(57)【要約】      （修正有）【課題】現像バイアス電圧や転写電圧の電源部を共通化し、トナー濃度が上下限値を逸脱することなく制御する。【解決手段】Y,M,C,Kの各色のトナー画像を感光体11上に形成するプロセスユニット10と、中間転写ユニット30を備えたタンデム方式のカラー画像形成装置。中間転写ベルト31上における各色のトナー付着量を検出するトナー付着量検出センサSE1と、各色の現像器13内での現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサSE2と、現像バイアス電圧及びトナー濃度を制御する制御部50を備えている。制御部50は、各色ごとに、目標とするトナー付着量が得られる現像バイアス電圧と、目標とするトナー付着量が得られるトナー濃度の上下限値から全ての現像器13に共通に設定可能な現像バイアス電圧の範囲を算出し、設定可能な現像バイアス電圧の範囲内で全ての現像器13に同じ値の現像バイアス電圧を設定する。【選択図】図１
2011028004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電手段によって帯電した感光体の表面を露光手段によって画像信号に基づいた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段に収容されたトナーとキャリアとからなる２成分現像剤によって現像バイアス電圧を印加しつつ現像してトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録材上に転写、定着するカラー画像形成装置において、
トナー像担持体上における各色のトナー付着量を検出するトナー付着量検出センサと、
各色の現像手段内での現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサと、
現像バイアス電圧及びトナー濃度を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、各色ごとに、目標とするトナー付着量が得られる現像バイアス電圧と、目標とするトナー付着量が得られるトナー濃度の上下限値から全ての現像手段に共通に設定可能な現像バイアス電圧の範囲を算出し、設定可能な現像バイアス電圧の範囲内で全ての現像手段に同じ値の現像バイアス電圧を設定する一方、各現像手段に対して個別のトナー濃度の制御目標値を設定すること、
を特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、環境条件及び／又は耐久条件に応じて設定可能な現像バイアス電圧の範囲を変更すること、を特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、全ての現像手段に共通に設定可能な現像バイアス電圧の範囲が存在しない場合、絶対値が最大となる現像バイアス電圧が設定される現像手段のトナー濃度をその現像手段の制御目標値とし、絶対値が最小となる現像バイアス電圧が設定される現像手段のトナー濃度をその現像手段の制御目標値とし、全ての現像手段における現像バイアス電圧を最大最小の中心値とし、前記制御目標値が定められていない他の現像手段のトナー濃度を前記中心値から得られるトナー濃度を他の現像手段の制御目標値とし、かつ、異常状態であることを外部に通報すること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記トナー付着量検出センサの検出結果が上下限値を超えた場合に、前記絶対値が最大となる現像バイアス電圧が設定された現像手段及び前記絶対値が最小となる現像バイアス電圧が設定された現像手段に対して交換を促すことを外部に通報すること、を特徴とする請求項３に記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像形成装置、特に、電子写真プロセスによって最終的に記録材上にトナー画像を転写、定着するカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスによってカラー画像を形成する装置において、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる現像方式では、トナーの帯電量は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の色トナーごとに異なり、また、現像剤中のトナー濃度によっても異なる。それゆえ、感光体あるいは中間転写体などのトナー像担持体へのトナー付着量を目標とする値にするには、（１）各色のトナー濃度を所定値になるように制御するとともに、各色の現像バイアス電圧を制御する方法、（２）各色の現像バイアス電圧を所定値になるように制御するとともに、各色のトナー濃度を制御する方法、が知られている。
【０００３】
しかしながら、前記（１）の方法においては、トナー濃度を所定値になるように制御するため、トナー濃度が上下限値を逸脱して、かぶり、噴煙、キャリア消費といったトラブルを回避できるものの、各色ごとに現像バイアス電圧が異なることになる。それゆえ、四つ並べた各色の感光体から中間転写ベルト上に順次トナー画像を１次転写してカラー画像を合成するタンデム方式においては、各色でトナー帯電量が異なることから１次転写電圧も各色ごとに設定しなければならない。しかも、中間転写ベルトの移動方向下流側に配置した感光体に対する転写電圧を上流側に配置した感光体に対する転写電圧より高く設定しなければならない場合、下流側の高い転写電圧によって上流側が逆転写する量が増え、不要なトナー消費や廃トナーの増加が生じる。加えて、中間転写ベルトから記録材への２次転写において、各色の転写条件が異なるので最適な２次転写電圧が設定できないという問題点も有している。
【０００４】
前記（２）の方法においては、特許文献１に記載されているように、現像バイアス電圧を固定として所望のトナー付着量を得るために各色ごとにトナー濃度を制御するため、全色同一の現像バイアス電圧に設定できるものの、色によってトナー帯電量が異なるため、最適な現像バイアス電圧を予め決めることが困難である。また、トナー濃度を制御することから、トナー濃度が上下限値となって初めてトナー付着量の目標値や現像電位の目標値を変更しなければならない。即ち、トナー濃度が下限値以下となったときにトナー付着量の目標値を高濃度側へ変更し、トナー濃度が上限値以上となったときに現像電位の目標値を現像電位が拡大する方向に変更しなければならない。しかも、全色同一の現像バイアス電圧に設定すると、トナー濃度の上下限値を超えることが多発することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４７５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、現像バイアス電圧や転写電圧の電源部を共通化し、色ごとに目標とするトナー付着量を維持できるとともに、トナー濃度が上下限値を逸脱することなく制御できるカラー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】
【０００７】
以上の目的を達成するため、本発明の一形態であるカラー画像形成装置は、
帯電手段によって帯電した感光体の表面を露光手段によって画像信号に基づいた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段に収容されたトナーとキャリアとからなる２成分現像剤によって現像バイアス電圧を印加しつつ現像してトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録材上に転写、定着するカラー画像形成装置において、
トナー像担持体上における各色のトナー付着量を検出するトナー付着量検出センサと、
各色の現像手段内での現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサと、
現像バイアス電圧及びトナー濃度を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、各色ごとに、目標とするトナー付着量が得られる現像バイアス電圧と、目標とするトナー付着量が得られるトナー濃度の上下限値から全ての現像手段に共通に設定可能な現像バイアス電圧の範囲を算出し、設定可能な現像バイアス電圧の範囲内で全ての現像手段に同じ値の現像バイアス電圧を設定する一方、各現像手段に対して個別のトナー濃度の制御目標値を設定すること、
を特徴とする。
【０００８】
２成分現像剤は色によって異なるトナー帯電量を現像手段内でのトナー濃度を調整することで略一定に制御可能である。よって、トナー像担持体へのトナー付着量とそのときの現像バイアス電圧が判明すればトナー帯電量の傾向を知ることができる。全ての現像手段のトナー帯電量を相対的に一致させるには、トナー付着量と現像バイアス電圧を全ての現像手段で同じ値とし、各現像手段のトナー濃度を変更制御すればよい。その具体的な変更制御方法としては、各現像手段で目標とするトナー付着量が得られる現像バイアス電圧とトナー濃度の上下限値とから全ての現像手段に共通に設定可能な現像バイアス電圧の範囲を算出し、設定可能な現像バイアス電圧の範囲内で全ての現像手段に同じ値の現像バイアス電圧を設定する一方、各現像手段に対して個別のトナー濃度の制御目標値を設定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前記制御を行うことにより、現像バイアス電圧や転写電圧の電源部を共通化でき、各色において目標とするトナー付着量を維持でき、かつ、トナー濃度は上下限値を逸脱することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】各作像ユニットの内部構造を示す概略構成図である。
【図３Ａ】現像バイアス電圧とトナー濃度制御の目標値を決定する制御手順を示すフローチャート図である。
【図３Ｂ】前記制御手順の続きを示すフローチャート図である。
【図３Ｃ】前記制御手順の続きを示すフローチャート図である。
【図４】第１例でのＹとＭのトナー濃度と現像バイアス電圧との関係を示すグラフである。
【図５】第２例でのＣとＫのトナー濃度と現像バイアス電圧との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係るカラー画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１２】
（カラー画像形成装置の概略構成、図１参照）
本発明の一実施例であるカラー画像形成装置は、図１に示すように、タンデム方式の電子写真プリンタであり、概略、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色のトナー画像を形成するためのプロセスユニット１０（１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｋ）とレーザ走査ユニット２０と、中間転写ユニット３０にて構成されている。
【００１３】
プロセスユニット１０は、それぞれ、感光体ドラム１１、帯電チャージャ１２、現像器１３などを配置したもので、レーザ走査ユニット２０から照射されるレーザによってそれぞれの感光体ドラム１１上に描画される静電潜像を現像器１３で現像して各色のトナー画像を形成する。中間転写ユニット３０は、矢印Ａ方向に無端状に回転駆動される中間転写ベルト３１を備え、各感光体ドラム１１と対向する転写ローラ３２から付与される電界にて、各感光体ドラム１１上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト３１上に１次転写して合成する。なお、このような電子写真法による画像形成プロセスは周知であり、詳細な説明は省略する。
【００１４】
装置本体の下部には、記録シートを１枚ずつ給紙する自動給紙ユニット４０が配置され、記録シートは給紙ローラ４１からタイミングローラ４２を経て、前記中間転写ベルト３１と２次転写ローラ３５とのニップ部に搬送され、ここでトナー画像（合成カラー画像）が２次転写される。その後、記録シートは定着ユニット４５に搬送されてトナーの加熱定着を施され、装置本体の上面に配置されたトレイ部４６に排出される。
【００１５】
安定した画質の画像を得るため、中間転写ベルト３１へのトナー付着量を検出するための光学式のセンサＳＥ１がプロセスユニット１０ｋの下流側に設けられている。画像安定化のために、電源が投入されたときや所定の枚数の画像が形成されたときに、各プロセスユニット１０にて所定の作像条件で所定パターンのトナー像を形成して中間転写ベルト３１上に転写し、そのパターンのトナー付着量をセンサＳＥ１で検出し、目標とする所定の付着量が得られるように現像バイアス電圧を制御する。このような画像安定化制御については後に詳述する。
【００１６】
（現像器、図２参照）
各プロセスユニット１０に設けられている現像器１３は、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いるタイプであり、図２に示すように、現像剤は現像剤槽１４に収容されており、搬送ローラ１５ａ，１５ｂによって感光体ドラム１１と対向する現像ローラ１６に供給される。現像剤は現像ローラ１６から現像バイアス電圧を印加しつつ感光体ドラム１１に供給され、静電潜像を現像する。感光体ドラム１１は、例えば、負極性に帯電されており、負極性に帯電したトナーが感光体ドラム１１の表面電位と現像バイアス電位の差に基づいて感光体ドラム１１に静電的に付着する。
【００１７】
現像剤槽１４の底部には、現像剤中のトナー濃度（トナーとキャリアとの混合比）を検出する磁気式のセンサＳＥ２が配置され、トナー濃度を常時検出している。トナーは、図示しない補給用ボトルに収容されており、センサＳＥ２での検出結果に基づいて画像形成のために消費された分が自動的に補給される。
【００１８】
（画像安定化制御）
本画像形成装置には図１に示すように制御部５０が設置されており、この制御部５０は現像バイアス電圧やトナー濃度など各プロセスユニット１０を制御するために用いられている。
【００１９】
ところで、形成される画像は、ソリッド部、階調部、背景部からなり、ソリッド部はレーザの照射で形成された潜像電位と現像バイアス電圧の直流成分との電位差（現像電位）に対して、トナーの帯電量に応じてトナー付着量の変化が生じるため、前記センサＳＥ１の検出結果に基づいて目標とする付着量が得られるように現像バイアス電圧を制御する。階調部に対しては、センサＳＥ１の検出結果に基づいてガンマ補正制御が行われ、現像バイアス電圧はソリッド部と同じ設定で、レーザ走査ユニット２０による単位露光面積が変調され、あるいは、露光量が変調される。背景部は、露光が行われない部分であり、現像バイアス電圧に対して帯電チャージャ１２の出力制御によって一定の電位差を設けることによってトナーが付着しない。なお、ソリッド部のトナー付着量のための制御において、現像バイアス電圧が交流成分を含む場合には、交流成分の振幅及びデューティ比等を付着量のための現像バイアス電圧の設定値として用いてもよい。また、現像バイアス電圧の直流成分、交流成分の振幅及びデューティ比等のうちの複数の設定値を調整して付着量を制御してもよい。
【００２０】
通常、色によって（現像器１３ごとに）トナーの帯電量が異なるため、ソリッド部の付着量が各色で同量の場合、色によって現像バイアス電圧も異なってくる。本実施例では、色ごとに異なるトナー帯電量を全ての現像器１３でほぼ同一にするため、各現像器１３に配置したトナー濃度検出センサＳＥ２の検出結果に基づいて制御するトナー濃度目標値を変更し、各現像器１３の現像バイアス電圧と各現像器１３でのトナー濃度の上下限値を考慮して、全ての現像器１３に最適となる同一値の現像バイアス電圧を設定する。
【００２１】
以下に、実施例１，２について具体的に説明する。なお、実施例１，２において、トナーは負極性に帯電するものとし、現像バイアス電圧は直流成分のＶｄｃ（−Ｖ）として表記し、トナー濃度はＴｃ（％）で表記する。また、制御手順を図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃのフローチャートに示す。
【００２２】
（実施例１）
各色において、新品初期のトナー濃度Ｔｃが７％である現像器１３に対して画像安定化制御を行い、目標とするトナー付着量となるように現像バイアス電圧Ｖｄｃを決定する（ステップＳ１参照）。このときに決定された現像バイアス電圧Ｖｄｃを表１に示す。表１及び以下の説明においてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは対応する色の現像器１３を示している。
【００２３】
【表１】
2011028004.tif 000003
【００２４】
次に、各色のトナー濃度Ｔｃの上下限値をそれぞれ５．５％と８．５％と規定し、各トナー濃度Ｔｃに対する現像バイアス電圧Ｖｄｃの傾きからトナー濃度Ｔｃが上限値のときの現像バイアス電圧Ｖｄｃを算出し（ステップＳ２参照）、全ての色でトナー濃度Ｔｃの上限値となる最大の現像バイアス電圧Ｖｄｃを算出する（ステップＳ３参照）。同様に、トナー濃度Ｔｃに対する現像バイアス電圧Ｖｄｃの傾きからトナー濃度Ｔｃが下限値のときの現像バイアス電圧Ｖｄｃを算出し（ステップＳ４参照）、全ての色でトナー濃度Ｔｃの下限値となる最小の現像バイアス電圧Ｖｄｃを算出する（ステップＳ５参照）。
【００２５】
トナー濃度Ｔｃに対する現像バイアス電圧Ｖｄｃの傾きから決定されるトナー濃度Ｔｃが上限値及び下限値である場合の現像バイアス電圧Ｖｄｃの値を表２に示す。
【００２６】
【表２】
2011028004.tif 000004
【００２７】
トナー濃度Ｔｃが上限値のときの現像バイアス電圧Ｖｄｃの算出は、Ｙを例にすると、表１からトナー濃度Ｔｃが７％のときの目標とする付着量の現像バイアス電圧Ｖｄｃが３００（−Ｖ）であるので、トナー濃度Ｔｃが上限値（８．５％）での現像バイアス電圧Ｖｄｃは、傾き−１３３から、
Ｙ：３００−１３３×（８．５−７．０）＝１０１（−Ｖ）
となる。
【００２８】
同様に、計算すると、以下のとおりである。
Ｍ：６００−１６７×（８．５−７．０）＝３５０（−Ｖ）
Ｃ：４００−１２０×（８．５−７．０）＝２２０（−Ｖ）
Ｋ：５００−１８０×（８．５−７．０）＝２３０（−Ｖ）
【００２９】
以上の計算結果から、トナー濃度Ｔｃが上限値での絶対値が最大の現像バイアス電圧ＶｄｃはＭの３５０（−Ｖ）である。
【００３０】
トナー濃度Ｔｃが下限値のときも同様に計算すると、以下のとおりである。
Ｙ：３００−１３３×（５．５−７．０）＝５００（−Ｖ）
Ｍ：６００−１６７×（５．５−７．０）＝８５１（−Ｖ）
Ｃ：４００−１２０×（５．５−７．０）＝５８０（−Ｖ）
Ｋ：５００−１８０×（５．５−７．０）＝７７０（−Ｖ）
【００３１】
以上の計算結果から、トナー濃度Ｔｃが下限値での絶対値が最小の現像バイアス電圧ＶｄｃはＹの５００（−Ｖ）である。
【００３２】
よって、それぞれの色の現像バイアス電圧Ｖｄｃは、以下の可変幅を持つことになる。
Ｙはトナー濃度Ｔｃの変動幅に応じて１０１〜５００（−Ｖ）
Ｍはトナー濃度Ｔｃの変動幅に応じて３５０〜８５１（−Ｖ）
Ｃはトナー濃度Ｔｃの変動幅に応じて２２０〜５８０（−Ｖ）
Ｋはトナー濃度Ｔｃの変動幅に応じて２３０〜７７０（−Ｖ）
【００３３】
トナー濃度Ｔｃが上限値での最大値である３５０（−Ｖ）と、トナー濃度Ｔｃが下限値での最小値である５００（−Ｖ）の関係を判定すると（ステップＳ６参照）、トナー濃度Ｔｃが上下限値の範囲内で全色同一の現像バイアス電圧Ｖｄｃが存在し、３５０〜５００（−Ｖ）の範囲で各色に共通の現像バイアス電圧Ｖｄｃを設定することができる。このとき、ＹとＭのトナー濃度Ｔｃに対する現像バイアス電圧Ｖｄｃの関係は図４に示すとおりであり、共通に設定可能な現像バイアス電圧Ｖｄｃの範囲が存在している。
【００３４】
次に、全色同一の現像バイアス電圧Ｖｄｃが３５０〜５００（−Ｖ）であることから、その中心値４２５（−Ｖ）を算出する（ステップＳ７参照）。ここで、中心値に対して、画像形成装置の温度、湿度などに関する環境条件及び／又は画像形成累積枚数に関する耐久条件に基づいて現像バイアス電圧Ｖｄｃを３５０から５００（−Ｖ）の範囲内で変更してもよい（ステップＳ８参照）。例えば、高湿環境においてはトナーの帯電量が低下するので、現像バイアス電圧Ｖｄｃを４２５〜５００（−Ｖ）の範囲内のいずれかの値としてもよい。
【００３５】
次に、全色に共通する現像バイアス電圧Ｖｄｃに対して、各色のトナー濃度の制御目標値をトナー濃度Ｔｃに対する現像バイアス電圧Ｖｄｃの傾きから算出する（ステップＳ９参照）。Ｙを例にして計算すると、前記表１から７％のときの目標とする付着量の現像バイアス電圧Ｖｄｃが３００（−Ｖ）で、設定された現像バイアス電圧Ｖｄｃが４２５（−Ｖ）で、傾きが−１３３であることから、
Ｙ：７＋｛（４２５−３００）／（−１３３）｝＝６．１％
となる。
【００３６】
同様に計算すると、以下のとおりである。
Ｍ：７＋｛（４２５−６００）／（−１６７）｝＝８．１％
Ｃ：７＋｛（４２５−４００）／（−１２０）｝＝６．８％
Ｋ：７＋｛（４２５−５００）／（−１８０）｝＝７．４％
【００３７】
以上のように計算されたトナー濃度Ｔｃを各色の制御目標値とし、全色同一の現像バイアス電圧Ｖｄｃを４２５（−Ｖ）に設定する（ステップＳ１０参照）。これにて、全色同一の現像バイアス電圧Ｖｄｃに設定できるとともに目標とするトナー付着量を維持できる。従って、現像バイアス電圧や転写電圧の電源部を共通化することができ、コストが低減される。
【００３８】
（実施例２）
前記実施例１と同様に、各色において、新品初期のトナー濃度Ｔｃが７％である現像器１３に対して画像安定化制御を行い、目標とするトナー付着量となるように現像バイアス電圧Ｖｄｃを決定する（ステップＳ１参照）。このときに決定された現像バイアス電圧Ｖｄｃを表３に示す。
【００３９】
【表３】
2011028004.tif 000005
【００４０】
次に、各色のトナー濃度Ｔｃの上下限値を、前記実施例１と同様に、それぞれ５．５％と８．５％と規定し、各トナー濃度Ｔｃに対する現像バイアス電圧Ｖｄｃの傾きからトナー濃度Ｔｃが上限値のときの現像バイアス電圧Ｖｄｃを算出し（ステップＳ２参照）、全ての色でトナー濃度Ｔｃの上限値となる最大の現像バイアス電圧Ｖｄｃを算出する（ステップＳ３参照）。同様に、トナー濃度Ｔｃに対する現像バイアス電圧Ｖｄｃの傾きからトナー濃度Ｔｃが下限値のときの現像バイアス電圧Ｖｄｃを算出し（ステップＳ４参照）、全ての色でトナー濃度Ｔｃの下限値となる最小の現像バイアス電圧Ｖｄｃを算出する（ステップＳ５参照）。
【００４１】
トナー濃度Ｔｃに対する現像バイアス電圧Ｖｄｃの傾きから決定されるトナー濃度Ｔｃが上限値及び下限値である場合の現像バイアス電圧Ｖｄｃの値を表４に示す。
【００４２】
【表４】
2011028004.tif 000006
【００４３】
トナー濃度Ｔｃが上限値のときの現像バイアス電圧Ｖｄｃの算出は、Ｙを例にすると、表３からトナー濃度Ｔｃが７％のときの目標とする付着量の現像バイアス電圧Ｖｄｃが３００（−Ｖ）であるので、トナー濃度Ｔｃが上限値（８．５％）での現像バイアス電圧Ｖｄｃは、傾き−１３３から、
Ｙ：３００−１３３×（８．５−７．０）＝１０１（−Ｖ）
となる。
【００４４】
同様に、計算すると、以下のとおりである。
Ｍ：６００−１６７×（８．５−７．０）＝３５０（−Ｖ）
Ｃ：２００−１２０×（８．５−７．０）＝２０（−Ｖ）
Ｋ：７００−１８０×（８．５−７．０）＝４３０（−Ｖ）
【００４５】
以上の計算結果から、トナー濃度Ｔｃが上限値での絶対値が最大の現像バイアス電圧ＶｄｃはＫの４３０（−Ｖ）である。
【００４６】
トナー濃度Ｔｃが下限値のときも同様に計算すると、以下のとおりである。
Ｙ：３００−１３３×（５．５−７．０）＝５００（−Ｖ）
Ｍ：６００−１６７×（５．５−７．０）＝８５１（−Ｖ）
Ｃ：２００−１２０×（５．５−７．０）＝３８０（−Ｖ）
Ｋ：７００−１８０×（５．５−７．０）＝９７０（−Ｖ）
【００４７】
以上の計算結果から、トナー濃度Ｔｃが下限値での絶対値が最小の現像バイアス電圧ＶｄｃはＣの３８０（−Ｖ）である。
【００４８】
よって、それぞれの色の現像バイアス電圧Ｖｄｃは、以下の可変幅を持つことになる。
Ｙはトナー濃度Ｔｃの変動幅に応じて１０１〜５００（−Ｖ）
Ｍはトナー濃度Ｔｃの変動幅に応じて３５０〜８５１（−Ｖ）
Ｃはトナー濃度Ｔｃの変動幅に応じて２０〜３８０（−Ｖ）
Ｋはトナー濃度Ｔｃの変動幅に応じて４３０〜９７０（−Ｖ）
【００４９】
トナー濃度Ｔｃが上限値での最大値である４３０（−Ｖ）と、トナー濃度Ｔｃが下限値での最小値である３８０（−Ｖ）の関係を判定すると（ステップＳ６参照）、トナー濃度Ｔｃが上下限値の範囲内で全色同一の現像バイアス電圧Ｖｄｃが存在しないので、制御部５０は上位コントローラへ異常警告を通知する（ステップＳ１１参照）。
【００５０】
このとき、ＣとＫのトナー濃度Ｔｃに対する現像バイアス電圧Ｖｄｃの関係は図５に示すとおりである。Ｋのトナー濃度Ｔｃの上限値では、Ｃはトナー濃度Ｔｃを下限値に設定しても現像バイアス電圧Ｖｄｃが高くなり、目標とするトナー付着量よりも多くなる。一方、Ｃのトナー濃度Ｔｃの下限値では、Ｋはトナー濃度Ｔｃを上限値に設定しても現像バイアス電圧Ｖｄｃが低くなり、目標とするトナー付着量よりも少なくなる。
【００５１】
次に、トナー濃度Ｔｃの上限値での最大値４３０（−Ｖ）と、トナー濃度Ｔｃの下限値での最小値３８０（−Ｖ）から、その中心値４０５（−Ｖ）を算出する（ステップＳ１２参照）。
【００５２】
次に、前記ステップＳ１２で算出した全色に共通する現像バイアス電圧Ｖｄｃに対して、各色のトナー濃度の制御目標値をトナー濃度Ｔｃに対する現像バイアス電圧Ｖｄｃの傾きから算出する（ステップＳ１３参照）。Ｙを例にして計算すると、前記表３から７％のときの目標とする付着量の現像バイアス電圧Ｖｄｃが３００（−Ｖ）で、設定された現像バイアス電圧Ｖｄｃが４０５（−Ｖ）で、傾きが−１３３であることから、
Ｙ：７＋｛（４０５−３００）／（−１３３）｝＝６．２％
となる。
【００５３】
同様に計算すると、以下のとおりである。
Ｍ：７＋｛（４０５−６００）／（−１６７）｝＝８．２％
Ｃ：７＋｛（４０５−４００）／（−１２０）｝＝５．３％
Ｋ：７＋｛（４０５−５００）／（−１８０）｝＝８．６％
【００５４】
ここで、ＣとＫはトナー濃度Ｔｃの上下限値を超えるので、Ｃはトナー濃度Ｔｃの下限値である５．５％、Ｋはトナー濃度Ｔｃの上限値である８．５％とする（ステップＳ１４参照）。ＹとＭは計算されたトナー濃度Ｔｃを制御目標値とし、全色同一の現像バイアス電圧Ｖｄｃを４０５（−Ｖ）に設定する（ステップＳ１５参照）。
【００５５】
次に、トナー濃度Ｔｃを上下限値に設定した色が目標とするトナー付着量となっているかを確認するため、前記トナー濃度検出センサＳＥ２を用いて検出する（ステップＳ１６参照）。目標とするトナー付着量の±１０％以内である場合は、正常に画像を形成できると判断し、この制御を終了する。
【００５６】
一方、目標とするトナー付着量の±１０％を超える場合は、前記ステップＳ１２においてトナー濃度Ｔｃの上限値で最大となった色を除いて、再度、最小値と最大値を算出し（ステップＳ１７参照）、ステップＳ１２においてトナー濃度Ｔｃの下限値で最小となった色を除いて、再度、最小値と最大値を算出する（ステップＳ１８参照）。
【００５７】
次に、ステップＳ１７で算出された可変幅（最大値−最小値）と、ステップＳ１８で算出された可変幅（最大値−最小値）とを比較し（ステップＳ１９参照）、可変幅が大きいほうではない色のプロセスユニット１０の交換を指示する（ステップＳ２０及びステップＳ２１参照）。指示されたプロセスユニット１０が交換されると、再度、前記ステップＳ１に戻って全色同一となる現像バイアス電圧Ｖｄｃと、各色のトナー濃度Ｔｃの制御目標値を算出する。
【００５８】
ここで、引き続き前述の例を用いて説明すると、Ｋの４３０（−Ｖ）が現像バイアス電圧Ｖｄｃが上限値での絶対値が最大となることからＫを除くと、トナー濃度Ｔｃが上限値で最大となる現像バイアス電圧Ｖｄｃは３５０（−Ｖ）であり、トナー濃度Ｔｃが下限値で最小となる現像バイアス電圧Ｖｄｃは３８０（−Ｖ）となり、可変幅は３０（−Ｖ）となる。一方、Ｃの３８０（−Ｖ）が現像バイアス電圧Ｖｄｃが下限値での絶対値が最小となることからＣを除くと、トナー濃度Ｔｃが上限値で最大となる現像バイアス電圧Ｖｄｃは４３０（−Ｖ）であり、トナー濃度Ｔｃが下限値で最小となる現像バイアス電圧Ｖｄｃは５００（−Ｖ）となり、可変幅は７０（−Ｖ）となる。よって、Ｋを除いた場合とＣを除いた場合を比較すると、Ｃを除いた場合のほうが４０（−Ｖ）だけ可変幅が大きいということになるため、Ｃのプロセスユニット１０の交換が指示される。
【００５９】
（他の制御例）
なお、前記実施例では、初期のトナー濃度Ｔｃを７％としているが、トナー濃度Ｔｃの下限値の５．５％として同様にトナー濃度Ｔｃに対する現像バイアス電圧Ｖｄｃの関係からトナー濃度Ｔｃの上限値での現像バイアス電圧Ｖｄｃの算出と、全色同一となる現像バイアス電圧Ｖｄｃの算出が可能である。また、初期のトナー濃度Ｔｃを下限値とすることによって、各色でのトナー濃度Ｔｃの制御目標値とするためにトナー補給だけすればよいため、直ちにトナー濃度Ｔｃの制御目標値へ調整することが可能になる。また、トナー濃度Ｔｃに対する現像バイアス電圧Ｖｄｃの関係は、予め制御テーブルに内蔵されているデータを使用してもよく、あるいは、前記同様に、トナー濃度Ｔｃの下限値５．５％からトナーを補給しつつ目標となるトナー付着量となるように現像バイアス電圧Ｖｄｃを変更することによって求めることもできる。
【００６０】
加えて、トナー濃度Ｔｃの上下限値は各色のトナーの特性に応じて異なっていてもよく、上下限値の規定をトナー濃度Ｔｃではなく、トナー濃度Ｔｃを検出するセンサＳＥ２の出力変動値としてもよい。さらに、前記実施例では、異常検出した後に、トナー付着量を検出するセンサＳＥ１を用いて行うトナー付着量の判定を目標とする付着量の±１０％としているが、この値は機種に応じて変更してもよい。
【００６１】
前記実施例では、付着量を制御するための現像バイアス電圧の設定値として直流成分Ｖｄｃを用いたが、現像バイアス電圧が直流成分と交流成分を含む場合、付着量を制御可能であることが知られている。交流成分の振幅及びデューティ比等を現像バイアス電圧の設定値として用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明は、カラー画像形成装置に有用であり、特に、現像バイアス電圧や転写電圧の電源部を共通化し、色ごとに目標とするトナー付着量を維持できるとともに、トナー濃度が上下限値を逸脱することなく制御できる点で優れている。
【符号の説明】
【００６３】
１０…プロセスユニット
１１…感光体ドラム
１２…帯電チャージャ
１３…現像器
２０…レーザ走査ユニット
ＳＥ１…トナー付着量検出センサ
ＳＥ２…トナー濃度検出センサ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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