル４２ｃと、パッチ選択部４２ｄと、トナー付着量算出部４２ｅと、トナー付着量ＬＵＴ４２ｆと、現像特性決定部４２ｇと、プロセス条件設定部４２ｍおよびプロセス条件ＬＵＴ４２ｈを備える。
＜ＩＤＣセンサー４１Ｙの出力電圧の平均値の算出＞
パッチ出力算出部４２ａは、ベタパッチＰＳおよび非ベタパッチＰＣのそれぞれ毎に、ＩＤＣセンサー４１Ｙの出力電圧ＶＹを一定時間に亘ってサンプリングして、サンプリングされた電圧値の平均値を算出する。以下、算出された平均値を平均出力電圧という。
【００６１】
ここで、ベタパッチＰＳに対する平均出力電圧の算出は、図４（ａ）に示すようにＩＤＣセンサー４１ＹによるビームスポットＳの全域がベタパッチＰＳの形成領域内に入っている状態でサンプリングされた電圧値が平均されることにより実行される。
また、非ベタパッチＰＣに対する平均出力電圧の算出は、図４（ｂ）に示すようにＩＤＣセンサー４１ＹによるビームスポットＳの全域が非ベタパッチＰＣの形成領域内に入っている状態でサンプリングされた電圧値が平均されることにより実行される。
【００６２】
なお、ベタパッチＰＳには、トナー非付着部が含まれないが、非ベタパッチＰＣには、トナー非付着部が含まれる。このため、ベタパッチＰＳにおけるトナー付着部の単位面積当たりの付着量と、非ベタパッチＰＣにおけるトナー付着部の単位面積当たりの付着量とが同じであっても、ベタパッチＰＳの平均出力電圧と非ベタパッチＰＳの平均出力電圧とは、異なる値になる。
【００６３】
パッチＰ１〜Ｐ５は、この順に形成されるので、ベタパッチＰＳ１の平均出力電圧Ｖｓａ１、非ベタパッチＰＣ１の平均出力電圧Ｖｃａ１、ベタパッチＰＳ２の平均出力電圧Ｖｓａ２、非ベタパッチＰＣ２の平均出力電圧Ｖｃａ２・・・ベタパッチＰＳ５の平均出力電圧Ｖｓａ５、非ベタパッチＰＣ５の平均出力電圧Ｖｃａ５の順に、平均化された電圧がそれぞれパッチ出力算出部４２ａからＡ／Ｄ変換器４２ｂに出力される。
【００６４】
Ａ／Ｄ変換器４２ｂは、各トナーパッチの平均出力電圧ＶｓａまたはＶｃａを受け付けるごとに、Ａ／Ｄ変換して、変換後の平均出力電圧ＶｓまたはＶｃを電圧テーブル４２ｃに書き込む。
図８は、電圧テーブル４２ｃの構成例を示す図である。
同図に示すように、電圧テーブル４２ｃは、パッチＰ１〜Ｐ５ごとに、ベタパッチＰＳの平均出力電圧Ｖｓと非ベタパッチＰＣの平均出力電圧Ｖｃが対応付けられてなり、電圧テーブル４２ｍを参照することにより、ベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣに対する平均出力電圧Ｖｓ、Ｖｃを知ることができる。
【００６５】
＜現像特性の決定に用いるパッチの選択＞
図６に戻って、パッチ選択部４２ｄは、電圧テーブル４２ｃを参照し、パッチＰ１〜Ｐ５ごとに、ベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣのうち、現像特性の決定に用いる方のパッチを選択する処理を行う。
具体的には、トナーの再現画像の濃度域（階調値に相当）のうち、低濃度域については、ベタパッチＰＳを選択し、高濃度域については、非ベタパッチＰＣを選択する。
【００６６】
このような選択を行うのは、低濃度域については、ベタパッチＰＳの方が非ベタパッチＰＣよりも検出精度が良く、逆に、高濃度域については、非ベタパッチＰＣの方がベタパッチＰＳよりも検出精度が良いといえるからである。以下、具体的に説明する。
＜現像バイアス電圧Ｖｂと平均出力電圧Ｖｓａ、Ｖｃａの関係＞
図９は、現像バイアス電圧Ｖｂを異なる値に可変させて、それぞれの値に対応するベタパッチＰＣと非ベタパッチＰＳを形成し、形成されたベタパッチＰＣと非ベタパッチＰＳをＩＤＣセンサー４１Ｙで検出して、その検出結果から平均出力電圧Ｖｓａ、Ｖｃａを求めたときの、現像バイアス電圧Ｖｂと平均出力電圧Ｖｓａ、Ｖｃａの対応関係の例を示すグラフである。
【００６７】
同図の３本の実線は、非ベタパッチＰＣを異なる現像条件Ａ、Ｂ、Ｃで形成した場合の例を、３本の破線は、ベタパッチＰＳを現像条件Ａ、Ｂ、Ｃで形成した場合の例をそれぞれ示している。
ここで、異なる現像条件Ａ〜Ｃとは、感光体ドラム１１Ｙと現像ローラー１４ａとの間隔（Ｄ−Ｓ間距離）、現像ローラー１４ａ上の現像剤量、トナーの帯電量を、それぞれ装置の組み立てや部品のバラツキなどを含む器差が生じたと仮定した場合の範囲内で異ならせたものをいう。
【００６８】
このようにベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣについて、異なる現像条件による３本のグラフを併記しているのは、器差によって現像条件が変わっても、現像バイアス電圧Ｖｂと平均出力電圧Ｖｓａ、Ｖｃａの関係が大きく変化しないことを確認するためである。
同図に示すように現像バイアス電圧Ｖｂの絶対値が大きくなるほど、ＩＤＣセンサー４１Ｙの平均出力電圧ＶｓａおよびＶｃａが低下していることが判る。
【００６９】
これは、次の理由による。すなわち、現像バイアス電圧Ｖｂの絶対値が大きくなると、トナーパッチのトナー付着量（濃度）が増加し、トナー付着量が増加すると、トナーパッチからの反射光の光量が少なくなる。ＩＤＣセンサー４１Ｙは、反射光の受光量が少なくなるほど出力電圧が低くなり、反射光の受光量が多くなるほど出力電圧が高くなる特性を有しているので、現像バイアス電圧Ｖｂの絶対値が大きくなってトナー付着量が増加すると、トナーパッチからの反射光の光量が少なくなって、ＩＤＣセンサー４１Ｙの出力電圧が下がるからである。
【００７０】
また、実線と破線のグラフを比べると、非ベタパッチＰＣに対するＩＤＣセンサー４１Ｙの平均出力電圧Ｖｃａ（実線）が、ベタパッチＰＳに対するＩＤＣセンサー４１Ｙの平均出力電圧Ｖｓａ（破線）よりも全体的に高くなっていることが判る。このようになるのは、非ベタパッチＰＣには、パッチ領域内にトナー非付着部分が存在し、感光体ドラム１１Ｙの表面からの反射光の光量がベタパッチＰＳよりも多くなるので、ベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣとが現像バイアス電圧Ｖｂを同じ条件にして形成されたとしても、非ベタパッチＰＣの方がベタパッチＰＳよりも平均出力電圧が高くなるからである。
【００７１】
さらに、現像バイアス電圧Ｖｂの全範囲のうち、−３００〔Ｖ〕〜−６００〔Ｖ〕の範囲を見ると、現像条件に関わらず、ベタパッチＰＳの平均出力電圧Ｖｓａを示す破線のグラフは、傾きがほとんどない状態になっているのに対し、非ベタパッチＰＣの平均出力電圧Ｖｃａを示す実線のグラフは、ベタパッチに比べると傾きが大きくなっていることが判る。これは、次の理由によるものと考えられる。
【００７２】
すなわち、ベタパッチＰＳは、パッチ領域の全域にトナーがほぼ均一に付着しており、トナーの非付着部が存在せず、現像バイアス電圧Ｖｂの絶対値が大きくなってトナー付着量が多くなると、ベタパッチＰＳのトナー層が厚くなり、感光体ドラム１１Ｙの表面は厚いトナー層によって被覆される。
トナー層が厚くなるほど、ＩＤＣセンサー４１Ｙの発光部４１ａから発せられるレーザー光がトナー層のトナー粒子の隙間を通り、感光体ドラム１１Ｙの表面で反射して、受光部４１ｂに戻って来る反射光の光量が少なくなるが、ある厚さを超えると、ほとんど反射光がなくなり、その結果、現像バイアス電圧Ｖｂが増加してもＩＤＣセンサー４１Ｙの平均出力電圧がほとんど変化しなくなる。
【００７３】
一方、非ベタパッチＰＣには、パッチ領域内にトナーの付着部と非付着部が複数、混在し、現像バイアス電圧Ｖｂの絶対値が大きくなってトナー付着部の付着量が多くなったときに、ベタパッチＰＳと単位面積当たりの付着量が同じであっても、トナー付着部の一つ一つに、所謂エッジ効果により、その外縁であるエッジで厚みが厚くなり、エッジよりも内側の中央部で厚みが薄くなる現象が生じる。
【００７４】
ベタパッチＰＳがＩＤＣセンサー４１Ｙで検出されるときには、図４（ａ）に示したように発光部４１ａからのレーザー光のビームスポットＳの径がベタパッチＰＳよりも小さいので、ビームスポットＳの中には、ベタパッチＰＳのエッジが含まれず、トナー付着部からの反射光だけが検出される。
これに対して、非ベタパッチＰＣは、図４（ｂ）に示したようにビームスポットＳの中には、複数本のラインからなるトナー付着部と、隣り合うライン間の隙間に当たるトナー非付着部が含まれ、それぞれのトナー付着部と非付着部からの反射光が検出される。
【００７５】
つまり、ベタパッチＰＳは、トナー付着量が多くなってもエッジ効果の影響を受けないので、厚みが一様に厚いトナー層からの反射光だけを検出せざるを得ないが、非ベタパッチＰＣは、それぞれのトナー付着部がエッジ効果の影響により、ベタパッチＰＳと同じ付着量であっても、厚みの薄い部分が生じるので、その薄い部分からの反射光を検出することができることになるからである。
【００７６】
上記のようにトナー層の厚みがある厚みを超えると、ＩＤＣセンサー４１Ｙからのレーザー光がトナー層を構成するトナー粒子の隙間を通り抜けることが困難になって、反射光も光量がほとんど変化しなくなるという理由から、ベタパッチＰＳについては高濃度域での検出精度が低下してしまう。
一方、非ベタパッチＰＣについては、ベタパッチＰＳと同じ付着量でもエッジ効果により、それぞれのトナー付着部における厚みの薄い部分をレーザー光が通り抜けることができることにより、高濃度域においてベタパッチＰＳよりも濃度（付着量）の変化に対して反射光の光量が変化し易くなる。
【００７７】
このことから、図９に示す非ベタパッチＰＣに対する実線のグラフの方が、ベタパッチＰＳに対する破線のグラフよりも、平均出力電圧が高く、かつ、高濃度域での傾きが大きくなっているものと考えられる。
グラフの傾きは、現像バイアス電圧Ｖｂの変化量、すなわちトナー付着量（濃度）の変化量に対する平均出力電圧Ｖｃａ、Ｖｓａの変化量の検出感度を示すので、グラフの傾きの大きい方が、より検出精度が高いといえる。このことから、現像バイアス電圧Ｖｂの、−３００〔Ｖ〕〜−６００〔Ｖ〕の範囲では、トナー付着量が多く（濃度が高く）なることにより、非ベタパッチＰＣの方がベタパッチＰＳよりもトナー付着量をより精度よく検出できることになる。
【００７８】
一方、現像バイアス電圧Ｖｂの、−１００〔Ｖ〕〜−３００〔Ｖ〕の範囲を見ると、現像条件に関わらず、ベタパッチＰＳに対する破線のグラフの方が、非ベタパッチＰＣに対する実線のグラフよりもやや傾きが大きくなっている。
これは、−１００〔Ｖ〕の最も低い濃度では、ベタパッチＰＳも非ベタパッチＰＣも平均出力電圧が略同じであるのに対し、−３００〔Ｖ〕の付近では、非ベタパッチＰＣの方がベタパッチＰＳよりも平均出力電圧が高くなっており、−１００〔Ｖ〕〜−３００〔Ｖ〕の範囲では、非ベタパッチＰＣの方がベタパッチＰＳよりも平均出力電圧の差が大きいからである。
【００７９】
また、−２００〔Ｖ〕〜−３００〔Ｖ〕付近では、非ベタパッチＰＣに対する実線のグラフの方が現像条件によるバラツキが大きくなっていることが判る。これは、次の理由によるものと考えられる。
すなわち、非ベタパッチＰＣに含まれる格子状のトナー付着部の縦または横の１本のラインのある特定の線分に注目し、その線分の、感光体ドラム１１Ｙ上に形成される潜像部分の面積（現像前の面積）をα、その潜像部分の外縁（エッジ）の全長（現像前のエッジ長）をβとしたとき、画像の再現性の観点からすれば、トナーで現像した後も、その線分の面積がαになり、エッジ長がβになっていることが理想である。
【００８０】
ところが、非ベタパッチＰＣの場合、現像バイアス電圧Ｖｂの絶対値が小さいと、潜像部分に対するトナー付着量が少ない（濃度が低い）ために、現像しても潜像部分の本来のエッジに沿ってトナーが付着することができず、現像前の潜像部分のエッジの位置よりも内側に入った位置に、現像後のトナー付着部のエッジが形成される現象が生じ易い。
上記の特定した線分の形状を長方形としたとき、現像前の潜像部分のエッジは直線で表されるが、現像後の線分のエッジは、直線にならずに、例えばぎざぎざ形状のようになり、現像後の線分の面積が現像前のαよりも少なくなり、現像後のエッジ長が現像前のβよりも長くなる。例えば、αとβの関係を比率β／α（トナーエッジ部比率）で表せば、トナーエッジ部比率は、現像後の方が現像前よりも大きくなる。
【００８１】
このような現象は、トナー付着量が少なくなるほど生じ易くなり、現像条件が変われば、同じトナー付着量でも、現像条件の違いによりエッジの再現性も変わることから、平均出力電圧もバラツキが大きくなる。
一方、ベタパッチＰＳは、上記の如くＩＤＣセンサー４１Ｙによる検出時にはビームスポットＳ内にエッジが存在しないことから、トナー付着量に関係なく、エッジの再現性による平均出力電圧のバラツキが生ぜず、平均出力電圧のバラツキが非ベタパッチＰＳよりも小さくなると考えられるからである。
【００８２】
このようにＩＤＣセンサー４１Ｙで光学的にトナー付着量を検出する場合、低濃度域ではベタパッチＰＳの方が検出精度を向上することができ、高濃度域では非ベタパッチＰＣの方が検出精度を向上できることが判る。
このことを、図１０と図１１を用いて検証する。
図１０は、ベタパッチＰＳに対するＩＤＣセンサー４１Ｙの平均出力電圧ＶｓａとベタパッチＰＳのトナー付着量との対応関係の例を示すグラフである。
【００８３】
このグラフは、予め実験により得られたものである。ここでは、実験として、現像を除く帯電や露光などの条件を同一にしつつ、異なる現像条件１〜３ごとに、別々に、感光体ドラム１１Ｙ上にベタパッチＰＳの静電潜像を複数個、形成し、それぞれのベタパッチＰＳの静電潜像を、現像バイアス電圧Ｖｂを、−１５０〔Ｖ〕、−２００〔Ｖ〕、−３００〔Ｖ〕、−４００〔Ｖ〕、−５００〔Ｖ〕、−６００〔Ｖ〕の順に切り替えて、現像器１４によりトナーで現像して、感光体ドラム１１Ｙの表面上にトナーによるベタパッチＰＳを形成した。なお、現像条件１〜３は、上記の現像条件Ａ〜Ｃに相当するが、異なる条件であっても同様の結果が得られたことが確認されている。
【００８４】
現像条件ごとに、形成されたそれぞれのベタパッチＰＳのトナー付着量をＩＤＣセンサー４１Ｙで検出して、それぞれのベタパッチＰＳに対する平均出力電圧ＶＳａを算出した。また、感光体ドラム１１Ｙ上に付着しているベタパッチＰＳの実際のトナー付着量を、ＩＤＣセンサー４１Ｙを用いずに別の方法で実測した。
この別の実測方法としては、例えば感光体ドラム１１Ｙ上のベタパッチＰＳを１つずつ別の記録シートＰに転写して、記録シートＰごとに、転写前後での記録シートＰの質量を計測して、前後における質量差を求める方法が用いられたが、他の方法であっても良い。
【００８５】
図１０のグラフは、実験により得られた平均出力電圧Ｖｓａとトナー付着量の関係を現像条件１〜３ごとに、実測値をプロットして得られたものである。
図１０のグラフに示すように、現像条件が異なっても、それぞれのベタパッチＰＳに対するトナー付着量が４〔ｇ／ｍ2〕付近より少ない範囲では、ＩＤＣセンサー４１Ｙの平均出力電圧Ｖｓａのバラツキがほとんどないことが判る。これは、図９に示すように低濃度域におけるベタパッチＰＳのグラフ（破線）にバラツキが少ないことと同じである。
【００８６】
また、図１０のグラフに示すように、トナー付着量が４〔ｇ／ｍ2〕付近より少ない範囲では、トナー付着量の減少に連れて平均出力電圧Ｖｓａが反比例的に増加しており、この範囲では、略直線補間を行うことが可能になる。
一方、トナー付着量が４〔ｇ／ｍ2〕付近より多くなると、トナー付着量が変化しても平均出力電圧Ｖｓａの変化がほとんどなくなっている。これは、図９に示すように高濃度域におけるベタパッチＰＳのグラフ（実線）に傾きがほとんどないことと同じである。
【００８７】
図１１は、非ベタパッチＰＣに対するＩＤＣセンサー４１Ｙの平均出力電圧Ｖｃａと、非ベタパッチＰＣのトナー付着部の付着量をベタパッチＰＳのトナー付着量に変換したものとの対応関係の例を示すグラフである。
このようなトナー付着量の変換を行うのは、次の理由による。
すなわち、図２に示すようにパッチＰ１〜Ｐ５のそれぞれは、そのパッチに含まれるベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣが同じ現像バイアス電圧Ｖｂで形成されるので、ベタパッチＰＳのトナー付着部の付着量〔ｇ／ｍ2〕と、非ベタパッチＰＣのトナー付着部の付着量〔ｇ／ｍ2〕とが同じになるが、非ベタパッチＰＣにはトナー非付着部が含まれることから、上記のように付着量〔ｇ／ｍ2〕が同じでもＩＤＣセンサー４１Ｙの平均出力電圧Ｖｃａは、Ｖｓａと異なる値になる。
【００８８】
平均出力電圧Ｖｓａは、ベタパッチＰＳのトナー付着部だけの付着量〔ｇ／ｍ2〕を示すが、仮に、トナー付着量の変換を行わなければ、平均出力電圧Ｖｃａは、非ベタパッチＰＣのトナー付着部と非付着部を平均した付着量〔ｇ／ｍ2〕を示すものになり、同じ条件で付着量を比較できないことになる。
本実施の形態では、ベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣとを同じ付着量の条件で所定値、ここでは後述のように４〔ｇ／ｍ2〕を境に濃度域を低濃度域と高濃度域に分けて、低濃度域についてはベタパッチＰＳに対する平均出力電圧Ｖｓａを用い、高濃度域については非ベタパッチＰＣに対する平均出力電圧Ｖｃａを用いて現像特性を決定する構成をとっている。
【００８９】
このように低濃度域と高濃度値に分ける場合は、ベタパッチＰＳに対する平均出力電圧Ｖｓａと、非ベタパッチＰＣに対する平均出力電圧Ｖｃａとを同じ条件で比較した方が行い易いので、ベタパッチＰＳと同じ条件に合わせるべく、非ベタパッチＰＣについては、その付着量をベタパッチＰＳの付着量に変換した上で、平均出力電圧Ｖｃａとの対応関係を求めたものである。
【００９０】
図１１に示すグラフも、予め実験により得られたものであり、実験条件は、上記のベタパッチＰＳに対する場合と同じである。
図１１のグラフに示すように、現像条件が異なっても、それぞれの非ベタパッチＰＣに対するトナー付着量が４〔ｇ／ｍ2〕付近より多い範囲では、ＩＤＣセンサー４１Ｙの平均出力電圧Ｖｃａのバラツキがあまりなく、平均出力電圧Ｖｃａに対するトナー付着量の傾きが大きくなっていることが判る。これは、図９に示すように高濃度域における非ベタパッチＰＣのグラフ（破線）の傾きが大きいことと同じ理由によるものと考えられる。
【００９１】
また、トナー付着量が４〔ｇ／ｍ2〕付近より少ない範囲では、バラツキが多いことが判る。これは、図９に示すように低濃度域における非ベタパッチＰＣのグラフ（破線）にバラツキが大きいことと同じ理由によるものと考えられる。
図１０と図１１のグラフから、トナー付着量として４〔ｇ／ｍ2〕を境に、低濃度域と高濃度域に分けたときに、ベタパッチＰＳについては、図１０に示すように４〔ｇ／ｍ2〕に対応する平均出力電圧Ｖｓａ（＝０．２〔Ｖ〕）以上の低濃度域であれば、ベタパッチＰＳのトナー付着量を高精度で検出でき、非ベタパッチＰＣについては、図１１に示すように４〔ｇ／ｍ2〕に対応する平均出力電圧Ｖｃａ（＝０．８〔Ｖ〕）より小さくなる高濃度域であれば、非ベタパッチＰＣのトナー付着量を高精度で検出できることが判る。
【００９２】
そこで、本実施の形態では、予め、ベタパッチＰＳについては、平均出力電圧Ｖｓａが０．２〔Ｖ〕以上になる低濃度域の範囲を第１有効範囲と規定し、非ベタパッチＰＣについては、平均出力電圧Ｖｃａが０．８〔Ｖ〕より小さくなる高濃度域の範囲を第２有効範囲と規定している。
なお、図１０に示すベタパッチＰＳに対するグラフのデータと、図１１に示す非ベタパッチＰＣに対するグラフのデータは、それぞれ現像条件１〜３のうち、自装置に最も近い条件を示すものが、ベタパッチＰＳについては、ベタパッチ平均出力電圧／付着量対応情報として、非ベタパッチＰＣについては、非ベタパッチ平均出力電圧／付着量対応情報として、そのデータがそれぞれトナー付着量ＬＵＴ４２ｆに予め格納されている。
【００９３】
図６に戻って、パッチ選択部４２ｄは、パッチＰ１〜Ｐ５ごとに、そのパッチに含まれるベタパッチＰＳに対する平均出力電圧Ｖｓと非ベタパッチＰＣに対する平均出力電圧Ｖｃのうち、平均出力電圧Ｖｓが第１有効範囲内に入っているか否かを確認すると共に、平均出力電圧Ｖｃが第２有効範囲内に入っているか否かを確認して、有効範囲内に入っている方のパッチを選択する。
【００９４】
例えば、第１有効範囲≧０．２〔Ｖ〕、第２有効範囲＜０．８〔Ｖ〕であり、パッチＰ１のベタパッチＰＳ１に対する平均出力電圧Ｖｓ１≧０．２〔Ｖ〕、かつ、非ベタパッチＰＣ１に対する平均出力電圧Ｖｃ１≧０．８〔Ｖ〕であれば、第１有効範囲内に入っており、第２有効範囲内に入っていないことになり、ベタパッチＰＳ１と非ベタパッチＰＣ１のうち、ベタパッチＰＳ１が選択される。
【００９５】
同様に、ベタパッチＰＳ５に対する平均出力電圧Ｖｓ５＜０．２〔Ｖ〕、かつ、非ベタパッチＰＣ５に対する平均出力電圧Ｖｃ５＜０．８〔Ｖ〕であれば、第１有効範囲内に入っておらず、第２有効範囲内に入っていることになり、ベタパッチＰＳ５と非ベタパッチＰＣ５のうち、非ベタパッチＰＣ５が選択される。
パッチＰ１〜Ｐ５ごとに、選択されたパッチと、その平均出力電圧ＶＭ１〜ＶＭ５を示す情報がトナー付着量算出部４２ｅに出力される。
【００９６】
なお、平均出力電圧ＶｓとＶｃの両方が有効範囲内に入っている場合、または、両方が有効範囲内に入っていない場合には、現像バイアス電圧Ｖｂが−１００〔Ｖ〕〜−３００〔Ｖ〕の範囲では、ベタパッチＰＳが選択され、現像バイアス電圧Ｖｂが−３００〔Ｖ〕〜−５００〔Ｖ〕の範囲では、非ベタパッチＰＣが選択される。
これは、次の理由による。
【００９７】
すなわち、図９のグラフに示すように、現像バイアス電圧Ｖｂが−１００〔Ｖ〕〜−３００〔Ｖ〕の範囲では、ベタパッチＰＳに対する平均出力電圧Ｖｓａは、現像条件の変化によるバラツキが、非ベタパッチＰＣに対する平均出力電圧Ｖｃａよりも小さく安定しているためにトナー付着量をより精度良く測定することができる。
一方、現像バイアス電圧Ｖｂが−３００〔Ｖ〕〜−５００〔Ｖ〕の範囲では、グラフの傾きの大きさの違いにより、非ベタパッチＰＣの方がベタパッチＰＳよりもトナー付着量をより高精度で測定することができるからである。
【００９８】
＜トナー付着量の算出＞
図６に戻り、トナー付着量算出部４２ｅは、パッチ選択部４２ｄにより選択されたパッチの平均出力電圧ＶＭ１〜ＶＭ５に対応するトナー付着量〔ｇ／ｍ2〕を、トナー付着量ＬＵＴ４２ｆに格納されているベタパッチ平均出力電圧／付着量対応情報と非ベタパッチ平均出力電圧／付着量対応情報（図１０と図１１のグラフに相当）に基づき求める。
【００９９】
例えば、パッチＰ１〜Ｐ３では、ベタパッチＰＳ１〜ＰＳ３が選択され、パッチＰ４〜Ｐ５では、非ベタパッチＰＣ４〜ＰＣ５が選択されたと仮定すると、ベタパッチＰＳ１〜ＰＳ３に対しては、ベタパッチ平均出力電圧／付着量対応情報が参照され、非ベタパッチＰＣ４〜ＰＣ５に対しては、非ベタパッチ平均出力電圧／付着量対応情報が参照される。
具体的に、図１０のグラフにおいて、ベタパッチＰＳ１に対する出力電圧ＶＭ１が１〔Ｖ〕であれば、トナー付着量が２〔ｇ／ｍ2〕と求められ、図１１のグラフにおいて、非ベタパッチＰＣ５に対する出力電圧ＶＭ５が０．７〔Ｖ〕であれば、トナー付着量が４．３〔ｇ／ｍ2〕と求められる。
【０１００】
これにより、パッチＰ１〜Ｐ５ごとに、ベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣのうち選択された方のパッチに対するトナー付着量Ｘ１〜Ｘ５を求めることができる。
なお、パッチＰ１〜Ｐ５を形成したときの現像バイアス電圧Ｖｂは、予め−１００〔Ｖ〕〜−５００〔Ｖ〕であることが判っているので、トナー付着量Ｘと現像バイアス電圧Ｖｂの対応関係、例えばトナー付着量Ｘ１に対して現像バイアス電圧Ｖｂが−１００〔Ｖ〕といった関係も予め決められている。
【０１０１】
＜現像特性の決定＞
現像特性決定部４２ｇは、パッチＰ１〜Ｐ５ごとに、そのパッチを形成したときの現像バイアス電圧Ｖｂと、ベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣのうち、選択された方のパッチに対するトナー付着量Ｘ１〜Ｘ５に基づいて、現像バイアス電圧Ｖｂとトナー付着量Ｘとの関係（現像特性）を決定する。
【０１０２】
図１２は、決定された現像特性を表すグラフ（実線）の例を示す図であり、現像特性を示すグラフ（実線）は、パッチＰ１〜Ｐ５ごとに、ベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣのうちパッチ選択部４２ｄで選択されたパッチに対して、トナー付着量算出部４２ｅで算出されたトナー付着量Ｘ１〜Ｘ５を○印でプロットし、その各点間を直線で結んでなる。
同図では、ベタパッチＰＳ１〜ＰＳ３、非ベタパッチＰＣ４、ＰＣ５が選択された場合の例が示されているが、この例の比較として、選択されなかった非ベタパッチＰＣ１〜ＰＣ３、ベタパッチＰＳ４、ＰＳ５についても、その付着量を×印でプロットすると共に各点を破線で結んだグラフも参考に併記している。
【０１０３】
なお、各点を直線で結んだのは、現像バイアス電圧Ｖｂとトナー付着量Ｘとが、現像バイアス電圧Ｖｂの絶対値の増加によってトナー付着量Ｘが比例的に変化する関係にあることが予め求められているからである。比例的な関係がない構成であれば、その構成に適した補間方法を予め求めておくことにより、各点を結んでグラフを生成することができる。
現像特性決定部４２ｇは、トナー付着量算出部４２ｅで算出されたトナー付着量Ｘ１〜Ｘ５に基づき、同図に示すグラフのような現像バイアス電圧Ｖｂとトナー付着量Ｘとの対応関係を求め、求めた対応関係を現時点での自装置の現像特性と決定して、このデータを記憶する。
【０１０４】
記憶された現像特性は、以降、通常のプリントなどの画像形成ジョブを実行する際に、プロセス条件設定部４２ｍにより利用される。なお、現像特性は、画像安定化制御の実行ごとに、その時点で求められたものに決定されるので、時々更新されていくことになる。
＜プロセス条件の設定＞
図６に戻り、プロセス条件設定部４２ｍは、画像形成ジョブごとに、そのジョブに適したプロセス条件を設定するものであり、現像特性決定部４２ｇに記憶されている現像特性に基づき、その画像形成ジョブに適した現像バイアス電圧Ｖｂを求めると共に、現像以外の帯電や露光などの条件を必要に応じて補正する。
【０１０５】
具体的には、（ａ）実行すべき画像形成ジョブの画質モードを操作部４０から取得する。画質モードは、ユーザーにより操作部４０から指定される。
（ｂ）取得した画質モードに適したトナー付着量を求める。
画質モードに適したトナー付着量は、予め決められており、例えば文字モードであれば、５〔ｇ／ｍ2〕、写真モードであれば、３〔ｇ／ｍ2〕といった具合である。文字モードの場合、文字画像を高濃度で再現した方がシャープに見え、写真モードの場合、中間調の再現性を上げるためにトナー付着量（濃度）を少し抑えるものである。他のモードがある場合には、そのモードに適したトナー付着量の値が予め設定される。
【０１０６】
ここで求めたトナー付着量が、その画質モードで感光体ドラム１１Ｙ上にトナー画像を形成する際の目標濃度になる。
（ｃ）求めたトナー付着量（目標濃度）に対する現像バイアス電圧Ｖｂ（画像形成条件）を、現像特性決定部４２ｇに現に記憶されている現像特性から求める。例えば、図１２に示すグラフの例であれば、文字モードの５〔ｇ／ｍ2〕に対し、現像バイアス電圧Ｖｂが−４００〔Ｖ〕、写真モードの３〔ｇ／ｍ2〕に対し、現像バイアス電圧Ｖｂが−２８０〔Ｖ〕になる。
【０１０７】
（ｄ）現像バイアス電圧Ｖｂ以外の画像形成条件、例えば帯電量（帯電電圧または電流）と露光量（発光量）を、求めたトナー付着量に基づき補正する。このような補正を行うのは、ユーザーにより指定された画質モードにできるだけ適した画質の画像形成を行えるようにするためである。
すなわち、本実施の形態の画像形成ユニット１０Ｙでは、基準のトナー付着量Ｘ０の画像を形成するのに適した帯電量と露光量の基準値Ｚｓが予め決められている。ところが、画質モードの指定によってトナー付着量が基準のＸ０から変更された場合、帯電量と露光量が基準値Ｚｓのままでは、変更後のトナー付着量の画像を得られないおそれが生じる。
【０１０８】
そこで、帯電量と露光量を変更後のトナー付着量に適した値に補正して、補正後の帯電量と露光量に基づき画像形成を行うとするものである。トナー付着量と、帯電量と露光量の関係は、予め実験から求められて、その情報がプロセス条件ＬＵＴ４２ｈに格納されており、帯電量と露光量の補正の際に読み出されて利用される。なお、画質モードに対するトナー付着量が基準のＸ０のまま変わらなければ、帯電量と露光量の補正は不要なので、基準値Ｚｓがそのまま用いられる。
【０１０９】
プロセス条件設定部４２ｍは、実行すべき画像形成ジョブの画質モードに適した現像バイアス電圧Ｖｂと帯電量と露光量（画像形成条件）を求めると、これらの全ての画像形成条件を、当該画像形成ジョブを実行するためのプロセス条件として設定し、設定したプロセス条件をユニット制御部４５Ｙに送る。
ユニット制御部４５Ｙは、当該画像形成ジョブの実行に際し、プロセス条件設定部４２ｍで設定されたプロセス条件で帯電、露光、現像が行われるように、帯電器１２Ｙ、露光器１３Ｙ、現像器１４Ｙを制御する。これにより、ユーザーにより指定された画質モードに適したプロセス条件に基づく画像形成動作が実行される。
【０１１０】
なお、上記では、画像形成ユニット１０Ｙの制御について説明したが、他の画像形成ユニット１０Ｍ〜１０Ｋについても同様の制御が実行される。また、感光体ドラム１１Ｙ上にトナー画像を形成する際の目標濃度に対する画像形成条件として、現像バイアス電圧Ｖｂ、帯電量、露光量の３つの条件を設定するとしたが、これに限られず、例えば帯電量と露光量の補正が不要であれば、これらの設定を行わずに、現像バイアス電圧Ｖｂだけを設定する構成としても良い。
【０１１１】
以上説明したように、本実施の形態では、低濃度域についてはベタパッチＰＳの検出結果を用い、高濃度域については非ベタパッチＰＣの検出結果を用いて現像特性を設定する構成としたので、従来のようにベタパッチのみの検出結果を用いることにより高濃度域の検出精度の低下により画像形成条件を適切に設定することができないといったことがなく、再現画像の画質向上を図ることができる。
【０１１２】
そして、ベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣの付着量を検出できるセンサー等を備えれば足り、従来のようにベタパッチＰＳの厚みを検出するために高価な撮像手段を備える必要がなく、経済性を損なうことも防止できる。
本発明は、画像形成装置に限られず、例えば現像特性などの画像濃度特性を決定する方法であるとしてもよい。また、その方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。また、本発明に係るプログラムは、例えば磁気ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの光記録媒体、フラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。
【０１１３】
（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施の形態では、現像バイアス電圧Ｖｂを−１００〔Ｖ〕〜−５００〔Ｖ〕の範囲内で１００〔Ｖ〕単位で切り替えて、１つの現像バイアス電圧Ｖｂに対してベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣの両方を形成する構成としたが、これに限られない。
【０１１４】
例えば、低濃度域については、ベタパッチＰＳのみ、高濃度域については非ベタパッチＰＣのみを形成する構成をとることもできる。ベタパッチＰＳについては第１有効範囲に入らないことが明らかなもの、上記の図２では、例えばＰＳ４やＰＳ５などを形成しないとしても良い。同様に、非ベタパッチＰＣについては第２有効範囲に入らないことが明らかなもの、例えばＰＣ１やＰＣ２などを形成しないとしても良い。
【０１１５】
（２）上記実施の形態では、画質モードとジョブ実行の際の目標濃度とを予め対応付けておき、ジョブごとに、ユーザーが画質モードを指定すると、指定された画質モードに対応する目標濃度を、当該ジョブに適用される目標濃度とする構成例を説明したが、画像形成の際の目標濃度を取得することができれば、画質モードの指定に限られることはない。
例えば、ジョブに適用される目標濃度を、ユーザーが手動で指定する構成や、画像データに基づき自動的にページ単位で文字画像や写真画像の画像属性を判別し、判別した画像属性に対して予め決められた目標濃度を取得する構成などが考えられる。
【０１１６】
また、目標濃度を可変にする構成に限られず、予め決められた固定の目標濃度を用いる構成とすることもできる。この構成をとる場合、現像特性は、画像安定化制御ごとに更新されるので、ジョブ実行ごとに、その時点での現像特性から、固定の目標濃度に対応する現像バイアス電圧Ｖｂを決定する構成をとれば良い。
（３）上記実施の形態では、異なる現像バイアス電圧ＶｂでベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣをそれぞれ複数個、形成するとしたが、これに限られない。例えば、ベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣを１個ずつ形成する構成をとることもできる。
【０１１７】
具体的には、（ａ）１個のベタパッチＰＳを、低濃度域に相当する現像バイアス電圧Ｖｂ（例えば、−２００〔Ｖ〕）を用いて形成すると共に、１個の非ベタパッチＰＣを、ベタパッチＰＳよりも単位面積当たりのトナー付着量が多い条件である高濃度域に相当する現像バイアス電圧Ｖｂ（例えば、−４００〔Ｖ〕）を用いて形成する。
（ｂ）形成されたベタパッチＰＳの単位面積当たりのトナー付着量と、形成された非ベタパッチＰＣにおけるトナー付着部の単位面積当たりのトナー付着量を検出する。
【０１１８】
（ｃ）当該ベタパッチＰＳの形成時の現像バイアス電圧Ｖｂと検出されたベタパッチＰＳのトナー付着量の関係と、当該非ベタパッチＰＣの形成時の現像バイアス電圧Ｖｂと検出された非ベタパッチＰＣのトナー付着部のトナー付着量の関係との両方の関係に基づき、現像特性を決定する。
この決定方法としては、例えば図１２に示すようなグラフの生成により行うことができる。すなわち、ベタパッチＰＳの形成時の現像バイアス電圧Ｖｂ（例えば−２００〔Ｖ〕）に対するベタパッチＰＳのトナー付着量Ｘａと、非ベタパッチＰＣの形成時の現像バイアス電圧Ｖｂ（例えば−４００〔Ｖ〕）に対する非ベタパッチＰＳのトナー付着量Ｖｂの２点をプロットし、各点を直線で結んだグラフを、当該現像特性と決定するものである。
【０１１９】
この２点をプロットする方法を、従来のベタパッチだけを用いる方法と比較すると、次のようになる。
すなわち、従来のようにベタパッチだけを用いれば、図１２の例では、点（ＰＳ３）〜（ＰＳ５）を結ぶ線が現像特性になり、これでは４〔ｇ／ｍ2〕でも５〔ｇ／ｍ2〕でも現像バイアス電圧Ｖｂを−４００〔Ｖ〕にしか設定できない。
【０１２０】
これに対し、上記の２点をプロットする構成をとる場合、図１２の例では、点（ＰＳ２）と点（ＰＣ４）を結ぶ直線のグラフを得ることができ、４〔ｇ／ｍ2〕以上の高濃度域でもトナー付着量Ｘと現像バイアス電圧Ｖｂの関係が比例的になる。
従って、従来よりもトナー付着量Ｘに適した現像バイアス電圧Ｖｂの値を決定することができるようになり、ジョブ実行時にその目標濃度により近い濃度のトナー画像を得ることができ、再現画像の画質向上を図れる。
【０１２１】
（４）上記実施の形態では、非ベタパッチＰＣの形状を格子状としたが、格子状に限られず、所定領域内にトナー付着部と非付着部とが混在する形状であれば良い。例えば、円形や角形のトナー付着部が孤立点として、その隣り合うもの同士が間隔を開けて配列してなるドット状のものとすることができる。
また、非ベタパッチＰＣのトナー付着部および非付着部と、ビームスポットＳとの大小関係は、エッジ効果が得られるように、ビームスポットＳ内に、トナー付着部の少なくとも一部と非付着部の少なくとも一部が入るような大きさに設定される。すなわち、ビームスポットＳの径がトナー付着部の幅よりも狭くならず、トナー付着部のエッジがビームスポットＳ内に入るように工夫される。
【０１２２】
また、所定領域に対するトナー付着部の面積の比率（Ｂ／Ｗ比）を５０〔％〕としたが、これに限られず、装置構成に応じてＢ／Ｗ比が５０〔％〕よりも大きいまたは小さい値の非ベタパッチＰＣを用いることもできる。
さらに、現像バイアス電圧Ｖｂの値（−１００〔Ｖ〕〜−５００〔Ｖ〕）、低濃度域と高濃度域の境界を示すトナー付着量の所定値（＝４〔ｇ／ｍ2〕）などが、上記の値に限られないことはいうまでもない。
【０１２３】
（５）上記実施の形態では、現像バイアス電圧（画像形成条件）とトナー付着量との関係に基づく現像特性を決定する構成例を説明したが、現像特性に限られず、例えば帯電特性や露光特性などの画像濃度特性を決定する構成にも適用することができる。
具体的には、Ｙ色の帯電特性の場合、帯電以外の露光や現像条件を一定にしつつ、画像形成条件として帯電電圧または帯電電流を、相互に異なるＴｃ１〜Ｔｃｎのｎ段階に切り替えて、Ｙ色のベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣを一対とするパッチＰ１〜Ｐｎを感光体ドラム１１Ｙ上に順次、形成し、形成されたパッチＰ１〜Ｐｎのパッチごとに、そのパッチに含まれるベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣをＩＤＣセンサー４１Ｙで検出する。
【０１２４】
ベタパッチＰＳと非ベタパッチＰＣのそれぞれがＩＤＣセンサー４１Ｙで検出されると、上記の現像特性の決定方法と同様に、低濃度域についてはベタパッチＰＳの検出結果を用い、高濃度域については非ベタパッチの検出結果を用いて、帯電電圧または電流とトナー付着量との関係（帯電特性）を求めることができる。露光についても同様である。
（６）上記実施の形態では、感光体ドラム上にトナーパッチを形成し、感光体ドラム上に形成されたトナーパッチのトナー付着量をＩＤＣセンサーによって検出する構成例を説明したが、トナーパッチの形成は、像担持体であれば感光体ドラムに限られず、例えば感光体ベルト、中間転写ベルトや中間転写ドラム等の中間転写体であっても良い。
【０１２５】
また、ＩＤＣセンサーとして、発光部からレーザー光を感光体ドラム上に向けて出射し、感光体ドラム表面からの反射光を受光部で受光する、所謂反射型の光学センサーを用いた例を説明したが、反射型に限られず、例えば像担持体が透光性を有するものである場合には、透過型の光学センサーを用いることもできる。
（７）上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラープリンターに適用した場合の例を説明したが、これに限られない。カラーやモノクロのいずれの画像形成を実行可能であるかに関わらず、感光体ドラムや中間転写体などの像担持体にトナーパッチを形成し、像担持体上に形成されたトナーパッチを光学的に検出して、その検出結果に基づき画像濃度特性を設定する構成の画像形成装置であれば、例えば複写機、ファクシミリ装置、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等に適用できる。
【０１２６】
また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、トナー画像を形成する画像形成装置において、画像濃度特性を設定する技術として有用である。
【符号の説明】
【０１２８】
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ        感光体ドラム
１２Ｙ        帯電器
１３Ｙ        露光器
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ        現像器
４１ａ        発光部
４１ｂ        受光部
４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ        ＩＤＣセンサー
４２Ｙ        信号処理部
４２ｄ        パッチ選択部
４２ｅ        トナー付着量算出部
４２ｇ        現像特性決定部
４２ｍ        プロセス条件設定部
１００        プリンター
ＰＳ        ベタパッチ
ＰＣ        非ベタパッチ
Ｓ        ビームスポット
【図１】
2014013269.tif 000003
【図２】
2014013269.tif 000004
【図３】
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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４】
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