(57)【要約】【課題】画像形成装置における各種装置の調整につき技術者が顧客先へ出向く必要がなく、ユーザによる装置の連続使用を最大限維持し、かつ別途の構成を追加しなくても各種装置の調整が可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成時以外の任意に設定されたタイミングで、露光手段により複数のレーザ光のうち一のレーザ光を像担持体の表面に照射して１ラインからなる基準静電潜像を複数形成し、現像手段により１ラインからなる基準静電潜像を第２基準トナー画像として複数現像し、トナー付着量検出手段により検出された第２基準トナー画像毎のトナー付着量に基づいて現像手段により現像されるトナー像のトナー付着量を最適に制御する第２トナー付着量制御手段を有する。【選択図】図２
2014006380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、
前記像担持体の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、
前記帯電手段により一様に帯電された前記像担持体の表面に前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記現像手段により前記像担持体の表面に現像されたトナー像のトナー付着量を検出する１以上のトナー付着量検出手段とを有する画像形成装置であって、
前記露光手段は、前記像担持体の表面に照射されるレーザ光を複数のレーザ光に分割するレーザ光分割手段を有し、
画像形成時以外の任意に設定されたタイミングで、前記露光手段により前記複数のレーザ光を前記像担持体の表面に１ライン毎に順次照射して複数ラインからなる基準静電潜像を形成し、前記現像手段により前記複数ラインからなる基準静電潜像を第１基準トナー画像として現像し、前記トナー付着量検出手段により検出された前記第１基準トナー画像のトナー付着量に基づいて前記現像手段により現像されるトナー像のトナー付着量を最適に制御する第１トナー付着量制御手段と、
画像形成時以外の任意に設定されたタイミングで、前記露光手段により前記複数のレーザ光のうち一のレーザ光を前記像担持体の表面に照射して１ラインからなる基準静電潜像を複数形成し、前記現像手段により前記１ラインからなる基準静電潜像を第２基準トナー画像として複数現像し、前記トナー付着量検出手段により検出された前記第２基準トナー画像毎のトナー付着量に基づいて前記現像手段により現像されるトナー像のトナー付着量を最適に制御する第２トナー付着量制御手段とをさらに有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１トナー付着量制御手段は、前記第１基準トナー画像のトナー付着量に基づいて前記現像手段から出力される現像バイアス電圧を最適に制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１トナー付着量制御手段は、前記第１基準トナー画像のトナー付着量に基づいて前記帯電手段から出力される帯電電圧を最適に制御することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２トナー付着量制御手段は、前記露光手段から照射される前記複数のレーザ光の光量を最適に制御することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成時の任意に設定されたタイミングで前記第１トナー付着量制御手段によりトナー付着量を最適に制御し、画像形成時以外の任意に設定されたタイミングで前記第１トナー付着量制御手段および前記第２トナー付着量制御手段によりトナー付着量を最適に制御することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記１以上のトナー付着量検出手段は、前記現像手段より下流側の前記像担持体の表面に対向する位置で、前記像担持体の軸方向のほぼ中央に設けられることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記１以上のトナー付着量検出手段は、前記現像手段より下流側の前記像担持体の表面に対向する位置で、前記像担持体の軸方向のほぼ中央および前記像担持体上を搬送される用紙幅より外側に設けられることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体の表面を一様に帯電する帯電工程と、
前記像担持体の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光工程と、
前記帯電工程において一様に帯電された前記像担持体の表面に前記静電潜像をトナー像として現像する現像工程と、
前記現像工程において前記像担持体の表面に現像されたトナー像のトナー付着量を検出する１以上のトナー付着量検出工程とを有するトナー付着量制御方法であって、
画像形成時以外の任意に設定されたタイミングで、前記露光工程において複数のレーザ光を前記像担持体の表面に１ライン毎に順次照射して複数ラインからなる基準静電潜像を形成し、前記現像工程において前記複数ラインからなる基準静電潜像を第１基準トナー画像として現像し、前記トナー付着量検出工程において検出された前記第１基準トナー画像のトナー付着量に基づいて前記現像工程において現像されるトナー像のトナー付着量を最適に制御する第１トナー付着量制御工程と、
画像形成時以外の任意に設定されたタイミングで、前記露光工程において前記複数のレーザ光のうち一のレーザ光を前記像担持体の表面に照射して１ラインからなる基準静電潜像を複数形成し、前記現像工程において前記１ラインからなる基準静電潜像を第２基準トナー画像として複数現像し、前記トナー付着量検出工程において検出された前記第２基準トナー画像毎のトナー付着量に基づいて前記現像工程において現像されるトナー像のトナー付着量を最適に制御する第２トナー付着量制御工程とをさらに有することを特徴とするトナー付着量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体の表面にトナー像を現像し、そのトナー像を記録媒体へ転写する画像形成装置及びトナー付着量制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式を用いて像担持体の表面にトナー像を現像し、そのトナー像を記録媒体へ転写した後、加圧・加熱により記録媒体へ定着させる画像形成装置が知られている。この画像形成装置に関し、特許文献１には、画像の濃度を安定化させるために像担持体表面に現像したトナー像の物理量（トナー付着量）を光学センサにて測定し、測定結果に基づいて現像バイアスや帯電バイアス、露光光量といった電位条件を制御する技術が開示されている。
【０００３】
また、上述のような画像形成装置において、像担持体の表面に静電潜像を形成するため、画像信号から光信号に変換された光ビームが露光装置から像担持体へ照射される。そして、レーザーパワーメータにより、露光装置から照射される光ビームの出力量やビームの形状、大きさを測定する。
【０００４】
さらに、特許文献１には、露光装置から照射される２本の光ビームに関する変調開始タイミングを設定するための同期検知信号を検出する同期検知センサに関する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、感光体ドラムの表面電位を測定する表面電位センサや、この表面電位センサによる測定信号を参照して露光装置から照射される光ビームの強さを調整する露光装置制御処理に関する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、露光装置から照射される光ビームのレーザーパワーメータによる測定は原則として画像形成装置の出荷前に行われる。よって、画像形成装置が出荷されて既に顧客により利用されている場合に露光装置の調整が必要なときは、技術者が顧客先へ直接出向き、測定を行わなければならない。また技術者による調整中は、ユーザは画像形成装置の使用中断を余儀なくされる。
【０００７】
また、特許文献１では、上述の通り露光装置から照射される２本の光ビームに関する変調開始タイミングを設定するための同期検知信号を検出する同期検知センサを別途設けなければならない。さらに、特許文献２のように表面電位センサを設ける場合、この表面電位センサの測定信号を参照した露光装置制御処理が別途必要となる。また、特許文献２においては、表面電位センサに加え、温湿度センサ等による各種の測定信号を参照した帯電装置制御処理や現像バイアス制御処理を別途行わなければならない。
【０００８】
そこで本発明は、画像形成装置における各種装置の調整につき技術者が顧客先へ出向く必要がなく、ユーザによる装置の連続使用を最大限維持し、かつ別途の構成を追加しなくても各種装置の調整が可能な画像形成装置を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、像担持体と、像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、像担持体の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、帯電手段により一様に帯電された像担持体の表面に静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、現像手段により像担持体の表面に現像されたトナー像のトナー付着量を検出する１以上のトナー付着量検出手段とを有する画像形成装置であって、露光手段は、像担持体の表面に照射されるレーザ光を複数のレーザ光に分割するレーザ光分割手段を有し、画像形成時以外の任意に設定されたタイミングで、露光手段により複数のレーザ光を像担持体の表面に１ライン毎に順次照射して複数ラインからなる基準静電潜像を形成し、現像手段により複数ラインからなる基準静電潜像を第１基準トナー画像として現像し、トナー付着量検出手段により検出された第１基準トナー画像のトナー付着量に基づいて現像手段により現像されるトナー像のトナー付着量を最適に制御する第１トナー付着量制御手段と、画像形成時以外の任意に設定されたタイミングで、露光手段により複数のレーザ光のうち一のレーザ光を像担持体の表面に照射して１ラインからなる基準静電潜像を複数形成し、現像手段により１ラインからなる基準静電潜像を第２基準トナー画像として複数現像し、トナー付着量検出手段により検出された第２基準トナー画像毎のトナー付着量に基づいて現像手段により現像されるトナー像のトナー付着量を最適に制御する第２トナー付着量制御手段とをさらに有することを特徴とする。
【００１０】
また、上記の課題を解決するため、本発明のトナー付着量制御方法は、像担持体の表面を一様に帯電する帯電工程と、像担持体の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光工程と、帯電工程において一様に帯電された像担持体の表面に静電潜像をトナー像として現像する現像工程と、現像工程において像担持体の表面に現像されたトナー像のトナー付着量を検出する１以上のトナー付着量検出工程とを有するトナー付着量制御方法であって、画像形成時以外の任意に設定されたタイミングで、露光工程において複数のレーザ光を像担持体の表面に１ライン毎に順次照射して複数ラインからなる基準静電潜像を形成し、現像工程において複数ラインからなる基準静電潜像を第１基準トナー画像として現像し、トナー付着量検出工程において検出された第１基準トナー画像のトナー付着量に基づいて現像工程において現像されるトナー像のトナー付着量を最適に制御する第１トナー付着量制御工程と、画像形成時以外の任意に設定されたタイミングで、露光工程において複数のレーザ光のうち一のレーザ光を像担持体の表面に照射して１ラインからなる基準静電潜像を複数形成し、現像工程において１ラインからなる基準静電潜像を第２基準トナー画像として複数現像し、トナー付着量検出工程において検出された第２基準トナー画像毎のトナー付着量に基づいて現像工程において現像されるトナー像のトナー付着量を最適に制御する第２トナー付着量制御工程とをさらに有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、使用中であっても画像形成装置における各種装置の調整を行うことができ、そのためユーザによる装置の連続使用を最大限維持し、かつ既存の構成で各種装置の調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置を示す概略断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のトナー付着量制御についての処理ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態における第１基準トナー画像の例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態のトナー付着量制御についての処理手順を示すフロー図である。
【図５】本発明の第２実施形態の画像形成装置における光学センサの配置について説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態の画像形成装置１について、図を用いて以下説明する。本実施形態の画像形成装置１の概略構成について、図１を用いて説明する。本実施形態の画像形成装置１は、例えば、像担持体として時計回りに回転する感光体ドラム１１の周囲に、作像工程順に帯電装置１２と、露光装置１３と、現像装置１４と、光学センサ２０と、転写装置１５と、清掃装置１６とが配設されている。なお、便宜的に感光体ドラム１１上の位置基準として、帯電装置１２を起点として感光体ドラム１１が時計回りに回転するとした場合、帯電装置１２側を上流とし、転写装置１５側を下流とする。
【００１４】
なお、本実施形態の画像形成装置１として印刷速度が毎秒６６インチのものを使用するが、これに限定されるものではない。また、本実施形態の画像形成装置１は、不図示のコントローラから送出される印刷動作開始信号に基づいて作動する。
【００１５】
感光体ドラム１１は、帯電装置１２によりその表面が一様に帯電される。このときの感光体ドラム１１の表面電位は、例えば５００Ｖ〜７５０Ｖに制御される。なお、本実施形態では、帯電装置１２をコロトロン帯電装置として説明するが、これに限定されずスコロトロン帯電装置を適用してもよい。さらに、感光体ドラムの表面電位を上記のように制御できるのであれば、コロトロン帯電装置やスコロトロン帯電装置に限定されず、ローラやブラシ方式の帯電装置であってもよい。
【００１６】
表面が一様に帯電された感光体ドラム１１には、露光装置１３からのレーザ光によって画像パターンが照射され、静電潜像が形成される。露光装置１３は、不図示の半導体レーザと、ファイバアレイ１３ｆと、不図示のコリメータレンズと、不図示のポリゴンレンズ等で構成される。本実施形態では、半導体レーザからなる１個の光源から出力したレーザ光をファイバアレイ１３ｆにより５本に分割し、分割された各レーザ光が不図示のコントローラからの信号制御を受けて、上記の各レンズを経由して感光体ドラム１１へ画像パターンとして照射される。
【００１７】
本実施形態では、ファイバアレイ１３ｆにより分割されたレーザ光１３ａ〜１３ｅが照射されることにより、一回のレーザ光の照射で５ライン分の静電潜像を感光体ドラム１１上に形成することが可能である。
【００１８】
この５ライン分の静電潜像は、現像装置１４を通過することで現像装置１４の磁気ローラより搬送された帯電トナーが静電吸着することで、トナー像として感光体ドラム１１上に現像（可視化）される。
【００１９】
なお、本実施形態では、現像トナーとして、ポリエステル樹脂およびカーボンブラックを主成分とする、正極に帯電されたモノクロ用トナーを使用する。現像トナーは、トナーとキャリアの２成分接触帯電により帯電されて、磁気ローラにブラシ状に形成される。そして現像領域において、現像バイアス３００Ｖ〜５００Ｖの電圧が印加され、いわゆる反転現像により感光体ドラム１１に現像される。そして、光学センサ２０により感光体ドラム１１上に現像されたトナー像のトナー付着量が検出される。光学センサ２０としては、一般的なレーザプリンタに標準搭載されるものを用い、例えば発光素子としてのＬＥＤと受光素子としてのフォトダイオードを組み合わせた反射型センサを用いる。
【００２０】
また、本実施形態で転写媒体の一例として使用する用紙Ｐは、長く連なった連続紙である。用紙Ｐは、現像されたトナー像とタイミングを合わせるように、例えば画像形成装置１の下方に配置された給紙部から搬出され、搬送ローラ対１７の一方のローラの回転駆動（他方のローラは従動回転）を受けて転写装置１５へ搬送される。なお、本実施形態で使用する用紙としては、連続紙に限定されずカット紙であってもよい。
【００２１】
搬送ローラ対１７によって用紙Ｐが挟持され、搬送ローラ対１７の片側ローラが回動することにより、用紙Ｐが転写装置１５方向へ搬送される。なお、搬送ローラ対１７に代えてトラクタを用いてもよい。また、搬送ローラ対１７に代えて、ベルトとローラとを対向させる、又は片側をガイド部材とするなど、用紙搬送が可能であれば本実施形態の構成に限定されない。その後、用紙Ｐには、転写装置１５により、感光体ドラム１１上のトナー像とは逆極性の−０．４ｍＡ〜−１．６ｍＡの電流が印加される。
【００２２】
さらに、転写装置１５は、感光体ドラム１１上のトナー像を効果的に用紙Ｐへ転写させるため、用紙Ｐの背面（トナー像が転写される面の裏面）が押下されるように動作し、用紙Ｐを感光体ドラム１１へ接触させる。これにより、感光体ドラム１１の表面に現像されたトナー像が用紙Ｐへ転写される。なお、上述の転写工程が行われないとき、転写装置１５は感光体ドラム１１から離れている。
【００２３】
なお、用紙Ｐへ転写されずに感光体ドラム１１に残されたトナー像は、清掃装置１６で取り除かれ、清浄化された感光体ドラム１１の表面が再び帯電装置１２方向へ移動する。
【００２４】
一方、トナー像が転写された用紙Ｐは、用紙幅方向の両端に設けられたトラクタ１８の駆動を受けて定着装置１９へ搬送される。なお、トラクタ１８による用紙Ｐの搬送速度は、搬送ローラ対１７による搬送速度と等速ないし略等速である。また、トラクタ１８に代えて搬送ベルトを用いても良い。
【００２５】
その後、定着装置１９に搬送された用紙Ｐは、定着装置１９の２本のローラで挟まれ、ローラに内蔵されたヒータにより熱が加えられることで用紙Ｐに転写されたトナー像が熱圧着される。なお、装置の高速化や厚紙に対応するために、例えば定着装置１９の上流側に板状のヒータを設けて用紙Ｐの下側から予熱する構成としてもよい。
【００２６】
定着装置１９においてローラ表面に残されたトナーは不図示の清掃部材により清浄化される。定着装置１９を経た用紙Ｐは折り畳まれ、次工程において裁断処理等が行われる。以上のようにして、画像形成に係る一連の動作が完了する。
【００２７】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態の画像形成装置における第１のトナー付着量制御について図２を用いて説明する。本実施形態では、画像形成に係る上記一連の動作において形成される画像を常に安定して供給可能にするため、印刷開始前や印刷終了後の動作合わせ（アイドリング）中の空転中に定期的に後述の第１のトナー付着量制御処理を行うものである。
【００２８】
まず、帯電装置１３により感光体ドラム１１の表面が均一に帯電される。そして、露光装置１３が備えるファイバアレイ１３ｆを介してレーザ光が照射され感光体ドラム１１上に第１の基準画像としての静電潜像が形成される。
【００２９】
このとき形成される第１の基準画像を図３に示す。第１の基準画像は、感光体ドラム１１の軸方向のほぼ中央に形成された１インチ四方のベタ画像であるが、図３においては走査ラインを見やすくするため白黒で表している。
【００３０】
本実施形態においては、露光装置１３における１個の半導体レーザ（光源）から出力されたレーザ光は５本同時に分割され、感光体ドラム１１の副走査方向Ｓに沿ってオンオフ制御により１３ａ→１３ｂ→１３ｃ→１３ｄ→１３ｅの順で感光体ドラム１１の中心軸方向と平行な５ラインのレーザ光として感光体ドラム１１へ照射される。
【００３１】
そして、感光体ドラム１１に形成された第１の基準画像が、現像装置１４により顕像化される。このとき顕像化されるトナー画像を第１基準トナー画像とする。
【００３２】
本実施形態においては、第１基準トナー画像としてのトナー画像を３インチごとに３種類の現像バイアス電圧を印加（つまり、１インチ四方に１種類の現像バイアスが印加）した現像装置１４により感光体ドラム１１の約３周にわたって顕像化する。このとき、例えば感光体ドラムの周長を１２インチとした場合、感光体ドラム１周につき３インチごとのトナー画像が４回顕像化されることになる。よって約３周につき３インチごとのトナー画像が、１２回顕像化されることになる。
【００３３】
そして、顕像化された第１基準トナー画像の物理量を光学センサ２０により測定し、測定された物理量に基づいて第１トナー付着量制御部５１により現像バイアス電圧や帯電電圧などの出力値が最適な値に制御される。
【００３４】
このとき測定される物理量とは、第１基準トナー画像のトナー付着量を示す値のことである。ここで第１基準トナー画像を感光体ドラム１１の１周分形成するのは、感光体ドラム１１の偏心や感光体ドラム１１を支持し、その回転を補助するシャフトの影響等（感光体ドラムの動作ムラ）により、１周でトナー像の物理量が変わってしまうからである。
【００３５】
ここで、３種類の現像バイアス電圧に関して説明する。まず所定の現像バイアス電圧より−１２．５Ｖ低い値で感光体ドラム１１の約１周分顕像化し、次に所定の現像バイアス電圧で感光体ドラム１１の約１周分顕像化し、最後に所定の現像バイアス電圧より＋１２．５Ｖ高い値で感光体ドラム１１の約１周分顕像化する。初回は、これら各１周分顕像化されたトナー画像の物理量を光学センサ２０により測定し、第１トナー付着量制御部５１において、光学センサ２０により測定された物理量の平均値から現像バイアス電圧の出力値が求められる。そして、現像バイアス電圧と帯電電圧は１対１の関係にあり、上記で求められた現像バイアス電圧に対応して帯電電圧を上下させることになる。
【００３６】
第１トナー付着量制御部５１において、得られた出力値のうち、あらかじめ求めておいた段階的な現像バイアス電圧によって現像されたトナー画像の物理量と現像バイアス電圧や帯電電圧などの出力値との適正な関係に則して、最も近い出力値を出力した現像バイアス電圧が選択され、その選択された現像バイアス電圧により通常の画像形成処理が行われる。ここで、「適正な関係」とはトナー画像の物理量に対する現像バイアス電圧の適正な関係をいう。例えば、帯電電圧と現像バイアス電圧との差が約３５０Ｖとなるような関係をいう。
【００３７】
２回目以降の測定では、測定前に用いた現像バイアス電圧で感光体ドラム１１の約１周分顕像化し、次に初回の測定で選択した現像バイアス電圧が例えば高い値である場合、その結果を受けて、測定前に用いた現像バイアス電圧より＋１２．５Ｖ高い値で感光体ドラム１１の約１周分顕像化し、さらに＋１２．５Ｖ（計＋２５．０Ｖ）高い値で感光体ドラム１１の約１周分顕像化して、これら各１周分顕像化されたトナー画像の物理量を光学センサ２０により測定し、測定された物理量の平均値から第１トナー付着量制御部５１により現像バイアス電圧や帯電電圧などの出力値が求められる。
【００３８】
前回の測定で現像バイアス電圧の値を変更しなかった場合は、初回の測定と同様な段階的な現像バイアス電圧で測定する。本実施形態では定期的に第１基準トナー画像の測定を行い、印刷濃度の適正化を図っている。『定期的に』とは、例えば現像装置１４に内蔵されたマグロールの回転数からカウンター値を算出して１０００００ページ毎などといったタイミングである。なお、このタイミングを１００００ページ毎としてもよいが、第１のトナー付着量制御の回数をなるべく減らしたいため、本実施形態では１０００００ページ毎としている。
【００３９】
より具体的には、例えば用紙切れなど１０００００ページ印刷された付近で顧客が印刷を終了するか、または装置を起動した時点で、感光体ドラム１１に対向する位置で感光体ドラム１１の軸方向を基準としてほぼ中央に設けた光学センサ２０により測定されたトナー画像の物理量に基づいて第１のトナー付着量制御を行う。なお、第１トナー付着量制御部５１による上述の処理は、不図示のＣＰＵにより行われる。またあらかじめ求めておいた段階的な現像バイアス電圧は、例えば不図示の記録装置に記録されている。
【００４０】
次に、本実施形態の画像形成装置における第２のトナー付着量制御処理について図２を用いて説明する。第２のトナー付着量制御処理の特徴としては、複数に分割されたレーザ光毎に顕像されたトナー画像に基づいてトナー付着量制御を行う点である。なお、第１のトナー付着量制御処理と同様の構成については説明を省略する。また、第１のトナー付着量制御処理とは、感光体に形成される基準トナー画像が異なる。
【００４１】
すなわち、第１のトナー付着量制御処理では、分割されたレーザ光が３ａ→３ｂ→３ｃ→３ｄ→３ｅの順で感光体１１の表面に１ライン毎に照射され、５ライン分の静電潜像に基づく基準トナー画像として顕像化されていた。
【００４２】
一方、第２のトナー付着量制御処理においては、感光体１１の表面にレーザ光３ａが照射されて１ラインからなる基準静電潜像を形成し、１ラインからなる基準静電潜像を基準トナー画像として顕像化を行う。他のレーザ光３ｂ〜３ｅにおいても同様であり、結果として複数の基準トナー画像が顕像化されることになる（これを第２基準トナー画像とする）。そしてこれら１ラインからなる基準静電潜像に基づいて現像装置１４により顕像化された第２基準トナー画像は光学センサ２０で読取られて第２トナー付着量制御部５２により露光電圧に変換される。
【００４３】
第２基準トナー画像が１本のレーザ光につき感光体ドラム１周分形成され、露光電圧は平均値で表される。第２トナー付着量制御部５２は、各レーザ光に基づいて形成された第２基準トナー画像から得られた露光電圧の平均値を比較して、そのうち一つのレーザ光の露光電圧が他のレーザ光の露光電圧と著しく異なると判断した場合、露光装置１３から照射されるレーザ光の出力（光量）を変更する制御を行う。
【００４４】
例えば、上述のレーザ光３ａ〜３ｅまで５種類の第２基準トナー画像が形成された結果、そのうちレーザ光３ｂの露光電圧のみが他のレーザ光より低かった場合、レーザ光３ｂのビーム出力を変更して（ここでは下げて）、測定された他のレーザ光の露光電圧に合わせるように制御される。このようにレーザ光毎に顕像化された第２基準トナー画像の測定値に基づけば、よりきめ細かい制御を行うことができる。
【００４５】
なお、現像バイアス電圧を一定とし、レーザ光の出力と光学センサ２０で読取られた第２基準トナー画像から導出される露光電圧との関係を予め調べておくことは言うまでもない。ここでの関係とは、上述したトナー画像の物理量に対する現像バイアス電圧を関係である。
【００４６】
また、上述した第２トナー付着量制御処理は、第１トナー付着量制御処理と併せて行われることが望ましい。第１トナー付着量制御処理によって現像バイアス電圧等の現像条件を合わせておけば、第２トナー付着量制御処理を行うときに５つのレーザ光３ａ〜３ｅに基づく第２基準トナー画像のトナー付着量のバラつきが少なくなり、露光電圧を変更制御するための判断が容易になる。
【００４７】
次に、上述した第１及び第２トナー付着量制御処理の処理手順について、図４を用いて説明する。まず、例えば１０００００ページの印刷終了を受け、第１トナー付着量制御処理が行われる（ステップＳ１）。第１トナー付着量制御処理の詳細については上述したため省略する。
【００４８】
第１トナー付着量制御処理において、光学センサ２０により測定された第１基準トナー画像の物理量に基づき、第１トナー付着量制御部５１により、現像バイアス電圧（出力値）の値が適正な値でないと判断されたときは（ステップＳ１、Ｎｏ）、最適な現像バイアス電圧に変更される（ステップＳ２）。適正な値かどうかは、目標とするトナー付着量を基準として判断する。
【００４９】
一方、光学センサ２０により測定された第１基準トナー画像の物理量に基づき、第１トナー付着量制御部５１により出力値が適正な値であると判断されたときは（ステップＳ１、Ｙｅｓ）、第１トナー付着量制御処理を終了し続く第２トナー付着量制御処理へ進む（ステップＳ３）。第２トナー付着量制御処理の詳細については上述したため省略する。
【００５０】
第２トナー付着量制御処理において、光学センサ２０により測定された第２基準トナー画像に基づき、第２トナー付着量制御部５２により、変換された露光電圧（出力値）の値が適正な値でないと判断されたときは（ステップＳ３、Ｎｏ）、最適なレーザ光出力（露光光量）に変更される（ステップＳ４）。
【００５１】
一方、光学センサ２０により測定された第２基準トナー画像に基づき、第２トナー付着量制御部５２により、変換された露光電圧（出力値）の値が適正な値であると判断されたときは（ステップＳ３、Ｙｅｓ）、第２トナー付着量制御処理を終了する。
【００５２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態の画像形成装置におけるトナー付着量制御処理について図５を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。本実施形態では、上述した第１実施形態と同様に、光学センサ２０１が感光体ドラム１０１に対向する位置で感光体ドラム１０１の軸方向を基準としてほぼ中央に設けられている。これに加えて本実施形態では、転写装置１５との対向位置において感光体ドラム１０１上を搬送される用紙Ｐの幅１０１ａより外側部分１０１ｂに光学センサ２０２を複数設ける構成としてもよい。
【００５３】
すなわち、本発明の第２実施形態の画像形成装置におけるトナー付着量制御処理は、例えば、連続印刷においては１００００ページ毎に光学センサ２０２で第１トナー付着量制御処理を行い、１０００００ページ毎では連続印刷を中断して光学センサ２０１で第１及び第２トナー付着量制御処理を行う、という制御処理である。
【００５４】
本実施形態のトナー付着量制御処理によれば、装置の動作中であっても現像バイアス電圧や帯電電圧の値を適正な値に制御することができ、これに加えてさらに１０００００ページ毎などの定期的に第１及び第２トナー付着量制御処理を併せて行うため、より安定的な画像濃度を提供することが可能となる。
【００５５】
なお、上述した各実施形態においては、一つのレーザ光源を備えた構成とし、単色（黒）トナーを使用する画像形成装置について説明したが、モノクロトナー以外にも適用可能であり、また、複数のレーザ光源を備える構成とすれば、複数色のトナーを使用する画像形成装置にも利用可能である。なお、本実施形態の各実施形態の構成は、転写電圧の設定値は変わってくるが、中間転写機構を備えた画像形成装置にも適用が可能となる。
【００５６】
以上のように、上述した本実施形態の画像形成装置は、像担持体と、像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、像担持体の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、帯電手段により一様に帯電された像担持体の表面に静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、現像手段により像担持体の表面に現像されたトナー像のトナー付着量を検出する１以上のトナー付着量検出手段とを有する画像形成装置であって、露光手段は、像担持体の表面に照射されるレーザ光を複数のレーザ光に分割するレーザ光分割手段を有し、画像形成時以外の任意に設定されたタイミングで、露光手段により複数のレーザ光を像担持体の表面に１ライン毎に順次照射して複数ラインからなる基準静電潜像を形成し、現像手段により複数ラインからなる基準静電潜像を第１基準トナー画像として現像し、トナー付着量検出手段により検出された第１基準トナー画像のトナー付着量に基づいて現像手段により現像されるトナー像のトナー付着量を最適に制御する第１トナー付着量制御手段と、画像形成時以外の任意に設定されたタイミングで、露光手段により複数のレーザ光のうち一のレーザ光を像担持体の表面に照射して１ラインからなる基準静電潜像を複数形成し、現像手段により１ラインからなる基準静電潜像を第２基準トナー画像として複数現像し、トナー付着量検出手段により検出された第２基準トナー画像毎のトナー付着量に基づいて現像手段により現像されるトナー像のトナー付着量を最適に制御する第２トナー付着量制御手段とをさらに有する。
【００５７】
これにより、使用中であっても画像形成装置における各種装置の調整を行うことができ、そのためユーザによる装置の連続使用を最大限維持し、かつ既存の構成で各種装置の調整が可能となる。さらに、よりきめ細かいトナー付着量の制御を行うことができる。
【００５８】
また、上述した本実施形態の画像形成装置は、第１トナー付着量制御手段が、第１基準トナー画像のトナー付着量に基づいて現像手段から出力される現像バイアス電圧を最適に制御する。これにより、画像形成装置における現像手段から出力される現像バイアス電圧を最適な値に制御することができる。
【００５９】
また、上述した本実施形態の画像形成装置は、第１トナー付着量制御手段が、第１基準トナー画像のトナー付着量に基づいて帯電手段から出力される帯電電圧を最適に制御する。これにより、画像形成装置における帯電手段から出力される帯電電圧を最適な値に制御することができる。
【００６０】
また、上述した本実施形態の画像形成装置は、第２トナー付着量制御手段が、露光手段から照射される複数のレーザ光の光量を最適に制御する。これにより、画像形成装置における露光手段から出力されるレーザ光の光量を最適な値に制御することができる。
【００６１】
また、上述した本実施形態の画像形成装置は、画像形成時の任意に設定されたタイミングで第１トナー付着量制御手段によりトナー付着量を最適に制御し、画像形成時以外の任意に設定されたタイミングで第１トナー付着量制御手段および第２トナー付着量制御手段によりトナー付着量を最適に制御する。これにより、より安定的な画像濃度を提供することができるとともに、画像形成装置の待機時間だけでなく画像形成時においても現像バイアス電圧や帯電電圧の値を適正な値に制御することが可能となる。
【００６２】
また、上述した本実施形態の画像形成装置は、１以上のトナー付着量検出手段が、現像手段より下流側の像担持体の表面に対向する位置で、像担持体の軸方向のほぼ中央に設けられる。これにより、像担持体の表面に形成される基準トナー画像のトナー付着量を検出することができる。
【００６３】
また、上述した本実施形態の画像形成装置は、１以上のトナー付着量検出手段が、現像手段より下流側の像担持体の表面に対向する位置で、像担持体の軸方向のほぼ中央および像担持体上を搬送される用紙幅より外側に設けられる。これにより、像担持体の稼動状況に関わらず像担持体上に形成される基準トナー画像のトナー付着量を検出することができる。
【００６４】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、本実施形態においては、上述したように１０００００ページ毎にトナー付着量制御処理を行っているが、これを例えば５００００ページ毎に行う等、より短い周期で行えばさらに安定した画像の供給が可能となる。
【００６５】
一方、短い周期で各制御を行った場合、各制御にかかる時間やトナーの消費が増大することに起因する問題を考慮する必要がある。つまり短い周期で各制御を行えば、それだけ光学センサの使用時間や、各制御で使用されるトナー量は増大することになる。
【００６６】
つまり、光学センサの使用時間が増大するにつれ光学センサへの負荷がかかり、またトナー量が増大するにつれトナー飛散が多く発生し、それにより光学センサが汚れてしまうことになる。その結果、光学センサによる検知精度が低下してしまうことになる。
【００６７】
そこで、上述の各実施形態における追加の構成として、光学センサ２０に駆動機構やシャッター機構あるいは清掃機構を設けてもよい。例えば駆動機構は、感光体ドラム１１の表面に付着された基準画像の物理量を測定するときのみ、光学センサ２０の測定面を感光体ドラム１１側へ向けるように作動する。これにより、測定を行わないときは測定面を感光体ドラム１１側から遠ざけて汚れや傷から保護することができる。
【００６８】
また、測定を行わないとき光学センサ２０の測定面を保護するシャッター機構や、光学センサ２０の測定面を清掃する清掃機構により、光学センサ２０の測定面を汚れや傷から保護することができる。
【００６９】
さらに、ユーザ毎に消費される用紙数には差があると考えられるため、各制御タイミング（周期）をユーザにより任意に設定可能な構成としてもよい。こうすることで、ユーザの使用態様に合った制御処理を提供することができる。例えば大量に印刷を行うユーザの場合は、上述したように各制御タイミングを１０００００ページ毎に１回と設定し、逆に印刷量が比較的少ないユーザの場合は、各制御タイミングを１００００ページ毎に１回と設定する。
【符号の説明】
【００７０】
１    画像形成装置
１１、１０１    感光体ドラム
１２    帯電装置
１３    露光装置
１４    現像装置
１５    転写装置
１６    清掃装置
１７    搬送ローラ対
１８    トラクタ
１９    定着装置
２０、２０１、２０２    光学センサ
５１    第１トナー付着量制御部
５２    第２トナー付着量制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７１】
【特許文献１】特開２０１１−１７５０７９号公報
【特許文献２】特開２００１−１８８４４０号公報
【図１】
2014006380.tif 000003
【図２】
2014006380.tif 000004
【図３】
2014006380.tif 000005
【図４】
2014006380.tif 000006
【図５】
2014006380.tif 000007