(57)【要約】【課題】光学センサーを用いて、トナー像パッチの濃度を高感度に検出し、最適の画像形成条件を設定する。【解決手段】センサー43によって第１トナー像パッチ2の濃度を検出して、予め求めておいた、所定の画像形成条件での、第１トナー像パッチ2の線の太さとセンサー43の出力値との相関関係から、トナー像パッチ2の線の太さを求める。次いで、予め求めておいた、第１トナー像パッチ2の線の太さごとの、センサー43の出力値とトナー付着量との相関関係から、基準トナー付着量となるセンサー43の基準出力値を求める。一方、センサー43によって第２トナー像パッチ31,32,33の濃度を検出して、センサー43の出力値と画像形成条件との相関関係を求め、センサー43が基準出力値となる画像形成条件を定める。【選択図】図３
2011099940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像を担持し回転駆動する無端状の像担持体と、前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する現像手段と、濃度検出用として形成されたトナー像パッチの濃度を検出する濃度センサーとを備える画像形成装置において、画像濃度に影響を与える画像形成条件を多段階に変化させてトナー像パッチを形成するとともに、その濃度を前記濃度センサーにより検出し最適の画像形成条件の設定する方法であって、
前記濃度センサーは、発光素子と受光素子とを備え、前記トナー像パッチに照射した光の反射光又は透過光を検出するものであり、
前記トナー像パッチとして、前記濃度センサーの発光素子と受光素子とを結ぶ直線と略平行な複数本の線からなる第１トナー像パッチと、前記直線と交差する、第１トナー像パッチと同じ太さの複数本の線からなる第２トナー像パッチとを形成し、
前記濃度センサーによって第１トナー像パッチの濃度を検出して、予め求めておいた、所定の画像形成条件での、第１トナー像パッチの線の太さと前記濃度センサーの出力値との相関関係から、トナー像パッチの線の太さを求め、
次いで、予め求めておいた、第１トナー像パッチの線の太さごとの、前記濃度センサーの出力値とトナー付着量との相関関係から、基準トナー付着量となる濃度センサーの基準出力値を求め、
前記濃度センサーによって第２トナー像パッチの濃度を検出して、前記濃度センサーの出力値と前記画像形成条件との相関関係を求め、濃度センサーが基準出力値となる前記画像形成条件を定めることを特徴とする画像形成条件の設定方法。
【請求項２】
第２トナー像パッチの複数本の線が、前記濃度センサーの発光素子と受光素子とを結ぶ直線と略垂直に交差する請求項１記載の画像形成条件の設定方法。
【請求項３】
前記画像形成条件が現像バイアス電圧である請求項１又は２記載の画像形成条件の設定方法。
【請求項４】
表面に静電潜像を担持し回転駆動する無端状の像担持体と、前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する現像手段と、濃度検出用として形成されたトナー像パッチの濃度を検出する２つの濃度センサーとを備える画像形成装置において、画像濃度に影響を与える画像形成条件を多段階に変化させてトナー像パッチを形成するとともに、その濃度を第１濃度センサー及び第２濃度センサーにより検出し最適の画像形成条件の設定する方法であって、
前記トナー像パッチは複数本の平行な線からなり、
前記第１濃度センサー及び第２濃度センサーは、発光素子と受光素子とをそれぞれ備え、前記トナー像パッチに照射した光の反射光又は透過光を検出するものであり、
第１濃度センサーは、発光素子と受光素子とを結ぶ直線が、前記トナー像パッチの複数本の線と略平行となるように配置され、第２濃度センサーは、発光素子と受光素子とを結ぶ直線が、前記トナー像パッチの複数本の線と交差するように配置され、
第１濃度センサーによってトナー像パッチの濃度を検出して、予め求めておいた、所定の画像形成条件での、トナー像パッチの線の太さと第１濃度センサーの出力値との相関関係から、トナー像パッチの線の太さを求め、
次いで、予め求めておいた、トナー像パッチの線の太さごとの、第１濃度センサーの出力値とトナー付着量との相関関係から、基準トナー付着量となる濃度センサーの基準出力値を求め、
第２濃度センサーによってトナー像パッチの濃度を検出して、第２濃度センサーの出力値と前記画像形成条件との相関関係を求め、第２濃度センサーが基準出力値となる前記画像形成条件を定めることを特徴とする画像形成条件の設定方法。
【請求項５】
第２濃度センサーの発光素子と受光素子とを結ぶ直線が、前記トナー像パッチの複数本の線と交差するように、第２濃度センサーが配置された請求項４記載の画像形成条件の設定方法。
【請求項６】
前記画像形成条件が現像バイアス電圧である請求項４又は５記載の画像形成条件の設定方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成条件の設定方法を用い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、画像形成条件の設定方法及びその設定方法を用いた画像形成装置に関し、より詳細には、画像濃度に影響を与える画像形成条件を多段階に変化させてトナー像パッチを形成するとともに、そのトナー像パッチの濃度を前記濃度センサーにより検出し最適の画像形成条件の設定する方法及びその方法を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリやプリンタ、複写機などの電子写真方式を用いた画像形成装置では、環境条件の変化や感光体・現像剤の経時劣化などにより最適の画像形成条件が変動するため、初期設定条件のままでは良好な画像形成が達成できない。このため、所定のタイミングで、画像濃度に影響を与える現像バイアス電圧や露光量などの画像形成条件を多段階に変化させて、濃度検出用のトナー像パッチを形成し、このトナー像パッチの濃度をセンサーで検出して、最適の画像形成条件を設定することが従来から行われている。
【０００３】
ところが、濃度センサーとして、発光素子からの出射光を受光素子で検出する光学センサーを用いた場合、トナー像パッチの濃度が高濃度域になると濃度検出感度が低くなり、トナー像パッチの濃度をセンサーで正確に検出できないという問題があった。図９に、トナー像パッチのトナー付着量と濃度センサ出力値との関係を示す。この図に示されるように、トナー像パッチのトナー付着量が増加に伴って、発光素子からの光がトナー像パッチで吸収されるようになり、受光素子での受光量が減少してセンサーの出力値が小さくなる。より詳細には、トナー像パッチのトナー付着量がＡｇ／ｍ２以下では、トナー付着量が増加すると、センサーの出力値は直線的に減少するが、トナー付着量がＡｇ／ｍ２を超えると、トナー付着量が増加しても濃度センサーの出力値は底打ちして減少量が少なくなる。このため、トナー付着量がＡｇ／ｍ２以下の領域でトナー像パッチを作成し、得られたセンサー検出値に基づいて、基準トナー付着量のときのセンサーの出力値を推測していたが、推測値の精度は必ずしも高くなかった。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１では、トナー像パッチを複数本の平行な直線からなる線状パッチとし、投射光の光軸と反射光の光軸が所定の角度を形成し、且つ投射光の光軸と反射光の光軸とを含む面が線状パッチの形成面と交差する線と、線状パッチの長手方向とのなす角度を略９０°として、濃度センサーの出力値の底打ちを防ぐと共に、トナー像パッチの面積のみならず厚みも含まれた反射光量を検出し、濃度検出感度を高める技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平7-306556号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、トナー像パッチが線状パッチの場合、トナー付着量に応じて、トナー像パッチの厚みが変化するだけでなく太さも変化する。図１０に、長手方向からみた線状パッチの断面図を示す。線状パッチは、図中の(i)、(ii)、(iii)とトナー付着量が多くなるに従い、厚くなると同時に幅方向に太くなる。したがって、前記提案技術では、線状パッチを構成する線の幅方向と厚み方向の切り分けができないため、濃度検出感度は未だ充分とは言えない。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題を解決するためになされたものであり、光学センサーを用いて、トナー像パッチの濃度を高感度に検出し、最適の画像形成条件を設定する方法及び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】
本発明によれば、表面に静電潜像を担持し回転駆動する無端状の像担持体と、前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する現像手段と、濃度検出用として形成されたトナー像パッチの濃度を検出する濃度センサーとを備える画像形成装置において、画像濃度に影響を与える画像形成条件を多段階に変化させてトナー像パッチを形成するとともに、その濃度を前記濃度センサーにより検出し最適の画像形成条件の設定する方法であって、前記濃度センサーは、発光素子と受光素子とを備え、前記トナー像パッチに照射した光の反射光又は透過光を検出するものであり、前記トナー像パッチとして、前記濃度センサーの発光素子と受光素子とを結ぶ直線と略平行な複数本の線からなる第１トナー像パッチと、前記直線と交差する、第１トナー像パッチと同じ太さの複数本の線からなる第２トナー像パッチとを形成し、前記濃度センサーによって第１トナー像パッチの濃度を検出して、予め求めておいた、所定の画像形成条件での、第１トナー像パッチの線の太さと前記濃度センサーの出力値との相関関係から、トナー像パッチの線の太さを求め、次いで、予め求めておいた、第１トナー像パッチの線の太さごとの、トナー付着量と前記濃度センサーの出力値との相関関係から、基準トナー付着量となる濃度センサーの基準出力値を求め、前記濃度センサーによって第２トナー像パッチの濃度を検出して、前記濃度センサーの出力値と前記画像形成条件との相関関係を求め、濃度センサーが基準出力値となる前記画像形成条件を定めることを特徴とする画像形成条件の設定方法が提供される。
【０００９】
ここで、濃度検知感度をより向上させる観点からは、第２トナー像パッチの複数本の線が、前記濃度センサーの発光素子と受光素子とを結ぶ直線と略垂直に交差するようにするのが好ましい。
【００１０】
また、前記画像形成条件としては現像バイアス電圧であってもよい。
【００１１】
また、本発明によれば、表面に静電潜像を担持し回転駆動する無端状の像担持体と、前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する現像手段と、濃度検出用として形成されたトナー像パッチの濃度を検出する２つの濃度センサーとを備える画像形成装置において、画像濃度に影響を与える画像形成条件を多段階に変化させてトナー像パッチを形成するとともに、その濃度を第１濃度センサー及び第２濃度センサーにより検出し最適の画像形成条件の設定する方法であって、前記トナー像パッチは複数本の平行な線からなり、前記第１濃度センサー及び第２濃度センサーは、発光素子と受光素子とをそれぞれ備え、前記トナー像パッチに照射した光の反射光又は透過光を検出するものであり、第１濃度センサーは、発光素子と受光素子とを結ぶ直線が、前記トナー像パッチの複数本の線と略平行となるように配置され、第２濃度センサーは、発光素子と受光素子とを結ぶ直線が、前記トナー像パッチの複数本の線と交差するように配置され、第１濃度センサーによってトナー像パッチの濃度を検出して、予め求めておいた、所定の画像形成条件での、トナー像パッチの線の太さと第１濃度センサーの出力値との相関関係から、トナー像パッチの線の太さを求め、次いで、予め求めておいた、トナー像パッチの線の太さごとの、トナー付着量と第１濃度センサーの出力値との相関関係から、基準トナー付着量となる濃度センサーの基準出力値を求め、第２濃度センサーによってトナー像パッチの濃度を検出して、第２濃度センサーの出力値と前記画像形成条件との相関関係を求め、第２濃度センサーが基準出力値となる前記画像形成条件を定めることを特徴とする画像形成条件の設定方法が提供される。
【００１２】
ここで、濃度検知感度をより向上させる観点からは、第２濃度センサーの発光素子と受光素子とを結ぶ直線が、前記トナー像パッチの複数本の線と交差するように、第２濃度センサーを配置するのが好ましい。
【００１３】
また、前記画像形成条件としては現像バイアス電圧であってもよい。
【００１４】
そしてまた、本発明によれば、前記のいずれかに記載の画像形成条件の設定方法を用いることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像形成条件の設定方法では、トナー像パッチを構成する線の太さを求めた上で、基準トナー付着量となる濃度センサーの基準出力値を求め、次いで、濃度センサーが基準出力値となる現像バイアス電圧などの画像形成条件を定めるので、光学センサーを用いても、トナー像パッチの濃度を高感度に検出でき、最適の画像形成条件を安定して設定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る画像形成装置（複写機）の一例を示す概説図である。
【図２】本発明で使用する濃度センサーの一例を示す概説図である。
【図３】第１の発明に係る設定方法で用いるトナー像パッチ及びＩＤＣセンサーの一実施形態を示す概説図である。
【図４】ＩＤＣセンサーの出力値と、トナー像パッチの線の太さとの関係例を示す図である。
【図５】第１トナー像パッチの線の太さごとの、ＩＤＣセンサーの出力値とトナー付着量との相関関係を示す図である。
【図６】第２トナー像パッチの、ＩＤＣセンサー出力値と現像バイアス電圧との相関関係を示す図である。
【図７】現像バイアス電圧の設定処理フローを示す図である。
【図８】第２の発明に係る設定方法で用いるトナー像パッチ及びＩＤＣセンサーの一実施形態を示す概説図である。
【図９】濃度センサー出力値とトナー付着量との関係を示す図である。
【図１０】トナー付着量に応じて、トナー像パッチの厚み及び太さが変化することを示す、長手方向からみた線状パッチの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る画像形成条件の設定方法及びその設定方法を用いた画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本発明に係る画像形成条件の設定方法及びその設定方法を用いた画像形成装置の一例としてのタンデム型フルカラー複写機（以下、「複写機」と記すことがある）の概説図である。以下、図を参照しながら説明する。
【００１９】
（複写機の全体構成）
図１の複写機は、画像読取部１０と、画像形成部２０と、制御部１００とを備えている。
【００２０】
画像読取部１０は、不図示の原稿ガラス板上に載置された原稿の画像を、スキャナ１１を移動させて読み取るものである。スキャナ１１に設置された露光ランプの照射により得られた原稿画像は、光学系により結像され、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の三種類の波長の光にそれぞれ対応したＣＣＤイメージセンサー１２によりＡＤ変換され、原稿に対応したＲ、Ｇ、Ｂの各画像データとされる。
【００２１】
得られた各色成分の画像データは、制御部１００において各種のデータ処理が施され、更にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各再現色（以下、各再現色に関連する構成部分の番号に、このＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する）の画像データに変換される。変換された画像データは制御部１００内の画像メモリ１００ａに再現色ごとに格納され、記録媒体Ｐの供給と同期して１走査ラインごとに読み出され、感光体ドラム５１Ｙ〜５１Ｋを露光するレーザダイオード（不図示、以下、「ＬＤ」と表記する）の駆動信号となる。
【００２２】
画像形成部２０は、周知の電子写真方式により画像を形成するものであって、中間転写ベルト４１が張架されてなる中間転写部４０と、中間転写ベルト４１に対向してその周回方向上流側（以下、単に「上流側」という）から周回方向下流側（以下、単に「下流側」という）に沿って所定間隔で配置されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の画像プロセス部５０Ｙ〜５０Ｋとからなる。
【００２３】
他に、矢印Ｂ方向に沿った記録媒体Ｐの搬送経路上には、中間転写部４０の二次転写位置へ記録媒体Ｐを給送する給紙部７０と、中間転写部４０の二次転写位置の、記録媒体搬送方向下流側に配置された定着部８０とがある。
【００２４】
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の画像プロセス部５０Ｙ〜５０Ｋにおいて、露光走査部６０Ｙ〜６０Ｋは、それぞれ上記制御部１００から出力された駆動信号を受けてレーザ光を発するＬＤ（不図示）や、このレーザ光を偏向して感光体ドラム５１Ｙ〜５１Ｋ上を主走査方向に露光走査させるためのポリゴンミラー（不図示）等を備えている。また画像プロセス部５０Ｙ〜５０Ｋは、感光体ドラム５１Ｙ〜５１Ｋと、その周囲に配設された帯電チャージャ５２Ｙ〜５２Ｋ、現像器５３Ｙ〜５３Ｋ、転写チャージャ５４Ｙ〜５４Ｋ及びクリーナ５５Ｙ〜５５Ｋなどからなる。
【００２５】
感光体ドラム５１Ｙ〜５１Ｋは、前記露光を受ける前にクリーナ５５Ｙ〜５５Ｋで表面の残存トナーが除去され、不図示のイレーサランプに照射されて除電された後、帯電チャージャ５２Ｙ〜５２Ｋにより一様に帯電されており、このように帯電した状態で上記レーザ光により露光を受けると、感光体ドラム５１Ｙ〜５１Ｋの表面に静電潜像が形成される。
【００２６】
現像器５３Ｙ〜５３Ｋには、それぞれの色のトナーをそれぞれ所定のトナー濃度で含有する二成分の現像剤が入っており、各静電潜像は、それぞれ各色の現像器５３Ｙ〜５３Ｋにより各色のトナーで現像される。これにより感光体ドラム５１Ｙ〜５１Ｋの表面にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像がそれぞれ形成され、各転写位置において中間転写ベルト４１の裏面側に配設された転写チャージャ５４Ｙ〜５４Ｋの作用により、矢印Ａ方向に周回している中間転写ベルト４１上に順次転写されていく。この際、各色の作像動作は、そのトナー像が、周回してくる中間転写ベルト４１上の同じ位置に重ね合せて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
【００２７】
各色のトナー像が多重転写された中間転写ベルト４１は、さらに周回して、中間転写ベルト４１が対向する二次転写ローラ４２と当接して転写ニップ部を形成する位置までやってくる。この転写ニップ部には、中間転写ベルト４１の周回と同期して記録媒体Ｐが給送されてきており、転写ニップ部で中間転写ベルト４１上の多重転写された各色のトナー像が記録媒体Ｐに転写される。なお、記録媒体Ｐに転写されず中間転写ベルト４１上に残存したトナーはクリーニングブレード４９で除去・回収される。
【００２８】
各色のトナー像が多重転写された記録媒体Ｐは、矢印Ｂ方向に定着部８０まで搬送される。定着部８０の定着ローラ８１は内部にヒータＨを備え、制御部１００により、ヒータＨへの通電が制御される。記録媒体Ｐは、定着ローラ８１により高温で加圧され、定着ローラ８１の表面のトナー粒子が記録媒体表面に融着して定着された後、排紙トレイ８２上に排出される。
【００２９】
制御部１００は、上記のような通常の画像形成動作の制御を行う以外に、画像形成条件の最適化制御のタイミングや内容などの制御も行う。画像形成条件の最適化制御の構成及び制御内容について以下説明する。
【００３０】
制御部１００は、環境変化、経時変化等による画質の変動に対して、常時適切な画像が形成できるように、画像形成条件の最適化制御を行う。最適化制御として、カブリマージン制御、光量制御、最大濃度制御、ガンマ補正制御、レジスト制御などが実施され、所定のシステム速度や露光量、現像バイアス、帯電電位などのプロセス条件を設定後、中間転写ベルト４１上にトナー像パッチを形成し、ＩＤＣ（Image Density Control）センサー４３により当該パッチを検出し、検出結果に基づいて画像形成条件を調整する。ＩＤＣセンサー４３は、光学式に画像濃度を検知するセンサーであり、その構成などについては後述する。
【００３１】
なお、トナー像パッチを中間転写ベルト４１から記録媒体Ｐに転写・定着した後、その濃度を検出してもよいが、画像形成条件の最適化の度に記録媒体Ｐを消費することになるので、記録媒体Ｐに転写させることなく中間転写ベルト４１でトナー像パッチの濃度を測定することが望ましい。
【００３２】
画像形成条件の最適化制御は定期的に実施される。本実施形態にかかる複写機では、例えば、カラープリントの場合、２００枚プリント毎、モノクロプリントの場合、１００枚プリント毎に実施する。なお、実施の頻度は異なっても実施する最適化制御の内容は共通である。モノクロプリントが１００枚に達した時点、カラープリントが２００枚に達した時点、何れの場合であっても、プリントモードには関係なく、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋ、すべての色について最適化制御（トナー像パッチの形成）が行われる。
【００３３】
最適化制御時に用いるトナー像パッチは、モノクロ、カラー何れのプリントモードでも、最適化制御の動作は基本的に共通であるから同一のトナー像パッチを用いることができる。
【００３４】
画像形成条件の最適化制御の基本的な手順は以下の通りである。
（１）制御する内容に基づき検出用トナー像パッチを設定する。
（２）設定したトナー像パッチを、画像形成条件を多段階に変化させて画像形成する。
（３）画像形成されたトナー像パッチの濃度をＩＤＣセンサー４３で検出する。
（４）ＩＤＣセンサー４３による検出値から、変化させた画像形成条件との相関関係を求      める。
（５）求めた相関関係から、ＩＤＣセンサー４３が基準出力値となる画像形成条件を定め      る。
【００３５】
以下、画像形成条件の一つである最大濃度の設定を例に説明を続ける。図２に、濃度センサーとしてのＩＤＣセンサー４３の基本構成を示す。ＩＤＣセンサー４３は、発光素子４３１と受光素子４３２とを備える。中間転写ベルト４１上に形成されたトナー像パッチ２０４に発光素子４３１から光を照射し、トナー像パッチ２０４で反射された光を受光素子４３２で受光し、トナー像パッチ２０４の濃度を検知する。なお、中間転写ベルト４１が透光性部材からなる場合には、発光素子と受光素子とを、トナー像パッチを挟んで対称となるように配置し、トナー像パッチ及び中間転写ベルト４１を透過した光を受光素子で受光するようにしても構わない。
【００３６】
図３に、第１の発明に係る設定方法で用いるトナー像パッチ及びＩＤＣセンサーの一実施形態を示す概説図を示す。この図に示される実施形態では、中間転写ベルト４１（図１に図示）上に、第１トナー像パッチ２と、３つの第２トナー像パッチ３１，３２，３３とが、回転方向上流側からこの順で形成されている。第１トナー像パッチ２は、ＩＤＣセンサー４３の発光素子と受光素子とを結ぶ直線と略平行な１０本の線から構成され、第２トナー像パッチ３１，３２，３３は、ＩＤＣセンサー４３の発光素子と受光素子を結ぶ直線と略垂直に交差する１０本の線から構成されている。なお、第２トナー像パッチ３１，３２，３３を構成する線と、発光素子と受光素子を結ぶ直線とは、交差してさえいればよいが、濃度検知感度を上げる観点からは垂直に交差しているのが好ましい。
【００３７】
第１トナー像パッチ２は、現像バイアス電圧をＶ３として形成され、第２トナー像パッチ３１，３２，３３は、現像バイアス電圧をＶ１、Ｖ２、Ｖ３としてそれぞれ形成される。露光部電位Ｖｉと現像バイアス電位とのギャップは、｜Ｖｉ−Ｖ１｜＜｜Ｖｉ−Ｖ２｜＜｜Ｖｉ−Ｖ３｜の関係にある。現像バイアス電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、予め設定しておいてもよいし、あるいは前回定めた値を中心として設定してもよい。なお、第１トナー像パッチ２を形成する現像バイアス電圧に限定はなく、いずれのバイアス電圧でもよいが、第１トナー像パッチ２を構成する線の太さの検知を高めるには、最も高いバイアス電圧Ｖ３で形成するのが好ましい。また、第２トナー像パッチの形成個数、すなわち、変化させる現像バイアス電圧の数は、複数であれば特に限定はない。形成数が増えるほど、後述する相関関係の精度は高まるが、本発明の条件設定のための時間が長くなるので、通常は３〜５個程度が実使用上推奨される。
【００３８】
ＩＤＣセンサー４３は、第１トナー像パッチ２を構成する、発光素子と受光素子とを結ぶ直線と平行な線に対して、線幅方向の変化には感度が高いものの、線の厚み方向の変化に対しての感度はきわめて低い一方、第２トナー像パッチ３１，３２，３３を構成する、発光素子と受光素子とを結ぶ直線と略垂直に交差する線に対しては、線幅方向の変化だけではなく、線の厚み方向の変化に対しても感度が高い。そこで、第１トナー像パッチ２の、ＩＤＣセンサー４３による出力値から線幅を算出し、算出した線幅における、トナー付着量とＩＤＣセンサー４３の出力値との相関関係から、基準トナー付着量に対応するＩＤＣセンサー４３の基準出力値を求める。他方、第２トナー像パッチ３１，３２，３３の、ＩＤＣセンサー４３による出力値から、現像バイアス電圧とＩＤＣセンサー４３の出力値との相関関係を求める。そして、現像バイアス電圧とＩＤＣセンサー４３の出力値との相関関係から、前記基準出力値となる現像バイアス電圧を定める。以下、順を追って具体的に説明する。
【００３９】
まず、第１トナー像パッチ２を構成する線の太さを変えて、ＩＤＣセンサー４３の出力値を測定し、例えば図４に示すような、ＩＤＣセンサー４３の出力値と線の太さとの関係を予め求めておく。ＩＤＣセンサー４３の発光素子４３１による照射光のスポット径はおおよそ６ｍｍであり、この照射スポット内のトナー像の面積率によって反射光が変化する。したがって、図４に示されるように、第１トナー像パッチ２の線が太くなると、発光素子４３１からの出射光の反射が少なくなりＩＤＣセンサー４３の出力値は小さくなる。そうして、実際に、ＩＤＣセンサー４３によって第１トナー像パッチ２を測定し、その出力値から、例えば図４の相関関係を用いて第１トナー像パッチ２を構成する線の太さＬＷ３を求める。線の太さは、一般に、５０〜１００μｍ程度である。
【００４０】
第１トナー像パッチ２を構成する線の太さが求まると、次に、図５に示すような、予め求めておいた、第１トナー像パッチ２の線の太さごとの、ＩＤＣセンサー４３の出力値とトナー付着量との相関関係から、前記求めた線の太さＬＷ３の場合の、基準トナー付着量となるＩＤＣセンサー４３の基準出力値を求める。基準トナー付着量は、装置の種類等によって適宜決定されるが、一般に４〜５ｇ／ｍ２程度である。
【００４１】
他方、第２トナー像パッチ３１，３２，３３の濃度を、ＩＤＣセンサー４３によって測定し、現像バイアス電圧とＩＤＣセンサー４３の出力値との相関関係を回帰計算により算出する。図６に一例を示す。そして、現像バイアス電圧とＩＤＣセンサー４３の出力値との相関関係から、図６に示すように、ＩＤＣセンサー４３が前記基準出力値となる現像バイアス電圧を求め、この現像バイアス電圧を設定値と定める。
【００４２】
図７に、以上説明した現像バイアス電圧の設定方法の処理フローを示す。まず、予め決められた現像バイアス電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）で第１トナー像パッチ２及び第２トナー像パッチ３１，３２，３３を形成する（ステップＳ７０１）。そして、中間転写ベルト４１上に各現像バイアス電圧で形成されたトナー像パッチの濃度をＩＤＣセンサー４３で検出する（ステップＳ７０２）。次に、第１トナー像パッチ２の、ＩＤＣセンサー４３による出力値から線太さを算出する（ステップＳ７０３）。次いで、予め求めておいた、第１トナー像パッチの線の太さごとの、ＩＤＣセンサーの出力値とトナー付着量との相関関係に基づいて、前記の算出した線太さから、基準トナー付着量に対応するＩＤＣセンサー４３の基準出力値を求める（ステップＳ７０４）。そして、第２トナー像パッチ３１，３２，３３の、ＩＤＣセンサー４３による出力値から、現像バイアス電圧とＩＤＣセンサー４３の出力値との相関関係を求め、求めた相関関係から前記基準出力値となる現像バイアス電圧を定める（ステップＳ７０５）。
【００４３】
図８に、第２の発明に係る設定方法で用いるトナー像パッチ及びＩＤＣセンサーの一実施形態を示す概説図を示す。この図に示される実施形態では、中間転写ベルト４１（図１に図示）上に、３つのトナー像パッチ２１，２２，２３が、回転方向上流側からこの順で形成されると共に、ＩＤＣセンサー（第１濃度センサー）４３ａ及びＩＤＣセンサー（第２濃度センサー）４３ｂが設けられている。３つのトナー像パッチ２１，２２，２３のそれぞれは、等間隔に形成された１０本の線から構成される。これらの線は、回転方向に対して垂直方向に延びているが、線の方向に特に限定はなく、回転方向に平行であっても構わない。トナー像パッチ２１，２２，２３は、前記の実施形態と同様に、現像バイアス電圧をＶ１、Ｖ２、Ｖ３（ただし、｜Ｖｉ−Ｖ１｜＜｜Ｖｉ−Ｖ２｜＜｜Ｖｉ−Ｖ３｜）としてそれぞれ形成したものである。トナー像パッチの形成個数、すなわち、変化させる現像バイアス電圧の数は、複数であれば特に限定はない。
【００４４】
ＩＤＣセンサー４３ａは、発光素子と受光素子とを結ぶ直線が、トナー像パッチを構成する線と略平行となるように配置され、ＩＤＣセンサー４３ｂは、発光素子と受光素子とを結ぶ直線が、トナー像パッチを構成する線と略直交するように配置されている。なお、ＩＤＣセンサー４３ａとＩＤＣセンサー４３ｂの配置は、回転方向に対して前後が逆であっても構わない。
【００４５】
この図に示す実施形態が、図３に示した、第１の発明に係る設定方法の実施形態と異なる点は、図３における第１トナー像パッチ２を形成する換わりに、ＩＤＣセンサー４３ｂを設けた点にある。これら２つのＩＤＣセンサー４３ａ，４３ｂを、それぞれの発光素子と受光素子とを結ぶ直線が直交するように配置することにより、トナー像パッチを構成する線に対して平行及び垂直に光を照射し、反射した光をそれぞれ検知することができるようになる。すなわち、ＩＤＣセンサー４３ａを用いて、トナー像パッチを構成する線に対して平行に光を照射し、反射した光を検知することによって、前述の実施形態と同様にしてトナー像パッチの線の太さを求めることができる。そして、前記実施形態と同様にして、ＩＤＣセンサー４３ｂの出力値と現像バイアス電圧との相関関係を回帰計算により算出する一方、基準トナー付着量となるＩＤＣセンサー４３ｂの基準出力値を求める。算出した前記相関関係に基づき、ＩＤＣセンサー４３ｂが前記基準出力値となる現像バイアス電圧を求め、この現像バイアス電圧を設定値と定める。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係る画像形成条件の設定方法は、光学センサーを用いても、トナー像パッチの濃度を高感度に検出でき、最適の画像形成条件を安定して設定でき有用である。
【符号の説明】
【００４７】
２    第１トナー像パッチ
２１，２２，２３    トナー像パッチ
３１，３２，３３    第２トナー像パッチ
４３    ＩＤＣセンサー（濃度センサー）
４３ａ    ＩＤＣセンサー（第１濃度センサー）
４３ｂ    ＩＤＣセンサー（第２濃度センサー）
５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋ    感光体ドラム（像担持体）
５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ，５３Ｋ    現像器（現像手段）
４３１，４３１ａ，４３１ｂ    発光素子
４３２，４３２ａ，４３２ｂ    受光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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