(57)【要約】【課題】通常行われる単色のプロセス制御に加えて、現像ギャップの変位量を制御して色相方向のズレや色差を低減させ得る画像形成装置を提供する。【解決手段】色通常行われる単色のプロセス制御に加えて、地肌ポテンシャル係数制御と現像ギャップ制御を行う。地肌ポテンシャル係数制御は、色バランス以外の画像品質低下が発生しない範囲で多重色の色バランスを安定させるための単色の彩度を許容範囲内にする制御を行う。現像ギャップ制御は、画像濃度を一定にするという観点から現像ギャップの変位量を制御し、色相方向のズレや色差を低減させる。【選択図】図２５
2015127766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の現像装置、
複数の感光体、
前記感光体の表面に形成されたトナー像を最終的に記録材上へ転移させる手段、
前記感光体もしくは前記記録材上へ転移させたトナーの付着量を検知するトナー付着量検知手段、
前記トナー付着量より現時点における現像γを算出する手段、
所定のトナー付着量を得るべく、現像ポテンシャルに対する非静電潜像部の電位と現像バイアスとの差である地肌ポテンシャルの比率が予め決められた目標比率となるような単色のプロセス制御を行う単色プロセス制御手段、
実際に単色の彩度が許容範囲内にあるか確認する多重色のプロセス制御を行う多重プロセス制御手段であって、該多重プロセス制御手段は、
読み取った２色のトナー付着量から画像濃度に変換し、
前記変換テーブルを用いて変換された画像濃度から、彩度に変換し、
この多重色パッチに用いる１色目と２色目の彩度の許容範囲のエリアより、単色パッチの色味ばらつきを確認し、
前記単色パッチの色味ばらつきの結果に基づき、単色の彩度が許容範囲内でない場合、下記の制御（Ａ）、あるいは制御（Ａ）、（Ｂ）を行うものであり、
前記の制御（Ａ）は、
前記の現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を予め決められた目標比率内で増減させることにより、細線の線幅やハーフトーン濃度を変化させ、単色のトナー付着量を調整することによって、単色の彩度を許容範囲内にする地肌ポテンシャル係数制御であり、
前記制御（Ｂ）は、
前記感光体と前記現像スリーブの振れの影響も換算した前記感光体と前記現像スリーブとの隙間である現像ギャップを測定する現像ギャップ検出手段とにより行う制御であり、
前記現像ギャップ検出手段に用いる反射型レーザ方式に用いる発光素子の発光波長は、前記感光体への露光を避けるために前記感光体が吸収感度を持たない赤外波長を用い、
前記現像スリーブの表面での光反射を低減するために前記現像ギャップ検出手段を設置する部位の前記現像スリーブ表面に発光波長の光を吸収する光吸収が形成してあり、
さらに、画像濃度を一定にするために前記現像ギャップを調整できるような現像ギャップ制御手段を備える、
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、
前記トナーパターンのトナー付着量を読み取る画像検出装置及び読み取ったトナー付着量から画像濃度に変換するテーブルに代えて、前記トナーパターンより画像濃度を読み取る画像濃度センサを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１の画像形成装置において、
前記トナーパターンのトナー付着量を読み取る画像検出装置及び読み取ったトナー付着量から画像濃度に変換するテーブル及び変換された画像濃度から彩度に変換するテーブルに代えて、前記トナーパターンより彩度を読み取る測色計を備える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のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記の単色のプロセス制御における地肌ポテンシャルの比率の目標比率は、０．４以上０．４５以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記の多重色のプロセス制御における地肌ポテンシャル比率の目標比率Ｂは、０．３５以上０．４５以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記彩度の許容範囲は、多重色Ｒ（レッド）の場合、単色Ｙ（イエロー）の彩度が６４以上７１以下、単色Ｍ（マゼンタ）の彩度が４７以上５１以下であり、
多重色Ｇ（グリーン）の場合、単色Ｙの彩度が６４以上７１以下、単色Ｃ（シアン）の彩度が４２以上４７以下、
多重色Ｂ（ブルー）の場合、単色Ｍの彩度が４７以上５１以下、単色Ｃの彩度が４２以上４７以下、
であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記の多重色のプロセス制御の制御（Ａ）は繰り返し３回まで行い、それ以降は制御（Ｂ）を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記感光体が有する振れ量の範囲は、５０［μｍ］以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記感光体は、感光層を円筒状の導電性支持体上に備えた感光体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記現像スリーブ２１１が有する振れ量の範囲は、５０［μｍ］以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記現像ギャップ検出手段には現像スリーブや感光体との距離を検出するセンサを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記現像ギャップ検出手段には現像ギャップの磁場強度を検出するセンサを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記現像ギャップ検出手段に用いるセンサの応答性が数十ｋＨｚ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記現像ギャップ制御手段には圧電素子を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記現像ギャップ制御手段に用いる圧電素子の応答性が数十ｋＨｚ以上であ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、電子写真方式を採用し、カラー画像を形成できる画像形成装置に関し、詳細には、形成するカラー画像における多重色の色バランスを安定させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を採用した画像形成装置でカラー画像を形成する際には、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）で表現される画像データを色変換データに基づき変換する。そして、変換されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の画像データに基づいてそれぞれの単色トナー像を形成し、その単色トナー像を重ね合わせる。
【０００３】
ここで、安定したカラー画像濃度を得るために広く知られている（特許文献１等参照）画像形成装置では、単色のプロセス制御において、所定のトナーパターン形成条件の下、通常の画像形成時と同様の動作で感光体上にトナーパターンを形成する。このトナーパターンに対するトナー付着量をセンサで検知する。そして、センサでの検知結果に基づいて、帯電バイアス、現像バイアス、基準露光量など（以下、「帯電バイアス等」という。）を現状に沿うように調整する。この種の画像形成装置では、センサでの検知結果から現像ポテンシャルを求め、求めた現像ポテンシャルに対応する好適な帯電バイアス等を特定し、帯電バイアス等を調整する。これにより、環境変動や経時変化が生じて現像γ（ガンマ）等が変動しても、画像濃度を一定に維持することが可能となる。
【０００４】
しかし、従来の単色のプロセス制御では、単色での画像濃度の制御を行っており、単色トナー像を重ね合わせた多重色トナー画像に関しては画像濃度の制御を行っていない。そのため、多重色の色バランスが変化してしまい、多重色の色差が大きくなり、色相方向にズレが生じてしまうという問題がある。
【０００５】
これは、例えば２色で表現される多重色のうち、１色目が画像濃度の上限値を取り、２色目が画像濃度の下限値を取った場合は、画像濃度の比率が変化してしまうためである。単色トナーの画像濃度が制御範囲内だとしても、入力画像濃度７０％〜１００％の高画像濃度で起こり易い。
【０００６】
この問題を解決するために、２色を用いる多重色を制御する場合、ある色差の範囲を超えない様に１色目と２色目のトナー付着量の範囲を設定し、そのトナー付着量の範囲になる様に現像スリーブの線速を制御するという方法がある（特許文献２参照）。しかし、現像スリーブの最適な線速は紙種や画像の解像度によって異なっており、トナー付着量を変化させるために現像スリーブの線速を制御させると、色バランスは取れたとしても、色バランス以外の画像品質の低下を招いてしまう可能性がある。例えば、スリーブ線速を大きくするとトナー付着量は多くなるが、スリーブ線速が大き過ぎるとベタ画像がカスレ易くなる。そのため、画像品質は下がり、結果的に欲しい色味とは異なる場合がある。よってスリーブ線速のみの制御は問題である。
【０００７】
また、上述の問題を解決するために、多重色（Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄ、Ｂｌｕｅ）のパッチからＬＥＤで画像濃度を読み取り、現像γを増減させるために帯電バイアス、現像バイアス、露光量、現像ロール回転数、トナー供給係数等を制御する方法がある（特許文献３参照）。しかし、現像ロール回転数を制御すると現像γが変わるが、帯電バイアス、現像バイアス、露光量、トナー供給係数を制御するとトナー付着量が変化してしまう。そのため、現像ロール回転数と帯電バイアス、現像バイアス、露光量、トナー供給係数の制御量の整合が取れないという問題が生じ得る。
【０００８】
また、高画質化を達成するためには狭現像ギャップ化が進んでいるが、その一方で、現像ギャップを狭くする程に現像ギャップの変動の大きさが現像能力に影響を与え易くなる。そのため、現像能力の影響が画像濃度ムラ等の不具合として発生し、画質の安定性が損なわれてしまう。そういった背景から、画像濃度を一定にするという観点から現像ギャップを調整でき、高画質化と画像濃度ムラ等の不具合がない安定した技術が求められている。
【０００９】
現像ギャップを調整する技術としては、例えば感光体の画像領域外の部分にコロを当接させて現像スリーブとの間隙を一定に保持する方法がある。また、現像ギャップを大きく設定して現像ギャップの相対変動量を小さく抑える方法もある。これらについては特許文献４、特許文献５を参照されたい。またあるいは、現像スリーブ側に備えたセンサで現像ギャップを検知して、現像ギャップを常に一定に保持するよう現像ギャップを制御する制御手段を備える方法（特許文献６、特許文献７参照）等も提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明では、上述した従来の問題点にかんがみ、通常行われる単色のプロセス制御に加えて、現像ギャップの変位量を制御して色相方向のズレや色差を低減させ得る画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、複数の現像装置、複数の感光体、前記感光体の表面に形成されたトナー像を最終的に記録材上へ転移させる手段、前記感光体もしくは前記記録材上へ転移させたトナーの付着量を検知するトナー付着量検知手段、前記トナー付着量より現時点における現像γを算出する手段、所定のトナー付着量を得るべく、現像ポテンシャルに対する非静電潜像部の電位と現像バイアスとの差である地肌ポテンシャルの比率が予め決められた目標比率となるような単色のプロセス制御を行う単色プロセス制御手段、実際に単色の彩度が許容範囲内にあるか確認する多重色のプロセス制御を行う多重プロセス制御手段であって、該多重プロセス制御手段は、読み取った２色のトナー付着量から画像濃度に変換し、前記変換テーブルを用いて変換された画像濃度から、彩度に変換し、この多重色パッチに用いる１色目と２色目の彩度の許容範囲のエリアより、単色パッチの色味ばらつきを確認し、前記単色パッチの色味ばらつきの結果に基づき、単色の彩度が許容範囲内でない場合、下記制御（Ａ）、あるいは制御（Ａ）（Ｂ）を行うものであり、前記制御（Ａ）は、前記の現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を予め決められた目標比率Ｂ以内で増減させることにより、細線の線幅やハーフトーン濃度を変化させ、単色のトナー付着量を調整することによって、単色の彩度を許容範囲内にする地肌ポテンシャル係数制御であり、前記制御（Ｂ）は、前記感光体と前記現像スリーブの振れの影響も換算した前記感光体と前記現像スリーブとの隙間である現像ギャップを測定する現像ギャップ検出手段とにより行う制御であり、前記現像ギャップ検出手段に用いる反射型レーザ方式に用いる発光素子の発光波長は、前記感光体への露光を避けるために前記感光体が吸収感度を持たない赤外波長を用い、前記現像スリーブ表面での光反射を低減するために前記現像ギャップ検出手段を設置する部位の前記現像スリーブ表面に発光波長の光を吸収する光吸収が形成してあり、さらに、画像濃度を一定にするために前記現像ギャップを調整できるような現像ギャップ制御手段を備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、地肌ポテンシャル係数制御及び現像ギャップ制御手段を行い、色相方向のズレや色差を低減させ得るという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施対象となる画像形成装置の一例として、プリンタの要部の概略構成を示す説明図である。
【図２】同じくプリンタの画像形成部の概略構成を示した説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る単色のプロセス制御に関わる制御系を示すブロック図である。
【図４】黒用の画像検出装置を構成する光学センサの概略構成を示す説明図（ａ）と、他色（カラー）用の画像検出装置を構成する光学センサの概略構成を示す説明図（ｂ）である。
【図５】光学センサ及び光学センサの配置例を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態における単色のプロセス制御の主要な処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】高温高湿環境と低温低湿環境の環境下においてトナー階調パターンを形成したときの現像ポテンシャルに対するトナー付着量を実測した結果を示すグラフである。
【図８】帯電電位Ｖｄが９００［Ｖ］、７００［Ｖ］、５００［Ｖ］である場合に、地肌ポテンシャルを変更して１ドット幅の縦線（感光体の表面移動方向に対応する方向に延びる線）を画像形成したときの地肌ポテンシャルと線幅との対応関係を示す実験結果のグラフである。
【図９】帯電電位Ｖｄが９００［Ｖ］、７００［Ｖ］、５００［Ｖ］である場合に、地肌ポテンシャルを変更して１ドット幅の横線（感光体の表面移動方向に対して直交する方向に対応する方向に延びる線）を画像形成したときの地肌ポテンシャルと線幅との対応関係を示す実験結果のグラフである。
【図１０】帯電電位Ｖｄを９００［Ｖ］、７００［Ｖ］、５００［Ｖ］である場合の地肌ポテンシャルとハーフトーン濃度との対応関係を示す実験結果のグラフ（ａ）と、帯電電位Ｖｄを９００［Ｖ］、７００［Ｖ］、５００［Ｖ］である場合の、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率とハーフトーン濃度との対応関係を示す実験結果のグラフ（ｂ）である。
【図１１】帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス上限値ＶｇＭＡＸに設定された場合に、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス下限値ＶｇＭＩＮに設定された場合に、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス上限値ＶｇＭＡＸと帯電バイアス下限値ＶｇＭＩＮとの間に設定された場合に、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】高温高湿環境下において、所定回数の作像後におけるレーザダイオード（ＬＤ）の露光パワーと各露光部電位ＶＬとの関係を示すグラフ（ａ）と、低温低湿環境下において、同じ回数の作像後におけるＬＤの露光パワーと各露光部電位ＶＬとの関係を示すグラフ（ｂ）である。
【図１５】特定の感光体を用いた画像形成装置における通紙枚数と残留露光部電位Ｖｒとの関係を示すグラフである。
【図１６】３環境（通常環境、低温低湿環境、高温高湿環境）において初期感光体２０２に対する初期時の露光量と露光部電位との対応関係を示すグラフ（ａ〜ｃ）と、３環境において初期感光体に対する５０００枚印刷後の露光量と露光部電位との対応関係を示すグラフ（ｄ〜ｆ）と、３環境において２０００ｋ印刷後の感光体に対する初期時の露光量と露光部電位との対応関係を示すグラフ（ｇ〜ｉ）と、３環境において２０００ｋ印刷後の感光体に対する５０００枚印刷後の露光量と露光部電位との対応関係を示すグラフ（ｊ〜ｌ）である。
【図１７】本発明の実施形態における多重色のトナー付着量を安定させるための多重色のプロセス制御の主要な処理の流れを示すフローチャートである。
【図１８】イエロー（Ｙ）の濃度パッチのトナー付着量と、画像の反射率に比例するイエロー（Ｙ）の画像濃度との関係を実験結果より示したグラフである。
【図１９】イエロー（Ｙ）の画像濃度と彩度の関係を実験結果より示したグラフである。
【図２０】２つのトナーパッチのトナー付着量が同じであったとしても、トナーパッチを形成するトナーのドットの形状がドット高さ、ドット径において異なる場合がある例を示した図である。
【図２１】多重色Ｇに用いる単色のイエロー（Ｙ）の彩度とシアン（Ｃ）の彩度の許容範囲を示すグラフである。
【図２２】イエロー（Ｙ）の地肌ポテンシャル係数に対し、イエロー（Ｙ）のトナー付着量が変化した結果、算出されるイエロー（Ｙ）の彩度を示す図である。
【図２３】シアン（Ｃ）の地肌ポテンシャル係数に対し、シアン（Ｃ）のトナー付着量が変化した結果、算出されるＣの彩度を示す図である。
【図２４】本発明の実施形態で用いられる画像形成部及び現像ギャップ検出装置、現像ギャップ制御装置を上方から見て示す図である。
【図２５】本発明の実施形態で用いられる画像形成部及び現像ギャップ検出装置、現像ギャップ制御装置を手前側（フロント側）から見た図である。
【図２６】ギャップセンサ〜現像スリーブの距離とギャップセンサ〜感光体の距離から算出される現像ギャップ（＝感光体から現像スリーブの距離）の例を示す図である。
【図２７】単色のプロセス制御より得られる現像γの許容範囲（許容範囲とは現像ポテンシャルに対する目標付着量の傾き、すなわちａ＜現像γ＜ｂである）を示す図である。
【図２８】現像γが許容範囲外であれば、現像ギャップをどれ位変動させればよいかという現像スリーブ変位量αを示す図である。
【図２９】現像ギャップ（感光体から現像スリーブの距離）から算出される現像スリーブ変位量の例を示す図である。
【図３０】現像スリーブ変位量から算出される圧電素子変位量の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、色通常行われる単色のプロセス制御に加えて、地肌ポテンシャル係数制御と現像ギャップ制御を行う。地肌ポテンシャル係数制御は、色バランス以外の画像品質低下が発生しない範囲で多重色の色バランスを安定させるための単色の彩度を許容範囲内にする制御を行う。現像ギャップ制御は、画像濃度を一定にするという観点から現像ギャップの変位量を制御し、色相方向のズレや色差を低減させるものである。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
まず、本発明に係る画像形成装置の一実施形態として、電子写真方式のプリンタの一例について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るプリンタの要部の概略構成を示した説明図である。このプリンタは、図示のように、複数の張架ローラに張架された中間転写ベルト１０１に沿って画像形成部１０２Ｙ（イエロー）、１０２Ｍ（マゼンタ）、１０２Ｃ（シアン）、１０２Ｋ（黒）が設けられている。また、各画像形成部１０２Ｙ〜１０２Ｋにより形成されたトナー像は、一次転写装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋにより中間転写ベルト１０１上へ転写される。また、中間転写ベルト１０１上に、転写されたトナー像のトナー付着量を検出するトナー付着量検知手段としての画像検出装置１１０が中間転写ベルト１０１に対向させて設けてある。中間転写ベルト１０１上のトナー像は二次転写装置１１１により記録材上へ（転写紙１１２上へ）転写、あるいは転移される。
【００１６】
図２は、画像形成部１０２Ｙ〜１０２Ｋの概略構成を示した説明図である。なお、各画像形成部１０２Ｙ〜１０２Ｋの構成は同様のものであるので、以下互いに区別することなく説明する。
図中２０２は感光体であり、詳細な図示は省略するが、感光層を円筒状の導電性支持体上に備えたものである。この感光体２０２の周りには、感光体２０２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電装置２０１などが設けてある。図中２０３は、書き込み光Ｌにより感光体表面の感光層に静電潜像を書き込む露光手段としての書込装置、図中２０５は、静電潜像をトナーによって現像する現像手段としての現像装置である。また図中２０６は、感光体２０２上の転写残トナーなどをクリーニングするクリーニング手段としての感光体クリーナ、図中２０７は、感光体２０２の表面を除電する除電手段としての除電装置（以下、イレーズと記載する）である。また、電位検知手段としての電位センサ２１０が設けられている。
【００１７】
感光体２０２は、表面層にフィラーを含有させた高硬度感光体である。この感光体２０２は、表面層にフィラーを含有しない一般的な感光体と同様に、図１４（ａ）、（ｂ）に例示したような感光特性、すなわち、露光量の変化に対する露光部電位の変化割合が露光量の増大につれて徐々に小さくなる感光特性をもっている。また、感光体２０２は、図１５に例示したように、残留露光部電位Ｖｒが経時的に徐々に高まる特性をもっている。したがって、感光体２０２は、画像形成時に使用する露光パワーの範囲内における露光パワーと露光部電位ＶＬとの対応関係が経時的に大きく変化するものである。
【００１８】
帯電装置２０１は、スコロトロンチャージャからなる非接触式帯電器である。スコロトロンチャージャのグリッド電圧（帯電バイアス）Ｖｇを目標帯電電位（本実施形態ではマイナス電位）に設定することで、感光体２０２表面の電位をその目標帯電電位にするものである。なお、帯電装置２０１は、この例のものには限定されず、他の非接触式帯電器や接触式帯電器を用いることもできる。
【００１９】
書込装置２０３は、光源としてレーザーダイオード（ＬＤ）を用い、断続的な書き込み光、すなわち繰り返しパルス状の書き込み光Ｌを照射し、感光体２０２の表面上に１ドットごとの静電潜像（１ドット静電潜像）を形成する。本実施形態では、１ドット静電潜像を形成する際の露光時間（単位露光時間）を変更することで、１ドット静電潜像に付着するトナー付着量を制御して階調制御を行うことが可能となっている。また本実施形態では、最大単位露光時間を１５分割（それぞれの単位露光時間を以下「露光デューティ」という。）して、１６階調の階調制御が可能となっている。したがって、本実施形態では、露光デューティを、０（露光しない）〜１５（最大単位露光時間）の１６段階で調整可能となっている。
【００２０】
現像装置２０５は、感光体２０２の表面に対向配置される現像剤担持体としての現像ローラを備えている。そして、所定極性（本実施形態ではマイナス極性）に帯電したトナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を現像ローラ上に担持させ、感光体２０２の表面にトナーを供給する。現像ローラには、絶対値が露光部電位ＶＬよりも十分に大きくかつ帯電電位Ｖｄよりも十分に小さい現像バイアスＶｂを印加させる。これにより、感光体２０２の表面と現像ローラとが対向する現像領域においては、感光体２０２表面上の静電潜像（露光部）に向けてトナーを移動させ、かつ、感光体２０２の表面上の非静電潜像（非露光部）にはトナーが移動しない電界を形成できる。そして、これにより静電潜像をトナーで現像することができる。
【００２１】
画像形成を行うときには、まず、感光体２０２の表面が一様に目標帯電電位（マイナス電位）となるように、帯電装置２０１により感光体表面を帯電する。次に、帯電された感光体表面部分に対し、画像データに応じた書き込み光Ｌを書込装置２０３の光源（ＬＤ）から感光体２０２Ｙへ露光し、これにより感光体表面の露光部分の電位（絶対値）が下がることにより、感光体表面に静電潜像が形成される。この後、感光体２０２上に形成された静電潜像（本実施形態では露光部）は、現像装置２０５の現像剤担持体である現像ローラ上に担持されたトナーによってトナー像に現像される。具体的には、現像ローラに対し、絶対値が露光部電位ＶＬよりも大きくかつ帯電電位Ｖｄよりも小さい現像バイアスＶｂを印加して、所定極性（本実施形態ではマイナス極性）に帯電したトナーを静電的に静電潜像に付着させることにより現像する。
【００２２】
感光体２０２上に形成されたトナー像は、一次転写装置１０６により中間転写ベルト１０１上に転写される。中間転写ベルト１０１に転写されずに感光体２０２上に残った転写残トナーは感光体クリーナ２０６で回収される。また、中間転写ベルト１０１上にトナー像を転写した後の感光体表面は、イレーズ２０７により一様に除電光が照射されることにより、非静電潜像部分が除電されて、一様に除電された状態になる。
【００２３】
このようにして各画像形成部１０２Ｙ〜１０２Ｋで形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト１０１上に互いに重なり合うように一次転写される。その後、中間転写ベルト１０１上に転写された各色トナー像を二次転写装置１１１により中間転写ベルト１０１から転写紙１１２へ転写し、図示しない定着装置によってトナー像が転写紙１１２に定着され一連の印刷プロセスを終了する。
【００２４】
次に、出力画像の安定化を図るために、規定の１ドット静電潜像に対するトナー付着量を安定させるための単色のプロセス制御について説明する。ここでは、説明を簡略化するため、帯電バイアスＶｇ、現像バイアスＶｂ及び露光パワー（以下「ＬＤパワー」という。）を調整する制御を中心に説明する。なお、本実施形態では、この単色のプロセス制御中に、書込装置２０３が画像形成時に用いる基準露光量を調整する露光量調整制御が含まれるが、露光量調整制御を単色のプロセス制御とは別に行ってもよい。
【００２５】
図３は、本実施形態における単色のプロセス制御に関わる制御系を示すブロック図である。
本実施形態の単色のプロセス制御では、まず、中間転写ベルト１０１に所定の条件によって通常の画像形成動作によりトナーパターン（トナー像）である濃度パッチ（単色パッチ）１１３を形成する。この濃度パッチ１１３のトナー付着量を光学式反射濃度センサである後述する光学センサ３０１、３０２で構成される画像検出装置１１０で検出する。制御部４１は、画像検出装置１１０の検出結果に基づき、帯電装置２０１のグリッド電圧（帯電バイアス）Ｖｇ、現像装置２０５の現像バイアスＶｂ及び書込装置２０３のＬＤパワーを調整する。
【００２６】
図４（ａ）は、黒用の画像検出装置１１０を構成する光学センサ３０１の概略構成を示す説明図であり、図４（ｂ）は、他色（カラー）用の画像検出装置１１０を構成する光学センサ３０２の概略構成を示す説明図である。
光学センサ３０１は、発光素子３０３と、濃度パッチ１１３や中間転写ベルト１０１の表面からの正反射光を受光する正反射光受光素子３０４とから構成されている。光学センサ３０２は、発光素子３０３、濃度パッチ１１３や中間転写ベルト１０１の表面からの正反射光を受光する正反射光受光素子３０４を備える。さらに、濃度パッチ１１３や中間転写ベルト１０１の表面からの拡散反射光を受光する拡散反射光受光素子３０５を備える。
【００２７】
これら光学センサ３０１及び光学センサ３０２は、図５に示すように、中間転写ベルト１０１上に形成した濃度パッチ１１３と対向し得る位置にそれぞれ配置されている。制御部４１は、書き込み光Ｌの書き込み開始後、濃度パッチ１１３が光学センサ３０１及び光学センサ３０２との対向位置に到達するタイミングに合わせて、正反射光受光素子３０４や拡散反射光受光素子３０５からの出力電圧を検出する。その検出結果（センサ検知結果）に対して付着量変換処理を行うことにより、各濃度パッチ１１３のトナー付着量を導出する。具体的には、例えば、出力電圧とトナー付着量との対応関係を記述した変換テーブルを予めＲＯＭ４４に記憶しておき、この変換テーブルを用いてトナー付着量を導出する。または、例えば、出力電圧をトナー付着量に変換する変換式を演算させてトナー付着量を導出するようにしてもよい。その他、種々の公知の変換手法を用いることができ、上述したものには限定されない。
【００２８】
図６は、本実施形態における単色のプロセス制御の主要な処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態において、目標トナー付着量範囲が、０［ｍｇ／ｃｍ＾２］付近から０．５［ｍｇ／ｃｍ＾２］までの範囲内である場合について説明する。この範囲は、転写紙１１２上に形成される低濃度から高濃度までの画像に対して適切に付着量変換処理を実行できるように単色のプロセス制御を行うときのトナー階調パターンの範囲である。以上及び以下の説明において、前記の符号「＾」は、その後ろの数値がべき乗の指数を示す。
【００２９】
単色のプロセス制御は、画像検出装置１１０の校正や異常検査などの前処理工程を終えた後に行う。まず、現在設定されている帯電バイアスＶｇ０、現像バイアスＶｂ０、露光パワーＬＤＰ等の画像形成条件で、１０階調の濃度パッチを感光体表面上に形成する（ステップＳ１：以下では「ステップ」の記載を省略する。）。光パワーＬＤＰ等の画像形成条件は、前回の単色のプロセス制御で設定された画像形成条件である。そして、このときの帯電電位（非露光部電位）Ｖｄ０を電位センサ２１０で検知する（Ｓ２）。また、これらの１０階調の濃度パッチに付着したトナー付着量を、画像検出装置１１０で検知する（Ｓ３）。そして、前記Ｓ２で検知した帯電電位Ｖｄ０と、前記Ｓ３で検知した１０階調分のトナー付着量とから、現時点における現像γ（ガンマ）を算出する（Ｓ４）。
【００３０】
図７は、高温高湿環境（３２［℃］、５４［％］）と低温低湿環境（１０［℃］、１５［％］）の環境下においてトナー階調パターンを形成したときの現像ポテンシャルに対するトナー付着量を実測した結果を示すグラフである。なお、このグラフは、横軸に現像ポテンシャルをとり、縦軸にトナー付着量をとっている。現像γとは、このグラフの傾きを示すパラメータであり、現像ポテンシャルとトナー付着量との対応関係を示すパラメータである。ここで、現像ポテンシャルとは、感光体上の露光部電位ＶＬと現像バイアスＶｂとの電位差を示すものであり、現像ポテンシャルが大きければ１ドット静電潜像に付着するトナー量が多くなり、画像濃度が高まることになる。また、後述する地肌ポテンシャルとは、感光体上の非露光部電位すなわち帯電電位Ｖｄと現像バイアスＶｂとの電位差を示すものである。地肌ポテンシャルが小さすぎると非露光部にトナーが付着してしまう地汚れが発生し、地肌ポテンシャルが大きすぎると現像剤中の磁性キャリアが感光体表面に付着してしまうキャリア付着が発生する。
【００３１】
高温高湿環境の場合、本実施形態における目標トナー付着量範囲の最大トナー付着量（目標最大トナー付着量）である０．５［ｍｇ／ｃｍ＾２］の濃度パッチを形成するためには、図７に示されるように現像ポテンシャルとして３６０［Ｖ］が必要となる。これに対し、低温低湿環境では０．５［ｍｇ／ｃｍ＾２］の濃度パッチを形成するためには、５００［Ｖ］の現像ポテンシャルが必要となる。このように０．５［ｍｇ／ｃｍ＾２］という同じトナー付着量で濃度パッチを形成するのに必要な現像ポテンシャルは温度湿度環境によって異なる。温度湿度環境によって現像ポテンシャルが異なる理由は、温度湿度環境によりトナーの帯電量が変化することが挙げられる。一般的に高温高湿度環境ではトナーの帯電量が小さくなるため、同じ現像ポテンシャルでもトナー付着量が増加し、反対に低温低湿度環境ではトナーの帯電量が大きくなるためトナー付着量が減少する。
【００３２】
このように、温度湿度環境の変動によって、目標の画像濃度（目標のトナー付着量）を得るための現像ポテンシャルが変わってくる。また、温度湿度環境以外の要因でも目標のトナー付着量を得るための現像ポテンシャルが変わってくる。したがって、適当なタイミングで現時点における現像γを確認し、その現像γから目標のトナー付着量を得るための現像ポテンシャルを求める。そして、各種画像形成条件（帯電バイアスＶｇ、現像バイアスＶｂ、基準露光量（基準露光パワー、基準露光デューティ））を決定する必要がある。
【００３３】
そこで、本実施形態では、前記Ｓ４で算出した現像γから、目標最大トナー付着量である０．５［ｍｇ／ｃｍ＾２］のトナー付着量を得るための現像ポテンシャルＶｂＬを算出する（Ｓ５）。そして、目標最大トナー付着量を得るべく画像形成するときの現像ポテンシャルが、前記Ｓ５で算出した現像ポテンシャルＶｂＬとなるように、各種画像形成条件を調整する。以下、この調整方法について、具体的に説明する。
【００３４】
本実施形態においては、現在設定されている帯電バイアスＶｇ０及び現像バイアスＶｂ０を印加した状態で、基本露光パワーＬＤＰ０の１．５倍（１５０％）の露光パワーＬＤＰ’で、かつ、露光デューティを最大値（１５）にして、感光体表面を露光する。そして、これにより形成された静電潜像（露光部）の電位を、残留露光部電位Ｖｒ’として、電位センサ２１０により検知する（Ｓ６）。この残留露光部電位Ｖｒ’は、最終的な残留露光部電位Ｖｒを検知する際に用いる現像バイアスＶｂ’と目標帯電電位Ｖｄ’とを求めるためのものである。
【００３５】
次に、本実施形態においては、前記Ｓ６で検知した残留露光部電位Ｖｒ’から、下記の数式（１）により、このときの暫定的な基準露光部電位ＶＬ０’を算出する（Ｓ７）。なお、基準露光部電位とは、基準露光量（基準露光パワーＬＤＰ、基準露光デューティ）で露光したときの露光部電位である。
ＶＬ０’＝Ｖｒ’−５０・・・（１）
ここで、残留露光部電位Ｖｒ’に−５０［Ｖ］を加算した値を基準露光部電位ＶＬ０’と設定しているのは、一般に、基準露光部電位は、残留露光部電位Ｖｒ’に−５０［Ｖ］を加算した値付近に存在することが経験的に認められるからである。なお、この暫定の基準露光部電位ＶＬ０’と実際の基準露光部電位ＶＬ０との誤差は、後述する補正処理により補正される。
【００３６】
次に、このようにして求めた暫定の基準露光部電位ＶＬ０’から、まず、最終的な残留露光部電位Ｖｒを検知する際に用いるＶｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を、下記の数式（２）により算出する。
Ｖｂ’＝ＶｂＬ＋ＶＬ０’・・・（２）
続いて、前記数式（２）により算出したＶｒ検知用の現像バイアスＶｂ’から、Ｖｒ検知用の目標帯電電位Ｖｄ’を、下記の数式（３）により算出する。
Ｖｄ’＝Ｖｂ’＋Ｖｂｇ・・・（３）
【００３７】
ここで、前記数式（３）中の地肌ポテンシャルＶｂｇは、従来は一定値（例えば２００［Ｖ］）が使用されていたが、後述する理由により、本実施形態では現像ポテンシャルＶｂＬに応じて変更される可変値とする。具体的には、地肌ポテンシャルＶｂｇは下記の数式（４）から算出される（Ｓ８）。
Ｖｂｇ＝ＶｂＬ×α・・・（４）
前記数式（４）中のαは、現像ポテンシャルＶｂＬに対する地肌ポテンシャルＶｂｇの好適な比率を示すパラメータであり、以下、地肌ポテンシャル決定係数という。この地肌ポテンシャル決定係数αは、以下の観点から、実験的に求まる値である。
【００３８】
下記の表１は、地肌ポテンシャル決定係数αを求めるための実験条件及び実験結果を示す表である。
【表１】
2015127766.tif 000003
【００３９】
本実験では、前提として、トナー補給を行わないようにし、各種画像形成条件は実験中に変更しないようにする。そして、まず、帯電電位Ｖｄが約９００［Ｖ］となるようにそれぞれ調整する。また、前記表１に示した実験条件のように地肌ポテンシャルを異ならせた状態で、現像バイアスＶｂ及び露光パワーを前記表１に示した実験条件に合わせて設定する。その後、印刷しながら、ベタ画像の画像濃度ＩＤが１．６となるまで強制的にトナー補給を行い、画像濃度ＩＤが１．６となった条件で、１ドット細線の線幅測定用の画像を１枚印刷する。また、１ドット細線の線幅測定用の画像についての感光体表面上におけるトナー像を採取し、トナー付着量を測定する。また、ハーフトーン画像を印刷し、そのハーフトーン濃度を測定する。この実験は、帯電電位Ｖｄが約７００［Ｖ］、約５００［Ｖ］の場合についても同様に行う。
【００４０】
図８（ａ）、（ｂ）は、帯電電位Ｖｄが９００［Ｖ］、７００［Ｖ］、５００［Ｖ］である場合に、地肌ポテンシャルを変更したときの地肌ポテンシャルと線幅との対応関係を示す前記実験結果のグラフである。詳細には、１ドット幅の縦線（感光体表面移動方向に対応する方向に延びる線）を画像形成したときの対応関係を示す。なお、図８（ａ）は、横軸に地肌ポテンシャルをとったものであり、図８（ｂ）は横軸に現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率をとったものである。
【００４１】
図９（ａ）、（ｂ）は、帯電電位Ｖｄを９００［Ｖ］、７００［Ｖ］、５００［Ｖ］である場合に、地肌ポテンシャルを変更したときの地肌ポテンシャルと線幅との対応関係を示す前記実験結果のグラフである。詳細には、１ドット幅の横線（感光体表面移動方向に対して直交する方向に対応する方向に延びる線）を画像形成したときの対応関係を示す。なお、図９（ａ）は、横軸に地肌ポテンシャルをとったものであり、図９（ｂ）は横軸に現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率をとったものである。
【００４２】
これらのグラフは、トナー付着量（画像濃度）がすべて目標最大付着量である０．５［ｍｇ／ｃｍ＾２］となるように現像γや現像ポテンシャルを調整した状態で、地肌ポテンシャルを変更したものである。
【００４３】
図８（ａ）及び図９（ａ）からわかるように、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整しても、地肌ポテンシャルの違いにより、帯電電位Ｖｄの違いにかかわらず、細線の線幅が異なってくるという画質変化が起きる。これは、地肌ポテンシャルの違いに応じて、露光部における非露光部との境界部分に付着するトナーに対する、非露光部と現像ローラとの間の電界（以下、「地肌部電界」という。）の影響が異なってくるからだと推測される。より詳しくは、トナーを現像ローラ側へ移動させる地肌部電界が強くなると、露光部における非露光部との境界部分からトナーを取り除く又はその境界部分にトナーを付着させない作用が高まり、その結果、露光部の面積に対するトナー付着面積が小さくなる。この結果が、細線の線幅が狭くなるという画質劣化として顕在化したものと推測される。逆に、トナーを現像ローラ側へ移動させる地肌部電界が弱くなると、露光部の面積に対するトナー付着面積が大きくなって、細線の線幅が広くなるという画質劣化として顕在化する。
【００４４】
図８（ａ）及び図９（ａ）は、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整したものである。このような調整を行う場合に地肌ポテンシャルが従来のように固定値（例えば２００［Ｖ］）であると、帯電電位Ｖｄの違いにより細線の線幅が異なってしまうことがわかる。本実施形態の単色のプロセス制御でも、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルの調整を行うので、地肌ポテンシャルが固定値であると、細線の線幅が変化する画質変化が生じてしまう。特に、本実施形態では、上述したように残留露光部電位Ｖｒが経時的に徐々に高まる特性をもった感光体を使用している。そのため、経時的に同じトナー付着量を確保するためには、適切な現像ポテンシャルを確保するために現像バイアスを経時的に徐々に高める必要が生じる。そして、現像バイアスの上昇に伴い、固定値である地肌ポテンシャルを維持すべく、帯電電位Ｖｄが経時的に徐々に高まるように調整される。そのため、地肌ポテンシャルが固定値（例えば２００［Ｖ］）であると、経時的に細線の線幅が太くなるという画質劣化が生じる。
【００４５】
一方で、図８（ｂ）及び図９（ｂ）を見ると、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整する場合でも、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が一定であれば、帯電電位Ｖｄが異なっていても細線の線幅が変化しないことが理解できる。この比率が一定であれば、露光部における非露光部との境界部分に付着するトナーに対する、露光部と現像ローラとの間の現像電界による影響と、非露光部と現像ローラとの間の地肌部電界による影響とが安定する。その結果、現像ポテンシャルや地肌ポテンシャルが変化しても、露光部の面積に対するトナー付着面積はほとんど変化しないためだと推測される。
【００４６】
すなわち、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを確保しつつ、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率（地肌ポテンシャル決定係数）が一定になるように（あるいは、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が予め決められた目標比率となるように）、地肌ポテンシャルを調整する。それにより、一定の画像濃度を維持しつつ細線の線幅が変化するという画質変化を抑制できる。
【００４７】
また、図１０（ａ）は、帯電電位Ｖｄを９００［Ｖ］、７００［Ｖ］、５００［Ｖ］である場合の地肌ポテンシャルとハーフトーン濃度との対応関係を示す前記実験結果のグラフである。図１０（ｂ）は、帯電電位Ｖｄを９００［Ｖ］、７００［Ｖ］、５００［Ｖ］である場合の、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率とハーフトーン濃度との対応関係を示す前記実験結果のグラフである。
【００４８】
図１０（ａ）は、ベタ画像のトナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整した場合において、地肌ポテンシャルが従来のように固定値（例えば２００［Ｖ］）であると、帯電電位Ｖｄの違いによりハーフトーン濃度が異なってしまうことを示している。本実施形態の単色のプロセス制御でも、ベタ画像のトナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルの調整を行うので、地肌ポテンシャルが固定値であると、ハーフトーン濃度が変化する画質変化が生じてしまう。特に、本実施形態では、残留露光部電位Ｖｒが経時的に徐々に高まる特性をもった感光体を使用しているため、上述したように帯電電位Ｖｄが経時的に徐々に高まるように調整される。そのため、地肌ポテンシャルが固定値（例えば２００［Ｖ］）であると、経時的にハーフトーン濃度が低下するという画質劣化が生じる。
【００４９】
一方で、図１０（ｂ）を見ると、ベタ画像のトナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整する場合、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が一定であれば、帯電電位Ｖｄが異なっていてもハーフトーン濃度が変化しないことが理解できる。これは、上述した細線の線幅の場合と同様の理由によるものと考えられる。
【００５０】
トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを確保しつつ、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率（地肌ポテンシャル決定係数）が一定になるように地肌ポテンシャルを調整する。すると、一定の画像濃度を維持しつつハーフトーン濃度が変化するという画質変化も抑制できる。
【００５１】
そして、上述した実験結果からすれば、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率すなわち地肌ポテンシャル決定係数αは、０．４０〜０．８０の範囲内、好ましくは０．４０〜０．４５の範囲内であれば、上述した画質変化を良好に抑制できる。なお、本実施形態では、地肌ポテンシャル決定係数αを０．４に設定するものとする。
【００５２】
このようにして、地肌ポテンシャルＶｂｇは、前記数式（４）により、前記Ｓ５で算出した現像ポテンシャルＶｂＬに地肌ポテンシャル決定係数αを乗じて算出される。しかし、上述したように、地肌ポテンシャルＶｂｇが小さすぎると地汚れが発生し、地肌ポテンシャルＶｂｇが大きすぎるとキャリア付着が発生する。したがって、地汚れやキャリア付着が発生しない範囲から外れた地肌ポテンシャルＶｂｇを設定すると、上述した細線の線幅変化やハーフトーン濃度変化よりも深刻な不具合が生じてしまう。
【００５３】
よって、本実施形態では、地汚れやキャリア付着が発生しない規定範囲から外れた地肌ポテンシャルＶｂｇが設定されないように、次のような処理を行っている。すなわち、前記数式（４）により算出した地肌ポテンシャルＶｂｇが規定範囲の上限値（ＶｂｇＭＡＸ）よりも高い値である場合には、その上限値ＶｂｇＭＡＸを地肌ポテンシャルＶｂｇとして算出し、以後の処理に使用する。また、前記数式（４）により算出した地肌ポテンシャルＶｂｇが規定範囲の下限値（ＶｂｇＭＩＮ）よりも低い値である場合には、その下限値ＶｂｇＭＩＮを地肌ポテンシャルＶｂｇとして算出し、以後の処理に使用する。
【００５４】
次に、前記Ｓ７で算出した暫定の基準露光部電位ＶＬ０’から、最終的な残留露光部電位Ｖｒを検知する際に用いるＶｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を前記数式（２）により算出する（Ｓ９）。また、前記数式（２）により算出したＶｒ検知用の現像バイアスＶｂ’と、前記Ｓ８で算出した地肌ポテンシャルＶｂｇとを用いて、前記数式（３）により、Ｖｒ検知用の目標帯電電位Ｖｄ’を算出する（Ｓ９）。
【００５５】
そして、帯電電位がＶｒ検知用の目標帯電電位Ｖｄ’となるように、Ｖｒ検知用の帯電バイアスＶｇ’を設定する（Ｓ１０）。
具体的には、まず、帯電バイアスを予め決められた固定値（本実施形態では−５５０［Ｖ］）に設定する。また、現像バイアスも予め決められた固定値（本実施形態では−３５０［Ｖ］）に設定した条件下で、感光体表面を帯電させる。そして、このときの帯電電位を電位センサ２１０で検知する。この検知結果が前記Ｓ９で算出した目標帯電電位Ｖｄ’を中心とした目標範囲内（本実施形態ではＶｄ’±５［Ｖ］）であれば、この測定に用いた前記固定値（−５５０［Ｖ］）をＶｒ検知用の帯電バイアスＶｇ’に設定する。
【００５６】
一方、この検知結果が目標範囲内から外れている場合には、現時点における帯電バイアスと帯電電位との関係を最小二乗法により１次近似して概略関係式（１次近似式）を求める。帯電バイアスの固定値（−５５０［Ｖ］）及びその検知結果（帯電電位）と、単色のプロセス制御の前処理時に用いた帯電バイアス（本実施形態では−７００［Ｖ］）及びそのときに電位センサ２１０で検知した帯電電位とを用いる。そして、この１次近似式から、Ｖｒ検知用の目標帯電電位Ｖｄ’に対応するＶｒ検知用の帯電バイアスを特定する。その後、ここで特定したＶｒ検知用の帯電バイアスを用いて再び感光体表面を帯電させ、このときの帯電電位を電位センサ２１０で検知する。この検知結果が目標範囲内であれば、前記で特定したＶｒ検知用の帯電バイアスをＶｒ検知用の帯電バイアスＶｇ’に決定する。この検知結果が目標範囲内から外れている場合には、さらに、このときの測定結果も加えて、さらに帯電バイアスと帯電電位との関係を示す１次近似式を求め、検知結果が目標範囲内に入るまで同様の処理を繰り返す。
【００５７】
ここで、使用する帯電装置２０１の仕様等により、設定できる帯電バイアスの範囲に制限がある場合が多い。本実施形態では、帯電バイアスの設定可能範囲は、−４５０［Ｖ］以上−９００［Ｖ］以下の範囲に制限される。よって、本実施形態では、前記のように決定したＶｒ検知用の帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアスの設定可能範囲の上限値（ＶｇＭＡＸ＝−９００［Ｖ］）を越える場合には、その上限値ＶｇＭＡＸを帯電バイアスＶｇ’として設定する。一方、前記のように決定したＶｒ検知用の帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアスの設定可能範囲の下限値（ＶｇＭＩＮ＝−４５０［Ｖ］）を下回る場合には、その下限値ＶｇＭＩＮを帯電バイアスＶｇ’として設定する。
【００５８】
また、前記のように設定したＶｒ検知用の帯電バイアスＶｇ’に応じ、地肌ポテンシャルが前記Ｓ８で算出した地肌ポテンシャルＶｂｇとなるように、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を修正して設定する（Ｓ１０）。
【００５９】
図１１は、帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス上限値ＶｇＭＡＸに設定された場合に、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。また図１２は、帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス下限値ＶｇＭＩＮに設定された場合に、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。そして図１３は、帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス上限値ＶｇＭＡＸと帯電バイアス下限値ＶｇＭＩＮとの間に設定された場合に、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。
帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス上限値ＶｇＭＡＸに設定された場合、図１１に示すように、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸに設定されているとする（Ｓ２１のＹｅｓ）。そして、地肌ポテンシャルＶｂｇを下記の数式（５）により求まる値に修正する（Ｓ２２）。
Ｖｂｇ＝Ｖｂｇ１＝ＶｂｇＭＡＸ−（Ｖｄ’［算出値］−ＶｇＭＡＸ）×β１・・・（５）
前記数式（５）中のＶｄ’［算出値］とは、前記Ｓ９で算出したＶｒ検知用の目標帯電電位Ｖｄ’であり、前記Ｓ１０で検出した帯電電位Ｖｄ’［検出値］と区別したものである。また、前記数式（５）中のβ１は、帯電バイアスの設定可能範囲内で現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を一定にするための係数であり、通常は地肌ポテンシャル決定係数αと同様の値に設定される。
【００６０】
一方、地肌ポテンシャルＶｂｇが下限値ＶｂｇＭＩＮに設定されていれば（Ｓ２３のＹｅｓ）、地肌ポテンシャルＶｂｇの修正は行わず（Ｓ２４）、そのまま下限値ＶｂｇＭＩＮとする。
他方、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸと下限値ＶｂｇＭＩＮとのに設定されていれば（Ｓ２３のＮｏ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを下記の数式（６）により求まる値に修正する（Ｓ２５）。
Ｖｂｇ＝Ｖｂｇ２＝Ｖｂｇ−（Ｖｄ’［算出値］−ＶｇＭＡＸ）×β１・・・（６）
【００６１】
続いて、地肌ポテンシャルＶｂｇが下限値ＶｂｇＭＩＮ以下である場合（Ｓ２６のＹｅｓ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを下限値ＶｂｇＭＩＮに再修正した後（Ｓ２７）、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を下記の数式（７）により求まる値に設定する（Ｓ２８）。
Ｖｂ’＝ＶｇＭＡＸ−ＶｂｇＭＩＮ・・・（７）
他方、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸと下限値ＶｂｇＭＩＮとの間である場合（Ｓ２６のＮｏ）、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を下記の数式（８）により求まる値に設定する（Ｓ２９）。
Ｖｂ’＝ＶｇＭＡＸ−Ｖｂｇ・・・（８）
【００６２】
また、帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス下限値ＶｇＭＩＮに設定された場合、図１２に示すように、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸに設定されているとする（Ｓ３１のＹｅｓ）。そして、地肌ポテンシャルＶｂｇの修正は行わず（Ｓ３２）、そのまま上限値ＶｂｇＭＡＸとする。
一方、地肌ポテンシャルＶｂｇが下限値ＶｂｇＭＩＮに設定されていれば（Ｓ３３のＹｅｓ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを下記の数式（９）により求まる値に修正する（Ｓ３４）。
Ｖｂｇ＝Ｖｂｇ３＝ＶｂｇＭＩＮ−（Ｖｄ’［算出値］−ＶｇＭＩＮ）×β２・・・（９）
前記数式（５）中のβ２は、前記β１と同様、帯電バイアスの設定可能範囲内で現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を一定にするための係数であり、通常は地肌ポテンシャル決定係数αと同様の値に設定される。
【００６３】
他方、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸと下限値ＶｂｇＭＩＮとのに設定されていれば（Ｓ３３のＮｏ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを下記の数式（１０）により求まる値に修正する（Ｓ３５）。
Ｖｂｇ＝Ｖｂｇ４＝Ｖｂｇ−（Ｖｄ’［算出値］−ＶｇＭＩＮ）×β２・・・（１０）
【００６４】
続いて、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸ以上である場合（Ｓ３６のイエス（Ｙｅｓ））、地肌ポテンシャルＶｂｇを上限値ＶｂｇＭＡＸに再修正する（Ｓ３７）。その後、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を下記の数式（１１）により求まる値に設定する（Ｓ３８）。
Ｖｂ’＝ＶｇＭＩＮ−ＶｂｇＭＡＸ・・・（１１）
他方、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸと下限値ＶｂｇＭＩＮとの間である場合（Ｓ３６のＮｏ）、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を下記の数式（１２）により求まる値に設定する（Ｓ３９）。
Ｖｂ’＝ＶｇＭＩＮ−Ｖｂｇ・・・（１２）
【００６５】
また、帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアスの上限値ＶｇＭＡＸと下限値ＶｇＭＩＮとの間に設定された場合、図１３に示すように、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸに設定されているとする（Ｓ４１のＹｅｓ）。その場合、地肌ポテンシャルＶｂｇを下記の数式（１３）により求まる値に修正する（Ｓ４２）。
Ｖｂｇ＝Ｖｂｇ５＝ＶｂｇＭＡＸ−（Ｖｄ’［算出値］−Ｖｄ’［検出値］）・・・（１３）
一方、地肌ポテンシャルＶｂｇが下限値ＶｂｇＭＩＮに設定されていれば（Ｓ４３のＹｅｓ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを下記の数式（１４）により求まる値に修正する（Ｓ４４）。
Ｖｂｇ＝Ｖｂｇ６＝ＶｂｇＭＩＮ−（Ｖｄ’［算出値］−Ｖｄ’［検出値］）・・・（１４）
他方、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸと下限値ＶｂｇＭＩＮとのに設定されていれば（Ｓ４３のＮｏ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを下記の数式（１５）により求まる値に修正する（Ｓ４５）。
Ｖｂｇ＝Ｖｂｇ７＝Ｖｂｇ−（Ｖｄ’［算出値］−Ｖｄ’［検出値］）・・・（１５）
【００６６】
その後、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を下記の数式（１６）により求まる値に設定する（Ｓ４７）。
Ｖｂ’＝Ｖｄ’［検出値］−Ｖｂｇ・・・（１６）
【００６７】
次に、以上のように設定したＶｒ検知用の暫定の帯電バイアスＶｇ’及び現像バイアスＶｂ’を用いて感光体表面を露光する。前記Ｓ６の場合と同様の方法を採る。具体的には、基本露光パワーＬＤＰ０の１．５倍（１５０％）の露光パワーＬＤＰ’で、かつ、露光デューティを最大値（１５）で感光体表面を露光する。そして、これにより形成された静電潜像（露光部）の電位を、最終的な残留露光部電位（検知残留電位）Ｖｒとして、電位センサ２１０により検知する（Ｓ１１）。
【００６８】
その後、本実施形態では、調整用露光部電位Ｖｐｌを、下記の数式（１７）により算出する（Ｓ１２）。調整用露光部電位Ｖｐｌが属する領域を目標帯電電位Ｖｄ’と残留露光部電位Ｖｒとから判断する。具体的には、露光量の変化に対する感光体表面の露光部電位の変化割合が大きい低露光量領域に属する。この領域は、図１４（ａ）及び（ｂ）に示したグラフで言えばおおよそグラフ中央からその左側にわたる領域である。
Ｖｐｌ＝（Ｖｄ’−Ｖｒ）÷３＋Ｖｒ・・・（１７）
そして、ここで新たに検出した残留露光部電位Ｖｒを用いて前記Ｓ７〜Ｓ１０までの処理と同様の処理を行うことにより、暫定の帯電バイアスＶｇ”及び現像バイアスＶｂ”を再設定する（１３）。
【００６９】
次に、調整用露光部電位Ｖｐｌを得るためのＶｐｌ用露光パワー（プレ基準露光量）を特定する（Ｓ１４）。ただし、本実施形態の調整用露光部電位Ｖｐｌは、おおよそ、基準露光部電位の１／３に相当する付近をとる。そのため、この付近で最適なＶｐｌ用露光パワーを探すために、このときの露光デューティは、基準露光量（露光デューティ＝１５／１５）の１／３である５／１５の露光デューティを用いる。
【００７０】
調整用露光部電位Ｖｐｌを得るためのＶｐｌ用露光パワーを特定するにあたり、露光デューティを５／１５に固定したまま、露光パワーを基本露光パワーＬＤＰ０の６０％、８０％、１００％、１２０％、１５０％と順次切り替えて、静電潜像（露光部）を作成する。なお、このときの帯電バイアス及び現像バイアスは、前記Ｓ１３で設定した暫定の帯電バイアスＶｇ”及び現像バイアスＶｂ”である。そして、各露光部の電位を電位センサ２１０で検知するとともに、このときの帯電電位Ｖｄも電位センサ２１０で検知する。そして、各露光部に対応する露光パワーと、そのときの帯電電位Ｖｄ及び残留露光部電位Ｖｒとから前記数式（１７）により求まる各調整用露光部電位Ｖｐｌとの対応関係を示す５つのデータ組を算出する。そして、各データ組により、露光パワーと調整用露光部電位Ｖｐｌとの関係を最小二乗法により１次近似して概略関係式（１次近似式）を求め、この１次近似式から、前記Ｓ１２で算出した調整用露光部電位Ｖｐｌを得るためのＶｐｌ用露光パワーを特定する。
【００７１】
その後、ここで特定したＶｐｌ用露光パワー（露光デューティ＝５／１５）を用いて感光体表面を露光し、このときの露光部電位を電位センサ２１０で検知する。この検知結果が目標範囲内（前記Ｓ１２で算出した調整用露光部電位Ｖｐｌの±３［Ｖ］以内）であれば、前記で特定したＶｐｌ用露光パワーをそのまま用いる。一方、この検知結果が目標範囲内から外れている場合には、さらに、前記で特定したＶｐｌ用露光パワーを所定の調整値で調整する。そして、この調整したＶｐｌ用露光パワーを用いて感光体表面を再び露光し、このときの露光部電位を電位センサ２１０で検知する処理を、その検知結果が目標範囲内に入るまで繰り返し行う。
【００７２】
このようにして、調整用露光部電位Ｖｐｌを得るためのＶｐｌ用露光パワーを特定したら、次に、このＶｐｌ用露光パワーを、基準露光量の露光デューティである１５／１５露光デューティの露光パワーに換算する（Ｓ１５）。本実施形態では、Ｖｐｌ用露光パワーを特定するために用いた露光デューティが基準露光量の露光デューティ（１５／１５）の１／３であったので、前記Ｓ１４で特定したＶｐｌ用露光パワーを３倍して１５／１５露光デューティの露光パワーに換算する。
【００７３】
次に、このようにして換算して得た換算露光パワーから基準露光パワーを決定する（Ｓ１６）。ここで、本実施形態の条件では、換算露光パワーと基準露光パワーとの関係は、約２／３になることが予め実験等により把握されている。したがって、本実施形態では、換算露光パワーに２／３を乗じて得られる値を基準露光パワーとして決定する。なお、この換算値（本実施形態では２／３）は、実験等により適宜設定される。
【００７４】
以上のようにして基準露光パワーを求めたら、最後に、前記Ｓ７におおいて暫定的に決めた基準露光部電位ＶＬ０’と実際の基準露光部電位ＶＬ０との誤差を補正するための補正処理を行う。具体的には、まず、基準露光量（前記Ｓ１６で決定した基準露光パワー、１５／１５露光デューティ）で静電潜像（露光部）を作成し、その露光部の電位（基準露光部電位ＶＬ０）を電位センサ２１０で検知する（Ｓ１７）。なお、このときの帯電バイアス及び現像バイアスは、前記Ｓ１３で設定した暫定の帯電バイアスＶｇ”及び現像バイアスＶｂ”である。このようにして検知した基準露光部電位ＶＬ０と、前記Ｓ７におおいて暫定的に決めた基準露光部電位ＶＬ０’との差分ΔＶＬを算出する（Ｓ１８）。そして、この差分ΔＶＬを補正値とし、前記Ｓ１３で設定した暫定の帯電バイアスＶｇ”及び現像バイアスＶｂ”を補正して、最終的な帯電バイアスＶｇ及び現像バイアスＶｂを決定する（Ｓ１９）。したがって、最終的な帯電バイアスＶｇは下記の数式（１８）となり、最終的な現像バイアスＶｂは下記の数式（１９）となる。ただし、補正後の帯電バイアスＶｇ及び現像バイアスＶｂが予め設定されているそれぞれ上下限値を越える場合には、補正前の帯電バイアスＶｇ及び現像バイアスＶｂを最終的な値として用いる。
Ｖｇ＝Ｖｇ”−ΔＶＬ・・・（１８）
Ｖｂ＝Ｖｂ”−ΔＶＬ・・・（１９）
【００７５】
本実施形態の単色のプロセス制御では、帯電バイアスＶｇが上限値ＶｇＭＡＸを越えて設定されることがないように、現像ポテンシャルと地肌ポテンシャルの両方を調整している。具体的には、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が地肌ポテンシャル決定係数αに維持されるように調整している。このような調整により、帯電バイアスＶｇが上限値ＶｇＭＡＸを越えて設定されることを防止しつつ、細線の線幅変化やハーフトーン濃度の変化などの画質変化を抑制することができる。ただし、この場合には、現像ポテンシャルが若干低めに設定されることになるため、画像濃度がわずかに低下し、多少の画質変化が起きるおそれがある。よって、画像濃度の維持を優先する場合には、帯電バイアスＶｇが上限値ＶｇＭＡＸを越えた分については地肌ポテンシャルだけ調整してもよい。この場合、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が若干変化するため、細線の線幅変化やハーフトーン濃度の変化などの画質変化がわずかに発生するおそれがあるが、画像濃度の変化は防止できる。
【００７６】
以上が、通常の単色のトナー付着量を安定させるための単色のプロセス制御となる。しかし、背景の技術でも述べた様に、多重色のトナー付着量を安定させるための多重色のプロセス制御を行っていないため、多重色の色バランスが変化してしまい、多重色の色差が大きくなり、色相方向にズレが生じてしまうという問題がある。そこで、多重色のプロセス制御を、単色のプロセス制御の後に行う。また、単色のプロセス制御以外に、印刷プロセス中の紙間のプロセス制御時に行っても良い。
【００７７】
以下、地肌ポテンシャル係数制御、現像ギャップ制御を用いた多重色のプロセス制御について説明する。
図１７は、本実施形態における多重色のトナー付着量を安定させるための多重色のプロセス制御の主要な処理の流れを示すブロック図である。本実施形態においては、多重色のプロセス制御を行うときのトナー階調パターンの目標トナー付着量範囲が、０［ｍｇ／ｃｍ＾２］付近から０．５［ｍｇ／ｃｍ＾２］までの範囲内である場合について説明する。本実施形態では、転写紙１１２上に形成される低濃度から高濃度までの画像に対して適切に付着量変換処理を実行できるようにする。
【００７８】
多重色のプロセス制御においては、単色のプロセス制御を終えた後、まず現在設定されている帯電バイアスＶｇ０、現像バイアスＶｂ０、露光パワーＬＤＰ等の画像形成条件で、１０階調のＹ、Ｍ、Ｃの濃度パッチ（多重色パッチ）を感光体表面上に形成する（Ｓ５１）。このときの画像条件は、前回の単色のプロセス制御で設定された画像形成条件である。そして、これらの１０階調の濃度パッチのうち、入力画像濃度７０％の濃度パッチに付着したトナー付着量を、画像検出装置１１０で検知する（Ｓ５２）。なお、入力画像濃度７０％の濃度パッチを選んだ理由としては、単色、多重色共に入力画像濃度７０％時のトナー付着量ばらつきが最も大きいためである。
【００７９】
図１８は、イエロー（Ｙ)の濃度パッチのトナー付着量と、画像の反射率に比例するＹの画像濃度との関係を実験結果より示したグラフである。そして、この図１８を用い、Ｓ５２の工程で得られた１０階調の濃度パッチに付着したトナー付着量を画像濃度に変換し、算出する（Ｓ５３）。なお、図１８を用いる代わりに、イエロー（Ｙ)の濃度パッチを画像濃度センサ等で測定し、画像濃度を検知しても良い。
【００８０】
図１９は、イエロー（Ｙ)の画像濃度と彩度の関係を実験結果より示したグラフである。そして、この図１９を用い、Ｓ５３の工程で得られたＹの画像濃度をＹの彩度に変換し、算出する（Ｓ５４）。なお、図１９を用いる代わりに、Ｙの濃度パッチを測色計等で測定し、彩度を検知しても良い。同様に、Ｍ、Ｃも彩度を算出する。
【００８１】
彩度を算出する方法としては、
（１）濃度パッチのトナー付着量を画像検出装置１１０で測定し、トナー付着量から画像濃度及び、画像濃度から彩度への変換テーブルを用いる、
（２）濃度パッチの画像濃度を画像濃度センサ等で測定し、画像濃度から彩度への変換テーブルを用いる、
（３）濃度パッチの彩度を測色計で測定する、
の３種類が挙げられる。
この中では（３）が最もよい。これは、例えば２つのトナーパッチのトナー付着量が同じであったとしても、トナーパッチを形成するトナーのドットの形状がドット高さ、ドット径において異なる場合がある（図２０）。そのため、トナーパッチの画像濃度や彩度は、測定した場合と変換テーブルを用いた場合とでは、異なった結果が出てしまう可能性があるためである。
【００８２】
なお、単色を２色ずつ用いる多重色はＲ、Ｇ、Ｂ（赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ））があり、それぞれ１色目と２色目として、ＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣを用いる。
【００８３】
図２１は、多重色Ｇに用いる単色のＹ彩度とＣ彩度の許容範囲を示すグラフである。この許容範囲は、別の画像評価にて得られた、多重色Ｇのトナーパッチの色味のばらつきがある範囲よりも小さくなるときの、単色Ｙのトナーパッチの彩度と単色Ｃのトナーパッチの彩度を組み合わせた範囲である。なお、全体平均線とは、濃度パッチ２０、４０、７０、１００％毎で全体平均を求め、この４点を通る近似直線のことである。つまり、この許容範囲内（エリアＡ）にある場合は、多重色Ｇｒｅｅｎの色バランスの変化は抑えられ、色差はある範囲より小さくなり、色相方向のズレは小さくなる。この図２１を用いて、Ｓ５４で算出されたＹ彩度とＣ彩度をプロットさせる（Ｓ５５）。なお、多重色Ｒ、ＢのときもそれぞれＹ彩度とＭ彩度、Ｍ彩度とＣ彩度の許容範囲を示すグラフがある。
【００８４】
そして、その時にＹ彩度とＣ彩度が許容範囲内（エリア１：図中グレーのゾーン）にあるか確認し、いずれも許容範囲内にある場合（Ｓ５６のイエス（Ｙｅｓ））、フィードバックは行われず、そのまま多重色のプロセス制御は終了する。
【００８５】
一方、Ｙ彩度とＣ彩度が許容範囲内にあるか確認し、いずれかあるいは両方とも許容範囲外（エリア２、３）の場合（Ｓ５６のノー（Ｎｏ））、地肌ポテンシャル係数制御を行う（Ｓ５７）。なお、エリア２はエリア１を除いた全体平均線より上部、エリア３はエリア１を除いた全体平均線より下部とする。さらに、地肌ポテンシャル係数制御を３回行い、Ｙ彩度とＣ彩度が許容範囲外の場合（Ｓ５７のＮｏ）、現像ギャップ制御を行う（Ｓ５８）。
【００８６】
地肌ポテンシャル係数制御について説明する。
地肌ポテンシャル係数制御とは、単色トナーの付着量を調整することによって、単色トナーパッチの彩度を許容範囲内に抑える制御のことを言う。単色のプロセス制御にて述べた様に、地肌ポテンシャル係数を増減させることにより、細線の線幅やハーフトーン濃度を変化させられるという特性を活かしたものである。
【００８７】
以下、多重色Ｇを例に挙げ、説明する。Ｙ彩度とＣ彩度がエリア２にある場合、Ｙ彩度の割合が大きく、この２色の単色トナーを用いた多重色Ｇは、Ｙの色味寄りのＧになる。そこで、Ｙ彩度を下げるために、Ｙのトナー付着量を減らしてＧの色バランスを整える場合は、Ｙの地肌ポテンシャル係数を大きくする。逆にＣ彩度を上げるために、Ｃのトナー付着量を増やしてＧの色バランスを整える場合は、Ｃの地肌ポテンシャル係数を小さくすればよい。
【００８８】
一方、Ｙ彩度とＣ彩度がエリア３にある場合、Ｃ彩度の割合が大きく、この２色の単色トナーを用いた多重色Ｇは、Ｃの色味寄りのＧになる。そこで、Ｙ彩度を上げるために、Ｙのトナー付着量を増やしてＧの色バランスを整える場合は、Ｙの地肌ポテンシャル係数を小さくする。逆にＣ彩度を下げるために、Ｃのトナー付着量を減らしてＧの色バランスを整える場合は、Ｃの地肌ポテンシャル係数を大きくすればよい。
【００８９】
図２２は、Ｙの地肌ポテンシャル係数に対し、Ｙのトナー付着量が変化した結果、算出されるＹの彩度を示す。図２３は、Ｃの地肌ポテンシャル係数に対し、Ｃのトナー付着量が変化した結果、算出されるＣの彩度を示す。
図２２、図２３の関係を用いれば、所望の単色のトナー彩度になるには、地肌ポテンシャル係数をどれだけ変化させれば良いかが分かる。ただし、単色のプロセス制御でも述べた様に、地肌ポテンシャルＶｂｇが小さすぎると地汚れが発生し、地肌ポテンシャルＶｂｇが大きすぎるとキャリア付着が発生する。したがって、地肌ポテンシャル係数の値は地汚れやキャリア付着が発生しない範囲で０．３５〜０．４５程度に抑えるべきである。
【００９０】
以上の地肌ポテンシャル係数制御を行った後、再びＳ５１に戻り、Ｓ５６にてＹ彩度とＣ彩度が許容範囲内（エリア１）にあるか確認するという工程を繰り返す。また、この工程を３回繰り返しＮＧの場合は地肌ポテンシャル係数制御を終了し、次の現像ギャップ制御を終了するものとする。また、多重色Ｒ、Ｂに関しても同様の多重色プロセス制御を行うものとする。
【００９１】
現像ギャップ制御について説明する。
本実施形態では、現像ギャップをＦ（フロント）側とＲ（リア）側で検出して現像スリーブ変位量にフィードバック制御するものである。図２４は本発明に用いられる画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ及び現像ギャップ検出装置及び現像ギャップ制御装置を上から見た図である。また、図２５はこの画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ及び現像ギャップ検出装置及び現像ギャップ制御装置を手前側から見た図である。
【００９２】
図２４に示すように現像スリーブ２１１は周面の一部が感光体２０２に対向している。現像スリーブ２１１は軸に固定され、この軸にはギヤ３０６が固定されている。ギヤ３０６には図示しない動力伝達ギヤが噛み合うようになっている。現像スリーブ２１１と感光体２０２の真上にはそれぞれ、反射型レーザ距離測定方式のギャップ検出センサ３００−ＳＬＶと３００−ＯＰＣが備えられており、図２５に示すスリーブギャップ：ＰＧ−ＳＬＶと感光体ギャップ：ＰＧ−ＯＰＣが検出する事ができる。
【００９３】
図中符号３０５、３０７は現像ユニット本体を示し、この現像ユニット本体３０５と３０７の間には現像ギャップ制御手段として圧電素子３０３が設けられている。圧電素子３０３はギャップ検出センサ３００−ＳＬＶ、３００−ＯＰＣに接続され、ギャップ検出センサ３００−Ｆ及び３００−Ｒからの信号によって動作する。現像ユニット本体３０５と３０７との間には引張スプリング３０４が取り付けられている。この引張スプリング３０４の弾性力によって現像ユニット３０７は圧電素子３０３の先端接触部を支点として現像ユニット３０５に支持されている。
【００９４】
まず、現像ギャップ検出手段に関して、図２５を用いて説明する。
スリーブギャップ：ＰＧ−ＳＬＶと感光体ギャップ：ＰＧ−ＯＰＣは、反射型レーザ方式のギャップ検出センサ３００−ＳＬＶと３００−ＯＰＣを用いて検出される。ギャップ検出センサ３００−ＳＬＶ、３００−ＯＰＣから発光される平行光が現像スリーブと感光体にそれぞれ当たり、反射光を受光すると、ある時点でのスリーブギャップ：ＰＧ−ＳＬＶと感光体ギャップ：ＰＧ−ＯＰＣが測定される。感光体２０２と現像スリーブ２１１がそれぞれ回転すると、図２６の様な連続したギャップセンサ〜現像スリーブの距離、ギャップセンサ〜感光体の距離が測定される。そして、現像ギャップ演算素子３０８にて、ギャップセンサ〜現像スリーブの距離とギャップセンサ〜感光体の距離の総和である現像ギャップ（＝感光体から現像スリーブの距離）が算出される。現像ギャップ検出手段に用いる反射型レーザ方式に用いる発光素子の発光波長は、感光体への露光を避けるために感光体が吸収感度を持たない赤外波長を用いる。また、前記現像スリーブ２１１表面での光反射を低減するために現像ギャップ検出手段を設置する部位の前記現像スリーブ２１１表面に発光波長の光を吸収する光吸収膜を形成しておくことが好ましい。また、現像ギャップ検出手段に用いるセンサには現像ギャップの磁場強度を検出するセンサなどを用い得るが、その応答性が数十ｋＨｚ以上であることが望ましい。
【００９５】
次に現像ギャップ制御手段に関して、図２５を用いて説明する。通常、圧電素子３０３は最も短い状態となっており、現像スリーブ２１１は感光体２０２から最も離間した状態となっている（隙間が大きい）。現像動作開始前に圧電素子３０３が伸長し、現像ユニット本体３０５、３０７を感光体２０２側に移動させる。この時、現像スリーブ変位量は以下の様に決定される。まず、前記現像ギャップ演算素子３０８にて算出された現像ギャップ（＝感光体から現像スリーブの距離：隙間）は図２６のように表される。
【００９６】
次に単色のプロセス制御で得られた現像γが許容範囲内であるかどうか、すなわちａ＜現像γ＜ｂであるかどうかを図２７より判断する。そして現像γが許容範囲外であれば、現像ギャップをどれ位変動させればよいかという現像スリーブ変位量αを、図２８より算出する。現像γが許容範囲内であれば、現像γを０．１だけ許容範囲内の中心に動かす様な現像スリーブ変位量α‘を算出する。
【００９７】
次に現像スリーブ変位量ＬＵＴ３０９を参照し、現状の現像ギャップに対して現像ギャップを一定にするための図２９の様な現像スリーブ変位量βを算出する。そして現像スリーブ変位量は下記の様に決定される。
（１）αもしくはα‘（α≦βもしくはα’≦βのとき）
（２）β（α＞βもしくはα’＞βのとき）
【００９８】
その後、現像スリーブ変位量データが圧電素子制御回路３１０に読み込まれ、図３０の様な圧電素子３０３の圧電素子変位量が決定する。また、現像ギャップ制御手段に用いる圧電素子の応答性が数十ｋＨｚ以上であり、変位量が１００［μｍ］以下であり、マイクロオーダーで変位量を制御できることが望ましい。
【００９９】
現像ギャップが圧電素子制御回路３１０で決定された圧電素子変位量だけ動作すると、圧電素子３０３の伸長が停止し、現像動作が行われる。さらに現像動作中においてもギャップ検出センサ３００−ＳＬＶと３００−ＯＰＣによる現像ギャップ検知が行われる。感光体２０２と現像スリーブ２１１との現像ギャップが変動した場合は、予め設定された値となるように圧電素子３０３が駆動され、常に現像ギャップが一定に保たれるようになる。
【０１００】
以上の現像ギャップ制御を行った後、再びＳ５１に戻り、Ｓ５６にてＹ彩度とＣ彩度が許容範囲内（エリア１）にあるか確認する。また、この工程を３回繰り返した場合は現像ギャップ制御を終了し、多重色のプロセス制御を終了するものとする。また、多重色Ｒ、Ｂに関しても同様の多重色プロセス制御を行うものとする。
【０１０１】
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
４１：制御部
１０１：中間転写ベルト
１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ：画像形成部
１１０：画像検出装置
１１３：濃度パッチ
２０１：帯電装置
２０２：感光体２０２
２０３：書込装置
２０５：現像装置
２１０：電位センサ
３００−ＳＬＶ、３００−ＯＰＣ：ギャップ検出センサ
３０１、３０２：光学センサ
３０３：圧電素子
３０４：引張スプリング
３０５、３０７：現像ユニット本体
３０６：ギヤ
３０８：現像ギャップ演算素子
３０９：現像スリーブ変位量ＬＵＴ
３１０：圧電素子制御回路
Ｖｂｇ：地肌ポテンシャル
ＶｂＬ：現像ポテンシャル
Ｖｐｌ：調整用露光部電位
Ｖｒ：残留露光部電位
α：地肌ポテンシャル決定係数
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０３】
【特許文献１】特開平５−１４７２９号公報
【特許文献２】特開平７−２７１１３８号公報
【特許文献３】特開２００４−２１２８９３号公報
【特許文献４】特開平６−１１０３０９号公報
【特許文献５】特開２００６−１９４９４３号公報
【特許文献６】特開平５−１１９５９８号公報
【特許文献７】特開平６−１６１２２８号公報
【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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【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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