(57)【要約】【課題】高画像密度出力状態が長期間に渡って継続した際における画像濃度不足やトナー飛散の発生を抑えるとともに、低画像密度出力状態が長期間に渡って継続した際における画像濃度過多やベタキャリア付着の発生を抑える。【解決手段】トナー濃度の目標値を補正する処理に加えて、前記目標値をより大きい値に補正した場合には静電潜像と現像装置の現像スリーブとの電位差である現像ポテンシャルＶｐｏｔをより小さい値に補正する一方で、前記目標値をより小さい値に補正した場合には現像ポテンシャルをより大きい値に補正する処理を実施するように、メイン制御部を構成した。【選択図】図１１
2015155965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自らの表面に潜像を担持する潜像担持体と、トナー及びキャリアを含有する現像剤により、前記潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、前記トナー濃度検知手段による検知結果を所定の目標値に近づけるように前記トナー補給手段を駆動して前記現像手段にトナーを補給するトナー補給処理や、直近の所定期間内における出力画像のそれぞれの画像面積率に基づいて前記目標値を補正する濃度目標補正処理を実施する制御手段とを備える画像形成装置において、
前記濃度目標補正処理にて、前記目標値を補正する処理に加えて、前記目標値をより大きい値に補正した場合には前記潜像と前記現像手段の現像剤担持体との電位差である現像ポテンシャルをより小さい値に補正する一方で、前記目標値をより小さい値に補正した場合には前記現像ポテンシャルをより大きい値に補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記所定期間内にて比較的高い画像面積率の画像の出力頻度が比較的高い場合には、前記目標値をより大きい値に補正し且つ前記現像ポテンシャルをより小さい値に補正する処理を前記濃度目標補正処理で実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
前記所定期間内にて比較的低い画像面積率の画像の出力頻度が比較的高い場合には、前記目標値をより小さい値に補正し且つ前記現像ポテンシャルをより大きい値に補正する処理を前記濃度目標補正処理で実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、
前記潜像担持体上の潜像の現像によって得られた画像濃度検知用トナー像の単位面積あたりのトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段を設け、
所定のタイミングが到来する毎に、前記画像濃度検知用トナー像を形成し、その画像濃度検知用トナー像のトナー付着量を検知した結果に基づいて所望の現像能力が得られるように前記現像ポテンシャルを調整する現像能力調整処理を前記濃度目標補正処理とは別に実施し、且つ、前記濃度目標補正処理にて前記現像能力調整処理における前記現像ポテンシャルの調整値に基づいて、前記現像ポテンシャルを補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成した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、現像装置内の現像剤のトナー濃度を所定の目標値に近づけるようにトナー補給手段を駆動して現像装置にトナーを補給したり、直近の所定期間内における出力画像の画像面積率に基づいて前記目標値を補正したりする画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーとキャリアとを含有する現像剤を用いてトナー像を形成する画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、現像装置内で現像剤中のトナーとキャリアとを混合、撹拌しながら現像ローラの表面に汲み上げ、現像ローラの回転によって感光体等の潜像担持体に対向する現像領域に搬送する。潜像担持体には、レーザー光の走査などによって潜像を書き込んでいる。そして、現像領域にて、現像ローラ上の現像剤のトナーを潜像担持体の潜像に選択的に転移させる。これにより、潜像を現像してトナー像を得る。このようにして潜像担持体の表面上に形成したトナー像を、直接あるいは中間転写体を介して記録シートに転写する。また、潜像の現像と並行して、現像装置内の現像剤のトナー濃度をトナー濃度センサーによって検知し、その検知結果が目標値を下回っている場合に、トナー補給装置を駆動して現像装置内にトナーを補給する。これにより、現像装置内の現像剤のトナー濃度を一定の範囲内に維持することで、現像剤中のトナーの枯渇を防ぐ。
【０００３】
かかる構成において、高画像面積率の画像の出力頻度が比較的高くなっている状態（以下、高画像密度出力状態という）がある程度継続すると、現像装置内の現像剤におけるトナー消費及びトナー補給によるトナーの入れ替わりが活発になる。そして、現像装置内におけるトナーの補給から混合、撹拌を経て現像に寄与するまでの撹拌サイクルが短くなり、撹拌不良によってトナーの帯電量Ｑ／Ｍが低下する。すると、トナーの磁性キャリアに対する静電気的な吸着力が弱まってトナーが磁性キャリア表面から離脱し易くなることから、画像濃度が過剰になってしまう。一方、低画像面積率の画像の出力頻度が比較的高くなっている状態（以下、低画像密度出力状態という）がある程度継続すると、現像装置内におけるトナーの撹拌サイクルが長くなり、過度の撹拌によってトナーの帯電量Ｑ／Ｍが増加する。すると、トナーが磁性キャリア表面から離脱し難くなることから、画像濃度が不足してしまう。
【０００４】
一方、特許文献１において、次のような画像形成装置が開示されている。即ち、この画像形成装置は、過去の所定期間内に出力した画像の画像面積率の平均値あるいは移動平均値が比較的高くなった場合に、トナー濃度の目標値をより低い値に補正する。これにより、現像装置内でトナーを磁性キャリアに対してより積極的に摺擦させてトナーの摩擦帯電を助長することで、トナーの帯電量Ｑ／Ｍの低下に起因する画像濃度の増加を抑える。この一方で、前述の平均値あるいは移動平均値が比較的低くなった場合に、トナー濃度の目標値をより高い値に補正する。これにより、現像装置内でトナーを磁性キャリアに摺擦させ難くしてトナーの摩擦帯電を抑制することで、トナーの帯電量Ｑ／Ｍの増加に起因する画像濃度の低下を抑える。このような目標値の補正により、出力画像の画像面積率の変動にかかわらず、安定した画像濃度を得ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この画像形成装置においては、高画像密度出力状態が長期間に渡って継続した際におけるトナー飛散の発生を抑えることができなかった。更には、低画像密度出力状態が長期間に渡って継続した際におけるベタキャリア付着の発生を抑えることもできなかった。
【０００６】
具体的には、高画像密度出力状態がある程度継続すると、上述したように、トナーの帯電量Ｑ／Ｍが低下する傾向になる。そして、トナー濃度の目標値がより低い値に補正されることで、画像濃度の増加が抑えられる。しかし、この状態で、高画像密度出力状態が更に継続すると、トナー濃度の目標値がやがて所定の下限値に達してそれよりも低い値に補正されなくなる。特許文献１にはかかる下限値が設定されている理由について具体的な記載はないが、本発明者らの実験では、目標値をある値よりも低い値に補正すると、今度は逆にトナー濃度不足による画像濃度の低下をきたしてしまった。このような画像濃度の低下を回避するために、目標値を所定の下限値よりも低い値に補正しないようになっていると考えられる。目標値を下限値に補正した状態で高画像密度出力状態が更に継続すると、トナーの帯電量Ｑ／Ｍの低下が著しくなって、回転する現像ローラ上でトナー粒子を磁性キャリア粒子に良好に吸着させておくことが困難になり、トナー飛散を引き起こしてしまうのである。トナー飛散が起こると、機内の各部をトナーで汚してしまう他、画像上にトナー落ちによる汚れを発生させてしまう。
【０００７】
一方、低画像密度出力状態がある程度継続すると、上述したように、トナーの帯電量Ｑ／Ｍが増加する傾向になる。そして、トナー濃度の目標値がより高い値に補正されることで、画像濃度の低下が抑えられる。しかし、この状態で、低画像密度出力状態が更に継続すると、トナー濃度の目標値がやがて所定の上限値に達してそれよりも高い値に補正されなくなる。特許文献１にはかかる上限値が設定されている理由について具体的な記載はないが、本発明者らの実験では、目標値をある値よりも高い値に補正すると、今度は逆にトナー濃度過多による画像濃度の増加をきたしてしまった。このような画像濃度の増加を回避するために、所定の上限値よりも高い値に目標値を補正しないようになっていると考えられる。目標値を上限値に補正した状態で低画像密度出力状態が更に継続すると、磁性キャリア粒子に対してトナー粒子が強い静電気力で擦れることから、磁性キャリア粒子の表層が削られて絶縁破壊を引き起こす。そして、絶縁破壊した磁性キャリア粒子が現像ローラ上から潜像担持体のベタ画像上に転移するベタキャリア付着と呼ばれる現象を引き起こす。ベタキャリア付着は画像上に白斑点として現れて画質を低下させる他、潜像担持体の表面層の削れ、潜像担持体をクリーニングするクリーニングブレードの傷付きによるクリーニング不良、現像剤中のキャリア不足による画質劣化などを引き起こしてしまう。
【０００８】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、高画像密度出力状態が長期間に渡って継続した際における画像濃度不足やトナー飛散の発生を抑えるとともに、低画像密度出力状態が長期間に渡って継続した際における画像濃度過多やベタキャリア付着の発生を抑えることができる画像形成装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、自らの表面に潜像を担持する潜像担持体と、トナー及びキャリアを含有する現像剤により、前記潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、前記トナー濃度検知手段による検知結果を所定の目標値に近づけるように前記トナー補給手段を駆動して前記現像手段にトナーを補給するトナー補給処理や、直近の所定期間内における出力画像のそれぞれの画像面積率に基づいて前記目標値を補正する濃度目標補正処理を実施する制御手段とを備える画像形成装置において、前記濃度目標補正処理にて、前記目標値を補正する処理に加えて、前記目標値をより大きい値に補正した場合には前記潜像と前記現像手段の現像剤担持体との電位差である現像ポテンシャルをより小さい値に補正する一方で、前記目標値をより小さい値に補正した場合には前記現像ポテンシャルをより大きい値に補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高画像密度出力状態が長期間に渡って継続した際における画像濃度不足やトナー飛散の発生を抑えるとともに、低画像密度出力状態が長期間に渡って継続した際における画像濃度過多やベタキャリア付着の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】同プリンタの電気回路の要部を示すブロック図。
【図３】平均画像面積率ＤＣ＝０［％］の画像を連続してプリントする連続プリントモードにおける飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔ、付着防止下限濃度ＴｃＣａｒ、目標値ＴｃＯｐｔの経時変化の一例を示すグラフ。
【図４】平均画像面積率ＤＣ＝１０［％］の画像を連続してプリントする連続プリントモードにおける飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔ、付着防止下限濃度ＴｃＣａｒ、目標値ＴｃＯｐｔの経時変化の一例を示すグラフ。
【図５】平均画像面積率ＤＣ＝１００［％］の画像を連続してプリントする連続プリントモードにおける飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔ、付着防止下限濃度ＴｃＣａｒ、目標値ＴｃＯｐｔの経時変化の一例を示すグラフ。
【図６】現像γとトナー濃度Ｔｃとの関係を示すグラフ。
【図７】第１連続プリントテストや第２連続プリントテストにおける連続プリント枚数と、それぞれのテストプリントにおける画像面積率ＤＣとの関係を示すグラフ。
【図８】第１連続プリントテストや第２連続プリントテストにおける目標値ＴｃＯｐｔと連続プリント枚数との関係を示すグラフ。
【図９】第１連続プリントテストや第２連続プリントテストにおけるトナー飛散の発生度合いと連続プリント枚数との関係を示すグラフ。
【図１０】第１連続プリントテストや第２連続プリントテストにおけるベタキャリア付着の発生度合いと連続プリント枚数との関係を示すグラフ。
【図１１】第１連続プリントテストや第２連続プリントテストにおける現像ポテンシャルＶｐｏｔと連続プリント枚数との関係を示すグラフ。
【図１２】第１連続プリントテストや第２連続プリントテストにおける画像濃度と連続プリント枚数との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタの一実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図において、プリンタ１００は、内部に収容している記録シートを給紙路に供給する給紙部（給紙テーブル）と、これの上に搭載されたプリンタ部とを有している。図中の符号の末尾に付されている添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（黒）用の部材であることを示している。
【００１３】
プリンタ部の中央付近には、複数の支持ローラ１４，１５，１５’，１６，６３に掛け回されて図中時計回りに無端移動可能な無端状の中間転写ベルト１０が設けられている。表面無端移動体たる中間転写ベルト１０の周方向における全域のうち、クリーニングバックアップローラに対する掛け回し箇所には、クリーニング装置１７がベルトおもて面側から当接している。このクリーニング装置１７は、後述する二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト１０上に残留する転写残トナーを除去するものである。
【００１４】
中間転写ベルト１０の周方向における全域のうち、支持ローラ１４と支持ローラ１５との間の領域は、ほぼ水平方向に延在している。そして、その領域の上には、タンデム画像形成部２０が配設されている。タンデム画像形成部２０は、ベルトおもて面に沿って配設されたイエロー，マゼンタ，シアン，ブラック用の４つの作像ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋをベルトおもて面に対向させている。
【００１５】
タンデム画像形成部２０の上には、潜像書込手段としての光書込装置２１が設けられている。タンデム画像形成部２０の作像ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の潜像が形成される潜像担持体としてのドラム状の感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを有している。感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面は、帯電装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋによって一様に帯電された後（例えば−６５０Ｖ）、画像データに基づいて光源を駆動する光書込装置２１によって光走査される。この光走査によって生じる感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面の光照射部は電位を減衰させて（例えば−５０Ｖ）静電潜像となる。
【００１６】
感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面に形成された静電潜像は、現像装置５９Ｙ，５９Ｍ，５９Ｃ，５９Ｋによって現像されてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像になる。現像装置５９Ｙ，５９Ｍ，５９Ｃ，５９Ｋには、必要に応じてトナーボトル５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０ＫからＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーが供給される。現像装置５９Ｙ，５９Ｍ，５９Ｃ，５９Ｋ内では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーと磁性キャリアとを混合したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ現像剤として攪拌される。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ現像剤中のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーは負極性に摩擦帯電する（例えば−３０μＣ／ｇ）。現像装置５９，５９Ｍ，５９Ｃ，５９Ｋ内には、それぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像ローラが配設されている。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像ローラは、その周面の一部をケーシングに設けられた開口を通じて外部に露出させて、感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋに対向させている。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像ローラによって汲み上げられたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ現像剤は、ローラの回転に伴って感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋに対向する現像領域まで搬送される。現像領域では、感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの静電潜像と、現像バイアス（例えば−５００Ｖ）が印加される現像ローラとの間に、負極性のトナーをローラ側から潜像側に移動させる現像ポテンシャルＶｐｏｔが作用する。この現像ポテンシャルＶｐｏｔ（現像ローラと静電潜像との電位差）により、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像ローラ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーが磁性キャリアから離脱して感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの静電潜像に転移する。これにより、感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの静電潜像がＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーによって現像されて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像になる。
【００１７】
感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの下には、一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋが配設されており、中間転写ベルト１０を感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋに向けて押圧している。これにより、感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋと中間転写ベルト１０とが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップの周辺では、一次転写バイアスが印加される一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋと、感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの静電潜像との間に一次転写電界が形成される。
【００１８】
プリンタ１００は、画像データを受信すると、不図示の駆動手段によって支持ローラ１４を回転駆動することで、中間転写ベルト１０を図中時計回り方向に無端移動させる。同時に、作像ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋを駆動して感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像を形成する。これらのトナー像は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップで中間転写ベルト１０のおもて面に重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト１０のおもて面には４色重ね合わせトナー像が形成される。
【００１９】
なお、ブラックの単色画像を中間転写ベルト１０上に形成する場合には、駆動ローラ１４以外の支持ローラ１５，１５’を移動させて、イエロー、マゼンタ、シアンの感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃを中間転写ベルト１０から離間させることも可能である。
【００２０】
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップを通過した後の感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面には、中間転写ベルト１０に一次転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、ドラムクリーニング装置６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋによって感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面から除去された後、図示しない廃トナーボトルに搬送される。
【００２１】
クリーニング後の感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面は、帯電装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋによって再び一様に帯電せしめられる。
【００２２】
プリンタ１００は、給紙部の給紙テーブル２００上における給紙ローラ４２の１つを選択的に回転させる。これにより、ペーパーバンク４３内に多段に設けられた複数の給紙カセット４４の１つから記録シートを繰り出す。そして、分離ローラ４５によって記録シートを１枚ずつに分離して給紙路４６に送った後、搬送ローラ４７によって搬送してプリンタ部の給紙路４８に進入させる。プリンタ部の給紙路４８に進入した記録シートは、レジストローラ対４９のレジストニップに突き当たって止まる。
【００２３】
中間転写ベルト１０の下方には、二次転写装置２２が配設されている。二次転写装置２２は、中間転写ベルト１０の周方向における全域のうち、二次転写対向ローラ１６に対する掛け回し箇所に対して二次転写ローラ１６’を当接させて二次転写ニップを形成している。
【００２４】
レジストローラ対４９は、記録シートを二次転写ニップでベルト上の４色重ね合わせトナー像に重ね合わせ得るタイミングで回転駆動を開始して記録シートを二次転写ニップに向けて送り出す。二次転写ニップ内では、二次転写電界やニップ圧の作用により、中間転写ベルト１０上の４色重ね合わせトナー像が記録シートに二次転写される。
【００２５】
二次転写ニップを通過した記録シートは、定着装置２５に送られる。定着装置２５は、定着ベルトユニットと加圧ローラ２５ｄとを有している。また、定着ベルトユニットは、加熱ローラ２５ｂ、定着ローラ２５ｃ、これらローラに掛け回された状態で無端移動せしめられる定着ベルト２５ａなどを具備している。そして、定着ベルト２５ａと加圧ローラ２５ｄとを当接させて定着ニップを形成している。
【００２６】
無端状の定着ベルト２５ａは、ニッケル、ステンレス、ポリイミドなどの材料からなる基材層と、これのおもて面側に積層されたシリコンゴムなどからなる弾性層とを少なくとも具備する多層構造のベルトである。この定着ベルト２５ａのループ内側に配設された加熱ローラ２５ｂは、アルミや鉄などの金属からなる中空ローラの内部にハロゲンヒーターなどの発熱源を具備している。
【００２７】
定着ベルト２５ａは、そのループ内側に配設された加熱ローラ２５ｂと定着ローラ２５ｃとによって張架されながら、定着ローラ２５ｃの回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動せしめられる。この無端移動の過程で、加熱ローラ２５ｂによって加熱される。
【００２８】
定着ベルト２５ａの周方向における全域のうち、定着ローラ２５ｃに対する掛け回し箇所には、加圧ローラ２５ｄがベルトおもて面から当接して定着ニップを形成している。定着装置２５に送られた記録シートは、この定着ニップを通過する際に加熱及び加圧されることで、表面に４色重ね合わせトナー像が定着せしめられる。
【００２９】
定着装置２５を通過した記録シートは、排出ローラ対５６を経由して機外へと排出された後、排紙トレイ５７上にスタックされる。なお、記録シートの両面に画像を形成する両面プリントモードにおいて、両面のうち、第１面だけにトナー像が定着せしめられた状態の記録シートは、定着装置２５を通過した後、排紙ローラ対５６ではなく、再送装置２８に送られる。そして、再送装置２８によって裏表を反転されながら給紙路４８に再送される。そして、給紙路４８から２次転写ニップに送られてその第２面にも４色重ね合わせトナー像が２次転写された後、定着装置２５と排紙ローラ対５６とを経由して機外へと排出される。
【００３０】
二次転写ニップを通過した中間転写ベルト１０は、ベルトクリーニング装置１７により、表面に付着している転写残トナーが除去された後、再びＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップに進入する。ベルトクリーニング装置１７内に収容されたトナーは、図示しない搬送手段によって図示しない廃トナーボトルに回収される。
【００３１】
図２は、本プリンタの電気回路の要部を示すブロック図である。同図において、書込制御部１５１は、光書込装置２１の駆動を制御することで、図示しないＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体を光走査して静電潜像を書き込むためのものである。また、メイン制御部１５０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリー、ＣＰＵなどから構成され、各種の演算処理を実行したり、各機器の駆動を制御したりするものである。メイン制御部１５０には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の作像ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ、Ｋプロセスモータ１５２、カラープロセスモータ１５３などが接続されている。作像ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋは、それぞれ現像装置に搭載されたトナー濃度センサー５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋを有している。トナー濃度センサー５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置内に収容されているＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ現像剤におけるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー濃度を検知する。具体的には、トナー濃度センサー５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋは、透磁率センサーからなり、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ現像剤の透磁率に応じた電圧を出力する。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ現像剤の透磁率は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ現像剤のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー濃度と相関関係にあるので、トナー濃度センサー５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー濃度を検知していることになる。なお、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー濃度が増加するほど、トナー濃度センサー５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋからの出力電圧値は低下する。
【００３２】
メイン制御部１５０には、ベルト駆動モータ１５４、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナー補給モータ１５５Ｙ，１５５Ｍ，１５５Ｃ，１５５Ｋ、第１ピックアップモータ１５６、第２ピックアップモータ１５７、レジストモータ１６１、給紙モータ１６２なども接続されている。また、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写電源１５８Ｙ，１５８Ｍ，１５８Ｃ，１５８Ｋ、二次転写電源１５４Ｙ，１５４Ｍ，１５４Ｃ，１５４Ｋ用の現像電源１６０Ｙ，１６０Ｍ，１６０Ｃ，１６０Ｋ、付着量検知センサー１６５なども接続されている。
【００３３】
Ｋプロセスモータ１５２は、Ｋ用の作像ユニット１８Ｋにおける感光体などの各装置の駆動源となるモータである。また、カラープロセスモータは、Ｙ，Ｍ，Ｃ用の作像ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃの各装置の駆動源となるモータである。また、ベルト駆動モータ１５４は、中間転写ベルト（１０）を無端移動させるローラの回転駆動源となるモータである。
【００３４】
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナー補給モータ１５５Ｙ，１５５Ｍ，１５５Ｃ，１５５Ｋは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置（５９Ｙ，５９Ｍ，５９Ｃ，５９Ｋ）にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナーボトル内のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを補給するための駆動源となるモータである。即ち、トナー補給モータ１５５Ｙ，１５５Ｍ，１５５Ｃ，１５５Ｋは、それぞれトナー補給手段の一部を構成している。トナー補給モータ１５５Ｙ，１５５Ｍ，１５５Ｃ，１５５Ｋが回転すると、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナー補給装置のトナー補給機構が動作する。これにより、トナーボトル５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ内のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーが、現像装置５９Ｙ，５９Ｍ，５９Ｃ，５９Ｋ内に補給される。
【００３５】
メイン制御部１５０は、図示しない不揮発メモリー内に、トナー濃度センサー５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋからの出力電圧ＹＶｔ，ＭＶｔ，ＣＶｔ，ＫＶｔの目標値をそれぞれ記憶している。具体的には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応する目標電圧ＹＶｔｒｅｆ，ＭＶｔｒｅｆ，ＣＶｔｒｅｆ，ＫＶｔｒｅｆを記憶している。出力電圧ＹＶｔ，ＭＶｔ，ＣＶｔ，ＫＶｔが目標電圧ＹＶｔｒｅｆ，ＭＶｔｒｅｆ，ＣＶｔｒｅｆ，ＫＶｔｒｅｆよりも高くなったとする。この場合、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ現像剤のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー濃度が目標値よりも低下したことを意味する。そこで、メイン制御部１５０は、プリントジョブ中において、トナー補給処理を実施する。そして、出力電圧ＹＶｔ，ＭＶｔ，ＣＶｔ，ＫＶｔが目標電圧ＹＶｔｒｅｆ，ＭＶｔｒｅｆ，ＣＶｔｒｅｆ，ＫＶｔｒｅｆよりも高くなった場合には、両者の差分に応じた駆動量でトナー補給モータ１５５Ｙ，１５５Ｍ，１５５Ｃ，１５５Ｋを駆動する。これにより、前記差分に応じた量のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを現像装置５９Ｙ，５９Ｍ，５９Ｃ，５９Ｋ内に補給することで、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ現像剤のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー濃度を一定の範囲に維持する。
【００３６】
なお、既に述べたように、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー濃度の増減と、出力電圧ＹＶｔ，ＭＶｔ，ＣＶｔ，ＫＶｔの増減とは正反対の挙動をとる。このため、実機で実施されているように、出力電圧ＹＶｔ，ＭＶｔ，ＣＶｔ，ＫＶｔや目標電圧ＹＶｔｒｅｆ，ＭＶｔｒｅｆ，ＣＶｔｒｅｆ，ＫＶｔｒｅｆに基づいてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー濃度の適否を理解しようとすると、混乱をきたし易い。よって、以下、実機で実際に行われている処理とは異なる内容で、トナー補給処理を説明する。例えば、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー濃度の目標値をより高くする場合には、実機では、目標電圧ＹＶｔｒｅｆ，ＭＶｔｒｅｆ，ＣＶｔｒｅｆ，ＫＶｔｒｅｆをより低くすることになる。しかし、混乱をきたし易い。そこで、以下、目標電圧ＹＶｔｒｅｆ，ＭＶｔｒｅｆ，ＣＶｔｒｅｆ，ＫＶｔｒｅｆをより低くすると説明する代わりに、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー濃度の目標値ＹＴｃＣａｒ，ＭＴｃＣａｒ，ＣＴｃＣａｒ，ＫＴｃＣａｒをより高くすると説明する。
【００３７】
第１ピックアップモータ１５６は、２つの給紙カセット（４４）のうち、一方から記録シートを送り出すための駆動源となるモータである。また、第２ピックアップモータ１５７は、他方の給紙カセット（４４）から記録シートを送り出すための駆動源となるモータである。また、レジストモータ１６１は、レジストローラ対（４９）の駆動源となるモータである。また、給紙モータ１６２は、給紙路内に配設された各種の搬送ローラ対の駆動源となるモータである。また、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写電源１５８Ｙ，１５８Ｍ，１５８Ｃ，１５８Ｋは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ローラ（６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋ）に印加するための一次転写バイアスを出力するものである。また、二次転写電源１５４は、二次転写ローラ（１６’）に印加するための二次転写バイアスを出力するものである。また、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像電源１６０Ｙ，１６０Ｍ，１６０Ｃ，１６０Ｋは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置（５９Ｙ，５９Ｍ，５９Ｃ，５９Ｋ）の現像ローラに印加するための現像バイアスを出力するものである。
【００３８】
メイン制御部１５０は、外部のパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像データを受信すると、それに基づいて各種装置の駆動を制御する。また、画像データを書込制御部１５１に送信したり、後述するトナー補給処理、濃度目標補正処理などの各種処理を実施したりする。書込制御部１５１は、画像データに基づいて光書込装置２１の駆動を制御しながら、プリント１枚毎に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋについて１枚のプリントで光書込したドット数である書込ドット数のデータをメイン制御部１５０に送信する。メイン制御部１５０は、書込制御部１５１から送られてくる書込ドット数のデータに基づいて、各プリントにおける画像の画像面積率を算出し、その結果をＲＡＭに一時的に記憶する。
【００３９】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
メイン制御部１５０は、複数の記録シートＰに対して画像を連続的に形成する連続プリントモードを実施しているときや、プリントジョブの実施頻度が比較的高いときに、濃度目標補正処理を実施する。そして、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色についてそれぞれ、トナー濃度のＹＴｃＣａｒ，ＭＴｃＣａｒ，ＣＴｃＣａｒ，ＫＴｃＣａｒを適宜補正する。以下、この濃度目標補正処理について説明する。なお、以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色についてそれぞれ同様の処理がなされるので、便宜上、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋという色に関する文言や添字を省略して説明する。
【００４０】
現像装置内の現像剤におけるトナーの帯電性は、磁性キャリアのスペント量（トナーの外添剤の固着量）や表層削れ量に影響され、スペント量や表層削れ量は直近の所定期間内における個々のプリントの画像面積率に基づいて予測することができる。具体的には、個々のプリントの画像面積率に基づいて、直近の画像の出力状態について、高画像密度出力状態であるのか、低画像密度出力状態であるのか、あるいは通常の画像密度出力状態であるのかを予測することが可能である。そして、予測した出力状態に基づいて、スペント量や表層削れ量を予測することができる。
【００４１】
また、予測したスペント量に基づいて、現像剤のトナー濃度Ｔｃについて、トナー飛散を引き起こさないギリギリの上限値である飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔを予測することができる。また、予測した表層削れ量に基づいて、現像剤のトナー濃度Ｔｃについて、ベタキャリア付着を引き起こさないギリギリの下限値である付着防止下限濃度ＴｃＣａｒを予測することもできる。そして、飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔと、付着防止下限濃度ＴｃＣａｒとの中間値が、トナー濃度の最適な目標値ＴｃＯｐｔとなる。
【００４２】
なお、トナー飛散を発生させる原因は、トナー濃度Ｔｃが過剰に高まることの他、目標値ＴｃＯｐｔに下限値が設けられていることが挙げられる。具体的には、トナー濃度Ｔｃが過剰に高まると、トナーに添加されている外添剤が磁性キャリア粒子に固着して磁性キャリアの帯電能力を低下させる。これにより、トナーの帯電量Ｑ／Ｍが低下して画像濃度不足やトナー飛散が発生するのである。飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔは、この種のトナー飛散を発生させない目標値ＴｃＯｐｔの上限の値であり、目標値ＴｃＯｐｔに下限値が設定されていることに起因するトナー飛散とは無関係である。下限値が設定されている場合には、次のようにしてトナー飛散が発生する。即ち、高画像密度出力状態が長期間継続すると、濃度目標補正処理によって目標値ＴｃＯｐｔがより低い値に補正され続けて、やがて目標値ＴｃＯｐｔが下限値まで低下する。その後、高画像密度出力状態が更に継続すると、トナー帯電量Ｑ／Ｍが低下していき、トナー飛散が発生するのである。
【００４３】
また、ベタキャリア付着を発生させる原因は、トナー濃度Ｔｃが著しく低下することの他、目標値ＴｃＯｐｔに上限値が設けられていることが挙げられる。具体的には、トナー濃度Ｔｃが著しく低下すると、磁性キャリア粒子が現像ローラ表面に直接接触した状態で擦られる現象が発生する。これにより、磁性キャリア粒子の表層が削られて絶縁破壊を引き起こすことで、ベタキャリア付着を引き起こすのである。付着防止下限濃度ＴｃＣａｒは、この種のベタキャリア付着を発生させない目標値ＴｃＯｐｔの下限の値であり、目標値ＴｃＯｐｔに上限値が設けられていることに起因するベタキャリア付着とは無関係である。上限値が設けられている場合には、次のようにしてベタキャリア付着が発生する。即ち、低画像密度出力状態が長期間継続すると、濃度目標補正処理によって目標値ＴｃＯｐｔがより高い値に補正され続けて、やがて目標値ＴｃＯｐｔが上限値まで増加する。その後、低画像密度出力状態が更に継続すると、トナー帯電量Ｑ／Ｍが増加していき、磁性キャリア粒子に対してトナー粒子が強い静電気力で擦れることから、磁性キャリア粒子の表層が削られて絶縁破壊を引き起こす。そして、この絶縁破壊によってベタキャリア付着が発生するのである。
【００４４】
メイン制御部１５０は、要考慮プリントの枚数の累積が１００枚に達する毎に、濃度目標補正処理を実施する。要考慮プリントは、トナーの帯電量Ｑ／Ｍの変動に寄与するプリントである。具体的には、既に述べたように、高画像密度出力状態が継続するとトナーの帯電量Ｑ／Ｍが低下する一方で、低画像密度出力状態が継続するとトナーの帯電量Ｑ／Ｍが増加する。よって、トナーの帯電量Ｑ／Ｍは、直近のプリントにおける平均画像面積率に応じて変動する。このため、トナーの帯電量Ｑ／Ｍの変動傾向については、直近のプリントにおける平均画像面積率に基づいて把握することが可能である。但し、単に過去の所定枚数分におけるそれぞれの画像面積率を参照しただけでは、トナーの帯電量Ｑ／Ｍを正確に把握することができない。これは次に説明する理由による。即ち、トナーは撹拌によって良好に帯電すると、その後、撹拌が停止されてもしばらくの間はその帯電量Ｑ／Ｍを維持するが、放置時間の経過とともに帯電量Ｑ／Ｍを徐々に低下させていく。このため、トナーの帯電量Ｑ／Ｍを把握するためには、撹拌停止後の放置時間を考慮する必要がある。放置時間が比較的長い場合には、撹拌停止前のプリントにおける画像面積率を考慮する必要はないが、放置時間が比較的短い場合には、撹拌停止前のプリントにおける画像面積率も考慮する必要がある。そこで、濃度目標補正処理において目標値ＴｃＯｐｔを補正する場合、所定時間だけ過去に遡った時点から現時点までの期間にプリントがなされている場合、そのプリントについてはそれぞれ画像面積率を考慮して目標値ＴｃＯｐｔを決定する。画像面積率を考慮すべき過去のプリントが、要考慮プリントである。なお、連続プリントモードを実施しているときには、連続プリントモードにおけるそれぞれのプリントが全て要考慮プリントになる。
【００４５】
メイン制御部１５０は、例えば、連続プリントモードの開始時に、それよりも以前のプリントによる要考慮プリントの枚数が５枚であった場合には、要考慮プリントの枚数の初期値を５枚とする。そして、連続プリントモードにおける１枚目から９５枚目のプリントを実施した時点で、累積が１００枚に達することから、濃度目標補正処理を実施する。この際、それら１００枚分のプリントにおけるそれぞれの画像面積率に基づいて、画像密度出力状態を把握する。
【００４６】
なお、画像密度出力状態については、１００枚分の画像面積率の平均値である平均画像面積率ＤＣ、移動平均値など、出力ドット数率など、１００枚分の画像面積出力頻度を把握できる特性であれば、どのような特性に基づいても把握することが可能である。以下、平均画像面積率ＤＣに基づいて画像密度出力状態を把握しながら目標値ＴｃＯｐｔを決定する方法を例にして説明するが、平均画像面積率ＤＣとは異なる特性に基づいて画像密度出力状態を把握してもよい。但し、何れの特性を用いるにしても、個々のプリントにおけるそれぞれの画像面積率を参照することになる。たとえ、出力ドット数率を参照したとしても、それは画像面積率を参照していることと同意である。
【００４７】
プリントジョブを実施しないで待機している時間がある程度の長さになると、現像装置内のトナーの帯電量Ｑ／Ｍがかなり低下するが、この場合、プリント命令がなされると、プリントジョブ開始前に空運転が行われてトナーの摩擦帯電が促される。このため、放置時間がかなり長くなった際のトナーの帯電量不足については、目標値ＴｃＯｐｔを決定する上で考慮する必要はない。
【００４８】
メイン制御部１５０は、濃度目標補正処理を開始すると、過去１００枚分の要考慮プリントにおける平均画像面積率ＤＣを用いて、次の式によって飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔを求める。
「ＴｃＤｕｓｔ＝ＴｃＤｕｓｔ（前回値）＋ｋＤｕｓｔ（ＤＣ）×（ＴｃＤｕｓｔＬｉｍ（ＤＣ）−ＴｃＤｕｓｔ（前回値））」という式である。
この式において、ＴｃＤｕｓｔＬｉｍ（ＤＣ）は、ある特定の平均画像面積率ＤＣで連続プリントを行った場合における飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔの収束値であり、予めの実験による実験結果に基づいて構築された平均画像面積率ＤＣの関数である。また、ｋＤｕｓｔ（ＤＣ）は、飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔが収束値ＴｃＤｕｓｔＬｉｍ（ＤＣ）に収束するまでの速さを表す時定数であり、前記実験に基づいて構築された平均画像面積率ＤＣの関数である。
【００４９】
なお、本発明者らが、実施形態に係るプリンタと同様の構成のプリンタ試験機を用いて実験を行ったところ、収束値ＴｃＤｕｓｔＬｉｍ（ＤＣ）は、「１０−２×ｌｏｇ（ＤＣ＋１）」という関数になった。また、時定数ｋＤｕｓｔ（ＤＣ）は「０．００１５」という定数になった。
【００５０】
メイン制御部１５０は、次に、次の式によって付着防止下限濃度ＴｃＣａｒを求める。
「ＴｃＣａｒ＝ＴｃＣａｒ（前回値）＋ｋＣａｒ（ＤＣ）×（ＴｃＣａｒＬｉｍ（ＤＣ）−ＴｃＣａｒ（前回値））」という式である。
この式において、ＴｃＣａｒＬｉｍは、ある特定の平均画像面積率ＤＣで連続プリントを行った場合における付着防止下限濃度ＴｃＣａｒの収束値であり、予めの実験による実験結果に基づいて構築された平均画像面積率ＤＣの関数である。また、ｋＣａｒは収束値ＴｃＣａｒＬｉｍの時定数であり、前記実験結果に基づいて構築された平均画像面積率ＤＣの関数である。
【００５１】
なお、プリンタ試験機を用いて実験を行ったところ、収束値ＴｃＣａｒＬｉｍ（ＤＣ）は、「５．５−０．５×ｌｏｇ（ＤＣ＋１）」という関数になった。また、時定数ｋＣａｒ（ＤＣ）は、「０．００１０−０．０００１×ｌｏｇ（ＤＣ＋１）」という関数になった。
【００５２】
次に、メイン制御部１５０は、算出した新たな飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔ及び付着防止下限濃度ＴｃＣａｒを次式に代入して目標値ＴｃＯｐｔを求める。
「ＴｃＯｐｔ＝（ＴｃＤｕｓｔ＋ＴｃＣａｒ）÷２」
【００５３】
なお、本発明者らは、プリンタ試験機で実験を行い、長期間待機後に空運転をしてからプリントジョブを実施する際の飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔであるＴｃＤｕｓｔ（初期値）や付着防止下限濃度ＴｃＣａｒであるＴｃＣａｒ（初期値）の適正値を求めた。すると、それらの値は次のようになった。
・ＴｃＤｕｓｔ（初期値）＝９．０[ｗｔ％]
・ＴｃＣａｒ（初期値）＝４．０[ｗｔ％]
【００５４】
空運転の後に、平均画像面積率ＤＣ＝０［％］の画像を連続してプリントする連続プリントモード（実際には単なる連続通紙）における飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔ、付着防止下限濃度ＴｃＣａｒ、目標値ＴｃＯｐｔの経時変化の一例を図３に示す。また、空運転の後に、平均画像面積率ＤＣ＝１０［％］の画像を連続してプリントする連続プリントモードにおける飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔ、付着防止下限濃度ＴｃＣａｒ、目標値ＴｃＯｐｔの経時変化の一例を図４に示す。また、空運転の後に、平均画像面積率ＤＣ＝１００［％］の画像を連続してプリントする連続プリントモードにおける飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔ、付着防止下限濃度ＴｃＣａｒ、目標値ＴｃＯｐｔの経時変化の一例を図５に示す。
【００５５】
低画像密度出力状態が長期間に渡って継続したとする。この場合には、図３に実線で示されるように、プリント枚数の増加に伴って目標値ＴｃＯｐｔを高くしていくことで、トナーを過剰に帯電させてしまうことによる画像濃度の低下やベタキャリア付着の発生を長期間に渡って回避することができる。ところが、従来構成では、目標値ＴｃＯｐｔを大きくし過ぎることに起因する画像濃度過多の発生を回避する狙いで、目標値ＴｃＯｐｔに上限値を設定していた（目標電圧Ｖｔｒｅｆに下限値を設定していた）。このため、低画像密度出力状態が長期間に渡って継続した場合に、図中点線で示されるように、目標値ＴｃＯｐｔを徐々に増加させていくとやがて上限値に到達させて、それよりも高い値に補正できなくなる。そして、その上限値が付着防止下限濃度ＴｃＣａｒを下回って、ベタキャリア付着を引き起こしていた。
【００５６】
一方、高画像密度出力状態が長期間に渡って継続したとする。この場合には、図５に示されるように、プリント枚数の増加に伴って目標値ＴｃＯｐｔを低くしていくことで、トナーの帯電不足による画像濃度の増加やトナー飛散の発生を長期間に渡って回避することができる。ところが、従来構成では、目標値ＴｃＯｐｔを小さくし過ぎることに起因する画像濃度不足の発生を回避する狙いで、目標値ＴｃＯｐｔに下限値を設定していた（目標電圧Ｖｔｒｅｆに上限値を設定していた）。このため、高画像密度出力状態が長期間に渡って継続した場合に、図中点線で示されるように、目標値ＴｃＯｐｔを徐々に低下させていくとやがて下限値に到達させて、それよりも低い値に補正できなくなる。そして、その下限値が飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔを上回って、トナー飛散を引き起こしていた。
【００５７】
なお、画像面積率１０％の画像を長期間に渡って連続出力した場合には、図４に示されるように、従来構成でも目標値ＴｃＯｐｔを飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔと付着防止下限濃度ＴｃＣａｒとの間の値に維持することができていた。即ち、トナー飛散やベタキャリア付着を発生させずに連続出力を行うことができていた。
【００５８】
図６は、現像γとトナー濃度Ｔｃとの関係を示すグラフである。現像γ［ｍｇ／ｃｍ２／ｋＶ］は、トナー像のトナー付着量Ｍ／Ａと現像ポテンシャルＶｐｏｔとの関係を示すグラフの傾きである。つまり、トナー付着量Ｍ／Ａを縦軸で表した場合、現像γが大きくなるほど、現像能力が高くなる。濃度目標補正処理で目標値ＴｃＯｐｔを補正したことに起因して現像剤のトナー濃度Ｔｃを変化させた場合には、それに伴って現像能力も変化させることになる。具体的には、トナーの帯電不足に起因する画像濃度過多やトナー飛散の発生を抑えるために、目標値ＴｃＯｐｔをより低い値に補正してトナー濃度Ｔｃを低下させた場合には、図示のように、現像γ（＝現像能力）をより低下させることになる。この場合、現像能力を低下させることになるが、その前段階でトナーの帯電不足によって現像能力を通常よりも増加させていたので、高画像密度出力状態がそれほど長い期間に渡って継続していなければ、現像能力を適切な値まで低下させる。これにより、目標の画像濃度を得ることができる。ところが、高画像密度出力状態がかなりの長期間に渡って継続すると、トナーの帯電不足による現像能力の増加分よりも、トナー濃度Ｔｃの低下による現像能力の低下分の方が多くなってくる。これにより、画像濃度不足が発生してしまうのである。
【００５９】
一方、トナーの過剰帯電に起因する画像濃度不足やキャリア付着の発生を抑えるために、目標値ＴｃＯｐｔをより高い値に補正してトナー濃度Ｔｃを増加させた場合には、図示のように、現像γ（＝現像能力）をより増加させることになる。この場合、現像能力を増加させることになるが、その前段階でトナーの過剰帯電によって現像能力を通常よりも低下させていたので、低画像密度出力状態がそれほど長い期間に渡って継続していなければ、現像能力を適切な値まで増加させる。これにより、目標の画像濃度を得ることができる。ところが、低画像密度出力状態がかなりの長期間に渡って継続すると、トナーの過剰帯電による現像能力の低下分よりも、トナー濃度Ｔｃの増加による現像能力の増加分の方が多くなってくる。これにより、画像濃度過多が発生してしまうのである。
【００６０】
現像γは、トナー濃度Ｔｃによって異なってくる他、環境や画像密度出力状態によっても異なってくる。しかしながら、本発明者は、実験により、トナー濃度Ｔｃを変化させた場合におけるトナー濃度Ｔｃの変化量と現像γの変化量との比率（現像γ（Ｔｃ１）／γ（Ｔｃ２）は印刷条件によらずほぼ一定であることが分かった。そして、現像γは、現像ポテンシャルＶｐｏｔと良好な相関関係にある。これは、現像ポテンシャルＶｐｏｔを次のように補正することで、画像濃度を一定に維持できることを意味している。即ち、現像ポテンシャルＶｐｏｔのトナーＴｃに対する依存性の関数Ｇ（Ｔｃ）を予め調べておき、濃度目標補正処理にて目標値ＴｃＯｐｔを補正する際に、現像ポテンシャルＶｐｏｔを関数Ｇ（Ｔｃ）によって求められる値に補正するのである。より詳しくは、「Ｖｐｏｔ＝Ｖｐｏｔ（補正前の値）×Ｇ（Ｔｃ（補正前の値））÷Ｇ（ＴＣ（補正後の値））」という式によって求められる値に現像ポテンシャルＶｐｏｔを補正するのである。そして、濃度目標補正処理において、現像ポテンシャルＶｐｏｔを、目標値ＴｃＯｐｔの補正に起因する現像γの変動に対して反比例させるように補正する。
【００６１】
そこで、メイン制御部１５０は、濃度目標補正処理において、目標値ＴｃＯｐｔを上下限の制限なしに補正する。そして、目標値ＴｃＯｐｔをより大きい値に補正した場合には現像ポテンシャルＶｐｏｔをより小さい値に補正する。この一方で、目標値ＴｃＯｐｔをより小さい値に補正した場合には現像ポテンシャルＶｐｏｔをより大きい値に補正する。
【００６２】
このように、本プリンタでは、濃度目標補正処理において、目標値ＴｃＯｐｔを補正する際に、目標値ＴｃＯｐｔの補正とは逆側（増加又は低下）に現像ポテンシャルＶｐｏｔを補正することで、次のようにすることができた。即ち、高画像密度出力状態が長期間に渡って継続した場合においても、トナーの帯電不良に起因する画像濃度過多及びトナー飛散の発生と、トナー濃度Ｔｃの不足に起因する画像濃度不足の発生とを何れも抑えることができた。更には、低画像密度出力状態が長期間に渡って継続した際においても、トナーの過剰帯電に起因する画像濃度不足及びベタキャリア付着と、トナー濃度Ｔｃの過多に起因する画像濃度過多の発生とを何れも抑えることができた。
【００６３】
本発明者らは、プリンタ試験機を用意して、これによって第１連続プリントテスト及び第２連続プリントテストを実施した。第１連続プリントテストでは、様々な画像面積率の画像を連続プリントしながら、１００枚プリン後毎に濃度目標補正処理を実施させた。そして、それぞれの濃度目標補正処理において、特許文献１に記載の画像形成装置のように、上限値から下限値までの範囲内で目標値ＴｃＯｐｔを補正する処理を実行させた（従来構成）。
【００６４】
一方、第２連続プリントテストでは、様々な画像面積率の画像を連続プリントしながら、１００枚プリン後毎に濃度目標補正処理を実施させ、それぞれの濃度目標補正処理で次のような処理を行わせた。即ち、実施形態に係るプリンタと同様に、目標値ＴｃＯｐｔを上下限の制限なく補正し、且つ目標値ＴｃＯｐｔを補正した場合に現像ポテンシャルＶｐｏｔを反比例させる値に補正する処理を行わせた。
【００６５】
なお、それぞれの連続プリントテストにおいては、目標値ＴｃＯｐｔの経時変化、トナー飛散の発生度合いの経時変化、ベタキャリア付着の発生度合いの経時変化、現像ポテンシャルＶｐｏｔの経時変化、及び画像濃度の経時変化を調べた。
【００６６】
図７は、第１連続プリントテストや第２連続プリントテストにおける連続プリント枚数と、それぞれのテストプリントにおける画像面積率ＤＣとの関係を示すグラフである。図示のように、それらの連続プリントテストにおいては、画像面積率ＤＣの低いテスト画像と、画像面積率ＤＣの高いテスト画像とを、所定のタイミングで切り替えてプリントしている。
【００６７】
図８は、第１連続プリントテストや第２連続プリントテストにおける目標値ＴｃＯｐｔと連続プリント枚数との関係を示すグラフである。また、図９は、第１連続プリントテストや第２連続プリントテストにおけるトナー飛散の発生度合いと連続プリント枚数との関係を示すグラフである。また、図１０は、第１連続プリントテストや第２連続プリントテストにおけるベタキャリア付着の発生度合いと連続プリント枚数との関係を示すグラフである。また、図１１は、第１連続プリントテストや第２連続プリントテストにおける現像ポテンシャルＶｐｏｔと連続プリント枚数との関係を示すグラフである。また、図１２は、第１連続プリントテストや第２連続プリントテストにおける画像濃度と連続プリント枚数との関係を示すグラフである。
【００６８】
図８に示されるように、実施形態に対応する第２連続プリントテストでは、連続プリント枚数にかかわらず、常に目標値ＴｃＯｐｔを飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔと付着防止下限濃度ＴｃＣａｒとの間の値に維持している。このため、図９や図１０に示されるように、テスト期間中においてトナー飛散やベタキャリア付着を発生させることはなかった。
【００６９】
一方、図７及び図８に示されるように、従来構成に対応する第１連続プリントテストでは、画像面積率ＤＣの低い画像を連続出力しているときには、目標値ＴｃＯｐｔを上限値まで上昇させた後、付着防止下限濃度ＴｃＣａｒよりも下回らせてしまう。この結果、図７及び図１０に示されるように、画像面積率ＤＣの低い画像を連続出力しているときに顕著なベタキャリア付着を発生させている。また、図７及び図８に示されるように、画像面積率ＤＣの高い画像を連続出力しているときには、目標値ＴｃＯｐｔを下限値まで低下させた後、飛散防止上限濃度ＴｃＤｕｓｔよりも上回らせてしまう。この結果、図７及び図９に示されるように、画像面積率ＤＣの高い画像を連続出力しているときに顕著なトナー飛散を発生させている。
【００７０】
図１２に示されるように、第１連続プリントテスト、第２連続プリントテストの何れにおいても、画像濃度の経時変動については比較的小さな値に維持することができている。従来構成に対応する第１連続プリントテストにおいては、目標値ＴｃＯｐｔに上限値及び下限値を設けていることで、トナー濃度Ｔｃの過剰な上昇や低下を抑えて、画像濃度の経時変動を比較的小さな値に維持することができているからである。これに対し、第２連続プリントテストでは、目標値ＴｃＯｐｔに上限値や下限値を設けていないことから、図８に示されるように、トナー濃度Ｔｃを大きく変動させている。この変動幅は、上限値と下限値との幅を遙かに超えるものである。このようにトナー濃度Ｔｃを大きく変動させているにもかかわらず、画像濃度の経時変動を比較的小さな値に維持できているのは、次に説明する理由による。即ち、図８及び図１１に示されるように、目標値ＴｃＯｐｔを補正した場合には、現像ポテンシャルＶｐｏｔを目標値ＴｃＯｐｔとは逆方向に補正しているからである。これにより、目標値ＴｃＯｐｔの補正による現像性能の増減を、現像ポテンシャルＶｐｏｔの逆方向の補正による現像性能の減増で相殺することで、現像性能を一定に維持することができるのである。
【００７１】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
自らの表面に潜像を担持する潜像担持体（例えば感光体４０）と、トナー及びキャリアを含有する現像剤により、前記潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段（例えば現像装置５９）と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段（例えばトナー濃度センサー５８）と、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段（例えばトナー補給モータ１５５を具備するトナー補給装置）と、前記トナー濃度検知手段による検知結果を所定の目標値（例えばＴｃＯｐｔ）に近づけるように前記トナー補給手段を駆動して前記現像手段にトナーを補給するトナー補給処理や、直近の所定期間内における出力画像のそれぞれの画像面積率に基づいて前記目標値を補正する濃度目標補正処理を実施する制御手段（例えばメイン制御部１５０）とを備える画像形成装置において、前記濃度目標補正処理にて、前記目標値を補正する処理に加えて、前記目標値をより大きい値に補正した場合には前記潜像と前記現像手段の現像剤担持体（例えば現像ローラ）との電位差である現像ポテンシャル（例えばＶｐｏｔ）をより小さい値に補正する一方で、前記目標値をより小さい値に補正した場合には前記現像ポテンシャルをより大きい値に補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【００７２】
かかる構成において、高画像密度出力状態が継続した場合に、トナーの帯電不良による画像濃度の増加を抑えるために、トナー濃度の目標値をより低い値に補正して現像手段でトナーを磁性キャリアに対してより積極的に摺擦させる。これにより、トナーの摩擦帯電を助長してトナーの帯電量Ｑ／Ｍの低下を抑えることで、帯電量Ｑ／Ｍの低下による画像濃度の増加を抑える。このとき、目標値を単により低い値に補正するだけでは、高画像密度出力状態が長期間に渡って継続した場合にトナー濃度の著しい低下による現像能力不足をきたして、画像濃度不足を引き起こすおそれがあることから、目標値に下限値を設定する必要が生ずる。しかし、本発明においては、目標値をより低い値に補正した場合には、それに伴って現像ポテンシャルをより高い値に補正して、目標値をより低い値に補正したことに起因する現像能力の低下を抑える。これにより、目標値に下限値を設定しなくても現像能力不足による画像濃度不足を引き起こすことがなくなることから、目標値を十分な値まで低下させて、高画像密度出力状態が長期間に渡って継続した際の画像濃度過多やトナー飛散の発生を抑えることができる。一方、低画像密度出力状態が継続した場合に、トナーの過剰帯電による画像濃度の低下を抑えるために、トナー濃度の目標値をより高い値に補正して現像手段でトナーの磁性キャリアに対する摺擦を抑制する。これにより、トナーの摩擦帯電を抑制してトナーの帯電量Ｑ／Ｍの増加を抑えることで、帯電量Ｑ／Ｍの増加による画像濃度の低下を抑える。このとき、目標値を単により高い値に補正するだけでは、低画像密度出力状態が長期間に渡って継続した場合にトナー濃度の著しい増加による現像能力過多をきたして、画像濃度過多を引き起こすおそれがあることから、目標値に上限値を設定する必要が生ずる。しかし、本発明においては、目標値をより高い値に補正した場合には、それに伴って現像ポテンシャルをより低い値に補正して、目標値をより高い値に補正したことに起因する現像能力の増加を抑える。これにより、目標値に上限値を設定しなくても現像能力過多による画像濃度過多を発生させることがなくなる。このため、目標値を十分な値まで上昇させて、低画像密度出力状態が長期間に渡って継続した際の画像濃度不足やベタキャリア付着の発生を抑えることができる。以上のように、高画像密度出力状態が長期間に渡って継続した際における画像濃度不足やトナー飛散の発生を抑えるとともに、低画像密度出力状態が長期間に渡って継続した際における画像濃度過多やベタキャリア付着の発生を抑えることができる。
【００７３】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記所定期間内にて比較的高い画像面積率の画像の出力頻度が比較的高い場合には、前記目標値をより大きい値に補正し且つ前記現像ポテンシャルをより小さい値に補正する処理を前記濃度目標補正処理で実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【００７４】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂにおいて、前記所定期間内にて比較的低い画像面積率の画像の出力頻度が比較的高い場合には、前記目標値をより小さい値に補正し且つ前記現像ポテンシャルをより大きい値に補正する処理を前記濃度目標補正処理で実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【００７５】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ａ〜Ｃの何れかにおいて、前記潜像担持体上の潜像の現像によって得られた画像濃度検知用トナー像の単位面積あたりのトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段（例えば付着量検知センサー１６５）を設け、所定のタイミングが到来する毎に、前記画像濃度検知用トナー像を形成し、その画像濃度検知用トナー像のトナー付着量を検知した結果に基づいて所望の現像能力が得られるように前記現像ポテンシャルを調整する現像能力調整処理を前記濃度目標補正処理とは別に実施し、且つ、前記濃度目標補正処理にて前記現像能力調整処理における前記現像ポテンシャルの調整値に基づいて、前記現像ポテンシャルを補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、現像能力調整処理を定期的に実施することで、現像ポテンシャルを環境に適した値に調整して環境にかかわらず安定した画像濃度を得ることができる。更に、濃度目標補正処理にて、現像ポテンシャルを現像能力調整処理における現像ポテンシャルの調整値に基づいて補正することで、現像ポテンシャルを環境と画像密度出力状態との両方にそれぞれ適した値に補正することができる。
【符号の説明】
【００７６】
４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：感光体（潜像担持体）
５８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：トナー濃度センサー（トナー濃度検知手段）
５９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：現像装置（現像手段）
１５０：メイン制御部（制御手段）
１５５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：トナー補給モータ（トナー補給装置の一部）
１６５：付着量検知センサー（付着量検知手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】特開２００７−１３３２３５号公報
【図１】
2015155965.tif 000003
【図２】
2015155965.tif 000004
【図３】
2015155965.tif 000005
【図４】
2015155965.tif 000006
【図５】
2015155965.tif 000007
【図６】
2015155965.tif 000008
【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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