(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に帯電、露光、現像の各手段によりトナー像を形成し、このトナー像を記録材上に記録する画像形成装置にして、
像担持体上に形成された基準潜像パターンの表面電位を測定する手段と、
前記基準潜像パターンをトナーによって顕像化して得られたパターンのトナー付着量を測定する手段と、
前記表面電位と前記トナー付着量の測定結果に基づいて、現像特性に関する状態量を算出する手段と、
前記現像手段中の現像剤の撹拌、トナー補給、トナー消費を実行する実行手段と、
算出された前記状態量が所望の状態になるように上記実行手段を制御する手段と
を有する画像形成装置において、
初期現像剤投入時に本来の画像形成に先立ち、初期現像剤中のトナー消費と、トナー補給とを繰り返し、初期現像剤と補給トナーの混合攪拌を行うことを、上記算出手段により算出された状態量にかかわりなく実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像特性に関する状態量が、作像可能な最大トナー付着量であり、目標とする画像形成に必要なトナー付着量以上の範囲に入るまで、上記実行手段を駆動制御す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】
前記現像特性に関する状態量が、複数の基準パターンから求められた現像γであり、予め設定された目標の現像γの範囲に入るまで上記実行手段を駆動制御す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４】
初期現像剤投入時に本来の画像形成に先立ち、像担持体上に基準潜像パターンを形成して、その表面電位を測定すること、
前記基準潜像パターンをトナーで顕像化して、そのトナー付着量を測定すること、
基準パターンに対する電位とトナー付着量の測定結果に基づいてその段階における現像特性に関する状態量を算出すること、及び
初期現像剤中のトナー消費と、トナー補給とを繰り返し、初期現像剤と補給トナーの混合攪拌を行うことを、上記算出された状態量とかかわりなく実行すること
の各ステップを特徴とする初期現像剤の扱い方法。
【請求項５】
前記現像特性に関する状態量が、現像剤エージング中のトナー補給制御の際の状態量であることを特徴とする請求項４に記載の初期現像剤扱い方法。
【請求項６】
前記現像特性に関する状態量が、現像剤エージング中のトナー消費量の異なる内部パターンの選択による状態量であることを特徴とする請求項４に記載の初期現像剤扱い方法。
【請求項７】
前記現像特性に関する状態量が、作像可能な最大トナー付着量であり、目標とする画像形成に必要なトナー付着量以上の範囲に入るまで、初期現像剤中のトナー消費と、トナー補給とを繰り返すことを特徴とする請求項４に記載の初期現像剤扱い方法。
【請求項８】
前記現像特性に関する状態量が、複数の基準パターンから求められた現像γであり、予め設定された目標の現像γの範囲に入るまで、初期現像剤中のトナー消費と、トナー補給とを繰り返すことを特徴とする請求項４に記載の初期現像剤扱い方法。
【請求項９】
トナー補給制御条件を自動的に少なくとも１回切り替えて初期現像剤中のトナー消費と、トナー補給とを繰り返すことを特徴とする請求項４に記載の初期現像剤扱い方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置での初期現像剤の不具合を解消するために行われる現像剤エージングに関するものである。ここでいうところの現像剤エージングは、一般的に製品着荷時、定期メンテナンス時等に初期現像剤を投入した際に撹拌、トナー補給、トナー消費を通して実行されるもので、その意図するところは、初期現像剤を立ち上げて、所望の画像品質を得ることにある。
【０００２】
【従来の技術】
２成分現像剤（以下、現像剤という）はトナーとキャリアによって構成されているが、一般に調製時の環境や放置時間等によって、帯電量が変化する。つまり、初期剤投入時に同じ現像条件の下で画像を出力したとしても、現像剤の種類やその使用環境によって画像濃度に変化が生じ、画像濃度が低すぎたり、場合によっては画像抜け、キャリア付着等の不具合を生じることがある。
【０００３】
このような不具合を防止するために幾つかの技術が公知であるが、それら公知技術は例えば、現像器を所定時間駆動することによって現像剤を撹拌したり、通常の画像形成時（通常の画像形成処理によるコピー時）と同じように通紙まで行うものである。しかしながら、前者の技術は単に撹拌するだけにすぎず、所望の現像特性になるように正確に調整するものではなく、その後にトナー補給することで、トナー飛散や、画像抜け、画像濃度変動等の不具合が発生することもあった。このような不具合は、初期剤中のトナーと補給されるトナーの各帯電特性が異なる場合に特に発生しやすい。また後者の公知技術では、実際に通紙するため、紙を無駄に使用することになり、更に通常のトナー補給制御が行われるので、例えば光学センサによって感光体上のトナー付着量を検知してトナー補給を行うシステムの場合、初期剤の現像能力が低いと、トナー補給を続けることになり、トナーの帯電量を十分に立ち上げることができず、トナー飛散や地汚れが発生することになりかねない。また逆に初期剤の現像能力が高いと、感光体上のトナー付着量が多くなるため、制御上、新たにトナー補給が行われないままに現像剤エージングが終了して、後にカートリッジ内の帯電特性の異なるトナーが補給されると、画像濃度変動や、トナー飛散が発生することがあった。
【０００４】
更に、光学センサを用いて感光体上のトナー付着量が減った時にトナーエンドを検知するシステムにおいては、エージングが適正に行われないと、トナーカートリッジ中にトナーがあるにも拘らず、トナーエンドと誤検知することもあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑み、現像剤の初期特性や環境条件に応じて適切な現像剤エージングを行うことを主たる課題とし、このような適切なエージングによって所望の現像特性を短時間に自動的に得て、現像剤エージングの直後から安定し高品質な画像を得て、地汚れ、画像抜け或いはトナー飛散を解消し、場合によっては光学センサによるトナーエンド誤検知も回避する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明にしたがい、像担持体上に帯電、露光、現像の各手段によりトナー像を形成し、このトナー像を記録材上に記録する画像形成装置は、像担持体上に形成された基準潜像パターンの表面電位を測定する手段と、前記基準潜像パターンをトナーによって顕像化して得られたパターンのトナー付着量を測定する手段と、前記表面電位と前記トナー付着量の測定結果に基づいて、現像特性に関する状態量を算出する手段と、前記現像手段中の現像剤の撹拌、トナー補給、トナー消費を実行する実行手段と、算出された前記状態量が所望の状態になるように上記実行手段を制御する手段とを有し、初期現像剤投入時に本来の画像形成に先立ち、初期現像剤中のトナー消費と、トナー補給とを繰り返し、初期現像剤と補給トナーの混合攪拌を行うことを、上記算出手段により算出された状態量にかかわりなく実行する。
【０００８】
上記現像特性に関する状態量は、作像可能な最大トナー付着量、あるいは複数の基準パターンから求められた現像γ、更には複数の基準パターンから求められた現像開始電圧などであり、目標とする画像形成に必要なトナー付着量以上の範囲や予め設定された目標の現像γの範囲に入るまで、上記実行手段が駆動制御される。ここで現像γとは複数のパッチから導かれる現像ポテンシャルとトナー付着量の関係を意味する。
【０００９】
所望の画像が得られるように通常画像形成時の作像条件を任意のタイミングで変更可能な作像条件変更手段を更に備えるようになっているのが、なお良い。その場合、現像剤エージング終了後に通常画像形成時の作像条件を算出し、算出された作像条件になるように上記作像条件変更手段が電位制御を行い、以後、当該電位制御値を基準に画像作成すべきである。
【００１０】
上記課題を方法的に解決するためには、初期現像剤投入時に本来の画像形成に先立ち、像担持体上に基準潜像パターンを形成して、その表面電位を測定し、上記基準潜像パターンをトナーで顕像化して、そのトナー付着量を測定し、基準パターンに対する電位とトナー付着量の測定結果に基づいてその段階での現像特性に関する状態量を算出して、初期現像剤中のトナー消費量と、トナー補給とを繰り返し、初期現像剤と補給トナーの混合攪拌を行うことを、上記算出された状態量にかかわりなく実行する。上現像特性に関する状態量は、現像剤エージング中のトナー補給制御の際の状態量、現像剤エージング中のトナー補給制御に用いられる潜像パターンの現像ポテンシャル、現像剤エージング中のトナー消費量の異なる内部パターンの選択による状態量、作像可能な最大トナー付着量、複数の基準パターンから求められた現像γなどである。
【００１１】
現像剤エージング中、所定のトナー付着量になるまで、トナー補給を行わずにトナー消費するモードを有していれば、一層効果的である。トナー補給制御条件を自動的に少なくとも１回切り替えて現像剤エージングを行うようになっていれば、好ましい。現像特性に関する状態量がトナー消費量の異なる内部パターンの選択による状態量である場合に、内部パターンの選択が、現像能力が目標に対して高い時はトナー消費量の多いパターンに、また現像能力が目標に対して低い時はトナー消費量の少ないパターンに切り替えるようにするのが良い。あるいは内部パターンの選択が、像担持体上の地汚れが多い時にはトナー消費量の少ないパターンを選択してもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を、図に示した実施の形態に基づいて具体的に説明する。なお当然ながら、以下の実施形態は、本発明を具体化したものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１３】
図１に本発明に係るエージング方法が行われる画像形成装置としてのカラーデジタル複写システムの全体構成を示す。本複写システムは、スキャナモジュール１とシステム制御モジュール３とプリンタモジュール２と給紙カセットモジュール４とを積層構造としたもので、コピー、ファクシミリ及びプリンタ機能付き複写機として構成されている。
【００１４】
上記スキャナモジュール１は、原稿のカラー画像情報を、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色に色分解して色毎に読み取り、電気的な画像信号に変換して、Ｂｋ（黒）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）のカラー画像データとして出力するカラースキャナ機能を有する。よって、このスキャナモジュール１は走査光学系５とともに、ＲＧＢ色分解手段を伴うＣＣＤラインセンサ等によるカラーセンサ６を備えた周知の構造として構成されている。
【００１５】
上記プリンタモジュール２は電子写真方式を利用したフルカラープリンタとして構成されている。図２にその詳細を示す。このプリンタモジュール２は像担持体となるドラム状感光体７を主体として構成されている。矢印の如く反時計方向に回転する感光体７の周囲には電子写真プロセスに従い、帯電器８、書き込み光学ユニット９による露光部、現像手段となるリボルバー現像装置１０、中間転写ベルト１１を介在させた転写器１２、感光体クリーニングユニット１３、除電ランプ１４が順に配設されている。更に電位センサ４１や光学センサ４２も配置されている。書き込み光学ユニット９は上記スキャナモジュール側から得られるカラー画像データを光信号に変換して原稿画像に対応した光書き込みを行い、上記感光体７上に静電潜像を形成するもので、レーザ発光手段１５、ポリゴンミラー１６、ｆθレンズ１７等を備えている。
【００１６】
リボルバー現像装置１０は、Ｂｋ現像器１８Ｂｋ、Ｃ現像器１８Ｃ、Ｍ現像器１８Ｍ、Ｙ現像器１８Ｙ並びにこれら現像器を矢印の如く反時計方向に回転させるリボルバー回転駆動部（図示せず）からなる。各現像器は、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体７の表面に接触させて回転する現像スリーブと、現像剤を汲み上げ・撹拌するために回転する現像パドルなどで構成されている。更に図示していないが、これら現像器の側方には温湿度センサが配設されている。
【００１７】
さて、待機状態ではリボルバー現像装置１０は感光体７にＢｋ現像器１８Ｂｋが対向する位置にセットされており、コピー動作が開始されると、スキャナモジュール１で所定タイミングからＢｋ画像データの読み取りがスタートし、この画像データに基づきレーザ光による光書き込み・潜像形成が始まる（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ潜像と称する。Ｃ，Ｍ，Ｙについても同じ）。このＢｋ潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ潜像器の現像位置に潜像先端部が到達する前に現像スリーブを回転開始して、Ｂｋ潜像をＢｋトナーで現像する。そして以後、Ｂｋ潜像領域の現像動作を続けるが、潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、速やかにＢｋ現像ユニット現像位置から次の色現像位置まで、リボルバー現像装置１０が回転する。これは遅くとも次の画像データによる潜像先端部が到達する前に完了する。
【００１８】
像形成サイクルが開始されると、先ずドラム状感光体７は矢印の如く反時計回りに、中間転写ベルト１１は時計回りに不図示の駆動モータによって回転させられる。中間転写ベルト１１の回転に伴ってＢｋ像形成、Ｃ像形成、Ｍ像形成、Ｙ像形成が行われ、最終的にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト１１上に重ねてトナー像が作られる。
【００１９】
先ずＢｋ像形成は例えば以下のようにして行われる。帯電器８はコロナ放電によって感光体７を負電荷で約−７００Ｖに一様帯電する。続いてレーザ発光手段１５がＢｋ信号に基づいてラスタ露光を行う。このようにラスタ像が露光されたとき、当初一様に荷電された感光体７の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、静電潜像が形成される。
【００２０】
現像装置１０内のトナーはフェライトキャリアとの撹拌によって負極性に帯電され、また当該現像装置のＢｋ現像スリーブは感光体７の金属基体層に対して不図示の電源手段によって負の直流（ＤＣ）電位と交流（ＡＣ）とが重畳された電位にバイアスされている。この結果、感光体７上で電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷のない部分、即ち、露光された部分にはＢｋトナーが吸着され、潜像に対応するＢｋ可視像が形成されることになる。
【００２１】
中間転写ベルト１１は複数のローラ群に張架されており、時計方向に回転駆動されるもので、材質的には例えばエチレンテトラフロロエチレン（ＥＴＦＥ）が用いられ、電気抵抗は表面抵抗で１０８〜１０１０Ω／ｃｍ２の中抵抗といわれるものである。
【００２２】
さて感光体７上に形成されたＢｋトナー像は、感光体と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト１１の表面に、ベルト転写コロナ放電器（以下、ベルト転写器と称する）１２によって転写される（以下、感光体から中間転写ベルトへのトナー像転写を、ベルト転写と称する）。感光体７上に残った若干の未転写残留トナーは、感光体７の次色の再使用に備えて感光体クリーニング装置１３で清掃される。ここで回収されたトナーは回収パイプを経由して不図示の排トナータンクに蓄えられる。なお、中間転写ベルト１１では感光体７に順次形成するＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナー像を、同一面に順次位置合わせして、４色重ねのベルト転写画像を形成し、その後、転写紙にコロナ放電転写器にて一括転写を行う。
【００２３】
ところで、感光体７側ではＢｋ工程の次にＣ工程に進むが、所定のタイミングからカラースキャナによるＣ画像データ読み取りが始まり、その画像データによるレーザ光書き込みで、Ｃ潜像形成を行う。Ｃ現像器１８Ｃはその現像位置に対して、先のＢｋ潜像後端部が通過した後で、且つＣ潜像の先端が到達する前にリボルバー現像装置の回転を行い、Ｃ潜像をＣトナーで現像する。以後、Ｃ潜像領域の現像を続けるが、潜像後端部が通過した時点で、先のＢｋ現像器の場合と同様に、Ｃ現像ユニットの回転動作を行う。これもやはり次のＭ潜像先端部が到達する前に完了させる。なお、Ｍ及びＹの工程については、それぞれの画像データ読み取り・潜像形成・現像の動作が上述のＢｋやＣの工程と同様であるので、説明を省略する。
【００２４】
紙転写コロナ放電器（以下、紙転写器という）２１は、コロナ放電方式にてＡＣ＋ＤＣ又はＤＣ成分を印加して、中間転写ベルト上の重ねトナー像を転写紙に転写する。
【００２５】
像形成が開始される時期に、給紙カセットモジュール４から給紙された転写紙は給紙口を介して紙転写器２１に給送され、中間転写ベルト１１上のトナー像先端が紙転写器２１にさしかかる時にちょうど転写紙先端が当該像先端に一致するように、転写紙が中間転写ベルト像と重ねられて、正電位につながれた紙転写器２１上を通過する。この時、コロナ放電電流で転写紙が正電荷で荷電され、トナー画像が転写紙上に転写される。続いて紙転写紙２１の図における左側位置に配された不図示のＡＣ＋ＤＣコロナによる分離除電器を通過するときに、転写紙は除電され、中間転写ベルトから剥離して搬送され、定着される。
【００２６】
なお、ベルト転写後の感光体７は、感光体クリーニングユニット１３（ブラシローラ、ゴムブレード）で表面をクリーニングされ、また除電ランプ１４で均一に除電される。また転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト１１は、クリーニングユニット群によって表面をクリーニングされる。
【００２７】
リピートコピーの際のカラースキャナの動作及び感光体への画像形成は、１枚目の（４色目）画像工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目の（１色目）画像工程に進む。また中間転写ベルトの方は、１枚目の４色重ね画像の転写紙への一括転写工程に引き続き、表面をベルトクリーニング装置でクリーニングされた領域に、２枚目のＢｋトナー像がベルト転写されるようにする。その後は１枚目と同様の動作になる。
【００２８】
以上が例えばＡ４サイズ横送りの４色フルカラーを得るコピーモードの説明であるが、３色コピーモード、２色コピーモードの場合は、指定された色と必要回数分について、上記と同様の動作を行うこととなる。また単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバー現像装置１０の所定色の現像器のみを（所定色の現像位置で）現像動作状態にして、ベルトクリーニング群によって転写ベルト１１をクリーニング状態のまま連続してコピー動作する。
【００２９】
次に現像剤の撹拌方法について説明する。図３はリボルバー現像器１０の断面を、ドラム状感光体７に対向してＢｋ現像ユニットをセットした状態で示す。リボルバー現像器１０は、黒現像器１８Ｂｋ、シアン現像器１８Ｃ、マゼンタ現像器１８Ｍ、イエロー現像器１８Ｙの４つの現像器を回転中心回りに配設させてなるリボルバー構造を有している。各色同一構成であるので、Ｂｋについて説明すると、不図示のマグネットローラを内包する現像ローラ１９Ｂｋと、当該現像ローラ１９Ｂｋ上の現像剤を感光体に導く際に現像剤の汲み上げ量を規制する現像ドクタ２２Ｂｋと、現像剤撹拌用のパドル２０Ｂｋと、スクリューパドル２３Ｂｋと、スクリュー２４Ｂｋと、スクリューケース２５Ｂｋが配置されている。現像剤は、図４に示されるように、循環搬送され、現像剤のトナー濃度に偏差がないように撹拌される。
【００３０】
スクリューケース２５Ｂｋ内の現像剤は、図３においてスクリュー２４Ｂｋにより奥側から手前側へ搬送され、前側板を通過して下方のスクリューパドル２３Ｂｋへ落下して、当該スクリューパドル２３Ｂｋにより手前側から奥側へ前側板を通過して搬送されていく。現像ローラ１９Ｂｋはパドル上に存在する現像剤を汲み上げ、現像領域へ搬送し、一部を現像ドクタ２２Ｂｋにて規制された現像剤は、スクリューケース２５Ｂｋへ落下する。このように現像剤は循環する。
【００３１】
次にトナー補給について説明する。各色の現像器に隣接して設置されたトナー補給部には図５のように各色のトナーカートリッジ（トナー収容器、２８Ｂｋ，２８Ｃ，２８Ｍ，２８Ｙ）が設置されている。Ｂｋカートリッジ２８ＢｋはＢｋトナーの使用頻度が高いため、リボルバー現像器１０の中央に設置され、紙面垂直方向に長く容量をもたせており、リボルバーの回転とともにＢｋトナーホッパーにトナーを供給するようになっている。Ｂｋトナーホッパーと補給トナーを搬送するスクリューパドル２３Ｂｋの間には、補給ローラ３０Ｂｋで規制され当該補給ローラ３０Ｂｋをローラ３２を介して回転させる補給モータ３１が設置されている。またリボルバー現像器１０は現像剤の投入、現像剤の回収を行うために剤回収用フタ２７Ｂｋを備えている（図３）。なお、カートリッジにはトナーエンドセンサ（図示せず）が取り付けられており、カートリッジ内のトナーがなくなるとトナーエンドを検知するようになっている。
【００３２】
トナー補給を実施する場合には、補給モータを回転させ、補給ローラを回転させることでトナーカートリッジ乃至トナーホッパー内のトナーがスクリューパドル上に落下して、スクリューパドルの回転とともに搬送され、前述したスクリューケースからスクリューパドルへの現像剤落下部で混合撹拌されながら前側板を通過して現像器内に送られるようになっている。
【００３３】
次に電気制御系の概要を図６を参照して説明する。演算制御処理を行うＣＰＵ４５や、演算制御処理のための基礎プログラム及びその処理のための基礎データを蓄積したＲＯＭ４６や、各種データを取り込むためのＲＡＭ４７を備えた制御部４８がシステム制御モジュール３に設けられており、この制御部４８によってスキャナモジュール１、プリンタモジュール２、給紙カセットモジュール４等の動作制御がなされる。このため、上記ＣＰＵ４５にはＩ／Ｏインターフェイス４９を介して外部機器等が接続されている。先ず、Ｉ／Ｏインターフェイス４９の入力側には電位センサ４１、光学センサ４２、黒用トナーカートリッジ検出用光学センサ４３、カラートナー用トナーカートリッジ検出用光学センサ４４が接続されている。またＩ／Ｏインターフェイス４９の出力側には、現像バイアス制御駆動部５０、帯電制御駆動部５１、トナー補給制御部５２、レーザ発光駆動部５３、現像ローラ駆動部５４、現像リボルバー駆動部（現像装置回転駆動部）５５及び感光体駆動部５６が各々接続されている。
【００３４】
前述したトナー補給が行われる場合、その制御は制御部４８により行われる。即ち、感光体７上に基準トナー像を作成して、光学センサ４２によりその反射光量を検出して制御部４８でトナー付着量（光学センサパターンの箇所での単位面積当たりの付着量）を算出し、そのトナー付着量と画像面積（本実施例ではＬＤの書き込み積算値から演算）からトナー補給量が決定され、トナー補給部５２が駆動され、前述したトナー補給が実行される。
【００３５】
次に基準トナー像に対するトナー付着量に関して説明する。感光体上に形成された基準トナー像のトナー付着量の検知対象となるパターンには、定着温度センサによる温度検出が１００℃以下の電源投入時と予め設定されたコピー枚数毎に行われるプロセスコントロールセルフチェック時（電位制御時）の１２階調パターンと、通常画像形成時の毎回の画像形成領域外の後端に形成されるトナー補給制御用の中間調パターン乃至ベタパターン、並びに現像剤エージング時の１２階調パターンとトナー補給制御用の中間調パターン乃至ベタパターン及び内部パターンがある。
【００３６】
ここで、プロセスコントロールセルフチェック時の処理を図７に示すフローチャートを参照して説明する。定着温度センサにより検出される定着部の温度が１００℃を越えているときには（ステップＳ１のＮ）、異常処理と判定し電位制御は行わない。１００℃未満であれば（ステップＳ１のＹ）、電位センサ校正を行う（Ｓ２）。即ち、感光体７に対して、現像バイアス電源により、基準電圧を印加して電位センサ４１を校正し、以後の電位計算はこの校正値を用いて行う（この際、感光体７及び現像装置１０はいずれも駆動させない）。続いて、感光体地肌部（本実施例ではネガポジなので、感光体を帯電させ、その帯電表面に光照射していない状態の部分）に対する反射光量Ｖｓｇの調整を行う（Ｓ３）。その後いったん、連続点灯して、その平均値を検知する（Ｖｓｇ  ａｖｅ）。この際、感光体７の周方向の光反射むらを吸収するため、感光体７を回転させながら、光学センサ４２のＬＥＤから感光体地肌部に向けて照射された光の反射光の受光素子による受光量が例えばＢｋの場合に４±０．１〔Ｖ〕となるように、光学センサ４２におけるＬＥＤの発光量を調整する。
【００３７】
次いでパッチパターンを作成する（Ｓ５）。即ち、レーザ出力を順次切り替えて変化させることにより、図１１に示すように、感光体７上にＮ個の階調濃度を有する静電潜像を作成する（ここでは１２個＝１２階調）。そして電位センサ４１によって、各パッチパターン上の電位を検出してＲＡＭ４７に格納する（Ｓ６）。
【００３８】
引き続き光学センサ（以下、Ｐセンサともいう）検知を行う（Ｓ７）。即ち、感光体７上に作成された上記パッチパターンによる静電潜像を現像装置１０により現像して基準トナー像として顕像化し、光学センサ４２で各基準トナー像からの反射光量を検出し、各パッチパターン対応の基準トナー像のセンサ出力値Ｖｓｐｉ（ｉ＝１〜Ｎ）としてＲＡＭ４７に格納する（図１２）。なお、階調濃度パターンの作成は、レーザ出力の切り替えに限られず、例えばレーザ出力は一定として現像バイアスを切り替える方式であってもよい。また上記の工程はＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順で、各色毎に順次行う。そしてトナー付着量を算出する（Ｓ８）。
【００３９】
ここでトナー付着量の算出について説明する。図１３に、基準トナー像上のトナー付着量に対する、正反射検知型のＰセンサ４２の出力の関係を示す。図中、曲線ａは黒トナーに対する特性を、曲線ｂはカラートナーに対する特性を示す。これら特性曲線を用いて、感光体上のトナー付着量は、光学センサの感光体の地肌部に対する反射光量を調整する結果に応じて、検知時の光学センサ出力によって求められる。図から判るように、曲線ａに対して曲線ｂは感光体地肌部の反射光量Ｖｓｇ（≒４．０）に対してのダイナミックレンジが狭い。これはカラートナー像の場合、そのカラートナー表面からの直接反射光が、感光体７からの反射光に対して多くなるために起こる現象であるが、特性が飽和するＶｓｐ値（以下、Ｖｍｉｎという）は、光学センサ４２、感光体７、現像条件等のばらつきによって変化するため、
ｋ＝（Ｖｓｐ−Ｖｍｉｎ）／（Ｖｓｇ−Ｖｍｉｎ）
によって規格化（ｋ＝０．００〜１．００）している。また図１３中、目標よりも付着量の低い側へいくほどセンサ感度は良くなるが（傾きが立つ）、トナー付着量の低い領域は現像自体が不安定であるため、トナー補給制御の目標値としては好ましくない。なおＢｋの場合も図１３に示されるようにＶｍｉｎを用いて規格化する。
【００４０】
このようにして、ステップ７で得られた光学センサ４２の出力値を、ＲＯＭ４６内に予め格納されている光学センサ出力の規格化値（ｋ）とトナー付着量との関係を示すテーブルを参照することにより単位面積当たりのトナー付着量に換算して、ＲＡＭ４７に格納する（Ｓ８）。
【００４１】
ステップ６で得られた電位データとステップ８で得られた付着量データとの各パッチにおけるデータをＸ−Ｙ平面上にプロットしたものが図１４である。図１４はＸ軸に電位ポテンシャル（現像バイアスと感光体表面電位の差：ＶＢ−ＶＤ）（単位Ｖ）を、Ｙ軸に単位面積当たりのトナー付着量Ｍ／Ａ（ｍｇ／ｃｍ２）を割り振っている。
【００４２】
上記の電位センサと光学センサから得られたパターンデータより直線区域を選択し、区間内のデータに対して最小自乗法を適用することにより直線近似を行って得られる直線方程式（Ａ）に対して制御電位を各色毎に計算する。
【００４３】
センサ出力より得られた電位、付着量データ（Ｘｎ、Ｙｎ：ｎ＝１〜１０）の数字（ｎ）の若い方から５個のデータ組（即ち、ｎ＝１〜５の組）を取り出し、最小自乗法により直線近似計算を行うとともに相関係数を算出する。これをｎ＝１，２，．．．６についてそれぞれ計算する（１〜５の組，２〜６の組，３〜７の組，４〜８の組，５〜９の組，６〜１０の組）と、下記のように、全部で６組の直線近似式（現像γ）及び相関係数が得られる；
Ｙ＝Ａ１１×Ｘ＋Ｂ１１ ；Ｒ１１
Ｙ＝Ａ１２×Ｘ＋Ｂ１２ ；Ｒ１２
Ｙ＝Ａ１３×Ｘ＋Ｂ１３ ；Ｒ１３
Ｙ＝Ａ１４×Ｘ＋Ｂ１４ ；Ｒ１４
Ｙ＝Ａ１５×Ｘ＋Ｂ１５ ；Ｒ１５
Ｙ＝Ａ１６×Ｘ＋Ｂ１６ ；Ｒ１６
得られた相関係数Ｒ１１〜Ｒ１６の内から最大になるものを直線方程式（Ａ）として選択する。ここでは直線方程式（Ａ）がＹ＝Ａ１×Ｘ＋Ｂ１として示される（図１４）。
【００４４】
電位計算は図１４において、上記演算式で求めた直線方程式（Ａ）において、Ｙの値が必要最大付着量Ｍｍａｘとなる時のＸ値Ｖｍａｘを算出し、これから現像バイアスＶＢ、露光電位ＶＬが次式で与えられる。上式より、
Ｖｍａｘ＝（Ｍｍａｘ−Ｂ１）／Ａ１
ＶＢ−ＶＬ＝Ｖｍａｘ＝（Ｍｍａｘ−Ｂ１）／Ａ１
となり、ＶＢ、ＶＬの関係を直線方程式（Ａ）の係数を用いて表すことができる。次に、露光前の帯電電位ＶＤと現像バイアスＶＢの関係は直線方程式（Ｂ）たるＹ＝Ａ２×Ｘ＋Ｂ２とＸ軸との交点のＸ座標ＶＫ（現像開始電圧）と実験的に求められた地汚れ余裕電圧Ｖαとから、ＶＤ−ＶＢ＝ＶＫ＋Ｖαで与えられる。実機においては、Ｖｍａｘを参照値として、ＶＤ、ＶＢ、ＶＬの関係を図１５に示すようにテーブル化してあり、Ｖｍａｘにおいて最も近いものを基準として当該テーブルで各電位を制御する。
【００４５】
次に、感光体７にレーザパワーを最大光量で照射することにより残留電位を検出し、残留電位が検出された時には上記のテーブルから得られた各電位に対して残留電位分の補正を行い、目標電位とする（目標電位ＶＬＯ＝ＶＲ−ＶＲ  ｒｅｆ，（ＶＲ＞ＶＲ  ｒｅｆ），ＶＲ：実測の残留電位，ＶＲ  ｒｅｆ：残留電位の基準値）。これがステップ１３の工程である。次いでＶＤの目標電位を達成するように帯電器８に印加する電位を調整し（Ｓ１４）、ＶＤが得られたら、ＶＬの目標電位を達成するようにレーザパワーを調整する。
【００４６】
次にトナー補給制御時の処理を図８に示すフローチャートを参照して説明する。先ず、パッチパターンの作成工程として、感光体７上に中間調の静電潜像を作成する（Ｓ２１）。次いで電位センサ４１によって、この静電潜像の電位を読み込み、ＲＡＭ４７に格納する（Ｓ２２）。この後、感光体７上に形成されたこの静電潜像を現像装置１０により現像することによって、基準トナー像を作成する。この際、ＲＡＭ４７に格納された電位に対して、所定の現像ポテンシャルＶＰＰ（本実施例においては  ｂｌａｃｋ：８０〜２００Ｖ，ｃｏｌｏｒ：８０〜２００Ｖで、高温高湿で−１０Ｖ、低温低湿で＋１０Ｖの補正を行う）を加えた現像バイアスをかけ、トナー現像して顕像化された基準トナー像を形成する。このような基準トナー像に関して光学センサ４２によって、その反射光量を検出し（Ｓ２３）、プロセスコントロールセルフチェック時と同様にしてトナー付着量を算出する（Ｓ２４）。
ｋ＝（Ｖｓｐ−Ｖｍｉｎ）／（Ｖｓｇ−Ｖｍｉｎ）
こうして求められたトナー付着量を、予め定められたトナー付着量とトナー補給量のテーブル（図示せず）に基づいてトナー補給モータを制御することによりトナー補給が行われる。またステップ２４において、トナー付着量が目標（ｂｌａｃｋ：０．４ｍｇ／ｃｍ２，ｃｏｌｏｒ：０．３ｍｇ／ｃｍ２）に対して０．０５ｍｇ／ｃｍ２、即ち、ｂｌａｃｋ：０．３５ｍｇ／ｃｍ２，ｃｏｌｏｒ：０．２５ｍｇ／ｃｍ２を５回連続下回った場合にトナーニアエンドを表示し、残り１０枚の画像形成でトナーエンドを確定し、該当色の画像形成をできなくなるようにする。したがって、トナーカートリッジ内にトナーがあっても、現像能力が低く感光体上のトナー付着量が下がるとトナーエンド誤検知する可能性があるが、本発明のエージングにより、そのようなトナーエンド誤検知も回避できる。
【００４７】
次に本発明の主要部である、現像剤エージング時の処理について図９に示すフローチャートを参照して説明する。製品着荷時や定期メンテナンス時において、先ず、パネルから所定のキー操作によって現像剤エージングを開始すると、現像剤を１０秒間撹拌した（Ｓ３０）後、プロセスコントロールセルフチェック時と同じ潜像電位且つ同じ現像バイアス値でパッチパターンを１２個作成する（Ｓ３１）とともに、付着量を求め、近似直線を算出する。この部分はプロセスコントロールセルフチェックの動作と同一である（Ｓ５〜Ｓ９）。
【００４８】
次に所定の作像条件で、目標とするトナー付着量ｍａ  ｒｅｆ（ｂｌａｃｋ：０．４ｍｇ／ｃｍ２，ｃｏｌｏｒ：０．３ｍｇ／ｃｍ２）が得られる現像ポテンシャルＶＰＰ  ｍａｒｅｆを近似直線（Ｓ３５）から算出する（Ｓ３６，図１４参照）。
【００４９】
次に、以下の条件に基づいて現像剤エージング中のトナー補給制御用の潜像パターンの現像ポテンシャルＶＰＰ  ａｇｅを決定する（Ｓ３７）。低温低湿、常温常湿、高温高湿の区別は例えば図１６の絶対湿度換算表に基づいて判断される。ＶＰＰ  ａｇｅの決定においては、ＶＰＰ  ｍａｒｅｆをＶＰＰに近づける方向で決定するのがポイントとなる。言い換えれば、本発明においては、必要に応じて、現像剤の特性に応じて潜像パターンの現像ポテンシャルを段階的に設定し、トナー消費とトナー補給を繰り返すことで所望の現像能力（本実施例では目標とする現像ポテンシャルでの目標のトナー付着量）を得るものである。ここで仮にＶＰＰ  ｍａｒｅｆが２００Ｖになるような状況下で、潜像パターンの現像ポテンシャルを、始めから１４０Ｖに設定して、即ち、一段階だけでトナー補給を行わせてしまうと、かなり薄く検知することになるため連続補給動作が入り続け、補給トナーの特性にもよるが、トナー飛散や地汚れが生じやすく、機内汚染の他、様々な問題を引き起こしてしまうおそれがある。
【００５０】
低温低湿（ＶＰＰ＝１４０Ｖ，ＶＰＰは通常画像形成時の潜像パターンの現像ポテンシャル）；
ＶＰＰ  ｍａｒｅｆ＞１８０  →  ＶＰＰ  ａｇｅ＝１６０
ＶＰＰ  ｍａｒｅｆ≦１８０  →  ＶＰＰ  ａｇｅ＝１４０
0003554653.tif 000002
高温高湿（ＶＰＰ＝１２０Ｖ）；
ＶＰＰ  ｍａｒｅｆ≧１００  →  ＶＰＰ  ａｇｅ＝１２０
ＶＰＰ  ｍａｒｅｆ＜１００  →  ＶＰＰ  ａｇｅ＝１１０
次に、画像形成装置の内部パターンによって１０枚分の画像形成を行い、その後５秒間現像器を駆動し、リボルバーを１回公転（３６０°）させることで、現像剤と補給トナーの混合撹拌を行う。ここではこの動作をまとめてＡモードと称する（Ｓ３８）。この時、紙には転写せず、内部的にトナー消費並びに補給が行われる。この内部パターンはＡ４横の１ドットラインパターンを使用しており、画像面積にして約５０％のパターンを使用している。トナー補給は通常の画像形成と同様に１枚分の画像形成領域後端に作られた顕像パターンを用いて行われる。更に現像剤エージング中においては、この時の顕像パターンの１０枚分のトナー付着量の平均値によって、更にステップ３８を継続して実行する必要があるか否かを判断しており、本実施例においては、Ｍａ＜Ｍａ  ｒｅｆ−０．０３であれば再度１０枚分の画像形成を行う（Ｓ３９）。不良の場合、このループは５回まで行われ、トータル６回×１０枚の画像形成を終了したら次のステップへ進む（Ｓ４０）。次にＶＰＰ  ａｇｅ＝ＶＰＰかどうかを判定し、Ｎｏの場合はＶＰＰ  ａｇｅ＝ＶＰＰと設定して、再度画像形成装置の内部パターンによって１０枚分の画像形成を行う。その後の流れは同様に１０枚分のトナー付着量の平均値で判断して行われる。ＶＰＰ  ａｇｅ＝ＶＰＰの場合は現像剤エージング終了とする。ここで、ステップ３７における設定条件、内部パターンの種類や、トナー付着量の判定基準、ループ回数等は、これらに限られるものでなく、システムに応じて適宜選択することができる。なお、本実施例においては、現像剤エージング中はトナーエンド検出を行わず、始めにカートリッジ内にトナーがあることを確認してから作業を行うものである。
【００５１】
別の構成に係る画像形成装置の現像剤エージングにおいては、上記実施例でのＶＰＰ  ａｇｅの決定後、このＶＰＰ  ａｇｅで、顕像化したパターンのトナー付着量を測定する（図１０）。この実施例では、現像剤の現像特性により、３つのトナーの消費モードを適時選択する。このモードをまとめると以下の通りになる。
Ａモード：Ａ４横の１ドットラインパターン（画像面積にして約５０％、安定時で約０．２５ｇ）×１０枚分  →  リボルバー公転１回（３６０°）  →  ５秒撹拌
Ｂモード：Ａ４横の１ドット独立パターン（画像面積にして約２５％、安定時で約０．１３ｇ）×１０枚分  →  リボルバー公転１回（３６０°）  →  ５秒撹拌
Ｃモード：Ａ４横の格子パターン（画像面積にして約５％、安定時で約０．０３ｇ）×１０枚分  →  リボルバー公転１回（３６０°）  →  ５秒撹拌
そして測定したトナー付着量がＭａ＞Ｍａ  ｒｅｆ−０．０３であれば（Ｓ４９）、Ａモードを繰り返す（Ｓ５０）。この時、トナー補給は行わない（ただし、８回繰り返しても条件に満たない場合はエラー表示し、強制終了する）。こうすることによって、現像特性にかかわらず必ず補給の入る状態にもっていくことが可能になる。仮にトナー付着量が多いと多少トナーを消費した程度では、付着量は下がらないために補給されるトナーが殆どなく、後にトナーが補給された時点で画像上の不具合がでるという問題が生じてしまうからである。
【００５２】
次にＡモード（Ｓ５１）、Ｂモード（Ｓ５２）を各一回実行する。これはどんな現像剤に対しても行うもので、現像能力は目標通りにもかかわらず画像抜け等の不具合が生じることを防ぐためになされる。
【００５３】
次にＶＰＰ  ａｇｅで顕像化したパターンのトナー付着量を測定し（Ｓ５３）、この時の付着量がＭａ≦Ｍａ  ｒｅｆとなるまでＡモードを繰り返す（Ｓ５４）。この時、トナー補給は行わない（ただし、８回繰り返しても条件に満たない場合はエラー表示し、強制終了する）。
【００５４】
次にＶＰＰ  ａｇｅで顕像化したパターンのトナー付着量を測定し（Ｓ５５）、この時の付着量がＭａ＞Ｍａ  ｒｅｆ−０．０２となるまでＢモードを繰り返す（Ｓ５６）。次にＶＰＰ  ａｇｅで、顕像化したパターンのトナー付着量を測定し、この時の付着量がＭａ＞Ｍａ  ｅｎｄ（トナーエンドしき値，Ｍａ  ｒｅｆ−０．０５、本例の場合、Ｂｋ：０．４−０．０５＝０．３５，Ｃ：０．３−０．０５＝０．２５）となるまで、所定値のトナー付着量とトナー補給時間のテーブルに基づいてトナー補給を行う。ただし、それでも復帰しない場合はエラー表示（トナーエンド）して強制終了とする。
【００５５】
次に、そのまま現像器を駆動させた状態で、ＬＤ書き込みは行わず、感光体地肌部のトナー付着量（地汚れ量）を測定し（Ｓ５７）、この時の付着量がＭａ≦０．１０となるまでＣモードを繰り返す（Ｓ５８，ただし、８回繰り返しても条件に満たない場合はエラー表示し、強制終了する）。
【００５６】
次にＶＰＰ  ａｇｅ＝Ｖｐｐかどうかを判定し、Ｎｏであれば、ＶＰＰ  ａｇｅをＶＰＰと同じ値に設定した後（Ｓ５９）、ステップ５３に戻して継続する（この時の流れは上記と同じである）。Ｙｅｓであれば、現像剤エージングを終了する。
【００５７】
以上が、求めるべき所望の現像特性に関する状態量が固定された通常時でのエージング処理に関するものである。上記の場合、目標とする現像特性が中間調のパターンでのトナー付着量であり、トナー補給制御用のパターンと共用されている。次に上記所望の現像特性に関する状態量そのものが変わりうる場合におけるエージング処理について説明する。
【００５８】
所望の現像特性に関する状態量そのものが変わりうる場合、例えば、現像剤エージング終了後にトナー補給制御の条件を設定することでトナー補給時の補給条件（ＶＰＰ）が可変である場合、プロセスコントロールセルフチェック時の処理は図７に係る上記説明と基本的に同じである。上記例の正反射検知型のものに代えて乱反射検知型のＰセンサを用いると、基準トナー像上のトナー付着量に対するＰセンサの出力の関係は図１７のようになる。図１７（ａ）は黒トナーに対する特性を、図１７（ｂ）はカラートナーに対する特性を示す。この型のＰセンサも、通常画像形成時のベタ（最大濃度）の時の感光体上トナー付着量である１．０ｍｇ／ｃｍ２付近までの感度を有している。既述のように、感光体上のトナー付着量は、Ｐセンサの感光体上地肌部に対する反射光量の調整結果に従って、検知時のＰセンサ出力によって求められるものである。このようにして、ステップ７で得られた光学センサの出力値を、単位面積当たりのトナー付着量に換算して、ＲＡＭ４７に格納する（Ｓ８）。以下の処理は上記例と同じである。
【００５９】
本実施例における現像剤エージング時の処理について図１８に示すフローチャートを参照して説明する。先ず、パネルから所定のキー操作によって現像剤エージングを開始すると、現像剤を１０秒間撹拌した（Ｓ６０）後、プロセスコントロールセルフチェック時と同じ潜像電位且つ同じ現像バイアス値でパッチパターンを１２個作成する（Ｓ６１）とともに、付着量を求め、近似直線を算出する。この部分はプロセスコントロールセルフチェックの動作と同一である（Ｓ５〜Ｓ９）。
【００６０】
次に所定の作像条件で、目標とするトナー付着量ｍａ  ｒｅｆ（ｂｌａｃｋ：０．４ｍｇ／ｃｍ２，ｃｏｌｏｒ：０．３ｍｇ／ｃｍ２）が得られる現像ポテンシャルＶＰＰ  ｍａｒｅｆを近似直線（Ｓ６５）から算出する（Ｓ６６，図１４参照）。
【００６１】
次に、以下の条件に基づいて現像剤エージング中のトナー補給制御用の潜像パターンの現像ポテンシャルＶＰＰ  ａｇｅを決定する（Ｓ６７）。なお本例における現像剤中のエージング中においてはＶＰＰは括弧内の値となる。
【００６２】
低温低湿（ＶＰＰ＝１４０Ｖ，ＶＰＰは通常画像形成時の潜像パターンの現像ポテンシャル）；
ＶＰＰ  ｍａｒｅｆ＞１８０  →  ＶＰＰ  ａｇｅ＝１６０
ＶＰＰ  ｍａｒｅｆ≦１８０  →  ＶＰＰ  ａｇｅ＝１４０
0003554653.tif 000003
高温高湿（ＶＰＰ＝１２０Ｖ）；
ＶＰＰ  ｍａｒｅｆ≧１００  →  ＶＰＰ  ａｇｅ＝１２０
ＶＰＰ  ｍａｒｅｆ＜１００  →  ＶＰＰ  ａｇｅ＝１１０
次に、画像形成装置の内部パターンによって１０枚分の画像形成を行い、その後５秒間現像器を駆動し、リボルバーを１回公転（３６０°）させることで、現像剤と補給トナーの混合撹拌を行う。ここではこの動作をまとめてＡモードと称する（Ｓ６８）。この時、紙には転写せず、内部的にトナー消費並びに補給が行われる。この内部パターンはＡ４横の１ドットラインパターンを使用しており、画像面積にして約５０％のパターンを使用している。トナー補給は通常の画像形成と同様に１枚分の画像形成領域後端に作られた顕像パターンを用いて行われる。現像剤エージング中においては、この補給トナー用の顕像パターンに続いて最大トナー付着量測定のためのパターンが作成される。このパターンは内部パターンを作成した所定の作像条件（ＶＤ：−６５０Ｖ，ＶＢ：−５００Ｖ）に対して最大のＬＤ光量で作成される。この時の最大トナー付着量（Ｍａ  ｍａｘ）が所定の範囲の時はステップ７２に進み、それ以外の時はステップ６９に進む。この範囲に関して、本実施例においては、温湿度センサを用い、図１９のテーブルに基づいて範囲を決定する。不良の場合、このループは５回まで行われ、トータル６回×１０枚の画像形成を終了したら次のステップへ進む（Ｓ７０）。次にＶＰＰ  ａｇｅ＝ＶＰＰかどうかを判定し、Ｎｏの場合はＶＰＰ  ａｇｅ＝ＶＰＰと設定して、再度画像形成装置の内部パターンによって１０枚分の画像形成を行う。その後の流れは同様に最大トナー付着量測定パターンのトナー付着量で判断して行われる。ＶＰＰ  ａｇｅ＝ＶＰＰの場合はステップ７２へ進む。ここで、Ｓ６７における設定条件、内部パターンの種類や、最大トナー付着量の判定基準、ループ回数等は、これらに限られるものでなく、システムに応じて適宜選択することができる。
【００６３】
中間調パターンはＰ，Ｖセンサ検知精度、感光体感度のバラツキ、環境等によって変動しやすく、細かく合わせ込むと終了までに時間を要する。本実施例のように最大トナー付着量を測定することによって必要最低限の現像剤エージングが短時間で行うことができるようになる。ただし、このままでは現像能力にかなりの幅があることになるので、ステップ７２として図７に係るプロセスコントロールセルフチェックを実行し、最適な作像条件を求め制御する。
【００６４】
更にステップ７３で、プロセスコントロールセルフチェックで求められた現像γの近似式よりトナー補給制御の目標値（ｍａ  ｒｅｆ）が得られるＰセンサパターンの現像ポテンシャル（ＶＰＰ  ｍａｒｅｆ）を再度求めて、この値を通常画像形成時のＰセンサパターンの現像ポテンシャル（ＶＰＰ）とする。こうすることによって例えば現像能力が低めの現像剤を固定のＶＰＰでトナー補給制御するとＰセンサパターンが薄く現像されるため、補給が続いて画像濃度が変動するという問題を回避することができる。なお、本実施例においては、途中でトナーエンド検出された場合には、エラーとなり、やり直す必要がある。
【００６５】
更に別の構成に係る画像形成装置の現像剤エージングにおいては、上記実施例でのＶＰＰ  ａｇｅの決定後、このＶＰＰ  ａｇｅで、顕像化したパターンのトナー付着量を測定する（図２０）。この実施例では、現像剤の現像特性により、３つのトナーの消費モードを適時選択する。このモードをまとめると以下の通りになる。
Ａモード：Ａ４横の１ドットラインパターン（画像面積にして約５０％、安定時で約０．２５ｇ）×１０枚分  →  リボルバー公転１回（３６０°）  →  ５秒撹拌
Ｂモード：Ａ４横の１ドット独立パターン（画像面積にして約２５％、安定時で約０．１３ｇ）×１０枚分  →  リボルバー公転１回（３６０°）  →  ５秒撹拌
Ｃモード：Ａ４横の格子パターン（画像面積にして約５％、安定時で約０．０３ｇ）×１０枚分  →  リボルバー公転１回（３６０°）  →  ５秒撹拌
そして測定したトナー付着量がＭａ＞Ｍａ  ｒｅｆ−０．０３であれば（Ｓ８３）、Ａモードを繰り返す（Ｓ８４）。この時、トナー補給は行わない（ただし、８回繰り返しても条件に満たない場合はエラー表示し、強制終了する）。こうすることによって、現像特性にかかわらず必ず補給の入る状態にもっていくことが可能になる。仮にトナー付着量が多いと多少トナーを消費した程度では、付着量は下がらないために補給されるトナーが殆どなく、後にトナーが補給された時点で画像上の不具合がでるという問題が生じてしまうからである。
【００６６】
次にＡモード（Ｓ８５）、Ｂモード（Ｓ８６）を各一回実行する。これはどんな現像剤に対しても行うもので、現像能力は目標通りにもかかわらず画像抜け等の不具合が生じることを防ぐためになされる。
【００６７】
次にＶＰＰ  ａｇｅで顕像化したパターンのトナー付着量を測定し（Ｓ８７）、この時の付着量がＭａ≦Ｍａ  ｒｅｆとなるまでＡモードを繰り返す（Ｓ８８）。この時、トナー補給は行わない（ただし、８回繰り返しても条件に満たない場合はエラー表示し、強制終了する）。
【００６８】
次にＶＰＰ  ａｇｅで顕像化したパターンのトナー付着量を測定し（Ｓ８９）、この時の付着量がＭａ＞Ｍａ  ｒｅｆ−０．０２となるまでＢモードを繰り返す（Ｓ９０）。次にＶＰＰ  ａｇｅで、顕像化したパターンのトナー付着量を測定し、この時の付着量がＭａ＞Ｍａ  ｅｎｄ（トナーエンドしき値，Ｍａ  ｒｅｆ−０．０５、本例の場合、Ｂｋ：０．４−０．０５＝０．３５，Ｃ：０．３−０．０５＝０．２５）となるまで、所定値のトナー付着量とトナー補給時間のテーブルに基づいてトナー補給を行う。ただし、それでも復帰しない場合はエラー表示（トナーエンド）して強制終了とする。
【００６９】
次に、そのまま現像器を駆動させた状態で、ＬＤ書き込みは行わず、感光体地肌部のトナー付着量（地汚れ量）を測定し（Ｓ９１）、この時の付着量がＭａ≦０．１０となるまでＣモードを繰り返す（Ｓ９２，ただし、８回繰り返しても条件に満たない場合はエラー表示し、強制終了する）。
【００７０】
続いてステップ９４では、ステップ７６〜ステップ８０と同じことを行って現像γを求め、以下の条件で判定する：
２．０  ＜  現像γ  ＜  ４．０
この範囲にあればＹ方向へ、範囲外であればＮ方向へ進む。
【００７１】
続いてステップ９５では、上記ステップ９４での検出結果より現像開始電圧Ｖｋを求め、以下の条件で判定する：
−６０  ＜  Ｖｋ  ＜  ０
この範囲にあれば先の実施例と同様、プロセスコントロールセルフチェック、補給条件を設定して終了する。範囲外であれば、ステップ９３へ進む。
【００７２】
ステップ９３では、ＶＰＰ  ａｇｅ＝Ｖｐｐかどうかを判定し、Ｎｏであれば、ＶＰＰ  ａｇｅをＶＰＰと同じ値に設定した後（Ｓ９３）、Ｓ８７に戻して継続する（この時の流れは上記と同じである）。Ｙｅｓであれば、ステップ９６へ進む。
【００７３】
以上のように、現像剤の現像特性に応じて、トナー付着量測定パターンの現像ポテンシャル、トナー消費パターンを適当に選択して、所望の現像特性になるまで、自動的に処理されることで、現像剤エージング終了から安定した高品質の画像を得ることができることとなる。更に中間調の１点のみならず、現像γやＶｋを使って現像剤の状態を判断する場合には、所定の範囲を得るまでの時間を短くすることができる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、初期現像剤投入時に本来の画像形成に先立ち、像担持体上に基準潜像パターンを形成して、その表面電位を測定し、基準潜像パターンをトナーで顕像化して、そのトナー付着量を測定し、基準パターンに対する電位とトナー付着量の測定結果に基づいてその段階での現像特性に関する状態量を算出して、それにもかかわらず算出された状態量にかかわらず、初期現像剤中のトナー消費と、トナー補給とを繰り返し、初期現像剤と補給トナーの混合攪拌を行うので、現像剤の初期帯電量や環境が変化しても、画像抜けやキャリア付着、画像濃度変動等のない、高品質の画像を得ることができ、また用紙を無駄に消費することもない。
【００７５】
現像特性に関する状態量が、現像剤エージング中のトナー補給制御の際の状態量であれば、現像特性に応じた適切なトナー補給が実現でき、キャリア付着、トナー飛散を防止できる。この際、検知対象は現像能力が検知できるものであれば光学センサに限られないが、光学センサであれば容易に像担持体上のトナーの現像量を検知できる。また現像特性に関する状態量が、現像剤エージング中のトナー補給制御に用いられる潜像パターンの現像ポテンシャルである場合には、光学センサを用いてトナー補給制御する場合に、光学センサの特性上、精度の点で有利な領域を維持して検知することができるので、更に安定したトナー付着量の検知が行いうる。現像特性に関する状態量が、現像剤エージング中のトナー消費量の異なる内部パターンの選択による状態量である場合には、現像特性に応じた適切なエージングが可能になる上、時間短縮の効果も奏する。
【００７６】
現像剤エージング中に、所定のトナー付着量になるまで、トナー補給を行わずに、トナー消費すれば、現像特性や環境に拘らず、対応可能な現像特性幅が広がるとともに、トナー補給される領域となるためのエージング時間の短縮が可能である。またトナー補給制御条件を自動的に少なくとも１回切り替えて現像剤エージングを行い、最終条件で、通常の画像形成時の条件と揃えるようにすれば、通常画像形成時の画像濃度変動、光学センサを利用したトナーエンド誤検知を防止することもできる。内部パターンの選択が、現像能力が目標に対して高い時はトナー消費量の多いパターンを、現像能力が目標に対して低い時はトナー消費量の少ないパターンに切り替えることである場合、現像剤エージング時間の更なる短縮が可能になるとともに、無駄なトナー消費を少なくでき、また光学センサを用いたトナーエンド検出における誤検知も防止できる。内部パターンの選択が感光体上の地汚れが多い時にはトナー消費量の少ないパターンを選択することである場合には、地汚れを早く自動的になくすことができる。リボルバー式現像器を有する画像形成装置での現像剤エージングにして、トナーが補給された後に少なくとも１回以上の現像器公転動作が入るようになっていれば、撹拌効率が上がり、正確な検知を行うことができるとともに、後の通常画像形成時にリボルバー公転があることで、画像濃度変動や地汚れの発生を回避可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラーデジタル画像形成装置のシステム構成全体の概略図である。
【図２】図１に示されたシステムのプリンタモジュールの概略図である。
【図３】現像装置の構成を示す概略図である。
【図４】図３の現像装置の部分縦断側面図である。
【図５】トナー補給部の構成を示す概略図である。
【図６】電装制御系の構成を示すブロック図である。
【図７】プロセスコントロールチェック時の処理を示すフロー図である。
【図８】トナー補給制御時の処理を示すフロー図である。
【図９】トナー補給条件が固定された場合での、現像剤エージング時の処理を示すフロー図である。
【図１０】現像剤エージング時の図９とは別の処理を示すフロー図である。
【図１１】１２階調パターンの一部を例示する模式図である。
【図１２】各パッチパターン対応の基準トナー像のセンサ出力値を示すグラフである。
【図１３】正反射検知型センサでのトナー付着量とトナーの種類による反射光量との関係を示す特性図である。
【図１４】電位ポテンシャル、制御電位等とトナー付着量との関係を示す特性図である。
【図１５】テーブルの内容を示す説明図である。
【図１６】絶対湿度換算表である。
【図１７】図１３に対応し、乱反射検知型センサでのトナー付着量とトナーの種類による反射光量との関係を示す特性図で、（ａ）は黒色トナーに関し、（ｂ）はカラートナーに関する。
【図１８】トナー補給条件が変わりうる場合における、現像剤エージング時の処理を示すフロー図である。
【図１９】最大トナー付着量と温湿度の関係を示すテーブルである。
【図２０】現像剤エージング時の図１８とは別の処理を示すフロー図である。
【符号の説明】
７  感光体
１０  現像装置
１８Ｂｋ  Ｂｋ現像器
１８Ｃ    Ｃ現像器
１８Ｍ    Ｍ現像器
１８Ｙ    Ｙ現像器
１９Ｂｋ  Ｂｋ現像スリーブ
１９Ｃ    Ｃ現像スリーブ
１９Ｍ    Ｍ現像スリーブ
１９Ｙ    Ｙ現像スリーブ
【図１】
0003554653.tif 000004
【図２】
0003554653.tif 000005
【図３】
0003554653.tif 000006
【図４】
0003554653.tif 000007
【図５】
0003554653.tif 000008
【図６】
0003554653.tif 000009
【図７】
0003554653.tif 000010
【図８】
0003554653.tif 000011
【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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【図１９】
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【図２０】
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