(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置であって、
非飽和状態でベタ画像を形成する感光体と、前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、前記静電潜像に基づいて前記感光体にトナーを付着させる現像部とを有する画像形成部と、
前記現像部が有する磁気ローラと現像スリーブとの間の電位差であるトナー層形成電位差及びドット面積率のうちの少なくとも１つを使用して校正を行う校正部と、
画像データに基づいて画像の形成に使用される現像剤の消費量を予測する消費量予測部と、
を備え、
前記消費量予測部は、前記ベタ画像を形成するために予め設定されている所定のドット面積率において、前記トナー層形成電位差を調整することによって前記校正が行われた場合には、前記画像データと前記消費量の関係を表す第１のトナー量テーブルを使用して前記消費量を予測し、前記トナー層形成電位差が最大値に設定された状態において、前記ドット面積率を前記所定のドット面積率から上昇させることによって前記校正が行われた場合には、第２のトナー量テーブルを使用して前記消費量を予測し、
前記第２のトナー量テーブルは、前記第１のトナー量テーブルと、前記所定のドット面積率を超えるドット面積率を使用して形成される文字及び細線の画像形成で消費される現像剤の消費量を予測するための文字用補正テーブルとを含んでいる画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置であって、
前記消費量予測部は、前記ドット面積率を前記所定のドット面積率から上昇させることによって前記校正が行われた場合には、前記文字及び細線の画像形成で使用されたドット面積率と前記文字用補正テーブルとを使用して前記消費量を予測する画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、
前記画像形成部は、前記感光体からトナー像を転写する中間転写ベルトを有し、
前記校正部は、前記中間転写ベルトに形成されている複数のハーフパッチの濃度を計測する濃度センサを有する画像形成装置。
【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であって、
前記感光体は、アモルファスシリコン感光体である画像形成装置。
【請求項５】
画像形成方法であって、
非飽和状態でベタ画像を形成する感光体と、前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、前記静電潜像に基づいて前記感光体にトナーを付着させる現像部とを使用して画像を形成する画像形成工程と、
前記現像部が有する磁気ローラと現像スリーブとの間の電位差であるトナー層形成電位差及びドット面積率のうちの少なくとも１つを使用して校正を行う校正工程と、
画像データに基づいて画像の形成に使用される現像剤の消費量を予測する消費量予測工程と、
を備え、
前記消費量予測工程は、前記ベタ画像を形成するために予め設定されている所定のドット面積率において、前記トナー層形成電位差を調整することによって前記校正が行われた場合には、前記画像データと前記消費量の関係を表す第１のトナー量テーブルを使用して前記消費量を予測し、前記トナー層形成電位差が最大値に設定された状態において、前記ドット面積率を前記所定のドット面積率から上昇させることによって前記校正が行われた場合には、第２のトナー量テーブルを使用して前記消費量を予測し、
前記第２のトナー量テーブルは、前記第１のトナー量テーブルと、前記所定のドット面積率を超えるドット面積率を使用して形成される文字及び細線の画像形成で消費される現像剤の消費量を予測するための文字用補正テーブルとを含んでいる画像形成方法。
【請求項６】
非飽和状態でベタ画像を形成する感光体と、前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、前記静電潜像に基づいて前記感光体にトナーを付着させる現像部とを有する画像形成部を有する画像形成装置を制御するための画像形成プログラムであって、
前記現像部が有する磁気ローラと現像スリーブとの間の電位差であるトナー層形成電位差及びドット面積率のうちの少なくとも１つを使用して校正を行う校正部、及び
画像データに基づいて画像の形成に使用される現像剤の消費量を予測する消費量予測部として前記画像形成装置を機能させ、
前記消費量予測部は、前記ベタ画像を形成するために予め設定されている所定のドット面積率において、前記トナー層形成電位差を調整することによって前記校正が行われた場合には、前記画像データと前記消費量の関係を表す第１のトナー量テーブルを使用して前記消費量を予測し、前記トナー層形成電位差が最大値に設定された状態において、前記ドット面積率を前記所定のドット面積率から上昇させることによって前記校正が行われた場合には、第２のトナー量テーブルを使用して前記消費量を予測し、
前記第２のトナー量テーブルは、前記第１のトナー量テーブルと、前記所定のドット面積率を超えるドット面積率を使用して形成される文字及び細線の画像形成で消費される現像剤の消費量を予測するための文字用補正テーブルとを含んでいる画像形成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、画像形成方法及び画像形成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置では、一般に各印刷におけるトナーの消費量が画像データに基づいて算出される。トナーの消費量は、トナー消費量とトナー像におけるドットの数との間の相関に基づいて算出可能である。トナー消費量の算出結果は、たとえば現像装置へのトナー補給の制御に用いられる。トナー消費量の算出方法については、同じドット数のデータであってもエッジ電界の影響などでトナー消費量は異なるため、画像データの属性（写真データ、ベクトルデータ、文字データ、ラインデータ）、エッジ画素か否かなどを判別して、精度を向上させる技術も提案されている（特許文献１，２）。一方、特許文献３は、比誘電率が高いアモルファスシリコン感光体で現像を行う際に端溜まりを抑制しつつベタ画像の印刷を行う技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９８９１７号公報
【特許文献２】特開２０１３−２００７６号公報
【特許文献３】特開２０１５−１６１７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、端溜まりを抑制しつつ比誘電率が高い感光体で現像を行う電子写真におけるトナー消費量の推定については十分な検討が行われていなかった。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、端溜まりを抑制しつつ比誘電率が高い感光体で現像を行う電子写真におけるトナー消費量の推定精度を向上させる技術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】
【０００６】
本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、前記静電潜像に基づいて前記感光体にトナーを付着させる現像部とを有する画像形成部と、前記現像部の現像バイアス電位及びドット面積率のうちの少なくとも１つを使用して校正を行う校正部と、画像データに基づいて画像の形成に使用される現像剤の消費量を予測する消費量予測部とを備え、前記消費量予測部は、前記現像バイアス電位が制限値に設定された状態において、前記ドット面積率を調整することによって前記校正が行われた場合には、前記調整されたドット面積率を使用して前記消費量を予測する。
【０００７】
本発明の画像形成方法は、感光体と、前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、前記静電潜像に基づいて前記感光体にトナーを付着させる現像部とを使用して画像を形成する画像形成工程と、前記現像部の現像バイアス電位及びドット面積率のうちの少なくとも１つを使用して校正を行う校正工程と、画像データに基づいて画像の形成に使用される現像剤の消費量を予測する消費量予測工程とを備え、前記消費量予測工程は、前記現像バイアス電位が制限値に設定された状態において、前記ドット面積率を調整することによって前記校正が行われた場合には、前記調整されたドット面積率を使用して前記消費量を予測する工程を含む。
【０００８】
本発明は、感光体と、前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光部と、前記静電潜像に基づいて前記感光体にトナーを付着させる現像部とを有する画像形成部を有する画像形成装置を制御するための画像形成プログラムを提供する。前記画像形成プログラムは、前記現像部の現像バイアス電位及びドット面積率のうちの少なくとも１つを使用して校正を行う校正部、及び画像データに基づいて画像の形成に使用される現像剤の消費量を予測する消費量予測部として前記画像形成装置を機能させ、前記消費量予測部は、前記現像バイアス電位が制限値に設定された状態において、前記ドット面積率を調整することによって前記校正が行われた場合には、前記調整されたドット面積率を使用して前記消費量を予測する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、端溜まりを抑制しつつ比誘電率が高い感光体で現像を行う電子写真におけるトナー消費量の推定精度を向上させる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロックダイアグラムである。
【図２】一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す断面図である。
【図３】一実施形態に係る現像部１００ｋの構造を示した側面断面図である。
【図４】一実施形態に係る画像形成装置１のハーフパッチ校正処理手順の内容を示すフローチャートである。
【図５】一実施形態に係るトナー量テーブルＴＤの内容を説明するグラフである。
【図６】一実施形態に係るトナー量テーブルＴＤにおける補正の内容を説明するグラフである。
【図７】変形例に係るトナー量テーブルＴＤの内容を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロックダイアグラムである。画像形成装置１は、制御部１０と、画像形成部２０と、記憶部４０と、画像読取部５０と、定着部８０とを備えている。画像読取部５０は、原稿から画像を読み取ってデジタルデータである画像データＩＤを生成する。
【００１３】
画像形成部２０は、色変換処理部２１と、ハーフトーン処理部２２と、校正用濃度センサ２８と、露光部２９と、アモルファスシリコン感光体である感光体ドラム（像担持体）３０ｃ〜３０ｋと、現像部１００ｃ〜１００ｋ、帯電部２５ｃ〜２５ｋとを有している。色変換処理部２１は、ＲＧＢデータである画像データＩＤをＣＭＹＫデータに色変換する。ハーフトーン処理部２２は、ＣＭＹＫデータにハーフトーン処理を実行してＣＭＹＫのハーフトーンデータを生成する。
【００１４】
制御部１０は、ＲＡＭやＲＯＭ等の主記憶手段、及びＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の制御手段を備えている。また、制御部１０は、各種Ｉ／Ｏ、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）、バス、その他ハードウェア等のインターフェイスに関連するコントローラ機能を備え、画像形成装置１全体を制御する。
【００１５】
記憶部４０は、非一時的な記録媒体であるハードディスクドライブやフラッシュメモリー等からなる記憶装置で、制御部１０が実行する処理の制御プログラムやデータを記憶する。記憶部４０は、本実施形態では、さらに校正用画像データＣＤとトナー量テーブルＴＤとを格納している。
【００１６】
校正用画像データＣＤは、ＣＭＹＫ階調校正用調整パッチと、ＣＭＹＫハーフパッチとを形成するための校正用画像データＣＤを格納している。ハーフパッチは、１００％未満のドット面積率を有し、ベタ画像を表現するパッチである。ハーフパッチでベタ画像を表現するのは、詳細については後述するが、感光体ドラム３０ｃ〜３０ｋにアモルファスシリコン感光体が採用されているからである。
【００１７】
トナー量テーブルＴＤは、トナー消費量テーブルとも呼ばれ、画像データ値とトナー消費量の関係を表すテーブルと、補正係数とを含んでいる。トナー量テーブルＴＤは、トナーの消費量の算出に使用される。トナー量テーブルＴＤは、ベタ画像を表現するハーフパッチのドット面積が初期値（７０％）のときに使用される第１のトナー量テーブルと、ベタ画像を表現するハーフパッチのドット面積が７０％を超えるときに使用される第２のトナー量テーブルと、補正テーブルとを含んでいる。ハーフパッチは、感光体ドラム３０ｃ〜３０ｋに露光部２９でハーフ潜像を形成することによって形成される。
【００１８】
ドット面積率とは、各ドットが予め設定されている面積を有していると仮定した場合のドットが占める面積率を意味し、ハーフ潜像における潜像の面積率に対応する。実際には、たとえば現像バイアス電位Ｖｓｌｖと磁気ローラ電位Ｖｍａｇとの間のトナー層形成電位差ΔＶ（後述）等に応じてドットサイズが変動するので、光学的な観点の面積率（濃度に相当する。）とは相違する。一方、ベタ濃度は、光学的な観点でドットによって印刷媒体が隙間なく覆われているように見える濃度を意味する。
【００１９】
図２は、一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す断面図である。本実施形態の画像形成装置１は、タンデム型のカラープリンターである。画像形成装置１は、その筐体７０内に、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの各色に対応させて感光体ドラム（像担持体）３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋが一列に配置されている。感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋのそれぞれに隣接して、現像部１００ｍ、１００ｃ、１００ｙ及び１００ｋが配置されている。
【００２０】
感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋには、露光部２９から各色用のレーザー光Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｙ及びＬｋが照射される。この照射によって、感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋに静電潜像が形成される。現像部１００ｍ、１００ｃ、１００ｙ及び１００ｋは、トナーを攪拌しながら、感光体ドラム３０ｍ、３０ｃ、３０ｙ及び３０ｋの表面に形成された静電潜像にトナーを付着させる。これにより、現像工程が完了し、感光体ドラム３０ｃ〜３０ｋの表面に各色のトナー像が形成される。
【００２１】
画像形成装置１は、無端状の中間転写ベルト２７を有している。中間転写ベルト２７は、テンションローラ２４、駆動ローラ２６ａ及び従動ローラ２６ｂに張架されている。中間転写ベルト２７は、駆動ローラ２６ａの回転によって循環駆動させられる。
【００２２】
たとえば感光体ドラム３０ｋ上のブラックのトナー像は、感光体ドラム３０ｋと一次転写ローラ２３ｋとで中間転写ベルト２７を挟み、中間転写ベルト２７が循環駆動させられることによって中間転写ベルト２７に一次転写される。この点は、シアン、イエロー、マゼンタの３色についても同様である。中間転写ベルト２７の表面には、所定のタイミングで相互に重ね合わせられるように一次転写が行われることによってフルカラートナー像が形成される。フルカラートナー像は、その後、給紙カセット６０から供給された印刷用紙Ｐに二次転写され、定着部８０の定着ローラ対８１によって印刷用紙Ｐに定着される。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態に係る現像部１００ｋの構造を示した側面断面図である。現像部１００ｍ、１００ｃ及び１００ｙは、現像部１００ｋと同一の構成を有し、単に現像部１００とも呼ばれる。現像部１００は、２本の攪拌搬送部材１４１，１４２と、磁気ローラ１４３と、現像ローラ（現像剤担持体）１４４と、現像容器１４５と、規制ブレード１４６とを備えている。
【００２４】
現像容器１４５は、現像部１００の外郭を構成している。現像容器１４５の下部には、仕切り部１４５ｂが設けられている。仕切り部１４５ｂは、現像容器１４５の内部を第１搬送室１４５ａと第２搬送室１４５ｃとに仕切っている。第１搬送室１４５ａ及び第２搬送室１４５ｃは、図３に垂直な方向に柱状に延びており、磁性キャリアとブラックトナーからなる２成分現像剤（単に現像剤とも呼ばれる。）が収容される。
【００２５】
現像容器１４５は、さらに磁気ローラ１４３及び現像ローラ１４４を回転可能に保持している。現像容器１４５には、現像ローラ１４４を感光体ドラム３０（３０ｋ）に向けて露出させる開口１４７が形成されている。
【００２６】
２本の攪拌搬送部材１４１，１４２は、それぞれ第１搬送室１４５ａ及び第２搬送室１４５ｃの内部で現像剤を攪拌しつつ循環的に移動させている。攪拌搬送部材１４２は、磁気ブラシとして、帯電した現像剤を磁気ローラ１４３に供給する。磁気ローラ１４３は、非磁性の回転スリーブ１４３ａと、回転スリーブ１４３ａの内部に固定されている固定マグネット体１４３ｂとを有している。磁気ローラ１４３と現像ローラ１４４とは、所定のクリアランスで対向している。規制ブレード１４６は、磁気ブラシを予め設定されている所定の高さに調整する。
【００２７】
現像ローラ１４４は、非磁性の現像スリーブ１４４ａと、現像スリーブ１４４ａの内部に固定されている現像ローラ側磁極１４４ｂとを有している。磁気ローラ１４３には、磁気ローラ電位Ｖｍａｇが印加されている。現像ローラ１４４には、現像バイアス電位Ｖｓｌｖが印加されている。現像ローラ１４４には、現像バイアス電位Ｖｓｌｖと磁気ローラ電位Ｖｍａｇとの間のトナー層形成電位差ΔＶに応じた厚さのトナー薄層が形成される。このように、現像ローラ１４４上のトナー薄層の厚さは、トナー層形成電位差ΔＶに応じて変動するので、トナー層形成電位差ΔＶの調整が現像バイアス校正処理（後述）で利用される。
【００２８】
現像ローラ１４４は、感光体ドラム３０との間に所定のクリアランスを有する対向部分（現像ニップ）を介してトナー像を感光体ドラム３０の表面に形成する。トナー像は、感光体ドラム３０の表面の静電潜像の電位と現像ローラ１４４に印加される現像バイアス電位Ｖｓｌｖの電位差に基づいて形成される。
【００２９】
図４は、一実施形態に係る画像形成装置１のハーフパッチ校正処理手順の内容を示すフローチャートである。本実施形態では、感光体ドラム３０ｃ〜３０ｋにアモルファスシリコン感光体が採用されているので、後端溜まりの問題を抑制するためにハーフパッチでベタを表現するように画像形成装置１が構成されている。
【００３０】
アモルファスシリコン感光体は、有機感光体（ＯＰＣ）に比べ比誘電率が３倍程度高く、現像コントラスト電圧に対して、感光体が保持できるトナー量が多いという特徴を有している。このため、アモルファスシリコン感光体は、通常使用するベタ濃度よりも多くのトナーを保持することが可能である。したがって、アモルファスシリコン感光体は、飽和状態で使用すると、ベタ濃度に必要な量を超えて保持してしまうことになる。よって、アモルファスシリコン感光体は、ベタ濃度においても非飽和状態において使用され、現像ローラ１４４上に形成されたトナーがほぼすべて感光体に現像されて現像が終了することでベタ濃度が決定されるように使用されることがある。
【００３１】
ところが、ベタ現像時にベタの後端部の近傍には、トナーが未消費の現像ローラ１４４の表面が存在する。このトナーが未消費の表面は、現像ローラ１４４が感光体ドラム３０ｃ〜３０ｋよりも速く回転するときには、図示しないニップ部でアモルファスシリコン感光体３０におけるベタの潜像画像の後端部を追い越していくことになる。この際、アモルファスシリコン感光体３０が非飽和状態なので、トナーが未消費の現像ローラ１４４の表面から、さらにトナーが現像されてしまうことになる。この現像によって、予め想定されている濃度よりも高いベタ濃度としての後端溜まりが顕在化することになる。
【００３２】
さらに、文字や細線といった画像の再現においてもトナーが未消費の現像ローラ１４４の表面が近傍に存在するので、予め想定されている濃度よりも高い濃度となる現象が発生する。
【００３３】
このような後端溜まりの問題は、特許文献３にも開示されているように、ハーフパッチでベタを表現することによって抑制することができる。ハーフパッチによれば、たとえば網点状の潜像画像（ハーフ潜像）で電場を形成することができる。これにより、アモルファスシリコン感光体を使用して現像のために十分に強い電場（現像コントラスト電圧）を形成することができるとともに、アモルファスシリコン感光体へのトナーの適正量の付着によって飽和状態とすることができる。
【００３４】
このような状態を実現するための網点状の潜像画像におけるドット面積率は、上記観点から予め設定されており、この例では７０％であるとする。しかしながら、現像コントラスト電圧の調整だけでは、ドット面積率７０％では、十分な濃度を実現することができない場合がある。このような場合には、ドット面積率を７０％から上昇させてベタ濃度を実現させることになるが、発明者の知見によれば、上述の後端溜まり等の問題が改めて顕在化することになる。
【００３５】
ステップＳ１０では、制御部１０は、現像バイアス校正処理を実行する。現像バイアス校正処理では、制御部１０は、画像形成部２０を制御して、トナー層形成電位差ΔＶを段階的に変更した複数のハーフパッチを有するチャートを中間転写ベルト２７に形成する。本実施形態では、トナー層形成電位差ΔＶの変更は、現像バイアス電位Ｖｓｌｖを固定し、磁気ローラ電位Ｖｍａｇを調整することによって実現している。
【００３６】
具体的には、制御部１０は、校正前の初期値としてのドット面積率（この例では７０％）でトナー層形成電位差ΔＶが段階的に相違する複数のハーフパッチの有するチャートを中間転写ベルト２７に形成する。複数のハーフパッチには、トナー層形成電位差ΔＶが最大値（制限値）となっているものも含まれる。
【００３７】
トナー層形成電位差ΔＶを段階的に変更した複数のハーフパッチを使用するのは、ベタのトナー像を形成するために十分な厚さのトナー薄層を形成可能なトナー層形成電位差ΔＶを特定するためである。複数のハーフパッチは、ＣＭＹＫのそれぞれについて形成される。以下では、シアン（Ｃ）のハーフパッチを例として説明する。
【００３８】
制御部１０は、校正用濃度センサ２８を使用してシアン（Ｃ）のパッチの濃度を計測する。本実施形態では、校正用濃度センサ２８は、たとえばＬＥＤ（図示せず）から赤外光を出射し、Ｐ波のみを透過させる偏光フィルタを透過させて赤外光のＰ波をパッチに照射し、受光素子で検出した反射光のＰ波とＳ波の比率に基づいて濃度を検出する。なお、校正用濃度センサ２８には、パッチからの正反射光を検出する正反射方式やパッチからの拡散反射光を検出する拡散反射方式もある。また、校正用濃度センサ２８は、シアン（Ｃ）の補色の関係にある赤色の反射光の光量を計測するものでもよい。
【００３９】
制御部１０は、トナー層形成電位差ΔＶの校正を実行する。トナー層形成電位差ΔＶの校正は、たとえばトナー層形成電位差ΔＶが段階的に変更されている複数のシアン（Ｃ）のハーフパッチの中から予め設定されているベタ画像目標濃度に達しているパッチが存在する場合には、そのパッチを選択することによって実行される。具体的には、制御部１０は、パッチの濃度が予め設定されている閾値以上のハーフパッチが存在する場合には、そのハーフパッチの中で最も低いトナー層形成電位差ΔＶを校正後のトナー層形成電位差ΔＶに設定する。
【００４０】
ステップＳ２０では、制御部１０は、現像バイアスの調整範囲内で校正可能である場合（バイアス制御可能状態）には、処理をステップＳ３０に進め、トナー層形成電位差ΔＶの調整範囲内で校正可能でない場合（バイアス制御不可能状態）には、処理をステップＳ３０ａに進める。ハーフパッチの校正が現像バイアスの調整範囲内で可能でない場合とは、複数のシアン（Ｃ）のパッチの中から予め設定されているベタ画像目標濃度に達しているパッチが存在しない場合を意味している。
【００４１】
通例では、複数のハーフパッチのいずれかがベタ画像目標濃度に達するが、たとえば環境変動などによってトナー帯電量が増加している状態においてベタ画像目標濃度に到達しないことが本願発明者によって確認された。
【００４２】
ステップＳ３０では、制御部１０は、ガンマ補正校正処理を実行する。ガンマ補正校正処理とは、ＣＭＹＫの入力画像データ値（上述の例では、シアンのデータ値）に対して画像濃度が画像形成装置１の目標値となるような入出力特性が得られるように、入力画像データ値に対する出力画像データ値（画像濃度）のテーブルを作る校正処理である。
【００４３】
ステップＳ４０では、制御部１０は、ドット面積率を設定する。現像バイアスの調整範囲内で校正可能な場合なので、ドット面積率は、初期値の７０％に設定される。
【００４４】
ステップＳ５０では、制御部１０は、第１のトナー量テーブルを選択する。第１のトナー量テーブルは、バイアス制御可能状態における印刷時のトナーの消費量の算出に使用される。第１のトナー量テーブルは、バイアス制御可能状態において、ベタ画像を表現するハーフパッチのドット面積が初期値の７０％のときに使用されるテーブルである。第１のトナー量テーブルは、写真やパッチの印刷で消費されるトナーの消費量の算出に利用される写真用テーブルと、文字や細線の印刷で消費されるトナーの消費量の算出に利用される文字用基準テーブルとを含んでいる。
【００４５】
図５は、一実施形態に係るトナー量テーブルＴＤの内容を説明するグラフである。図５は、写真用テーブルの特性を表している写真用カーブＣ１と、文字用基準テーブルの特性を表している文字用基準カーブＣ２と、文字用基準テーブルを補正した特性を表している文字用補正カーブＣ３とを示している。これらのカーブは、予め製品試験等によって求められ、統計的に処理されたものである。
【００４６】
バイアス制御可能状態では、写真用カーブＣ１と、文字用基準カーブＣ２とが選択される。写真用カーブＣ１と文字用基準カーブＣ２とは、図５から分かるように、ほぼ同一の特性を有している。バイアス制御可能状態では、ハーフ潜像を使用することによって、アモルファスシリコン感光体へのトナーの適正量の付着によって飽和状態とすることを可能としているからである。
【００４７】
ステップＳ６０では、制御部１０は、校正データを取得する。校正データには、トナー層形成電位差ΔＶの校正値と、初期値の７０％に設定されたドット面積率と、第１のトナー量テーブルの選択とを含んでいる。
【００４８】
一方、ステップＳ３０ａでは、制御部１０は、ガンマ補正校正処理を実行する。ステップＳ３０ａのガンマ補正校正処理は、トナー層形成電位差ΔＶを、その調整範囲内で最大値（制限値）に設定し、ドット面積率を７０％から上昇させてベタ濃度を実現させる処理を含んでいる点で、ステップＳ３０のガンマ補正校正処理と相違し、他の点で共通する。
【００４９】
これにより、ドット面積率が７０％から上昇させられているので、予め想定されている濃度よりも高い濃度となる現象、すなわち、予め想定されている量よりもトナーが消費される状態となっている。ドット面積率が７０％から上昇させられ、後端溜まり等の問題が改めて顕在化しているからである。
【００５０】
ステップＳ４０ａでは、制御部１０は、ドット面積率を設定する。ステップＳ４０ａでは、制御部１０は、トナー層形成電位差ΔＶを調整範囲内で最大値に設定し、ドット面積率を７０％から段階的に上昇させた複数のハーフパッチを中間転写ベルト２７に形成し、校正用濃度センサ２８を使用してベタ濃度を実現するドット面積率ＡＲ（たとえば８５％）として設定する。
【００５１】
ステップＳ４１では、制御部１０は、補正係数を算出する。補正係数は、後端溜まり等の問題に起因するトナーの消費量の増加を補償するための補正係数である。
【００５２】
図６は、一実施形態に係るトナー量テーブルＴＤにおける補正の内容を説明するグラフである。図６（ａ）は、図５の画像データが高い側（７０％近傍〜１００％）を拡大して示している。図６（ｂ）は、設定ドット面積率と補正係数Ｃの関係を示している。設定ドット面積率は、ステップＳ４０ａで設定されたドット面積率（この例では、ドット面積率ＡＲ（８５％））である。補正係数Ｃは、文字用基準カーブＣ２と文字用補正カーブＣ３の比（Ｃ＝文字用補正カーブＣ３／文字用基準カーブＣ２）となる。
【００５３】
補正係数Ｃは、図６（ｂ）のグラフを使用して算出される。この例では、ドット面積率ＡＲが８５％なので、補正係数Ｃは、１．０６５である。文字用補正カーブＣ３は、画像データ値が８０％乃至１００％において補正係数Ｃ（１．０６５）を乗じ、画像データ値が７０％乃至８０％において補正係数Ｃ（１乃至１．０６５）を傾斜して乗じる。これにより、文字用補正カーブＣ３は、連続性を確保するとともに、バイアス制御不可能状態において、画像データが高い側において文字や細線の印刷で顕著に発生する余剰トナーの現像に対応している。
【００５４】
ステップＳ４２では、制御部１０は、テーブル作成処理を実行する。テーブル作成処理では、文字用補正カーブＣ３が、文字用基準カーブＣ２と補正係数Ｃ（画像データ値が７０％乃至８０％では１乃至１．０６５、画像データ値が８０％乃至１００％では１．０６５）とを使用して計算される。文字用補正カーブＣ３は、たとえばＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）として作成される。
【００５５】
ステップＳ５０ａでは、制御部１０は、第２のトナー量テーブルを選択する。第２のトナー量テーブルは、バイアス制御不可能状態における印刷時のトナーの消費量の算出に使用される。
【００５６】
第２のトナー量テーブルは、バイアス制御不可能状態において、ベタ画像を表現するハーフパッチのドット面積が７０％を超えるときに使用されるテーブルである。第２のトナー量テーブルは、写真やパッチの印刷で消費されるトナーの消費量の算出に利用される写真用テーブル（写真用カーブＣ１に相当）と、文字や細線の印刷で消費されるトナーの消費量の算出に利用される文字用補正テーブル（文字用補正カーブＣ３に相当）とを含んでいる。
【００５７】
ステップＳ６０では、制御部１０は、校正データを取得する。校正データには、トナー層形成電位差ΔＶの校正値（制限値としての最大値）と、ドット面積率ＡＲ（８５％）に設定されたドット面積率と、第２のトナー量テーブルの選択とを含んでいる。トナーの消費量の算出は、消費量予測部として機能する制御部１０によって行われる。
【００５８】
このように、一実施形態に係る画像形成装置１によれば、端溜まりを抑制しつつ比誘電率が高い感光体で現像を行う電子写真において、文字や細線といった画像の再現の際に発生する余剰トナーの感光体への付着や端溜まりといった要因に起因するトナーの消費を考慮してトナー消費量を推定することができる。これにより、残トナー量の表示やトナー補給の適正化を図ることができる。
【００５９】
本発明は、上記実施形態だけでなく、以下のような変形例でも実施することができる。
【００６０】
変形例１：上記実施形態は、現像部１００ｃ〜１００ｋの磁気ローラ電位Ｖｍａｇを調整することによってトナー層形成電位差ΔＶを校正し、磁気ローラ電位Ｖｍａｇの調整で校正できない場合に、ドット面積率を調整して校正している。しかしながら、磁気ローラ電位Ｖｍａｇやドット面積率に限られず、露光部２９による露光の光量を調整することによって校正してもよい。さらに、トナー層形成電位差ΔＶの変更は、磁気ローラ電位Ｖｍａｇのみの調整に限られず、磁気ローラ電位Ｖｍａｇと現像バイアス電位Ｖｓｌｖの少なくとも一方を調整することで実現することもできる。
【００６１】
ただし、露光の光量を調整することによって校正する場合には、ドット面積率よりも露光の光量の調整を優先的に校正に利用することが好ましい。本発明では、露光の光量に拘わらず、トナー層形成電位差ΔＶの調整で校正できない場合に、ドット面積率を調整して校正されることになる。
【００６２】
変形例２：上記実施形態では、補正係数Ｃを使用して文字用基準カーブＣ２から文字用補正カーブＣ３を作成しているが、このような方法に限られず、他の方法で文字用補正カーブＣ３を作成することができる。具体的には、たとえばドット面積率ＡＲ（１００％）の文字用補正カーブＣ４を予め準備しておいて、文字用基準カーブＣ２とドット面積率ＡＲ（１００％）の文字用補正カーブＣ４の間の内挿による補間処理で文字用補正カーブＣ３を作成するようにしてもよい。さらに、基準となるカーブは、２本に限られず、３本以上を予め準備し、隣接する各カーブ間の区間で内挿による補間処理を実行するようにしてもよい。
【００６３】
変形例３：上記実施形態では、トナーの消費量の計測方法は、特に記載されていないが、たとえばトナーコンテナからのトナーの落下量を計測できる装置や透磁率センサで計測することもできる。ただし、これらの方法は、長期間におけるトナー量の変化を計測するものなので、実時間で利用できるものではないが、写真用カーブＣ１、文字用基準カーブＣ２及び文字用補正カーブＣ３の検証や補正に利用可能である。
【００６４】
変形例４：上記実施形態では、アモルファスシリコン感光体が使用されているが、本発明は、アモルファスシリコン感光体の使用に限定されない。本発明は、一般に比誘電率が高い感光体でベタ濃度を再現する画像形成装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  画像形成装置
１０  制御部
２０  画像形成部
２１  色変換処理部
２８  校正用濃度センサ
２９  露光部
４０  記憶部
５０  画像読取部
６０  給紙カセット
７０  筐体
【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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